DEVELOPMENT OF STEM EDUCATION LEARNING MODEL THORUGH THE ENGINEERING DESIGN PROCESS WITH DRIVING QUESTIONS TO ENHANCE PROBLEM-SOLVING COMPETENCIES AND AWARENESS OF CLIMATE CHANGE AMONG UPPER SECONDARY SCHOOL STUDENTS

Abstract

Climate change is one of the most important environmental problem the world faces today. Children and youth need to participate in climate change adaptation and mitigation. Therefore, the purposes are as follows: (1) to develop STEM Education learning model through the engineering design process with driving questions; (2) to study effects of the learning model on the problem-solving competencies of the students and awareness of climate change. The research tools included lesson plans, a problem-solving competencies test, awareness measuring instrument and a learning reflection form. The quantitative data were percentage, mean and effect size. The qualitative data were categorized by thematic analysis. The research results indicated the learning model was composed of 6 steps, and were assessed by experts using the Index of Item Objective Congruence, at 0.67-1.00 and had the highest level of appropriateness. The implementation of the learning model found the mean scores of the problem-solving competencies of students after learning (M = 43.23, S.D. = 10.37) were higher (M = 37.07, S.D. = 11.61) with a medium effect size (0.56). The qualitative results reflected that students were better posing questions to generate solutions, providing solutions to solve problems, and finding solutions in challenging situations. In regard to student awareness of climate change, the mean scores of climate understanding after learning (M = 7.42, S.D. = 1.41) were higher (M = 34.03, S.D. = 5.89) with a medium effect size (0.79). The mean scores of climate change attitudes after learning (M = 40.89, S.D. = 5.80) were higher (M = 37.07, S.D. = 11.61) with a largest effect size (1.17). The mean scores of student climate change action after learning (M = 38.26, S.D. = 6.22) were higher than before (M = 32.11, S.D. = 7.60) with the largest effect size (0.86). Students interested in finding ways to mitigate climate change and adapt for long-term impacts. They can also explore the causes and effects of climate change.

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งในปัจจุบัน เด็กและเยาวชนต้องเตรียมพร้อมในการมีส่วนร่วมในการปรับตัวและการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ดังนั้นการวิจัยนี้จึงมีความมุ่งหมายเพื่อ 1) พัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมร่วมกับการตั้งคำถามนำ 2) ศึกษาผลของรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่มีต่อความสามารถในการแก้ปัญหาและความตระหนักรู้เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย แผนการจัดการเรียนรู้ แบบวัดความสามารถในการแก้ปัญหา เครื่องมือวัดความตระหนักรู้ และแบบบันทึกสะท้อนผลการเรียนรู้ วิเคราะห์ข้อมูลเชิงปริมาณด้วยค่าร้อยละ ค่าเฉลี่ย และค่าขนาดอิทธิพล ข้อมูลเชิงคุณภาพวิเคราะห์ด้วยการวิเคราะห์แก่นสาระ ผลการวิจัยพบว่า รูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบคุณภาพพบว่า มีค่าดัชนีความสอดคล้องอยู่ระหว่าง 0.67-1.00 และมีความเหมาะสมอยู่ในระดับมาก เมื่อนำรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่พัฒนาขึ้นไปทดลองใช้พบว่า นักเรียนมีความสามารถในการแก้ปัญหาหลังเรียน (M = 43.23, S.D. = 10.37) สูงกว่าก่อนเรียน (M = 37.07, S.D. = 11.61) โดยมีค่าขนาดอิทธิพลอยู่ในระดับปานกลาง (0.56) ผลเชิงคุณภาพสะท้อนว่า นักเรียนสามารถตั้งคำถามเพื่อแก้ปัญหา เสนอแนวทางในการแก้ปัญหา และแก้ปัญหาในสถานการณ์ที่ท้าทายได้ดีขึ้น ในด้านความตระหนักรู้พบว่า ความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหลังเรียน (M = 7.42, S.D. = 1.41) สูงกว่าก่อนเรียน (M = 6.33, S.D. = 1.35) และมีค่าขนาดอิทธิพลอยู่ในระดับปานกลาง (0.79) เจตคติต่อสภาพภูมิอากาศหลังเรียน (M = 40.89, S.D. = 5.80) สูงกว่าก่อนเรียน (M = 34.03, S.D. = 5.89) และมีค่าขนาดอิทธิพลอยู่ในระดับใหญ่มาก (1.17) และพฤติกรรมต่อสภาพภูมิอากาศหลังเรียน (M = 38.26, S.D. = 6.22) สูงกว่าก่อนเรียน (M = 32.11, S.D. = 7.60) และมีค่าขนาดอิทธิพลอยู่ในระดับมาก (0.86) ผลการวิจัยยังพบว่า ผู้เรียนมีความสนใจในวิธีบรรเทา ปรับตัวเพื่อรับมือผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะยาว และบอกสาเหตุและผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อีกด้วย