The Development of a Science Instructional Model Based on Connectivism Theoryand Cooperative Learning Theory to Enhance the Scientific Literacyfor Junior High School Students

Abstract

This research aimed to develop and evaluate the effectiveness of a science instructional model that integrates the theory of Connectivism with Cooperative Learning to enhance scientific literacy among lower secondary school students. The study employed a Research and Development (R&D) methodology, incorporating a Mixed Methods Research approach. The model was developed following the ADDIE framework and tested using a One-Group Pretest-Posttest Design along with a Time Series design. The sample group consisted of 20 Grade 8 students from the Demonstration School of Phetchaburi Rajabhat University in the second semester of the 2024 academic year. The extended implementation group included students from the Demonstration School of Chombueng Rajabhat University, Ratchaburi Province. The research instruments comprised instructional plans, a knowledge test, scientific competency assessment, context assessment, attitude scale, and a satisfaction questionnaire. Data were analyzed using percentage, mean (M), standard deviation (SD), content analysis, dependent t-test, and one-way repeated-measures ANOVA.

The results showed that:

1. The developed instructional model consisted of six components: (1) Principles, (2) Objectives, (3) Instructional Procedures—comprising 3.1 Preparation for Learners, 3.2 Acquiring a Connection Between Knowledge and Experiences (3.2.1 Lesson Introduction, 3.2.2 Content Presentation, 3.2.3 Task Assignment), 3.3 Group Discussion on Interested Topic, 3.4 Proposal Presentation, 3.5 Implementation, Examination, and Correction, 3.6 Summarization and Evaluation, (4) Social System, (5) Support System, and (6) Assessment and Evaluation.

2. Students’ scientific literacy post-test scores were significantly higher than their pre-test scores at the .01 level of significance. Approximately 85% of students demonstrated scientific competencies at good to very good levels, effectively connecting knowledge with real-life contexts and showing improved scientific attitudes.

3. Overall, students expressed a high level of satisfaction with the instructional model, particularly with group activities, discussions, and the use of technology linked to real-world contexts—highlighting the model’s effectiveness in promoting 21st-century scientific literacy.

4. The extended implementation results were consistent with the experimental group, indicating that learners demonstrated improved academic achievement and the ability to develop and exhibit scientific literacy.

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและประเมินประสิทธิผลของรูปแบบการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ที่บูรณาการแนวคิดทฤษฎีเชื่อมโยงความรู้กับทฤษฎีการเรียนรู้แบบร่วมมือกัน เพื่อส่งเสริมความฉลาดรู้ด้านวิทยาศาสตร์ สำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนต้น โดยใช้ระเบียบวิธีวิจัยและพัฒนา (R&D) ผสมผสานกับการวิจัยแบบผสมผสานผ่านกระบวนการตามโมเดล ADDIE และออกแบบการทดลองแบบกลุ่มเดียววัดก่อนและหลัง (One Group Pretest-Posttest Design) และ Time Series กลุ่มตัวอย่าง ได้แก่ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 จากโรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยราชภัฏเพชรบุรี ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2567 จำนวน 20 คน และกลุ่มที่ใช้ในการขยายผลได้แก่ นักเรียนจากโรงเรียนสาธิตแห่งมหาวิทยาลัยราชภัฏจอมบึง จังหวัดราชบุรี เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย แผนการจัดการเรียนรู้ แบบทดสอบความรู้ แบบประเมินสมรรถนะทางวิทยาศาสตร์ แบบประเมินบริบท แบบประเมินเจตคติ และแบบสอบถามความคิดเห็น วิเคราะห์ข้อมูลโดยค่าร้อยละ (Percentage) ค่าเฉลี่ย (M) ค่าส่วนเบี่ยงแบนมาตรฐาน (SD) วิเคราะห์เนื้อหา (Content Analysis) สถิติทดสอบทีแบบไม่เป็นอิสระต่อกัน (t-test dependent) และสถิติความแปรปรวนทางเดียวแบบวัดซ้ำ (one-way repeated-measures ANOVA)

ผลการวิจัยพบว่า

1. รูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้นมี 6 องค์ประกอบ ได้แก่ 1) หลักการ 2) วัตถุประสงค์ 3) ขั้นตอนการจัดการเรียนรู้ ประกอบด้วย 3.1) เตรียมความพร้อมผู้เรียน (Preparation for Learners) 3.2) ให้ประสบการณ์เชื่อมโยงความรู้ (Acquiring a connection between knowledge and experiences) 3.2.1) การนำเข้าสู่บทเรียน 3.2.2) การเสนอข้อมูลความรู้ 3.2.3) การมอบหมายงาน 3.3) นำเสนอประเด็นที่สนใจของกลุ่ม (Group discussion on interested topic) 3.4) นำเสนอโครงร่างผลงาน (Proposal presentation) 3.5) ดำเนินการ ตรวจสอบ และแก้ไข (Implementation, examination, and correction) 3.6) สรุปบทเรียนและประเมินผล (Summarization and evaluation) 4) ระบบสังคม 5) ระบบสนับสนุน และ 6) การวัดและประเมินผล

2. ผลการทดลองใช้รูปแบบฯ พบว่า ความฉลาดรู้ด้านวิทยาศาสตร์ของนักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 นักเรียนร้อยละ 85 มีพัฒนาการด้านสมรรถนะทางวิทยาศาสตร์ในระดับดีถึงดีมาก สามารถเชื่อมโยงความรู้กับบริบทจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีเจตคติทางวิทยาศาสตร์อยู่ในระดับดีขึ้นไป

3. นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนการสอนตามรูปแบบการเรียนรู้โดยภาพรวมอยู่ในระดับดีมาก โดยเฉพาะกิจกรรมที่เน้นการทำงานกลุ่ม การอภิปราย และการใช้เทคโนโลยีร่วมกับการเชื่อมโยงความรู้สถานการณ์จริงในชีวิตประจำวันสะท้อนถึงประสิทธิผลของรูปแบบดังกล่าวในการส่งเสริมความฉลาดรู้ด้านวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 21

4. ผลการขยายผลมีความสอดคล้องกับกลุ่มทดลองโดยพบว่า ผู้เรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนรู้ที่สามารถพัฒนาและแสดงความฉลาดรู้ด้านวิทยาศาสตร์