การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษา ร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อศึกษาข้อมูลพื้นฐานของการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท 2) เพื่อพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท 3) เพื่อทดลองใช้รูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท 4) เพื่อประเมินรูปแบบโดยการสอบถามความคิดเห็นของนักเรียนที่มีต่อรูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท วิธีการดำเนินงานแบ่งเป็น 4 ระยะได้แก่ ระยะที่ 1 การศึกษาข้อมูลพื้นฐานของการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท ระยะที่ 2 การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ระยะที่ 3 การทดลองใช้รูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 และระยะที่ 4 การประเมินรูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 การทดลองใช้แบบแผนการวิจัยแบบกลุ่มเดียว วัดผลก่อนและหลังการทดลอง ตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ห้องที่ 1 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท อำเภอเมืองชัยนาท จังหวัดชัยนาท จำนวน 30 คน ได้มาโดยการสุ่มแบบแบ่งกลุ่ม ใช้การจัดการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษา ร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท จำนวน 6 ชั่วโมง เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูล ประกอบด้วย แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน จำนวน 30 ข้อ แบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดเชิงนวัตกรรม จำนวน 6 ข้อ และแบบสอบถามความคิดเห็นของนักเรียนที่มีต่อการจัดการเรียนรู้ จำนวน 10 ข้อ สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ การหาประสิทธิภาพของกระบวนการและผลลัพธ์ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และ t-test
ผลการศึกษา พบว่า
1. ข้อมูลพื้นฐานของการจัดการเรียนการสอน วิชาฟิสิกส์ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี พบว่า นักเรียนส่วนใหญ่จะชอบการเรียนรู้ด้วยการศึกษาด้วยตนเอง ชอบการปฏิสัมพันธ์และแลกเปลี่ยนเรียนรู้ ชอบฝึกปฏิบัติและนำเสนอหน้าชั้นเรียน ไม่ชอบการท่องจำ และเรียนรู้จากการบรรยายหน้าชั้นเรียน แต่ครูส่วนใหญ่สอนความรู้ความจำมากกว่าการส่งเสริมการคิดและการปฏิบัติการทดลอง ประกอบกับนักเรียนบางส่วนขาดความรู้พื้นฐานในการคำนวณและแก้สมการส่งผลให้นักเรียน ไม่ตั้งใจเรียนและอ่านโจทย์ปัญหาวิชาฟิสิกส์แล้วไม่สามารถบอกได้ว่าโจทย์ต้องการให้หาอะไร และหาอย่างไร ในการจัดการเรียนรู้ที่ส่งเสริมการการคิดเชิงนวัตกรรมของนักเรียน ครูส่วนใหญ่จะฝึกนักเรียน โดยการใช้คำถามให้นักเรียนช่วยกันคิดหาคำตอบที่หลากหลาย ใช้กระบวนการกลุ่มในการทดลองปฏิบัติการ ให้นักเรียนทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ยังไม่มีรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่ชัดเจน สำหรับแนวทางการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่ส่งเสริมการการคิดเชิงนวัตกรรม ต้องมีรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่มีกระบวนการชัดเจน ควรประยุกต์ใช้แนวคิดในการจัดการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น การออกแบบเชิงวิศวกรรม STEM การใช้ปัญหาเป็นฐาน หลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง ฝึกให้ผู้เรียนใช้ทักษะกระบวนการคิดเชิงนวัตกรรม ฝึกให้นักเรียนคิดวิเคราะห์และตีความสถานการณ์ต่าง ๆ ฝึกให้วิเคราะห์โจทย์ได้หลากหลายรูปแบบและหลายแนวทาง เพื่อให้มีความชำนาญในการคิดเชิงนวัตกรรม ฝึกให้นักเรียนสามารถค้นหาความรู้ได้ด้วยตนเอง ต้องฝึกให้นักเรียนมีจินตนาการ ให้นักเรียนทำงานเป็นทีมในการแก้ปัญหาเพื่อให้มีแนวคิดที่หลากหลาย ต้องใช้ทักษะกระบวนการทางวิชาฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์ การจัดการเรียนการสอนควรมุ่งเน้นให้ผู้เรียนเรียนด้วยความเข้าใจ สอนแนวคิดให้ผู้เรียนได้คิดตาม คิดเป็น ฝึกให้ผู้เรียนนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ ในชีวิตประจำวัน ให้ผู้เรียนใช้ความรู้สร้างนวัตกรรมใหม่ ๆ นอกจากนี้แล้วต้องสอนให้ผู้เรียนมีทัศนคติที่ดีต่อวิชาฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์และสนุกสนานในการเรียน
2. รูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท ประกอบด้วยองค์ประกอบ 6 องค์ประกอบ คือ องคประกอบที่ 1 หลักการของรูปแบบการจัดการเรียนรู้ องค์ประกอบที่ 2 วัตถุประสงค์ของรูปแบบการจัดการเรียนรู้ องค์ประกอบที่ 3 กระบวนการเรียนรู้ องค์ประกอบที่ 4 มีการจัดระบบ องค์ประกอบที่ 5 การนำรูปแบบการจัดการเรียนการสอนไปใช้ และองค์ประกอบที่ 6 การวัดและประเมินผล องคประกอบที่ 3 กระบวนการเรียนรู้ มี 6 ขั้นตอน คือ ขั้นตอนที่ 1 ระบุปัญหา (Problem Identification) (การตั้งเข็มทิศในการทำงาน) ขั้นตอนที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) (การพิจารณาเงื่อนไขความรู้) ขั้นตอนที่ 3 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) (การพิจารณาปัจจัยและความสมดุล ใน 4 มิติ) ขั้นตอนที่ 4 วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) แบ่งเป็น 4 ขั้นตอนย่อย ได้แก่ การคิดวางแผนอย่างรอบคอบ (หลักความมีเหตุผล) คิดพอประมาณ (หลักความพอประมาณ) คิดคะเนความเสี่ยง (การสร้างภูมิคุ้มกันในตัวที่ดี) และลงมือปฏิบัติงานตามที่วางแผนไว้ (เงื่อนไขคุณธรรม) ขั้นตอนที่ 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) ขั้นตอนที่ 6 นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Presentation) ผลการประเมินความเหมาะสมสอดคล้องของรูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จากผู้เชี่ยวชาญ 5 คน ได้ค่าความความเหมาะสมสอดคล้องของรูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท ในภาพรวมอยู่ในระดับเหมาะสมมากที่สุด (x̄ = 4.56, S.D. = 0.56) ซึ่งแสดงว่ารูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท ที่พัฒนาขึ้นมีความเหมาะสมสอดคล้องเชิงโครงสร้าง สามารถนำไปทดลองใช้ได้
3. การใช้รูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท สรุปผลได้ดังนี้
3.1 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
3.2 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 80 เมื่อเทียบกับคะแนนเต็ม อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
3.3 การคิดเชิงนวัตกรรมหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
3.4 การคิดเชิงนวัตกรรมหลังเรียนสูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 80 เมื่อเทียบกับคะแนนเต็ม อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
4. ผลการประเมินรูปแบบการจัดการเรียนรู้ จากการสอบถามความคิดเห็นของนักเรียนที่มีต่อรูปแบบการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาร่วมกับหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการคิดเชิงนวัตกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท พบว่า ภาพรวมมีความคิดเห็น อยู่ในระดับเห็นด้วยมากที่สุด (x̄ = 4.56, S.D. = 0.56) ประเด็นที่นักเรียนมีความคิดเห็น อยู่ในระดับเห็นด้วยมากที่สุดสูงสุด ได้แก่ ข้อที่ 2 นักเรียนได้ทบทวนความรู้เดิมและสืบค้นความรู้ที่จำเป็นต้องใช้ในการแก้ปัญหาจากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ (x̄ = 4.67, S.D. = 0.48) และข้อที่ 9 รูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนช่วยให้นักเรียนมีความสามารถในการคิดเชิงนวัตกรรมมากขึ้น ( x̄= 4.67, S.D. = 0.55) สำหรับประเด็นที่นักเรียนมีความคิดเห็นอยู่ในระดับเห็นด้วยน้อยที่สุด ได้แก่ ข้อที่ 1 นักเรียนสามารถวิเคราะห์ปัญหาและหาสาเหตุของปัญหาจากสถานการณ์ต่าง ๆ ( x̄=4.43, S.D.=0.63)