บทคัดย่อ
การวิจัยครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาข้อมูลพื้นฐานของรูปแบบการเรียนการ
สอนคณิตศาสตร์ เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหา 2) พัฒนารูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาให้มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ที่กำหนด 80/80 3) ทดลองใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา และ 4) ประเมินประสิทธิผลและปรับปรุงแก้ไขรูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียน กลุ่มตัวอย่างในการวิจัยครั้งนี้ คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/1 โรงเรียนโนนกอกวิทยา องค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยภูมิ ซึ่งได้มาจากการสุ่มแบบยกชั้น 1 ห้องเรียน จำนวน 45 คน ที่กำลังศึกษา ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2560 โรงเรียนโนนกอกวิทยา การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยและพัฒนา (Research and Development) โดยใช้แบบแผนการวิจัยแบบ One-Group Pretest - Posttest Design เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยในครั้งนี้ ประกอบด้วย 1) รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ 2) คู่มือการใช้รูปแบบการเรียนการสอน 3) แผนการจัดการเรียนรู้ 4) แบบสัมภาษณ์ 5) แบบทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหา 6) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน จำนวน 30 ข้อ และ 7) แบบสอบถามความพึงพอใจ วิเคราะห์ข้อมูลโดยการหาค่าเฉลี่ยค่า ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ร้อยละ สถิติทีแบบไม่อิสระ และการวิเคราะห์เนื้อหา
ผลการวิจัย พบว่า
1. การศึกษาข้อมูลพื้นฐานในการพัฒนารูปแบบการเรียนการสอน เพื่อส่งเสริม
ความสามารถในการแก้ปัญหาระดับชั้นมัธยมศึกษา พบว่า รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหา มีความจำเป็น เนื่องจากการศึกษาเอกสาร ตำรา งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง สัมภาษณ์อย่างไม่เป็นทางการ การสอบถามความคิดเห็นของนักเรียน ครูผู้สอน ผู้เชี่ยวชาญ ในทุกขั้นตอน ผู้วิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลและนำแนวทางมาสังเคราะห์ นำมาพัฒนาเป็นรูปแบบการเรียนการสอนเพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาระดับชั้นมัธยมศึกษา ขึ้นใหม่เพื่อให้เหมาะสมและสอดคล้องกับความต้องการของนักเรียนและผู้เกี่ยวข้อง ทั้งในด้านรูปแบบ เนื้อหา การจัดกิจกรรมการเรียน และการวัดผลประเมินผล ตามแนวทางการปฏิรูปกระบวนการเรียนรู้ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551
2. รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ เพื่อส่งเสริมความสามารถในการ
แก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาที่พัฒนาขึ้นมีชื่อว่า PURKSSEPE Model โดยมีองค์ประกอบ 4 องค์ประกอบ ประกอบด้วย 1) องค์ประกอบเชิงหลักการและวัตถุประสงค์ หลักการคือ เชื่อมโยงความรู้เดิมกับความรู้ใหม่ นำไปสู่การสร้างความรู้ของตนเองด้วยกระบวนการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์และการร่วมมือกันเรียนรู้ วัตถุประสงค์คือ เพื่อพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียน และเพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียน 2) องค์ประกอบเชิงกระบวนการ กระบวนการเรียนการสอนมี 6 ขั้นตอน คือ 1) ขั้นการกำหนดปัญหา (Problem determination : P) 2) ขั้นทำความเข้าใจกับปัญหา (Understand the problem : U) 3) ขั้นการดำเนินการศึกษาค้นคว้าและกิจกรรมนอกเวลาเรียน (Research : R) 4) ขั้นสังเคราะห์ความรู้ (Knowledge Synthesis : KS) 5) ขั้นสรุปและประเมินค่าของคำตอบ (Summarize and Evaluate the value of the answer : SE) และ 6) ขั้นนำเสนอและประเมินผลงาน (Presentation and Evaluation : PE) 3) การวัดและประเมินผล วัดและประเมินผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ความสามารถในการแก้ปัญหา และ 4) องค์ประกอบเชิงเงื่อนไขการนำรูปแบบไปใช้ คือ ปัจจัยที่เอื้อต่อการเรียนรู้ : การเตรียมความพร้อมในการเรียน สมาธิในการเรียนอย่างต่อเนื่อง บรรยากาศการเรียนการสอน การแลกเปลี่ยนเรียนรู้และก่อนการเรียนการสอนโดยใช้รูปแบบ ผู้เรียนต้องมีความรู้และทักษะพื้นฐานสำหรับการเรียนรู้เนื้อหาใหม่ (Prerequisite Knowledge) ปัจจัยสนับสนุน : การเตรียมความพร้อมก่อนนำรูปแบบไปใช้ 1) ผู้สอนต้องศึกษาทำความเข้าใจองค์ประกอบของรูปแบบการเรียนการสอนและกระบวนการต่างๆ ทุกขั้นตอน พร้อมทั้งทำความเข้าใจกับผู้เรียน ให้ผู้เรียนเข้าใจองค์ประกอบของรูปแบบการเรียนการสอนและกระบวนการต่างๆ ทุกขั้นตอน 2) ผู้สอนต้องมีความรู้ความสามารถในด้านเทคนิควิธีสอนที่ใช้ในรูปแบบการเรียนการสอน มีทักษะการสอน การบริหารจัดการชั้นเรียนและสามารถประเมินผลตามสภาพจริง และ 3) ผู้สอนต้องมีทักษะการเชื่อมโยง ทักษะการให้เหตุผล ทักษะการใช้กระบวนการแก้ปัญหา ทักษะการใช้คำถามและสามารถถ่ายทอดทักษะเหล่านี้สู่ผู้เรียน พบว่ารูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้นมีค่าประสิทธิภาพเท่ากับ 81.03/82.32 มีค่าสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้คือ 80/80
3. ทดลองใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษา
ปีที่ 5/1 โรงเรียนโนนกอกวิทยา องค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยภูมิ จำนวน 45 คน ในภาคเรียนที่ 1
ปีการศึกษา 2560 ทดลองใช้ตั้งแต่วันที่ 19 มิถุนายน 2560 28 สิงหาคม 2560 รวมเวลาในการดำเนินการทดลองใช้รูปแบบการเรียนการสอนทั้งหมด 9 สัปดาห์ สัปดาห์ละ 3 ชั่วโมง และอีก 1 ชั่วโมง ในสัปดาห์ที่ 10 รวม 28 ชั่วโมง ได้ค่าประสิทธิภาพของรูปแบบการเรียนการสอน เท่ากับ 80.06/81.85 มีค่าสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้คือ 80/80
4. การประเมินและปรับปรุงแก้ไขรูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริม
ความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) มีดังนี้
4.1 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียน เรื่อง ฟังก์ชันตรีโกณมิติก่อนและหลังการใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 โดยคะแนนเฉลี่ยหลังจากการใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) สูงกว่าก่อนการใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model)
4.2 ความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียน เรื่อง ฟังก์ชันตรีโกณมิติ ก่อนและหลังการใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 โดยคะแนนเฉลี่ยหลังจากการใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) สูงกว่าก่อนการใช้รูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model)
4.3 ความพึงพอใจของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่มีต่อรูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) พบว่า โดยรวมอยู่ในระดับมาก และความคิดเห็นและข้อเสนอแนะเพิ่มเติม วิเคราะห์ข้อมูลโดยการวิเคราะห์เนื้อหา (Content Analysis) มีรายละเอียด คือ นักเรียนบางคนมีความคิดเห็นว่าควรมีการจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้รูปแบบการเรียนการสอนเพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) ในวิชาฟิสิกส์ เคมี โลก ดาราศาสตร์และอวกาศ เพราะทำให้ได้ทักษะในการแก้ปัญหา อีกทั้งยังช่วยให้เกิดทักษะการคิดสร้างสรรค์และการเชื่อมโยงความรู้ไปยังศาสตร์อื่นๆ
4.4 ปรับปรุงแก้ไขรูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) โดยการนำผลการเรียนรู้ที่ได้จากการทำกิจกรรมระหว่างเรียน เรื่อง ฟังก์ชันตรีโกณมิติหลังการเรียนแต่ละแผนการจัดการเรียนรู้มาจัดเสนอเป็นคะแนน และพบข้อควรปรับปรุงของรูปแบบการเรียนการสอนคณิตศาสตร์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนระดับมัธยมศึกษา (PURKSSEPE Model) ให้มีความเหมาะสมในการนำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนในครั้งต่อไป เช่นแผนการจัดการเรียนรู้ที่ 4-5 เรื่อง ค่าของฟังก์ชันไซน์และโคไซน์ของจำนวนจริงใดๆ ต้องมีใบกิจกรรม ใบงานและการถามตอบทบทวนสม่ำเสมอ แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 9-10 เรื่อง ฟังก์ชันตรีโกณมิติของมุม ต้องทบทวนค่าของฟังก์ชันตรีโกณมิติของจำนวนจริงและใช้การถามตอบค่าในวงกลมหนึ่งหน่วยและเพิ่มสื่อเรื่องวงกลมหนึ่งหน่วย แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 24-25 เรื่อง กฎของโคไซน์และไซน์ ต้องมีสื่อการเรียนรู้ที่เป็นของจริงที่ใช้ในชีวิตประจำวันมาทดลองใช้ให้นักเรียนได้เกิดการเรียนรู้ และแผนการจัดการเรียนรู้ที่ 26-28 ต้องมีสื่อการเรียนรู้ที่เป็นของจริงที่ใช้ในชีวิตประจำวันมาทดลองใช้ให้นักเรียนได้เกิดการเรียนรู้ และให้นักเรียนทำกิจกรรมนอกสถานที่ และ มีการปรับใบกิจกรรม ใบงานและแบบทดสอบท้ายแผนแต่ละแผนให้กระชับและไม่มากจนเกินไป