ค ำน ำ - Ubon Ratchathani University · กลุ่มนี้อยากรู้อะไร การค้นหาข้อมูลผ่าน search engine เช่น

ค ำน ำ

พดถง Generation Z (Gen Z) เราอาจนกถงกลมคนรนทก าลงเดนเตาะแตะเขาโรงเรยนไปจนถงกลมทก าลงจะวงเขารวมหาวทยาลยหรออาจจะก าลงเปนนกศกษาปหนงปสองอยในขณะนกอาจจะยงได เดก Gen Z นก าลงเปนกลมทถกใหความสนใจมากทสดในขณะน ทงในมตของ การศกษา สงคม เศรษฐกจ และการเมอง จะเหนไดจากหนวยงานตางๆ โดยเฉพาะจากภาคเอกชนทไดใหความส าคญกบการท าวจยเกยวกบคนกลมนกนอยางจรงจง

ตองยอมรบคน Gen Z เปนกลมทมพลวตการเปลยนแปลงในโหมดทมความแตกตางจากคนรนกอนอยางมาก ไมวาจะกบคนรน Gen Y (Why) Gen X (Extraordinary) หรอ Gen B (Baby Boomer) ดงจะสะทอนไดจากค าตางๆ ทมอยมากมายทไดถกน ามาใชเรยกหรอแทนคนกลมน เชน "กลมไวเทค (tech-savvy)" “digital integrators” “Digital natives” หรอ “Facebook Generation” ซ งเปนชอเรยกทสะทอนถง “Life style” และ “Learning style” ของคนกลมนทงสน

สงทสงคมโดยรวมควรจะยอมรบกคอ คนกลมนเปนกลมทอาจจะเปนตวแปรทส าคญทสดทจะก าหนดอนาคตความเปนไปของโลกใบน เชน จะ Go Green หรอ GO Crazy เปนตน โลกท “เปลยนแปลง” ดวยอตราทเรวทเพมขนแทบทกวน ความรทมตางๆ วธการเขาถงความร และกระบวนการเรยนรทเคยสงใหคนรนทผานมาประสพความส าเรจหรอบรรลเปาหมาย (Learning outcomes) สวนใหญอาจลาสมยไปแลว หรอคงจะตองมการปรบเปลยน ยกเครองใหมใหสอดรบกบสภาพการณในปจจบน ทส าคญตองท าเรงดวน ตองท าแบบมพลวตและมตว “Catalyst” อาจจะไมใชเรองของ 21st century living หรอ learning อกตอไป แตอาจจะเปนเรองของอกสองป หาปขางหนาเทานนทจะตองมการเตรยมการปรบเปลยนเพอใหคนทก Gen ไดมชวตและอยรวมกนไดอยางมความสข ถงแมจะมความตางกน (Harmony in diversity) ดงนนความรความเขาใจเดกกลม Gen Z นทงในระดบปจเจก จลภาคและมหภาคจงจะเปนประโยชนอยางยง ในการขบเคลอนเพอประโยชนสขของสงคม

ส าหรบการอบรมเชงปฏบตการหลกสตร "การจดการเรยนการสอนส าหรบนกศกษา Generation Z" ซงจดโดยสถาบนคลงสมองแหงชาต ครงน ทางสถาบนนวตกรรมการเรยนร รสกชนชมและตระหนกถงความส าคญและประโยชนเปนอยางด โดยเฉพาะในบทบาทของการเปนสวนหนงในการรวมกนผลกดนใหเกดการตนตว ความเขาใจตอการเรยนร และการจดการเรยนรส าหรบ Gen Z หรออาจจะเปน Gen อนๆ ดวย ทางสถาบนฯจงไดจดคณาจารยผมความร ความสามารถและประสพการณ โดยเฉพาะจากผลการท าวจยมาแลกเปลยนเรยนรกบทานคณาจารยผเขารวมอบรมทกทาน ทางสถาบนฯ จงหวงเปนอยางยงวาประโยชนจากกจกรรมครงนจะไดถกสงผานตอไปยงสงคม โดยเฉพาะไดถกน าไปใชประโยชนอยางแทจรงโดยเฉพาะตอทงผเรยน ผสอนและสงคมไทยโดยรวม ทางสถาบนฯขอขอบพระคณ ทางสถาบนคลงสมองแหงชาต ทใหโอกาสพวกเราไดมสวนรวมในกจกรรมดๆ ครงน และขอขอบพระคณผเขารวมอบรม วทยากร และผมสวนรวมทกทาน ขอแสดงความนบถอ รศ. ดร. วรรณพงษ เตรยมโพธ ผอ านวยการสถาบนนวตกรรมการเรยนร มหาวทยาลยมหดล

สำรบญ

หนำ

ค าน า

เอกสำรประกอบกำรอบรมเชงปฏบตกำร

- ผเรยน Gen Z เรยนรไดอยางไร 1

- ความสรางสรรคและนวตกรรมทางการศกษา 8

- การเรยนรเชงรกและเทคนคการเรยนการสอนแบบเชงรก ส าหรบ Gen Z 18

- Critical Thinking เพอการพฒนาผเรยนแหงศตวรรษท 21 43

- ไตรยางคการศกษา แผนการจดการเรยนร การวดและประเมนผลเชงรก

การวดและประเมนผล: แนวคดในการออกขอสอบและการตดสนผลการเรยน

45

- สมผสกจกรรมเชงรก 66

- การวจยทางการศกษาเพอพฒนาผเรยน 70

- ออกแบบการจดการเรยนรเชงรกและวจยทางการศกษาเพอพฒนาผเรยน Gen Z 121

ประวตวทยำกร 125

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ

การเรยนการสอนส าหรบนกศกษา Generation Z รน 1

สถาบนนวตกรรมการเรยนร มหาวทยาลยมหดล 30 กรกฎาคม – 1 สงหาคม 2557

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “ผเรยน Gen Z เรยนรไดอยางไร”

โดย

รศ.ดร.วรรณพงษ เตรยมโพธ ดร.อาทร นกแกว

2

การเรยนการสอนส าหรบนกศกษา Generation Z รน 1 สถาบนนวตกรรมการเรยนร ม.มหดล

Generation Z เรยนรอยางไร

“รเขารเรา รบรอยครง ชนะรอยครง” เปนประโยคทองของซนว ทไดใหไวเปนหลกการทส าคญมาตงแตประมาณ 600ปกอนครสตกาล ปจจบนหลกการดงกลาวไดถกน ามาปรบใชในวงการตางๆมากมายไมเพยงแตเรองกลยทธสงคราม ดงนนคงจะไมเสยหายอะไรหากเราจะน าหลกการดงกลาวมาประยกตใชกบการจดการเรยนรเพอศษย และคงจะเปนอะไรทนาสนใจมากขนหากเราไดรวมเรยนรไปกบพวกเขา ประเดนคอ เมอศษยของเราเปนคน Generation Z (Gen Z, เกดในชวง 1996-2009) การรจกเขาใจพวกเขาในมตตางๆยอมเปนประโยชนในการจดการเรยนรเพอใหเกดผลสมฤทธสงสด

ในหลายประเทศไดใหความส าคญเกยวกบ Gen Z เปนอยางมาก ถงแมวาผบรหารในบรษทตางๆจะเปนผลผลตแหงกระบวนการเรยนรในศตวรรษท 20 แตกตองยอมรบถงผลแหงการเปลยนแปลงของโลก กระบวนการเรยนรในรปแบบดงเดมไมวาจะเปนลกษณะทองจ า การเรยนการสอนแบบ Top-Down ครหรอผสอนเปนศนยกลาง ซงมกขาดความหลากหลายและมกรอบหรอโครงสรางมากมายจนไมนาจะสามารถน าไปสผลผลตดานทรพยากรบคคลทเหมาะสมทจะสามารถแขงขนไดในศตวรรษท 21 (C-21) อกทงยงคงจะไมสามารถผลต Steve Jobs แหง C-21 ไดอยางแนนอน เมอพจารณาถงประเทศทมวสยทศนหรอเปาในการเปนผน าในดานตางๆ จะพบวาประเทศเหลานนมความพยายามเปนอยางยงทจะตอบโจทยนใหได เนองจากเปนเรองทเกยวของกบทรพยากรมนษย (Human resource) หรอก าลงคน (workforce) ทถอวาเปนปจจยทส าคญทสดในการขบเคลอนประเทศในดานตางๆ และเปนความทาทายทไมอาจหลกเลยงได

เนองจาก Gen Z มลกษณะเฉพาะทแตกตางจากกลมคน Generation กอนหนานดงนนหลกการและวธการทจะบรหารจดการคน Gen Z จงมหลากหลายและขนกบปจจยทงทางมหภาคและจลภาค ในทนจะขอมงสองผานเลนสทงโฟกสและขยายใหเหนภาพวา พวกพลพรรค Gen Z เรยนรกนอยางไร มวฒนธรรมการเรยนรเปนแบบไหนอยางไร แตกอนอนคงตองขอออกตวกอนวา ขอคดหรอขอคดเหนใดๆทจะน าเสนอในทน เปนความคดความเขาใจทไดสะทอนออกมาในภาพรวมหรอลกษณะสวนใหญซงไดพบเหนและเรยนรจากประสบการณตรงทไดประสบมาทงจากตนเองและแลกเปลยนเรยนรจากคนรจกในหลากหลาย Generations ประกอบกบการศกษาวจยจากแหลงขอมลตางๆ ทงจากสอเชงวชาการและสอในลกษณะอนๆ ทงน การสรางความเขาใจตองอาศยบรบทของเวลาและสถานทมาเกยวของ ดงนนวจารณญาณของทานผอานจะเปนสวนส าคญทจะชวยสงเสรมใหเกดการเรยนรทสอดคลองกบบรบทของทานอยางแทจรง ค าตอบทเรามงหาความกระจางในทนคอ ค าตอบของค าถามทวา Gen Z คอใคร และ Gen Z เรยนรอยางไร Gen Z คอใคร

ค าถามนคงท าใหเราตองฉกคดและถามตอไปวา แลวพวกเราไมวาจะเปน Gen Y (Why, เกดในชวง 1980-1995) Gen X (Extraordinary, 1966-1979) หรอ Gen B (Baby Boomer, 1946-65) คอ ใคร เราตองสรางความเขาใจใหตรงกนในทนวาค าวา Generation หรอ “ ชวคน” เปนคาเฉลยโดยประมาณของชวงระยะเวลาตงแตแมของเรามลกคนแรกหรอคนโต ไปจนถงลกคนโตมลกคนแรก หวงวาคงไมงง เอาเปนวาแตละ Gen นาจะหางกนประมาณ 20-30 ป หากเอาตวเลข 20 ปเปนชวงหนง Gen และใชคาประมาณวามนษยอยางเราเรมอบตขนเมอประมาณ 200,000 ปทแลว นนแปลวาชนเผามนษยเราไดผานมาแลวประมาณ 10,000

3


Generations! ฟงแลวควรจะนาภมใจ แตหากจะบรรยายใหครบทก Gen คงตองใชเวลาเปนป ดงนนคงจะตดตอนเอา เฉพาะส Gen ทเราจะไดมโอกาสปฏสมพนธกนโดยตรง และเพอความกระชบในทนจะขอกลาวถงเฉพาะ Gen Z ส าหรบ Gen อนๆขอใหหาอานตามแหลงขอมลตางๆ ซงมมากมาย หรอสงเกตจากคนใกลตวกได

Generation Z (Gen Z) หรอทบางคนรจกกนวา “digital integrators”, “Digital natives” หรอ “Facebook Generation” ซงเปนกลมคนรนทก าลงจะกาวเขาโรงเรยนไปจนถงกลมทก าลงจะกาวเขารวมหาวทยาลยหรอก าลงเปน freshman Gen Z จะมลกษณะเฉพาะทคอนขางตางจาก Gen กอนหนาน อาจพบจากขอสงเกตดงน

Gen Z หรอ “เทคขนเทพ” หรอ “tech-savvy” กลมไวไฟไฮเทค หรอจะเรยกสน ๆ วา "กลมไวเทค" คน Gen นสามารถใชเทคโนโลยทเปน “mobile” “multifunction” หรอ “smart” ในการทจะเชอมตอตนเองกบโลกออนไลน (online) หรอ ไซเบอร (cyber) โดยเฉพาะผานทาง Facebook Tweeter หรอ Youtube เปนตน ไดเปนอยางด และมความสามารถในการเรยนร features ตางๆทมากบอปกรณตางๆไดอยางวองไวโดยไมตองพงคมอใชงานเหมอนเดกตดเกม การถามวา Gen Z ออนไลนกชวโมงตอวนอาจจะเปนค าถามทไมถกตองมากนก การถามวา Offline วนละกชวโมงอาจจะเปนค าถามทตอบไดงายกวา และส าหรบค าตอบวา online 24 ชวโมงกอาจจะไมใชค าตอบทนาแปลกใจมากนก และคาดการณไดไมยากวาหากเดกกลมนอยากรอะไร การคนหาขอมลผาน search engine เชน Google Bing หรอ Yahoo จะเปนสงแรกทเขาจะนกถง (GT and Vinayagamoorthy, 2013; OCLC, 2010)

จากการส ารวจพบวาเดกใชเวลากวา 7 ชวโมง 38 นาทเชอมโยงกบโลกออนไลน หากพจารณาดแลว นนคอเวลาทเดก Gen Z มทงหมดนอกเหนอจากเวลานอนและเวลาทอยในโรงเรยน ดวยเวลาทเดกใชประกอบกบความรซงมอยมากมายในโลกออนไลน หากมองในมมบวกกอาจคดไดวา Gen Z อาจเปน Gen ทมทกษะในการคนหาค าตอบของปญหาไดดกวา Gen ทผานมา แตค าถามทยงคงเปนเครองหมายค าถามทใหญคอ ความสามารถในการกลนกรองขอมลหรอ การคดเชงวจารณญาณ (critical thinking) ทพงมส าหรบ Gen Z นน เดกเหลานมทกษะเหลานสมความคาดหวงหรอไม

Gen Z เรยนรอยางไร

เราไดเรยนรกนมาแลววา Gen Z เตบโตในสภาพแวดลอมทแตกตางจากคนใน Gen อน และสภาพแวดลอมทเปลยนแปลงไปสงผลใหลกษณะบคลกของเดกใน Gen Z แตกตางจากคนในยคกอน แลว ลกษณะทเปลยนไปเหลานสงผลตอพฤตกรรมการเรยนรของเดก Gen Z หรอไม กอนทจะลงรายละเอยดเกยวกบการเรยนรของ Gen Z ผเขยนจะขอวางแนวคดเกยวกบการเรยนรของนกเรยนโดยทวไปกอน

4


หากผอานเคยอานหรอเคยไดฟงนทานส าหรบเดก เรอง Fish is Fish! ของ Leo Lionni (1970) ผอานอาจจะเคยไดรบรแนวคดเกยวกบพฤตกรรมของผเรยนทจะเชอมโยงขอมลทไดรบใหมเขากบความรและความเชอเดมทผเรยนนนมอย จากแนวคดดงกลาวท าใหผทเกยวของกบการจดการเรยนรตองตระหนกวา นกเรยนไมไดเขาหองเรยนไปโดยทไมมองคความรใดตดตวไปเลย อกทงความรและประสบการณเดมของนกเรยนยงสงผลตอความสามารถในการจ า การให เหตผล การแกปญหา และการไดมาซ งความร ให ม ของนกเ ร ยน (Vosniadou and Brewer, 1994) จงสงผลใหการจดการเรยนรใหมประสทธภาพไมสามารถเกดขนไดเพยงจากการสงผานขอมลจากครสนกเรยนโดยไมค านงถงองคความรเดมของเดก เพราะไมมอะไรจะรบประกนไดวาความรทเกดขนในหวของเดกจะเหมอนกบขอมลทครถายทอดลงไป (Vosniadou, 1992)

ผเขยนเชอวาความรทเกดขนในโลกใบนในชวงสองสามปทผานมา เปนความรเกอบจะเปน 80-90% ของความรทงหมดทมอยในโลกใบนในปจจบน และเดกในยคปจจบนซงเตบโตมาในสภาพแวดลอมทสามารถเขาถงขอมลทมอยมากมายบนเครอขายอนเทอรเนต ซงขอมลทอยบนโลกอนเทอรเนตมทงขอมลทเปนจรงและเทจ และความรบางอยางกลายเปนสงทลาสมยไปแลว การทเดกเลอกรบขอมลตางๆมาโดยไมมวจารณญาณอาจท าใหเดกเกดความเขาใจทคลาดเคลอน และแนนอนวาเดกพกสงเหลานนตดตวเขาหองเรยนไปดวย ดงนนในการเรยนรส าหรบเดก Gen Z จงจ าเปนตองมการโตตอบ มการมสวนรวมของนกเรยน นอกจากจะเปนการดงดดเดกใหอยกบการเรยนรทไดมสวนรวมแลวยงเปนการท าใหกระบวนการคดของนกเรยนไดถกแสดงออกอยางเปดเผย ทงนเพอปองกนความเขาใจคลาดเคลอนของผเรยนทอาจเกดขน และในทสดแลวความรตางๆ ทผเรยนสรางขนกจะเปนความรทมความหมายส าหรบตวผเรยนเอง กลาวคอ ผเรยนสามารถเชอมโยงความรใหมกบความรเดมทผเรยนมอย ไดอยางถกตองเปนเหตเปนผล และสามารถน าไปใชคด วเคราะห กบปญหาทประสบในชวตประจ าวนได

นอกจากความรเดมของเดกทมผลตอการเรยนของเดกแลว วธการรบรของเดกทเปลยนไปจากแบบผสอนคนเคยซงกเปนผลมาจากสภาพแวดลอมในการเตบโตของเดกในยคดจทลสงผลตอการเรยนรของ Gen Z เชนเดยวกน ขอมลจากงานวจยบงบอกวา เดกทเลนเกมจะมการพฒนาทกษะเกยวกบการรบรดวยภาพ (Green and Bavelier, 2003) มนษย Gen Z เตบโตมาพรอมกบเกมวดโอตงแตเรมโตตอบได เสมอนวาเกมเปนกจวตรประจ าวนหนงในชวตของคนรนนไปแลว มการประมาณวาเดก Gen Z ทมอาย 20 ป จะผานการใชเวลากบเกมรวม 30,000 ชวโมง ! ดวยเหตนท าใหเดกคนเคยกบการรบขอมลในแบบทเปนภาพมากกวาเปนขอความหรอตวหนงสอ อกทงเดกยงคนเคยและสนกกบการเรยนรดวยการลองผดลองถกมากกวาการนงคดในใจ เดกคนเคยกบงานทมเปาชด เจนและการได รบ Feedback อยาง

5


รวดเรวเหมอนเกม ดงนนส าหรบ Gen Z เกมและสอ online หรอ electronics ทงหลายจงเปนปจจยส าคญในการเรยนร การใชเกมเพอสงเสรมการเรยนร สามารถท าไดในหลายรปแบบ ตวอยางขางลางเปนการใชเกมในรปแบบตางๆ เพอเหนยวน าใหเกดการเรยนรหลกการของ Aero Dynamic ของ Project GameDesk

นอกจากการใหผเรยน เรยนผานการเลนเกม การใหผเรยนเปนผออกแบบเกมเองกสามารถเหนยวน าใหเกดการเรยนรไดเชนกน (Vattel and Riconscente, online accessed July 2014) ซงวธการเรยนรดวกลาวคอ การเรยนรผานโครงงาน Project-based learning (PBL) นนเอง PBL จดการเรยนรใหผเรยนสามารถบรณาการความรและทกษะในมตตางๆ นนคอ Learning by doing ทงยงมสมาธในการเกาะตดเรองใดเรองหนงใหยาวขนในการหาค าตอบของปญหาหรอสถานการณทสนใจ การสงเสรมใหมการท างานเปนทม สอสารอภปรายแบบสรางสรรค แตส าหรบ Gen Z เทานยงอาจจะไมพอ การปรบ paradigm หรอกรอบวธคด โดยใชการเรยนการสอนแบบ “flipped classrooms”, ซงผเรยนมหนาทในการขวนขวายเสาะหาความรตางๆทบานหรอเวลาอนนอกเวลาเรยน อาจเปนความรทผสอนสรางหรอก าหนดออกแบบใหผานสอหรอเทคโนโลยตางๆหรอเปนองคความรทผเรยนบรหารจดการเอง (self-directed learning) ซงความรเหลานจะถกน าไปประยกตใชในชนเรยน

แหลงภาพ http://ctl.utexas.edu/teaching/flipping_a_class/what_is_flipped

6


ส าหรบ Gen Z การเรยนคนเดยวคดและท าการบานคนเดยว นาจะไมใชสภาพแวดลอมทปรารถนา การพยายาม Share ประเดนหรอปญหา เพอแสวงหาค าตอบทผรวม share สวนใหญเหนพองนาจะเปนแนวทางทคน Gen Z ถอเปนแนวทางหลก กลมเพอนๆทรวมดวยชวยกนท าการบาน อาจจะไมใชเฉพาะเพอนสนทในโรงเรยนเดยวกนเทานน แตขอบเขตนนอาจไปไกลแสนไกลจนเราคดไมถง Blog หรอ เครองมอในสอสงคมตางๆ กลายเปนเครองมอในการเรยนร ท าการบานหรอเปนแทบทกอยางของ Gen Z กวาได แตตองไมลมวาถงการท างานจะท ากนเปนทมแตเมอปญหาตองการค าตอบจาก individual ผเรยนจะตองมวธสงเคราะหค าตอบของแตละคนได

ส าหรบเดก Gen Z ตองการรปแบบการจดการเรยนการสอนทมความยดหยน (flexibility) นนคอวธใดๆกไดทใชไดดและท าใหผเรยนพอใจและปรารถนาทจะมสวนรวมในการเรยนรและชวยพฒนาเขาใจของนกเรยน นนคอวธทใชส าหรบพวกเขา และการจดรปแบบการเรยนรตงแตสถานท เนอหา กระบวนการ และวธการประเมนผล (assessments) จะตองมการ ปรบเปลยนใหเหมาะสมและสอดคลองกน

ขอทงทายดวยขอเทจจรงทวา ไมวา Gen Z จะมความตางในมตตางๆกบ Gen อนๆอยางไรกตาม สงทโลกจะตองยอมรบกคอ Gen Z จะเปนพลเมองโลกแหงอนาคต ทจะขบเคลอนโลกใบนซงนบวนยงแคบลงๆ ใหกาวไปบนถนนแหงศตวรรษท 21 ซงแนนอนวาระบบและรปแบบการศกษา วฒนธรรมการเรยนร และการใชชวตทเหมาะสมจะน าสความเจรญรงเรองและความสขของมวลมนษยชาตตอไป

เอกสารอางอง Green, C. S. and Bavelier, D. “Action video game modifies visual selective attention.” Nature

423 (2003): 534-537. GT, Shakeel Ahmed, and P. Vinayagamoorthy. "Information seeking behaviour of business

school students: A special study of universities and colleges located in Academic City, Dubai, UAE." International Journal of Library and Information Science 5.11 (2013): 447-456.

Lionni, Leo. Fish Is Fish. (1970). OCLC. Perceptions of Libraries, 2010: Context and Community. (2011). Vosniadou, Stella, and William F. Brewer. "Mental models of the day/night cycle." Cognitive

science 18.1 (1994): 123-183. Vosniadou, Stella, and William F. Brewer. "Mental models of the earth: A study of

conceptual change in childhood." Cognitive psychology 24.4 (1992): 535-585. http://www.sec-ed.co.uk/blog/how-generation-z-is-different http://www.emarketer.com/Article/How-Digital-Behavior-Differs-Among-Millennials-Gen-Xers-Boomers/1009748

7


กจกรรม ออกแบบการสอน

รายวชา..................................................................... ระดบ .....................................................

วตถประสงค ..............................................................................................................................

นาท ท 0 45 90

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “ความสรางสรรคและนวตกรรมทางการศกษา”

โดย

ดร.ปยะฉตร จตตธรรม

9


แบบทดสอบ “ทานมสไตลการเรยนรแบบใด?” (ดดแปลงมาจาก Learning style preference scale ใน Langrehr, J. (2005) Assessing creative and critical thinking, pp. 83-84. Victoria: Hawker Brownlow Education.)

1. เมอมการสนทนากลม ทาน… ก. ไมไดมความรสกวาตองอภปรายแสดงความเหนของบคคลอน ข. ชอบทจะถามค าถามและอภปรายความเหนของบคคลอน

2. เมอทานไดเรยนรทกษะใหมๆ ทาน… ก. ทดลองดวยวธการใหมเพอปรบเปลยนมน ข. ใชโดยไมไดพจารณาปรบเปลยนมน

3. ทานชอบเรยนรเกยวกบ… ก. การคนพบทนาสนใจทมอยแลว ข. การคนพบทมความเปนไปไดส าหรบการท านายอนาคต

4. เมอทานใชเครองมอใหมเปนครงแรก ทานมกจะ… ก. ทดลองใชโดยการลองท าไปเรอยๆ ข. อานคมอเพอท าความเขาใจวธการใชงาน

5. เมอทานไดเรยนรรายการของขอเทจจรง (a list of facts) ทาน… ก. ไมชอบจดจ า ทานคงจะเอาไปใชนอย ข. ชอบจดจ าเพอเพมพนความร

6. หากทานไดรบอปกรณส าหรบการท าแบบจ าลอง ทานจะ… ก. ท าตามล าดบขนตอน ข. ท าตามวธการของตวเอง

7. หากทานคนหาแนวทางในการท าบางสง ทานจะ ก. หาวธทท างานเรวทสดเทาทเปนไปได ข. คอยๆ ทดลองวธการทหลากหลาย กอนตดสนใจวาจะเลอกใชแนวทางใด

8. ทานชอบเรยนคณตศาสตร เพราะ… ก. มนน าไปใชไดในชวตจรง ข. มนชวยใหฉนเรยนรคณตศาสตรขนสง

9. หากทานรวาในเทอมหนา มโครงการทจะตองท า ทานจะ… ก. วางแผนลวงหนา และรวาหวหนาคาดหวงอะไรจากทาน ข. ปลอยใหมนเกดขน โดยไมมการวางแผน

10


10. ถาใหเลอก ทานพอใจทจะ… ก. ทดลอง ฝกฝนทกษะ และสรางชนงาน ข. อาน คนควา และอภปราย

11. ส าหรบทาน ค าถามเชน “ของ 4 อยางทไมสามารถถายภาพได คอ…” ก. ทาทายและสนก ข. นาสนใจแตเสยเวลา

12. ทาน… ก. ชอบวเคราะหและประเมนขอมล ข. ไมคอยชอบการวเคราะหและการประเมนขอมล

ตรวจค าตอบ 1. a) acceptor, b) analyzer 2. a) creator, b) conservative 3. a) conservative, b) creator 4. a) acceptor, b) analyzer 5. a) acceptor, b) analyzer 6. a) conservative, b) creator

7. a) conservative, b) creator 8. a) acceptor, b) analyzer 9. a) conservative, b) creator 10. a) acceptor, b) analyzer 11. a) creator, b) conservative 12. a) analyzer, b) acceptor

นบจ านวนค าตอบ ค าตอบ จ านวนขอทได

acceptor analyzer conservative creator

วเคราะหสไตลการเรยนรของทาน

ตวอยางการ plot คะแนน

สไตลหลกของบคคลในทนคอ creative acceptor

สไตลหลกของทาน คอ………………………………………

11


ตรวจสอบสไตลของทาน Creative-analyzing learning style คณชอบ…

- การเรยนรทตนเตน มปฏสมพนธ และสรางสรรค - ท างานกลมและสนทนาในหองเรยนเพราะคณเปนนกสอสารทด - อภปราย ซกถามโตตอบ และการท างานทนาทงมปฏสมพนธ - มวทยากรรบเชญ เกม ทศนศกษา การจดระเบยบบคคล - ความคดและงานทแปลกใหมเปนสงทนาสนใจและกระตนคณได - ชอบฟงเรองราว

คณไมชอบ… - ท าแบบทดสอบความจ าหาค าตอบทถกตอง - งานทไมเปดโอกาสใหมค าตอบหรอวธการทหลากหลาย - งานเดยวทคณตองท าคนเดยว

Conservative-analyzing learning style คณชอบ…

- ความอสระและงานทมความเชอมโยง - ความชดเจน การหาค าตอบทถกตอง งานปกตทตองใชความคด - การวเคราะห ความทาทาย และการสะทอนเกยวกบแนวคดทเปนนามธรรม - การจ า การท าแบบทดสอบ ขอมลยอนกลบ และคะแนนทด - การอาน การเขยน การคนควา และการฟง

คณไมชอบ… - ความไมชดเจน งานกลม - การแสดงความคดเหนตอกลม - การแสดงบทบาทสมมต - กจกรรมทมความเสยง

12


Conservative-acceptor learning style คณชอบ…

- ความอสระและงานทเชอมโยง - แนวทางชดเจน การหาค าตอบทถกตอง งานปกตทตองใชความคด - การวเคราะห ความทาทาย และการสะทอน เกยวกบแนวคดทเปนนามธรรม - จ า ท าแบบทดสอบ ขอมลปอนกลบ และไดคะแนนด - อาน เขยน คนควา และฟง

คณไมชอบ… - ความไมชดเจน การท างานกลม - การแสดงความคดเหนในกลม - การแสดงบทบาทสมมต - กจกรรมทมความเสยง

Creative-acceptor learning style คณชอบ…

- สมผสกบสงนน กอนการท าเขาใจทฤษฎทเกยวของ - กจกรรมทไดลงมอท า เพราะคณเปนคนเบองาย - งานทมลกษณะปลายเปดทเปดโอกาสใหคณคดอยางสรางสรรคและมความเสยง - ความยงเลกนอย

คณไมชอบ… - งานทไมมความเชอมโยง - การคนพบ ความทายทาย การท านาย และการออกแบบ - การอาน การฟง และการเขยน - งานทระบแนวทางชดเจน - การทดสอบ - การอภปรายทยาวนานและงานทคณจะตองนงอยกบมนเปนเวลานาน

13


ความคดสรางสรรคและนวตกรรมการศกษา

ความคดสรางสรรค มความส าคญตอประเทศชาตอยางยง ประเทศใดมบคคลทมความคดสรางสรรคเปนจ านวนมาก นบไดวามทรพยากรบคคลทมคณคา และมความส าคญตอประเทศชาต ซงสามารถน าพาประเทศชาตของตนใหเกดการพฒนาและเจรญกาวหนาไปไดในทกๆ ดาน

สถานะของประเทศไทยทผานมา - เปน “นกผลต” มากกวา “นกสรางสรรค” ซงไมใชรากฐานแหงการพฒนาทเขมแขง - นกเรยนถกสอนเพยงใหแกปญหาของขอสอบ โดยมเปาหมายเพอสอบผานดวยคะแนนสงๆ เทานน

นอยมากทถกสอนใหหดคดเพอจะเปนผคดคนนวตกรรมทางวทยาศาสตรในอนาคต - ในความคดของนกเรยน “ครคอผรทกอยาง” - การแสดงความคดเหนทแตกตาง อาจถกตความเปนการโตเถยง กาวราว และไมมสมมาคารวะ

ภารกจส าคญของระบบการศกษาในปจจบน สถาบนการศกษาควรท าหนาทเปนฐานแหงการสนบสนนความคดสรางสรรคใหเจรญงอกงามในสงคมไทยเพอใชในการพฒนา การสรางเทคโนโลยของตนเอง

ความหมายของความคดสรางสรรค ความคดสรางสรรค หมายถง ความสามารถของสมองทคดไดกวางไกลหลายแงมม เรยกวาความคด

แบบอเนกนย ซงท าใหเกดความคดแปลกใหมแตกตางไปจากเดม เปนความสามารถในการมองเหนความสมพนธตางๆ รอบตว เกดการเรยนร เขาใจ จนเกดปฏกรยาตอบสนองใหเกดความคดเชงจนตนาการ ซงเปนลกษณะส าคญของความคดสรางสรรคอนจะน าไปสการประดษฐคดคนสงแปลกใหม หรอเพอการแกไขปญหา ซงจะตองอาศยการบรณาการจากประสบการณและความรทงหมดทผานมา (ชาญณรงค พรรงโรจน , 2546)

ลกษณะบงช “ความคดสรางสรรค” อธบายได 3 ลกษณะคอ - ลกษณะความสามารถในกระบวนการท างานของสมอง (creative process) เชน ความสามารถใน

การคดเชอมโยงความสมพนธ ความสามารถในการคดบรณาการน าประสบการณเดม ความรเดมมาปรบใชในสถานการณใหม และลกษณะการเปนอเนกนย เปนตน

- ลกษณะบคลกภาพของบคคล (creative person) แนวคด ลกษณะบคคลทมความคดสรางสรรค

Maslow (1953) มความเปนตวของตวเอง ไมขาดกลวตอสงทไมแนชด Wallach & Kogan (1955) มความสามารถคดสงใดๆ ไดตอเนองสมพนธกนเปนลกโซ Getzel & Jackson (1957) มอสระในการตอบสนอง

- ลกษณะของผลตผลหรอชนงาน (creative product) เชน ผลงานสรางสรรคทางศลปะและผลงานทมความคดรเรมแปลกใหม สงประดษฐ ซงรวมถงค าตอบในการแกไขปญหา หรอการคนพบแนวคด หลกการ หรอทฤษฎใหมๆ เปนตน

14


ลกษณะของการคดอยางสรางสรรค ประกอบดวย 1. ความคดรเรม (originality) – ความคดแปลกใหมซงแตกตางไปจากความคนเคย ทงน ไม

จ าเปนตองเปนสงใหมซงไมเคยปรากกฏมากอน แตอาศยการสะสมและรวบรวมความรเดมมาดดแปลงหรอประยกตใหดขน มประสทธภาพมากขน อาศยแนวทางการพฒนาอยางตอเนอง

2. ความคลองแคลวในการคด (fluency) – การผลตความคดทแตกตางและหลากหลายภายใตกรอบจ ากดของเวลา เปนความสามารถเบองตนซงจะน าไปสการคดอยางมคณภาพ และการคดเพอแกปญหาอยางมประสทธภาพตอไป

3. ความยดหยนในการคด (flexibility) – การคดนอกกรอบไมตกอยภายใตกฎเกณฑหรอความคนเคย ท าใหสามารถมองเหนความสมพนธของสงตางๆ ในแงมมใหมและชวยพฒนาความคดใหแตกแขนงไปในทศทางตางๆ น าไปสการดดแปลงใหเกดความหลากหลายในการสรางสรรคสงใหม

4. ความละเอยดลออในการคด (elaboration) – การคดตกแตงในรายละเอยดเพอขยายความคดหลกใหสมบรณ ซงสมพนธกบความสามารถในการสงเกต ไมละเลยในรายละเอยดเลกๆ นอยๆ ทผอนอาจมองขามไป

กระบวนการจดการเรยนการสอนเพอสงเสรมความคดสรางสรรค วธการ – Teach Less. Learn More เปาหมาย – มงเนนใหผเรยนคดเปน บรรยากาศ – สรางความรสกอสระและปลอดภย มงใหผเรยนเรยนอยางมความสข สนกสนาน ผอน

คลาย การประเมนผล – เนนการประเมนตามสภาพจรง โดยอาจจะอาศยเกณฑ 3 ประการ คอ

ประสบการณ กระบวนการ และผลงาน

ความคดสรางสรรคกบนวตกรรม ความคดสรางสรรคกอใหเกดนวตกรรม

หรอ นวตกรรมเกดจากความคดสรางสรรค

นวตกรรม คออะไร มความแตกตางจากความคดสรางสรรคอยางไร? …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………..

15


ตวอยางผลงานนวตกรรมทางการศกษาของสถาบนนวตกรรมการเรยนร มหาวทยาลยมหดล

ชวเคม

แบบจ าลอง DNA แบบจ าลองโปรตน แบบจ าลองกลไกการหดตวของกลามเนอ

Jittivadhna, K., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2009) Making ordered DNA and protein structures from computer-printed transparency film cut-outs. Biochemistry and Molecular Biology Education, 37(4), 220-226.

Jittivadhna K, Ruenwongsa, P., Panijpan, B. (2009) Hand-held model of a sarcomere to Illustrate the sliding filament mechanism in muscle contraction. Advance Physiology Education, 33, 297-301.

รปแบบการเรยนภาคปฏบตการแนวใหมทมนวตกรรม

Jittam, P., Boonsiri, P., Promptmas, C., Sriwattanarothai, N., Archavarungson, N., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2009) Red seaweed enzyme-catalyzed bromination of bromophenol red: An inquiry-based kinetics laboratory for undergraduates. Biochemistry and Molecular Biology Education, 37(2): 99-105.

Sriwattanarothai., N., Jittam, P., Ruenwonsa, P., & Panijpan, B. (2009) From research on local materials to the learning of science: An inquiry-based laboratory for undergraduates. The International Journal of Learning. 16(6), 459-473.

Lab Simulation in Protein Purification

Phornphisutthimas, S., Panijpan, B., Wood, E.J., & Booth,

A.G. (2007) Improving Thai students’ understanding of concepts in protein purification by using a bilingual simulation program. Biochemistry and Molecular Biology Education, 35, 316-321.

เทคนคการแพทย

วธการใหมในการยอมเซลลเมดเลอดขาว

Archavarungson, N., Saengthong, T., Riengrogpitak, S., Panijpan, B., & Jittam, P. (2011) An experiential learning unit for promoting conceptual understanding and skills in diagnostic laboratory in undergraduate students. The International Journal of Learning, 18(2), 203-217.

16


ชววทยา

แผนวนทดสอบเอนไซมเซลลเลส

Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P.*, & Panijpan, B. (2009). Enhancing Student Conceptualization of Enzyme Activity Using a Cellulose Digesting Enzyme: An Inquiry-Based Approach. The International Journal of Learning, 16(2), 17-31.

Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2010). Enhanced learning of biotechnology students by an inquiry based cellulase laboratory. International Journal of Environmental and Science Education, 5 (2), 169-187.

บทเรยนเกยวกบปลากด

Sriwattanarothai N., Steinke D., Ruenwongsa P., Hanner R. and Panijpan B. (2010) Molecular and morphological evidence supports the species status of the Mahachai fighter (Betta sp. Mahachai) and reveals new species of Betta from Thailand. Journal of Fish Biology, 77(2), 414-424.

Jeenthong, T., Kowasupat, C., Ruenwongsa, P., Sriwattanarothai, N., Panijpan, B. Simulation/Game on Siamese fighting fish’s aggression and courtship. Proceeding of the ThaiSim 2011 Conference: Quality, life-long learning through simulation/gaming, 24-26 March, 2011, Ayutthaya, Thailand.

เคม

Demonstration of Limiting Reagent

Artdej, R., & Thongpanchang, T. (2008) A dramatic classroom

demonstration of limiting reagent using the vinegar and sodium hydrogen carbonate reaction. Journal of Chemical Education, 85(10), 1382-1384.

Explosion of Tapioca Bomb

Keeratichamroen, W., Dechsri, P., Panijpan, B., & Ruenwongsa, P. (2010) Enhancing student conceptualization of chemical reaction using a tapioca bomb activity: An inquiry-based approach. The International Journal of Learning. 17, 275-292

Keeratichamroen, W., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., & Dechsri, P. (2010) The Tapioca Bomb: A Demonstration to Enhance Learning about Combustion and Chemical Safety. Teaching Science, 56, 33-35

คณตศาสตร

แบบจ าลองพกดทางภมศาสตร

เพอสงเสรมความเขาใจตรโกณมต

Wongapiwatkul, P., Laosinchai, P., & Panijpan, B. (2011). Enhancing conceptual

understanding trigonometry using earth geometry and the great circle. Australian Senior Mathematics Journal, 25(1), 54-63.

17


ฟสกส

เครองผสมแสงส

Nopparatjamjomras, S., Chitaree, C., Panijpan, P. (2009) A handheld LED coloured-light mixes for students to learn collaboratively the primary colors of light. Physics Education, 44(2), 123-128

ชดสสาธตแสดงกฎของนวตน

Panijpan, B., Sujarittham, T., Arayathanitkul, K., Tanamatayarat, J., & Nopparatjamjomras, S. (2009) A magnetic set-up to help teach Newton’s laws. Physics Education, 44(6), 599-602.

Nopparatjamjomras, S., Panijpan B., & Huntula, J. (2009) Newton’s third law on a scale balance. Physics Education. 44(5), 484-487

ชดสาธตแสดงทศของแรงเสยดทานผานปลายขนแปรง

Prasitpong, S, Chitaree, R., & Rakkapao, S. (2010) Studying the

frictional force directions via bristles, Physics Education, 45(6), 602-610 (2010).

พยาบาล

บทเรยนมลตมเดยทางการพยาบาล

Kaveevivitchai, C., Chuengkriankrai, B., Luecha, Y., Thanooruk, R., Panijpan, B., & Ruenwongsa. (2009) Enhancing nursing students’ skills in vital signs assessment by using multimedia computer-assisted learning with integrated content of anatomy and physiology. Nurse Education Today, 29, 65-72.

Gerdprasert, S., Pruksacheva, T., Panijpan, B., & Ruenwongsa, P. (2010) Development of a web-based learning medium on mechanism of labour for nursing students. Nurse Education Today, 30, 464-469.

เอกสารอางอง ชาญณรงค พรรงโรจน. (2546) ความคดสรางสรรค. กรงเทพฯ: จฬาลงกรณวทยาลย Langrehr, J. (2005). Assessing creative & critical thinking. Victoria: Hawker Brownlow Education

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “การเรยนรเชงรกและเทคนคการเรยนการสอนแบบเชงรก

ส าหรบ Gen Z”

โดย ดร.วชร เกษพชยณรงค

19


การเรยนเชงรกและเทคนคการจดการเรยนการสอนแบบเชงรก

(Active Learning)

20


การจดการเรยนรแบบเชงรก

การจดการเรยนรไมวาจะสาขาใดกตาม ผสอนควรจะตองมทง ศาสตร และ ศลป ในการจดการเรยนรทตองบรณาการเนอหาวชา การจดกระบวนการเรยนร รวมถงการวดและประเมนผลเขาดวยกน เพอน าพาใหผเรยนไปสจดหมายปลายทางแหงการเรยนร การเรยนการสอนในทกสาขาวชาจงตองมงเนนใหผเรยน สามารถเรยนรและเขาใจอยางลกซงทงในเชงทฤษฏและปฏบต รวมถงพฒนาศกยภาพใหผเรยนสามารถเรยนรดวยตนเองผานการเรยนการสอนทเนนผเรยนเปนส าคญ มงใหผเรยนโดยเฉพาะในระดบอดมศกษามความรความสามารถอยางพอเพยงทจะน าไปใชพฒนาคณภาพชวตและเปนเครองมอในการเรยนรตอไป

เพอใหบรรลผลดงกลาว ผสอนถอเปนผทมบทบาทส าคญทสดในการผลกดนใหผเรยนสามารถเรยนรไดอยางมประสทธภาพ ผสอนจะตองอาศยความสามารถทหลากหลาย ทงทางดานความรความเขาใจเนอหา และตองสามารถบรณาการดานเนอหาและศลปะของการจดการเรยนรไดอยางลงตว ดงนนผสอนจงตองท าหนาทหลากหลายไปพรอมๆ กน อาท 1) การเตรยมเนอหาวชาทครบถวนสมบรณ 2) ความรความเขาใจเกยวกบจตวทยาการเรยนการสอน 3) ความเขาใจในดานความรและประสบการณเดมของผเรยน 4) การตงวตถประสงคการศกษาทชดเจนและวดไดอยางมมาตรฐาน 5) การเตรยมกระบวนการจดการเรยนรเชงรกเพอใหผเรยนเกดการเรยนรดวยตนเอง 6) การวางแผนการเรยนรทเหมาะสมกบขนาดของชนเรยนโดยมผสอนเปนผอ านวย เปนทปรกษา และ/หรอเปนโคช และ 7) การวดผลและประเมนผลทสอดคลองกบวธการเรยนการสอน ในทกขนตอนของการเรยนการสอนทจะเกดขนในชนเรยนตองมการวางแผนอยางมระเบยบแบบแผน ผสอนตองจงอาศยความละเอยดรอบครอบในทกขนตอนเพอใหไดการเรยนการสอนทมประสทธภาพยอดเยยม

จากทกลาวมาขางตนเพอเตรยมความพรอมเบองตนใหแกผสอน สถาบนนวตกรรมการเรยนร จงจดชดการอบรมเชงปฏบตการ เรอง “การเรยนเชงรกและเทคนคการจดการเรยนการสอนแบบเชงรกเพอพฒนาผเรยน” เพอชวยใหผสอน เตรยมพรอมใหกบตนเองส าหรบกระบวนการเรยนรทเนนผเรยนเปนส าคญ ทงนโดยมเปาหมายเพอสงเสรมการจดการเรยนการสอนใหมศกยภาพ เพอเปนสวนรวมในการสรางมาตรฐานการศกษาระดบอดมศกษาของชาต

21


กรอบแนวคดและกจกรรม บทบาทของผสอนในหองเรยนแบบผเรยนเปนศนยกลางการเรยนรทเนนการเรยนเชงรกนน ผสอนมความจ าเปนตองสรางบรรยากาศในการเรยนรทจะสรางแรงจงใจและทาทายผเรยน เนนการมปฏสมพนธกบการเรยนร ระหวางผเรยน-ผสอนและผเรยน-ผเรยน กระตนใหเกดการคดขนสง และสรางกระบวนการเรยนรอยางมโครงสรางใหผเรยนมสวนรวมทงทางกายภาพและความเขาใจในเนอหากจกรรม ผานการท ากจกรรมทลงมอปฏบตเองจากการฟง พด/ถาม อาน เขยน อภปราย และการสะทอนคด

ผเขารวมกจกรรมจะไดเรยนรการใชเทคนคการจดการเรยนรเชงรกแบบตางๆ อาท Think-Pair-Share, Brainstorming, Clarification Pause, Predict-Observe-Explain, Jigsaw, Carousel, Problem-based Learning, Role Playing, Know-Want-Learn ผานตวอยางกจกรรมทใหผเขารวมอบรมไดมสวนรวม ตลอดจนเรยนรวธการบรหารจดการเมอใชการเรยนเชงรกและการสรางค าถามเพอ สงเสรมใหผเรยนคดและมสวนรวมตลอดกจกรรมของการเรยนรทหลากหลายโดยมรปแบบการด าเนนกจกรรมทเหมาะสมกบการเรยนรรายบคคล ค กลมยอยและกลมใหญ

ลกษณะส าคญของการจดการเรยนการสอนแบบ Active Learning

ผเรยนเรยนรบนฐานของความรบผดชอบรวมกน การมวนยในการท างาน การแบงหนาทความรบผดชอบ เปนการเรยนการสอนทเปดโอกาสใหผเรยนมสวนรวมในกระบวนการเรยนรสงสดผานกระบวนการสรางสถานการณใหผเรยนอาน พด ฟง ถาม เขยน และ คดอยางลมลก ภายใตบรรยากาศการเรยนรทสนกสนาน และตอบสนองกบรปแบบการเรยนรทหลากหลาย เพราะผเรยนจะเปนผจดระบบการเรยนรดวยตนเอง ผสอนเพยงแตเปนผจดบรรยากาศและประสบการณการเรยนร อกทงผสอนตองเปดโอกาสใหผเรยนผานการบรณาการขอมลขาวสาร หรอสารสนเทศ และหลกการความคดรวบยอด ผสอนจะเปนเพยงผอ านวยความสะดวก ทปรกษา พเลยง และโคช ทคอยชวยเหลอและสนบสนนใหผเรยนเกดการเรยนรจากการเปนผปฏบตดวยตนเอง เพราะความรเกดจากประสบการณ การสรางองคความร และการสรปทบทวนของผเรยน

การจดการเรยนรแบบเชงรกน จะฝกใหผเรยนเปนผรลก รจรง เชอมโยงความร สามารถคนควาหาความรและเรยนรไดตลอดชวต และทส าคญสามารถสอสารความรได นอกจากนการเรยนเชงรกยงเนนการท างานรวมกบผอนในบรบททหลากหลาย ผเรยนตองสามารถสอสารความรทตนเองมใหแกเพอนในสาขาวชาอนๆได ซงทกษะตางๆเหลานไดถกเนนย าและรวบรวมไวในชอ “ทกษะทจ าเปนแหงศตวรรษท 21”

ถงแมวาความส าเรจและประสทธผลของการจดการเรยนรแบบเชงรกนนสวนหนงขนกบความรวมมอของผเรยน แตผสอนกยงเปนผทมความส าคญในการจดการเรยนรเชงรก เพราะผสอนตองเตรยมความพรอมตงแตการก าหนดวตถประสงคของกจกรรมทชดเจน การวเคราะผเรยนเพอวางแผนการด าเนนกจกรรมใหเหมาะสมทงกบผเรยน เนอหาวชา และ บรบทแวดลอมอนๆ ในขนตอนของกจกรรมผสอนตองแจงวตถประสงค เปาหมาย และ

22


กตกาของการด าเนนกจกรรมทชดเจน เพอเปดโอกาสใหผเรยนไดมสวนรวมตงแตตน สรางขอตกลงรวมกน (commitment) สรางแรงจงใจ และด าเนนกจกรรมททาทาย ผานการถามใหคด กระตนใหลงมอท า ประเมนและสะทอนคดเพอพฒนา ดงนนในแงของการบรการจดการหองเรยน การเรยนเชงรกมไดตองการเทคนคอะไรทพเศษกวาการจดการเรยนรทวไป โดยมแนวทางสรปเปนขนตอนงายๆ ดงน

1. พจารณาจดประสงค เนอหา ทตองการใหผเรยนเรยนร เพอออกแบบกจกรรม/ประสบการณทชวยสงเสรมใหผเรยนไดเรยนรไดอยางแทจรง

2. เลอกใชเทคนคการเรยนเชงรก เพอกระตนใหผเรยนเรยนรภายใตบรรยากาศทเตมใจ ทาทาย สนก และมความเปนกลยาณมตร โดยอาจเรองจากกจกรรมทสน งาย ไมตองการการเตรยมการมากเพอสรางขวญและก าลงใจในการจดการเรยนแบบเชงรก

3. จดเตรยมใบงาน/ใบกจกรรม เพอใชการประเมนผลการเรยนอยเสมอเพอตรวจสอบวาผเรยนเรยนรอะไรบางและมประเดนใดทผเรยนยงสงสย

4. หลกเลยงการสอนเพอใหครบใหทน รบเรง เพราะจะท าใหผเรยนไมอยากเรยน

5. ผสอนตองชแจงจดประสงคและเปาหมายของการจดการเรยนร กตกา บทบาทหนาท และความรบผดชอบของผเรยนในการมสวนรวมในกจกรรมการเรยนร เพอปรบเปลยนความมงหมายและคาดหวงใหตรงกนระหวางผเรยนและผสอน รวมถงตองสรางบรรยากาศททาทาย มความเปนกลยาณมตร และมการเสรมแรงเพอกระตนใหเกดการเรยนรตลอดเวลา

23


ใบกจกรรมท 1

K-W-L

สงทานทราบ

เกยวกบการเรยนเชงรก

สงทานอยากร


สงทานไดเรยนร


24


ใบกจกรรมท 2

Think-Pair-Share

รปแบบการจดการเรยนร

ททานเคยใช รปแบบการจดการเรยนรททาน

และคของทานเคยใช

รปแบบการจดการเรยนรททานและกลมของทานเคยใช

25


การจดการเรยนเชงรกและการสะทอนคด

3-2-1- summary Active reading Agree & Disagree

Statement Brain Storming

Carousel

Card sort Case study Chain note

Concept map

Debate Exit ticket Focused listed

Gallery walk

Game/Simulation Got-Need Jigsaw

Journal note K-W-L Note sharing Numbered head

together

One-minute paper Pair check POE (Predict-Observe-Explain)

Question and answer share

Problem-based Learning

Reading Quiz Roundtable Role Playing

S-O-S

Think-Pair-Share Turn ’n’ talk Write-Pair-Share

26


ใบบนทกความร

ชอ แนวคดการจดกจกรรม ขนตอนการด าเนนกจกรรม

เหมาะสมกบการเรยนรแบบ รายบคคล/ค/กลม

เหมาะสมกบการเรยนรแบบ

รายบคคล/ค/กลม


27







28







29







30







31



รปแบบการด าเนนกจกรรมแบบกลม





32







33







34







35







36







37



รปแบบการด าเนนกจกรรมการสะทอนคด


38





39





40



Question/Answering


Clarification Pause

Wait time

Student summary of another

students’ answer

41



Question/Answering

ชอกจกรรม/ภาพ/รปแบบ แนวคดการจดกจกรรม ขนตอนการด าเนนกจกรรม

Finger signals

Fish bowl

42


ตวอยางค าถามทชวยสงเสรมใหผเรยนไดคด

• อะไรจะเกดขนถา.... • นกศกษามาสขอสรปนไดอยางไร • นกศกษาคดวาอะไรเปนสาเหตของ.... • นกศกษารไดอยางไรวา...(ขอมล)....ถกตอง.. • ลองคดถงหนทางอนทเราควรจะท า หรอ มหนทางอนอกหรอไมทท าได • สงนเหมอนหรอแตกตางกนอยางไร • ลองบอกเพมเตมเกยวกบ.... • ท าไมนกศกษาจงคดเชนนน • วธการใดทท าใหไดมาซงขอมล • นกศกษาตองการจะท าอะไรตอไป • จากสงทนกศกษาร จะท านายเกยวกบ...ไดวา... • สงทวา...ท าใหนกศกษาคดแตกตางออกไปไหม • สง….เขามาเกยวพนกบสงทเราไดเรยนรมากอนหนานอยางไร • สมมตวา...แลวจะเกดอะไรขน • สงน....สอดคลองกบสงทนกศกษาคดอยอยางไร • นกศกษาร หรอเหนอะไร

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “Critical Thinking เพอการพฒนา

ผเรยนแหงศตวรรษท 21”

โดย รศ.ดร.วรรณพงษ เตรยมโพธ

44


Critical Thinking: การคดเชงวจารณญาณเพอพฒนาการเรยนรในศตวรรษท 21

มนษยทกคนคด คดอะไรเปนประเดนหนง แตคดอยางไรจงจะกอใหเกดผลอนพงประสงคถอเปนสงททาทายมนษยทกคน Albert Einstein นกฟสกสและนกคดคนส าคญไดกลาวสะทอนใหเหนถงความส าคญของการคด ไวว า “We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them.” ส าหรบชาวพทธสมเดจพระสมมาสมพทธเจาไดใหพลงแหงความคดผานหลกธรรมทเรยกวา โยนโสมนสการ ซงมงสอนใหเรารจกคด คดอยางไรจงจะสามารถน าไปสประโยชนสงสดหรอสงทดทสดทงตอการใชชวตและตอหนาทการงานถอเปนประเดนททาทายทหลายมนษยจ านวนมากแสวงหา และทส าคญคอจะท าอยางไรใหเราสามารถเปนผทคดเปนคดแลวเกดพลงสผลสมฤทธได และทควรตระหนกคอคดอะไรกยงไมส าคญเทาคดอยางไร ทงหมดทงปวงทไดกลาวมาขางตนนนคอ ค าตอบทส าคญซงเกดจากพลงแหงความคดหรออาจกลาวไดวาเปนพลงขนสงสดแหงการคดกคอ Critical thinking (CT)

ในโลกปจจบนทมการเปลยนแปลงอยางรวดเรวโดยเฉพาะทเกยวกบมวลแหงความร โลกาภวฒนท าใหโลกแคบและแบนขนอยางรวดเรว ส าหรบมนษยอยางเรา การจดจ าสาระหรอองคความรจงไมใชสงทยงยนทควรยดถอมากเทากบความสามารถในการใชความคดพจารณากลนกรอง ตดสนใจเพอหาค าตอบของสถานการณตางๆทผานเขามา จงอาจกลาวไดวา critical thinking เปนกระบวนการในการสบเสาะและตรวจสอบทางเลอกหรอแนวทางสค าตอบของค าถามหรอประเดนตางๆทเหมาะสมและเปนประโยชนสงสดท านองเดยวกบ กระบวนการทางวทยาศาสตรทตองอาศยการตงค าถาม แยกแยะ กลนกรองขอมล วเคราะหตความผลเพอตรวจสอบสมมตฐานบนวจารณญาณทเหมาะสม อาจกลาวไดวากระบวนการทางวทยาศาสตร(Scientific process) เปนกระบวนการทมประสทธภาพและเปนประโยชนมากทสดอยางหนงทมนษยชาตไดคดและสรางขนโดยสามารถถกปรบใชไดกบทกคน เชนเดยวกบกระบวนการทางวทยาศาสตร Critical thinking ไมไดตดตวเรามาตงแตเกดหากแตไดจากการแสวงหาเรยนรและฝกฝนจากประสบการณหรอจากกรผร มผกลาวไววา เราสามารถใช Critical thinking เปนเสมอนเกราะปองกนหรอภมคมกนตออทธพลทางความคด ความเชอหรอคานยมโดยเฉพาะความคดทเปนภย เชงลบหรออวชาตางๆไดอยางด

ดวยเหตผลและความส าคญดงไดกลาวมาขางตน สถาบนนวตกรรมการเรยนรซงตระหนกดถงบทบาทส าคญในการขบเคลอนมหาวทยาลยและสงคมไทยเพอเปนสงคมแหงปญญาผานกระบวนการคด การอบรมครงนจงจะไดน าเทคนควธทเปนผลจากการท าวจยมาประยกตใชในการถายทอดแลกเปลยนเรยนรส าหรบผ เขารวมอบรมใหมประสทธภาพ อาท แนววธ Active learning, Inquiry และ pedagogy เปนตนมาประยกตใชเพอใหงายตอการเรยนร ในการอบรมจะมการสรางบรรยากาศและสภาวะแวดลอมใหเหมาะสมกบสถาณการณ สาระส าคญท เกยวกบ Critical thinking จะถกถายทอดต งแตขน พนฐานเพอสรางความคนเคยและความเขาใจโดยจะใชตวอยางทเปนรปธรรมจากสถานการณตางๆทใกลตว จะมการจดกจกรรมใหผเขารวมอบรมไดมโอกาสไดฝก (hands-on activities) เพอสรางทกษะซงจะมประโยชนสงสดส าหรบการพฒนาวธคดเชงวจารณญานน ยงกวานนจะมการน าเสนอกจกรรมทครอาจารยจะสามารถน าไปปรบใชในการจดการเรยนการสอนเพอเปนการเพมทกษะหรอขดความสามารถในการคดเพอสรางสรรคและสงเคราะหค าตอบของปญหาหรอสถาณการณไดอยางเหมาะสม โดยเฉพาะผเรยนทเปน Gen Z ซงมรปแบบการใชชวต รปแบบการเรยนร ทตางไปจาก Gen กอนหนา

การอบรมครงนไมเพยงแตจะเหมาะส าหรบการน าไปประยกตใชในการศกษาเรยนรหรอการเรยนการสอนในชนเรยน แตยงเหมาะกบการน าไปประยกตใชในหนาทการงานและชวตประจ าวน

http://www.brainyquote.com/quotes/quotes/a/alberteins121993.html

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “ไตรยางคการศกษา แผนการจดการเรยนร

การวดและประเมนผลเชงรก และ

การวดและประเมนผล: แนวคดในการออกขอสอบ และการตดสนผลการเรยน ”

โดย

ผศ.ดร.ขจรศกด บวระพนธ

46


ไตรยางคการศกษา

ไตรยางคการศกษาประกอบดวย 3 องค คอ

องคท 1 วตถประสงคการศกษา (Educational objective: O) วตถประสงคการศกษา คอ ความสามารถของผเรยนภายหลงทผานกระบวนการเรยนการสอนแลว

(Educational objective is expected learning outcome) เปนสงทผสอนตองการใหเกดขนกบผเรยน เชน

3H (Head – Hand - Heart) ผลการเรยนรดานพทธพสย (Cognitive) ทเนนความสามารถทางสมอง (Head) ผลการเรยนรทกษะพสย (Psychomotor) ทเนนความสามารถทางปฏบต (Hand) ผลการเรยนรจตพสย (Affective) ทเนนคณธรรมและจตใจ (Heart)

อนง Bloom et al. (1956) ไดเสนอผลการจ าแนกจดมงหมายทางการศกษาออกเปน 3 ดาน คอ 1.0 ดานพทธพสย (cognitive domain) 2.0 ดานจตพสย (affective domain) 3.0 ดานทกษะพสย (psychomotor domain)

โดยมรายละเอยดของแตละดานดงน 1.0 ดานพทธพสย (cognitive domain)

Bloom และคณะไดแบงยอยพฤตกรรมดานพทธพสยหรอความรความคดออกเปน 6 ดาน คอ ความรความจ า ความเขาใจ การน าไปใช การวเคราะห การสงเคราะห และการประเมนคา หรอเรยกสนๆ วา จ า – ใจ – ใช – ว – สง – ประ ซงประกอบดวยพฤตกรรมยอย 21 พฤตกรรม แสดงไดดงตาราง 2 ตาราง 1 พฤตกรรมดานพทธพสย (ความรความคด)

ดาน พฤตกรรม 1.1 ความรความจ า (Knowledge)

ผเรยนมความรความสามารถในการจ าเนอหาความร

1.2 ความเขาใจ (Comprehension)

ผเรยนเขาใจในเนอหาวชา หรอความหมายตางๆ รวมทงแปลความหมายและสรปความไดอยางด

1.3 การน าไปใช (Application)

ผเรยนสามารถน าความรไปใชได

1.4 การวเคราะห (Analysis)

ผเรยนสามารถวเคราะหเพอแยกสวนตางๆ ออกเปนองคประกอบทเปนสวนยอย ทาใหเหนและเขาใจโครงสรางสวนรวมไดอยางลกซง

1.5 การสงเคราะห (Synthesis)

ผเรยนสามารถสงเคราะห รวบรวมสวนตางๆ มาสมพนธกน ท าใหเกดเปนสงใหมขน เปนขนของความคดสรางสรรคตางๆ

1.6 การประเมนคา (Evaluation)

ผเรยนสามารถประเมน หรอจดระดบคณคา และความส าคญของสงตางๆ ได

47


2.0 ดานจตพสย (affective domain) พฤตกรรมดานนจะแสดงออกมาทางความรสก (Feeling) ทาท จตใจ ไดแก ความรสกและอารมณ คานยม ความสนใจ พฤตกรรมดานนตองใชเวลาในการปลกฝง การวดผลคอนขางท าไดยาก

พฤตกรรมดานจตพสยของผเรยนอาจแบงออกเปน 5 ระดบ คอ ตาราง 2 พฤตกรรมดานจตพสย

ดาน พฤตกรรม 2.1 การรบร (Receiving)

ผเรยนรบรปรากฏการณ แสดงความสนใจ จ าได นกถงได เปนไปในลกษณะของการแปลความหมายของสงเรานนวาคออะไร แลวจะแสดงออกมาในรปของความรสกทเกดขน โดยไมมการเรยนรเกดขน

2.2 การตอบสนอง (Responding)

ผเรยนมสวนรวมและตอบสนองกจกรรมในกระบวนการเรยนร เปนการกระท าทแสดงออกมาในรปของความเตมใจ ยนยอม และพอใจตอสงเรานน ซงเปนการตอบสนองทเกดจากการเลอกสรรแลว

2.3 การเหนคณคา (Valuing)

ผเรยนเหนคณคาของขอมล แนวคด ความร หรอปรากฏการณ สามารถใหคณคาแกสงเหลานน การเลอกปฏบตในสงทเปนทยอมรบกนในสงคม การยอมรบนบถอในคณคานน ๆ หรอปฏบตตามในเรองใดเรองหนง จนกลายเปนความเชอ แลวจงเกดทศนคตทดในสงนน

2.4 การจดระบบ (Organizing)

ผเรยนจดระบบขอมล แนวคด คานยมทแตกตางกนใหอยในกรอบแนวคดของตนเอง โดยอาศยการเปรยบเทยบ เชอมโยง หรอขยาย ถาขดกนอาจไมยอมรบคานยมใหม หรออาจยอมรบคานยมใหมโดยยกเลกคานยมเกา

2.5 การสรางนสย (Characterizing)

ผ เรยนสรางคานยมหรอความเชอของตนเองซ งสงผลตอพฤตกรรมการแสดงออกของเขาจนกลายเปนลกษณะนสยประจ าตว

3.0 ดานทกษะพสย (affective domain)

เปนพฤตกรรมดานการปฏบต หรอการกระท า (Doing) ซงเปนการน าความรสดานการปฏบตจนเกดความช านาญ พฤตกรรมดานนเรามองในแงการพฒนาความคลองแคลววองไวในการใชประสาท กลามเนอ อวยวะตางๆ ในการเคลอนไหว

Bloom et al. (1956) ไมไดก าหนดระดบของพฤตกรรมในดานทกษะพสยไว แตมนกการศกษา อาท Simpson (1966) ก าหนดระดบของพฤตกรรมในดานทกษะพสยไวดงน

48


ตาราง 3 พฤตกรรมดานทกษะพสย ดาน พฤตกรรม

3.1 รบร (Perception) ผเรยนสามารถใชอวยวะรบสมผสเพอเตรยมตวในการตอบสนอง 3.2 การลงมอท าตามแบบ (Set)

ผเรยนเตรยมความพรอมในการระท า

3.3 การยอมรบค าแนะน า (Guided response)

ผเรยนเตรยมความพรอมเพอเขาสทกษะขนซบซอน

3.4 การกระท าเองโดยธรรมชาต (Mechanism)

ผเรยนแสดงใหเหนความช านาญ

3.5 สามารถปฏบตตอสงทซบซอนได (Complex overt response)

ผเรยนแสดงใหเหนความช านาญและเปนผมประสบการณ

3.6 ใชทกษะเพอปรบตวเขากบสถานการณ (Adaptation)

ผเรยนสามารถทจะปรบตวเขากบเหตการณโดยใชทกษะทมอยในตว

3.7 สามารถคดหรอประดษฐสงใดสงหนงได (Origination)

เปนการสรางสรรคทกษะใหมขนสงสด คอ ผเรยนสามารถคดขนเองได

องคท 2 ประสบการณการเรยนร (Learning experience: L)

ผสอนเลอกกระบวนการทจะท าใหผเรยนบรรลจดประสงคการศกษา ซงกระบวนการนนประกอบดวย สาระการเรยนร เนอหาวชา กจกรรมการเรยนการสอน สอการเรยนการสอน

องคท 3 การประเมนผล (Evaluation: E)

ผสอนเลอกวธวดผลและประเมนผลเพอตรวจสอบวา ผเรยนบรรลจดประสงคการศกษาทตงไวหรอไม บรรลในระดบใด ซงการวดและประเมนผลควรควรประกอบดวย

วธการวด เครองมอวด เกณฑการประเมน

ทงหมดอาจสรปเปนค าสนๆ วา

O-L-E

49


ความสมพนธของไตรยางคการศกษานนมดงน ในการวางแผนการสอน ผสอนตองก าหนดไตรยางคองคแรก คอ วตถประสงคการศกษา

(Educational objective: O) กอนจากนนผสอนจะเลอกวา จะจดประสบการณการเรยนร (Learning experience: L) แบบใดเพอใหบรรลตามวตถประสงคการศกษาทตงไว และเมอจดประสบการณการเรยนรเสรจสนแลวจะประเมนผลการเรยนร (Evaluation: E) ของผ เรยนอยางไรเพอวดวา ผ เรยนบรรลตามวตถประสงคการศกษาทตงไวแตแรกหรอไม ในระดบใด การประเมนผลผเรยนตองประเมนโดยเทยบกบวตถประสงคการศกษาเสมอ กระบวนการตามไตรยางคการศกษานไมมทสนสด เพราะเมอประเมนแลวพบวา ผเรยนบรรลวตถประสงคการศกษาตามขอท 1 กจะผานไปเรยนวตถประสงคการศกษาขอท 2 ตอไปเรอยๆ เกดเปนวฏจกรของไตรยางคการศกษาดงแผนผง 1 แผนผง 1 วฏจกรไตรยางคการศกษา

การเขยนวตถประสงคการศกษา อาจใชวธ ABCD (A.B.C.D. method) ซงแนะน าโดย Heinich et al. (1996) โดยมความหมาย

ของแตละค าดงน

A (Audience) ผเรยน (ใครคอผเรยน)

B (Behavior) พฤตกรรมทแสดงผลของการเรยนร (ตองการใหผเรยนสามารถแสดงพฤตกรรมอะไรได พฤตกรรมนนควรสงเกตได วดได)

C (Condition) เงอนไขหรอสภาพการณทก าหนดการเรยนร (การแสดงพฤตกรรมนนเกดขนภายใตเงอนไขอะไรหรอสภาพการณอยางไรจงจะแสดงวาผเรยนบรรลวตถประสงคแลว)

D (Degree of acceptable performance)

ขดหรอเกณฑความสามารถ (ผเรยนควรจะสามารถแสดงพฤตกรรมนนดวยความสามารถระดบใด ดแคไหน)

O1 O2 O4, 5, 6...

L1 L2 L3

O3

E1 E2 E3

50


ตวอยางการใชวธ ABCD ในการเขยนวตถประสงคการศกษามดงน

วตถประสงคดานพทธพสย A

(Audience) B

(Behavior) C

(Condition) D

(Degree of acceptable performance)

นกศกษา สามารถบอกนยาม ของวตถประสงคการศกษา

ไดอยางถกตอง

วตถประสงคดานทกษะพสย A

(Audience) B

(Behavior) C

(Condition) D


นกศกษา เลอกใช เครองมอในการทดลอง ไดอยางเหมาะสม

วตถประสงคดานจตพสย A

(Audience) B

(Behavior) C

(Condition) D


นกศกษา ใหความรวมมอ ในการท างานกลม ไดอยางเหมาะสม

ตวอยางค ากรยาทใชในการเขยนวตถประสงคดานพฤตกรรมมดงน

วตถประสงคดานพทธพสย ระดบความสามารถ ค ากรยาทใช 1.1 ความรความจ า (Knowledge)

บอก บอกชอ บรรยาย อธบาย กลาวขอความ จ า ทองจ า เขยน เขยนรายการ เขยนรายงาน เขยนชอกากบ เขยนโครงราง เลอก จบค ขดเสนใต สรางขนใหม ฯลฯ


จบใจความ เขาใจแจมชด คาดการณ แปล บอกความหมาย ยกตวอยาง เขยนภาพ รวมเขาดวยกน ประมาณการณ ฯลฯ


เชอมโยง ถายโยง สมพนธ ค านวณ สรปจากเหตผล แสดงความสามารถ ปรบปรง ประยกต ผลต สาธต แสดง เปลยน พฒนา สราง ท า ฯลฯ


ก าหนด จ าแนก แยกแยะ แสดงความแตกตาง แจกแจงรายละเอยด เขยนไดอะแกรม วเคราะห เชอมโยงความสมพนธ จดประเภท ตรวจสอบ ฯลฯ

1.5 การสงเคราะห (Synthesis)

ยอ สรป สรปความ สรปกฎ จด จดกระทา จดประเภท รวม เขยนใหม กลาวเสยใหม ออกแบบ สราง ประพนธ น าไปสการสรปเหตผล ฯลฯ

1.6 การประเมนคา (Evaluation)

คดเลอก เปรยบเทยบ หาความแตกตาง วจารณ บอกได อภปราย ใหเหตผล สนบสนน คดคาน หลกเลยง เลอก ประเมนผลได พจารณาตดสน ก าหนดคณคา ฯลฯ

51


วตถประสงคดานจตพสย ระดบความสามารถ ค ากรยาทใช 2.1 การรบร (Receiving)

ชอบ ยอมรบ รบร ฟง ตงใจ ถาม เลอก บงช ควบคม สะสม แสดง ฯลฯ

2.2 การตอบสนอง (Responding)

กลาววาจา ประกาศ ยอมรบ ตดตาม ตอบคาถาม ตอบรบ ชวยเหลอ ทารายการ บนทก พฒนา ฯลฯ

2.3 การเหนคณคา (Valuing)

ปกปอง ใหเกยรต รวมมอ เพม ปรบปรง พฒนา บรรล บงช ตดสนใจ เปรยบเทยบ ผลกดน สนบสนน คดคาน ถกเถยง ซาบซง ฯลฯ

2.4 การจดระบบ (Organizing)

นยาม ก าหนด ใหน าหนก ท าใหสมดล อภปราย จดระเบยบ รวบรวม สรางความสมพนธ เปรยบเทยบ ฯลฯ

2.5 การสรางนสย (Characterizing)

เผชญ ปฏเสธ เปลยน ทบทวน เปรยบเทยบ ตองการแกปญหา พฒนา เสนอวธการ ฯลฯ

วตถประสงคดานทกษะพสย ระดบความสามารถ ค ากรยาทใช 3.1 รบร (Perception) รบฟง แยกแยะ แสดงความสมพนธ ตรวจปรบ ท าใหผอนคลาย ฯลฯ 3.2 การลงมอท าตามแบบ (Set)

เรมตน เคลอนไหวรางกายเพอเตรยมตว (คลาน เดน กระโดด) เคลอนยายอปกรณ (จด เออม ยก จบถอ) ฯลฯ

3.3 การยอมรบค าแนะน า (Guided response)

เตรยม แสดงกรยากระทา (จบ เขยน สมผส ส ารวจ) ประกอบ ฯลฯ

3.4 การกระท าเองโดยธรรมชาต (Mechanism)

เคลอนไหวเฉพาะสวน หยด และเรมตน จดการ (เพม ปรบปรง) แสดง สราง ฯลฯ

3.5 สามารถปฏบตตอสงทซบซอนได (Complex overt response)

สราง ทา วด ประกอบ ฯลฯ

3.6 ใชทกษะเพอปรบตวเขากบสถานการณ (Adaptation)

ปรบเปลยน ประยกต จดใหม ฯลฯ

3.7 สามารถคด/ ประดษฐสงใดสงหนงได (Origination)

สราง แตง คดทา ฯลฯ (คดและท าไดเอง)

52


แผนการจดการเรยนร แผนการจดการเรยนร (Lesson Plan) เปนเครองมอของผสอนในการจดกจกรรมการเรยนรแกผเรยน ผสอนทดควรมการเขยนแผนการจดการเรยนรกอนสอน พยายามด าเนนกจกรรมตามแผนการจดการเรยนร และเมอสอนเสรจแลวควรมการสะทอนคด (reflection) เพอปรบปรงสวนตางๆ ในแผนการจดการเรยนรใหดยงๆ ขน ซงจะสงผลใหการสอนครงตอๆ ไปของผสอนมประสทธภาพมากยงขน โดยทวไป แผนการจดการเรยนรมองคประกอบส าคญหลายประการ และเมอน าไตรยางคการศกษามาประยกตใชในการเขยนแผนการจดการเรยนรสามารถแสดงไดดงน

แผนการจดการเรยนร เรอง.......................................................................... ...... ส าหรบผเรยนระดบ..................................................................................... ....... ภาคการศกษาท.............. ปการศกษา.................. เวลาทใช....................นาท ค าอธบายรายวชา

............................................................................................................................ สาระการเรยนร/ แนวคดหลก

............................................................................................................................ Objective จดประสงคการเรยนร

............................................................................................................................ Learning Experience กระบวนการจดการเรยนร

ขนส ารวจความรเดม ขนสอน ขนสรป สอ/ อปกรณ/ แหลงเรยนร

Evaluation การวดและประเมนผลการเรยนร วธการวด เครองมอวด เกณฑการประเมน

บนทกการจดการเรยนร ผลการจดการเรยนร ปญหาอปสรรค แนวทางแกไข/ ขอเสนอแนะ

53


การวดและประเมนผล

ความหมายของค าศพทตางๆ เกยวกบการวดและการประเมนผล 1. การวด (measurement) หรอ การวดผล หมายถง กระบวนการก าหนดตวเลข (assignment of numerical) ใหแกสงตาง ๆ ตามกฎเกณฑ การวดจะเกดขนไดตองอาศยองคประกอบส าคญ 3 สวน คอ

1.1 จดมงหมายของการวดตองมความชดเจนวา ตองการวดอะไร ในสถานการณเชนไร และวดไปท าไม

1.2 เครองมอทใชวด เชน ขอสอบ แบบสอบถาม แบบตรวจรายการ แบบสมภาษณ มาตราประเมนคา การสงเกตโดยตรงฯ โดยเครองมอตองมหนวยทใชในการวด มาตราเปรยบเทยบระหวางหนวยทไดจากการวด

1.3 การแปลผลและน าผลไปใช 2. การทดสอบ (test) เปนวธการวดชนดหนงทใชแบบทดสอบเปนเครองมอวด 3. การประเมนผล (evaluation) เปนกระบวนการทท าตอจากการวด ดงนนการวดและการ

ประเมนผลจงมความสมพนธกน โดยการประเมนผลเปนการตดสนใจลงสรปคณคา (value judgment) อยางมกฎเกณฑ การประเมนผลจงเปนผลการตดสนใจจากผประเมน ไมใชผลจากการวดโดยตรง ซงการประเมนผลจะมองคประกอบทส าคญ 3 สวน คอ 1) ขอมลจากการวด 2) การตความหมาย และ 3) การก าหนดคณคาตามเกณฑมาตรฐาน 4. การประเมน (assessment) มความหมายกวางขวางกวาค าอน ๆ ทกลาวมาแลวขางตน เปนค าททใชในความหมายของการประเมนแนวใหมเพอใหตางจากการวดแบบเกาทเปนการวดและการทดสอบดวยแบบทดสอบเลอกตอบ โดยการประเมน หมายถง กระบวนการรวบรวมและเรยบเรยงขอมลสารสนเทศเกยวกบการเรยนรของผเรยนอยางเปนระบบ เพอ 1) ใชในการตดสนใจเกยวกบผเรยน 2) ใหขอมลยอนกลบไปยงผเรยนเกยวกบความกาวหนา จดเดน และจดดอย 3) ใชตดสนประสทธภาพในการจดกจกรรมการเรยนรและความพอเพยงของหลกสตร และ 4) ใชชแนะนโยบาย การวางแผนการวดและประเมนผล

ในการวางแผนวดและประเมนผลการเรยนร มค าถาม 4 ขอทครผสอนตองตอบ ดงน

ค าถามขอท 1 วดและประเมนไปท าไม ครผสอนตองตอบค าถามกอนวา ท าไมตองวดและประเมนการเรยนรของผเรยน หรอการวดและ

ประเมนนนจะท าใหไดขอมลสารสนเทศเพอเอาไปใชประโยชนอะไร ยกตวอยางเชน - การวดและประเมนกอนเรยน เพอจดต าแหนงผเรยนหรอประเมนความรอบรของผเรยนกอนเรยน

อนจะเปนประโยชนตอการตดสนใจในการวางแผนจดกจกรรมการเรยนการสอนใหเหมาะสมกบผเรยนในล าดบตอไป

- การวดและประเมนผลระหวางการเรยนการสอน เพอตรวจสอบความรความสามารถของผเรยนขณะทการเรยนการสอนยงคงด าเนนอย อนจะเปนประโยชน ในการตดตามตรวจสอบความกาวหนาและจดทควรปรบปรงในการเรยนรของผเรยน

54


- การวดและประเมนหลงสนสดการเรยนการสอน เพอสรปการเรยนรของผเรยนอนจะเปนประโยชนตอการตดสนระดบผลสมฤทธทางการเรยนของผเรยน

ค าถามขอท 2 วดและประเมนอะไร ครผสอนตองถามตวเองวา ตองการวดและประเมนอะไรของผเรยน หรอตองการเนนผลการเรยนร

ดานใดเปนส าคญ เชน - การเรยนรดานสตปญญาเกยวกบความร ความจ า ความคด การแกปญหาตาง ๆ - การเรยนรดานอารมณและความรสก เชน ความสนใจ เจตคต คานยม คณธรรม เปนตน - การเรยนรทางดานทกษะและการปฏบต เชน การเคลอนไหวของอวยวะและกลามเนอสวนตาง ๆ

เปนตน โดยในการวดและประเมนผลการเรยนรวชาวทยาศาสตรนน ตองวดและประเมนผลทงความร

ความคด ความสามารถ ทกษะและกระบวนการ เจตคต คณธรรม จรยธรรม คานยมในวทยาศาสตร รวมทงโอกาสในการเรยนรของผเรยน

ค าถามขอท 3 วดและประเมนอยางไร ครผสอนตองคดถงวธการวา จะด าเนนการวดและประเมนผลการเรยนรของผเรยนอยางไร โดยตอง

ค านงถงชนดของขอมลทตองการ ประเภทเครองมอทใช แหลงขอมล ตลอดจนการเกบรวบรวมขอมล และการวเคราะหขอมล

โดยในการวดและประเมนผลการเรยนรวชาวทยาศาสตรนน มขอควรค านงดงน 1) วธการวดและประเมนผลตองสอดคลองกบมาตรฐานการเรยนรทก าหนดไว 2) ตองเกบขอมลเพอการวดและประเมนผลอยางตรงไปตรงมา และตองประเมนภายใตขอมลทมอย 3) ผลจากการวดและประเมนผลตองน าไปสการแปลผล และลงขอสรปทสมเหตสมผล 4) การวดและประเมนผลตองมความตรงและเปนธรรม ทงดานวธวดและการประเมน

ค าถามขอท 4 ตดสนผลดวยวธใด ครผสอนจะตองตดสนใจวา จะเลอกใชเกณฑอะไรในการลงสรปขอมลเพอจ าแนกระดบคณภาพของ

การเรยนรของผเรยน โดยเกณฑทใชอาจเปนเกณฑดานปรมาณหรอเกณฑดานคณภาพ หรออาจเปนเกณฑรวมทใชประเมนผลการเรยนรแบบภาพรวมและสรปผลสวนทเปนประเดนส าคญหรอเกณฑยอยทใชประเมนผลการเรยนรแบบแยกองคประกอบยอย

55


ขนตอนส าคญส าหรบการวดและประเมนผล

จากการตอบค าถาม 4 ขอขางตน ไดแก วดและประเมนท าไม อะไร อยางไร และตดสนผลดวยวธใด จะชวยก าหนดทศทางและกรอบของกระบวนการวดและประเมนผลใหด าเนนไปอยางเปนระบบ ซงสามารถแบงขนตอนส าคญได 7 ขนตอน ดงตาราง 1

ตาราง 4 ความสมพนธระหวางค าถาม 4 ขอและขนตอนส าคญส าหรบการวดและประเมนผล ค าถาม 4 ขอ ขนตอนส าคญ

วดและประเมนไปท าไม 1. ก าหนดจดมงหมายของการวดและประเมนผล วดและประเมนอะไร 2. วเคราะหเปาหมายของการเรยนรทพงประสงค วดและประเมนอยางไร 3. สรางเครองมอ

3.1 ออกแบบการสรางเครองมอ 3.2 ลงมอสรางเครองมอ 3.3 ทดลองใช และตรวจสอบคณภาพของเครองมอ 4. เกบรวบรวมขอมล 5. วเคราะหขอมล 6. ตดสนคณคาของผลการเรยนร

ตดสนผลดวยวธใด 7. รายงานผลและน าผลไปใชในการพฒนา/ปรบปรงการเรยนร ระบบการวดและประเมนผลการเรยนรทมประสทธภาพ

ระบบการวดและประเมนผลการเรยนรทมประสทธภาพควรเปนดงน 1. ระบใหชดเจนถงสงท มงประเมน วาอะไรคอผลการเรยนรทคาดหวงทตองการประเมน

ประกอบดวยคณลกษณะ (trait) ทส าคญอะไรบาง เพอทจะเลอกใชเครองมอและวธการทเหมาะสม 2. เลอกเทคนคการวดและเครองมอวดใหเหมาะสมสอดคลองกบคณลกษณะส าคญทมงประเมน

ทงในแงการใหผลทถกตอง ความเปนปรนย (objectivity) และความสะดวกตอการน าไปใช 3. ควรใชเทคนคการวดและเครองมอวดทหลากหลาย เพราะเทคนคการวดและเครองมอวดแตละ

ชนดมทงขอดและขอดอยทแตกตางกน จงควรเลอกใชเทคนคการวดและเครองมอวดหลาย ๆ อยางใหครอบคลมคณลกษณะส าคญทมงประเมน และวดหลาย ๆ ครง

4. เกบรวบรวมขอมลเพอการวดและประเมนผลอยางตรงไปตรงมาและตองประเมนภายใตขอมลทมอย

5. ควบคมความคลาดเคลอนจากการวดใหเกดนอยทสด ในการวดคณลกษณะใดกตามยอมมความคลาดเคลอนเกดขนไดเสมอ ครผสอนควรศกษาแหลงของความคลาดเคลอนเหลานนและพยายามขจดใหเหลอนอยทสด

6. ใชสารสนเทศจากการประเมนส าหรบตดสนใจ การประเมนเปนกระบวนการเพอการปรบปรงพฒนาไปสสงทดขน การประเมนไมไดสนสดลงตรงทการรบรหรอการรายงานผลการประเมนเทานน แต

56


ความส าคญอยทการน าผลการประเมนไปใชใหเกดประโยชนในการปรบปรงพฒนาการเรยนการสอนใหดยง ๆ ขน

7. ผลจากการวดและประเมนผลตองน าไปสการแปลผลและลงขอสรปทสมเหตสมผล 8. การวดและประเมนผลตองมความตรงและเปนธรรม ทงดานวธวดและการประเมนผล

การวดและประเมนผลดวยขอสอบ Bloom et al. (1956) ไดแบงยอยพฤตกรรมดานพทธพสยหรอความรความคดออกเปน 6 ดาน โดยมรายละเอยดดงตาราง ตาราง 5 พฤตกรรมดานพทธพสย (ความรความคด)

ดาน พฤตกรรม 1.00 ความรความจ า (Knowledge)

1.10 ความรในเนอหา 1.11 ความรเกยวกบศพทและนยาม 1.12 ความรเกยวกบกฎและความจรง

1.20 ความรในวธด าเนนการ 1.21 ความรเกยวกบระเบยบแบบแผน 1.22 ความรเกยวกบล าดบขนและแนวโนม 1.23 ความรเกยวกบการจดประเภท 1.24 ความรเกยวกบเกณฑ 1.25 ความรเกยวกบวธการ

1.30 ความรรวบยอดในเนอหา

1.31 ความรเกยวกบหลกวชาและการขยาย 1.32 ความรเกยวกบทฤษฎและโครงสราง


2.10 การแปลความ 2.20 การตความ 2.30 การขยายความ


(ไมมการแบงยอย)


4.10 การวเคราะหความส าคญ 4.20 การวเคราะหความสมพนธ

4.30 การวเคราะหหลกการ 5.00 การสงเคราะห (Synthesis)

5.10 การสงเคราะหขอความ 5.20 การสงเคราะหแผนงาน

5.30 การสงเคราะหความสมพนธ 6.00 การประเมนคา (Evaluation)

6.10 การประเมนคาโดยอาศยขอเทจจรงภายใน 6.20 การประเมนคาโดยอาศยเกณฑภายนอก

57


การเขยนขอสอบแบบเลอกตอบเพอวดความรความคด

ค าถาม ควรมลกษณะ ดงน - ใชประโยคค าถามทสมบรณ - สน ชดเจน ใชภาษาทเขาใจงาย ไมคลมเครอ ไมใชค าฟมเฟอย - ถามในเรองทมคณคาหรอมประโยชนตอการวด - เขยนเปนประโยคบอกเลา หลกเลยงค าถามปฏเสธ ถาจ าเปนตองใชประโยคปฏเสธกควรเนน

ขอความโดยใชตวหนาหรอขดเสนใต - ค าถามแตละขอควรเปนอสระจากกน การตอบค าถามขอหนงตองไมชน าค าตอบของอกขอหนง - หลกเลยงการใชภาษาทชน าหรอสอความไปถงค าตอบถกหรอค าตอบผด - แตละค าถามตองมค าตอบทถกตองเพยงค าตอบเดยว (ยกเวนขอสอบเพอวนจฉยหรอวเคราะห

ประสทธภาพการเรยนรหรอแนวคดหลกทคลาดเคลอน ซงอาจมค าตอบทถกตองไดมากกวาหนงค าตอบโดยมการอธบายเหตผลประกอบดวย)

ตวเลอก ควรมลกษณะ ดงน - ตวเลอกควรเปนเรองหรอประเดนเดยวกน มความยาวใกลเคยงกน - ตองกระจายค าตอบของขอสอบทงฉบบใหมสดสวนของแตละตวเลอกใกลเคยงกน - เรยงล าดบตวเลขในตวเลอกตาง ๆ - ใชค าใหสนทสดเทาทจะท าไดและหลกเลยงการใชศพทหรอขอความทเขาใจยาก - ใชตวเลอกปลายเปด (เชน สรปแนนอนไมได หรอ ผดหมดทกขอ) เพอถามเกยวกบเหตการณทยง

ไมมขอยตหรอแสดงวาอาจมค าตอบอน ๆ นอกเหนอจากตวเลอกดงกลาว และตวเลอกปลายปด (เชน ถกทกขอ) เพอแสดงวาตวเลอกถกตองทงหมดใหเหมาะสม

- ไมเขยนตวถกหรอตวลวงซงถกหรอผดอยางเดนชดเกนไป ลกษณะของขอสอบแบบเลอกตอบเพอวดพฤตกรรมดานพทธพสย มรายละเอยดดงตอไปน 1.00 พฤตกรรมดานความรความจ า (Knowledge) ความรความจ า หมายถง ความสามารถของสมองทเกบสะสมเรองราวตาง ๆ ทไดรบรมาและสามารถระลกเรองราวเหลานนได แบงออกเปน 3 ดานดงน 1.10 ความรในเนอเรอง หมายถง การถามเกยวกบเรองราวหรอเนอหาสาระ แยกออกเปน 2 ประเภท คอ 1.11 ความร เกยวกบศพทและนยาม หมายถง การถามเกยวกบนยาม ค าแปลและความหมายของค าศพท ชอ อกษรยอ สญลกษณ เครองหมาย รปภาพ

1.12 ความรเกยวกบกฎและความจรง หมายถง การถามเกยวกบกฎ สตร ความจรงเกยวกบขนาด ทศทาง ปรมาณ เวลา ระยะทาง คณสมบต คณโทษ วตถประสงค สาเหต ตวอยางค าถามเพอถามความรในเนอเรอง

- ………….. แปลวาอะไร หรอ หมายถงอะไร

58


- ………….. เรยกวาอะไร หรอ คออะไร - นยามของ………….. มวาอยางไร - ………….. มความหมายตรงกบขอใด - ………….. เปนของใคร

1.20 ความรในวธด าเนนการ หมายถง การถามเกยวกบขนตอนหรอวธด าเนนการกจกรรมแยกเปน 5 ประเภท คอ

1.21 ความรเกยวกบระเบยบแบบแผน หมายถง การถามเกยวกบแบบฟอรม ระเบยบ แบบแผน วฒนธรรม ประเพณ ตวอยางค าถามเชน

- ………….. ในทางวทยาศาสตรนยมเขยนหรออานอยางไร 1.22 ความรเกยวกบล าดบขนและแนวโนม หมายถง การถามล าดบเหตการณกอนหลง หรอ

เหตการณทเกดขนบอย ๆ ทแสดงใหเหนแนวโนมในอนาคต สวนใหญใชค าวา “มกจะ” ตวอยางค าถามเชน - เหตการณใดเกด (แรกสด, หลงสด, เปนล าดบท…………) ในกระบวนการ……….. - …………..มกจะเปนอยางไร 1.23 ความรเกยวกบการจดประเภท หมายถง การถามใหจ าแนก แจกแจง จดประเภท

ตวอยางค าถามเชน - …………..เปนพวกเดยวกบอะไร หรอ คลายกบอะไร - …………..จดเปนกระบวนการประเภทใด - อะไรไมเขาพวกสงใด หรอ ไมเกยวของกบ………….. 1.24 ความรเกยวกบเกณฑ หมายถง การถามเกยวกบเกณฑในการทยดเปนหลกในการ

เปรยบเทยบสงตาง ๆ ลกษณะค าถามม 2 ประเดน คอ ถามเอกลกษณ และถามใหเปรยบเทยบโดยใชเกณฑ ตวอยางค าถามเชน

- …………..ทดมลกษณะอยางไร - การจดให…………..อยใน…………..ถอวาใชเกณฑใดเปนส าคญ - ขอใดเปนขอแตกตางระหวาง…………..และ………….. - ขอใดเปนลกษณะส าคญของ………….. 1.25 ความรเกยวกบวธการ หมายถง การถามวธปฏบตหรอการท ากจกรรม ขนตอน การ

ท างาน ค าถามมกอยในรปทวา “ปฏบตอยางไร” “ควรท าวธใด” จงจะมประสทธภาพ ตวอยางค าถามเชน - ควรขยายพนธ…………..ดวยวธใดจะเหมาะสม - ท าอยางไรกบ…………..จงจะถกวธ - วธใดไมสามารถหา…………..ของ…………..ได

1.30 ความรรวบยอดในเนอเรอง หมายถง ความสามารถในการคนหาหลกการหรอหวใจของเรองเพอสรางเปนทฤษฎหรอโครงสราง แยกออกเปน 2 ประเภท คอ

1.31 ความรเกยวกบหลกการหรอการขยาย หลกการ (Principle) หมายถง หวใจของเรองทเกดจากหลาย ๆ ความคดรวบยอดมา

รวมกน ความคดรวบยอด (Concept) หมายถง ลกษณะรวมของสงใดสงหนงทเกดขนหลาย ๆ ครง

ถาสงใดสงหนงเกดขนครงเดยวไมเปนความคดรวบยอด เชน “ระบบสรยะมดวงอาทตยดวงเดยว” เปน

59


ขอเทจจรง (Fact) แตถาบอกวา “ดาวเคราะหในระบบสรยะโคจรรอบดวงอาทตย” หรอ “ดาวเคราะหไมมแสงสวางในตวเอง” ถอวาเปนความคดรวบยอดเพราะมลกษณะบางสงบางอยางเหมอนกน

การขยาย (Generalized) หมายถง การขยายความตอออกไปจากสงหนงสงใดทรจกหรอเปนการสรปออกนอกเรองนน ๆ เชน บทสรปตอนทายของนทานอสป ตวอยางค าถามเชน

- สมการใดเปนปฏกรยาทท าใหเกด………….. - การสราง…………..โดยใช…………..มหลกการอยางไร - ………….., ………….. และ………….. มลกษณะใดทเหมอนกนหรอแตกตางกน 1.32 ความรเกยวกบทฤษฎและโครงสราง ค าถามในประเภทนจะถามเกยวกบแนวคดหรอ

หลกการจากหลายเนอหาทสมพนธกนเปนพวกเดยวกน เพอคนหาทฤษฎและโครงสรางทเปนตวรวม ตวอยางค าถามเชน

- คณสมบตทเหมอนกนของ………….., ………….. และ………….. คอขอใด - ………….., ………….. และ………….. เปนปรากฏการณใดของไอน า - ………….., ………….. และ………….. มหลกการใดรวมกน

2.00 พฤตกรรมดานความเขาใจ (Comprehension) ความเขาใจ หมายถง ความสามารถในการน าความรความจ าไปดดแปลงปรบปรงเพอจบใจความ เปรยบเทยบ สรปความคดหรอขอเทจจรงตาง ๆ ทงยงสามารถอธบายและเปรยบเทยบสงทมลกษณะคลายคลงกน บคคลทมความเขาใจในสงใดจะสามารถแปลความ ตความ หรอขยายความเกยวกบสงนนได ค าถามทใชวดความเขาใจม 3 ดาน มรายละเอยดดงน

2.10 การแปลความ หมายถง ความสามารถแปลสงซงอยในระดบหนงไปยงอกระดบหนงได (ถาแปลในระดบเดยวกนเปนพฤตกรรม 1.11 เชน Science แปลวา ความร) ตวอยางค าถามเชน

- ………….. มความหมายตรงกบขอใด - ………….. หมายความวาอยางไร - จากรปหรอแผนภม………….. แสดงถงอะไร

2.20 การตความ หมายถง การจบใจความส าคญของเรอง หรอการเอาเรองราวเดมมาคดในแงใหม การแปลความสมพนธเพอใหไดความหมายใหม ถาแปลความผดจะตความผดไปดวย ตวอยางค าถามเชน

- จากรปหรอแผนภม………….. แสดงวา………….. มลกษณะเชนใด - จากกราฟหรอแผนผง………….. ขอใดสรปถกตอง

2.30 การขยายความ หมายถง การคาดคะเนหรอคาดหวงวา จะมสงนนเหตการณนนเกดขนในอดตหรออนาคต โดยอาศยแนวโนมททราบมาเปนหลก รปแบบค าถามมกจะใชค าวา “ถา” น าหนา โดยเหตการณทจะเกดขนอยางแนนอนจะไมเปนการขยายความ เชน อก 10 ป ดวงอาทตยจะขนทางทศไหน เปนตน ตวอยางค าถามเชน

- ถา………….. ลดลง หรอเพมขน หรอขาดไป อะไรจะเกดขน - ถาเหตการณ…………..เกดขน แลวเหตการณอะไรนาจะเกดขนตามมา

60


3.00 พฤตกรรมดานการน าไปใช (Application)

การน าไปใช หมายถง ความสามารถในการน าความร ความเขาใจ ในเรองราวใด ๆ ไปใชในสถานการณจรงในชวตประจ าวนหรอในสถานการณทคลายคลงกน หรอแกปญหาทแปลกใหมได หรอสามารถหาสงของมาแทนสงทขาดหายไป ตวอยางค าถามเชน

- หากเกดเหตการณ…………..ขน ควรปฏบตอยางไร - ถาไมม………….. จะใชอะไรแทน - จากรป………….. เพราะเหตใดตองท าเชนนน

4.00 พฤตกรรมดานการวเคราะห (Analysis)

การวเคราะห หมายถง การแยกแยะพจารณาดรายละเอยดของสงตาง ๆ หรอเรองราวตาง ๆ วามสงใดส าคญทสด มสองสงใดสมพนธกนทสด และหลายสงเหลานนอยรวมกนไดหรอท างานไดเพราะใชหลกการใด การวเคราะหแบงออกเปน 3 ดาน ดงน

4.10 การวเคราะหความส าคญ หมายถง การพจารณาหรอจ าแนกวา สงใดหรอเหตการณใดมความส าคญทสดหรอหาจดเดน จดประสงคส าคญ หรอสงทซอนเรน เปนตน การถามมกจะลงทายดวยค าวา “ส าคญทสด” หรอ “ส าคญมาก/นอยทสด” ตวอยางค าถามเชน สงใดมความส าคญทสดตอ…………..

4.20 การวเคราะหความสมพนธ หมายถง การคนหาความเกยวของระหวางคณลกษณะส าคญของเรองราวหรอสงตาง ๆ วาสองสงใดสมพนธกน รวมถงการอปมาอปมย ตวอยางค าถามเชน

- สองสงใดตอไปนเกยวของกนมากทสด - …………..เปรยบไดกบขอใด - สองสงใดไมสมพนธกน 4.30 การวเคราะหหลกการ หมายถง การใหพจารณาสวนปลกยอยตาง ๆ วาท างานหรอคง

สภาพเชนนนไดเพราะใชหลกการใดเปนแกนกลาง ตวอยางค าถามเชน - การสราง………….. ยดอะไรเปนหลก - …………..ท างานไดเพราะใชหลกการใด

5.00 พฤตกรรมดานการสงเคราะห (Synthesis)

การสงเคราะห หมายถง ความสามารถในการผสมผสานเรองราวหรอสงตาง ๆ ตงแต 2 ชนดขนไปเขาดวยกน เพอสรางเปนเรองราวใหมหรอสงใหมทแปลกไปจากเดม

การสงเคราะหตรงขามกบการวเคราะห เพราะการวเคราะห คอ การแยกแยะพจารณารายละเอยดหรอชนสวนตาง ๆ สวนการสงเคราะห คอ การน าชนสวนยอยตาง ๆ มาผสมปรงแตงขนใหม

พฤตกรรมดานการสงเคราะหแบงออกเปน 3 ดาน คอ การสงเคราะหขอความ การสงเคราะหแผนงาน และการสงเคราะหความสมพนธ แตละดานมรายละเอยดดงน

5.10 การสงเคราะหขอความ หมายถง การน าเอาความรและประสบการณตาง ๆ มาผสมหรอปรงแตงขนใหม เกดเปนขอความหรอเรองราวใหม ๆ เชน การเขยนเรยงความ การเขยนต ารา การวาดภาพตามความคดอสระ การเขยนขอสอบวดพฤตกรรมดานนควรเปนขอสอบแบบอตนย เพราะตองอธบายขยายปรง

61


แตงขนใหม หรออาจใชค าถาม เชน หากตองการท าใหกระบวนการ………….. มคณภาพมากขน ควรจะแกไขอยางไร

5.20 การสงเคราะหแผนงาน เปนการวดความสามารถในการเขยนโครงการ แผนปฏบตกจกรรมตาง ๆ วาจะตองท าอยางไร ตองตระเตรยมสงใด มขนตอนการปฏบตอยางไร จะเตรยมแกไขอปสรรคตาง ๆ ทอาจจะเกดขนไดอยางไร ดงนนค าถามชนดนจงนยมใหผเรยนเขยนโครงการตาง ๆ หรอแผนการตาง ๆ ตวอยางค าถามเชน

- ถาทานเปน………….. ทานจะมวธปองกน…………..อยางไร - การหา…………..โดยวธ…………..จะตองใชเครองมอตามขอใดเปนอยางนอย - จะใชวธใดเพอตรวจสอบ………….. 5.30 การสงเคราะหความสมพนธ หมายถง การเอาความส าคญและหลกการตาง ๆ มาผสมใหเปน

เรองเดยวกน ท าใหเกดสงส าเรจรปหนวยใหมทมความสมพนธแปลกไปจากเดม รวมไปถงงานทตองใชความคดรเรมสรางสรรคและการสรปความดวย ตวอยางค าถามเชน

- วธอนรกษสงแวดลอมทดคอ………….. แตจะใหไดผลจะตองเปลยนลกษณะนสยเกยวกบอะไร

- จากค ากลาวน………….. อาจสรปความสมพนธไดวาอยางไร 6.00 พฤตกรรมดานการประเมนคา (Evaluation)

การประเมนคา หมายถง การวนจฉย ตดสน หรอตราคาเรองราว ความคด เหตการณตาง ๆ โดยการสรปเปนคณคา ด-เลว เหมาะสม-ไมเหมาะสม อยางมหลกเกณฑ แบงออกเปน 2 ดาน มรายละเอยดดงน

6.10 การประเมนคาโดยอาศยขอเทจจรงภายใน หมายถง การประเมนคาโดยใชขอเทจจรงตาง ๆ ตามสถานการณทก าหนดใหใชเปนหลกในการพจารณาตดสน ตวอยางค าถามเชน

- การกระท าในขอใดสงผลดทสดตออตรา………….. - เหตผลใดเหมาะสมทสดในการเปลยนวสด………..เปนวสด………..เพอท าใหกระบวนการ……..ม

ประสทธภาพมากทสด 6.20 การประเมนคาโดยอาศยเกณฑภายนอก หมายถง การประเมนคาโดยใชเกณฑจากสงภายนอก

เรองราวนน ๆ เปนหลกในการพจารณาตดสน ตวอยางค าถามเชน - ในมมมองของนกวทยาศาสตร ถอวา………….. เปนความรทางวทยาศาสตรหรอไม - ตามหลกการ………….. การกระท าเชนนถอวาเหมาะสมหรอไม

ลกษณะของขอสอบทด ขอสอบทดพจารณาตามเกณฑ 10 ประการ ดงตอไปน 1. ความตรง ความตรง (Validity) หมายถง การทขอสอบสามารถวดไดตรงกบจดมงหมายทตองการ หรอวดในสงทตองการวดไดอยางถกตองแมนย า ความตรงจงเปรยบเสมอนหวใจของการทดสอบ เชน ตองการวดวาผเรยนมความสามารถในการค านวณหรอไม กถามใหค านวณ คะแนนทไดขนอยกบความสามารถในเชงค านวณ มใชมาจากความสะอาด การใชภาษา หรอลายมอ ความตรงเปรยบไดกบเครองชงทสามารถชงไดถกตอง ไมโกง

62


น าหนก หรอเปรยบไดกบนาฬกาทบอกเวลาไดตรงไมคลาดเคลอน ลกษณะความตรงของขอสอบแบงเปน 4 ชนด คอ 1.1 ความตรงตามเนอหา (Content validity) หมายถง ความสามารถของขอสอบทวดไดตรงกบเนอหาทก าหนดไวในหลกสตร หรอตรงกบเนอหาทสอน กลาวคอ เมอสอนเนอหาใดกออกขอสอบวดใหตรงกบเนอหานน และตองเขยนค าถามใหสอดคลองกบน าหนกความส าคญของเนอหาดวย 1.2 ความตรงตามโครงสราง (Construction validity) หมายถง ความสามารถของขอสอบ ทวดไดตรงกบจดมงหมายทก าหนดไวในหลกสตร หรอวดไดตรงกบพฤตกรรมทตองการใหเกดกบผเรยน กลาวคอ เมอจะสอนเนอหาใด ครจะตองก าหนดจดมงหมายไวลวงหนาวา จะใหผเรยนเกดสมรรถภาพสมองดานใด แลวจงสอนและเขยนขอสอบใหตรงกบพฤตกรรมทตองการ เชน ตองการสอนให ผเรยนสามารถวเคราะหชนดของดนทควรใชในการเพาะปลกได กตองสอนใหผเรยนรจกวเคราะหดน และออกขอสอบถามพฤตกรรมดานการวเคราะห มใชถามความรความจ า และตองเขยนค าถามใหสอดคลองกบน าหนกความส าคญของพฤตกรรมดวย 1.3 ความตรงตามสภาพ (Concurrent validity) หมายถง ความสามารถของขอสอบทวดไดตรงกบสภาพความเปนจรงในปจจบนของผเรยน เชน นายแดงเกงวชาคณตศาสตร ปรากฏวาในชวตจรงกมทกษะดานการค านวณ หรอนายด าสอบไดคะแนนมากเรองอนามยสวนบคคล ปรากฏวาในชวตจรงกเปนคนทรกษาอนามยสวนบคคลไดด เปนตน 1.4 ความตรงตามการพยากรณ (Predictive validity) หมายถง ความสามารถของขอสอบ ทวดไดตรงกบสภาพความเปนจรงของผเรยนทจะเกดขนในอนาคต กลาวคอ คะแนนผลสอบทเกดจากขอสอบสอดคลองกบผลการเรยนหรอความส าเรจในอนาคตของผเรยน เชน ขอสอบคดเลอกเพอเขาเรยนสามารถท านายไดวา คนทสอบคดเลอกผาน นาจะเรยนไดส าเรจ หรอคนทสอบไดทสดทาย ผลการเรยนกไดทสดทายหรออยในกลมออน ความตรงตามการพยากรณนนบวาเปนคณสมบตทส าคญของขอสอบคดเลอก ขอสอบความถนด หรอขอสอบวดเชาวปญญา ความตรงตามสภาพและความตรงตามการพยากรณนนบางครงเรยกรวมวา ความตรงตามเกณฑสมพนธ (Criterion referenced validity) เพราะเปนเรองของความสอดคลองของขอสอบกบเกณฑภายนอกทน ามาพจารณา กลาวคอ ถาเกณฑทใชเปนปจจบนกจะเปนความตรงตามสภาพ แตถาเกณฑทใชเปนเรองในอนาคตกจะเปนความตรงตามการพยากรณ 2. ความเชอมน ความเชอมน (Reliability) หมายถง ลกษณะของขอสอบทงฉบบทสามารถวดไดคงทคงวา ไมวาจะสอบใหมกครงกตาม เชน ขอสอบชดหนงน าไปสอบผเรยนกลมเดยวกนจ านวน 2 ครง โดยใหมระยะเวลาหางกนพอประมาณ ถาพบวาผเรยนแตละคนท าคะแนนไดเทาเดมทงสองครง แสดงวาขอสอบชดนมความเชอมนสง ความเชอมนของขอสอบเปรยบไดกบเครองชง กลาวคอ ถาน าเอาวตถชนหนงไปชงหลายๆ ครง หากพบวา เครองชงบอกน าหนกของวตถไดเทาเดมทกครง แสดงวาเครองชงนนมความเชอมนสง (อาจชงไดไมถกตองแมนย ากได) หรอเปรยบไดกบนาฬกาทเดนดวยความเรวคงทสม าเสมอตลอดเวลา (อาจจะเดนเรวหรอชากได) 3. ความยตธรรม ความยตธรรม (Fair) หมายถง ลกษณะของขอสอบทไมเปดโอกาสใหมการไดเปรยบเสยเปรยบในกลมผเขาสอบดวยกน ไมเปดโอกาสใหผเรยนท าขอสอบไดดวยการเดา ไม ใหผเรยนทขเกยจหรอไมสนใจเรยนท าขอสอบไดด ผทท าขอสอบไดควรจะเปนผเรยนทเรยนเกงและขยนเทานน วธการทจะชวยใหเกดความยตธรรม ไดแก การออกขอสอบใหครอบคลมหลกสตรและมจ านวนมากเพยงพอ ขอสอบทใชสอบกบผเรยนทกคนตอง

63


เปนชดเดยวกนและเปนเรองทผเรยนเรยนจบแลว และหากออกขอสอบยากเกนไปจะท าใหผเรยนเกงเสยเปรยบเพราะทกคนตองท าขอสอบโดยการเดา 4. ความลกของค าถาม ความลกของค าถาม (Searching) หมายถง ลกษณะของขอสอบทไมถามผวเผนหรอถามเฉพาะความรความจ า แตตองถามใหผเรยนน าความรความเขาใจไปคดดดแปลงแกปญหาจงจะตอบได เชน แทนทจะถามวา “โลกมดวงจนทรกดวง” กควรถามวา “ถาโลกมดวงจนทร 2 ดวง (หรอไมมเลย) จะเกดอะไรขน” เปนตน 5. ความยวย ความยวย (Exemplary) หมายถง ลกษณะของขอสอบทผเรยนท าดวยความสนกเพลดเพลน ไมควรใชค าถามซ าซากนาเบอ วธการทจะใหขอสอบมความยวย กโดยการเรยงจากของายไปหาขอยาก ไมถามหลายประเดนในขอเดยวกน การใชรปภาพประกอบ การจดรปแบบของขอสอบใหนาสนใจ ถาเปนขอสอบแบบอตนยกใหการบรรยายมความยาวพอเหมาะ 6. ความจ าเพาะเจาะจง ความจ าเพาะเจาะจง (Definition) หมายถง ลกษณะของขอสอบทมแนวทางหรอทศทางการถามหรอการตอบชดเจน ไมคลมเครอ ไมท าผเรยนตอบผดเนองจากไมเขาใจค าถาม ความไมจ าเพาเจาะจงของขอสอบนอาจเกดขนไดกบขอสอบทกชนด 7. ความเปนปรนย ความเปนปรนย (Objective) ไมไดหมายถงชนดของขอสอบแบบปรนย แตขอสอบทกชนดสามารถมความเปนปรนยไดโดยตองมคณสมบต 3 ประการ คอ 1) ตงค าถามชดเจน ท าใหผสอบทกคนเขาใจความหมายตรงกน

2) ตรวจใหคะแนนไดตรงกน แมวาจะตรวจหลายครงหรอตรวจหลายคนกตาม 3) แปลความหมายของคะแนนไดเหมอนกน ในกรณนถาเปนขอสอบทผเรยนไดคะแนนแตละขอไมเทากน ไดแก ขอสอบอตนย ตอบสน หรอเตมค า กไมสามารถแปลความหมายของคะแนนได เชน ขอสอบอตนย 5 ขอ เตม 50 คะแนน นายขาวท าได 32 คะแนน จะใหแปลความหมายวาอย างไร แตถาเปนขอสอบแบบเลอกตอบ ถกผด หรอจบค จะสามารถแปลความหมายของคะแนนได เชน ขอสอบแบบเลอกตอบ 50 ขอ เตม 50 คะแนน นายแดงท าได 32 คะแนน หมายความวา นายแดงท าถก 32 ขอ และสามารถแปลความหมายตอไปไดวา ขอสอบแตละขอยากหรองายหรอมอ านาจจ าแนกสงหรอต า 8. ประสทธภาพ ประสทธภาพ (Efficiency) หมายถง ลกษณะของขอสอบทมจ านวนขอมากพอประมาณ มเวลาท าพอเหมาะ ประหยดคาใชจาย ตรวจใหคะแนนไดเรว รวมถงสถานการณในการสอบทด ไดแก สภาพหองสอบเรยบรอยไมมสงรบกวน กรรมการคมสอบรดกม เปนตน นอกจากนหากสรางขอสอบไวอยางดและสามารถน าไปใชไดหลายครงอยางเหมาะสมโดยไมเกดความเสยหาย กถอไดวาขอสอบนนมประสทธภาพ 9. อ านาจจ าแนก อ านาจจ าแนก (Discrimination) หมายถง ความสามารถของขอสอบในการจ าแนกผสอบทมคณลกษณะหรอความสามารถแตกตางกนออกจากกนได ขอสอบทมอ านาจจ าแนกสงตองสามารถจ าแนกผสอบกลมเกงและกลมออนหรอกลมรอบรและกลมไมรอบรออกจากกนได

อ านาจจ าแนกของขอสอบ (Discrimination) หมายถง ผลตางระหวางอตราสวนของจ านวนคนในกลมสงตอบถก กบอตราสวนของจ านวนคนในกลมต าตอบถก

64


เมอ r คอ คาอ านาจจ าแนกของขอสอบ H คอ จ านวนคนในกลมสงตอบถก L คอ จ านวนคนในกลมต าตอบถก n คอ จ านวนคนในกลมต าหรอกลมสง

วธวเคราะหหาคาอ านาจจ าแนกของขอสอบ ขนท 1 น าขอสอบมาตรวจใหคะแนน ขนท 2 เรยงล าดบคะแนนจากสงสดไปหาต าสด ขนท 3 นบกระดาษค าตอบจากขางบนลงมาจ านวนหนง เรยกวา กลมสง (High group) ใชอกษร

ยอวา H และนบกระดาษค าตอบจากขางลางขนมาใหมจ านวนเทากบกลมสง เรยกวา กลมต า (Low group) ใชอกษรยอวา L สวนทเหลอ(ถาม) เรยกวา กลมกลาง ซงไมตองน ามาใชในการวเคราะหขอสอบ

จ านวนผตอบในกลมต าหรอกลมสงอาจจะใชกลมละ 25%, 27%, 33%, 40% หรอ 50% ของจ านวนผตอบทงหมดกได โดยมขอสงเกตดงน

ถาจ านวนผตอบมมากเปนรอยหรอพนกควรใหกลมสงหรอกลมต ามจ านวนนอยเปอรเซนต เชน 25% หรอ 27%

ถาจ านวนผเรยนมนอยเพยงหนงหองเรยนหรอ 30-50 คน กควรใหกลมสงหรอกลมต ามจ านวนมากเปอรเซนต เชน 33%, 40% หรอ 50%

10. ความยาก ความยาก (Difficulty) หมายถง จ านวนคนตอบขอสอบไดถกมากนอยเพยงใด หรออตราสวนของ

จ านวนคนตอบถกกบจ านวนคนทงหมดทเขาสอบ ขอสอบทไมยากหรองายเกนไปจะชวยจ าแนกผสอบไดวา ใครเกงใครออน สวนขอสอบขอใดททกคนท าถกหมดหรอผดหมด ตางกไมสามารถจ าแนกไดวา ใครเกงใครออน จงไมมคณคาในการจ าแนก

วธวเคราะหหาคาความยากของขอสอบ ความยากของขอสอบ (Difficulty) หมายถง อตราสวนหรอรอยละระหวางจ านวนคนตอบถกกบจ านวนคนทงหมด

เมอ P คอ คาความยากของขอสอบ R คอ จ านวนคนตอบถก N คอ จ านวนคนทงหมด

N

RP

n

LHr

65


ขอสอบแบบเลอกตอบมทงขอดและขอดอยซงแสดงไดดงตาราง ตาราง 6 ขอดและขอจ ากดของขอสอบแบบเลอกตอบ

ขอด ขอจ ากด 1. มความตรงเพราะสามารถเขยนค าถามวดได

ครอบคลมทกเนอหาและทกพฤตกรรมดานความรความคด

2. มความเปนปรนย ตรวจใหคะแนนไดตรงกน 3. ตรวจงาย รวดเรว ยตธรรม 4. สามารถน ามาปรบปรงใหเปนขอสอบมาตรฐาน

ได 5. วดความรความคดไดหลายระดบตงแตความร

ความจ าจนถงการประเมนคา 6. วนจฉยขอบกพรองของผเรยนจากตวลวง 7. ใชแผนผง รปภาพ กราฟ ประกอบได 8. ตดปญหาเรองการอานเนองจากลายมอของ

ผตอบอานยาก

1. ใชเวลาสรางนาน เพราะตองคดตวเลอกใหเหมาะสม โดยเฉพาะการเขยนตวลวงใหมคณภาพ

2. ผเรยนทเรยนเกงมแนวโนมท าคะแนนไดมาก 3. ไมสามารถวดความคดรเรมสรางสรรค 4. เดาค าตอบได 5. สนเปลองคาใชจายสง

เอกสารอางอง

Bloom, B. S.; Engelhart, M. D.; Furst, E. J.; Hill, W. H.; Krathwohl, D. R. (1956). Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals. Handbook I: Cognitive domain. New York: David McKay Company.

Heinrich, R., Molenda, M., Russell, J. D., Smaldino, S. E. (1996). Instructional Media and Technologies for Learning. Englewood Cliffs, NJ: Merrill.

Simpson, Elizabeth J. (1966). The classification of educational objectives: Psychomotor domain. Illinois Journal of Home Economics 10 (4): 110–144.

บญเชด ภญโญอนนตพงษ. (2544). รายงานการวจย เรอง การประเมนการเรยนรทเนนผเรยนเปนส าคญ: แนวคดและวธการ. กรงเทพฯ: อมรนทรพรนตงแอนดพบลชชง.

ศรชย กาญจนวาส. (2543). รายงานการวจย เรอง การปฏรปการเรยนร: ขอเสนอแนะเชงนโยบาย. กรงเทพฯ: อมรนทรพรนตงแอนดพบลชชง.

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย (สสวท). 2545. คมอการจดการเรยนร กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร. กรงเทพมหานคร: โรงพมพครสภาลาดพราว.

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2546). คมอวดผลประเมนผลวทยาศาสตร. กรงเทพฯ: ม.ป.พ.

สมนก ภททยธน. (2541). การวดผลการศกษา. กรงเทพฯ: ประสานการพมพ.

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “สมผสกจกรรมเชงรก”

โดย

อาจารย ดร.ปยะฉตร จตตธรรม

��

� !"#�$% #&� �'�(�)*+��),-./,)0��)��1�2��34)��5�6789:�;#8&7<=>?@87667#A"%8<BC> C%?�� !��"��!��#�� $�

� !"#�$% #&� �'�(�)*+��),-./,)0��)��1�2��34)��5�6789:�<=>?D;#8@? %6789C> 6

3�E�0F��GH�IF��JK+.L,�,0M�*3K��3LN�O�(,F�I�I��'�(',��I��PQ.I'�3/N��RM�,0M�PQ��0(32��M��L,�O�,�)RP�32��F�+�K��3I�P�F/�R�M.��)M'Q.�F��3��FS20M.�)/K��TLU.�F��P��IF�3/KU��P�+K��+K��3�V�3��M��.��F��)M'Q��)U��W-�U�'*3KU�./,/K��X�GYM�3�E�0/�0+IF�+K��3�V��F��I�3��K0��+�K��0(LR+

/��(

��

��

(,F�

��%&'()%*+,-./0(�&�-102'3+-4/�+5426�78�2�-9::�;1�<0(=;�15>+-4/�%>2+?./0�=7(+<>�@��&25>A7-9::+B-CD�4�);9��-E;4%)2AF�(0G%6�@�--��,A��%>0(��-E;4%642,>�+8./0%0:620(,A��%>0(��-H2��-:-4=I,07*�(1�*�J<J5�3�&5)@;*(8;&((�2��+?.'0+8;4(K06L4;� 0�F4� 2'3�&2� M*�2@42� );9)�N6O--�?�%4� FJ/@;&:24/(07*PH%>542MP�6P:<Q'2��+8./0H?>07*�(;>�(E;�RH2-9::��-E;4%642,>�)::0G%6�@�--�� -,�2�,�<26*(� -A�MQ(��-6(,-�� -E;4%+@;*�2J'53+2421S=57FJ/1�*�JH,-%-9@2&�A*�+-��3;&(+8�9+?.'0I&7->�7<Q'2:2=;�

�� !�"�#�� $%

��

� ��L�I�)�IIF�C

'�(�)*+��),-./,)0�� !"#�$% #&

+�45STR@��+5U��@-.0:G,,;H2=;�FJ/�V�FJ/�JA4MJ?JA4%07*�(+-J7:(*�7);91�*6;&:L&:L>02��2&��;&:%>0(+E?4R�&:6I�80��BFJ/E45S�%4��05J%8.?E;+�C%-1�*00�%��W5P��;+2./0(��S-4��X2'31�*)2*202�,A��0G5�6�:P-XY<0(@2>�542;5;(E;E;4%F�(��-+�C%-%�%/3�)�;();9B&%-P8.?)8-*8&2OYG15>��<Q'2� +�C%-�-@;�7,2S-96:STR@�<�5FG2);9+;4��-F3+�C%-�--��%>0(54'2-2�*G (@2>�6*P +�.0(@;A(+8./0@�-�715>+;J'7(S��);9F>0(� A(�-2J'�Q(+SZ2STR@�FJ/7��9)�>1<

ST��G:&284:&%4I&7F�(O--�?�%415>-G�+->��2GC7Y@2&��+?*2��-+�458�7GF0-Y2�=5+SZ2,-&'()-�H2FAJS7G=-S�);9+0+?J7�H2S-9+FB�J2�J0GF�I&7+�45<Q'2:*07�26->�(,A��+6J7@�7F�(+B-CD�4�MQ(�V�@�./2;>�2+@-J7R6@-&D[�);9�JS-9?�?2�A*��\] ^^�,2+6J7?JA4%�-A�F&'(1->FJ/07*P0�B&7�H2042+5J7�J��-:&2FQ�6M4%40GX@IP�46P(6G5H2+5.028WCI�,��8 B �_`\`�A*�6P(MQ(�\` a0(B�+L;+LJ76�F3H@>�J,2+6J7?JA4%�A*��b]^^^�,2H2RJ/ScG2Sd�8 B �_`\e��J:&2FQ�A*��J8�7G1%>fcG28&5M;*��b^�;P��LQ/(+SZ21%>fcG2FJ/-G2)-(FJ/6G5H2-0:�baSd�F3H@>,2:�5+�U:);9+6J7?JA4%+SZ2�32A2��H2S;�7Sd�8 B �_`\e�Kg;4SSg26Y�J1%>fcG2+<>�M;*�

<0(+6J7��-9:A2��-E;4%H2-9::0G%6�@�--�);9��-:-4=I,�*0H@>+�45)�N6,�-Y:021500�1L5Y� h#!

_i� )�N6+-.02�-9��

h��j�� i� FJ/+�U:�&�,A��->02F3H@>0GX@IP�4<0(=;�+84/�6P(<Q'2� );9E;��-H?>F-&87��-O--�?�%407*�(64'2+S;.0(�-9::24+AB�Q(MP�F3;�7;(07*�(1�*S-�XJS-�B-&7�E;��-FJ/O--�?�%4MP�-G�-�2�,.0I�A9=;�->02�h��i�0&2+SZ2FJ/��<0(�6I�8IP�40��BFJ/)S-S-A2� h�� i� +�./0+�.0:� b^Sd�*022J'� =;�+,7%./2%&AH2+-./0(<0(� I�A9+-.02�-9��h��j��kk��i�)%*+-./0(-�A%*�(l�;&:+(J7:@�71S+�./0,26*A2H@R*@&21SH@>,A��63,&R�&:+-./0(-9::+B-CD�4�� H2A&22J'=;��;&:%>0(��-&:E;�-9F:07*�(��O--�?�%40J�,-&'(��-+S;J/72)S;(FJ/+�45<Q'2:2=;��)�>�9+S;J/72)S;(+8J7(2>07245�0��6*(E;�-9F:%*0-9::24+AB=57-A�15>� @��-95&:00�L4+�2H20��B;5;(�b�H2�V�+-��U�9�G51K1�*%45�),*+8J7(0GX@IP�4FJ/+84/�<Q'2� `� 0(B�� IP+<�2'3)<U(�U�9;9;�7);9-95&:2'3F9+;�9+84/�6P(<Q'2

E;��-M.0A*�%2+0(�J032��6��-M:-4=I,15>07*�(KcG�+Km07� LQ/(�&��,2+8J7(@74:�.0+5J7A<0(6&(,�� I�7H%>-9::)2A,A��,45)::8�X4?7Y247�);9FG2247�FJ/,287�7��@�+@%GE;-0(-&:��-:-4=I,F-&87��-A*�+SZ2+-./0(FJ/MP�%>0(H26&(,��2�7FG2%>0(��-�31-=57��-�-9%>G2,A��%>0(��-<0(E>P:-4=I,5>A764/(7&/A7GF&'(I�8);9+6J7(��6./0%*�(l=57H?>)E2��-%;�507*�()7:7;�H@>E>P:-4=I,1�*->P�&�,3A*�80��Q(+�45��-H?>8;&((�22'3�&2);91KKn�07*�(KcG�+Km07��-L.'0642,>�@-.0E;4%I&XoY%*�(l� =571�*15>,32Q(MQ(,GXS-9=7?2Y� ��-6&/(0�@�-:-4=I,�2+@;.0F4'(�;�7+SZ2<79� )%*E;�-9F:��-:-4=I,07*�(KcG�+Km072&'2E>PFJ/-&:I�-9);9+5.02->02FJ/6G5�;&:+SZ2E>PFJ/1�*15>F3H@>

\�;P��);9�J8�7G=L2->02�F3H@>+�45,A��+6J7@�7+SZ2:-4+AX�A>�(�S-9?�?2:�5+�U:);9+6J7?JA4%+SZ2�32A2��@;�7,-0:,-&A1->FJ/07*P0�B&71�*�J2'3690�5H?>);97&(F3;�78.'2FJ/��-+�C%-�32A2�� 64/(FJ/+�45<Q'2+SZ2��-+S;J/72)S;(FJ/1�*�JH,-+<>�1S,A:,G�@-.0@7G57&'(15>��J+8J7(��-?9;0I&7->�7FJ/2*��;&A�A*�FJ/+-��3;&(+E?4R07*P

H2��-�&50&25&:S-9+FBFJ/S;*07)�N6,�-Y:021500�1L5Y��FJ/6G5H2=;�,.0�S-9+FB�@�032��07*�(6@-&D0+�-4�� +2./0(��J��-H?>F-&87��-O--�?�%4F&'(��-E;4%);9��-:-4=I,07*�(KcG�+Km07��FJ/6G5�0&25&:%*0��,.0S-9+FB�J2� +2./0(��S-9+FB�3;&(+-*(8&p2�5>�2+B-CD�4�07*�(%*0+2./0(� 63@-&:S-9+FB1F7�UE;4%)�N6,�-Y:021500�1L5Y15>��1�*2>07@2>��A*�S-9+FB0./2l�,.0S-9��XSd;9�be_�;>�2%&2� =57+q8�98.'2FJ/H2+<%�-G(+F8[� 6��-M6->�(�;84C15>6P(MQ(�br V`�s�<0(S-4��X��-E;4%H2S-9+FB� +2./0(��-G(+F8[� +SZ2BP27Y�;�(�4��--�%*�(l� <0(S-9+FB� +SZ2+�.0(@;A(FJ/�JS-9?��-��MQ(� b_� ;>�2,2F3H@>S;*07)�N6,�-Y:021500�1L5Y+SZ2S-4��X��MQ(�_a]ba^]^^^�%&2

�� &��'��(�)��%�&�*��%�� $%

�� %�+��,-./0.1��2(�3�,0

��

� !"#�$% #&� �'�(�)*+��),-./,)0�

64/(FJ/S-9?�?2H2)%*;9IP�4I�,�3;&(+E?4R@2>��&:I&7=;�->02,.0�W5P��;);9S-4��X2'3f2FJ/)S-S-A21S��05J%� f2FJ/%�E45W5PS-4��X2'3f2� 2'[email protected]� );92'3F9+;@2G2FJ/+84/��2+�450GF�I&72'3Sc�1@;@;��);92'3F*A�H2@;�7IP�4I�,<0(S-9+FB=57+q8�98.'2FJ/;*G�H2:-4+AXI�,�;�(� STR@�1KSc�FJ/��-;&:;0:@�<0(Sc�=57?�A:>�2);9��-+E�8.'2FJ/+8./0<7�7FJ/F3�42� �2STR@�1KSc�FAJ,A��-G2)-(+84/�<Q'2FG�Sd� =57+q8�9H2?*A(%>2SdFJ/E*�2��15>+�451KSc�F&/AI�,[email protected]�*0H@>+�45�;84CF�(0��B07*�(-G2)-(�@-.0��-FJ/2'3F9+;�&5+L�9?�7fTt(F9+;FJ/=:6MYA&5<G26�GF-�A�6�&(@A&56�GF-S-��-LQ/(+,707*P@*�(��fTt(F9+;b� �4=;+�%-� F3H@><X92J':�(6*A2<0(=:6MY�3;&(��2'3�64/(+@;*�2J'F3H@>+-�%>0(@A2�;&:��H6*H�H264/(FJ/15>F3;(1S�&:O--�?�%4

I&7H�;>%&AFJ/,2F&'(=;��-A�F&'(,21F7FJ/%>0(+�0I&7O--�?�%4+@;*�2J'� 2&�A4F7�B�6%-Y);92&�A4?��-��F&/A=;�%*�(15>-95�6�0(+8./0@�F�(00�H@>�&:STR@�FJ/+�45<Q'2��Q(�J��-BQ�C�07*�(;Q�LQ'(� �JE;��-,>2,A>�A4�&7);9S-9�A;E;F�(6M4%4�FJ/23+620<>0�P;LQ/(+E7)8-*6*P6�O�-X?2E*�2F�(6./0%*�(l�07*�(%*0+2./0(�F&'(H2+-./0(<0(6�+@%G��-+�45STR@�=;�->02E;�-9F:FJ/+�45<Q'2�-A�MQ(��-23+620)2AF�(��-)�>1<:--+F��+8./0H@>�2GC7YE>P+SZ2+�>�<0(=;�%-9@2&�MQ(I&7->�7� );9H6*H��&:=;�FJ/%2+0(0�B&707*P��<Q'2

6�+@%G@;&�<0(��-+�45I�A9=;�->02��)�N6,�-Y:02151L5Y+SZ263,&R� 5&(2&'2+�./0%>0(��-;5I�A9+-.02�-9�� -,A:,G�S-4��X��-E;4%)�N6,�-Y:02151L5YFJ/E;4%<Q'2�Q(+SZ264/(FJ/%>0(,32Q(MQ(+SZ2+-./0()-�� H2-95&:[email protected](,Y�-<2�5H@R*� )2AF�(��-)�>1<STR@�1�*A*��9+SZ2��-H?>��%-��-5>�2I�CJ�&:OG-�4�FJ/F3;�76I�8IP�40��B);964/()A5;>0��-,A:,G�S-4��X)�N6,�-Y:021500�1L5YFJ/S;*07��OG-�4�� )�>A*��9+SZ2)2AF�(FJ/6A2�&:2=7:�7��-8&p2�+B-CD�4�<0(S-9+FB�U%��)%*��--X-(,Y+8./0?*A7+@;.0=;�=57��-;5��-S;*07,A&284C1SF3;�7:--7��B�);9�J��%-��-,A:,G�E>PE;4%=-((�20G%6�@�--�%*�(l�H@>-&:E45?0:%*0<0(+6J7��=-((�2<0(%2+0(� =57,32Q(MQ(%>2FG2FJ/)F>�-4(<0(��-H?>

F-&87��-07*�(KcG�+Km07�-A�F&'(+%-J7�8->0�+8./0-0(-&:�&:��-+S;J/72)S;(<0(6I�8IP�40��B6*(+6-4��-A4�&7);98&p2�+F,=2=;7JFJ/;5S-4��X)�N6,�-Y:021500�1L5Y� 6->�(OG-�4�8;&((�2690�5�H2-95&::G,,;��-H@><>0�P;<*�A6�-+-./0(=;�->02�96��-M6->�(�4%632Q�);9+S;J/72)S;(8W%4�--��-:-4=I,H@>->P�&�H?>F-&87��-%*�(l� FJ/)S--PS+SZ2642,>�E;4%I&[email protected];&((�2%*�(l�07*�(->P,GX,*��805J�&:,A��%>0(��-� 1�*6->�(<[email protected]�*+:J75+:J72O--�?�%4�2+�421S�LQ/()2AF�(��-)�>1<STR@�+@;*�2J'@��74/(+-*()�>1<%>2FG2�95J�A*��-S;*07

�42F4'(�42<A>�(FJ/F3H@>+�45)�N6�J+F2�1�*L.'0642,>�KcG�+Km07�,A-:-4=I,E;4%I&XoYH2S-9+FB+8./0;5��-H?>F-&87��-+8./0��-<26*(� ;5��-H?>-M72%Y6*A2%&A+8./0;5S-4��X��-H?>8;&((�2� +SZ2%>2��-�J+@%GE;->P�&�,45A4+,-�9@Y=57BQ�C�);9F3,A��+<>�H�+�J/7A�&:6�+@%G<0(I�A9=;�->02-9::24+AB� );9,A��6&�8&2OY�&:��-H?>?JA4%S-9�3A&2�+SZ2%>2��-�JIP�4,>G��&2FJ/5J��0�F4��-+;.0�:-4=I,642,>�@-.0E;4%I&XoY=5784��-X�,GX,*�<0(64/(2&'2��A*�,[email protected],3=uCX�FJ/�-9%>G2H@>L.'0642,>�FJ/1�*�3+SZ2+SZ2%>2

STR@�H@>:�2S;�7�26�7+�42)�>@��84��-X�)2AF�(��-53+242

2=7:�7<0(=;�FJ/2&�A4�&7%*�(l� 15>87�7��23+620);>A��9+@U215>A*�)2AF�(��-)�>STR@�%*�(l� ;>A2605,;>0(�&:S-&?R�+B-CD�4�80+8J7(<0(8-9:�F6�+5U�8-9+�>�07*P@&A[� FJ/�J247��(*�7FJ/6G5+SZ2�V�@*A(�_�+(./021<�5&(ST��&763,&RFJ/+SZ2)�*2)F><0(�V�@*A(�,.0�b �,A��80S-9��XFJ/1�*6G5=%*(�2+�421S� _ � ��-�J+@%GE;FJ/�9,45A4+,-�9@YFG�+-./0(�*02;(�.0Sv4:&%4� V ��JIP�4,>G��&2FJ/5J� +8./01�*H@>�-9)6=;��I4A&%2Y+<>��JE;�-9F:%*0?JA4%<0(+-��2+�421S�6*A2�_�+(./021<,.0�b �%0�7'3,A��J+@%GE;� );9H?>,A��->P07*�(-0:,0:);9-9�&5-9A&(�_ �,GXO--�

S-&?R�+B-CD�4�80+8J7(2J'8-9:�F6�+5U�8-9+�>�07*P@&A[� F-(�;*�A+SZ2)2AF�(��2�2�A*�� _`� Sd� @��J��-2364/(+@;*�2J'1SSv4:&%407*�(�-4(�&(� =57+-4/�%>2��632Q�H2%&A:G,,;� ��-;58W%4�--��-:-4=I,07*�(80S-9��X=57��-S-9@7&5��-H?>8;&((�2FG�?245��=57+q8�98;&((�2��K06L4;�;5��-

��-BQ�C�,A��6&�8&2OY<0(6--864/(:2=;��Q(+SZ2+-./0(63,&R74/(�+2./0(��=;�+�45��,A��6�5G;�@��+�./0H5FJ/�2GC7Y:-4=I,07*�(1�*->P�&�80� );9F3;�7F-&87��-O--�?�%4=5723��H?>620(,A��=;I07*�(1-><0:+<%�+�./02&'26�5G;<0(-9::24+AB�9E45S�%45&(,A��)S-S-A2FJ/�3;&(+�45<Q'2:2=;�H2FG�A&22J'� F�(00��J<Q'2�&:A*��9�JH,-H6*H�Sw4:&%[email protected]�*

=;�H2?*A(@&A+;J'7A@&A%*0� )�>�91�*�JH,-6��-M@�G2=;�H@>7>02�;&:1S�)�*2'3�91�*6A7H65&(+?*2A&2+�*�� )%*�2GC7Y7&(%>0(0�B&707*P:2=;�H:2J'%*01S�),*+8J7(M20�07*�6->�(I�-9H@>=;�%>0(�&A@�0(��A*�FJ/ +SZ207*P�U,(�980);>A

�� %��*�� $%

�� %��*�� $%

�� %%�� %��4� �5��33 $%

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “การวจยการศกษาเพอพฒนาผเรยน”

โดย

อาจารย ดร.ปยะฉตร จตตธรรม

71


การวจยทางการศกษาเพอพฒนาผเรยน

แนวทางการท าวจยทางการศกษาเพอพฒนาผเรยน มกระบวนการโดยสรปดงแผนภาพขางลางน

การส ารวจและก าหนดปญหาเพอเตรยมเรองวจย ↕

การทบทวนบรบท ↓

การสรางและพฒนานวตกรรมตางๆ ↓

การก าหนดตวแปร ↓

การเลอกแบบวจยและก าหนดกลมตวอยาง (ถาม) ↓

การสรางและพฒนาเครองมอเกบขอมล ↓

การวเคราะหขอมล ↓

การเขยนรายงานการวจย การก าหนดปญหาหรอหวขอการวจย แหลงปญหาหรอหวขอวจยทางการศกษา จะไดโดยตรงจากประสบการณในชนเรยน ในการก าหนดปญหาวจยเนนใชวธพจารณาเปรยบเทยบระหวางสภาพทควรจะเปนกบสภาพทเกดขนจรงวามชองวาง (gap) มากนอยเพยงใด ถาแตกตางกนมากกแสดงวามปญหามาก หรอในกรณไมเกดปญหาอาจหาทางปองกนไมใหเกดปญหาหรอพฒนาใหดขนกได

การเลอกปญหาวจย ควรพจารณาประเดนตางๆ ตอไปน 1. เปนปญหาทสงผลกระทบตอผเรยนและบคคลอนๆ หลายฝาย 2. เปนปญหาทถาไดรบการแกไขแลวจะเปนประโยชนแกผเรยนเองหลายประการตอเนองกนไป 3. เปนปญหาทถาไดรบการแกไขแลวจะเปนประโยชนแกผอนทเกยวของไดดวย 4. เปนปญหาทหาวธการแกไขไดโดยวธการควรจะใหมหรอแตกตางจากวธการเดม หรอตางจากทคน

อนเคยแกไดในทางทดขน 5. ลงทนหรอใชทรพยากรนอย คมคากบปญหาทแกได 6. ตองเปนปญหาทคดวาแกได

ในการหาวธการเพอแกปญหา หรอพฒนาใหดยงขน จ าเปนตองวเคราะหหาสาเหตของปญหา อนจะน ามาซงวธการแกปญหาทถกจด ซงการวจยดงกลาวนมกมการคดคนหาวธหรอนวตกรรมเพอแกปญหาและทดลองใชควบคกนไป เพอใหเกดผลเปนรปธรรมและเกดประโยชนสงสดตอผเรยน โดยมกระบวนการสรปดงแผนภาพ

72


สาเหต 1 สาเหต 2 สาเหต 3 สาเหต n

ปญหา → วธแก → ทดลองใช → ผลทได

โดยทวไปแลว การวางแผนวจยในชนเรยนมประเดนส าคญ คอ การตงชอเรอง และวตถประสงค ใหชดเจน ซงควรจะด าเนนการเมอไดศกษาคนควาทบทวนเอกสารทเกยวของครอบคลม

การตงชอเรองเบองตน ชอเรองมหนาทดงดดผอาน สอสารใหผอานเขาใจอยางชดเจนทนทวานกวจยท าอะไร ดงนนควรตงชอ

เรองใหสอดคลองกบวตถประสงคการวจย ใชชอทดงดดความสนใจ ดวยชอทมความชดเจน กะทดรด ไมใชค าฟมเฟอย

การตงชอเรองมหลายลกษณะ มองคประกอบหลกแยกตามระดบการวจย ดงน 1. ระดบเพอร

มองคประกอบหลก คอ สงทตองการศกษา และผเขารวมการวจย - การศกษา/ส ารวจ แรงจงใจใฝสมฤทธของผเรยนชน………… - ปจจยทมผลตอแรงจงใจของผเรยนชน………… - ปญหาการเรยนวชาภาษาองกฤษของผเรยนชน………… - ปจจยทมตอผลสมฤทธทางการเรยนวชา……....ของผเรยนชน…………

2. ระดบเพอแกปญหาหรอพฒนา มองคประกอบหลก คอ ตวแปรตน ตวแปรตาม และผเขารวมวจย - ผลของ (ชอนวตกรรม) ทมตอ (พฤตกรรมทเปนปญหาหรอตองการพฒนา) ของนกศกษา

สาขา……….........ชนปท…… - การใช (ชอนวตกรรม) เพม/เสรมสราง/แกปญหา (พฤตกรรมทเปนปญหาหรอตองการ

พฒนา) ของผเรยนชน………… - การพฒนา (ชอนวตกรรม) ส าหรบ/เพอเสรมสราง (พฤตกรรมทเปนปญหาหรอตองการ

พฒนา) ของผเรยนชน…………

การก าหนดวตถประสงคเบองตน วตถประสงคการวจยจะสอดคลองกบปญหาค าถามวจยและชอเรองเสมอ ซงถาปญหา ค าถามวจยเปลยน ชอเรองและวตถประสงคกจะเปลยนตามไปดวย ในทนจะยกตวอยางการก าหนดวตถประสงค 2 ระดบ ดงน

1. ระดบเพอร - เพอส ารวจ…………………………….. - เพอศกษา……………………………….

73


2. ระดบเพอแกปญหาหรอพฒนา อาจมหลายแบบตงแตตงวตถประสงคขอเดยว จนกระทงหลายขอ เชน - เพอพฒนา (ชอนวตกรรม) ส าหรบเพม/เสรมสราง/แกปญหา (พฤตกรรม) ของผเรยนชน…… - เพอศกษาผลของ (ชอนวตกรรม) ทมตอ (พฤตกรรม) ของผเรยนชน….. - 1) เพอพฒนา (นวตกรรม) ส าหรบผเรยนชน

2) เพอประเมน (นวตกรรม) ทพฒนาขน

การศกษาและทบทวนเอกสารทเกยวของ จดมงหมายในการศกษาและทบทวนเอกสารทเกยวของ

1. หลกเลยงการท าซ ากบผทเคยวจยไวกอน 2. ทราบแนวคดทฤษฎทเกยวของ รวมทงตวแปรตางๆ วามความสมพนธกนอยางไร เพอเปน

แนวทางในการก าหนดกรอบคด 3. ตงสมมตฐานไดอยางมเหตผล โดยอาศยขอมลจากผลงานวจยและเอกสารทคนควา 4. ทราบถงวธการตางๆ เชน กลมประชากรและการสม หรอเลอกตวอยาง การวดคาตวแปร

เทคนคการวเคราะห และสถตทใช 5. ชวยในการตความและสรปผลวจย 6. ทราบถงปญหาอปสรรคของการวจยทผานมา และเตรยมหาแนวทางแกไข 7. ทราบวามขอมลอยทไดและไมมขอมลทใดบาง 8. เพมความรและชองทางทจะเพมความรในเรองทเกยวของใหมากขนเรอยๆ จากเอกสารหรอ

แหลงอางองของเรองทคนควา 9. ชวยใหวางแผนไดรดกม 10. ชวยใหงานวจยมคณคานาเชอถอ ถามการคนควาอยางครอบคลม และทบทวนอยางรอบคอบ

การพจารณาเอกสารทเกยวของ มแนวทางดงน 1. เกยวของกบเรองทจะศกษา 2. ทนสมย ไมเกน 5 ป (เวนแตหนงสอเกาทยงมคณคา หรอยงไมมผแตงใหม) 3. มมาตรฐาน (ความนาเชอถอของแหลงขอมล) 4. ครอบคลมทงจากในและตางประเทศ

การน าเสนอผลการศกษาเอกสารทเกยวของ มแนวทางดงน 1. น าเสนอโดยควรยดตวแปรทศกษาเปนหลก ไมควรน าเสนอเรยงตามตวอกษรของผทไดคนความา

หรอตามชวงเวลา 2. ควรน าเสนอในรปของการวเคราะห สงเคราะห และสรปใหเปนความคดของตนเพอแสดงถงความ

เขาใจอยางลกซง

การก าหนดตวแปร การวจยชนเรยนซงเปนการวจยเชงทดลอง จะแบงตวแปรเปน 4 ประเภท คอ ตวแปรตนหรอตวแปรจดกระท า ตวแปรตาม ตวแปรเกน และตวแปรแทรก ตวอยางของตวแปรทง 4 ประเภท แสดงดงแผนภาพขางลาง

74


ตวแปรเกน (ไอคว เพศ ความรเดม ฯลฯ)

ตวแปรตน ตวแปรตาม (วธสอน) (คะแนน)

ตวแปรแทรก

(ความสนใจ เหนอย ฯลฯ)

ตวแปรทจะศกษาหรอทดลอง คอ ตวแปรตนและตวแปรตาม แตจากภาพขางตนจะเหนวามตวแปรอนเขามาเกยวของดวย คอ ตวแปรเกนและตวแปรแทรก ซงมอทธพลตอคะแนนของผเรยน ท าใหผลการวจยไมชด ตวแปรทเขามาเกยวของประเภทแรก คอ ตวแปรเกน ซงสงผลโดยตรงตอคะแนน นนคอคะแนนทนกเรยนไดอาจไมใชพราะวธสอน แตเปนเพราะไอควเดกสงอยแลว หรอเปนเพราะเนอหาทสอนเออหรอเปนอปสรรคตอเพศหนงเพศใด ไมใชเปนเพราะวธสอนทผวจยทดลองแตอยางใด ตวแปรประเภทตอมา คอ ตวแปรแทรก เปนตวแปรทไมมอทธพลโดยตรงตอตวแปรตาม ถาไมไดรบอทธพลจากตวแปรตน เชน จะสอนคณตศาสตรเรองอตราสวน ดวยการใชของจรงโดยน าแตงโมมาผาเปนสวนๆ แลวบอกผเรยนวาเมอเรยนจบจะใหกนแตงโม ท าใหผเรยนเกดความสนใจเปนพเศษ เรยนไดคะแนนสง อาจไมใชเพราะครสอนดแตเพราะอยากกนแตงโม การทมตวแปรเกนและตวแปรแทรกจะท าใหผลการวจยขาดความชดเจนสรปผลผดพลาดได ดงนน ในทางปฏบตผวจยตองควบคมไมใหตวแปรนอกกรอบสเหลยมเกดขน สวนใหญแลวการวจยในชนเรยนจะก าหนดใหนวตกรรมทผสอนพฒนาขนเปนตวแปรตน และพฤตกรรมของผเรยนดานตางๆ ทตองการใหเกดขนในตวผเรยนเปนตวแปรตาม การวดตวแปรเปนขนตอนทส าคญ ซงมเครองมอวดหลายชนด เชน แบบสมภาษณ แบบสอบถาม แบบทดสอบ แบบสงเกต การจะใชเครองมอชนดใด หรอหลายชนด ขนอยกบความเหมาะสมและความเปนไปได โดยมจดเนนทตองใหไดขอมลตรงกบความเปนจรงและใหผลนาเชอถอมากทสด

การออกแบบวจย การวจยในชนเรยนสวนใหญเปนการวจยเชงทดลอง ทนยมใชกนมาก มดงน

1. แบบวจยกรณทดลองกลมเดยว ม 3 รปแบบ ดงน 1.1 ใส Treatment → Observe (post) 1.2 Observe1 (pre) → ใส Treatment → Observe2 (post) 1.3 Observe1 (pre) → ใส Treatment → Observe2 (post) → Observe3 (delay)

2. แบบวจยกรณทดลอง 2 กลม ม 3 รปแบบ ดงน

2.1 Nonequivalent Control Group Design กลมทดลอง Observe1 (pre) ใส Treatment Observe2 (post) กลมควบคม Observe1 (pre) Observe2 (post)

75


2.2 Pretest-Posttest Control Group Design กลมทดลอง สม Observe1 (pre) ใส Treatment Observe2 (post) กลมควบคม สม Observe1 (pre) Observe2 (post)

2.3 Posttest-Only Control Group Design กลมทดลอง สม ใส Treatment Observe2 (post) กลมควบคม สม Observe2 (post)

เครองมอเกบขอมล เครองมอทนยมใชกนในการวจยชนเรยน มดงน

(1) แบบทดสอบวดผลสมฤทธ (2) แบบสอบถามวดความคดเหน (3) แบบสงเกตวดพฤตกรรม (4) แบบสมภาษณวดความเหนอยางอสระ (5) แบบบนทกใชสรปสาระส าคญจากเอกสาร

การจะไดขอมลทเทยงตรง สมบรณ ตองใชเครองมอทมคณภาพ ดงนน เครองมอวจยจะตองมการตรวจสอบคณภาพเสยกอน ซงม 2 วธใหญๆ คอ วธทไมใชสถตกบวธทใชสถต ดงน

การตรวจสอบเครองมอโดยวธทไมใชสถต (1) การตรวจสอบความครอบคลมของเนอหา ประเดน หรอนยาม โดยผเชยวชาญ ซงควรท าเปน

ตารางวเคราะหโดยมประเดนหลก ประเดนยอย ใหครบถวน (2) การตรวจความถกตองของภาษาความเขาใจของผตอบ โดยใหผทมคณสมบตเหมอนผตอบจรง

สก 2-3 คน ทดลองตอบดวาเขาใจตรงกนหรอไมเพยงใด มความราบรนเพยงใดในการตอบค าถาม

การตรวจสอบเครองมอโดยวธทใชสถต (1) ความตรง – ใชผ เชยวชาญแลวน ามาค านวณหาคาความสอดคลองระหวางขอค าถามกบ

วตถประสงคหรอนยาม (Item of Object Congruence Index, IOC) โดยในการตรวจจะเปนการพจารณา 3 ประเดน คอ เหมาะสม ไมเหมาะสม และไมแนใจ โดยก าหนดคะแนนเปน 1=เหนดวย –1=ไมแนใจ 0=ไมเหนดวย คา IOC ทไดควร 0.50 ขนไป

(2) ความเทยง – น าเครองมอทจะตรวจสอบไปทดลองใชกบกลมทมลกษณะเดยวกบกลมตวอยางทจะใหขอมลในการวจย ประมาณ 30-40 คน โดยจะไมใชกลมนมาเปนกลมตวอยางอกในขนตอนเกบขอมลจรง แลวน าผลการวดมาใชกบสตรตางๆ (เชน Slit-Half, Kuder & Richardson, Alpha Coefficient) ตามความเหมาะสมของเครองมอนน คาทใชไดควร 0.50 ขนไป

(3) ความยาก – เปนการค านวณหาคาของแบบทดสอบทมการตอบถกตอบผด ขอค าถามทใชไดมคาความยากระหวาง 0.20 ถง 0.80 ขอทมคาความยากสงถง 1 แสดงวางายมาก ผสอบตอบถกทกคน ถาคาความยากมคาเปน 0 แสดงวาขอนนตอบผดทกคน

(4) อ านาจจ าแนก – เปนคาทแสดงถงการจ าแนกคนกลมเกงกบกลมออนออกจากกน ขอค าถามทเหมาะสมตองมคานระหวาง 0.2 ถง 1

76


การวเคราะหขอมล การวเคราะหขอมลมเปาหมายเพอตอบประเดนปญหาวจยหรอทดสอบสมมตฐานการวจยใหครบทกขอ ทงน กอนจะเรมท าการวเคราะหขอมล ใหกลบไปอานประเดนปญหาวจย เพอทจะไมถกขอมลพาไป การวเคราะหขอมลเชงปรมาณ ขอมลเชงปรมาณทเปนตวเลข จะใชสถตในการวเคราะหขอมล โดยสถตทใชกนมากในการวจยชนเรยน มดงน สถตบรรยาย – คารอยละ การแจกแจงความถ คาเฉลย และการวดการกระจาย สถตเปรยบเทยบ – นยมใช t-test เปรยบเทยบคาเฉลยของขอมล 2 ชด ซงในทางปฏบตในการวจยในชนเรยนมกจะใชสถตทในกรณกลมตวอยาง 30 คน และขอมลมการกระจายเปนโคงปกต แตถากลมตวอยางนอยกวา 30 คน จะตองใชสถตนอนพาราเมตรค (เชน Rank test, U-test) หรอถามกลมตวอยางนอยมาก อาจใชตวเลขเปรยบเทยบดวยกราฟ

การวเคราะหขอมลเชงคณภาพ มขนตอนดงน

1. เตรยมขอมลใหอยในรปแบบทพรอมตอการวเคราะหขอมล เชน การถอดเทปบนทกเสยงการสมภาษณ การถอดเทปวดทศนการสงเกต เปนตน

2. น าขอมลมาจดระบบ โดยแตกเปนหนวยยอยๆ ตามความหมายของแตละหนวย โดยอาศยลกษณะรวมกนอยางใดอยางหนง

3. ใหรหสขอมล หรอทเรยกวา coding เพอแบงขอมลออกเปนสวนๆ โดยการตดปายชอก ากบไวเปนเพอใหสามารถจ าแนกขอมลออกเปนกลมไดอยางสะดวก ซงเปนการลดทอดขอมลขนาดใหญใหเลกลง ทงน กอนทจะใหรหสขอมล ควรอานขอมลทงหมดกอนเพอใหเกดความเขาใจในภาพกวางๆ และบนทกความรสกนกคดทไดจากการอาน เพอชวยใหกระบวนการใหรหสขอมลกระท าไดงายขน

4. จดหมวดหมขอมล ตามลกษณะความสมพนธ 5. การหาประเดนหลก (theme) ของขอมล

การเขยนรายงานวจยในรปแบบของบทความวชาการ โดยทวไปบทความวชาการ มองคประกอบหลก คอ ชอเรอง บทคดยอ วธการ ผลการวเคราะหขอมล สรปและอภปรายผล ขอเสนอแนะ ซงแตละหวขอ “มหนาท” ดงนน ตองเขยนใหตรงตามท าหนาทของมน กลยทธในการเขยนแตละหวขอ สรปไดดงน ชอเรอง

หนาท ใหคนอานเกดความสนใจอาน กลยทธ

1. ตงชอใหดงดดความสนใจ ดวยชอทมความชดเจน กะทดรด ไมใชค าฟมเฟอย 2. ตงชอใหสอดคลองกบวตถประสงคการวจย

77


บทคดยอ หนาท บอกภาพรวมของงานวจยทงฉบบ เพอใหคนตดสนใจวาจะอานละเอยดหรอไม กลยทธ

1. ยอเรองทงหมด (ไมมรป ไมมตาราง ไมม discussion ไมม reference) 2. ตองอานรเรองโดยไมตองอานเรองราวทงหมด 3. เขยนใหครบใน 3 ประเดน คอ ท าท าไม (วตถประสงค) ท าอยางไร (วธการวจย) ไดผลอยาง

(ผลการวจยโดยสรป) 4. เปนขอมความทมค าส าคญทงหมดในบทความวจย สน กะทดรด ไมเยนเยอ

บทน า หนาท ใหผอานทราบสถานกรณปจจบน โนมนาวใหผอานคาดหวงวา งานนจะมขอคนพบทเปนประ

โยบน มความกาวหนาทางวชาการ กลยทธ

1. ยอหนาแรกใหกระทบความสนใจ เกรนน าจากขอบขายทกวางมาสปญหาวจย (เรมจากเรองทใกลตวปญหา ไมควรเรมจากเรองทไกลตวปญหา)

2. แสดงใหเหนวาเรองทท าวจย เปนสภาพทเปนปญหา หรออปสรรคทควรแกไข 3. แสดงหลกฐานวางานวจยในอดตยงไมสามารถแกปญหาได review ใหคนอานทราบวา “เรากร

วามใครท าอะไรบางแลว” (เอามาเฉพาะเรองทตรงกบเรา) แลวชใหเหนชองวางของงานทยงขาดอย ทจะพบไดจากงานเรา

4. ปดทายดวยการบอกวาเราจะท าอะไร จะบอกอะไร (เปนปญหาว จยของเรา ซงแสดงความสมพนธระหวางตวแปร หรอแสดงความเกยวของระหวางประเดนทศกษา)

วธการ หนาท บอกใหคนทราบวาผวจยใชยทธวธใดในการตอบปญหาวจย วธด าเนนการวจยนนจะใหผล

เทยงตรงมากนอยอยางไร และมคณคาเพยงไร กลยทธ

1. บอกขอบเขตการวจย (ท าวจยกบใคร-ประชากรและกลมตวอยาง เรองอะไร-ตวแปรทงหมด ทไหน เมอใด

2. บอกขอบเขตการวจย (ตวแปรทงหมด 3. บอกวธการสรางหรอพฒนานวตกรรม 4. ระบรปแบบการวจย 5. ระบเครองมอท ใชในการรวบรวมขอมล วธการสรางและพฒนาเครองมอใหครอบคลม

วตถประสงคของการวจย และคณภาพพนฐานของเครองมอ 6. อธบายขนตอนและวธการวเคราะหขอมลวาท าอยางไร

78


ผลการวจย หนาท น าเสนอผลทไดจากการวเคราะหขอมล โดยน าเสนอหลกฐานและขอมลทเปนระบบ กลยทธ

1. น าเสนอใหเหนภาพรวมเปนตอนๆ ตามวตถประสงคของการวจยกอน จงคอยน าเสนอรายละเอยดของแตละตอนตอไป

2. น าเสนอตรงตามวตถประสงคของการวจย และเรยงล าดบตามวตถประสงคของการวจย 3. น าเสนออยางกระชบ ในลกษณะทสอความหมายใหผอานเขาใจไดงาย อาจน าเสนอในรปของ

ตาราง แผนภม แผนภาพ ประกอบค าบรรยาย โดยใชภาษาทอานเขาใจงาย 4. น าเสนอผลการวจยตามขอมลทปรากฎ ไมสอดแทรกความคดเหนสวนตว

สรปผลการวจย หนาท บอกคนอานใหทราบความหมายของขอคนพบทสมพนธกบปญหา กลยทธ

1. น าเสนอขอสรปใหครบถวนทกประเดน ในรปแบบของการตอบวตถประสงคหรอค าถามวจย 2. น าประเดนเดนทไดจากการวเคราะหขอมล มาสนบสนนขอสรป 3. ไมสรปเกนขอบเขตของการวจย 4. ไมใสความคดเหนสวนตวของนกวจย รวมทงแนวคดหรอขอสรปของคนอนท review มา

สนบสนนขอคนพบของตน 5. จดเรยงล าดบนอหาใหสอดคลองกบวตถประสงคของการวจย เพอใหคนอานเขาใจงาย

การอภปรายผล หนาท ใหคนอาน “บรรล” ถงความรโดยใชตรรกะมาอภปรายผล ซงการอภปรายผลทดจะน าไปส

ขอเสนอแนะทเปนไปได และนาเชอถอ กลยทธ

1. วเคราะหหาความสมพนธระหวางตวแปร และบรบท โดยน าผลการวเคราะหขอมลมาอางอง แลวอภปรายเชอมโยงดวยตรรกะหรอทฤษฎทางการศกษา

2. เปรยบเทยบ ความเหมอน ความตาง ความสอดคลอง ความขดแยง ระหวางผลทไดรบจากการวจย กบทฤษฎ หลกการ งานวจยท review

3. บรรยายวาผลการวจย “สอดคลอง (หรอขดแยง)” กบงานของผใดบาง ทเปนเชนนนเพราะเหตใด พรอมอางองหลกฐาน

4. ใสความคดเหนเขาไปได แตตองไมใชความคดเหนสวนตว แตเปนความคดเหนทอยบนฐานของการมหลกฐานอางอง

ขอเสนอแนะ หนาท บอกคนอานวาจะน าผลการวจยไปใชประโยชนไดอยางไร ตองระวงอะไรบาง กลยทธ

1. ตองน าเสนอใน 2 ประเดน คอ ขอเสนอแนะในการน าผลการวจยไปใช และขอเสนอแนะในการวจยครงตอไป

2. เปนขอเสนอแนะทมาจากผลการวจย 3. เปนขอเสนอแนะทางปฏบตทเปนรปธรรม

79


แนวทางการเขยนขอเสนอแนะในการน าผลการจยไปใช 1. ระบวามประโยชนตอกลมใด น าไปใชงานตรงไหนไดบาง 2. อธบายวาจะน าไปใชอยางไรใหเกดประโยชนมากขน 3. ระบวางานวจยเรายงมขอทตองเพมเตมในดานใดบาง 4. ยงมขอทตองระวงในการน าไปใชในทางปฏบตหรออางองอยางไรบาง 5. ในกรณทตองน าผลการวจยไปประยกตใช หรอตองน าไปใชทงกระบวนการ หากน าไปใชเพยง

บางสวนอาจใหผลไมเปนไปตามทไดคนพบ ในกรณน ตองมการระบใหชดเจน

แนวทางการเขยนขอเสนอแนะในการวจยครงตอไป เสนอประเดนขอบกพรองจากการวจย หรอจากการไดขอคนพบทนาจะเปนไปไดวาจะเกดขน ทยงไม

แนใจและไมสามารถหาหลกฐานทสมบรณนาเชอถอจากการวจยของตน (เนองจากการการวจยไมไดออกแบบเพอตอบค าถามนน แตมแนวโนมจากผลวจยทชวนใหเชอไดวา การออกแบบและการศกษาตวแปรทเสนอแนะเพมเตม จะท าใหไดค าตอบทชดเจน)

เอกสารอางอง Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2007). Research Methods in Education (6th Ed.). New

York: Routledge. Creswell, J.W. (2005). Educational research: Planning, conducting, and evaluating

quantitative and qualitative research. (2nd Ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Merrill Prentice Hall.

Fraenkel, J.R. & Wallen, N.E. (2006). How to design and evaluate research in education (6th Ed.). New York: Mc Graw Hill.

McMillan, J.H. & Schumacher, S. (2006). Research in science education: Evidence-based inquiry (6th Ed.). Boston: Pearson.

Wiersma, W., & Jurs, S. G. (2005). Research methods in education (8th Ed.). New York: Allyn and Bacon

พษณ ฟองศร. (2551). วจยชนเรยน: หลกการและเทคนคปฏบต (พมพครงท 7). กรงเทพฯ: บรษทดานสทธาการพมพ จ ากด

ลวน สายยศ และ องคนา สายยศ. (2538). เทคนคการวจยทางการศกษา (พมพครงท 5). กรงเทพฯ: สวรยาสาสน.

80


ตวอยางบทความวชาการทางการศกษา ตวอยางบทความวชาการทางการศกษาเตมรปแบบ Research Article Sriwattanarothai., N., Jittam, P., Ruenwonsa, P., & Panijpan, B. (2009). From research on local

materials to the learning of science: An inquiry-based laboratory for undergraduates. International Journal of Learning, 16(6), 459-473.

Proceedings Jittam, P., & Ketpichainarong, W. (2011, 27-30 October). A Hand-held device to help students

understand the spectroscopic principle. Proceeding of the 3rd Asian Conference on Education 2011 (ace2011), Osaka, Japan, pp. 920-930. Available online at http://iafor.org/ace_proceedings.html

ตวอยางบทความวชาการทางการศกษาเนนความเชยวชาญเฉพาะดาน Jittam, P., Boonsiri, P., Promptmas, C., Sriwattanarothai, N., Archavarungson, N., Ruenwongsa,

P., & Panijpan, B. (2009). Red seaweed enzyme-catalyzed bromination of bromophenol red: An inquiry-based kinetics laboratory for undergraduates. Biochemistry and Molecular Biology Education, 37(2): 99-105.

Jittam, P., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2008). Applying symmetries of common objects to help students understand stereoselectivity for apparently symmetric substrate. Bioscience Education [Electronic Journal], doi: 10.3108/beej.12.6. Available online at http://www.bioscience. heacademy.ac.uk/journal/vol12/beej-12-6.aspx

From Research on Local Materials to the Learning ofScience: An Inquiry-based Laboratory forUndergraduatesNamkang Sriwattanarothai, Mahidol University, ThailandPiyachat Jittam, Mahidol University, ThailandPintip Ruenwongsa, Mahidol University, ThailandBhinyo Panijpan, Mahidol University, Thailand

Abstract: We present two new instructional learning units for an undergraduate life science laboratory.The novelty is in applying the results of our scientific research to the teaching of a student laboratoryclass in which one part involves actual manipulation and the other handling of data provided by theresearcher. In this way, the researcher or the researcher cum lab instructor with superior pedagogicalcontent knowledge was better at responding to unexpected results because of the broad hands-on ex-perience previously acquired from the conventional research. To gain manipulative skills in science,our students participated actively in an inquiry-based learning session. They had to perform learningcycle activities from which they were expected to achieve high levels of learning. The laboratoryactivities for the students were of two topics i.e., seaweed enzyme and the Siamese fighting fish DNA.Results from this study revealed that the seaweed enzyme learning (SSL) unit helps students to acquireconcepts on enzyme-catalyzed reaction. Also the fighting fish learning (FFL) unit enables students toconceptualize about species and natural selection. Additionally, these learning units promote students’positive perception of science learning. The newly developed learning units may provide usefullearning models for teaching and learning in the life science course.

Keywords: Enzyme, Siamese Fighting Fish, Learning Cycle, Natural Selection, Seaweed, Species

Introduction

LABORATORY ACTIVITIES HAVE been given a central and distinctive role inthe science curriculum, and science educators have recognized rich benefits inlearning from such activities (Hofstein & Lunetta, 2004). Laboratory activities notonly provide experience with the physical world, but also offer students opportunities

to gain knowledge in the same way as scientists (Nakhleh, Polles & Malina, 2002). Laboratoryactivities have been recognized to be also an important medium for enhancing attitudes,stimulating interest and enjoyment, and motivating students to learn science (Hofstein &Lunetta, 2004).

Because of the benefits of laboratory activities, the undergraduate science courses havebeen designed to allow students to actively participate in lectures after discovery-basedlaboratories (Handelsman et al., 2004). However, most introductory science courses rely ontransmission of information from lectures and strictly directed (cookbook type) laboratoryexercises (Handelsman et al., 2004). Although the cookbook type laboratory exercises canteach some scientific techniques and skills (Hart, Mulhall, Berry, Loughran & Gunstone,

The International Journal of LearningVolume 16, Number 6, 2009, http://www.Learning-Journal.com, ISSN 1447-9494© Common Ground, Namkang Sriwattanarothai, Piyachat Jittam, Pintip Ruenwongsa, Bhinyo Panijpan,All Rights Reserved, Permissions: [email protected]

2000) or serve as visual aids for concepts already studied (Millar, 1998; Phornphisutthimas,Panijpan, Wood & Booth, 2007), many science educators consider them as ineffective indeveloping students’ understanding of scientific concepts (Lord & Orkwiszewski, 2006;Wallace, Tsoi, Calkin & Darley, 2003). Following lab directions strictly also presents amisleading way of depicting how scientists actually develop scientific knowledge (McGuiness,Roth & Gilmer, 2002).

Many science educators have suggested that laboratory activities need to involve inquiry-based learning, where students use the scientific method to investigate phenomena and solveproblems (Kipnis & Hosfstein, 2008). However, involving students in inquiry is much moredifficult than simply asking them to follow a recipe (Lord & Orkwiszewski, 2006). One di-lemma reported by Smith and Anderson (1999) is how to engage students in learning throughinquiry. Teachers facing problems in implementing the inquiry approach in the elementaryuniversity science class also have to confront limitations of time, class size, student motiva-tion, and student ability (Brown, Abell & Demir, 2006). Additionally, hands-on teachingand learning involved in a laboratory activity requires materials, some of which are expensiveor difficult to obtain (Ndirangu, Kathuri & Mungai, 2003). The challenge is to find teachingstrategies that promote successful inquiry for students (German, Haskins & Auls, 1996) andare also suitable for the science course with limited budgets.

Thai science teachers are currently encouraged by the Ministry of Education to emphasizelocal materials in their teaching, especially in laboratory classes. In this undergraduatelaboratory study, two innovative instructional units were developed from our scientific re-search on locally available materials (red seaweed and fighting fish) and used by studentstaking biology/biochemistry courses. The teaching-learning activities were based on thelearning cycle, outlined in detail below.

Learning Cycle ApproachThe learning cycle approach is an inquiry approach to instruction that has continued todemonstrate significant effectiveness in the science classrooms (Ates, 2005; Lawson, 2001;Gilis & MacDougall, 2007). This approach is based on constructivism and was first developedby Robert Karplus (Karplus, 1977, 1980) following major steps in the intellectual developmentproposed by Jean Piaget. As rooted in Piaget’ intellectual development, the learning cycleprovides a structured means for students to construct concepts from direct experiences withscience phenomena (Renner & Lawson, 1973).

The learning cycle approach consists of three distinct phases: exploration, concept intro-duction, and concept application. This approach begins with an exploration phase wherestudents are charged with collecting data that can be done in the form of open or guided in-quiry (Lawson, 1986; Maier & Marek, 2006). Following the exploration is the concept intro-duction phase where the data gathered from the exploration are shared and discussed togeneralize a concept (Allard & Barman, 1994). The concept introduction phase may be moreteacher-centered, however, this phase is preceded by the exploration phase in which thestudents become familiar with the material first hand. Direct teaching of a concept by lecturingis not attempted until the student has had a chance to explore the materials and develop somefamiliarity with them (DeBore, 1991). The third phase of the learning cycle, known as conceptapplication, provides students with a further strengthening of the concept through the applic-ation of what they have learned to a new context. This idea is in keeping with Ausubel’s

460

THE INTERNATIONAL JOURNAL OF LEARNING

idea of networks of concepts that increase in meaningfulness as they appear in more andmore new contexts (DeBore, 1991).

The learning cycle is a robust instructional approach benefiting from extensive researchand moves science teaching and learning beyond a simply hands-on, discovery (Settlage,2000). It was first formally used in a primary school science program called the ScienceCurriculum Improvement Study (SCIS) and demonstrated the better student’s outcomes overthe non-SCIS programs (Abraham, 1998). As a result of the success of the SCIS program,many science educators considered the learning cycle to be potentially useful model for in-struction and curriculum development (Abraham, 1998). Regarding the curricula developedbased on the learning cycle, improvements among students were found in terms of processskill development, attitude toward science and scientific inquiry (Bevevino, Dengel & Adams,1999, Marek & Methven, 1991). Content learning attainment and reduction of misconceptionswere found in the learning cycle class (Lawson, 2001). The learning cycle approach canbring about growth in reasoning abilities greater than those of other instructional strategies(Lawson, 2001; Marek & Methven, 1991). Additionally using the learning cycle in theclassroom can actively engage students in thinking, talking, reading, and writing about science(Gillis & MacDougall, 2007; Lawson, Drake, Jonson, Kwon & Scapone, 2000, Musheno &Lawson, 1999). The learning cycle approach, therefore, appears to be a potential means topromote university student’s understanding of the difficult scientific concepts as enzyme-catalyzed reaction, species and natural selection.

Objectives of the StudyThis study exploits our scientific research results on the seaweed enzyme (Jittam et al., 2009)as well as data on fighting fish DNA to provide effective instruction units as part of thebiology/biochemistry course based on the learning cycle approach. This study attempts toanswer two research questions:

1. How do the newly developed instructions enhance the undergraduate students’ under-standing of scientific concepts on enzyme-catalyzed reaction, and species and naturalselection?

2. How do the undergraduate students perceive the newly developed instructions basedon the learning cycle approach?

MethodsTo answer the two research questions posed above, two instructional learning units derivedfrom our research on local materials – red seaweeds and fighting fish – were developedbased on the Lawson’s learning cycle approach (1986, 2001). The study was carried out ina fundamental life science course i.e., biology and biochemistry of a Thai university for atotal of two periods (six hours each). The second year undergraduates participated in thisstudy. Because in rigidly imposed curricula, quite typical of Thai universities, this courseand its laboratory has to be taken by second year undergraduates who passed all the firstyear courses. A group of 72 students taking the biochemistry course participated in thelearning unit on seaweeds’ enzyme whereas another group of 80 students taking the biologycourse were involved in the learning unit on fighting fish. All participants were assessed by

461

SRIWATTANAROTHAI, JITTAM, RUENWONGSA, PANIJPAN

conceptual testing, concept mapping, and interviewing to examine the students’ knowledgeand understanding both before and after instructional implementation. Additionally, a Con-structivist Learning Environment Survey (CLES) questionnaire (Salish I Research Project,1997) and semi-structured interviews were used to investigate student’s perceptions andtheir preferences on the learning environment before and after the implementation of thenew instructional units. The significant difference of pre- and post-conceptual test scoresand six CLES scales were determined using t-test analysis. A thematic approach was usedto analyze transcripts of student interviews.

Instructional Learning Unit DesignTwo instructional learning units – Seaweeds’ Enzyme Learning (SEL) unit and FightingFish Learning (FFL) unit – were designed based on the learning cycle approach. SEL unitwas a wet lab where the students did the experiment in the laboratory. FFL unit was a drylab where the students learned and practiced from the secondary data using the computer.Each unit was divided into two parts: a three-hour laboratory and a three-hour lecture. Im-portantly, these learning units gave students experiences in the laboratory before attendingthe lecture. The overall activities of each unit are as follows:

Seaweeds’ Enzyme Learning (SEL) Unit

Student ActivityObjectivePhaseA dramatic color development of enzyme-cata-lyzed reaction on agar slide was used to engage

Exploration I 1. To identify enzyme,substrate, and productsof reaction students to the enzyme experiment. Upon insert-

ing the seaweed into an agar slide containing2. To predict enzymeactivity the substrate of the seaweed enzyme, the color

of an agar around the seaweed changed from3. To study colorimetricmethod for measuringthe enzyme activity

pink to blue. Students were asked to explainwhy the color of an agar changed. In addition,the different intensity of blue color around theseaweed was used to motivate students to dis-cuss the amount enzyme activity. Then the stu-dents measured the increase of the coloredproduct quantitatively by following the proced-ure in their laboratory manual.From the data gathered from the Exploration I,students were asked to explain what was going

ConceptIntroductionI

1. To explain what is go-ing on in the particularreaction on in the reaction, and to calculate the rate of

color development. They were introduced tothe term “rate of enzyme-catalyzed reaction”.

2. To calculate the rate ofenzyme-catalyzed reac-tion

462


The students were asked to predict the rate ofenzyme-catalyzed reaction upon changing the

ConceptApplication I

1. To predict the rate ofenzyme-catalyzed reac-

physical and chemical environments of the en-tion upon changingzyme reaction. Then they were given the oppor-the reaction environ-

ment tunity to apply knowledge learned from previ-ous phase to the design of the experiment fortesting their predictions.

2. To design the experi-mental procedure totest the effect of thephysical and chemicalenvironment on therate of enzyme-cata-lyzed reaction

Each group of students was allowed to conductthe proposed experiments to collect data. To

Exploration II 1. To investigate effectsof the physical and

save time and promote teamwork, each groupchemical environmentwas responsible for testing only one or twoon the rate of enzyme-

catalyzed reaction factors (pH, enzyme or substrate concentration,and inhibitor) influencing the rate of reaction.The groups that investigated similar factors butmight be using different designs were encour-

ConceptsIntroduction II

1. To interpret resultsand draw conclusions

aged to share data and to interpret the results.based on empiricaldata Then they were asked to prepare a group poster

to present their findings and discuss with class-2. To explain the effectsof the physical and mates at the end of the 3-h laboratory period.chemical environment Following this they were taught in-depth con-on the rate of enzyme-catalyzed reaction

cepts related to their enzyme experiences in thelecture.

3. To learn in-depth con-cepts and link the newknowledge with theexperience in explora-tion

The students were given a takehome assignmentin which they were asked to answer the ques-

ConceptsApplication II

1. To apply or use know-ledge they have

tions related to enzyme-catalyzed reactionlearned earlier in this unit.

learned in new situ-ation

463


Fighting Fish Learning (FFL) Unit

Student ActivityObjectivePhaseA scavenger hunt game was used to engageand introduce students into the DNA se-

1. To compare and identifythe DNA sequences and

Exploration

quences analysis. The game is composed ofDNA barcodes5 pictures. The first 2 pictures were used to2. To use computeractivate students’ focusing within an activityprograms for DNAwhereas the rest were used to assist students’sequences comparisonwith DNA sequences analysis. One pictureand alignmentwas from DNA sequences within Gen Bankdatabase while the others (barcode images)originated from real DNA sequences of thefighting fish within the Barcode of Lifedatabase.Fighting fish photos were used to engagestudents into the DNA-based phylogenetic

3. To ascertain students’prior knowledge about

tree construction. Students were firstly askedthe species conceptto address their prior knowledge of a work-4. To identify theing definition of the species. They weredifferent species ofasked to predict and draw a fighting fishfighting fish by usingphylogeny from their prior understandingsthe computational methodof species. Students’ group work was com-piled and each member in the new groupwas asked to share his/her ideas aboutfighting fish phylogeny. They then werechallenged to evaluate their predictions byusing the secondary data prepared by re-searcher.Each group was asked to present their find-ing, compare the findings to original predic-

1. To explain the species’concept in relation to the

Conceptintroduction

tions, discuss the phylogenetic tree resultphylogenetic treeand answer the questions related to the spe-2. To explain the processcies concept and natural selection. The extraof evolutionreading resources both on websites andacademic paper were provided to help stu-dents discuss and answer the questions.

464


Each student group was given homework towrite an essay describing how one type of

1. To apply or use theknowledge they have

Conceptapplication

fighting fish can develop into a new variety,learned to create theand reproduce offspring with the vari-new fighting fish varietiesation(s). They were asked to trace thesevariations back to the DNA sequencechanges.The examples of novel fighting fish

• With white dots on golden background• With wing-shaped pectoral fins• Marine fighting fish• Capacity to live as a colony

Results and Discussion

Conceptual UnderstandingsThe results from this study revealed that students had a better conceptual understandingabout enzymes and species, after they participated in the two laboratory activities (SEL andFFL) which were developed from the results of our scientific research. Even though studentsin the SEL unit carried out experiments of their own design while students in the FFL unitused only secondary data, all students actively learned through these learning cycle activities.

Before undertaking the SEL activity, most students had a partial understanding of thenature of enzymes, enzyme function and the influence of physical and chemical environmenton enzyme function. They also had alternative conceptions of enzyme activity, for example,students stated that the rate of an enzyme catalyzed reaction is constant over time since en-zymes are never used up. The results from teaching and learning through the SEL unit revealedthat all students developed conceptual understanding in three related topics mentioned. Thisresult was confirmed by the post-test scores in conceptual test, as these latter scores werehigher than those in the pre-test (Table 1 and Figure 1). The students showed the complexityof knowledge and were able to explain scientifically their own concept mapping of theserelated topics. From interview data, students’ explanation of their understanding of theconcepts had improved. They learned from the agar slide enzyme testing about the natureof substrate changes produced by the seaweed enzyme. Their experimental design alsoshowed that they had explored the effects of physical and chemical environment. They wereable to work with other students to obtain correct conclusions. They felt confident and proudas they constructed knowledge from experiments of their own design. Also students felt thatthe teachers (including teaching assistants) helped them in learning, motivating them to learn,and training them in the proper thinking process. The teacher did not give answers but ratherguidance or asked questions, and otherwise left students to make experimental decisions ontheir own.

465


Table 1: Pre-test, Post-test and Retention-test of Students’ Scores in the EnzymeConceptual test before and after SEL Implementation

Mean scores ± SDConceptsRetention-testPost-testPre-test(two months afterSEL implementation)

(end of SELimplementation)

(before SELimplementation)

11.64 ± 2.0312.92 ± 2.339.52 ± 2.69Nature of enzyme14.31 ± 5.0815.42 ± 5.189.51 ± 5.08Enzyme function7.79 ± 4.768.08 ± 1.645.57 ± 1.81Factors affecting

enzyme function

Figure 1: Comparison of Pre-test, Post-test and Retention-test of Students’ Scores in theEnzyme Conceptual test before and after SEL Implementation

Similar results were found in the FFL unit in which the secondary data were given. Beforeundergoing the FFL, the students had both partial and alternative conceptual understandingof species meaning, how environment affects fish characteristics and evolution. For example,they stated that fish is a species. However, their alternative concepts were corrected uponlearning through the FFL unit, even though the students did not have opportunity to performany experiment. Students’ presentation and discussion during the FFL activities revealedthat they could analyze the secondary data (adapted from the real results of our scientificresearch) and draw a correct conclusion together with their peers. The data from students’interview at the end of FFL implementation also supported these findings. The students ex-plained well what a species is and the processes and factors affecting species evolution.These results were confirmed by the post-test scores on conceptual test which are muchhigher than that of pre-test (Table 2 and Figure 2).

The findings of better student conceptual understanding after exposure to the learningcycle approach were consistent with the claim that correct use of the learning cycle accom-

466


plishes effective learning of science concepts (Lawson, Alkhoury, Benford & Falconer,2000; Lawson, 2001; Cavallo, 1996). Possible reasons for these findings may include valueassociated with alternative ways of acquiring knowledge in science and value of confirmationof hand-on activities which are key characteristics of the learning cycle (Lawson, 2001).According to Lawson (2001, p.166), “learning new concepts is not a purely abstractiveprocess. Rather, concept acquisition depends upon one’s ability to generate and test ideasor hypotheses and reject those that lead to contradictions. Thus, concept learning can becharacterized as ‘constructive’, while new conceptual knowledge depends upon skill ingenerating and testing ideas. As one gains skill in generating and testing hypotheses, conceptsconstruction becomes easier”.

Table 2: Pre-test, Post-test and Retention-test of Students’ Scores in the Species andSpecies Evolution Conceptual test before and after FFL Implementation

Mean scores ± SDConceptsRetention-testPost-testPre-test(two months after FFLimplementation)

(end of FFLimplementation)

(before FFLimplementation)

15.25 ± 3.5015.5 ± 3.799.75 ± 3.85Species meaning16.67 ± 3.2416.58 ± 3.7411.92 ± 4.34How environment

affects fishcharacteristics

16.92 ± 2.7617.08 ± 3.0812.50 ± 4.31Evolution

Figure 2: Comparison of Pre-test and Post-test of Students’ Scores in the Species ConceptualTest before and after FFL Implementation

However, the approach used in this study was opposite to most of the general practice inseveral countries that the practical work was carried out before the lecture (Krontiris-Litowitz, 2008; Rissing & Cogan, 2009). In their open-ended responses to the post-question-

467


naire, the students stated that learning the lecture after the practical experience made iteasier for them to learn concepts in depth. This was because they already had some priorknowledge. These findings support the constructivist learning theory in that learning is activelyconstructed by an individual on the basis of the knowledge already held (Duit & Treagust,1995).

The student’s retention scores on conceptual testing of both topics were not significantlydifferent (p < 0.05) from those of post-test scores (Tables 1, 2 and Figures 1, 2), suggestingthat the students developed the conceptual understanding by themselves so that they did nothave to try to memorize things with as much effort as usually done and thus the knowledgewas retained. The results of this study supported the previous findings that giving studentsthe opportunity to design their own experiment as well as draw the conclusion from theempirical data by themselves made their learning more meaningful (Dewey, 1961). Students’knowledge retention from this study and therefore long term memory could result from thelearning activities that allowed them to discuss, share, participate in knowledge constructionand utilize knowledge in new contexts (Edmondson & Novak, 1992).

Student’s Perception on the Learning UnitAfter experiencing in the developed learning units, the students’ scores on post-CLES weresignificantly higher (p < 0.05) than those of the pre-CLES score. Figure 3 shows the resultsfrom a group of students participating in the SSL unit. Similar results were obtained fromFFL unit. These results suggested that the students perceived the intervention as more con-structive than the traditional taught in their life science class. The students perceived thatthey had more chance to negotiate in this learning unit as they had more opportunities toexplain and justify their ideas to other students and to reflect on the viability of their ownand other students’ ideas. They also perceived that they had more opportunities to questionthe teacher’s pedagogical plans and methods and voice their concerns about impedimentsto their learning. As supported by observation data, the students carried out their experimentsin total collaboration, analyzed their results with little prompting from the teacher. The stu-dent-centeredness was obvious during their discussion and front-of-the-class presentationsduring which the teaching assistants were virtually ignored. These results contrasted sharplywith the traditional approach in which students perceived that they had few opportunities toshare control with the teacher over the design and to manage the learning activities.

Although the students perceived the activities in the intervention class more constructivelycompared with the ones in the traditional biochemistry or biology class, their responses ofpost-CLES were not significantly different from those of the pre-CLES in terms of personalrelevance (Figure 3). The students perceived that the experiences in the intervention andtraditional class were both relevant to their everyday interests and activities. This type ofperception may result from the nature of the life science contents which are mostly concernedwith our life. In terms of scientific uncertainty, similar results were obtained from both theintervention and the traditional class (Figure 3). These sophomores acknowledged that sci-entific knowledge is evolving and provisional and that is shaped by social and cultural influ-ences and arises from human interests and values.

468


Figure 3: Comparison of Student’s Perceptions and Preferences of Learning Environmentbefore (pre-CLES) and after Intervention (post-CLES)

The students were very positive about the newly laboratory experiences as supported bytheir attitude score on post-CLES which was significantly higher than those of the pre-CLES(Figure 3). One of their expressions is the liberation from the bored traditional laboratorywhere they work as technicians to collect the expected results without thinking. Using theintervention, the students were satisfied with the more active role given to them. They hadshown some hesitation in the very beginning of the exercise and in several activities. Studentdiscussion in front-of-the-class was done with great enthusiasm, happiness, and competitivespirit. The students paid much attention to the presentation and discussion of their friendswith some comments and questions. These findings are in accordance with those of Foutsand Myers (1992) that the positive attitudes toward the learning are often related toachievement and influence it in a positive direction. Such students’ achievements and theirbehavior as appeared in this intervention may result from not only the effectively designedinstruction but also the learning environment. They were free to share and discuss and presenttheir ideas. They felt comfortable in learning because the teachers were friendly and encour-aged their participation in the laboratory exercise. The activities were more constructivecompared with those in the traditional laboratory class. The environments of the learningcycle class enable active learning.

ConclusionThe intervention reported here succeeded in moving a teacher-dominated science laboratoryclass to a more learner-centered as judged by the post-CLES that students perceived the in-tervention as a constructivist learning environment. The CLES results also indicated thatthis intervention produced better outcomes in terms of motivation in carrying out the exper-iment and improvement in attitude toward science and science learning.

469


Also the findings clearly demonstrate that the newly developed learning cycle-based sea-weed enzyme laboratory unit promoted student’s conceptual understanding on enzymes andtheir functions, and resulted in better retention of knowledge as judged by the post-test andretention-test scores on conceptual testing. Similarly, the developed learning cycle-basedfighting fish DNA unit promoted student’s conceptualization on species and natural selection.Surprisingly to us, this unit of “dry laboratory” elicited enthusiasm and good attitude to theunit among our students beyond expectation. These learning units are not only economicaland suitable examples for undergraduate science courses with limited budgets, but also in-crease the relevance of teaching by making use of locally available materials for studentlaboratories. Therefore, they can be used as alternatives to teaching life science students.

As a result of this study, the learning cycle approach was found to be effective for teachingdifficult concepts such as enzyme-catalyzed reaction, species and natural selection. Ittherefore can be used as a guide for further development of inquiry teaching-learning. Effortsto increase, for future instructions, the learning cycle approach are particular important inthat they may result in effective science instruction.

Implications of the StudyIn light of the findings and conclusions of this study, it is suggested that the science teachersor instructors who teach the topics of enzyme, species, natural selection as well as evolutionshould consider the efficacies of the SEL and FFL activities into the large laboratory classes.The teachers/instructors could provide abundant local materials on a low budget. The studentscould freely design their experiments to extend investigations. Local materials also providestudents with relevancy to real-life situations which should easily engage and motivate allof them. Some may even pursue more complex activities and concepts further. For the moreadvanced undergraduates, the SEL and FFL could be modified to teach more complicatedconcepts or higher-level laboratory skills, for example, to test the inhibitors affecting theenzyme function within the SEL activities, and to isolate and sequence DNA from thefighting fish muscle before computational analysis within FFL unit. However well-trainedteaching assistants were an important key to facilitate students to learn in the SEL and FFLunit. They should have good pedagogical content knowledge, actively respond and be helpfulduring large class activities.

AcknowledgementsThis study was supported by Mahidol University Research Grant and National ResearchCouncil of Thailand.

470


ReferencesAbraham, M.R. (1998). The learning cycle approach as a strategy for instruction in science. In B.J.

Fraser & K.J. Tobin (Eds.), International handbook of science education (pp. 513-524).Great Britain: Kluwer Academic Publishers.

Allard, D.W., & Barman, C.R. (1994). The learning cycle as an alternative method for college scienceteaching. BioScience, 44(2), 99-101.

Ates, S. (2005). The effectiveness of the learning-cycle method on teaching DC circuits to prospectivefemale and male science teachers. Research in Science and Technological Education, 23(2),213-227.

Bevevino, M., Dengel, J, & Adams, K. (1999). Constructivist theory in the classroom. The ClearingHouse, 72(5), 275-278.

Brown, P.L., Abell, S.K., & Demir, A. (2006). College science teachers’ views of classroom inquiry.Science Education, 90(5), 784-802.

Cavallo, A.M.L. (1996). Meaningful learning, reasoning ability, and students’ understanding andproblem solving of topics in genetics. Journal of Research in Science Teaching, 33(6), 625-656.

DeBoer, G.E. (1991). A history of ideas in science education: Implications for practice. New Yorkand London: Teacher College Press.

Dewey, L.A. (1961). Democracy and Education. New York: Macmillan.Duit, R., & Treagust, D.F. (1995). Students’ conceptions and constructivist teaching approaches. In

B.J. Fraser & H.J. Walberg (Eds.), Improving science education (pp. 46-49). Chicago: TheInternational Academy of Education.

Edmondson, K., & Novak, J. D. (1992). Toward an authentic understanding of subject matter. In S.Hills (Ed.), The history and philosophy of science in science education (Vol. 1, pp. 253–263).Kingston, Ontario, Canada: Queen’s University, Faculty of Education, and the Mathematics,Science, Technology and Teacher Education Group.

Fouts, J.F., & Myers, R.E. (1992). Classroom environments and middle school students’ views ofscience. Journal of Educational Research, 85(6), 356-361.

Germann, P.J., Haskins, S., & Auls, S. (1996). Analysis of nine high school biology laboratorymanuals: Promoting scientific inquiry. Journal of Research in Science Teaching, 33(5) 475-499.

Gillis, V.R., & MacDougall, G. (2007). Reading to learn science as an active process. The ScienceTeacher, 74(5), 45-50.

Handelsman, J., Ebert-May, D., Beichner, R., Bruns, P., Chang, A., DeHaan, R., Gentile, J., Lauffer,S., Stewart, J., Tilghman, S.M., & Wood, W.B. (2004). Scientific teaching. Science,304(5670): 521-522.

Hart, C., Mulhall, P., Berry, A., Loughran, J., & Gunstone, R. (2000). What is the purpose of this ex-periment? Or can students learn something from doing experiments? Journal of Researchin Science Teaching, 37(7), 655-675.

Hofstein, A., & Lunetta, V.N. (2004). The laboratory in science education: Foundations for the twenty-first century. Science Education, 88: 28-54.

Jittam, P., Boonsiri, P., Promptmas, C., Sriwattanarothai, N., Archavarungson, N., Ruenwongsa, P.,& Panijpan, B. (2009). Red seaweed enzyme-catalyzed bromination of bromophenol red:An inquiry-based kinetics laboratory for undergraduates.Biochemistry andMolecular BiologyEducation, 37(2), 99-105.

Karplus, R. (1977). Science teaching and the development of reasoning. Journal of Research in ScienceTeaching, 14(2), 169-175.

Karplus, R. (1980). Teaching for the development of reasoning. Research in Science Education, 10,1-10.

471


Kipnis, M., & Hofstein, A. (2008). The inquiry laboratory as a source for development of metacognitiveskills. International Journal of Science and Mathematics Education, 6(3), 601-627.

Krontiris-Litowitz, J. (2008). Using truncated lectures, conceptual exercises, and manipulatives toimprove learning in the neuroanatomy classroom. Advances Physiology Education, 32, 152-156.

Lawson, A.E. (1986, September). Integrating research on misconceptions, reasoning patterns andthree types of learning cycles. Paper presented at the United States – Japan seminar on scienceeducation, Honolulu, HI.

Lawson, A.E. (2001). Using the learning cycle to teach biology concepts and reasoning patterns.Journal of Biology Education, 35(4), 165-169.

Lawson, A.E., Alkhoury, S., Benford, R., & Falconer, K.A. (2000). What kinds of scientific conceptexit? Concept construction and intellectual development in college biology. Journal of Re-search in Science Teaching, 37, 996-1018

Lawson, A.E., Drake, N., Johnson, J., Kwon, Y.J., & Scapne, C. (2000). How good are students attesting alternative explanations of unseen entities? The American Biology Teacher, 62(4),249-255.

Lord, T., & Orkwiszewski, T. (2006). Moving from didactic to inquiry-based instruction in a sciencelaboratory. The American Biology Teacher , 68(6), 342-345.

Maier, S.J., & Marek, E.A. (2006). The learning cycle: A reintroduction. The Physics Teacher, 44,109-113.

Marek, E.A., & Methven, S.B. (1991). Effect of the learning cycle upon student and classroom teacherenvironment. Journal of Research in Science Teaching, 28(1), 41-43.

McGuiness, B., Roth, W.M., & Gilmer, P.J. (2002). Laboratories. In J. Wallace, & W. Louden (Eds.),Dilemmas of science teaching: Perspectives on problems of practice (pp. 36-55). Londonand New York: Routledge Falmer.

Millar, R. (1998). Rhetoric and reality: What practical work in science education is really for. In J.Wellington (Ed.),Practical work in science:Which way now? (pp 16-32). London: Routledge.

Nakhleh, M.B., Polles, J., & Malina, E. (2002). Learning chemistry in a laboratory environment. InJ.K. Gilbert, O.D. Jong, R. Justi, D.F. Treagust, & J.H.V. Driel (Eds.), Chemical education:Toward research based practice (pp. 64-94). The Netherlands: Kluwer Academic Publishers.

Ndirangu, M., Kathuri, N.J., & Kenya, C. (2003). Improvisation as a strategy for providing scienceteaching resources: An experience from Kenya. International Journal of Educational Devel-opment, 23, 75-84.

Phornphisutthimas, S., Panijpan, B., Wood, E.J., & Booth, A.G. (2007). Improving Thai students’understanding of concepts in protein purification by using Thai and English versions of asimulation program. Biochemistry and Molecular Biology Education, 35(5), 316-321.

Renner, J.W., & Lawson, A.E. (1973). Piagetian theory and instruction in physics. The PhysicsTeacher, 11(3), 165-169.

Rissing, S.W., & Cogan, J.G. (2009). Can an inquiry approach improve college student learning in ateaching laboratory? CBE Life Science Education, 8, 55-61.

Salish I Research Project (1997). Secondary science and mathematics teacher preparation programs:Influences on new teachers and their students. Instrument package& user’s guide.Washing-ton, DC: Office of Educational Research and Improvement.

Settlage, J. (2000). Understanding the learning cycle: Influences on abilities to embrace the approachby preservice elementary school teachers. Science Education, 84, 43-50.

Smith, D.C., & Anderson, C.W. (1999). Appropriating scientific practices and discourses with futureelementary teachers. Journal of Research in Science

Wallace, C.S., Tsoi, M.Y., Calkin. J., & Darley, M. (2003). Learning from inquiry-based laboratoriesin nonmajor biology: An interpretive study of the relationships among inquiry experience,epistemologies, and conceptual growth. Journal of Research in Science Teaching, 40(20),986-1024.

472


About the AuthorsNamkang SriwattanarothaiNamkang Sriwattanarothai is a Ph.D. candidate in Science and Technology Education Pro-gramme of Institute for Innovative Learning, Mahidol University.

Piyachat JittamPiyachat Jittam obtained her Ph.D. (Science and Technology Education) from the Institutefor Innovative Learning, Mahidol University in 2008. During her Ph.D. study, she was sup-ported by a scholarship under the program for the Promotion of Science and MathematicsTalented Teachers of the Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology.She was a supporting staff at Department of Biochemistry, Faculty of Science. Now she isa lecturer in the Institute at Mahidol University.

Pintip RuenwongsaPintip Ruenwongsa is the Deputy Director of Institute for Innovative Learning, MahidolUniversity and Chair of the Doctor of Philosophy Programme in Science and TechnologyEducation of this institute.

Bhinyo PanijpanBhinyo Panijpan is the Director of the Institute for Innovative Learning, Mahidol University.

473


Using a Handheld Device to Enhance Undergraduate Students’ Understanding of

Spectrophotometry Principle

Piyachat Jittam* and Watcharee Ketpichainarong

Institute for Innovative Learning, Mahidol University, NaKhon Pathom, 73170 Thailand *[email protected]

Abstract: Spectrophotometry is a technique frequently used in chemical and biochemical analyses. For this reason, it is covered in undergraduate science course. However, many students have only a weak understanding of spectrophotometry principle and its application. One reason is that the instrument used is perceived by the students as a “black box. Therefore, a simple device was developed to demonstrate what is going on in the instrument. It is implemented to second year university in introductory biochemistry laboratory course. After learning through a learning-cycle based laboratory using this device, students’ conceptual understanding of spectrophotometry was statistically increased after completing this laboratory class. Also the achievement scores of students in the intervention class were significant higher than that of students in the conventional class.

Keywords: inquiry, learning-cycle, spectrophotometry, undergraduate laboratory Introduction Spectrophotometry is a technique frequently used in chemical and biochemical analyses (Bacon, Mattley & DeFrece, 2004). This technique involves the use of a spectrophotometer to measure the relative light intensity as a function of the colored, or more specifically, wavelength of light. The power of spectrophotometer is that it gives absorption spectrum light absorption as a function of wavelength) that is possible to identify the substance. As the intensity of the absorption can be related to the concentration of the substance in the sample, it therefore, allows the determination of the amount of the substance in a solution. For instant, undergraduate science curriculum devotes a substantial amount of lecture time on spectroscopy and there is a laboratory session on spectroscopy. Usually the topics relative to spectrophotometry are introduced by explaining handling and operation of spectrophotometers and by introducing the Beer-Lambert law (Fialho, Rocha & Mello, 1999; Lema, Aljinovic & Lozano, 2002). It was found that the spectrophotometer is perceived by the students as “a black box”; samples are introduced into one end and the desired data simply appear at the other (Carbó, Adelantado & Reig, 2010; Thal & Samide, 2011). Therefore, after year of teaching, students have a weak understanding of the basic spectrophotometer concepts (Otto et al., 2005). They poorly understand the relationship between intensity of color and absorbance resulting in unable to use the spectroptrophotmeter to further quantify substances (Fialho, Rocha & Mello, 1999). Therefore, an effective teaching strategy that makes students easily understand spectrophotometry principle is required. Research studies have shown that the learning cycle is an effective approach to engage students in meaningful inquiry and promote students understanding of scientific concepts as

The Third Asian Conference on Education 2011 Official Proceedings Osaka, Japan

921

well as create positive student attitudes towards laboratory (Keeraticahmroen et al., 2010; Sriwattanarothai et al., 2009). This approach may be suitable for enhancing students understanding spectrophotomery principle. However, not only an effective teaching strategy but also instruments influence students understanding of the concepts and their attitude toward learning (Malina & Nakhleh, 2003). Thus, a simple device that helps students visualize what is going on in the spectrophotometer is also needed. In this research, we developed a simple handheld device using various colors of light to demonstrate absorption and transmission of light by a substance as occurs in the spectrophotrophotometer. This device was integrated with the laboratory-based learning cycle to challenge undergraduate students to construct knowledge, conceptualize the key spectrophotometry concept, and be able to apply that concept to quantify other substances.

Literature Review The Learning Cycle Approach

The learning cycle approach was first developed by Robert Karplus (Karplus, 1977, 1980). It is based on constructivist epistemology of learning science in which scientific knowledge is seen to be actively constructed by the learner rather than discovered (Duit & Treagust, 1998), and is socially validated by the scientific community and goes beyond descriptive accounts of the natural world. Scientific knowledge cannot, therefore, be learnt from sensory experience alone (Leach & Scott, 2003). Consequently, the best teaching in science is learning driven, and occurs when students have more time to explore and experiment with phenomena and hence encourages learners to develop new knowledge schemes that are better adapted to experience. The experiments or practical work, according to the leaning cycle approach, are considered to be used as experience for new concepts and insights to interact with the students’ own initial conceptions, and then to apply the concepts to a new situation. In such a class individuals are actively engaged with others in attempting to understand and interpret phenomena for themselves, and social interaction in groups provides the stimulus of differing perspectives for reflection. The teacher’s role is to provide the physical experiences and act as facilitator for student construction of knowledge, and help students learn meaningfully, to achieve quality over quantity and meaning over memorization.

The learning cycle is, as Lawson (1986) notes, an inquiry-based teaching approach comprising three distinct phases of instruction that are exploration, term or concept introduction, and concept application. In Phase 1 (exploration), students are given an opportunity to make observations, perform experiments, collect, examine, and analyze data or information, and investigate relationships dealing with the topics being introduced in the classrooms. In Phase 2 (term or concept introduction), students organize and analyze data obtained from the first phase, and the teacher introduces new terminology. In Phase 3 (concept application), students are encouraged to apply those concepts to solve new problems. A key element of the learning cycle approach is that the exploration must precede invention and discovery, so the students could explore and experiment in order to allow more time for new concepts and insights to interact with their own initial conceptions (Lindgren & Bleicher, 2005; Renner & Lawson, 1973).

The researchers believe that the learning cycle approach is best addressed to engage students in meaningful inquiries and to help students construct meaningful concepts. This is because the learning cycle approach provides students with experiences in generating both declarative


922

and procedural knowledge (Lawson, 2001; 2003) and has been reported in science education research to be an effective method that promotes students understanding of scientific concepts, reduces misconceptions (Lawson, 2001), improves student’s thinking and reasoning abilities (Musheno & Lawson, 1999; Lawson, 1986; 2001), as well as creating positive student attitudes towards sciences and scientific inquiry (Bevevino, Dengel & Adams 1999). Research Questions This study was conducted to investigate the effectiveness of newly developed learning cycle on teaching spectropthotometry principle to second year undergraduate students taken biochemistry course. The following research questions framed this study:

1. Can the newly developed learning cycle activity promote students’ understanding of basic spectrophtometry concepts?

2. What are the student perceptions toward the laboratory unit?

Methodology and Method Development of a simple device as a part of spectrophotometry laboratory The device composed of two main parts: light source and sample holder. Different light emitting diodes were used as a light source to demonstrate the relative light intensity as a function of the color (see Figure 1). When a test tube containing a sample was placed in a sample holder of the device, and the colored light was selected. The ray light passed through the sample was clearly seen.

Figure 1. A device used to demonstrate the colored light which was absorbed by the different colored solutions.

Integration of the developed simple device with a learning cycle approach A laboratory unit on spectrophotometry principle was designed for a 3-h laboratory class based on Lawson’s learning cycle (Lawson, 1986).

The laboratory unit consisted of three phases: exploration, concept introduction, and concept application. In the exploration phase, the students used a simple device to observe light absorption by a different colored substance and then compare the results with data (absorbance value at a certain colored light) obtained from the colorimeter. They were asked to choose an appropriate wavelength of light with their peers to measure a particular colored substance at different concentrations and then plot a graph to represent the relation between absorption and concentration. In the second phase, concept introduction, the students were


923

asked to share and discuss their results among small groups. Also they were challenge to think on the application of spectrophotometer. After students’ discussion, the instructor introduced the concepts of Beer-Lambert law. In the last phase, concept application, the students were allowed to design the experiment to determine the amount of substance in a sample. After that they were left themselves to perform their own experiment using a spectrophotometer that was normally used in the laboratory. Their results were share and discuss in the whole class at the end of this laboratory session.

Participants and Experimental Condition One hundred and ten second year undergraduate students undertaken biochemistry course were volunteered to be participated in this study. Normally, in this course, they learned together in the lecture class and they were separated into two sections for the laboratory class. Therefore, one group was randomized to be an experimental group.

Research Design

Experimental group The experimental group (62 students) attended a newly developed spectrophotometry-based learning cycle. At the beginning, they were tested for prior knowledge (pretest). Then they were allowed to do the learning cycle activities as detailed above. At the end of the laboratory session they were tested for conceptual understanding (posttest). After that the students completed an open-ended questionnaire that sought their views on their experiences in the newly laboratory designed as well as their attitude toward the simple device. Moreover, six students were selected for interview to ascertain their views on the newly laboratory-based learning cycle in more depth. These interviews were audiotaped. Control group The control group (48 students) attended a 3-h spectrophotometry laboratory class following the traditional way of teaching. They were tested for prior knowledge at the beginning of the laboratory (pretest). The students then performed the practical work. First, the students measured the absorbance of a substance at different wavelength to obtain the spectrum by following the procedure in the lab manual. Second, they used fixed wavelength that already identified in the lab manual to measure the absorption of a substance at different concentrations as well as to measure the absorption of a sample with unknown concentration. Then they were asked to plot a graph to represents the relation between absorption and concentration (this graph was a standard curve used to determine the amount of substance in a sample). After that, the students were asked to determine the substance concentration in a sample by reading from their own prepared standard curve. After finishing these activities, the students were tested for conceptual understanding (posttest). Data Analysis Analysis of students’ pretest and posttest scores The difference between pretest and posttest scores was calculated to determine student’ knowledge gain. The percentages of knowledge gain were then categorized into substantial gain (30% and above), moderate gain (20-29%), little gain (10-19%), and negligible or no


924

gain (0-9%). The difference between knowledge gain in experimental and control students were compared to determine student achievement in learning for understanding of spectrophotometry principle.

Analysis of the questionnaire responses

The students’ responses on an open-ended questionnaire were categorized to identify themes and interpret the findings.

Analysis of interview responses The interviews were transcribed, and then they were analyzed by using thematic approach to discover students’ perceptions toward the newly designed spectrophotometry laboratory. These data were used corroboratively with the findings from questionnaire. Results and Disscussion Students’ knowledge gained Table 1 shows the difference in percentage knowledge gain between pretest and posttest of both control and experimental students. Knowledge scores for all concepts in both control and experimental groups increased from pretest to posttest. As expected, the percentage knowledge gains of experimental group were higher than those of control group. Table 1. The percentage knowledge gain between pretest and posttest of students in both control and experimental groups

Control group Experimental group Concepts Percentage

knowledge gain Meaning Percentage

knowledge gain Meaning

Key components of a visible spectrophtometer

5.83 Negligible 8.24 Negligible

How visible spectrophotometer functions

13.95 Little gain 22.76 Moderate gain

The relations between absorption and transmission

6.27 Negligible 33.34 Substantial gain

The relations between light intensity (or absorbance) and concentration of a substance

15.78 Little gain 39.93 Substantial gain

Application of Beer-Lambert Law


Quantify the amount of a substance by using a simple visible spectrophotometer


The percentage knowledge gains of students in control group ranged from 5.83 to 16.56. The data in Table 1 reveals that they did not gain knowledge on two concepts; the key components


925

of spectrophotometer (5.83) and the relations between absorption and transmission. They gained little knowledge in four concepts; how spectrophotometer functions (13.93), the relations between light intensity and concentration of a substance (15.78), application of Beer-Lamber Law (11.28) and quantify the amount of a substance by using a simple spectrophotometer (16.56).

For the students in experimental group, their percentage knowledge gains ranged from 8.24 to 39.93. They did not gain knowledge on the key components of spectrophotometer (8.24). In contrast to the control group, the experimental students gained moderate knowledge on how spectropthometer functions (22.76), application of Beer-Lambert Law (28.97), and quantify the amount of a substance by using a simple visible spectrophotometer (29.26). Moreover, the students in experimental group gained substantial concepts in these two concepts; the relations between absorption and transmission (33.34) and the relations between light intensity and concentration of a substance (39.93).

Students’ perception toward the laboratory Table 2 shows the students’ perceptions toward the newly spectrophotometry laboratory-based learning cycle. The majority of the students in the experimental group (80-98%) were satisfied with the learning activity. As the students gained experience in the newly spectrophotometry principle, they expressed that that the activity challenged them to think (81%) and also promoted their understanding of spectrophotometry principle (84%). About 98% of students liked the learning activity. 92% of students were eager to participate in the learning activity. 82% of students expressed that they were eager to participate in the learning activity. 90% of students felt that this laboratory work was interesting. 80% of students reflected that the learning cycle should be implemented in other laboratory classes. Table 2. Students’ perceptions toward the newly spectrophotometry laboratory-based learning cycle

Perceptions Percentage of response

This laboratory work was interesting. 90 The activity in this class challenged them to think. 81 Students enjoyed learning in this laboratory class. 92 Students liked the learning activities 98 Students were eager to participate in the learning activity. 82 The learning activity promoted students’ understanding of spectrophotometry principle.

84

The learning cycle should be implemented in other laboratory classes 80 The following is the excerpt from interviews about the students’ views on the laboratory activity compared with traditional laboratory activities they had experiences:

Totally different. In the previous traditional lab, we did the experiment by following the protocol step by step without thinking. In the present lab, we designed the experiment ourselves with guidance from teacher. We understood to use the results to support our conclusion. We were proud as we could think by ourselves.


926

Some students appreciated this way of learning because it was challenging and made them a better understanding of the concepts:

These laboratory activities motivated me to learn and challenged me to think. I like this way of learning.

Designing the experiment to determine the amount of substance made me better understanding the application of the spectrophotometer.

Students’ perception toward the developed simple device Table 3 shows the students’ perceptions toward the developed simple device. The majority of students in the experimental group (95%) preferred using the simple device to observe light absorption by a substance. As they had experiences with the simple device, they realized that they had a better understanding the spectrophotometry concepts. About 83% of students reflected that the simple device helped them in understanding the concepts of absorption and transmission. 87% of students expressed that the device helped them understanding the relations between absorption and intensity of colored substance. Moreover 79% of students valued that the device promote their understanding how spectrophotometer functions. Table 3. Students’ perceptions toward the developed simple device

Perceptions Percentage of response

The simple device helped students’ understanding the concept of absorption and transmission.

83

The simple device students’ understanding the relations between absorption and intensity of colored substance.

87

The simple device promoted students’ understanding how spectrophotometer functions.

79

I preferred using the simple device to observe light absorption by a substance.

95

The following are the excerpts from interviews about the students’ views on the simple device as they had experiences in the newly spectrophotometry laboratory:

I could see what is going on when a visibly light travel to a colored substances. It made me understood how spectrophotmeter functions. The device allows me to see light change intensity when passed through a colored solution. So I understood the term “absorption. As a visibly light passes through a substance with different concentrations, I saw the transmitted-light decreased as the substance concentration decreased. It made more sense to me than I can only see Beer’s Lambert Law.


927

Discussion The knowledge gain as shown in table 1 clearly indicated that the newly spectrophotometry laboratory helped students to acquire knowledge on the basic spectrophotometry concepts through the learning cycle activity. This is in agreement with several research work on the use of the learning cycle to enhance student’s conceptual understanding (Keeraticahmroen et al., 2010; Sriwattanarothai; 2009). Even though, the students in both control and experimental groups did not gain knowledge on the key components of the spectrophotometer in the laboratory. However, this result was not surprisingly since the student had attended the lecture on spectroscopy before experiencing in the laboratory. This is in agreement with several researchers that students have prior knowledge before entering a classroom and they try to fit the new knowledge to already know in order to construct new knowledge accordingly (Bodner, Klobuchar & Geelan, 2001).

In the newly spectrophotometry laboratory-based learning cycle, the students did not follow directions as commonly practiced in the traditional laboratory. By following the learning cycle activity, students had the opportunity to design the experiment and construct knowledge themselves. Therefore, they developed a better understanding the spectrophotometry concepts as well as positive attitude toward the laboratory. This claim is supported by their knowledge gain as well as their reflection toward the laboratory. This finding corroborated many research studies, e.g. of Keeraticahmroen et al. (2010) who implemented the learning cycle approach to enhance students understanding of scientific concepts. Similarly, Sriwattanarothai (2009) found that the laboratory design based on the learning cycle increased students’ attitude toward the laboratory. The findings of Archavarangson et al. (2011) also supported that hands-on activity that gave students’ opportunity to design the experiment increased students’ achievement and attitude toward science.

Not only the learning cycle approach but also the instrument was the key success factors in this study. In the newly laboratory design based on the learning cycle approach, the developed simple device is of interest to students of experimental group. This was confirmed by the results from students’ reflection toward the simple device. The students preferred using the device since it help them a better understanding the basic spectrophotometry concepts such as apsorption and transmission, the relations between absorption and intensity of colored substance, and how spectrophotometer function. The students believed that they had a better understanding of these concepts because the device allowed them to visualize what is going on in the spectrophotometer. This is in agreement with Limniou, Papadopoulos and Roberts (2007) that the students understood how the instrument functions science they were not face it like a “black box”.

Conclusion and Implementation The findings from this study clearly indicated that the developed simple device promoted students understanding key basic spectrophotometry principle. The finding showed that integration of the device with the learning cycle approach enhanced students’ conceptual understanding of spectrophotometry concepts and also created students’ positive attitude toward the laboratory. This study, however, has some limitations in that the newly spectrophotometry based on the learning cycle activity was implemented to only one group of students. A larger trail in a different context using the learning cycle and the developed simple device with different students together with other instructors is needed. Also a variety


928

of data collection is needed for triangulation and clarification of the findings. Nevertheless, the results from this study can be used as a guideline for instructor for development of an effective instructional unit to promote students’ understanding in various science topics. Acknowledgement This work was supported by a grant from Thailand Research Fund (TRF), the Commission Higher Education (CHE), and Mahidol University (MU), Thailand. References Archavarungson, N., Saengthong, T., Riengrogpitak, S., Panijpan, B., & Jittam, P. (2011).

Specific cytochemical staining for myeloperoxidase enzyme in white blood cells: Experiential learning in medical technology laboratory setting. Submitted to International Journal of Learning, 18(2), 203-217.

Bacon, C.P., Mattley, Y., & DeFrece, R. (2004). Miniature spectroscopic instrumentation: Applications to biology and chemistry. Review of Scientific Instruments, 75(1), 1-16.

Bevevino, M., Dengel, J, & Adams, K. (1999). Constructivist theory in the classroom. The Clearing House, 72(5), 275-278.

Bodner, G., Klobuchar, M., Geelan, D. (2001). The many forms of construtivism. Journal of Chemical Education, 78, 1107-1115.

Carbó, A.D., Adelantado, J.V.G., & Reig, F.B . (2010). Black boxed in analytical chemistry: University students misconceptions of instrumental analysis. US-China Education Review, 7(7), 15-29.

Duit, R., & Treagust, D.F. (1998). Learning in science: From behaviourism towards social constructivism and beyond. In B.J. Fraser & K.G. Tobin (Eds.), International Journal Handbook of Science Education (pp. 3-25). Great Britain: Kluwer Academic Publishers.

Fialho, D.B., Rocha, J.B.T., & Mello, C.F. (1999). An introductory student-centred class to teach concepts related to spectrophotometry in a biochemistry practical laboratory course. Biochemical Education, 27, 217-220.

Karplus, R. (1977). Science teaching and the development of reasoning. Journal of Research in Science Teaching, 14(2), 169-175.

Karplus, R. (1980). Teaching for the development of reasoning. Research in Science Education, 10, 1-10.

Keeratichamroen, W., Dechsri, P., Panijpan, B., & Ruenwongsa, P. (2010). Enhancing student conceptualization of a combustion chemical reaction using the Tapioca Bomb Activity: An Inquiry-based approach. The International Journal of Learning, 17(1), 275-292.

Lawson, A.E. (1986, September). Integrating research on misconceptions, reasoning patterns and three types of learning cycles. Paper presented at the United States – Japan seminar on science education, Honolulu, HI.

Lawson, A.E. (2001). Using the learning cycle to teach biology concepts and reasoning patterns. Journal of Biology Education, 35(4), 165-169.

Lawson, A.E. (2003). Neurological basis of learning, development, and discovery: Implication for science and mathematics instruction. London: Kluwer Academic Publishers.

Leach, J., & Scott, P. (2003). Individual and sociocultural views of learning in science education. Science and Education, 12, 91-113.

Lema, M.A., Aljinovic, E.M., Lozano, M. (2002). Using a homemade spectrophotometer in teaching biosciences. Biochemistry and Molecular Biology Education, 30(2), 106-110.


929

Limniou, M., Papadopoulos, N., Roberts, D. (2007). An integrated lecture, virtual instrumentation lab approach to teaching UV-Vis spectroscopy. Education and Information Technology, 12, 229-244.

Lindgren, J., & Bleicher, E.E. (2005). Learning the learning cycle: The differential effect on elementary preservice teachers. School Science and Mathematics, 105(2), 61-72.

Malina, E.G., & Nakhleh, M.B. (2003). How students use scientific instruments to create understanding: CCD spectrophotometers. Journal of Chemical Education, 80(6), 691-698.

Musheno, B.V., & Lawson, A.E. (1999). Effect of learning cycle and traditional text on comprehension of science concept by students at differing reasoning levels. Journal of Research in Science Teaching, 36(1), 23-37.

Otto, W.H., Larive, C.K., Mason, S.L., Robinson, J.B., Heppert, J.A., & Ellis, J.D. (2005). Using visible spectrophotometers and pH measurements to study speciation in a guided-inquiry laboratory. Journal of Chemical Education, 82(10), 1552-1554.

Renner, J.W., & Lawson, A.E. (1973). Piagetian theory and instruction in physics. The Physics Teacher, 11(3), 165-169.

Sriwattanarothai., N., Jittam, P., Ruenwonsa, P., & Panijpan, B. (2009). From research on local materials to the learning of science: An inquiry-based laboratory for undergraduates. The International Journal of Learning, 16(6), 459-473.

Thal, M.A., & Samide, M.J. (2001). Applied electronics: Construction of a simple spectrophotometer. Journal of Chemical Education, 78(11), 1510-1512.


930

Laboratory Exercises

Red Seaweed Enzyme-catalyzed Bromination of Bromophenol Red:An Inquiry-based Kinetics Laboratory Experiment for Undergraduates*

Received for publication, July 10, 2008, and in revised form, October 16, 2008

Piyachat Jittam‡§, Patcharee Boonsiri¶, Chamras Promptmas||, Namkang Sriwattanarothai‡,Nattinee Archavarungson‡, Pintip Ruenwongsa‡§, and Bhinyo Panijpan†‡

From the ‡Institute for Innovation and Development of Learning Process, Mahidol University, Bangkok, Thailand,§Department of Biochemistry, Mahidol University, Bangkok, Thailand, ¶Department of Biochemistry, Khon KaenUniversity, Khon Kaen, Thailand, ||Department of Clinical Chemistry, Mahidol University, Bangkok, Thailand

Haloperoxidase enzymes are of interest for basic and applied bioscientists because of their increasingimportance in pharmaceutical industry and environmental cleanups. In a guided inquiry-based laboratoryexperiment for life-science, agricultural science, and health science undergraduates, the bromoperoxi-dase from a red seaweed was used to brominate bromophenol red, a novel starting substrate. Substrateand enzyme concentration dependence of this enzyme-catalyzed reaction as followed colorimetricallyyielded initial rates of reaction that the students compared with those of their peers. The studentsworked as collaborative groups partially designing their own experiments and carrying them out. In per-forming the laboratory experiment, they were minimally guided by the instructor and teaching assistants.To engage the students before the laboratory, a short activity involving the enzyme-induced color changewas carried out. At the end of the laboratory session, student groups discussed their results in front ofthe class and reached their own conclusions. Most students had better understanding of importantconcepts in enzyme kinetics and showed good attitude toward the overall student-centered laboratoryexercise.

Keywords: Bromoperoxidase, bromophenol red, guided inquiry, enzyme kinetics.

INTRODUCTION

The bromoperoxidase enzyme (BPO)1 of some sea-weeds, neutrophil myeloperoxidase (MPO) and eosinophilperoxidase (EPO) enzymes of polymorphonuclear granu-locytic leukocytes belong to a class of peroxidaticenzymes called the haloperoxidases. The haloperoxi-dases require both H2O2 (or an organic peroxide) and ahalide ion to transform the third substrate (organic orinorganic) peroxidatically accompanied generally by thelatter’s product having covalently-bonded halogenatom(s). The specific name of chloro- or bromo- or iodo-peroxidase is given to an enzyme based on its capacityto use the halide of the lowest atomic number and thoseof higher number(s). Thus, MPO and EPO are chloroper-oxidases (CPO) because they use chloride, bromide, and

iodide. The red seaweed haloperoxidases are bromoper-oxidases because the suitable halide substrates are bro-mide and iodide, and thus thyroperoxidase (TPO) is aniodoperoxidase because it uses only iodide [1].

Haloperoxidases from different sources have differentcofactors/prosthetic groups: MPO and EPO from whiteblood cells contain a heme group, whereas BPO fromsome seaweeds contains vanadium [1]. In vanadium-containing haloperoxidases, the transition metal does notchange its redox state as the iron in heme-containinghaloperoxidases. Vanadium-containing haloperoxidasesnot only possess a very high stability but also resist highconcentrations of H2O2 and the product (HOX) thatwould readily inactivate the heme-containing haloperoxi-dases [2–4]. These enzymes have been shown to cata-lyze the halogenation of a variety of natural substrates togive products that are potential drugs and environmentalagents, for example, b-ketoacids, cyclic b-diketones,steroids, substituted phenols, alkenes, alkynes, a-b-un-saturated acids, and heterocycles [4]. The functions ofhalogenated products vary and they can have distinctbiological roles. For example, the lone star tick uses 2,6-dichlorophenol as a sex-pheromone, whereas 4-chloro-indolyl-3-acetic acid is a plant growth hormone. Severalhalogenated compounds, particularly those of marine ori-gin, appear to have a defensive role and a number ofhalogenated compounds isolated from bacteria and fungi

*This work is supported by Mahidol University research grant.† To whom correspondence should be addressed. Director,

Institute for Innovation and Development of Learning Process,Mahidol University, Bangkok, Thailand. Tel.: (662) 201-5105;Fax: (662) 354-7345 E-mail: [email protected].

1The abbreviations used are: BPO, bromoperoxidase enzyme;MPO, neutrophil myeloperoxidase; EPO, eosinophil peroxidase;CPO, chloroperoxidase; TPO, thyroperoxidase; PR, phenol red;Br2PR, the dibrominated phenol red, bromophenol red; Br4PR,the tetrabrominated phenol red, bromophenol blue; Cl2PR,chlorophenol red.

This paper is available on line at http://www.bambed.org DOI 10.1002/bmb.2025699

Q 2009 by The International Union of Biochemistry and Molecular Biology BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY EDUCATION

Vol. 37, No. 2, pp. 99–105, 2009

have antibiotic activity, for example, chloramphenicol andchlortetracycline [1, 5–7]. Besides their abilities to makehalogenated compounds of potentially pharmaceuticaland commercial importance, the haloperoxidases havealso been tried in lessening the toxicity of chemical (or-ganic and inorganic) wastes [1].

Phenol red (PR) is a one of the well-known dyes of thesulfonphthalein family (the phenol reds) used as commonpH indicators. It is structurally related to the other twoindicators, the dibrominated phenol red (Br2PR) calledbromophenol red, and the tetrabrominated phenol red(Br4PR) called bromophenol blue. In a stepwise bromo-peroxidatic bromination of PR to Br4PR, the intermedi-ates are expected to be Br1PR, Br2PR, and Br3PR. Theseindicators have different pKas, in other words, distinctlydifferent colors at the same pH over a certain range.Thus in the presence of the enzymes (BPO, MPO, andEPO) and the substrates, H2O2, Br2, and Br2PR at pH6.5, the color of Br2PR changes to a deeper blue, whichcan be followed visually and colorimetrically.

H2O2 þ X� þ Hþ þ AH� �! AXþ 2H2O

AH� organic or inorganic substrate; e:g:;Br2PR

X� � halide ion; e:g:;Br�

One step of the general haloperoxidatic

reaction catalyzed by the haloperoxidase

General formula for the phenol reds

Phenol red ðPRÞ R1 ¼ R2 ¼ R3 ¼ R4 ¼ H

Bromophenol red ðBr2PRÞ R1 ¼ R2 ¼ H; R3 ¼ R4 ¼ Br

Bromophenol blue ðBr4PRÞ R1 ¼ R2 ¼ R3 ¼ R4 ¼ Br

Marine organisms, particularly seaweeds, producelarge quantities of halo-compounds. Here, we report theuse of a crude extract of the bromoperoxidases from thered seaweed to catalyze Br2PR and PR to more colorfulproducts in an undergraduate chemical biology experi-ment for life science, biotechnology, agricultural science,and health science students. In addition to the acquisi-tion of manipulative skills that they generally lack, thestudents were expected to see enzyme-substrate reac-tion and its kinetics as being more tangible. The reactioncan be easily followed semiquantitatively with the nakedeye or more quantitatively with a simple colorimeter. To

engage our students, the laboratory began by the sci-ence students seeing dramatic bromophenol red colorchange on a specially designed test slide to show bro-moperoxidase activity of the seaweed fronds or preclini-cal medical students microscopically witnessing specificcolor change of granules in neutrophils and eosinophilsdue to EPO and MPO activity.

The laboratory experiment reported here was adaptedfrom a cookbook type to an inquiry-based activity. Theexperiment is used as a vehicle to develop concepts oras a means to enhance concept development rather thanto demonstrate and reinforce the concepts studentshave learned in lecture. It is meant for second yearundergraduate university science students enrolled in thebasic biochemistry course. This 3-hour laboratory classschedule is divided into three phases: exploration, con-cepts introduction, and concepts application (Table I).

Laboratory Activities

At the beginning of the laboratory briefing studentswere given a short talk on the importance of the halo-peroxidatic enzymes in biotechnology, pharmaceutics,health, and agriculture. For the latter group, it was men-tioned in passing that the particular red seaweed is usedfor human consumption and as feed for cultured fish.

The laboratory exercise was designed to last 3 hours.To engage the students’ interest in the enzyme experi-ment, they were given the agar slide and the marine redalga (Gracilaria tangi) for testing bromoperoxidase activityof the seaweed. The agar slide was coated by a gel(commercial food agar) solidified after cooling from aheated solution containing 0.7% agar, 70 mM acetatebuffer pH 6.5, and the substrates: 35.7 lM Br2PR(Sigma), 35.7 mM KBr (Merck), and 1.7 mM H2O2

(Merck). Cut seaweeds or fronds were then placed intothe agar gel. The preclinical medical students preparedslides having air-dried, aged, and discarded blood cells.Then they performed MPO and EPO specific staining byBr2PR on the microslides, which were incubated for6 min in the staining mixture (18 mL of 0.2 M sodium ac-etate buffer pH 4.8, 8 mg Br2PR, 0.25 mL of 3 M KBr,1 mL of 0.5% CuSO4, 0.05 mL of 3% H2O2, and 0.20 mgsafranin). The solution was removed by wrist actionbefore the slides were blotted dry. The time for stainingby Br2PR, diaminobenzidine (DAB), and Sudan Blackwas 6, 7, and 10 minutes, respectively: DAB and SudanBlack are the conventional stains for the granulocyticcells [8, 9].

For the enzyme kinetic assays of seaweed bromoper-oxidases, the students were divided into groups of threeor four: each group was provided with a time counterand graduated pipettes and they shared a simple color-imeter, the spectronic 20, 1 instrument/two groups. Alsoprovided was a crude extract of enzyme solution previ-ously filtered and centrifuged to remove the algal debrisand gel (1:1 w/v of the homogenized Gracilaria in 20 mMpH 7.0 Tris-HCl buffer) and acetate buffers (pH 5.5,6.5 and 7.5), a solution of Br2PR at 76.9 mM, KBr at 46.1mM, and H2O2 at 2.3 mM. Equipped with the relevant

100 BAMBED, Vol. 37, No. 2, pp. 99–105, 2009

scientific background information on their observed colorchange in the engagement step, each group of studentscould choose freely the concentration of enzyme andBr2PR (at fixed KBr and H2O2 concentration) and pH fortheir assay. They were expected to predict the outcomeof their choice. They were given minimum guidance dur-ing work. However, they were asked to work collabora-tively and compared their results with those of othergroups. Boiled seaweed extract was used as control. So-dium azide (3.85 mM) was kept by the teaching assis-tants and was dispensed to specific students judiciouslyupon request. Students were warned about the toxicityof azide (oral LD50: Acute: 27 mg/kg for rats and mice)[10] and told to exercise extreme care to avoid contact-ing it. Waste water contaminated with the azide wasreturned to the teaching assistants for eventual wastedisposal by a chemical safety company.

The laboratory was taught as a guided inquiry. Stu-dents’ learning outcomes were assessed from pre/posttests based on Enzyme Conceptual Achievement Testand Enzyme Laboratory Achievement Test constructedby us and other educational instruments such as pre/post concept map drawing and analysis of the laboratoryreports. In addition, the data from analysis of assign-ments and poster presentations were also collected. Stu-dents’ perceptions and preferences for the laboratory ac-tivity were derived from pre/post questionnaires andinterviews. Video records of the class were also made toobtain information on body language, attitude as well ascomments on both the general and specific aspects ofthe experiment.

RESULTS

Agar Gel Staining for BromoperoxidaticActivity of Seaweeds

Within a few minutes, the gel showed the presence ofbromoperoxidatic activity of the red seaweed well in

terms of a dark blue fringe developed in the gel aroundeach ‘‘frond’’ against a pink background for Br2PR (Fig.1a and 1b). Prolonged immersion of the alga in the gelturned the whole slide blue (Fig. 1c). Gracilaria boiled for30 min did not cause color change in the agar gel aroundit (Fig. 1d).

Staining for Granulocytic MPO and EPOBromoperoxidatic Activity

For staining of the granules in neutrophils (Fig. 1e) andeosinophils (Fig. 1f), both PR and Br2PR gave similarresults. The granules stained dark blue for both althoughthe cytosolic background was of purple to light blue huedepending on time for staining before drying (Figs. 1eand 1f). Monocytes and other granulocytic cells alsostained well but with fewer dark granules.

BPO Kinetics

The majority of students could follow the initial rate ofcolor change of the substrate (Br2PR) by monitoring theabsorbance change at 590 nm. The initial rates of reac-tion were linear for 2–3 minutes, be it vs. Br2PR substrateconcentration (at fixed enzyme concentration) or vs.enzyme concentration (at fixed substrate concentration).The plot of initial rate vs. dilution of supplied enzyme isshown in Fig. 2(a). The initial rate, expressed as DOD590/min was plotted against Br2PR concentration, full andpartial Michaelis-Menten plots were obtained for the sub-strate (Fig. 2b). Their Km for Br2PR were of the correctorder, i.e., 1026 M. The Km for all three substratesobtained by instructors are given in the Table AII.

Some students started with too low concentrations ofBr2PR substrate leading to uncertain and variablekinetics plots. With Br2PR as substrate, we witnessed lit-tle apparent inhibition at high concentration. No lag timewas seen.

TABLE IInstructional steps for the bromoperoxidase experiment designed for second year undergraduate science students enrolled in the basic

biochemistry course

Phase Student activity Objective

Exploration (2 hours) Investigate the enzyme activity in seaweedsusing agar gel staining for bromoperoxidaseactivity, or stain for MPO and EPO activities ingranulocytic white blood cells

To identify enzyme, substrate, and products ofthe reaction

To explain what is going on in the particularreaction

To predict the enzyme activityMeasure bromoperoxidase activity using a simple

spectrophotometerTo study the colorimetric method for measuring

the enzyme activityTo measure the initial rate of enzyme catalyzed

reactionTo compare the rate of the reaction with or

without enzymeDesign and perform the experiment with minimal

guidance to investigate the factor(s) affectingrate of enzyme catalyzed reaction

To investigate the influence of enzymeconcentration, substrate concentration, pH andsodium azide on the rate of enzyme catalyzedreaction

Concept introduction(1 hour)

Compare results with those of other groups anddraw a conclusion about the experiment

To interpret results and draw conclusions basedon the empirical data

Prepare a group poster to present the findingsand discuss in front of the whole class

To explain the influence of enzyme concentration,substrate concentration, pH and sodium azideon the rate of enzyme catalyzed reaction

To communicate the scientific knowledgeConcept application

(homework)Solve problems related to enzyme kinetics

experimentTo apply or use knowledge they have learned in

new situations

101

Students also varied the pH to compare the initial ratedifference at the same enzyme and other substrate con-centration. A pH optimum of 6.5 was obtained for Br2PRas substrate (Fig. 2c).

Inhibition of the enzyme activity by sodium azide wasobserved but with 5% activity remaining even at 0.5 mMfinal concentration.

DISCUSSION

General

It is appropriate to point out here that Thailand followsmore closely the European universities’ science andmedicine curricula; thus, our science major and preclini-cal medical students are undergraduates taking bio-chemistry mostly in their second year. However, none ofthese students had done kinetics experiments even intheir previous chemistry laboratory classes. They alsohad never carried out an experiment as collaboratively orwith as much emphasis on their own inquiry abilitybefore. In our laboratory experiment, they had to predict,observe, and explain more.

Agar Gel Screening for Seaweed Bromoperoxidase

In our survey for bromoperoxidatic activity of sea-weeds in remote places, we have successfully exploitedthe agar gel plates that keep very well. The Br2PR con-taining gel is handy in detecting seaweeds for theenzyme activity where its presence, absence, and rela-

tive activity are easily determined. It is suggested thatstudents who study near the sea may go on a field tripto survey seaweeds for this enzyme activity. We wouldlike to point out here that not all seaweed haloperoxi-dases add bromine atoms to their substrates [9].

We found that in the laboratory exercise students wereeasily engaged by the agar plate activity because they allsaw the dramatic color development. PR and Br2PR areindicators well known to them.

Leukocyte Staining

Preclinical medical students carried out the moreenzyme-specific staining of the neutrophil and eosinophilgranules successfully. However, they were equallyimpressed by the less specific peroxidase staining byDAB and Sudan Black.

BPO Enzyme Kinetics

Because the students were given solutions of appro-priate concentrations and pH, their initial rate vs. sub-strate or enzyme concentration results were generally fairto good. The initial rate measurements with Br2PR gavelinear DOD590 vs. time. Our preliminary studies using PRgenerally gave linear kinetics too. However, working withPR sometimes showed OD change only after a relativelylong lag time. Using higher total enzyme activity in ourpresent conditions for the final solution containing Br2PRseemed to have eliminated this problem. Thus not only

FIG. 1. Gracilaria tangi in agar-kit slide showing (a) no blue color development at time 0, (b) deep blue color expandingfringes due to product(s) of bromoperoxidatic activity on Br2PR, (c) total coverage of blue colored product(s), (d) boiledseaweed in agar-kit slide for 30 minutes generating no blue color around it, (e and f) eosinophil and neutrophil granulesstained by EPO and MPO activity on Br2PR, the granules (arrows) stained dark blue but the cytosolic background is of pur-ple to light blue depending on staining time.

102 BAMBED, Vol. 37, No. 2, pp. 99–105, 2009

does Br2PR give intense color and shade, it alsopresents no problem with lag time as with PR.

The rate vs. [E] plot was linear up to a certain concen-tration of the crude extract. The plateau was probablycaused by higher concentrations of impurities in themore concentrated extract which act as substrate orreduce the concentration of at least one substrate.

All groups obtained a pH optimum of 6.5 as expected.Inhibition by 0.5 mM azide was not complete even at thisrelatively high concentration.

Effects of Guided Inquiry

As mentioned earlier students designed their experi-ments with regards to enzyme and substrate concentrationand pH. They were encouraged to predict, observe, andexplain while planning and doing their experiment. Aftersome hesitation they carried out their experiments in totalcollaboration, plotted their results with little promptingfrom the teaching assistants. The student-centerednesswas obvious during their discussion and front-of-the-classpresentations during which the teaching assistants werevirtually ignored. Our video and audio recordings showedthe body language and verbal exchanges indicating enthu-siasm, which was never observed in any of our previouslaboratory experiment where they were asked to followpreset steps. Generally, in the cookbook type laboratoryexperiment students divide their tasks without seeing theoverall picture and generally can neither discuss nor pres-ent their work. In this guided inquiry class they competed,disputed, and discussed with intensity.

Students were asked to write their own concept mapsbefore the experiment, after the experiment and after thelecture, which took place after the laboratory in this case. Itwas found that their concept maps generally improved interms of more relevant details, better interconnections,and descriptions of the links. However, there was someindirect information pertaining more to gene expressionand protein synthesis than that of the fully functionalenzyme indicating the lack of a certain degree of cogency.

In terms of Bloom’s taxonomy about their degree oflearning, data from analysis of student documents andrecorded observations in the teaching laboratory informedus that our students could better compare and contrastand discuss their results. Their interactions before and dur-ing presentations at the end of the class also supporthigher learning [11–13]. Their submitted assignments alsorevealed their ability to use the knowledge they hadlearned to better solve problems or answer the questionsrelated to the concepts of enzyme kinetics. They couldexplain how enzymes were useful in their daily lives.

For the attitude questions, students scored on the 1–5Likert scale for degree of responses and were found to begenerally very positive about their new experiences, espe-cially, the liberation from boring (their own words) pre-scribed routine of some directed laboratory experiments.As mentioned earlier, their front-of-the-class discussionswere done with great enthusiasm and competitiveness.Responses to our questionnaire showed their overall satis-faction with the more active role given to them.

We were surprised by the much higher scores of post-tests over pretests for the Enzyme Conceptual Achieve-ment Test. Most importantly, a follow-up test 8 weeks af-ter the laboratory significantly showed the same degreeof retention. The scores (the Enzyme Laboratory Achieve-ment Test) for the posttest were also higher than the pre-test. These results suggest that students appeared notonly to have developed an understanding of the impor-tant concepts of enzyme kinetics but also improved theabilities in setting hypotheses, designing experiments,interpreting, and drawing conclusions. Students wereable to explain what was going on in the enzyme cata-

FIG. 2. A typical student group’s results (a) initial rates plot-ted against various dilutions of the supplied enzyme, (b) initialrate vs. Br2PR substrate concentration, (c) pH optimum ofrate vs. pH using Br2PR as substrate. Error bars in each graphshow standard deviation of a typical group’s triplicate results.

103

lyzed reaction, to measure, and calculate the initial rateof the enzyme reaction, to analyze, and discuss theeffects of chemical and physical environments onenzyme-catalyzed reactions.

For emphasis, we have to mention here that this labo-ratory exercise was a part of an inquiry-based learningcycle approach in which three main phases wereinvolved: exploration, concept introduction, and conceptapplication [11]. Also contrary to the general practice inThailand, the laboratory experiment was carried outbefore the lecture. Giving students opportunity to designthe experiment by themselves seemed to help them gaina better understanding the objectives of the experiment.They had a better understanding what they had done inthe experiment and they were able to draw conclusionsbased on their data. They were able to construct knowl-edge from group discussion after completing the experi-ments. This way of learning seemed also to helpstudents gain a better thinking ability. In addition, givingstudents laboratory experience before introducing theconcepts to them made subsequent teaching of in depthconcepts easier due to students’ prior knowledge andthe teacher’s knowledge of what misconceptionsstudents had.

For the first time undergraduate students previouslyexposed only to the textbook concepts and parametersof chemical or enzyme kinetics understood how to carryout experiments to obtain results by their own effortsand learned to see them quantitatively, e.g., order ofmagnitude and unit, and, best of all, to conceptualize themore microscopic processes in enzymatic catalysis. Plot-ting of real data also gave them a sense of how agraph(s) is made from experiments.

As to the applicability of this laboratory for the generalaudiences, it is well known that algae with haloperoxi-datic activity can be found in tropical and temperatecountries as well and these can also be used for such alaboratory experiment [14–16]. MPO and EPO can beprepared or purchased.

To see the differences between haloperoxidatic stain-ing and ordinary peroxidatic staining, one can consultref. 15 in which identical electrophoretic protein bandsstained by the two methods may or may not correspondshowing the importance of differentiating peroxidasesfrom true haloperoxidases because the latter also haveperoxidatic activity.

For the more advanced students, it should be pointedout that the enzyme specificities for halides and perox-ides are much stricter than that for the organic or inor-ganic substrates. Moreover, these enzyme-catalyzedreactions for some organic substrates may not be stereo-selective [2, 17]. These haloperoxidases are not typicaltextbook enzymes.

We fully acknowledge the work carried out by theJervises et al., published in this journal, which has anextensive and broadbrush description of multicourseexperiments involving several aspects of haloperoxidase

catalysis, especially, by the C. corallina red algal enzyme[18]. Our work, albeit less comprehensive, includesdetailed biochemical (a new starting substrate Br2PR)and elaborate pedagogical aspects (engagement step,guided inquiry-based collaborative learning, attitude test)to concretely augment the laboratory teaching/learningbased on seaweed bromoperoxidases. The data given inthe Appendix, derived from our own preliminary experi-ments, should provide useful data (some are alsoavailable publicly) for readers wishing to pursue this labo-ratory experiment for their future teaching/learning on thebromoperoxidase using the phenol reds as substrate.

Acknowledgments—Piyachat Jittam is a recipient of a fellow-ship from the Institute for Promoting Teaching Science andTechnology. We acknowledge the support of a Mahidol Univer-sity research grant. We thank professor Edward Wood for read-ing the manuscript.

REFERENCES

[1] S. L. Neidleman, J. Geigert (1986) Biohalogenation: Principles,Basic Roles and Applications, Ellis Horwood Limited, New York.

[2] J. N. Carter-Franklin, A. Butler (2004) Vanadium bromoperoxidase-catalyzed biosynthesis of halogenated marine natural products,J. Am. Chem. Soc. 126, 15060–15066.

[3] J. Littlechild (1999) Haloperoxidases and their role in biotransforma-tion reactions, Curr. Opin. Chem. Biol. 3, 28–34.

[4] A. Butler, J. N. Carter-Franklin (2004) The role of vanadium bromo-peroxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural prod-ucts, Nat. Prod. Rep. 21, 180–188.

[5] C. D. Murphy (2003) New frontiers in biological halogenation,J. Appl. Microbiol. 94, 539–548.

[6] G. W. Gribble (2004) Natural organohalogens: A new frontier formedical agents, J. Chem. Ed. 81, 1441–1449.

[7] J. W. Blunt, B. R. Copp, M. H. G. Munro, P. T. Northcote, M. R.Prinsep (2006) Marine natural products, Nat. Prod. Rep. 23, 26–78.

[8] F. G. J. Hayhoe, D. Quaglino (1980) Haematological Cytochemistry,Churchill Livingstone, New York, p 73, 195.

[9] R. Ullrich, M. Hofrichter (2005) The haloperoxidase of the agaricfungus Agrocybe aegerita hydroxylates toluene and naphthalene,FEBS Lett. 579, 6247–6250.

[10] J. T. Baker (2006) Material Safety Data Sheet. Available at http://www.jtbaker.com/msds/englishhtml/s2906.htm.

[11] J. D. Bransford, M. S. Donovan, in M. S. Donovan, J. D. Bransford,Eds. (2005) How Students Learn: Science in the Classroom, TheNational Academic Press, Washington, DC, pp. 397–419.

[12] R. W. Bybee, in R. W. Bybee, Ed. (2002) Learning Science andthe Science of Learning, NSTA Press, Arlington, Virginia, pp. 25–35.

[13] M. P. Clough, in R. W. Bybee, Ed. (2002) Learning Science andthe Science of Learning, NSTA Press, Arlington, Virginia, pp. 85–94.

[14] J. Kongkiattikajorn, P. Ruenwongsa (2006) Isolation and character-isation of vanadium bromoperoxidases from Thai red alga Gracilariatenuisipitata, Science Asia 32, 31–35.

[15] T. Suthiphongchai, P. Boonsiri, B. Panijpan (2008) Vanadium-de-pendent bromoperoxidases from Gracilaria algae, J. Appl. Phycol.20, 271–278.

[16] E. Garcia-Rodriguez, T. Ohshiro, T. Aibara, Y. Izumi, J. Littlechild(2005) Enhancing effect of calcium and vanadium ions on thermalstability of bromoperoxidase from Corallina pilulifera, J. Biol. Inorg.Chem. 10, 275–282.

[17] Z. Kamenarska, T. Taniguchi, N. Ohsawa, M. Hiraoka, N. Itoh (2007)A vanadium-dependent bromoperoxidase in the marine red algaKappaphycus alvarezii (Doty) Doty displays clear substrate specific-ity, Phytochemistry 68, 1358–1366.

[18] L. Jervis, L. M. Jervis, D. Giovannelli (2005) Aligning biochemistry tothe interests of biology students using haloperoxidase to illustratereactions of environmental and biomedical importance, Biochem.Mol. Biol. Edu. 33, 293–301.

104 BAMBED, Vol. 37, No. 2, pp. 99–105, 2009

APPENDIX

The Tables AI, AII, and AIII given below are useful dataobtained from our preliminary experiments to supportthis laboratory.

TABLE AI

Results from spectrophotometric titrations using a Shimadzu UV-240spectrophotometer

Dye kmax of base (nm) pKa

PR 528 7.8Br2PR 540 6.1Br4PR 590 4.1

TABLE AIIKm values (M) of substrates of the haloperoxidases

Enzyme Phenol red (M) H2O2 (M) KBr (M)

BPO (crude) 1.54 3 1025

(PR) (pH 5.8)3.68 3 1025 3.67 3 1024

BPO (crude) 3.10 3 1025

(Br2PR) (pH 6.5)1.54 3 1024 2.86 3 1024

MPO(commercial)

8.0 3 1026

(PR) (pH 5.8)3.5 3 1024 4.5 3 1023

MPO(commercial)

2.3 3 1025

(Cl2PR) (pH 5.8)3.5 3 1025 2.7 3 1023

TABLE AIIIRf values of sulfonphthalein dyes by TLC on silica gel GF254

Dye Rf Color of spot

Phenol red (authentic PR) 0.33 OrangeBromophenol red (authentic Br2PR) 0.50 OrangeBromophenol blue (authentic Br4PR) 0.54 PurplePhenol red final brominated product 0.54 Purple

The solvent system was amyl alcohol-ethanol-concentratedNH4OH (50:45:5).

105

Volume 12: December 2008www.bioscience.heacademy.ac.uk/journal/vol12/beej-12-6.pdf

Descriptive Account

Applying Symmetries of Common Objects to help Students Understand Stereoselectivity for Apparently Symmetric Substrates

Piyachat Jittam1,2, Pintip Ruenwongsa1,2 and Bhinyo Panijpan1

1Institute for Innovation and Development of Learning Process, 2Department of Biochemistry, Faculty of Science, Mahidol University, Bangkok, Thailand

Date received: 02/09/2008 Date accepted: 30/10/2008

AbstractWe have found it an effective way of teaching symmetry in the context of stereoselectivity, to use common everyday objects with the same point groups as the substrates involved. This has helped students to distinguish between those symmetry elements which allow for stereospecificity and those which preclude it. Two symmetry elements, the simple rotation axis and the mirror plane, are needed to explain the equivalence (or its absence) between atoms or groups in the substrate while interacting with the chiral enzyme. We have used familiar objects such as blackboard erasers, scissors and purses to illustrate the point group symmetry of substrates such as ethanol, citrate, succinate and fumarate and the interaction between the EcoRI restriction enzyme and the EcoRI-DNA palindromic complex.

Keywords: enzyme, mirror plane, rotation axis, symmetry, symmetric substrate

Recently bioscience is increasing popular with science undergraduates and graduates alike. Departmental mergers have created multidisciplinary bioscience courses where students less well equipped in chemistry have to tackle molecular aspects of the science. Since 1994 our molecular bioscience course has been the first that biological science postgraduates have to take. As the first topic of the course we offer symmetry concepts and their applications to biomolecules, especially, in explaining the stereoselectivity for atoms and groups of some apparently symmetric substrates such as ethanol, citrate, succinate and fumarate. We have found that students generally could not grasp the concepts and remained so even when shown moveable computer graphics of substrates and products. The situation became better, if only slightly, when hand-held molecular models were given to them. Thus we had to resort to using common items first for illustrating symmetry elements and the resulting point groups before using the molecular models. After this pedagogical engagement step, the subsequent applications to models of substrates became less challenging, the fact attributable to their perceiving the topic as more real or down-to-earth. It was relatively easy to convince students that natural enzymes and enantiomeric biomolecules are chiral by virtue of their being analogous to one of our hands. Therefore to show why one enantiomeric substrate is exclusively preferred to its non-identical mirror image was usually without problem. However it was more difficult to make them understand selective bond making or bond breaking in a substrate with (a) only one plane of symmetry (σ) and/or (b) a simple rotation axis(es) of symmetry (Cn). The reason for this is that parts of these biomolecules appear to be very similar or even identical to some students. Why then would there be region- and enantio-selectivity?

To engage students to the importance of stereoselectivity, the teacher can cite the notorious case of thalidomide where the S-enantiomer is teratogenic to the developing foetus whereas the R-enantiomer is not (Gordon and Goggin, 2003; Schoffers et al., 1996). Carvone is another example worth mentioning because the S-enantiomer smells like spearmint while the R-enantiomer smells like caraway (Sugawara et al., 2000). Thus in many pharmaceutical, food and cosmetic industries, enantiopure synthesis and/or enantioselective purification of materials


is key. However, the mirror plane in a biomolecule is not the only symmetry element to consider in teaching this topic in molecular bioscience. The simple rotation axis and its implications is also important in understanding of the result of interaction(s) between a small biomolecule(s) with an enzyme, a receptor, DNA, etc.

To our knowledge there are excellent biochemistry textbooks (Metzler, 2001; Voet and Voet, 2004) that describe exact molecular positions which atoms and/or groups are removed from or added to. However, perhaps for lack of space or because of the desire to cater to the majority of the readership, the symmetry principles are not discussed sufficiently for students to grasp the symmetry concepts and to apply them. From our teaching, we have found that for students to apply what they have learned takes more than just knowing the outcome of each reaction involving the apparently symmetric substrates. There are also monographs (Alworth, 1972; Mislow, 1966; Rétey and Robinson, 1982) treating symmetry principles more extensively with many examples of regio- and enantio-selectivity including concepts of chirality and prochirality in biomolecular reactions. We propose here that these academic works should incorporate common object analogs to enable better learning.

(a) (b)

Figure 1 The distinction between the mirror plane and the simple rotation axis (a) the right and the left fan blades are chiral and related by a mirror plane (dotted line) and the two blades are non-identical. The whole picture, the two blades plus the mirror plane, belongs to the Cs point group as citrate (see Figure 4a) (b) The three fan blades are related by a simple three-fold rotation axis ( )(perpendicular to the page at the central point) because they are equivalent

To help the students further, we ask our students to keep in mind two simple rules (a) that a mirror plane relationship between similar or even identical molecular parts makes them potentially enantiomeric (non-identical) (Figure 1a) and (b) that the axis of symmetry (Cn) equates (makes identical) these related parts (Figure 1b). Put in another way, although the presence of a plane of symmetry always renders the whole molecule achiral, only the simple rotation axis can equate the related atoms and groups in the eye of the enzyme. Equivalent sites of a rapidly tumbling substrate have an equal chance of being acted upon by the active site of the enzyme. For example, in ethanol (Figure 2) which is achiral because of the mirror plane, HB and HB1 are related by the σ making them potentially enantiomeric but a local three-fold rotation axis of symmetry equates HB, HB1 and HB2. HA and HA1 are then mirror images with no simple rotation axis of symmetry to equate them, thus the two hydrogen atoms behave


differently to the enzyme alcohol dehydrogenase which converts it to acetaldehyde (CH3CHO) by removing only one particular hydrogen (Metzler, 2001, p.479; Voet and Voet, 2004, p.463).

Figure 2 Fisher projection of the ethanol molecule. The dotted line represents the mirror plane relating the two hydrogens (HA and HA1) bonded directly to carbon 1 as mirror images. The curved arrow indicates free rotation around the single bond acting as a local three-fold rotation axis along the C1−C2 bond equating the three hydrogen atoms (HB, HB1 and HB2) of the carbon 2. Because of the absence of a local two-fold rotation axis perpendicular to carbon 1, HA and HA1 are non-equivalent for the enzyme alcohol dehydrogenase.

In this article we recount our experiences from teaching enzymatic stereoselectivitiy for apparently symmetric substrates (with σ and/or Cn symmetry elements) using objects which are symmetry-equivalents of three substrates in the Krebs Cycle and the EcoRI-DNA palindromic complex.

I. Citric acid. The common coffee cup with one handle (Figure 3a) belongs to the Cs point group because it has only one plane of symmetry and no other symmetry elements. The mirror plane makes the two similar parts non-identical (one cannot be converted into the other). Thus the chiral enzyme, aconitase (Lloyd et al., 1999; Metzler, 2001, p.688; Voet and Voet, 2004, p.784), can tell the top half from the bottom half of the citrate substrate (see Figure 4a) because the latter belongs to the Cs point group also. The top side of the citrate molecule would have the 3-D arrangement of groups around the central C as —CH2COO– to —COO– to OH clockwise and the bottom anticlockwise. Thus the HO-group is moved downward to give the only isomer of isocitrate (Figure 4b). A right hand holding the cup by the handle would leave an oblique thumb print on one side and never the other side. If a transparent planar liquid crystal timepiece with opaque hour and minute hands shows 10 o’clock on one side the other side will show 2 o’clock. The liquid crystal watch has only one plane of symmetry.

II. Succinic acid. The standard blackboard eraser (Figure 3b) has a hard part for holding by the hand and a soft part for erasing. The object belongs to C2v point group because it has two planes of symmetry and one simple rotation axis of symmetry formed by the two symmetry planes which are perpendicular to the broad flat part of the hard and soft surfaces. A right-handed person would leave the thumb mark on A or A1 only. Here the C2 axis equates A with A1 and B with B1. The two mirror planes make positions A(A1) and B, and positions A(A1) and B1 non-equivalent. The succinate molecule (Figure 4c) thus belongs to the C2V point group and should behave like the eraser to the thumb. Therefore for the chiral active site of the enzyme succinate dehydrogenase (Metzler, 2001, p.785; Rétey et al., 1970; Voet and Voet, 2004, p.786) HA and HB1 are indistinguishable and HA1 and HB are indistinguishable also. Thus


if HA is removed, HB1 has an equal chance of being removed also and likewise with HA1 and HB. A molecular model of succinate in fully staggered conformation belongs to C2h point group in which HA and HB1, and HA1 and HB are also equivalent. Please be reminded that small molecules tumble very fast in solution. A comb without the handle and the letters A and B are also symmetry equivalents of the Fischer projection of succinate.

Figure 3 (a) Cup with one handle showing the only symmetry element (the mirror plane) making it belonging to the Cs point group (b) Eraser with 2 intersecting planes of symmetry and the C2 (c) The official Union Jack ensign with the broad white band at top left, the central filled oval shows the position of the perpendicular C2, a mirror plane is in the plane of the page (d) A version of the Star of David, the filled oval showing the position of the rotation axis perpendicular to the page

III. Fumaric acid. The British Union Jack ensign (Figure 3c) and a version of the Star of David (Figure 3d), embedded in a sheet of transparent plastic, belong to C2h point group having the plane of symmetry along the central plane of the plastic sheets and the 2-fold simple rotation axis perpendicular to the plane. Thus rotating the plastic sheets 180° on the table top gives identical pictures. The flip sides are the non-identical mirror images of the top sides and become identical upon rotating 180° around the C2 axis. Fumarate (Figure 4d) is a flat molecule with the 2 carboxylic groups trans across the double bond, thus it belongs to C2h point group. We can conclude therefore that the top parts as seen here are not equivalent to the bottom parts, these two parts are non-superimposable mirror images and should behave differently at the enzyme fumarate hydratase active site (Metzler, 2001, pp.683-684; Mohrig et al., 1995; Voet and Voet, 2004, p.788). However the atoms and groups related by the C2 axis, be it at the top or bottom, are equivalent. If the bottom carbon 2 can be hydroxylated to give Ls-malate (Figure 4e), the bottom carbon 3 can also be equally hydroxylated to give the other possible Ls-malate

(a) (b)

(c) (d)


(a) (b)

(d) (c)

(e)

Figure 4 (a) Citrate showing the only symmetry element, the σ plane perpendicular to the page (b) Isocitrate (c) Succinate with two intersecting mirror planes (σ) and a central C2, all perpendicular to the page (d) Fumarate has one plane of symmetry in the page and a C2 perpendicular to it (e) Two possible, but identical, Ls-malate products from fumarate of (d)


(Figure 4e). To show the front of the Union Jack ensign with the right hand one touches the top right hand corner having the red slanting stripe farther from the top right blue triangle, whereas to show the top of the flip side the right hand has to hold the top side with the slanting red line nearer the top right blue triangle.

It is not immediately obvious to most of our students that the official ensign of the British Union Jack (Figure 3c) has a front and a back that are different. And upon rotating 180° on the page the ensign looks the same as before for both the front and back. The students in our molecular bioscience course find it even more difficult to see such subtle differences in parts of some substrate molecules with one or more symmetry elements. Thus they fail to grasp the regio- and enantio-selectivity particularly for those apparently symmetric substrates in enzyme-catalyzed reactions.

Figure 5 (a) EcoRI enzyme (scissors) complexing with its DNA double helical palindrome (GAATTC) (b) Coin holder (purse). Both objects have only one symmetry element, the C2.

IV. EcoRI-DNA Palindromic Complex. The apparently “impartial” scissors in Figure 5a are not ambidextrous, i.e., they do not suit all people equally: the pair shown in the Figure 5a favours right-handers: we have proven this many times over. The right hand of a person holding these scissors has a diastereomeric (not enantiomeric) relationship with the left hand holding another pair of scissors of the same type. The enantiomeric relationship will arise with an enantiomeric pair of scissors, ones suitable for left handers, held in the left hand. This type of scissors having only one 2-fold simple rotation axis belongs to C2 point group and objects belonging to this group are chiral. The EcoRI palindrome of the B form DNA double helix (the substrate) has one C2 axis between the two adjacent TA base pairs of different strands which run antiparallel. Base sequence is read from 5′-end to 3′-end. The EcoRI restriction enzyme itself is a homodimer and also has only one C2 axis (McClarin et al., 1986; Metzler, 2001, pp.652–653; Voet and Voet, 2004, pp.102–103). Thus the two types of macromolecules fit very well and when assembled still display weak-bond interactions with a common 2-fold rotation symmetry throughout the palindromic region of the protein-DNA complex. Our analogous common objects in Figure 5a represent the DNA palindrome by a palindromic zipper having the right-handed scissors with the cutting edges posed at equivalent positions between G and A. An enantiomeric conformation of the restriction enzyme would not be able to cut the DNA at the correct bonds on both DNA strands. As a reminder, the enantiomeric equivalent of the above complex has to be a left-hand DNA double helix with L-deoxyriboses and with the restriction enzyme having a mirror-image conformation and D-amino acids! A coin purse of the type shown in Figure 5b also favours right-handers. Incidentally, one proposed mechanism of

(a) (b)


action for the S-enantiomer of thalidomide is that it can intercalate into the DNA double helix whereas the R-enantiomer cannot (Stephens et al., 2000).

Learning OutcomesSince the introduction of the everyday items in addition to molecular models students have shown greater interest, more understanding and also better retention of concepts of enzymatic stereoselective reactions. However, we cannot claim complete success. It is expected that our graduates should be able to apply what they have learned to other examples, however there have been students in each class that can barely cope with examination questions different from or parallel to the examples taught. More active and collaborative learning by students themselves, e.g. searching for common items with strictly specified point groups as the given biomolecules, has helped a little more. By having to brainstorm and actively look for items with the specified symmetries, students have become more agile at applying symmetry elements to biomolecules. In fact the authors have benefited from their quests.

There is another minor problem, viz. configuration. Some students stubbornly cannot understand configuration in the Fischer projection and cannot relate it to the 3-D one in the molecular model. So we give them Dreiding or Dreiding-like pieces of molecular models to assemble molecules while looking at the Fischer projections. To ensure that they master both types of molecular representation they also have to write the Fischer projections from assembled molecules. The more adjacent chiral centres a molecule has the more challenging.

Finally, to warn teachers and students alike not to be so taken by the above examples of high specificity to lose sight of less specific enzyme reactions, we wish to point out that although at one extreme some enzymes are highly regioselective, e.g. glucose dehydrogenase is so selective that only the β-anomer and not the α-anomer of D-glucose is oxidized to δ-gluconolactone (Wohlfahrt et al., 1999), at the other extreme there are haloperoxidases which do not show regio- nor enantio-selectivity to certain types of organic substrate at all (Butler and Carter-Franklin, 2004). Thus one has to consider substrate binding and the catalytic mechanism more closely before discussing spectificity. Finally, apart from just enzyme-substrate stereospecificity we should look at other interesting examples of specificity e.g., interactions between drug and target molecule and also hormone and receptor. The example of thyroxine (tetraiodothyronine) showing atropisomeric specificity in binding to its receptor is of great significance for the design of this small hormone’s analogs (Duggan and Craik, 1997; Wagner et al., 1995). As regards the Union Jack ensign in Figure 3c, the one that is tied to its flag pole by the right side (normal situation) can be easily distinguishable from that which is attached by its left side (distress sign). Here the two cases have a diastereomeric relationship.

Corresponding author: Bhinyo Panijpan, Director, Institute for Innovation and Development of Learning Process, Mahidol University, Bangkok 10400, Thailand, e-mail: [email protected], Tel:(662) 201-5105, Fax: (662) 354-7345

ReferencesAlworth, W.L. (1972) Stereochemistry and its application in biochemistry. The relation between

substrate symmetry and biological stereospecificity. New York, John Wiley & Son

Butler, A. and Carter-Franklin, J.C. (2004) The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products. Natural Product Reports, 21, 180–188

Duggan, B.M. and Craik, D.J. (1997) Conformational dynamics of thyroid hormones by variable temperature nuclear magnetic resonance: The role of side chain rotations and cisoid/transoid interconversions. Journal of Medical Chemistry, 40 (14), 2259–2265


Gordon, J.N. and Goggin, P.M. (2003) Thalidomide and its derivatives: Emerging from the wilderness. Postgraduate Medical Journal, 79, 127–132

Lloyd, S.J., Lauble, H., Prasad, G.S. and Stout, C.D. (1999) The mechanism of aconitase: 1.8Å resolution crystal structure of the S642A: citrate complex. Protein Science, 8, 2655–2662

McClarin, J.A., Frederic, C.A., Wang, B.C., Greene, P., Boyer, H.W., Grabel, J. and Rosenberg, J.M. (1986) Structure of the DNA-Eco RI endonuclease recognition complex at 3A resolution. Science, 234, 1526–1541

Metzler, D.E. (2001) Biochemistry. (2nd edn.) The chemical reactions of living cells. San Diego, Harcourt Academic Press

Mislow, K. (1966) Introduction to stereochemistry. W.A. Benjamin

Mohrig, J.R., Moerke, K.A., Cloutier, D.L. Lane, B.D., Person, E.C. and Onasch, T.B. (1995) Importance of historical contingency in the stereochemistry of hydratase-dehydratase enzymes. Science, 269, 527–529

Rétey, J. and Robinson, J.A. (1982) Stereospecificity in organic chemistry and enzymology. Weinheim, VCH

Rétey, J., Seibl, J. and Arigont, D. (1970) Stereochemical studies of the exchange and abstraction of succinate hydrogen on succinate dehydrogenase. European Journal of Biochemistry, 14 (2), 232–242

Schoffers, E., Golebiowski, A. and Johnson, C.R. (1996) Enantioselective synthesis through enzymatic asymmetrization. Tetrahedron, 52 (11), 3769–3826

Sugawara, Y., Hara, C., Aoki, T., Sugimoto, N. and Masujima, T. (2000) Odor distinctiveness between enantiomers of linalool: Difference in perception and responses elicited by sensory test and forehead surface potential wave measurement. Chemical Senses, 25, 77–84

Stephens, T.D., Bunde, C.J.W. and Fillmore, B.J. (2000) Mechanism of action in thalidomide teratogenesis. Biochemical Pharmacology, 59, 1489–1499

Voet, D. and Voet, J.G. (2004) Biochemistry (4th Edn). New York, John Wiley & Son

Wagner, R.L., Apriletti, J.W., McGrath, M.E., West, B.L., Baxter, J.D. and Fletterick, R.J. (1995) A structural role for hormone in the thyroid hormone receptor. Nature, 378, 690–697

Wohlfahrt, G., Witt, S., Handle, J., Schomburg, D., Kalisz, H.M. and Hecht, H. (1999) 1.8 and 1.9 Ǻ resolution structures of Penicillium amagasakiense and Aspergillus niger glucose oxidase as a basis for modeling substrate complexes. Acta Crystallographica, D55, 969–977

เอกสารประกอบการอบรมเชงปฏบตการ “ออกแบบการจดการเรยนรเชงรกและวจยทางการศกษา

เพอพฒนาผเรยน Gen Z”

โดย ดร.น าคาง ศรวฒนาโรทย

122


ออกแบบการจดการเรยนรและวจยทางการศกษาเพอพฒนาผเรยน

สงส าคญทจะชวยใหนกเรยนประสบความส าเรจในการเรยนร คอ การออกแบบและวางแผนการด าเนนการอยางเปนระบบของผสอนทค านงถงพนฐานและบรบทของผเรยนเปนส าคญ ส าหรบอาจารย/ครหลายๆ คนการเขยนแผนการสอนนนเปรยบสเมอนยาขม ทมความยงยากและสบสน โดยเฉพาะอยางยงในชวงเรมตน ดวยเหตน จงขอแนะน าใหรจกกบ กระบวนการออกแบบยอนกลบ (Backward design) ซงจะชวยใหผสอนเหนวา สงทอยากจะสอน/คาดหวง กระบวนการจดการเรยนร และการวดประเมนผลนนมความสมพนธและเปนไปอยางสอดคลองกนหรอไม

การออกแบบยอนกลบ (Backward design) เปนกระบวนการทใชในการออกแบบการจดการเรยนรหรอการออกแบบหลกสตร คดคนโดย Grant Wiggins และ Jay McTighe ซงเผยแพรในป ค.ศ. 1998 โดยมขนตอนการออกแบบตรงขามกบการออกแบบการเรยนรเดม (เรมจากการตงวตถประสงค การก าหนดประสบการณการเรยนรและการจดการเรยนการสอน และปดทายดวยการประเมนผล) การออกแบบยอนกลบ ประกอบดวย ขนตอนส าคญ 3 ขนตอน (ดงแผนภาพ) สามารถสรปรายละเอยดของแตละขนตอนเปนดงน

1. ระบเปาหมายการเรยนรทตองการ (Desired outcomes) ผสอนจะตองวเคราะหวา ใน

หลกสตรไดก าหนดไววาผเรยนจะตองมความรความเขาใจเรองใด ตองสามารถท าอะไรไดบาง ทเปนความเขาใจคงทนตดตวผเรยนไปเปนเวลานาน ในการก าหนดเปาหมายของผเรยนในระดบมหาวทยาลยน สามารถน าขอมลของผลการเรยนรของหลกสตรฯ ตามกรอบของ มคอ. มาใชในการพจารณา โดยความเขาใจทคงทนตดตวทจะเปนประโยชนตอผเรยนนน มเกณฑในการพจารณา 4 ขอ ดงน - เปนความรทผเรยนสามารถน าไปใชไดในสถานการณใหมทหลากหลายทงในเรองเรยนหรอ

เรองอน - เปนความรทเปนหวใจส าคญของรายวชา/หวขอทเรยน โดยผสอนจะตองจดกจกรรมให

ผเรยนไดเรยนรอยางเปนกระบวนการ และคนพบความรดวยตนเอง - เปนความรทอาจไมเปนรปธรรมทชดเจน หรอคอนขางเปนนามธรรม ซงผเรยนเขาใจคอนขาง

ยากหรอมกเขาใจผด แตความรนเปนหวใจส าคญของรายวชา/หวขอทเรยน - เปนความรทเปดโอกาสใหผเรยนไดปฏบตจรง ในการศกษา/คนควา และจะตองสอดคลองกบ

ความสนใจของผเรยน

123


2. กาหนดการประเมนผลและหลกฐานทแสดงวาผ เร ยนบรรล เปาหมายการเรยนร (Assessment and acceptable evidence) ในการออกแบบการ เร ยนการสอนดวยกระบวนการแบบยอนกลบน ผสอนตองออกแบบการประเมนผลการเรยนรกอนการออกแบบบทเรยนและกจกรรมการเรยนร โดยผสอนจะตองหาวธการประเมนเพอหาค าตอบเหลาน อาท จะรไดอยางไรวาผเรยนมความร ความเขาใจตามเปาหมายการเรยนรทก าหนด การแสดงออกของผเรยนเปนอยางไร จงจะเปนการยนยนวาผเรยนบรรลเปาหมายทตงขน ส าหรบวธการประเมนกมหลากหลาย อาท การวดระดบการเรยนรตามแนวของ Bloom’s Taxonomy การน าไปใชนนขนอยกบการประเมนทผสอนออกแบบขน

3. กาหนดประสบการณการเรยนรและการจดการเรยนการสอน (Learning experience and instruction) ขนนเปนขนตอนส าหรบการวางแผนการจดประสบการณเรยนรใหผเรยน โดยตองค านงถงความร ทกษะ กระบวนการทจ าเปนในการบรรลจดมงหมายของผเรยน ตองค านงถงรปแบบการจดกจกรรมทจะชวยใหความรและเพมทกษะใหกบผเรยนรวมทงสอทเหมาะตอการสนบสนนการเรยนรของผเรยน และสงทส าคญทจะชวยผเรยนอกปจจยหนง คอ ค าถามส าคญ ทจะชวยใหนกเรยนบรรลเปาหมายทตงไวได

กระบวนการออกแบบยอนกลบนน สามารถน าไปประยกตใชในการออกแบบไดหลายระดบ ตงแตการจดการเรยนการสอนภายในหวขอ บทเรยน รายวชา ไปจนถง การออกแบบหลกสตร ขนอยกบผน าไปใช ในการอบรมเชงปฏบตการน นอกจากน าเสนอการออกแบบการจดการเรยนรเชงรกดวยกระบวนการออกแบบยอนกลบแลว ยงน าเสนอการประยกตการออกแบบยอนกลบในการออกแบบการวจยทางการศกษา มใจความส าคญโดยสรปของแตละขนตอนเปรยบเทยบกบการออกแบบการจดการเรยนร ดงภาพ

เอกสารอางอง Wiggins, G. & McTighe, J. (1998). Understanding by design. Alexandria, VA: Association of Supervision and Curriculum Development.

“ออกแบบการจดการเรยนร” “ออกแบบการวจยทางการศกษา”

124


แนวทางการออกแบบการจดการเรยนรและวจยทางการศกษาเพอพฒนาผเรยน

สงทสนใจจะท า: ออกแบบการจดการเรยนร / วจยทางการศกษา

ส าหรบ: นกศกษาสาขา......................................................คณะ........................................................ ..............ชนป.........................จ านวน...................................................

หวขอทสนใจ............................................................................................................................................ ..................................................................... .................................

สาระโดยสรป

สงทผเรยนจะได (ระบเปาหมาย) รปแบบ/วธการประเมน ด าเนนการอยางไร

ประวตวทยากร

สถาบนนวตกรรมการเรยนร มหาวทยาลยมหดล

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo

Curriculum Vitae 1. General Information

First Name: Wannapong Last Name: Triampo Sex: Male Nationality: Thai Address: 7/459 Soi Taweewattana 24 Moo Bann Chaiyapreuk Taweewattana,

Salatamsob Taweewattana, Bangkok 10170, Thailand Telephone: 02-441-9817 ext. 1131 Fax: 02-889-2337 Email: [email protected] , [email protected] 2. EDUCATION 1989-1993 B.Sc.with 1st class honoured (Physics), Mahidol University, Thailand

Senior project: Superconductivity:theories and experiments Advisors: Prof. I-Ming Tang and Assoct. Prof. Rassmeedar Hoon-Sawat

1993-1995 M.Sc. (Applied Mathematics), Mahidol University, Thailand Thesis: Spin Singlet Bipolaron at Finite Temperature Advisor: Prof. Julian Poulter, Ph.D 1995-1996 M.Sc. (Physics) Virginia Polytechnic Institute & State University, USA Thesis: Non-thesis 1996-2001 Ph.D. (Physics) Virginia Polytechnic Institute & State University, USA

Thesis: Non-Equilibrium Disordering Processes in Binary Systems due to an Active Agent

Advisor: Prof. Beate Schmittmann, Ph.D

mailto:[email protected]


Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 3. EMPLOYMENT 2007- Present Mahidol University, Dept. of Physics, Faculty of Science Associate Professor 2003- 2007 Mahidol University, Dept. of Physics, Faculty of Science

Assistant Professor 2001-2003 Mahidol University, Dept. of Physics, Faculty of Science

Lecturer 2001-2001 University of Virginia, Departments of Physics Research Associate (Post-doctoral fellow) 1994-2001 Mahidol University, Dept. of Physics, Faculty of Science Lecturer 4. RESEARCH INTERESTS

Biophysical, computational and theoretical modeling of biological and environmental systems using physics and mathematics based integrated approach. Using methods from the theory of stochastic processes and non-equilibrium systems to better understand open problems in life-science. Nanoscience and Nano-toxicity. Mathematics and science education focusing on individualized or personalized leraning especially on development of a diagnostic and remedial learning system based on an enhanced concept Effect Models. 5. TEACHING INTERESTS

Undergraduate and graduate courses in physics, mathematics and biophysics. Laboratory Course in biophysics focusing on protein dynamics. Mentoring students at all stages of their professional development, and inspiring students to engage in a broad understanding of the natural sciences.

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 6. COURSES TAUGHT /BSC/MSC/PHD

• Physics laboratory I

• Classical mechanics

• Elementary physics

• Thermodynamics

• Statistical mechanics

• Numerical analysis

• Elementary physics

• Quantum mechanics

• Theory of many-particle system

• Nonlinear Phenomena

• Special topic in applied physics I (Advance statistical mechanics)

• Special topic in applied physics II (Advance Biophysics)

• Computational physics

• Computational nonlinear physics

• Fundamental Biophysics

• Biophysical modeling and simulations

• Seminar I and II

• Seminar I and II 7. STUDENT MENTORING (Major Advisor or Co-Advisor)

7.1 Graduate Students 1. Suchittra Sa-nguansin, PhD (received December 2005)

Thesis title: Stochastic Modelling of Nano-Bit Data Corruption 2. Ankana Boondirek PhD (received May 2006)

Thesis title: Stochastic Modelling and Simulation of Tumor Growth 3. Pisan Kangtang, MSC (received December 2005)

Thesis title: The Dynamics of The Partitioning of The Bacteria : With and Without an External Field

4. Harit Pitakjakpipob, MSC (received December 2006) Thesis title: Effect of Nanoparticles on Biological Systems


5. Sudarat Chartsuthi, MSC (received March 2006) Thesis title: The Effect of Nanoparticles with and without UVA Radiation on : Leptospira Borgpetersenii Serovar Sejroe

6. Udorn Chanthorn MSC (received March 2008) Thesis title: The single particle tracking for MinE Protein oscillations in Escheria Coli: Dynamics and localization

7. Somrit Unai, MSC (received March 2008) Thesis title: Study of the dynamics and localization of MinD protein through single particle tracking

8. Busayamas Pimpunchat ( received April 2008) Thesis title: A mathematical model for pollution in a river and its remediation by aeration

9. Somchai Sriyab ( received April 2009) Thesis title: A Lattice Bolzmann Method for Modeling the Dynamic Oscillitation of Min Protein

10. Krisda Sudpraserd ( Received July 2009) Thesis title: Stochastic studies of a non-equilibrium lattice gas model: analytic approach and simulations

11.Charin Modchang ( received September 2009) Thesis title: Biophysical Modeling and Monte Carlo Simulations of Receptor Dynamics in Signal Transduction

12. Yaowapa saengpayap MSC ( received September 2009) Thesis title: Effects of Temperature on Min-E Oscillation Periods in EscherichiaColi 13. Kan Sornbundit MSC ( received April 2010) Thesis title: A Biophysical Model for Monolayer- Monolayer Coupling in Lipid Bilayers Statistical Mechanical Analysis and Monte Carlo Simulation 14. Patcharin Panjaburee ( received March 2010) Thesis title: Using A Multi-Expert Approach for Developing A Testing and Diagnostic System Based on A Concept Effect Model: A Case study of A Mathematics Course for Thai Junior High School Students 15. Waipot Ngamsaad ( received March 2010) Thesis title: Lattice Boltzmann Method for Biophysical System: Binary Fluid and Protein Flows 16. Jiraporn Yojina ( received March 2010) Thesis title: A Lattice Boltzmann Method for The Fluid Flow in Microchannel and Applications

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 17. Supan Yodyingyong ( received November 2010) Thesis title: An Interdisciplinary Learning Unit for First Year Undergraduate Students: Dye-Sensitized Solar Cell from Sunlight to Electricity

7.2 Undergraduate students 1. Jirasak Wong-ekkabut ; BSC (received July 2004)

Project title: Explicit Calculations on Small Non-equilibrium Driven Latice Gas Models 2. Charin Modchang ; BSC (received July 2005)

Project title: Modeling of the dynamic pole-to-pole oscillations of the min proteins in bacterial cell division: The effect of an external field

3. Titiwat Sungkaworn, (received July 2006) Project title: Effect of TiO2 Nanoparticle on Tumor Cell Colonies

4. Jeerapond Leelawattanachai; BSC (received July 2007) Project title: Modeling of signal transduction via dynamics of G-protein-coupled receptor

5. Apiwat Wisitsorasak, BSC (received July 2008) Project title: Modeling of the dynamics of G-protein mediated signal transduction process through a statistical physics

6. Raywadee Amornmaneekul, BSC (received July 2008) Project title: Spatio-temporal patterns and mechanisms in motion of pathogenic spirochetes: Implications toward virulence and treatment of leptospirosis

7. Sitta Aroonnual, BSC (Received July 2009) Project title: Spatial Distributions and Energy Landscape of MinE Protein Dynamics via the Biophysical Spot Tracking Technique

7.3 High school students 1. Sangsan Warakkagun, Grade 11, Samsen Wittayalai School, Bangkok (2008)

Project title: Application of Genetic Algorithm and modeling for oil price prediction 2. Jirawat Tangpanitanon, Grade 12, Mahidol Wittauanusorn School (2007-2008)

Project title: Biophysical research in Protein dynamics using tracking technique and signal processing


7.4 Visiting students 1. Stefan Schreier, MS, one year visiting student from Department of

Bioengineering, Faculty of engineering physics, University of Applied Science Munich, Germany. (2007) Project Title: Leptospirosis research: fast, easy and reliable enumeration of mobile leptospires

2. Tattaneewan Laksanasopin, BSC 4th year student from Prince of Songkla University for summer research training Project Title: How to Track Min proteins

3. Jeongmin Shin, MUIC and KEI (Knowledge Exchange Institute, USA) Summer Science Research Program, California, USA, 2008 Project Title: Biophysical studies of cytotoxic Effects of TiO2 Nanoparticles on Human Cervical Carcinoma In Vitro: experimental and computational comparative studies 8. Academic Services 1.ผเชยวชาญตรวจสอบโครงการวจย ประจาปงบประมาณ 2553 ของวทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ จานวน 2 โครงการ ไดแก “การพฒนาการทดลองดวยเทคนคไมโครสเกล เรอง การไทเทรต”

“การพฒนาบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนวชาฟสกส 5” 9. Honors and scholarships 1988 Outstanding Student of the Year 1988 Award from Tepleela School, Thailand 1989 Outstanding Student of the Year 1989 Award from Tepleela School, Thailand 1992 Outstanding Physics Student with the highest GPA among the 2nd and 3rd Year

Students 1992 Award from Faculty of Science, Mahidol University, Thailand 1993 Outstanding Physics Student with the Highest GPA throughout Academic Year

1993 Award, from Faculty of Science, Mahidol University 1994 Outstanding Physics Student with the Highest GPA Award year 1993 from

Professor Taeb Nilanithi Foundation 1996 Applied Mathematics Graduate Student with the Highest GPA Award year 1996

from Professor Taeb Nilanithi Foundation

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 10. Grants and research fundings 1989-1993 B.Sc. (Physics) Scholarship from Office of the Development and

Promotion of Science and Technology Talents (DPST) 1993-1995 M.Sc. (Mathematics) Scholarship from Office of the Development and

Promotion of Science and Technology Talents (DPST) 1995-2001 Scholarship under the Project of the Development of Faculty from

Faculty of Science, Mahidol University 2001-2001 Stochastic Modeling in Cancer Research, Researcher Career Starting

Grants, Mahidol University (Head) 2002-2004 The studies of Morphogenesis by using statistical Physics,

Mathematical Modeling and Computer Simulations, the Thailand Research Fund (Head)

2002-2005 Modeling of Nonlinear Systems in Biology and Medicine: Theory and Applications, the Thailand Research Fund (Member)

2005-2006 The studies of the Effects of Titanium dioxide Nanoparticles on Biological Systems and Applications: Leptospira interrogans, Mid - career Researcher Development Grants, Mahidol University (Head)

2005-2007 The Integrated Studies of Leptospira interrogans using Statistical Physics, Mathematical Modeling, Computer Simulations and Medical- Nanoscience: Theory and applications, the Thailand Research Fund (Head)

2005-2010 Biotechnological Study for the Development of personnels and Research in Signal Transduction Process among Living Cells by Mathematical Modelling and Computational Techniques, National Center for Engineering and Biotechnology, Thailand (BIOTEC) (Member)

2006-2007 The effects of TiO2 nanoparticles on biological systems: Leptospira Interrogans, Research Grant in Basic Science, Third World Academy of Sciences(TWAS) (Head)

2006-2007 The research for development of learning and teaching processes of mathematics via the integrated approach of mathematics, physics, biology and computer driven by applications and model based strategies, Institute of Innovation and Development of Learning Process, Mahidol University (Head)

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 2006-2007 The research and development of preparation technique of Titaniam

dioxide ceramics films by hydrolysis method for biological research, Institute of Science and Technology for Research and Development, Mahidol University (Member)

2007-2008 Integrated research for the research and development of titanium dioxide nanoparticles and the studies of the effects of nanoparticles on biological systems, Institute of Science and Technology for Research and Development, Mahidol University. งานวจยเชงบรณาการเพอการวจยและพฒนาอนภาคนาโนไทแทเนยมไดออกไซดและศกษาถงผลตอระบบเชงชวภาพ (Member)

2007-2008 โครงการพฒนาแบบจาลองระบบ Microfluidics ดวยเทคนค Lattice Boltzmann Methods โดยการคานวนแบบขนานระบบกรดและการประยกตใช , SiPA สานกงานสงเสรมอตสาหกรรมซอฟตแวรแหงชาต (องคการเอกชน) (Head)

2008-2011 การศกษาเชงชวฟสกสและการจาลองแบบพลศาสตรของอนตรกรยาระหวางระบบภมคมกนกบเชอเอชไอว: กรณศกษาของการบาบดโรคเอดสดวยวธเอชไอวอเฟเรซส (Biophysical studies and modeling of dynamics of interactions between HIV and immune system: case studies of AIDS treatment with HIV Apheresis ) ทนเพมขดความสามารถดานการวจยของอาจารยรนกลางในสถาบนอดมศกษา (Head)

2004, 2007 3 scholarships from IRPUS (Industrial and research projects for undergraduate students)

1. Deterministic and Stochastic Modeling of Mechanism for Compartmentalization Involved in Bacteria Division Processes: E. Coli & L. interrogans (2004)

2. Modeling of the dynamics of G-protein mediated signal transduction process through a statistical physics (2007)

3. Spatio-temporal patterns and mechanisms in motion of pathogenic spirochetes: Implications toward virulence and treatment of Leptospirosis (2007)

2007-2008 Development of biophysical and modeling techniques for the studies of Leptospia interrogans (Mutual funding from Mahidol University and Institute de Recherche pour le Development: IRD) (Head)

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 2009-2009 การทาแบบจาลองทางคณตศาสตรเพอศกษาการระบาดของโรคไขหวดใหญ

สายพนธใหม 2009: กรณศกษาการระบาดในโรงเรยนและมาตรการปดโรงเรยน (Head)

2009-2010 การพฒนาเทคนควจยเชงชวฟสกสเพอการ ศกษาสมบตพลวตของโปรตน : Developing biophysical techniques for investigating protein dynamics , ศนยความเปนเลศดานฟสกส (Head)

2010-2011 การศกษาพลวตของการดาเนนไปของโรคในผปวยโรคเอดส โดยใชวธทางชวฟสกสและกลศาสตรสถต : Studies of AIDS dynamics using biophysical and statistical mechanical approach , ศนยความเปนเลศดานฟสกส (Head)

To Update 11. Experiences

1993-1994 Physics Tutor at RAC company, Thailand 1994-1995 Tutor and instructor at Mahidol University, Thailand 1997-2001 Teaching Assistance at Virginia Tech. University, USA 2001-2001 Research associate (Post-doc) at University of Virginia, USA 1995- 2003 Lecturer at Mahidol University, Thailand 2003- 2007 Assistant Professor of Physics at Mahidol university 2007- Present Associate Professor of Physics at Mahidol university 2002- Present Chairman of Physics M.Sc. Program 2009- Present Chairman of Physics PhD. Program 2011- Present Director of Institute for Innovative Learning

12. List of International Publications 1. Triampo W, and Newman TJ. Binary data corruption due to a Brownian agent II.

Two dimensions, competing agents, generalized couplings. Phys. Rev. E. 1999;60:1450. (No impact factor at 1999)

2. Newman TJ, and Triampo W. Binary data corruption due to a Brownian agent. Phys. Rev. E. 1999;59:5172-86. (No impact factor at 1999)

3. Schmittmann B, Zia RKP, and Triampo W. Dynamics scaling in vacancy-mediate disordering. Braz. J. Phys. 2000;30:139 -151. (Impact Factor 0.671 at 2000)


4. Triampo W, Aspelmeier T, and Schmittmann B. Universal aspects of vacancy-mediated disordering dynamics: The effects of external fields. Phys. Rev. E. 2000;61(3):2386. (Impact Factor 2.142 at 2000)

5. Triampo W. Non-equilibrium Disordering in a Binary System due to a Brownian Agent: Exact Lattice Calculation. East-West Journal of Mathematics. 2002; special volume: 309-317. (No Impact Factor at 2002)

6. Triampo W, Triampo D, Tang IM, and Lenbury Y. Random Walk on a Plane- Rotator System: Continuum Theory and Monte Carlo Simulations. ScienceAsia 2003;29:279-289. (No impact factor at 2003)

7. Triampo W, Tang IM, Wong-ekkabut J. Explicit Calculations on Small Non-equilibrium Driven Lattice Gas Models. Journal of the Korean Physical Society 2003;43(2):207-214. (Impact Factor 1.293 at 2003)

8. Wong-ekkabut J, Triampo W, Triampo D, Tang IM, and Lenbury Y. Vacancy-mediated Disordering Process in Binary Alloys at Finite Temperatures: Monte Carlo Simulation. J. Korean Phys. Soc. 2004;45:310. (Impact Factor 1.383 at 2004)

9. Triampo W, Doungchawee G, Triampo D, Wong-ekkabut J, Tang IM. Effects of static magnetic fields on the growth of letpospire, Leptospira interrogans serovar canicola: Immunological reactivity and cell division. J. Biosci. Bioeng. 2004;98(3): 182. (Impact Factor 0.802 at 2004)

10. Ngamsaad W, Triampo W, Kanthang P, Modchang C, Nuttavut N, Tang IM, and Lenbury Y. A Lattice Boltzmann method for modeling the dynamic pole-to-pole oscillations of min proteins for determining the position of the mid-cell division plane. J. Korean Phys. Soc. 2005;46(4):1025-1030. (Impact Factor 0.828 at 2005)

11. Modchang C, Kanthang P, Triampo W, Ngamsaad W, Nuttavut N, Tang IM, and Lenbury Y. Modeling of the dynamic pole-to-pole oscillations of the min proteins in bacterial cell division: The effect of an external field. J. Korean Phys. Soc. 2005;46(4):1031-1036. (Impact Factor 0.828 at 2005)

12. Kaewpradit C, Triampo W, Tang IM. Limit Cycle in a Herbivore-Plant-Bee Model Containing a Time Delay. ScienceAsia. 2005;31:193-199. Accepted 23 March 2005 (No Impact Factor at 2005)


13. Triampo W, Pongkitiwanichkul P, Triampo D, and Shobsngob S. Modified Self-Avoiding Walk in a Polymerization Process. Journal of the Korean Physical Society. 2005;46(6):1429-1432. (Impact Factor 0.828 at 2005)

14. Sa-Nguansin S, Triampo W, and Nattavut N. Simple Modeling of Stochastic Classical Nano-Bit Data Corruption: Probability Distribution Consideration. Journal of the Korean Physical Society. 2005;47(5):764-776. (Impact Factor 0.828 at 2005)

15. Rattanakul C, Lenbury Y, Bell J, Chatsudthipong V, Triampo W, Crooke PS. Spatial Turing-type Pattern Formation in a Model of Signal Transduction Involving Membrane-based Receptors Coupled by G Proteins. Cancer Informatics. 2006;2:329-343. (No Impact Factor at 2006)

16. Boondirek A, Wong-ekkabut J, Triampo W, Tang IM, Picha P, and Lenbury Y. A Stochastic Model of Cancer Growth with Immune Response. J. Korean Phys. Soc. 2006; 45(2): 310-317. (Impact Factor 1.328 at 2006)

17. Wong-ekkabut J, Xu Z, Triampo W, Tang IM, Tieleman P, and Monticelli L. Effect of Lipid Peroxidation on the Properties of Lipid Bilayers: a Molecular Dynamics Study. Biophysical Journal. 2007;93(12):4225-4236. (Impact Factor 4.627 at 2007)

18. Triampo D, Triampo W, Tang IM, and Lenbury Y. The Stochastic Model of Non-equilibrium Mutagen-induced Alterations of DNA: Implication to Genetic Instability in Cancer. BioSystems. 2007;90:870-880. (Impact Factor 1.646 at 2007)

19. Sungkaworn T, Triampo W, Nalakarn P, Triampo D, Tang IM, Lenbury Y, and Picha P. Effect of TiO2 Nanoparticle Aggregates on Tumor Cell Colonies: Fractal Dimension and Morphological Properties. International Journal of Biomedical Sciences. 2007;2(1):67-74. (No Impact Factor at 2007)

20. Triampo W, Baowan D, Tang IM, Nuttavut N, Wong-Ekkabut J, Doungchawee G. A Simple Deterministic Model for the Spread of Leptospirosis in Thailand. International Journal of Biomedical Sciences. 2007;2(1):22-26. (No Impact Factor at 2007)

21. Wuttisela K, Panijpan B, Triampo W, Triampo D. Optimization of the water absorption by crosslinked agar-g-Polyacrylic acid. Polymer (Korea). 2008;32(6): 537-543. (Impact Factor 0.61 at 2008)

22. Modchang C, Triampo W, Kanthang P, Junthorn U, Unai S, Ngamsaad W, Nuttavut N, Triampo D, Lenbury Y. Stochastic Modeling of External Electric Field


Effect on Escherichia coli Min protein dynamics. Journal of the Korean Physical Society. 2008;53(2):851-862. (Impact Factor 1.204 at 2007)

23. Wuttisela K, Shobsngob S, Triampo W, Triampo D. Amylose/amylopectin simple determination in acid hydrolyzed tapioca starch. Journal of The Chilean Chemical Society. 2008;53(3):1565-1567. (Impact Factor 0.562 at 2008)

24. Wong-ekkabut J, Baoukina S, Triampo W, Tang IM, Tieleman DP, Monticelli L, Computer simulation study of fullerene translocation through lipid membranes. Nature Nanotechnology. 2008;3:363-368. (Impact Factor 20.571 at 2008)

25. Sroiraya S, Triampo W, Moralese NP, and Triampo D. Kinetics and Mechanism of the hydroxyl radical of photocatalytic TiO2 nanoparticles using ESR spectroscopy: Effect of particle sizes, particle concentrations, and aggregations. Journal of Ceramic Processing Research. 2008;9(2):146-154. (Impact Factor 0.288 at 2008)

26. Modchang C, Triampo W, and Lenbury Y. Mathematical Modeling and Application of Genetic Algorithm to Parameter Estimation in Signal Transduction: Trafficking and Promiscuous Coupling of G-protein coupled Receptors. Computers in Biology and Medicine. 2008;38:574-582. (Impact factor 1.272 at 2008)

27. Nalakarn P, Tang IM, and Triampo W. Fractal Studies on the Spatial Patterns of Tree: a Case Study of KHAO-YAI NATIONAL PARK, THAILAND. ScienceAsia. 2008;34:409-415. (No Impact Factor at 2008)

28. Junthorn U, Unai S, Kanthang P, Ngamsaad W, Modchang C, Triampo W*, Krittanai C, Lenbury Y, Triampo D. Single Particle Tracking Method for Quantitative Tracking the Distribution and Dynamics of the MinE Protein. J. Korean Phys. Soc. 2008 Mar;52(3):639-648. (Impact Factor 1.204 at 2008)

29. Ngamsaad W, Yojina J, Kanthang P, Modchang C, Krittanai C, Triampo D, Nuttawut N, Triampo W. Quantitative approach of Min protein researches and applications: Experiments, mathematical modeling and computer simulations. African Journal of Biotechnology. 2009;8(25):7350-7362. (Impact Factor 0.565 at 2009)

30. Triampo D ,and Triampo W. The Working of the Atomic Force Microscope for Chemical Mapping. The Open Materials Science Journal. 2009;3:50-55. (No impact factor at 2009)


31. Baowan D, Triampo W, Triampo D. Encapsulation of TiO2 nanoparticles into single-walled carbon nanotubes. New Journal of Physics. 2009;11:1-13. (Impact Factor 3.312 at 2009)

32. Sriyab S, Yojina J, Ngamsaad W, Kanthang P, Modchang C, Nuttavut N, Lenbury Y, Krittanai C, Triampo W. Mesoscale modeling technique for studying the dynamics oscillation of Min protein: Pattern formation analysis with lattice Boltzmann method. Computer in biology and medicine. 2009;39(5):412-424. ( Impact Factor 1.269 at 2009)

33. Schreier S, Triampo W*, Doungchawee G, Triampo D, Chadsuthi S. Leptospirosis research: fast, easy and reliable enumeration of mobile leptospires. Biological Research. 2009;42(1):5-12. (Impact Factor 0.849 at 2009)

34. Unai S, Kanthang P, Junthon U, Ngamsaad W, Triampo W, Modchang C, and Krittanai C. Quantitative analysis of time-series fluorescence microscopy using a spot tracking method: application to Min protein dynamics. Biologia. 2009;64(1):27-42. (Impact Factor 0.617 at 2009)

35. Leelawattanachai J, Triampo W, Modchang C, Triampo D, Lenbury Y. Modeling and genetic algorithm optimization of early events in signal transduction via dynamics of G-protein-coupled receptors: internalization consideration. Applied Mathematics and Computation. 2009;207:528-544. (Impact Factor 1.124 at 2009)

36. Termnak S, Triampo W, Triampo D*. Effect of acid during synthesis on the agglomerated strength of TiO2 nanoparticles. Journal of Ceramic Processing Research. 2009; 10(4): 491-496. (Impact Factor 0.402 at 2009)

37. Wuttisela K, Triampo W, Triampo D*. Chemical Force Mapping of Phosphate and Carbon on Acid-Modified Tapioca Starch Surface. International Journal of Biological Macromolecules. 2009; 44: 86-91. (Impact Factor 2.366 at 2009)

38. Pimpunchat B, Sweatman WL, Wake GC, Triampo W, Parshotam A. A mathematical model for pollution in a river and its remediation by aeration. Applied Mathematics Letters. 2009;22:304-308. (Impact Factor 0.978 at 2009)

39. Wong-ekkabut J, Chadsuthi S, Triampo W, Doungchawee G, Triampo D, and Krittanai C. Leptospirosis research: Response of pathogenic spirochete to ultraviolet-A irradiation. African Journal of Biotechnology. 2009;8(14):3341-3352. (Impact Factor 0.565 at 2009)

40. Rattanakul C, Sungkaworn T, Lenbury Y, Chudoung M, Chatsudthipong V, Triampo W, Novaprateep B. Nonlinear spatiotemporal analysis and modeling of


signal transduction pathways involving G protein coupled receptors. International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied Sciences. 2009;3(3):219-229. (No Impact Factor at 2009)

41. Yodyingyong S, Panijpan B, Triampo W, Triampo D*. An Inexpensive Furnace for Calcination: Simple TiO2 Synthesis. Journal of Chemical Education. 2009;86(8):950-952. (Impact Factor 0.586 at 2009)

42. Wisitsorasak A a, Triampo W a b, Triampo D c, Modchang C d, Lenbury Y e f. Investigating the heterodimerization process among receptors by Monte Carlo cellular automaton simulation. International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied Sciences. 2009;3(4):335-345. (No Impact Factor at 2009)

43. Yojina J, Ngamsaad W, Nuttavut N, Triampo D, Lenbury Y, Kanthang P, Sriyab S, Triampo W. Investigating flow patterns in a channel with complex obstacles using the lattice Boltzmann method. Journal of Mechanical Science and Technology. 2010;24(10):10 pp. (Impact Factor 0.374 at 2009)

44. Modchang C, Nadkarni S, Bartol TM, Triampo W, Sejnowski TJ, Levine H and Rappel1 WJ. A comparison of deterministic and stochastic simulations of neuronal vesicle release models. Physical Biology. 2010;7:7 pp.Published 26 May 2010. (Impact Factor 3.086 at 2009)

45. Baowan D, Triampo D and Triampo W. Modeling of Titania Nanoparticle Accumulation at the Open End of Single-Walled Carbon Nanotubes Prior to TiO2 Encapsulation. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 2010;7:1-5. (Impact Factor 0.899 at 2009)

46. Ngamsaad W, Yojina J and . Triampo W. Theoretical studies of phase separation kinetics in a Brinkman porous medium. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 2010;43:7pp. (Impact Factor 1.577 at 2009)

47. Panjaburee P, Hwang G-J, Triampo W, Shih B-Y. A Multi-Expert Approach for Developing Testing and Diagnostic Systems based on the Concept Effect Model. Computers & Education, 2010;55:527-540. (Impact Factor 0.475 at 2009)

48. Chadsuthi S, Wong-ekkabut J, Triampo W, Doungchawee G, and Triampo D. Comparison of the effects of UV-A radiation on Leptospira interrogan serovar Bataviae, Canicola, and Pomona. African Journal of Biotechnology, 2010;9(21):3196-3206. (Impact Factor 0.565 at 2009)

49. Yojina J, Ngamsaad W, Nuttavut N, Triampo D, Lenbury Y, Triampo W, Kanthang P and Sriyab S. More Realistic Model for Simulating Min Protein


Dynamics: Lattice Boltzmann Method Incorporating the Role of Nucleoids. International Journal of Computational and Mathematidc Sciences. 2010;4(3): 177-182. (No Impact Factor at 2009)

50. Ngamsaad W, Kanthang P, Modchang C, Sriyab S, Triampo W. The effect of boundary conditions on the mesoscopic lattice Boltzmann method : Case study of a reaction–diffusion based model for Min-protein oscillation. Applied Mathematics and Computational. 2010;217:2339-2347. (Impact Factor 1.124 at 2009)

51. Boondirek A, Triampo W, Nuttavut N. A Review of Cellular Automata Models of Tumor Growth. International Mathematical Forum. 2010; 5(61): 3023-3029. (No Impact Factor at 2009)

52. Rattanakul C a b, Lenbury Y a b, Kongson J a b, Triampo W c. The dynamics of a nonlinear model of signal transduction in human under impulsive depressant drug treatment. Dynamic Systems and Applications. 2010;19(3-4):651-666. (No Impact Factor at 2009)

53. Moonchai S a, Lenbury Y b c, Triampo W d. Cellular automata simulation modeling of HIV infection in Lymph Node and peripheral blood compartments. International Journal of Mathematics and Computers in Simulation. 2010;4(4):124-134. (No Impact Factor at 2009)

54. Precharattana M a, Triampo W b f, Modchang C c f f, Triampo D d, Lenbury Y e. Investigation of spatial pattern formation involving CD4+ T cells in HIV/AIDS dynamics by a stochastic cellular automata model. International Journal of Mathematics and Computers in Simulation. 2010;4(4):135-143. (No Impact Factor at 2009)

55. Sudprasert K, Precharattana M, Nuttavut N, Triampo D, Pattanasiri B, Lenbury Y and Triampo W. Non-equilibrium Statistical Mechanics of Driven Lattice Gas Model: Probability Function,FDT-violation,and Monte Carlo Simulations, International Journal of Computational and Mathematical Sciences 2011;5(2):84-92. (No Impact Factor at 2009)

56. Schreier S, Doungchawee G, Chadsuthi S, Triampo D and Triampo W. Evaluation of zero-length crosslinking method for immuno-magnetic separation of Leptospira. Biologia. 2011.;66(11):8-17 (Impact Factor 0.617 at 2009)


57. Ngamsaad W, May S, Wagner A, Triampo W. Pinning of domains for fluid-fluid phase separation in lipid bilayers with asymmetric dynamics. SOFT MATTER. 2011;7(6):2848-57.(Impact Factor 4.869 at 2009)

58. Panjaburee P, Triampo W, Chuedoung M, Triampo D, and Nokkaew A. Development of a Diagnostic and Remedial Learning System based on an Enhanced Concept Effect Model. Innovations in Education & Teaching International, 2011. (Accepted) (Impact Factor 0.9 at 2009)

59. Yodyingyong S, Sae-Kung C, Panijpan B, Triampo W and Triampo D. PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF NANOPARTICLES TITANIA FROM ALCOHOL BURNER CALCINATION. Bull. Chem. Soc. Ethiop. 2011;25(2):001-010. (In revision) (Impact Factor 0.390 at 2009)

60. Sornbundit K, Ngamsaad W, Nuttavut N, Triampo D, Triampo W. Coarsening of Lipid Raft Domain through Coupled Cahn-Hilliard Equation, Chinese Physics Letters (In revision) (Impact Factor 0.972 at 2009)

61. Precharattana M, Triampo W, Modchang C, Triampo D, Lenbury Y, Nokkaew A. Stochastic cellular automata model and Monte Carlo simulations of CD4+ T cell dynamics with a proposedalternative leukapheresis treatment for HIV/AIDS, Computer in biology and medicine. (In revision) (Impact Factor 1.269 at 2009)

62. Modchang C, Iamsirithaworn S, Auewarakul P, Triampo W. A modeling study of school closure to reduce influenza transmission: a case study of an influenza A (H1N1) outbreak at a private Thai school, Mathematical and Computer Modelling (In revision) (Impact Factor 1.103 at 2009)

63. Hwang GJ, Panjaburee P, Shih B-Y, Triampo W, A group decision approach to developing concept effect models for diagnosing student learning problems, British Journal of Education Technology. (In revision) (Impact Factor 1.255 at 2009)

Curriculum Vitae of Assoc. Prof. Wannapong Triampo 13. Research Work Presented in Conferences, Seminars and Proceedings

Conference Presentation 1. Triampo W, Nanotechnology in Medicine, Mahidol Summer School on

Advanced Research(MSAR 2002) on Nanonscience and Nanotechnology, Faculty of Science, Mahidol University, Thailand, 25-27 March, 2002

2. Triampo W, Stochastic Processes of Nanosystem, Mahidol Summer School on Advanced Research (MSAR 2002) on Nanonscience and Nanotechnology, Faculty of Science, Mahidol University, Thailand, 25-27 March, 2002

3. Pongkitiwachakul P, Triampo W, and Arayasan D, New finding of scaling behavior of the end-to-end distance for self-avoiding walk model of polymerization: Monte Carlo simulation, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 183, 2002

4. Nirunpong K and Triampo W, Computer simulation fir dengue fever epidemic in Bangkok, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 198, 2002

5. Vachiratienchai C and Triampo W, Stochastic process of nanobit data corruption due to Brownian agent, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 199, 2002

6. Pakpinpetch S and Triampo W, Rate of flow inside latex vessel, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 200, 2002

7. Wong-ekkabut J, Triampo W, Tang IM, Temperature dependent on the slope the disordering parameter of vacancy-mediated disordering processes in binary alloy systems at finite temperature : Monte Carlo simulations, 29th Congress on Science and Technology of Thailand, Golden Jubilee Convention Hall, Khon Kaen University, 20-22 Oct 2003

8. Pitakjakpipop H, Triampo W, Kritanai C, Nuttavut N, Wongekkabut J, Tang IM, and Duangchawee G, Estimation the number of Leptospires in liquid media by using turbidity via spectrophotometer, The Second National Conference on Optics and Applications (NCOA-2), Miracle Grand Convention Hotel, Bangkok, Thailand, 4 February 2005

9. Ngamsaad W, Triampo W, Kanthang P, Tang IM, Nuttawut N and Modjung C, A lattice Boltzmann method for modeling the dynamic pole-to-pole oscillations of min proteins for determining the position of the midcell division plane 2nd International Conference on Mesoscopic Methods in Engineering and Science


(ICMMES), July 26-29, 2005, the Hong Kong Polytechnic University (HKPU), Hong Kong, China.

10. Wong-ekkabut J, Monticelli L, Xu Z, Baoukina S, Triampo W, Tang IM, Tieleman P, Effect of perocidation on the properties of a palmitoyl-2-linoleyl-sn-glycero-3-plosphatidylcholine bilayer . 51th Annual Meeting Biophysical Society , Baltimore, Maryland ,March 3-7, 2007

11. Nalakarn P, Tang IM, Triampo W and Lenbury Y, Studies on spatial patterns of trees using allometric scaling and fractal dimension: A case study for Khao-Yai National Park, Thailand, International Conference in Mathematics and Application 2007, 15-17 August 2007, Bangkok, THAILAND

12. Junthorn U, Unai S, Kanthang P, Ngamsaad W, Triampo W, Modchang C, Krittanai C, and Lenbury Y, How to track MinE protein oscillations in Escherichia coli. 33rd Congress on Science and Technology of Thailand, Nakhon Si Thammarat, Thailand, 18 – 20 Oct 200731.

13. Modchang C, Triampo W, and Lenbury Y. A Stochastic Model of Min Protein Oscillations in Escherichia Coli: the Effect of an External Electric Field. 33rd Congress on Science and Technology of Thailand, Nakhon Si Thammarat, Thailand, 18 – 20 Oct 2007

14. Wisitsorasak A, Triampo W and Lenbury Y, Modeling of the Dynamics of G-Protein Mediated Signal Transduction Process Through A Statistical Physics, 33rd Congress on Science and Technology of Thailand, Nakhon Si Thammarat, Thailand, 18 – 20 Oct 2007

15. Unai S, Khantang P, Junthorn U, Ngamsaad W, Nattavut N, Triampo W, Krittanai C, SINGLE PARTICLE TRACKING: APPLICATION TO STUDY MinD PROTEIN OSCILLATION IN LIVE Escherichia coli, 33rd Congress on Science and Technology of Thailand

16. Ngamsaad W, May S, Triampo W and Wagner AJ., “A lattice-Boltzmann simulation of Phase-separation in Lipid-bilayers” 17th International Conference on the Discrete Simulation of Fluid Dynamics (DSFD 2008), August 4 - 8, 2008, Florianópolis, Santa Catarina State, Brazil.

17. Precharattana M, Nokkeaw A, Triampo W, Triampo D, Lenbury Y, “The quest for a strategy to survive with HIV/AIDS, How could Leukocytaphaeresis as an alternative HIV/AIDS treatment save life?” , Physic for dynamics society (SPC 2009), March 19-21, 2009, Petchaburi , Thailand.


18. Precharattana M, Nokkeaw A, Triampo W, Triampo D, Lenbury Y, “Stochastic Model and Simulations for an Alternative HIV/AIDS Treatment: Leukapheresis”, 18th International Conference on the Discrete Simulation of Fluid Dynamics (DSFD 2009), July 6-10, 2009, Beijing , China.

19. Ngamsaad W, May S, Triampo W and Wagner AJ., “Phase-Separation in Supported Lipid Bilayers and the Analysis for Arrested Length-Scale” 18th International Conference on the Discrete Simulation of Fluid Dynamics (DSFD 2009), July 6-10, 2009, Beijing, China.

20. Precharattana M, Nokkeaw A, Triampo W, Triampo D, Lenbury Y, “How could Leukocytapheresis as an alternative HIV/AIDS treatment save life? : Stochastic model and simulations”, Commission on Higher Education Congress II: University Staff Development Consortium (CHE-USDC Congress II), August 27-29, 2009, Chonburi, Thailand.

21. Modchang C, Triampo W, Triampo D, Lenbury D. Mathematical Modeling and Genetic Algorithm Optimization of G-Protein Coupled Receptor Signal Transduction. International Conference in Mathematics and Applications 2009, Bangkok, Thailand, 17 – 19 Dec 2009

22. Pattanasiri B, Nattavut N, Triampo D and Triampo W, “Vacancy-mediated dynamics with quenched disorder in binary alloy: Monte Carlo simulations and dynamic scaling” 14th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE14), March 23-26, 2010, Mae Fah Luang University, Chiang Rai, Thailand.

23. Ngamsaad W, Yojina J and Triampo W, “Domain Coarsening in a Brinkman Porous Medium” Siam Physics Congress 2010, March 25-27, 2010, River Kwai Village Hotel, Kanchanaburi, Thailand.

24. Precharattana M, Triampo W, Modchang C, Triampo D, Lenbury Y, Investigation of Spatial Pattern Formation Involving CD4+ T Cells in HIV/AIDS Dynamics by a Stochastic Cellular Automata Model, WSEAS conference.

25. Wisitsorasak A, Triampo W, Triampo D, Modchang C, Lenbury Y. Monte Carlo Cellular Automaton Simulation in Biomedical Science: : Heterodimerization of Receptors. WSEAS Proceedings. (in ISI) 2010.

26. Panjaburee P, Triampo W, Hwang GJ, Shih B-Y, “A multi-expert approach for developing testing and diagnostic systems ” Proceedings of 17th International Conference on Computers in Education 2009, 30 November – 4 December, 2009, Asia-Pacific Society for Computers in Education, Hong Kong.


27. Modchang C, Triampo W, Lenbury Y, A STOCHASTIC MODEL OF MIN PROTEIN OSCILLATIONS IN ESCHERICHIA COLI: THE EFFECT OF AN EXTERNAL ELECTRIC FIELD, 33rd Congress on Science and Technology of Thailand

28. Junthorn U, Unai S, Kanthang P, Ngamsaad W , Triampo W, Charin Modchang, Krittanai C, Lenbury Y, HOW TO TRACK MinE PROTEIN OSCILLATIONS IN Escherichia coli, 33rd Congress on Science and Technology of Thailand

29. Shih B-Y, Hwang GJ, Panjaburee P, Triampo W, “Diagnosing student learning problems based on concept relationship model with multi-expert approach” Proceedings of the International Conference on Learning Innovation in Science and Technology 2010, February 24-26, 2010, Pattaya, Thailand.

Proceedings 1. Triampo W and Wangsuya S, Disordering Processes in Binary Spin System

Caused by A Brownian Agent, 27th Congress on Science and Technology of Thailand. Songkla, Thailand, 16-18 Oct., 2001

2. Triampo W and Wangsuya S, Modeling and Computer Simulation in Cancer Research, The First National Meeting on Biomedical Engineering, Bangkok, Thailand, 13-14 Sept., 2001

3. Triampo W, Modeling and Computer Simulation in Cancer Research: On the Growth of Avascular Tumor Spheroids, 6th National Meeting on Cancer, Bangkok, Thailand, 3-4 Dec., 2001

4. Triampo W, Arayasan D and Wong-ekkabut J, Monte Carlo Studies of Non-Equilibrium Vacancy Mediated Dynamics in Binary Alloys, Annual National Computational Science and Engineering Symposium 2002(ANSCSE6), Walailak University, Nakonsritammarat, Thailand 3-5 April, 2002

5. Triampo W, Non-Equilibrium Disordering Processes in a Binary System due to a Brownian Agent: Exact Lattice Calculation, Proceedings of the International Conference on Computational Mathematics and Modeling, East-West Journal of Mathematics, Bangkok, Thailand, May 22-24, 2002

6. Pongkitiwachakul P, Triampo W and Arayasan D, New Finding of Scaling Behavior of the End-to-End Distance for Self-Avoding Walks Model of Polymerization :Monte Carlo Simulations, The Second Thailand Materials Science and Technology Conference: Materials Science and Technology for a Sustainable Development of Thailand, August 6-7, 2002


7. Wong-ekkabut, Triampo W and Arayasan D, The Non-equilibrium aspects of Metals: An exact Calculation on a small System, The Second Thailand Materials Science and Technology Conference: Materials Science and Technology for a Sustainable Development of Thailand, August 6-7, 2002

8. Wong-ekkabut J, Triampo W and Triampo D, Explicit calculations on small non-equilibrium driven lattice gas model, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 197, 2002

9. Sa-nguansin S and Triampo W, The Disordering processes of nanobit systems due to a biased active agent, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 578, 2002

10. Boondirek A and Triampo W, Stochastic simulation of cluster growth by mitosis, 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 579, 2002

11. Rassmaesard A, Triampo W and Ounjai P, Monte Carlo computer simulations of the dynamic of cancerous cell growth induced by Epstein- Barr Virus(EBV), 28th Congress on Science and Technology of Thailand. Bangkok, Thailand, 24-26 Oct., p 446, 2002

12. Ngamsaad W, Triampo W, Kanthang P, Tang IM., Nuttawut N, Modchang C and Lenbury Y, “A Lattice Boltzmann Method for Modeling Min Proteins Oscillation in Escherichia coli” Proceedings of the International Conference in Mathematics and Applications, December 15 - 17, 2005, Chaophaya Park Hotel, Bangkok, Thailand.

13. Unai S, Khantang P, Junthorn U, Ngamsaad W, Nattavut N, Triampo W and Krittanai C, Biophysical Study of MinD Protein Oscillation in E. coli. SIAM PHYSICS CONGRESS 2007, March 22 –24, Nakorn Pathom, THAILAND

14. Wistisorasak A, Triampo W, Monte Carlo Simulations of Signal Transduction Mediated By G-Protein: Spatial Distribution of Molecules. 32nd Congress on Science and Technology of Thailand (STT.32) October 10-12, 2006 Venue: Queen Sirikit National Convention Center , THAILAND

15. Chadsuthi S, Triampo W, Doungchawee G, Wong-ekkabut J, Triampo D and Tang IM, Effect of TiO2 Nanoparticles on Pathogenic Spirochetes, Leptospira Interrogans. SIAM PHYSICS CONGRESS 2007, March 22 –24, Nakorn Pathom, THAILAND

16. Pitakjakpipop H, Triampo W and Himakoun L, Environmental Effects of Nanoparticles: Genotoxic Effects of Titanium Dioxide on Induction of


Micronucleuse Formation in The Snake Head Fish Cell Line, 32nd Congress on Science and Technology of Thailand (STT.32) October 10-12, 2006 Venue: Queen Sirikit National Convention Center , THAILAND

17. Chadsuthi S, Triampo W, Doungchawee G, Wong-ekkabut J, Antibacterial effects of TiO2 Nanoparticles Combine with UVA on Letospira Interrogans Serovar Canicola. 32nd Congress on Science and Technology of Thailand (STT.32) October 10-12, 2006 Venue: Queen Sirikit National Convention Center , THAILAND

18. Leelawattanachai J , Triampo W, Modchang C and Lenbury Y, Modeling of Signal Transduction via Dynamics of G-Protein-Coupled Receptors: Internalization Consideration, International Conference in Mathematics and Application 2007, 15-17 August 2007, Bangkok, THAILAND

19. Modchang C, Triampo W and Lenbury Y, Mathematical Model Investigations of Signal Transduction via G-Protein Coupled Receptors: Trafficking and Promiscuous Coupling of Receptors, International Conference in Mathematics and Application 2007, 15-17 August 2007, Bangkok, THAILAND

20. Unai S, Khantang P, Junthorn U, Ngamsaad W, Nattavut N, Triampo W, Krittanai C and Lenbury Y, Single Particle Tracking: Application to Study MinD Protein Oscillation in Live Escherichia coli. The STT33 conference at Walailak University in Nakornsrithammarat Province on 18-20 Oct 2007, THAILAND

21. Precharattana M, Triampo W, Modchang C, Triampo D, Lenbury Y. Simulation of a Stochastic Cellular Automata HIV/AIDS Model for Investigation of Spatial Pattern Formation Mediated by CD4+ T Cells and HIV Dynamics. Proceeding of the 10th WSEAS International Conference on Applied Computer Science (ACS’10). 2010, October 4-6; Iwate Prefectural University, Japan.

22. Wisitsorasak A, Triampo W, Triampo D, Modchang C, Lenbury Y. Monte Carlo Cellular Automaton Simulation in Biomedical Science: : Heterodimerization of Receptors. WSEAS Proceedings. (in ISI) 2010. (In Press)

23. Panjaburee P, Triampo W, Hwang GJ, Shih B-Y, “A multi-expert approach for developing testing and diagnostic systems ” Proceedings of 17th International Conference on Computers in Education 2009, 30 November – 4 December, 2009, Asia-Pacific Society for Computers in Education, Hong Kong.

24. Pattanasiri B, Nattavut N, Triampo D and Triampo W, “Vacancy-mediated dynamics with quenched disorder in binary alloy: Monte Carlo simulations and dynamic scaling” Proceedings of 14th International Annual Symposium on


Computational Science and Engineering (ANSCSE14), March 23-26, 2010, Mae Fah Luang University, Chiang Rai, Thailand.

25. Ngamsaad W, Yojina J and Triampo W, “Domain Coarsening in a Brinkman Porous Medium” Siam Physics Congress 2010, March 25-27, 2010, River Kwai Village Hotel, Kanchanaburi, Thailand.

26. Shih B-Y, Hwang GJ, Panjaburee P, Triampo W, “Diagnosing student learning problems based on concept relationship model with multi-expert approach” Proceedings of the International Conference on Learning Innovation in Science and Technology 2010, February 24-26, 2010, Pattaya, Thailand.

14. Present research areas

I. Biological and medical physics (computational and experimental approach) II. Biological and environmental nanoscience III. Stochastic processes and modeling IV. Modeling and computer simulations V. Math. and science education (Personalized learning and developing diagnostic

tool for learning and teaching improvement) 15. Academic References Name: Prof. Yongwimon Lenbury Address: Department of Mathematics, Faculty of Science, Mahidol University Tel: 02-201-5448 Email: [email protected] Name: Prof. Julian Poulter Address: Department of Mathematics, Faculty of Science, Mahidol University Tel: 02-201-5542 Email: [email protected] Name: Prof. Beate Schmittmann Address: Department of Physics, College of Science, Virginia Polytechnic Institute & State University, USA


Curriculum Vitae

Assistant Professor Dr. Khajornsak Buaraphan Date of Birth: August 5, 1975 Citizenship: Thai E-mail: [email protected] Academic Position: Lecturer

Institute for Innovative Learning, Mahidol University, 999 Phuttamonthon 4 Road,

Salaya, Phuttamonthon, Nakorn Phatom 73170 Thailand Tel: 66-2-4419020 ext. 1120, 1121 Fax: 66-2-4419730

Work Experiences:

Year Position Office 2008 - Lecturer Institute for Innovative Learning,

Mahidol University, Nakorn Phatom, Thailand

2006 - 2008 Lecturer Faculty of Education, Kasetsart University, Bangkok, Thailand

2000 - 2001 Administration Staff Division of Quality Assurance, Mae Fah Luang University, Chiang Rai, Thailand

1997 – 2000 Science Teacher Doi Ngam Wittayakom School, Chiang Rai, Thailand

2

Educational Background:

Year Degree Institute 2001 - 2006 Ph.D.

(Science Education)

Kasetsart University, Bangkok, Thailand (Scholarship from the Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology, Thailand)

1993 -1997 B.Ed. (1st Honor) (Physics)

Rajabhat Institute Chiang Rai, Thailand (Scholarship from the Ministry of Education, Thailand)

Ph.D. thesis entitled “The Development and Exploration of Preservice Physics Teachers’ Pedagogical Content Knowledge: From a Methods Course to Teaching Practice” (2007 Thesis Award, the Office of the National Research Council of Thailand) Teaching Experiences:

Measurement and Evaluation in Science (Instructor) Undergraduate

Methods of Teaching Science and Technology at the Secondary Level (Co-instructor)

Science Process Skills (Co-instructor)

Skill in Teaching Science (Instructor) Graduate Diploma Program in Teaching Science Profession

Assessment in Teaching Science (Instructor) Master Degree

Research Studies in Science Education (Co-instructor)

General Science Education (Course coordinator and Co-instructor) Doctoral Degree

Analysis of Research in Teaching Science (Co-instructor) Research Experience: 2003 - 2004 Developed research intervention and practiced research in science education

at the Centre for Science and Technology Education Research (CSTER), University of Waikato, New Zealand

2010-2014 Editorial Review Board of the Journal of Science Teacher Education (JSTE) Research Interest:

Pedagogical Content Knowledge (PCK) Nature of Science (NOS) Science teacher professional development Teaching and learning science and physics

3

Publications:

Journals (22 papers) for example: • Buaraphan, K. (2011). Embedding nature of science in teaching about

astronomy and space. Journal of Science Education and Technology. DOI 10.1007/s10956-011-9329-9.

• Buaraphan, K. (2011). Metaphorical roots of beliefs about teaching and learning science and their modifications in the standard-based science teacher preparation programme. International Journal of Science Education, 33(11), 1571–1595.

• Buaraphan, K. (2011). The impact of the standard-based science teacher preparation program on pre-service science teachers’ attitudes toward science teaching. Journal of Turkish Science Education, 8(1), 61-78.

• Buaraphan, K. (2011). Pre-service physics teachers’ conceptions of nature of science. US-China Education Review, 8(2), 137-148

• Buaraphan, K. (2010). Pre-service and in-service science teachers’ conceptions of the nature of science. Science Educator, 19(2), 35-47.

• Buaraphan, K. (2009). Thai Inservice science teachers’ conceptions of the nature of science. Journal of Science and Mathematics Education in Southeast Asia, 32(2), 188-217.

Articles (4 articles): 1. Buaraphan, K. (2009). Providing feedback for improving learners. Kasetsart

Educational Review, 24(1), 97-108. 2. Buaraphan, K. (2007). Alternative conceptions about force and motion.

Kasetsart Educational Review, 22(3), 49-63. 3. Buaraphan, K. (2007). Formative assessment: Concepts and methods.

Kasetsart Educational Review, 22(1), 29-39. 4. Buaraphan, K. & Roadrangka, V. (2005). Guideline for science teacher

development: Developing pedagogical content knowledge. Kasetsart Educational Review, 20(2), 31-48.

Book (1 title): 1. Buaraphan, K. (2012). Easy qualitative research. (3rd ed.). Bangkok: Comma

Design and Print.

Academic Service Experience:

• Guest lecturer on qualitative research, pedagogical content knowledge (PCK), science teaching techniques

• 2010 - 2014 Editorial Review Board of Journal of Science Teacher Education (JSTE)

• Reviewer for international journals such as Teaching Education, Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching

Artorn Nokkaew, Ph.D. Lecturer

Institute for Innovative Learning, Mahidol University,

999 Phuthamonthon 4 Rd., Salaya, Phuthamonthon, Nakhonpathom, 73170, Thailand

Email: [email protected]

Tel:(+66)2441-9723 ext. 2003

Fax:(+66)2441-0479

EDUCATION

Doctor of Philosophy, Science and Technology Education, Mahidol University,

Thailand, 2013 Graduate diploma, Teaching Profession, Rajabhat Maha Sarakham University,

Thailand, 2005 Bachelor of Science, Computer Science, UdonThani Rajabhat University,

Thailand, 2004

ACADEMIC HONORS/AWARDS AND FUNDS

Research Grant from Imagineering Education Co., Ltd, 2013 – 2014

Supported Grant for International Conference Presentation from Mahidol

University, 2013

The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology

Scholarship, 1997 – 2013

Outstanding oral presentation award from the 1st international conference on

innovation in education (ICIE 2012), 7-9 November 2012.

Outstanding paper award for the paper entitled “Decision tree: a tool for

promoting self-evaluate knowledge in health education.” at the 1st

international conference on innovation in education (ICIE 2012), 7-9

November 2012.

Supported Grant for developing a computer program (XML Generator) for the

Seventh National Software Contest (NSC’ 2005), NECTEC (National

Electronics and computer technology center), Thailand, 2005

Supported Grant for developing a computer program (Virtual Digital

Laboratory), aiming to promote a learning process, and selected to participate

in the final round of the Sixth National Software Contest (NSC’ 2004),

NECTEC (National Electronics and computer technology center), Thailand,

2004

SPECIAL TRAINING

Research training at Mathematics Department, National Taiwan Normal

University, Taipei, Republic of China (Taiwan), September 2009 – September 2010.

PUBLICATIONS

Journals

Artorn Nokkaew, Narin Nattavut, Charin Modchang, Meechoke Chuedoung,

Darapond Triampo and Wannapong Triampo, 2014, Triangle Based

Scaffolding for Trigonometric Reasoning, The International Journal of

Science, Mathematics and Technology Learning, 20(3).

Artorn Nokkaew, Somkid Amornsamankul, Busayamas Pimpunchat,

Yaowapa Saengpayab, and Wannapong Triampo, 2013, Simple stochastic

model for random waste absorption of an algae cell: Analytic approach, the

International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied

Sciences, 9(7), 837-844.

Artorn Nokkaew,Wannapong Triampo, Somkid Amornsamankul, Busayamas

Pimpunchat, Charin Modchang, Darapond Triampo, 2013, Ammonia Uptake

by Unicellular Green Microalgae: Mathematical Modeling and Parameter

Optimization, Southeast-Asian Journal of Sciences, 2(1),41-51.

Artorn Nokkaew, Busayamas Pimpunchat,Charin Modchang, Somkid

Amornsamankul, Wannapong Triampo, and Darapond Triampo, 2012,

Estimation of Algae Growth Model Parameters by a Double Layer Genetic

Algorithm., WSEAS TRANSACTIONS on COMPUTERS, 11(11), 377-386.

Monamorn Precharattana, Arthorn Nokkeaw, Wannapong Triampo,

Darapond Triampo, Yongwimon Lenbury, 2011, Stochastic cellular automata

model and Monte Carlo simulations of CD4+ T cell dynamics with a proposed

alternative leukapheresis treatment for HIV/AIDS, Computers in Biology and

Medicine, 41, 546-558.

Conference Proceedings

Somkid Amornsamankul, Artorn Nokkaew, Yaowapa Saengpayab, and

Wannapong Triampo, (2013), Simple stochastic model for random waste

absorption of an algae cell, Proceedings of the International conferences, 25-

27 June 2013, Dubrovnik, Croatia.

Artorn Nokkaew, Wannapong Triampo, Somkid Amornsamankul,

Busayamas Pimpunchat, Charin Modchang and Darapond Triampo, (2013),

Ammonia Uptake by Unicellular Green Microalgae: Mathematical Modeling

and Parameter Optimization. Proceedings of the International Conference in

Mathematics and Applications (ICMA-MU). Held at Bangkok, Thailand, on

19-21 January 2013.

Artorn Nokkaew, Wannapong Triampo, Charin Modchang, Busayamas

Pimpunchat (2012). Decision tree: a tool for promoting self-evaluate

knowledge in health education. Proceedings of the 1st International

Conference on Innovation in Education. 7-9 November 2012, Bangkok,

Thailand.

Artorn Nokkaew, Bhinyo Panigpan, Chantarath Hongboontri, and

Thasaneeya Ratanaroutai (2007). Teacher’s – Learners’ Collaboration:

Enriching and Enlivening Classroom Environments. Proceedings ICASE

Asian Symposium 2007. 6-9 November 2007, Pattaya, Thailand.

Presentations (International and National)

Oral presentation on “Triangle Based Scaffolding for Trigonometric

Reasoning: A Case Study of Non-Formal Education Students.” in Twentieth

International Conference on Learning. Held at Rhodes, Greece, on 11-13 July

2013.

Oral presentation on “Ammonia Uptake by Unicellular Green Microalgae:

Mathematical Modeling and Parameter Optimization.” in the International

Conference in Mathematics and Applications (ICMA-MU). Held at Bangkok,

Thailand, on 19-21 January 2013.

Oral presentation on “Decision tree: a tool for promoting self-evaluate

knowledge in health education.” in the 1st International Conference on

Innovation in Education (ICIE 2012). Held at Bangkok, Thailand, on 7-9

November 2012.

Poster presentation on “Teacher’s – Learners’ Collaboration: Enriching and

Enlivening Classroom Environments” in ICASE Asian Symposium 2007 held

at Pattaya, Thailand, on 6-9 November 2007.

SERVICE

Guest Lecturer

Rajthewi District Non-Formal Education Centre, 2009 - present

Phasri-Charoen District Non-Formal Education Centre, 2011 - present

AREA OF INTERESTS

Teaching and learning mathematics for Non-formal education students

Development of instructional materials and activities for teaching and

learning mathematics

Educational technology

Optimization (Genetic algorithm)

Updated 9 April 2012 Page 1/4

Namkang Sriwattanarothai

POSITION: Lecturer INSTITUTION: Institute for Innovative Learning, Mahidol University

999 Phuttamonthon 4 Road, Salaya, Nakhon Pathom, 73170 Thailand Tel. 662-441-9020 #1301 Fax. 662-441-0479 e-mail: [email protected], [email protected]

EDUCATION: October, 2009 Ph.D. (Science and Technology Education)

Institute for Innovation Learning, Mahidol University, Bangkok, Thailand Thesis title: Developing and promoting students’ understanding of species and species evolution via a fighting fish activity

May, 2006 M.Sc. (Biochemistry) Faculty of Science, Mahidol University, Bangkok, Thailand Thesis title: The relationship between Burkholderia pseudomallei rpoS and oxyR expressions in the intracellular environment of human neutrophils

March, 2003 B.Sc. (Biology) Faculty of Science, Chaingmai University, Chiangmai, Thailand

EXPERIENCE:

1. Teaching Experience 1) Teaching assistant in Biochemistry course for Medical undergraduates (2005-2006) 2) Teaching assistant in Biochemistry course for Life Science undergraduates (2005-2006) 3) Guest speaker “Identify Fighting Fish in Thailand through DNA Barcoding” in Ecological

Genetics course for Biology graduates (2010) 4) Guest speaker “Phylogeny of Fighting Fish in Thailand” in Ecological Genetics course for

Biology graduates (2011)

2. Research Experience 1) DNA Barcoding research collaborated with Dr. Dirk Steinke at Canadian Centre for DNA

Barcoding, Biodiversity Institute of Ontario, University of Guelph, Ontario, Canada (2008) 2) Science Education research collaborated with Prof. Charles R. Barman at School of

Education, Indiana University-Perdue University-Indianapolis (IUPUI), Indianapolis, U.S.A (2009)


AREA OF INTEREST:

1) Molecular Biology 2) Evolution 3) Bioinformatics 4) Animal Behavior 5) Teaching and Learning in Biology, Biochemistry, Molecular Biology and Molecular

Evolution PUBLICATION:

1. International Papers 1) Panijpan, B., Ruenwongsa, P., & Sriwattanarothai, N. (2008). Problems

encountered in teaching/learning integrated photosynthesis: A case of ineffective pedagogical practice? Biosci. Educ. E-journal. Volume 12: December 2008 (www.bioscience.heacademy.ac.uk /journal/vol12/beej-12-1.pdf). (Impact Factor: n/a)

2) Jittam, P., Boonsiri, P., Promptmas, C., Sriwattanarothai, N., Archavarungson, N., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2009). Red seaweed enzyme-catalyzed bromination of bromophenol red: An inquiry-based kinetics laboratory for undergraduates. Mol. Biol. Educ., 37(2), 99-105. (2009 Impact Factor = 0.292)

3) Monvises, A., Nuangsaeng, B., Sriwattanarothai, N., & Panijpan, B. (2009). The Siamese fighting fish: Well-known generally but little-known scientifically. ScienceAsia, 35(1), 8-16. (2010 Impact Factor = 0.176)

4) Sriwattanarothai, N., Jittam, P., Ruenwonsa, P., & Panijpan, B. (2009). From research on local materials to the learning of science: An inquiry-based laboratory for undergraduates. International Journal of Learning, 16(6), 459-473. (Impact Factor: n/a)

5) Sriwattanarothai, N., Steinke, D., Ruenwongsa, P., Hanner, R., & Panijpan, B. (2010). Molecular and morphological evidence supports the species status of the Mahachai fighter Betta sp. Mahachai and reveals new species of Betta from Thailand. Journal of Fish Biology 77, 414-424. (2010 Impact Factor = 1.330)

6) Monvises, A., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., & Sriwattanarothai, N. (2010). A siamese fighting fish learning unit for cooperative learning among primary students. The International Journal of Learning, 17(5), 231-246. (Impact Factor: n/a)

7) To-im, J., Tianchai, C., Tianchai, N., Ketpichainarong, W., Jittam, P., Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P. (2010). Using a Local Water Problem as Case-based Scenario to Encourage Thai Grade 8 Students’ Learning of Science. International Journal of Learning, 17(6), 157-163. (Impact Factor: n/a)

8) Monvises, A., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., & Sriwattanarothai, N. (2011). Promoting student understanding of genetics and biodiversity by using inquiry-based and hands-on learning unit with an emphasis on guided inquiry. The International Journal of Learning, 17(12), 227-244. (Impact Factor: n/a)

9) Kowasupat, C., Jittam, P., Sriwattanarothai, N., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2012). Development of an inquiry-based learning unit for enhancing high-school student understanding of animal social behavior. International Journal of Learning. (in press). (Impact Factor: n/a)


2. National Paper อดสรณ มนตวเศษ, บลลงก เนองแสง, นาคาง ศรวฒนาโรทย และ ภญโญ พานชพนธ (2552). ปลากด

ไทย: นกสผสงางามแหงลมนาจด. วารสารวทยาศาสตร 63(3): 65-70.

3. Conference Proceedings 1) Sriwattanarothai, N., Hongboontri, C., & Panijpan, B. (2007, November). Thai

High School Students’ Reflections of an Inquiry-based Protein Activity. In Proceeding from ICASE Asian Symposium, Pattaya, Thailand.

2) Jittam, P., Sriwattanarothai, N., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., Hongboontri, C., & Coll, R. K. (2008, July). Using the learning cycle to enhance Thai undergraduate university students’ understanding of enzyme kinetics. In Proceeding from Australian Science Education Research Association (ASERA) 39th Conference, Brisbane, Australia.

3) Kowasupat, C., Sriwattanarothai, N., Panijpan, B., & Ruenwongsa, P. (2010, April). Development of a learning package for enhancing high-school students’ understanding in animal social behavior. In Proceeding from the Second Annual International Research Conference on Social Sciences and Humanities, Bangkok, Thailand.

4) Klunklueng, A., To-em, J., Jittam, P., Ketpichainarong, W., Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P. (2010, April). Firefly learning module for environmental sustainable development in Samutsongkhram province. In Proceeding from the Second Annual International Research Conference on Social Sciences and Humanities, Bangkok, Thailand.

5) Tianchai, C.,Tianchai, N., To-em, J., Ketpichainarong, W., Jittam, P., Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P. (2010, April). Using a local water problem as case-based scenario to encourage Thai grade 8 students’ learning of science. In Proceeding from the Second Annual International Research Conference on Social Sciences and Humanities, Bangkok, Thailand.

6) Tadsanai, J., Kowasupat, C., Phichai, P., Ruenwongsa, P., Sriwattanarothai, N., & Panijpan, B. (2011, July). Computer-based instructional game about aggression and courtship of the Siamese fighting fish. In Proceeding from ThaiSim 2011-TS’11-3rd Annual International Conference, Ayutthaya, Thailand.

4. Conference Abstracts 1) Sriwattanarothai, N., & Tungpradabkul, S. (2005, October). The relationship

between sigma-S factor and quorum sensing regulatory system in Burkholderia pseudomallei. Paper present at 31st Congress on Science and Technology of Thailand, Nakhonratchasima, Thailand.

2) Sriwattanarothai, N., Wongtrakoongate, P., & Tungpradabkul, S. (2005, December). The Burkholderia pseudomallei Sigma-S factor and quorum sensing regulatory circuits. Paper present at The 9th Asian-Pacific Conference on Transcription, Taipei, Taiwan.

3) Jittam, P., Sriwattanarothai, N., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., Hongboontri, C., & Coll, R. K. (2008, April). Using the learning cycle to enhance Thai undergraduate university students’ understanding of biology concepts. Paper presented at 7th Science Education Research Symposium, Wellington, New Zealand.

4) Sriwattanarothai, N., Ruenwongsa P., & Panijpan, B. (2010, June). The hidden story of Mahachai fighter (Betta sp. Mahachai) from Thailand. Paper presented at


Annual meeting for the European Anabantoid Club together with the Working Group on Labyrinth Fish of the German Aquarium and Terrestrial Pets Association, Culmitz, Germany.

5) Sriwattanarothai, N., & Panijpan, B. (2010, July). An Animated-Scenario test for probing students’ understanding in evolution. Paper presented at Leaning Conference 2010, Hong Kong.

6) Sriwattanarothai, N., Sarasan, T., & Ruenwongsa, P. (2011, October). Novel learning materials enhancing phylogenetic tree understanding. Paper presented at The Third Asian Conference on Education 2011, Tokyo, Japan.

PRESENT RESEARCH:

1) Fish Classical and Molecular Classification 2) Fish Biology 3) Teaching and learning in evolution and molecular evolution

Page 1/8 Updated 3 May 2012

Curricula Vitae

NAME: Piyachat Jittam DATE OF BIRTH: July 14 POSITION: Lecturer INSTITUTION: Institute for Innovative Learning, Mahidol University, Thailand 999 Phuttamonthon 4 Road, Salaya, Nakhon Pathom 73170, Thailand PHONE: 66-2-441-9020-4 ext. 1301 FAX: 66-2-441-0479, 66-2-441-9734 MAIL: [email protected], [email protected]

RESEARCH INTERESTS AND EXPERISE

Instructional materials and approaches for interdisciplinary teaching

Multimedia for teaching and learning (biology/biochemistry/life science)

Science teacher professional development

Active learning (inquiry, problem-based, etc.)

Metaphor and analogy for teaching and learning

Development of iodine test kit

EDUCATION

2005-2008 Ph.D. (Science and Technology Education), Mahidol University, Bangkok,

Thailand

Thesis entitle “Development of a bromoperoxidase-based learning cycle to

enhance conceptual understanding of second year university students concerning

enzyme kinetics”

2007-2008 Ph.D. Student Exchange Program, Centre for Science and Technology Education,

University of Waikato, Hamilton, New Zealand

2003-2005 M.Sc. (Biochemistry), Mahidol University, Bangkok, Thailand

Thesis entitle “Development of a urine iodine test kit”

1993-1996 B.Sc. (General Science: Chemistry-Biology, Prince of Songkla University,

Songkhla, Thailand


HONORS AND AWARDS

2010 Distinguished Thesis Award (Academic Year 2009) for Ph.D. dissertation in the

field of humanities, social science and education from the Faculty of Graduate

Studies, Mahidol University

2009 Dean’s List Award (Academic Year 2008) for Ph.D. study from the Faculty of

Graduate Studies, Mahidol University

2008 Best Research Work Award from the Professional and Organization Development

Network of Thailand Higher Education

2005-2008 Scholarship students in the Project for Promotion of Science and Mathematics

Talented Teachers from the Institute for the Promotion of Teaching Science and

Technology (IPST), Thailand

ACADEMIC EXPERIENCES

Program director for Master of Science and Doctor of Philosophy Programs in Science and

Technology Education (International Proframme) of the Institute for Innovative Learning (June 2011

– Present)

Reviewer of Journal of Chemical Education (2010 – Presents)

Reviewer & Volume 18 Associate Editor of International Journal of Learning (2012)

Reviewer & Volume 16 Associate Editor of International Journal of Learning (2009)

Scientist at Department of Biochemistry, Faculty of Science, Mahidol University (1997-2009)

Book translator

- Science for grade 1: Copyright © 2006 by Harcourt School Publishers, U.S.A. Thai

translation copyright © 2006 by Plan Parithat Co, Ltd., Thailand.

RESEARCH EXPERIENCES

Principal Investigator

Research topic Granted by Period

1. Development of an Inquiry-based Learning Module on

Light Absorption for Secondary and Tertiary Students

Thailand Research Fund

(TRF), Office of Higher

Education Commission, and

Mahidol University

June 2010 –

May 2012



2. Bromination and Chlorination of Phenol Red for an

Inquiry-Based Experiment on Acid-Base Indicators at the

University Level

Remark: This is one topic in the research project entitle

“Innovative Research and Development Projects on

Science Education with a Special Emphasis on Learning

Process to Impact on Teachers’ Professional Development

Countrywide and on National Education Policy

Mahidol University October 2008 -

September 2010

Co- Investigator


1. Media and Messages for Communication to Change Fast

Food Consumption Behavior in Young People


“Innovative Education Research in Life Science and Health

Science to Enhance Learning in Students and the Public”

Office of Higher Education

Commission, and Mahidol

University under the

National Research

Universities Initiative

October 2010 –

September 2013

2. Development of Laboratory Learning Unit for Medical

Technology Students Concerning Myeloperoxidase Staining

for Diagnosis of Abnormal White Blood Cell in Early Stage




Office of Higher Education

Commission, and Mahidol

University under the

National Research

Universities Initiative

October 2010 –

September 2013

3. Enhanced Teaching-Learning Process in Science at Lower

Secondary School in Samut Songkram Province


(TRF)

October 2009 -

September 2011

4. Development of a Bromoperoxidase-Based Learning

Cycle to Enhance Conceptual Understanding of

Second Year University Students Concerning Enzyme

Kinetics. Remark: This is one topic in the research project entitle



Mahidol University October 2008 -

September 2010



5. Development of Educational Information System for

Enhancing Science and Mathematics Learning and

Teaching at All Level.

National Research

Council (NRC)

October 2008 –

September 2009

Assisting-researcher


1. Development of a Urine Iodine test for Rapid and

Convenient Detection of Iodine Deficiency Status.

National Research

Council of Thailand

(NRCT)

October 1999 –

September 2001

2. Development of a Field Test Kit for Iodated Salt

(Thai Patent No.9559/1995)


(TRF)

October 1996 –

September 1998

PUBLICATIONS

Research Articles

1. Archavarungson, N., Saengthong, T., Riengrogpitak, S., Panijpan, B., & Jittam, P.* (2011). An

experiential learning unit for promoting conceptual understanding and skills in diagnostic

laboratory in undergraduate students. International Journal of Learning, 18(2), 203-217. (ISI-

WOS, SCOPUS)

2. Wannawichitra, C., Ruenwongsa, P., Ketpichainarong, W., & Jittam, P.* (2011). Development of an

integrated learning unit for enhancing awareness and conceptual understanding of global warming

in secondary students. International Journal of Learning, 17(1), 399-415. (ISI-WOS, SCOPUS)

3. Jeenjenkit, U., Reunwongsa, P., Jittam, P., Ketpichainarong, W. & Panijpan, B.* (2011). Guided-

inquiry learning unit on the Dushman reactions for determining iodate in salt. Journal of

Srinakarinviroj (Science and Technology), 4(1) 327-331.

4. To-im, J.*, Tianchani, C., Tianchai, N., Ketpichainarong, W., Jittam, P., Sriwattanarothai, N., &

Ruenwongsa, P. (2010). Using a local water problem as case-base scenario to encourage Thai

grade 8 students learning of science. International Journal of Learning, 17(6), 157-163. (ISI-WOS,

SCOPUS)

5. Sriwattanarothai., N., Jittam, P., Ruenwonsa, P.*, & Panijpan, B. (2009). From research on local

materials to the learning of science: An inquiry-based laboratory for undergraduates. International

Journal of Learning, 16(6), 459-473. (SCOPUS)


6. Jittam, P., Boonsiri, P., Promptmas, C., Sriwattanarothai, N., Archavarungson, N., Ruenwongsa, P.,

& Panijpan, B.* (2009). Red seaweed enzyme-catalyzed bromination of bromophenol red: An

inquiry-based kinetics laboratory for undergraduates. Biochemistry and Molecular Biology

Education, 37(2): 99-105. (ISI-WOS, SCOPUS)

Articles

1. Ketpichainarong, W., Jittam, P.*, Ruenwongsa, P., & Panijpan B. (2010). Widespread iodine

deficiency: A serious cultural and nutritional problem. Journal of Chemical Education, 87(7), 662-

664. (ISI-WOS, SCOPUS)

2. Jittam, P., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B.* (2008). Applying symmetries of common objects to help

students understand stereoselectivity for apparently symmetric substrate. Bioscience Education

[Electronic Journal], doi: 10.3108/beej.12.6. Available online at http://www.bioscience.

heacademy.ac.uk/journal/vol12/beej-12-6.aspx

Proceedings of Conferences / Symposiums

1. Jittam, P.* & Ketpichainarong, W. (2011, 27-30 October). A Hand-held device to help students

understand the spectroscopic principle. Proceeding of the 3rd Asian Conference on Education 2011

(ace2011), Osaka, Japan, 920-930. Available online at http://iafor.org/ace_proceedings.html

2. Kruthaka, C., Ruenwongsa, P., Jittam, P.*, &, Panijpan, B. (2011, 24-26 April). Game-based learning

to promote good nutrition for healthy living. Proceeding of the ThaiSim 2011 Conference: Quality,

life-long learning through simulation/ gaming, Ayutthaya, Thailand. Available online at

http://www.thaisim.org/ts2011/docs/TS11_proceedings_a.pdf#page=41

3. Limpornsema, S., Jittam, P.*, Ketpichainarong, W., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Fostering

Thai ninth grade students’ higher order thinking through urban ecosystem learning module.

Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on Social Science and

Humanities, Bangkok, Thailand.

4. Wongtanom, N., Jittam, P.*, Ketpichainarong, W., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April).

Encouraging eight grade secondary school students’ learning motivation for testing dietary food

through bingo game. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on

Social Science and Humanities, Bangkok, Thailand.

5. Saensawang, E., Ketpichainarong, W.*, Jittam, P., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Improving

learning science through game activities: Energy transfer in the ecosystem. Proceedings of the 2nd

International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities, Bangkok,

Thailand.


6. Klunklueng, A., To-em, J., Jittam, P., Ketpichainarong, W.*, Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P.

(2010, 1-2 April). Firefly learning module for environmental sustainable development in

Samutsongkhram province. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference

on Social Science and Humanities, Bangkok, Thailand.

7. Tianchai, C.,Tianchai, N., To-em, J*., Ketpichainarong, W., Jittam, P., Sriwattanarothai, N., &

Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Using a local water problem as case-based scenario to

encourage Thai grade 8 students’ learning of science. Proceedings of the 2nd International

Graduate Research Conference on Social Science and Humanities, Bangkok, Thailand.

8. Jittam, P., & Ruenwongsa, P*. (2010, 24-26 February). Students’ alternative conceptions of acid-

base and their perceptions of learning environment. Proceedings of the International Conference

on Learning Innovation in Science and Technology (ICLIST), Pattaya, Thailand.

9. Jittam, P., Coll, R.K., Panijpan, B., & Ruenwonsa, P. (2009, 2-3 April). The use of two-tier multiple

choice questions to diagnose students’ conceptions concerning enzyme. Proceeding of the 1st

International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities, Bangkok,

Thailan, 696-701.

10. Jittam, P., Kaewkhong, K., Chenprakhon, P., Srisawasdi, N., Ketpichainarong, W., Panijpan, B.*, &

Ruenwongsa, P. (2006, 28-30 November). A simple spectroscope for chemical and biochemical

analysis. Proceeding of the ICASE Asian Symposium 2006, Singapore.

11. Panijpan, B.*, Ruenwongsa, P., Jittam, P., Ketpichainarong, W., & Sachadecha, P. (2005, April).

Community-based hands-on integrated science/technology projects. Proceeding of the ICASE

International Workshop on Promoting Scientific and Technological Literacy through Science Toys

and Out-of-School Science Activities, Pattaya Thailand.

ACADEMIC PRESENTATIONS

At International Level

1. Jittam, P. (2011, 27-30 October). A hands-held device to help students understand spectroscopic

principle, Presented at the Third Asian Conference on Education 2011 (ace2011), Osaka, Japan.

2. Jittam, P., & Ruenwonsa, P. (2010, 6-9 July). Using a novel inquiry-based enzyme experiment to

promote a better perception in undergraduate science laboratory. Presented at the 17th Learning

Conference, Hong Kong.

3. Jittam, P., & Ruenwongsa, P. (2009, 1-4 July). From research on local seaweeds to science

classroom: An inquiry-based laboratory for undergraduates. Presented at the 16th Learning

Conference, Barcelona, Spain.


4. Jittam, P., Sriwattanarothai, N., Ruenwongsa, P., Panijp, B., Hongboontri, C., & Coll, R. K. (2008,

10-12 April). Using the learning cycle to enhance Thai undergraduate university students’

understanding of biology concepts. Presented at the 7th Science Education Research Symposium,

Wellington, New Zealand.

5. Jittam, P., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2006, 28-30 November). Demonstration of fluorescence

spectroscopy to students by using household products and a handheld UV lamp. Presented at the

ICASE Asian Symposium, Singapore.

At National Level

1. Jittam, P. (2011, 10-12 October). Using a simple device integrated inquiry-based laboratory to

promote undergraduate students’ understanding of spectroscopy and its application. Presented at

the 37th Congress on Science and Technology of Thailand (STT 37), Bangkok, Thailand.

2. Jittam, P., Ruenwongsa, P., & Panijpan B. (2008, 24-25 July). From conventional research on local

seaweeds to science education research: An inquiry-based science laboratory for undergraduate

students. Presented at the ThaiPOD Conference: New Paradigms in Higher Education Teaching

and Learning, Bangkok, Thailand.

3. Jittam, P., Tangthawornchaikul, N., Ruenwongsa, R., & Panijpan, B. (2002, 11 February).

Development of working solution for convenient and quantitative large scale determination of

iodate in supplemented salt. Presented at the National Research Council Seminar, Bangkok

province, Thailand.

4. Jittam, P., Rattanapongleka, A., Ruenwongsa P., & Panijpan, B. (2001, 16-18 October).

Development of a urine iodine test kit for rapid and convenient detection of iodine deficiency

status. Presented at the 27th Congress on Science and Technology of Thailand, Songkhla

Province, Thailand.

5. Jittam, P., Panijpan, B., & Ruenwongsa P. (1999, 20-22 October). Quality control of iodate

supplemented salt by using I-KIT. Presented at the 25th Congress on Science and Technology of

Thailand, Pitsanuloke Province, Thailand.

6. Ruenwongsa P., Panijpan, B., & Jittam, P. (1998, 19-21 October). Reliability of a field test kit for

iodine in salt by using reference methods for comparison. Presented at the 24th Congress on

Science and Technology of Thailand, Bangkok province, Thailand.

7. Ruenwongsa P., Panijpan, B., Nittisaporn, L., Tanghawornchaikul, N., Tanwanchai, R. & Jittam, P.

(1997, 20-22 October). Quality of iodine test kits produced in our laboratory compared to those

of imported kits. Presented at the 23rd Congress on Science and Technology of Thailand,

Chiang Mai province, Thailand

8. Panijpan, B., Ruenwongsa, B., Nittisaporn, L., Tanghawornchaikul, N., Tanwanchai, R. & Jittam, P.

(1997, 20-22 October). Application of iodine test kit in salt factories. Presented at the 23rd

Congress on Science and Technology of Thailand, Chiang Mai province, Thailand.


WORKSHOPS AT INTERNATIONAL LEVEL

1. Jittam, P., Kaewkhong, K., Chenprakhon, P., Srisawasdi, N., Ketpichainarong, W., Panijpan, B., &

Ruenwongsa, P. (2006, 28-30 November). A simple spectroscope for chemical and biochemical

analysis. Workshop at the ICASE Asian Symposium, Singapore. Funding supported from the

Institute for Innovative Learning, Mahidol University.

2. Panijpan, B., Ruenwongsa, P., Jittam, P., Ketpichainarong, W., & Sachadecha, P. (2005, April).

Community-based hands-on integrated science/technology projects. Workshop at the ICASE

International Workshop on Promoting Scientific and Technological Literacy through Science Toys

and Out-of-School Science Activities, Cholburi province, Thailand. Funding supported from the

Institute for Innovative Learning, Mahidol University.

LEARNING MEDIAS

Interactive multimedia CD

1. Iodine and intelligence for all levels

2. DNA: Master of life for secondary and tertiary levels

3. Biomolecules (part: combination of biomolecules) for secondary and tertiary levels

4. Food testing for primary level

5. Acid and base (part: acid and base in daily life) for primary level

6. Chemicals in house for primary level

VDO

1. Simple spectrophometer and its applications for chemical and biochemical analysis

HANDS-ON EXPERIMENTS

1. Determination of iodine in iodated salts

2. Analysis of milk quality using simple spectrophotometer

3. Analysis of chemicals and biochemical analysis using colorimeter

4. Household product for demonstration of the fluorescent phenomena

CONCEPTUAL DIAGNOTIC TEST

1. Two tier test namely “Enzyme Conceptual Achievement Test” (ECAT)

CURRICULUM VITAE

1. NAME : Watcahree Ketpichainarong BORN : July 23, 1980, Angthong, Thailand 2. POSITION : Lecturer, Institute for Innovation and Development of Learning Process, Mahidol University Tel : 66-2441-9020# 1301 Fax : 66-2441-0475 e-mail : [email protected], [email protected] 3. EDUCATION : - B.Sc.(Biology) Mahidol University, Thailand (2003) - Diploma (Teaching Profession) Mahidol University, Thailand (2004) - Ph.D. (Science and Technology Education) Mahidol University, Thailand (2009) 4. RESEARCH EXPERIENCES : - Science education research at Centre for Science and Technology Education Research, University of Waikato, Hamilton, New Zealand (2007-2008) 5. SCHOLARSHIP : - Scholarship students of the Project for Promotion of Science and Mathematics Talented Teachers (PSMT) of the Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Thailand (1999-2008) 6. AREAS OF EXPERTISE : - Constructing/developing multimedia for teaching and learning - Science and Technology Education - Science teacher professional development 7. PUBLICATIONS :

International papers

1. Choopan, W., Ketpichainarong, W., Laosinchai, P. & Panijpan, B. (2011). A

Demonstration set-up to simulate detection of planets outside the solar system.

Physics Education, 46(5), 554-558.

2. Pewnim, K., Ketpichainarong, W., Panijpan, B, & Ruenwongsa, P. (2011).

Biocontrol of insect pests in the rice field: A learning unit about environmental

problems for secondary school students. The International Journal of

Learning, 18(2), 219-223.

3. Pewnim, K., Ketpichainarong, W., Panijpan, B & Ruenwongsa, P. (2011).

Creating young scientists through community science projects. Procedia

Social and Behavioral Science, 15, 2956–2962.

4. Nuangsaeng, B., Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P., Panijpan, B, &

Niemi, K.J. (2011). Promoting inquiry-based teaching practices through an

aquatic toxicology laboratory. The International Journal of Learning, 17(12),

161-180.

5. Piyayodilokchai H., Ruenwongsa, P., Ketpichainarong W., Laosinchai, P.,

Panjaburee, P*. (2010). Promoting students’ understanding of SQL in a

database management course: A learning cycle approach. The International

Journal of Learning, 17(11), 325-337.

6. Wannawichitra, C., Ruenwongsa, P., Ketpichainarong, W., & Jittam, P.*

(2010). Development of an integrated learning unit for enhancing awareness

and conceptual understanding of global warming in secondary students. The

International Journal of Learning, 17(11), 399-415.

7. To-im, J., Tianchai, C., Tianchai, N., Ketpichainarong, W., Jittam, P.,

Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P. (2010). Using a Local Water Problem

as Case-based Scenario to Encourage Thai Grade 8 Students’ Learning of

Science. The International Journal of Learning, 17(6), 157-163.

8. Pewnim, K., Ketpichainarong, W.*, & Ruenwongsa, P. (2010) Bringing

science to community: A STS-based learning unit on biocontrol for secondary

school students. The International Journal of Learning, 17(4), 29-44.

9. Ketpichainarong, W, Jittam, P*, Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2010).

Addressing widespread iodine deficiency disorders: A serious health problem

in Thailand and beyond. Journal of Chemical Education, 87(7), 662-664.

10. Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P., & Panijpan, B. (2009). Enhanced

learning of biotechnology students by an inquiry based cellulase laboratory.

International Journal of Environmental and Science Education, 5(2), 169-187.

11. Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P.*, & Panijpan, B. (2009). Enhancing

student conceptualization of enzyme activity using a cellulose digesting

enzyme. The International Journal of Learning, 16(2), 17-31.

National paper

1. Jeenjenkit, U.*, Ruenwongsa, P., Jittam, P

., Ketpichainarong, W., &

Panijpan, B. (2011). A Guided-inquiry learning unit on the Dushman reaction

for determining iodate in salt. Journal of Srinakharinwirot University, 3(1),

327-331.

Conference Proceedings

1. Jittam, P.*, & Ketpichainarong, W. (2011). A hand-held device to help understand the spectroscopic principle. Proceeding of The Asian Conference on Education 2011 (ACE2011), 920-930. Available online at http://iafor.org/ace_proceedings.html

2. Noyudom, A., Ketpichainarong, W*, & Ruenwongsa, P. (2011). Development of a computer-based simulation unit on tracheal suctioning to enhance nursing students’ knowledge and practical skills. Proceedings of ThaiSim 2011.

3. Limpornsema, S., Jittam, P.*, Ketpichainarong, W., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Fostering Thai ninth grade students’ higher order thinking through urban ecosystem learning module. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities.

4. Wongtanom, N., Jittam, P.*, Ketpichainarong, W., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Encouraging eight grade secondary school students’ learning motivation for testing dietary food through bingo game. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities.

5. Saensawang, E., Ketpichainarong, W.*, Jittam, P., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Improving learning science through game activities: Energy transfer in the ecosystem. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities.

6. Klunklueng, A., To-em, J.*, Jittam, P., Ketpichainarong, W., Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Firefly learning module for environmental sustainable development in Samutsongkhram province. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities.

7. Tianchai, C.,Tianchai, N., To-em, J.*, Ketpichainarong, W., Jittam, P., Sriwattanarothai, N., & Ruenwongsa, P. (2010, 1-2 April). Using a local water problem as case-based scenario to encourage Thai grade 8 students’ learning of science. Proceedings of the 2nd International Graduate Research Conference on Social Science and Humanities.

8. Jittam, P., Kaewkhong, K., Chenprakhon, P., Srisawasdi, N., Ketpichainarong, W., Panijpan, B., & Ruenwongsa, P. (2006, November). A simple spectroscope for chemical and biochemical analysis. Paper presented at ICASE Asian Symposium, Singapore.

http://iafor.org/ace_proceedings.html�

9. Panijpan, B., Ruenwongsa, P., Jittam, P., Ketpichainarong, W., & Sachadecha, P. (2005, April). Community-based hands-on integrated science/technology projects. Paper presented at The ICASE International Workshop on Promoting Scientific and Technological Literacy through Science Toys and Out-of-School Science Activities, Cholburi province, Thailand.

Conference Abstracts

1. Ketpichainarong, W., Wongsaengchantra, P.Y., Ruenwonsa, P. & Panijpan, B. (2011, 27-30 October). Enhancing Students’ Knowledge and Skills by Using Project-Based Industrial Biotechnology Laboratory Unit: A Case Study. Paper presented at Asian Conference on Education 2011, Japan.

2. Wachiraporn, C., Ketpichainarong, W., Panijpan, B. (2011, 10 – 12

October). A demonstration set-up for high school students simulating the detection of an exoplanet by the transit method. Paper presented at The 37th Congress on Science and Technology of Thailand (STT 37), Bangkok, Thailand.

3. Ketpichainarong, W., Wongsaengchantra, P.Y., & Ruenwonsa, P. (2010, 6-9 July). A Project-Based Industrial Biotechnology Laboratory Unit: A Case Study. Paper presented at the 17th Learning Conference, Hong Kong.

4. Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P., Panijpan, & Coll, R. K. (2009, 19-22 March). An Enzyme Laboratory Investigation Based on Inquiry Approach. Paper presented at the NSTA: National Conference on Science Education 2009, New Orleans, Louisiana, USA

5. Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., Hongboontri, C., & Coll, R. K. (2008, 2-5 July). Using an inquiry-based cellulase enzyme laboratory to enhance students’ understandings of enzyme activity. Paper presented at the Australian Science Education Research Association (ASERA) 39 th Conference, Brisbane, Australia.

6. Ketpichainarong, W., Ruenwongsa, P., Panijpan, B., Hongboontri, C., & Coll, R. K. (2008, 10-12 April). Using inquiry-based approach to enhance students’ understandings of biological concepts. Paper presented at the the 7 th Science Education Research Symposium., Wellington, New Zealand.

7. Jittivadhna, K., Ketpichainarong, W., Somsook, E., Ruenwongsa, P., & Panijpan B. (2008, 24-25 July). A new method for following enzymatic hydrolysis of bacterial cellulose: An undergraduate laboratory to enhance students manipulating skills and thinking green. Paper presented at the ThaiPOD Conference: New Paradigms in Higher Education Teaching and Learning, Bangkok, Thailand.

Documents

ค ำน ำ - Ubon Ratchathani University · กลุ่มนี้อยากรู้อะไร การค้นหาข้อมูลผ่าน search engine เช่น