การวิจัยครั้งนี้ เป็นวิจัยปฏิบัติการในชั้นเรียนที่มีจุดประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาวิธีการจัดการเรียนรู้แบบปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษาต่อการพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่องงานและพลังงาน และ 2) ศึกษาการพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่องงานและพลังงาน กลุ่มเป้าหมาย คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ห้องเรียนโครงการส่งเสริมความสามารถด้านวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี จ????ำนวน 40 คน ที่ก????ำลังศึกษาในภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2558 ซึ่งได้จากการเลือกตัวอย่างแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ แผนการจัดการเรียนรู้แบบปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษา แบบทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ แบบบันทึกการแก้ปัญหา แบบสังเกตพฤติกรรมการจัดการเรียนรู้ และแบบสะท้อนผลการจัดการเรียนรู้ ผู้วิจัยวิเคราะห์ข้อมูลทั้งเชิงปริมาณ ได้แก่ ร้อยละและค่าเฉลี่ย และเชิงคุณภาพ ได้แก่ วิเคราะห์เนื้อหา
ผลการวิจัยพบว่า 1) วิธีการจัดการเรียนรู้แบบปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษาที่สามารถพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ควรมีลักษณะดังนี้ ครูควรจัดสภาพการเรียนรู้โดยใช้สถานการณ์ในชีวิตประจ????ำวันที่เกี่ยวข้องกับเรื่องงานและพลังงาน และสามารถบูรณาการความรู้กับสาขาวิชาคณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และเทคโนโลยีได้ อีกทั้งใช้ค????ำถามกระตุ้นกระบวนการคิดของนักเรียนและมุ่งเน้นการอภิปรายกลุ่ม โดยนักเรียนต้องมีโอกาสได้ทบทวนความรู้ที่เกี่ยวข้องทั้งในวิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ และสรุปเป็นความเข้าใจของตนเอง เพื่อน????ำมาเสนอวิธีการแก้ปัญหาตามกระบวนการทางวิศวกรรม ผ่านการสร้างและประเมินแบบจ????ำลองด้วยนักเรียนเอง โดยครูต้องเตรียมอุปกรณ์ส????ำหรับสร้างแบบจ????ำลองอย่างหลากหลาย เพื่อบูรณาการความรู้ทางเทคโนโลยี นอกจากนี้ครูต้องน????ำหลักการทางวิทยาศาสตร์มาเป็นส่วนที่จ????ำเป็นต่อการแก้ปัญหาในสถานการณ์ต่างๆ เพราะช่วยส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนได้เป็นอย่างดี และพบว่า 2) นักเรียนสามารถพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ได้ครบทุกพฤติกรรมหลังได้รับการจัดการเรียนรู้แบบปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษา

This research is classroom action research. The main purposes of this research were 1) to find the problem based learning strategies based on STEM education in the topic of Work and Energy to be suitable for developing scientific problem solving of 10th grade students and 2) to find the developing scientific problem solving of 10th grade students through problem based learning strategies based on STEM education in the topic of Work and Energy. The participants were 40 grade 10 students who are in promoting the science, math and technology program in the second semester of 2015 academic year. They were selected by purposive sampling. The research instrument used in this study comprised of the lesson plan about problem based learning strategies based on STEM education, the problem solving ability test, the solution process note, the learning observation and the reflection note. The data was analyzed by using percentage mean and content analysis.
The results of the research illustrated that 1) the problem based learning strategies based on STEM education to be suitable for developing scientific problem solving looks like this: teacher should apply the situation related to work and energy topic and it can be integrated with Mathematics, Engineering and Technology content. Besides,teacher should use questions to encourage students to solve the problem along with group discussions. Students must have the opportunity to review the knowledge in Science and Mathematics. After that students conclude it in their understanding andbrought it to design the way to solve the problem by engineering processes. Students must create and evaluate model by themselves. So, teacher should prepare many model’s instrument for integration technology. In addition, teachers must apply scientific principles in a necessary part of problem solving. It enhances the ability to solve scientific problems of students as well. Moreover, 2) we found that all of ability to scientific problems solving of students has been increased after learning, using problem based leased learning on STEM education approach.