THE DEVELOPMENT OF A MATHEMATICS LEARNING MODEL USING PROBLEM-BASED AND ACTIVITY-BASED LEARNING TOGETHER WITH THE CONCEPT OF GAMIFICATION TO ENHANCE MATHEMATICAL SOLVING AND REASONING ABILITIES AND SELF-REGULATORY CAPACITY OF MIDDLE SCHOOL STUDENTS

Abstract

The purposes of this research were to 1) develop and find the quality of a mathematics learning model using problem – based and activity – based learning together with the concept of gamification. 2) Study the effectiveness of the mathematics learning model using problem – based and activity – based learning together with the concept : 2.1) compare the mathematical problem-solving and reasoning abilities before and after learning, 2.2) study the development of self-regulatory capacity and 2.3) study students' opinions towards learning management using a mathematics learning model. The research was conducted as a research and development study (R&D), employing a mixed-methods research design with an embedded design. In R1, the target group consisted of 3 mathematics teachers, 3 mathematics education experts, 3 experts in gamification and self-regulatory, and 88 students were selected by 2-stage random sampling. The research instruments included: 1) Document analysis form, 2) Interview form for opinions on mathematics teaching, 3) Interview form regarding opinions on gamification and self-regulatory capacity and 4) Needs Assessment Questionnaire. In D1, 9 experts were the target group. The research instruments included: 1) mathematics learning model using problem – based and activity – based learning together with the concept of gamification, 2) Manual of the instructional model, 3) lesson plan and 4) Evaluation form for certification. In R2 and D2, the sample group consisted of 34 students from Mathayom Suksa 3/4 at Satthasamut School during the second semester of the 2024 academic year. The research instruments included: 1) mathematical problem-solving and reasoning abilities test, 2) scoring rubric and 3) self-assessment questionnaire on self-regulatory capacity and 4) questionnaire on student feedback towards learning management using a mathematics learning model. The statistics used for data analysis were mean, standard deviation, t-tests and One Way Repeated Measures ANOVA.

The research showed that :

1. Mathematics learning model (RPDE Model) consisted of 5 components: 1) Theoretical principles, 2) Goals of the model, 3) Learning process, 4) Measurement and evaluation, and 5) Factors that contribute to learning. The overall quality and appropriateness assessment is at the highest level (M = 4.96, SD = 0.19).

2. The effectiveness of the mathematics learning model showed that: 1) the students' mathematical problem-solving and reasoning abilities were significantly higher after learning than before learning (p < .05), 2) students' self-regulatory capacity significantly increased (p

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อ 1) เพื่อพัฒนาและหาคุณภาพของรูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์โดยใช้ปัญหาและกิจกรรมเป็นฐานร่วมกับแนวคิดเกมมิฟิเคชัน และ 2) เพื่อศึกษาประสิทธิผลของรูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์โดยใช้ปัญหาและกิจกรรมเป็นฐานร่วมกับแนวคิดเกมมิฟิเคชัน ดังนี้ 2.1) เพื่อเปรียบเทียบความสามารถในการแก้ปัญหาและการให้เหตุผลทางคณิตศาสตร์ ก่อนเรียนและหลังเรียน 2.2) เพื่อศึกษาพัฒนาการด้านความสามารถในการกํากับตนเอง และ 2.3) เพื่อศึกษาความคิดเห็นของนักเรียนที่มีต่อการจัดการเรียนรู้โดยใช้รูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ ดำเนินการวิจัยในลักษณะของการวิจัยและพัฒนา (R&D) โดยใช้ระเบียบวิธีวิจัยแบบผสมผสานวิธีมีลักษณะเป็นแบบแผนเชิงผสมผสานแบบรองรับภายใน (The Embedded Design) ในขั้นที่ 1 การวิจัย (R1) กลุ่มเป้าหมาย คือ ครูผู้สอนคณิตศาสตร์ จำนวน 3 คน ผู้ทรงคุณวุฒิด้านการสอนคณิตศาสตร์ จำนวน 3 คน ผู้ทรงคุณวุฒิด้านเกมมิฟิเคชันและการกำกับตนเอง จำนวน 3 คน และนักเรียน จำนวน 88 คน ซึ่งได้มาจากการสุ่มแบบสองขั้นตอน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ 1) แบบวิเคราะห์เอกสาร 2) แบบสัมภาษณ์ความคิดเห็นด้านการสอนคณิตศาสตร์ 3) แบบสัมภาษณ์ความคิดเห็นด้านเกมมิฟิเคชันและความสามารถในการกำกับตนเอง และ 4) แบบสอบถามความต้องการจำเป็นเกี่ยวกับสภาพการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ของนักเรียน ขั้นที่ 2 การพัฒนา (D1) กลุ่มเป้าหมาย คือ ผู้เชี่ยวชาญ จำนวน 9 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ 1) รูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์โดยใช้ปัญหาและกิจกรรมเป็นฐานร่วมกับแนวคิดเกมมิฟิเคชัน 2) คู่มือการใช้รูปแบบฯ 3) แผนการจัดการเรียนรู้ และ 4) แบบประเมินเพื่อรับรองรูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ฯ ขั้นที่ 3 การวิจัย (R2) และขั้นที่ 4 การพัฒนา (D2) กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3/4 โรงเรียนศรัทธาสมุทร จำนวน 34 คน ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2567 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ 1) แบบทดสอบความสามารถในการแก้ปัญหาและการให้เหตุผลทางคณิตศาสตร์ 2) เกณฑ์การให้คะแนน 3) แบบประเมินตนเองด้านความสามารถในการกํากับตนเอง และ 4) แบบสอบถามความคิดเห็นของนักเรียนที่มีต่อการจัดการเรียนรู้โดยใช้รูปแบบ วิเคราะห์ข้อมูลโดยการหาค่าเฉลี่ย (M) ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (SD) การทดสอบที (t-test) และการวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียวแบบวัดซ้ำ (One Way Repeated Measures ANOVA)

ผลการวิจัย พบว่า

1. รูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์โดยใช้ปัญหาและกิจกรรมเป็นฐานร่วมกับแนวคิดเกมมิฟิเคชัน (RPDE Model) มี 5 องค์ประกอบ ได้แก่ 1) หลักการตามแนวคิดทฤษฎี 2) เป้าหมายของรูปแบบ 3) กระบวนการจัดการเรียนรู้ 4) การวัดและประเมินผล และ 5) ปัจจัยที่เอื้อต่อการเรียนรู้ ซึ่งกระบวนการจัดการเรียนรู้ มี 4 ขั้นตอน ได้แก่ ขั้นที่ 1 การแสดงอันดับและกำหนดปัญหา (Ranking Display and Problem Formulation: R) ขั้นที่ 2 กิจกรรมชาเลนจ์ปัญหา (Problem Challenge Activities: P) ขั้นที่ 3 การอภิปรายกระบวนการแก้ปัญหาและสะท้อนคิด (Discussion of the Problem Solving Process and Reflection: D) และ ขั้นที่ 4 การประเมินผล (Evaluation: E) และรูปแบบการจัดการเรียนรู้มีคุณภาพอยู่ในระดับมากที่สุด (M = 4.96, SD = 0.19)

2. ผลการศึกษาประสิทธิผลของรูปแบบ พบว่า 1) นักเรียนมีความสามารถในการแก้ปัญหาและการให้เหตุผลทางคณิตศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 2) นักเรียนมีพัฒนาการด้านความสามารถในการกํากับตนเองสูงขึ้น อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 3) ความคิดเห็นของนักเรียนที่มีต่อการจัดการเรียนรู้โดยใช้รูปแบบ อยู่ในระดับมากที่สุด (M = 4.51, SD = 0.59)