การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ (1) เพื่อสร้างและพัฒนาหาประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่องสารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ให้มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 (2) เพื่อศึกษาดัชนีประสิทธิผลของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่องสารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ที่สร้างขึ้นมีค่าดัชนีประสิทธิผล 60 % ขึ้นไป (3) เพื่อทดลองใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่องสารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 (4) เพื่อประเมินชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ในประเด็นต่อไปนี้ (4.1) เพื่อเปรียบเทียบผลการเรียนรู้ เรื่อง สารบริสุทธิ์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ด้วยชุดกิจกรรมก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ (4.2) เพื่อเปรียบเทียบความสามารถด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ด้วยชุดกิจกรรมก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ (4.3) เพื่อเปรียบเทียบความสามารถด้านทักษะในศตวรรษที่ 21 ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ด้วยชุดกิจกรรมก่อนเรียนและหลังการจัดการเรียนรู้ ประชากรที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาที่ 1 โรงเรียนสุรศักดิ์มนตรี แขวงดินแดง เขตดินแดงกรุงเทพมหานครที่กำลังศึกษาอยู่ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2561 กลุ่มตัวอย่างได้มาจากการสุ่มแบบแบ่งกลุ่ม (Cluster Random Sampling) จำนวน 1 ห้อง ได้แก่นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1/4 จำนวน 40 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย (1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) เท่ากับ 1.00 (2) แผนการจัดการเรียนรู้ที่จัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) เท่ากับ 1.00 (3) แบบทดสอบวัดผลการเรียนรู้ เรื่อง สารบริสุทธิ์ เป็นแบบปรนัย เลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 20 ข้อ มีค่าความเชื่อมั่นเท่ากับ 0.97 ค่าความยากง่าย (p) อยู่ระหว่าง 0.22-0.85 และมีค่าอำนาจจำแนก (r) อยู่ระหว่าง 0.30-0.90 (4) แบบทดสอบวัดความสามารถด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เรื่อง สารบริสุทธิ์ เป็นแบบปรนัย เลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 10 ข้อ มีค่าความเชื่อมั่นเท่ากับ 0.97 ค่าความยากง่าย (p) อยู่ระหว่าง 0.27-0.77 และมีค่าอำนาจจำแนก (r) อยู่ระหว่าง 0.30-0.90 (5) แบบทดสอบวัดความสามารถด้านทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง สารบริสุทธิ์ เป็นแบบปรนัย เลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 10 ข้อ มีค่าความเชื่อมั่นเท่ากับ 0.97 ค่าความยากง่าย (p) อยู่ระหว่าง 0.22-0.80 และมีค่าอำนาจจำแนก (r) อยู่ระหว่าง 0.30-0.90 สถิติที่ใช้ได้แก่ ค่าคะแนนเฉลี่ย ร้อยละ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ค่าดัชนี IOC ค่าประสิทธิภาพ (E1/E2) ของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ค่าดัชนีประสิทธิผลของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ การทดสอบค่าที (t test for dependent samples) วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์
ผลการวิจัย พบว่า
1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะ
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 ที่สร้างขึ้นมีประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมเท่ากับ 84.66/88.87 ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ที่ 80/80
2. นักเรียนที่เรียนด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง สารบริสุทธิ์ มีความรู้เพิ่มขึ้น โดยมีค่าดัชนีประสิทธิผล (E.I.) เท่ากับ ร้อยละ 71.70 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ที่ร้อยละ 60
3. ผลการทดลองใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่มุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 พบว่า ผลการเรียนรู้ ความสามารถด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถด้านทักษะในศตวรรษที่ 21 ของนักเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน
4. ผลการประเมินชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้(5E) ที่มุ่งพัฒนา
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะในศตวรรษที่ 21 สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีขั้นตอน ดังนี้
4.1 ผลการเปรียบเทียบผลการเรียนรู้ เรื่อง สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียน
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ด้วยชุดกิจกรรมก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ พบว่า ผลการเรียนรู้ของนักเรียนหลังการเรียนรู้ด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01
4.2 ผลการเปรียบเทียบความสามารถด้านทักษะกระบวนการทาง
วิทยาศาสตร์เรื่อง สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ด้วยชุดกิจกรรมก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ พบว่า ความสามารถด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนหลังได้รับการเรียนรู้ด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01
4.3 ผลการเปรียบเทียบความสามารถด้านทักษะในศตวรรษที่ 21 เรื่อง
สารบริสุทธิ์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ด้วยชุดกิจกรรมก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ พบว่า ความสามารถด้านทักษะในศตวรรษที่ 21 ของนักเรียน หลังการเรียนรู้ด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01