The Effects of Design Thinking-Based Learning on Scientific Problem-Solving Skills in the Topic of Solutions for Grade 10 Students
Keywords:
Design Thinking, Scientific Problem-Solving Skills, SolutionsAbstract
This classroom action research aimed to develop and examine the effects of Design Thinking-based learning on scientific problem-solving skills in the topic of Solutions among Grade 10 students. The study employed a predominantly qualitative approach supported by descriptive statistics. The target group consisted of 40 Grade 10/7 students at Udon Pittayanukoon School (second semester, 2025), divided into nine groups, selected through purposive sampling. A One-Group Posttest-Only Design was used. Instruments were Design Thinking lesson plans (Empathize, Define, Ideate, Prototype, Test; 11 hours) and a four-level rubric (20 points; IOC = 0.87–1.00). Data were analyzed using mean, standard deviation, and qualitative analysis. Students showed scientific problem-solving skills at a good level (x̄ = 16.66, SD = 1.23, 83.30%); 4 groups reached a very good level and 5 a good level. The findings suggest that Design Thinking-based learning can serve as a practical approach for fostering scientific problem-solving skills and meaningful learning in science classrooms.
References
ทิศนา แขมมณี. (2560). ศาสตร์การสอน: องค์ความรู้เพื่อการจัดกระบวนการเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพ (พิมพ์ครั้งที่ 21). กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
ประสาท เนืองเฉลิม. (2558). วิจัยการเรียนการสอน. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
พฤกษ์ โปร่งสาโรง. (2549). หลักการสอนวิชาเคมี. กรุงเทพฯ: ศูนย์หนังสือจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
ศศิมา สุขสว่าง. (2560). Design Thinking: นวัตกรรมเพื่อการเปลี่ยนแปลง. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์.
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2560). หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชุมนุมสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทย.
สุนิสา แก้วทิพย์. (2561). การแก้ปัญหาการเรียนรู้เรื่องสารละลายด้วยการจัดการเรียนรู้เชิงบริบท. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร, 20(3), 121–133.
สุพรรณษา อินทพงค์. (2565). การพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบการบูรณาการสะเต็มศึกษาร่วมกับภูมิปัญญาท้องถิ่น สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น. วารสารการศึกษาและนวัตกรรมพัฒนาการเรียนรู้, 1(1), 21–29.
สุพรรณษา อินทพงค์. (2566). การพัฒนาสมรรถนะความสามารถในการแก้ปัญหาและสมรรถนะความสามารถในการสื่อสารของผู้เรียนโดยการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการตามแนวทางสะเต็มศึกษาสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น. วารสารการศึกษาและนวัตกรรมพัฒนาการเรียนรู้, 2(1), 1–11.
สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐานและสำนักบริหารงานการมัธยมศึกษาตอนปลาย. (2558). แนวทางการจัดการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21. กรุงเทพฯ: สพฐ.
อมรรัตน์ ศรีสมบัติ. (2563). การศึกษาความเข้าใจคลาดเคลื่อนเรื่องสารละลายของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4. วารสารวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์ศึกษา, 3(1), 10–22.
Brown, T. (2008). Design thinking. Harvard Business Review, 86(6), 84–92.
Brown, T. E., LeMay, H. E., & Bursten, B. E. (2018). Chemistry: The central science (14th ed.). Australia: Pearson Education.
Carroll, M., Goldman, S., Britos, L., Koh, J., Royalty, A., & Hornstein, M. (2010). Destination, imagination and the fires within: Design thinking in a middle school classroom. International Journal of Art & Design Education, 29(1), 37–53.
https://doi.org/10.1111/j.1476-8070.2010.01632.x
Chang, R., & Overby, J. (2019). Chemistry (13th ed.). USA: McGraw-Hill.
Eilks, I., & Byers, W. (Eds.). (2009). Innovative methods in teaching chemistry. Germany: Gesellschaft Deutscher Chemiker.
Gilbert, J. K. (2006). On the nature of “context” in chemical education. International Journal of Science Education, 28(9), 957–976. https://doi.org/10.1080/09500690600702470
Hasso Plattner Institute of Design at Stanford. (2010). The Stanford d.school bootcamp bootleg. USA: Stanford University.
Intapong, S. (2025). Development of a STEAM4INNOVATOR-based learning process using a leaf compression machine to enhance students’ innovation and environmental problem-solving skills. Journal of Education & Learning Development Innovation, 4(1), 12–23.
Johnstone, A. H. (2000). Teaching of chemistry: Logical or psychological?. Chemistry Education Research and Practice, 1(1), 9–15. https://doi.org/10.1039/A9RP90001B
Kolb, D. A. (1984). Experiential learning: Experience as the source of learning and development. USA: Prentice-Hall.
OECD. (2017). PISA 2015 assessment and analytical framework. Paris: OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/9789264281820-en
OECD. (2019). PISA 2018 results (Volume I): What students know and can do. Paris: OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/5f07c754-en
OECD. (2023). PISA 2022 results (Volume I): The state of learning and equity in education. Paris: OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/53f23881-en
Phitsanu, P. (2020). Applying design thinking in STEM education for Thai secondary students. Journal of Education and Learning, 9(4), 112–121.
Polya, G. (1945). How to solve it: A new aspect of mathematical method (2nd ed.). USA: Princeton University Press.
Taber, K. S. (2010). Stairway to heaven: Finding chemistry’s conceptual threshold. School Science Review, 91(336), 109–116.
Vygotsky, L. S. (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. USA: Harvard University Press.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Journal of Education & Learning Development Innovation
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
This article is published under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0), which allows others to share the article with proper attribution to the authors and prohibits commercial use or modification. For any other reuse or republication, permission from the journal and the authors is required.
