A STUDY OF MATHEMATICAL PROBLEM-SOLVING ABILITY IN SURFACE AREA AND VOLUME FOR MATHAYOMSUKSA III STUDENTS VIA STEM EDUCATION ACTIVITIES

Abstract

The purpose of this research is to study mathematical problem-solving ability in surface area and volume for Mathayomsuksa Three students via STEM education activities. The subjects of this study included 34 students in the second semester of the 2020 academic year at Piyamaharachalai School in Nakhonphanom. They were selected using the cluster random sampling technique. There were four participants selected as target students for a case study on their mathematical problem-solving behavior. The experiment lasted for sixteen fifty-minute periods. This study used a One-Group Posttest-Only Design. The research instruments included lesson plans in surface area and volume via STEM education activities, a mathematical problem-solving ability test and observation forms for mathematical problem-solving behavior. The data were statistically analyzed using Z-Test for population proportion and their behavior were analyzed by using Artzt, Alice F.; and Armour-Thomas, Eleanor form. The results revealed the following: (1) the students who participated in the STEM lessons about surface areas and volumes of three-dimensional shapes performed their abilities to solve mathematical problems in surface areas and volumes at the .05 level of significance more than 60%; and (2) their students' mathematical problem-solving behaviors were demonstrated in four dimensions, which included: understanding problems, planning methods for problem-solving, implementing ideas, and verifying their solutions.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา 2) ศึกษาพฤติกรรมในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 จำนวน 34 คน ในภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2563 ของโรงเรียนปิยะมหาราชาลัย จังหวัดนครพนม ซึ่งได้จากการสุ่มตัวอย่างแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) โดยในกลุ่มตัวอย่าง ผู้วิจัยได้แบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่มเพื่อเป็นกลุ่มเป้าหมายในการศึกษาพฤติกรรมการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เป็นกลุ่มละ 4 คน ซึ่งแต่ละกลุ่มมีนักเรียนที่มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูง ปานกลาง และต่ำ โดยผู้วิจัยใช้เวลาในการทดลองทั้งสิ้น 16 คาบเรียน คาบเรียนละ 50 นาที และใช้แผนการวิจัยแบบ One - Group Posttes - Only Design เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) แผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร ผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา 2) แบบทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร 3) แบบสังเกตพฤติกรรมการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้สถิติทดสอบ Z (Z-Test for Population Proportion) และวิเคราะห์พฤติกรรมตามแบบของอัทซท์ และอมอร์-ทอมัส ผลการศึกษาพบว่า 1) นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ที่เรียนกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร ผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา มีความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร มีจำนวนมากกว่าร้อยละ 60 ที่ระดับนัยสำคัญ .05 2) นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ที่เรียนกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง พื้นที่ผิวและปริมาตร ผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา แสดงพฤติกรรมในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ในสี่ด้าน ได้แก่ด้านการทำความเข้าใจปัญหา ด้านการวางแผนการแก้ปัญหา ด้านการดำเนินการแก้ปัญหา และด้านการตรวจสอบ