บทคัดย่อ
ชื่อเรื่อง การพัฒนาบทปฏิบัติการทดลองแบบย่อส่วน วิชาเคมี เรื่อง ไฟฟ้าเคมี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
ผู้วิจัย นางปัณณ์นารา พุทธเศรษฐ์สิริ
ปีที่ทำการวิจัย ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2565
จากผลการวิจัยพบว่า ทักษะการสังเกต นักเรียนร้อยละ 100 มีทักษะการสังเกต โดยนักเรียนสามารถใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 ในการสังเกต บอกหรือบันทึกการสังเกตในเชิงคุณภาพ เชิงปริมาณได้และไม่ใส่ ข้อคิดเห็นส่วนตัวของผู้สังเกต เช่น ครูให้นักเรียนทำการทดลองเรื่องศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ นักเรียนจะต้องสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากที่หยดสารละลายลงไปที่โลหะ ขณะทำการทดลองครูถามนักเรียนว่า “มีโลหะชนิดใดบ้างที่ทำปฏิกิริยากับโลหะ แล้วสังเกตเห็นอะไร” นักเรียนตอบว่า “โลหะสังกะสีทำปฏิกิริยากับสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต สังเกตเห็นจากที่มีสารสีน้ำตาลแดงเกาะบนแผ่นสังกะสี แล้วสารละลายก็เป็นสีฟ้าจางลง” ครูถามต่อว่ายังมีสารอื่นอีกหรือไม่ที่ทำปฏิกิริยากับโลหะ นักเรียนช่วยกันตอบในสิ่งที่สังเกตได้ ซึ่งครูเป็นผู้สรุปข้อมูลที่ได้อีก
ครั้งเพื่อให้นักเรียนได้เข้าใจตรงกัน
ทักษะการวัด พบว่า นักเรียนร้อยละ 96.67 มีทักษะการวัด โดยนักเรียนส่วนใหญ่สามารถเลือกเครื่องมือวัดได้เหมาะสมกับสิ่งที่ต้องการวัดได้ บอกเหตุผลในการเลือกเครื่องมือรวมถึงบอกวิธีวัดและวิธีใช้เครื่องมืออย่างถูกต้อง และสามารถอ่านค่าและระบุหน่วยที่ได้จากการวัดได้ เช่น ครูกำหนดรูปโวลต์มิเตอร์ แล้วให้นักเรียนอ่านค่าที่ได้จากโวลต์มิเตอร์ด้วยกำลังกระแสไฟฟ้าขนาดต่างๆ นักเรียนส่วนใหญ่สามารถอ่านค่าศักย์ไฟฟ้าและระบุหน่วยได้ถูกต้อง อาจคลาดเคลื่อนได้ ในครั้งที่ประเมินก่อนเรียน มีนักเรียนสอบถามว่า “รูปนี้คืออะไร ตัวเลขที่แสดงคืออะไร เครื่องมือนี้ใช้ทำอะไร” ซึ่งเป็นคำถามที่ครูสามารถนำไปอธิบายในขณะปฏิบัติกิจกรรม เพราะมีการใช้เครื่องโวลต์มิเตอร์ด้วย แต่เนื่องจากโวลต์มิเตอร์มีหลายแบบ และนักเรียนยังไม่เคยใช้มาก่อน ครูจึงจำเป็นต้องเป็นผู้ให้คำแนะนำในครั้งแรก หลังจากนั้นเมื่อมีการปฏิบัติกิจกรรมอีก นักเรียนสามารถเลือกใช้เครื่องมือ บอก
วิธีการวัด วิธีใช้ อ่านค่าที่ได้จากเครื่องมือ และระบุหน่วยได้อย่างถูกต้อง
ทักษะการคำนวณ พบว่า นักเรียนร้อยละ 90 มีทักษะการคำนวณโดยนักเรียนสามารถจัดกระทำตัวเลขด้วยการบวก การลบ การคูณ การหารตัวเลขได้ แสดงวิธีคำนวณและคิดคำนวณผลลัพธ์ได้ถูกต้อง เช่น ครูให้นักเรียนเปรียบเทียบค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ แล้วจับคู่สารว่าคู่ใดเกิดได้หรือเกิดไม่ได้อย่างไร ซึ่งนักเรียนต้องใช้การลบค่าศักย์ไฟฟ้าของขั้วแคโทดและขั้วแอโนดประกอบการตอบคำถาม ในครั้งแรกครูยังไม่บอกวิธีการคำนวณเมื่อมีนักเรียนตอบได้ ครูจะเปลี่ยนสารจับคู่ใหม่ไปเรื่อยๆ จนกระทั่งมีนักเรียน ส่วนใหญ่ตอบคำถามได้ ครูสังเกตเห็นว่า นักเรียนจะกระตือรือร้นในการตอบ หากนักเรียนคนใดยังตอบคำถามไม่ได้จะเกิดอาการกังวลอยากรู้ ที่มาของคำตอบ พยายามจะคิดตาม และสอบถามจากเพื่อน แต่ยังมีนักเรียนส่วนน้อยที่ยังตอบไม่ได้ ครูจำเป็นที่ต้องอธิบายให้นักเรียนเข้าใจ แล้วลงมือปฏิบัติกิจกรรมเพื่อพิสูจน์ข้อเท็จจริงจากการที่นักเรียนได้คำนวณพร้อมทั้งนำไปประยุกต์ในเนื้อหาเรื่องต่อไปได้
ทักษะการพยากรณ์ พบว่า นักเรียนร้อยละ 93.33 มีทักษะการพยากรณ์ โดยนักเรียนสามารถทำนายผลที่เกิดขึ้นจากข้อมูลที่เป็นหลักการหรือทฤษฏีที่มีอยู่ได้หรือที่เกิดขึ้นภายในขอบเขตของข้อมูลที่มีอยู่ได้อย่างถูกต้อง เช่น ครูกำหนดสถานการณ์ว่า “ถ้าใส่สารละลาย CuSO4 ลงในถัง Fe จะเกิดการผุกร่อนของถังเหล็กหรือไม่” นักเรียนตอบว่า “เกิดการผุกร่อน” ครูถามเพราะอะไรจึงเป็นเช่นนั้น นักเรียนต่างช่วยกันตอบว่าหาได้จากการนำ ค่าศักย์ไฟฟ้ามาใช้ประกอบการตอบคำถาม ซึ่งเป็นการบ่งบอกได้ว่านักเรียนสามารถอ้างอิงข้อมูลที่ศึกษาได้ จากหลักการที่มีอยู่ เพื่อนำมาใช้ในการตอบคำถาม แต่ยังมีนักเรียนบางส่วน ตอบคำถามเพียงสั้นๆ พอสอบถามจึงทราบว่า นักเรียนใช้ความรู้สึกของตนเอง ซึ่งไม่สามารถบอกเหตุผลของคำตอบได้
ทักษะการตั้งสมมติฐาน พบว่า นักเรียนร้อยละ 96.67 มีทักษะการตั้งสมมติฐาน โดยนักเรียนสามารถหาคำตอบล่วงหน้าก่อนที่จะดำเนินการทดลอง โดยอาศัยการสังเกต ความรู้ และประสบการณ์เดิม เช่น ครูกำหนดสถานการณ์ว่า “เมื่อต่อเซลล์กัลวานิก และทราบค่าศักย์ไฟฟ้าของครึ่งเซลล์ใดๆ นักเรียนจะตั้งสมมติฐานอย่างไร” นักเรียนส่วนใหญ่ตอบว่า “ขั้วไฟฟ้าในครึ่งเซลล์ที่มีค่าศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่าเป็นขั้วแอโนด ส่วนขั้วไฟฟ้าในครึ่งเซลล์ที่ศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าเป็นขั้วแคโทด” ซึ่งเป็นคำตอบที่คาดเดามาจากความรู้เดิมของนักเรียน จากนั้นนักเรียนจึงได้ลงมือปฏิบัติการทดลองเพื่อยืนยันคำตอบของนักเรียนว่าจริงหรือไม่ พร้อมทั้งให้นักเรียนอธิบายประกอบข้อมูลนั้นด้วย
ทักษะการทดลอง พบว่า นักเรียนร้อยละ 96.67 มีทักษะการทดลอง โดยนักเรียนสามารถวางแผนการทดลอง ระบุขั้นตอน อุปกรณ์ เครื่องมือ และสารเคมีที่ต้องใช้ได้ ปฏิบัติตามแผนที่วางไว้ได้จนสำเร็จ และบันทึกผลการทดลองที่ได้อย่างถูกต้องและเที่ยงตรง เช่น ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มลองประดิษฐ์ถ่านไฟฉาย โดยครูจัดอุปกรณ์และสารเคมีไว้ให้ เมื่อครูให้ลงมือปฏิบัติ ครูสังเกตเห็นว่านักเรียนแต่ละกลุ่มมีการวางแผนร่วมกันว่าจะเริ่มทำอะไรก่อนหลัง แล้วนักเรียนก็แบ่งหน้าที่กันทำเพื่อให้ชิ้นงานเสร็จทันเวลา ครูถามนักเรียนบางกลุ่มว่า“ถ่านไฟฉายที่นักเรียนประดิษฐ์นั้น เหมือนกับถ่านไฟฉายที่ขายตามท้องตลาดหรือไม่” นักเรียนตอบว่า “ไม่เหมือน เนื่องจากว่าได้มีการประยุกต์สิ่งที่หาได้ง่ายมาใช้ อย่างเช่นการนำไส้ดินสอมาใช้แทนเพราะเป็นแกรไฟต์ซึ่งมีราคาถูก” ครูถามต่อว่า “แล้วถ่านไฟฉายที่นักเรียนประดิษฐ์ให้กำลังไฟเท่าไร” นักเรียนตอบว่า “ให้กำลังไฟน้อยกว่า อาจเป็นเพราะสารอิเล็กโทรไลต์ที่ผสมลงไป” นอกจากนี้ครูตรวจใบกิจกรรมที่บันทึกผลการทดลองพบว่านักเรียนส่วนใหญ่บันทึกผลการทดลองถูกต้อง แต่ยังมีนักเรียนบางคนไม่บันทึกผลบางข้อเนื่องจากทำการทดลองไม่ทัน
ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป พบว่า นักเรียนร้อยละ 86.67 มีทักษะการตีความหมายและลงข้อสรุปข้อมูล โดยนักเรียนสามารถแปลความหมายข้อมูล บรรยายลักษณะและสมบัติของข้อมูลที่มีอยู่ได้บอกความสัมพันธ์ของข้อมูล ลำดับขั้นตอนชัดเจน ข้อมูลถูกต้องมีเหตุผล เช่น ครูกำหนดข้อมูลเกี่ยวกับ การเปลี่ยนแปลงของเซลล์กัลวานิกที่เป็นผลการทดลองในรูปของตาราง โดยครูให้นักเรียนเขียนสรุปข้อมูลเพียงการทดลองเดียว ให้สอดคล้องครอบคลุมเนื้อหาที่เรียน ซึ่งนักเรียนส่วนใหญ่สามารถบอกความสัมพันธ์ของข้อมูลและเขียนสรุปเป็นปฏิกิริยาต่างๆ บอกขั้วไฟฟ้า รวมถึงการเขียนแผนภาพของเซลล์ได้ แต่ยังมีนักเรียนบางคนไม่เข้าใจสิ่งที่กำหนด ไม่สามารถแปลข้อมูลได้ นักเรียนจึงไม่ตอบคำถามข้อนั้น
บทปฏิบัติการเรื่อง ไฟฟ้าเคมีที่พัฒนาขึ้นเป็นไปตามทฤษฎีที่ได้ศึกษาค้นคว้าและสามารถนำไปใช้ในการเรียนรู้ ครอบคลุมในเรื่องเซลล์กัลวานิก ได้จริง นักเรียนมีการตอบสนองต่อบทปฏิบัติการเป็นอย่างดี ซึ่งมุ่งเน้นให้นักเรียนได้ลงมือปฏิบัติด้วยตนเองด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ อย่างเป็นขั้นตอน และจากการประเมินทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์โดยครูผู้สอน พบว่า นักเรียนมีทักษะการตีความหมายและลงข้อสรุป ทักษะการคำนวณ ทักษะการทดลอง ทักษะการสังเกต ทักษะการตั้งสมมติฐาน ทักษะการวัด ทักษะการพยากรณ์ มากที่สุดตามลำดับซึ่งเมื่อเปรียบเทียบระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียน อาจเป็นเพราะระหว่างเรียนนักเรียนได้รับการสอนแบบให้ลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง ครูผู้สอนสร้างแรงจูงใจให้นักเรียนปฏิบัติการทดลองอย่างมีความสุข มากกว่าการสอนแบบบรรยายเพียงอย่างเดียว ส่งผลให้นักเรียนมีการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง จะเห็นได้ว่านักเรียนยังต้องการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ของตนเองอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะทักษะการตั้งสมมติฐาน ทักษะการวัดและทักษะการพยากรณ์ ซึ่งนักเรียนยังขาดทักษะเหล่านี้เป็นอย่างมาก อาจเนื่องมาจากการฝึกปฏิบัติน้อยและไม่เข้าใจในทักษะต่างๆได้ ดังนั้นจากผลการวิจัยนี้ จึงสะท้อนให้เห็นว่า ควรมีจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนอย่างจริงจัง ด้วยกิจกรรมการเรียนรู้ ที่นักเรียนได้มีโอกาสในการฝึกคิด ฝึกปฏิบัติด้วยตนเอง จัดให้มีกิจกรรมการทดลองสอดแทรกระหว่างเรียน ทั้งนี้เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนมีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ให้มากที่สุด