การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ดิจิทัลโดยใช้ SMART AI MODEL เรื่อง การบวก การลบ และโจทย์ปัญหา เพื่อส่งเสริมการคิดวิเคราะห์และความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3

การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยและพัฒนา (Research and Development: R&D) มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาข้อมูลพื้นฐาน สภาพปัญหา และความต้องการจำเป็นในการพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ดิจิทัล 2) พัฒนาและตรวจสอบคุณภาพของรูปแบบการจัดการเรียนรู้โดยใช้ SMART AI MODEL 3) ศึกษาประสิทธิภาพของรูปแบบตามเกณฑ์ 80/80 และเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ความสามารถในการคิดวิเคราะห์ และความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ก่อนเรียนและหลังเรียน และ 4) ประเมิน ปรับปรุง และจัดทำรูปแบบฉบับสมบูรณ์

การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยและพัฒนา (Research and Development: R&D) มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาข้อมูลพื้นฐาน สภาพปัญหา และความต้องการจำเป็นในการพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ดิจิทัล 2) พัฒนาและตรวจสอบคุณภาพของรูปแบบการจัดการเรียนรู้โดยใช้ SMART AI MODEL 3) ศึกษาประสิทธิภาพของรูปแบบตามเกณฑ์ 80/80 และเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ความสามารถในการคิดวิเคราะห์ และความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ก่อนเรียนและหลังเรียน และ 4) ประเมิน ปรับปรุง และจัดทำรูปแบบฉบับสมบูรณ์ การดำเนินการวิจัยแบ่งเป็น 4 ขั้น ได้แก่ การศึกษาข้อมูลพื้นฐานและความต้องการจำเป็น (R₁) การออกแบบและพัฒนารูปแบบ (D₁) การทดลองใช้และศึกษาผลการใช้รูปแบบ (R₂) และการประเมินและปรับปรุงรูปแบบ (D₂) ประชากรเป็นนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 โรงเรียนเมืองพัทยา 8 (พัทธยานุกูล) จำนวน 184 คน กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3/4 จำนวน 32 คน ซึ่งได้มาโดยการสุ่มแบบกลุ่ม โดยใช้แบบแผนการทดลองแบบกลุ่มเดียววัดก่อนและหลังการทดลอง นวัตกรรมประกอบด้วยรูปแบบ SMART AI MODEL คู่มือการใช้รูปแบบ แผนการจัดการเรียนรู้ 8 แผน รวม 20 ชั่วโมง และชุดกิจกรรมการเรียนรู้คณิตศาสตร์ดิจิทัล 8 เล่ม เครื่องมือเก็บรวบรวมข้อมูล ได้แก่ แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน แบบวัดความสามารถในการคิดวิเคราะห์ แบบวัดความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ แบบสอบถามความพึงพอใจ และแบบประเมินความคิดเห็น วิเคราะห์ข้อมูลด้วยร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การทดสอบทีแบบกลุ่มสัมพันธ์ และการวิเคราะห์เนื้อหา
ผลการวิจัยพบว่า 1) ข้อมูลพื้นฐานสะท้อนความจำเป็นในการพัฒนาการคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา และการใช้สื่อดิจิทัลเพื่อสนับสนุนการเรียนรู้ โดยครูผู้สอนมีความคิดเห็นต่อสภาพปัญหาและความต้องการจำเป็นในระดับมากที่สุด (x̄ = 4.74, S.D. = 0.45) 2) รูปแบบ SMART AI MODEL ประกอบด้วยกระบวนการเรียนรู้ 5 ขั้น ได้แก่ S – Stimulate Thinking, M – Meaningful Learning, A – Active Learning with AI, R – Reflect and Reinforce และ T – Transfer of Learning โดยมี AI Integration เป็นกลไกสนับสนุนการเรียนรู้ และผลการประเมินความเหมาะสมของรูปแบบอยู่ในระดับมากที่สุด (x̄ = 4.76, S.D. = 0.44) 3) รูปแบบมีประสิทธิภาพเท่ากับ 83.38/83.75 สูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน โดยมีคะแนนเฉลี่ยเพิ่มจาก 16.19 เป็น 25.13 คะแนน ความสามารถในการคิดวิเคราะห์เพิ่มจาก 10.44 เป็น 16.88 คะแนน และความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เพิ่มจาก 9.94 เป็น 16.72 คะแนน ซึ่งผลการเปรียบเทียบทั้งสามด้านมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และ 4) นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้อยู่ในระดับมากที่สุด (x̄ = 4.63, S.D. = 0.04) ครูผู้สอนมีความคิดเห็นต่อรูปแบบอยู่ในระดับมากที่สุด (x̄ = 4.73, S.D. = 0.09) ผู้วิจัยนำผลการทดลองและข้อเสนอแนะมาปรับปรุงรูปแบบให้มีความเหมาะสมต่อการนำไปใช้ในบริบทของสถานศึกษา

คำสำคัญ: SMART AI MODEL, รูปแบบการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ดิจิทัล, การคิดวิเคราะห์, ความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์, การวิจัยและพัฒนา