Using Model-Based Learning for Enhancing Mental Model of Atomic Structure and Understandings of the Nature of Model of 10th Grade Students

Abstract

การวิจัยเชิงปฏิบัติการในชั้นเรียนนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาลักษณะการจัด กิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐานที่สามารถส่งเสริมแบบจำลองทาง ความคิดเรื่องโครงสร้างอะตอมและความเข้าใจธรรมชาติของแบบจำลองของนักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 26 คน ของโรงเรียนมัธยมศึกษาขนาดกลางแห่งหนึ่ง ทางภาคใต้ ดำเนินการจัดการเรียนรู้ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2556 เก็บข้อมูล เชิงลึกโดยใช้แบบวัดแบบจำลองทางความคิดเรื่องโครงสร้างอะตอม แบบวัดความเข้าใจ ธรรมชาติของแบบจำลอง อนุทินสะท้อนความคิดของนักเรียนและบันทึกหลังสอน ของผู้วิจัยซึ่งทำหน้าที่เป็นครูผู้สอน วิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ โดยการตีความและสร้างข้อสรุปแบบอุปนัย ผลจากการศึกษาพบว่า เมื่อนักเรียนได้เรียนรู้จากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน นักเรียนส่วนใหญ่มี แบบจำลองทางความคิดที่ถูกต้องและสอดคล้องกับแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์และ มีความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของแบบจำลองอยู่ในกลุ่มที่สอดคล้องกับแนวคิดที่ นักวิทยาศาสตร์ยอมรับเพิ่มขึ้นในทุกประเด็นที่ศึกษา โดยลักษณะการจัดกิจกรรม การเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐานในเรื่องโครงสร้างอะตอมมีการสร้างสถานการณ์ ที่น่าสนใจเพื่อกระตุ้นให้นักเรียนสร้างแบบจำลองทางความคิด ร่วมกับการใช้คำถาม เพื่อตรวจสอบความรู้เดิม รวมไปถึงมีการใช้สื่อการเรียนรู้ที่เน้นให้นักเรียนเชื่อมโยง เนื้อหาเคมีทั้ง 3 ระดับ (ระดับมหภาค จุลภาค และสัญลักษณ์) สำหรับในแนวคิดที่เป็น นามธรรมมีการใช้กิจกรรมอุปมาในการจัดการเรียนรู้ และมีการสอดแทรกกิจกรรม ที่สะท้อนธรรมชาติของแบบจำลองร่วมกับการอภิปรายจุดเด่นและข้อจำกัดของ แบบจำลองเพื่อให้นักเรียนเข้าใจธรรมชาติของแบบจำลองและนำไปสู่ความเข้าใจ ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์

Using Model-Based Learning for Enhancing Mental Model of Atomic Structure and Understandings of the Nature of Model of 10th Grade Students

This classroom action research was aimed to investigate how model-based learning activities in the topic of atomic structure enhanced high school students’ mental models and their understandings of the nature of model (NOM). The participants were 26 tenth grade students from a secondary school in the first semester of 2013 academic year. Data were gathered by Atomic Mental Model Survey (AMMS), Understandings of NOM questionnaire, student journal writing and teacher reflective journals. Inductive process was used to analyze all data. The results indicated that the model-based learning activities could enhance students’ correct mental model and informed understandings of NOM. The learning process though model-based learning activities could encourage students to produce their mental models, challenge students with questions to investigate their prior knowledge. It was also found that learning media in the activities could help students to connect the three levels of chemistry (macroscopic, submicroscopic and symbolic levels) and analogy learning activities could be alternative ways for teaching the abstract concept like atomic structure. Discussion on the key features and scopes of model during model-based learning activities could reflect the nature of model.