Innovative Approaches to Teaching and Learning the Periodic Table: A Literature Review

Authors

  • Hirun Hirunrattanaphong Faculty of Science and Technology, Rambhai Barni Rajabhat University
  • Pattharavadee Siriamnuaylap Faculty of Science and Technology, Rambhai Barni Rajabhat University
  • Dechawut Wanichsan Faculty of Education, Rambhai Barni Rajabhat University
  • Watcharee Waratchareeyakul Faculty of Science and Technology, Rambhai Barni Rajabhat University

Keywords:

Periodic table, Instructional innovation, Chemistry teaching and learning

Abstract

The periodic table is a fundamental framework in chemistry, linking atomic structure with elemental properties and periodic trends. However, instruction on the periodic table has often emphasized memorization of symbolic information rather than conceptual understanding, limiting students’ ability to use it for chemical explanation and reasoning. This article aims to review and synthesize research on instructional innovations to teaching and learning the periodic table in chemistry, with a focus on developing students’ structural and conceptual understanding. This study employs a literature review methodology, analyzing research in chemistry education from both international and national sources, with particular emphasis on articles published in the Journal of Chemical Education and Thai academic journals. The reviewed studies were examined and categorized according to their theoretical perspectives, instructional approaches, and types of instructional innovations. The results of the review can be synthesized into four major themes: (1) a shift from rote memorization toward structural and conceptual learning; (2) the role of the periodic table as a cognitive tool for explanation, prediction, and chemical reasoning; (3) diverse instructional innovations, including inquiry-based learning, collaborative learning, educational games, and digital media and technologies; and (4) emerging trends, strengths, and limitations of instructional innovations. Overall, the synthesis indicates that effective instructional approaches should be grounded in robust chemical concepts and support continuous use of the periodic table as a cognitive tool to promote meaningful, long-term learning in chemistry.

References

กฤษดา สรรพโส และอมรรัตน์ วัฒนาดิลก. (2564). การพัฒนาบอร์ดเกมเพื่อส่งเสริมความมุ่งมั่นในการเรียนและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมี เรื่อง ตารางธาตุ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4. วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้, 12(2), 241-255. https://so06.tci-thaijo.org/index.php/JSTEL/article/view/253381

จีระวรรณ ผลพุฒ และมยุรี ชามะรัตน์. (2563). การพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับเทคนิคการใช้สื่อประสมเพื่อส่งเสริมความเข้าใจมโนมติเรื่องตารางธาตุ. วารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนคร, 11(2), 145-160. https://so01.tci-thaijo.org/index.php/PNURJ/ article/view/240562

เดชาวุฒิ วานิชสรรพ์, สิริกร ชัสวิเศษ และวัชรี วรัจฉรียกุล (2568). เกมบนระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์สำหรับการทายสัญลักษณ์ธาตุและชื่อธาตุ (รายงานการประชุมวิชาการ). การประชุมวิชาการระดับชาติ ครั้งที่ 17 “AI กับการพัฒนาอย่างยั่งยืนในยุคดิจิทัล 5.0” (น. 722-733). มหาวิทยาลัยราชภัฏนครปฐม.

ธนดล ปิยพรมดี, อนันต์ ผลเกตุ และกรองทอง ไข่แก้ว. (2566). การพัฒนาการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดแบบทำนาย-สังเกต-อธิบาย (POE) เพื่อส่งเสริมมโนมติทางเคมี เรื่อง สมบัติของธาตุตามตารางธาตุ. วารสารวิชาการครูวิทยาศาสตร์, 7(1), 12-28. https://so01.tci-thaijo.org/index.php/stjt/ article/view/256950

นรินทร์ธร ผลาผล และสุพรรณี ชาญประโคน. (2563). การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) เรื่อง ตารางธาตุ เพื่อส่งเสริมความเข้าใจมโนมติทางเคมี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4. วารสารมหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร, 12(24), 56-68. https://so06.tci-thaijo.org/ index.php/snru_journal/article/view/245842

วัชรพงษ์ โถรัตน์, เดชาวุฒิ วานิชสรรพ์, พลวัฒน์ วัฒนศิริยานนท์ และวัชรี วรัจฉรียกุล. (2560). จิ๊กซอว์: ตารางธาตุแบบความเป็นจริงเสริมสำหรับการสนับสนุนการเรียนรู้แบบร่วมมือ (รายงานการประชุมวิชาการ). การประชุมวิชาการระดับชาติและนานาชาติด้านคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ ครั้งที่ 13 (น. 814-819). มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ.

ศรินธร ทิพโชติ, วิภาลักษณ์ ชัยเทวารัชต์ และพงศ์ธันว์ สัมพะวงศ์. (2565). การพัฒนาสื่อการเรียนรู้แบบความจริงเสริมร่วมกับการจัดการเรียนรู้แบบใช้เกมเป็นฐาน เรื่อง ตารางธาตุ. วารสารเทคโนโลยีและสื่อสารการศึกษา คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม, 5(13), 85-98. https://so02.tci-thaijo.org/index.php/etcedumsu/article/view/255850

สถาบันทดสอบทางการศึกษาแห่งชาติ. (2565). รายงานผลการทดสอบทางการศึกษาระดับชาติขั้นพื้นฐาน (O-NET). กรุงเทพมหานคร: สถาบันทดสอบทางการศึกษาแห่งชาติ (สทศ.).

สุนิตย์ตา เย็นทั่ว, ศศิธร แก้วอ่อน, นุชธิดา พวงจันดา, เดชาวุฒิ วานิชสรรพ, วัชรี วรัจฉรียกุล และชวนพบ เอี่ยวสานุรักษ์. (2562). ตารางธาตุแบบความจริงเสริมเพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ (รายงานการประชุมวิชาการ). การประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ศึกษา ระดับปริญญาตรี ครั้งที่ 1 (น. 52-61). คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏรำไพพรรณี.

Bernardo, J. M. M., & González, A. F. (2021). Chemical battleship: Discovering and learning the periodic table playing a didactic and strategic board game. Journal of Chemical Education, 98(3), 907–914. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00553

Bierenstiel, M., & Snow, K. (2019). Periodic universe: A teaching model for understanding the periodic table of the elements. Journal of Chemical Education, 96(7), 1367–1376. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.8b00740

Clark, D. B., Tanner-Smith, E. E., & Killingsworth, S. S. (2016). Digital games, design, and learning: A systematic review and meta-analysis. Review of educational research, 86(1), 79-122. https://doi.org/10.3102/0034654315582065

Cooper, M. M. (2015). Why ask why?. Journal of Chemical Education, 92(8), 1273–1279. https://doi.org/10.1021/ed500290x

Eichinger, D. C., Anderson, C. W., Palincsar, A. S., & David, Y. M. (2010). Reconstructing the periodic table: A conceptual approach. Journal of Chemical Education, 87(8), 849-853. https://doi.org/10.1021/ed100062s

Galizia, P. (2025). Snakeleev: A gamified serious game for learning the periodic table. Journal of Chemical Education, 102(5), 1814–1828. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed. 5c00029

Johnstone, A. H. (1991). Why is science difficult to learn? Things are seldom what they seem. Journal of Computer Assisted Learning, 7(2), 75–83. https://doi.org/10.1111/j.1365-2729.1991.tb00230.x

NGSS Lead States. (2013). Next Generation Science Standards. Retrieved from, https://www.nextgenscience.org

OECD. (2023). PISA 2022 results (Volume I): The state of learning and equity in education. Paris: OECD Publishing. https://www.oecd.org/en/publications/pisa-2022-results-volume-i_53f23881-en.html

Perry, R. J., Wiggins, J. B., & Jansma, A. L. (2018). Playing with the periodic table: A card game for learning chemical elements. Journal of Chemical Education, 95(3), 461–465.

https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.7b00595

Rocabado, J. F., & Bhattacharyya, G. (2022). Students’ reasoning in chemistry. Chemistry Education Research and Practice, 23(3), 675-689. https://doi.org/10.1039/d1rp00315a

Sailer, M., & Homner, L. (2020). The gamification of learning: A meta-analysis. Educational psychology review, 32(1), 77-112. https://doi.org/10.1007/s10648-019-09498-w

Scerri, E. (2023). How and why the Periodic Table should be elevated to a higher status in chemistry courses, and a very brief history of the periodic table, in New Directions in Chemical Education. Italy: Pisa University Press.

Scerri, E. R. (2019). The periodic table: Its story and its significance. Journal of Chemical Education, 96(6), 1008–1015. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00009

Scerri, E. R., & Restrepo, G. (2020). The periodic table as a unifying framework for chemistry education. Journal of Chemical Education, 97(9), 2869–2877.

https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b01121

Sevian, H., & Talanquer, V. (2020). Rethinking chemistry education. Journal of Chemical Education, 97(9), 2539–2541. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00956

Stowe, R. L., & Cooper, M. M. (2017). Practicing chemistry thinking: Using the periodic table to support reasoning. Journal of Chemical Education, 94(9), 1205–1211.

https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.7b00191

Stowe, R. L., & Cooper, M. M. (2021). Representational competence. Journal of Chemical Education, 98(2), 448–456. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c01271

Taber, K. S. (2019). Student thinking about the periodic table: Learning, teaching, and assessment. Journal of Chemical Education, 96(3), 411–429.

https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.8b00771

Taber, K. S. (2021). Conceptual understanding in chemistry. Chemistry Education Research and Practice, 22(2), 234–247. https://doi.org/10.1039/d0rp00245a

Talanquer, V. (2011). Macro, submicro, and symbolic: The many faces of the chemistry “triplet”. Journal of Chemical Education, 88(2), 144–149.

https://doi.org/10.1021/ed100557m

Traver, V. J., Leiva, L. A., Martí Centelles, V., & Rubio Magnieto, J. (2021). Educational videogame to learn the periodic table: Design rationale and lessons learned. Journal of Chemical Education, 98(7), 2298–2306. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c01217

Treagust, D. F. (1988). Development and use of diagnostic tests to evaluate students’ misconceptions in science. International journal of science education, 10(2), 159-169. https://doi.org/10.1080/0950069880100204

Wouters, P., van Nimwegen, C., van Oostendorp, H., & van der Spek, E. D. (2013). A meta-analysis of the cognitive and motivational effects of serious games. Journal of Educational Psychology, 105(2), 249–265. https://doi.org/10.1037/a0031311

Downloads

Published

06/29/2026

How to Cite

Hirunrattanaphong, H. ., Siriamnuaylap, P., Wanichsan, D. ., & Waratchareeyakul, W. . (2026). Innovative Approaches to Teaching and Learning the Periodic Table: A Literature Review. Journal of Education & Learning Development Innovation, 5(1), 1–13. retrieved from https://so15.tci-thaijo.org/index.php/JELDI/article/view/3514