The development of inquiry-based learning unit on exoplanet detection for high school & undergraduate

Abstract

This research aimed to develop inquiry-based learning units and models for detecting exoplanets in order to promote student understanding by focusing on transit and radial velocity methods. The models represent the methods for detecting exoplanets in two main ways consistent with the fact revealed by astronomical measurements. With respect to teaching students, the developed learning units and models for detecting exoplanets were developed to teach 30 grade 11 students in science and six first-year undergraduate students from biomedical engineering class. The data collection tools included both quantitative and qualitative tests, questionnaires, and open-ended questions to assess the knowledge and attitudes of students. Results from the analysis showed that the developed units incorporated with models can be used to enhance student's understanding on exoplanet detection. It was evident when the students were able to gain self-knowledge by designing their own experiments by modifying variables such as the distance between the planets and their stars in order to compare the results. Moreover, the evaluation found that students had a positive attitude the towards learning units because the students had freedom to study by themselves.

งานวิจัยครั้งนี้มุ่งเน้นการพัฒนาหน่วยการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ที่ใช้ร่วมกับแบบจำลองการตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเพื่อส่งเสริมความเข้าใจของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายและระดับปริญญาตรีใน เรื่องการตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบ โดยเน้นเนื้อหาใน 2 วิธีหลักได้แก่ การเคลื่อนผ่านและการวัดความเร็วแนวรัศมี แบบจำลองที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถแสดงผลการตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้สอดคล้องกับผลที่นักดาราศาสตร์ใช้วัดจริง ผู้วิจัยได้นำหน่วยการเรียนและโมเดลการตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่พัฒนาขึ้นไปทดลองใช้กับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 สายการเรียนวิทยาศาสตร์ จำนวน 30 คน และนักศึกษา สาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ชั้นปีที่ 1 จำนวน 6 คน เครื่องมือเก็บข้อมูลประกอบด้วยเครื่องมือเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพได้แก่ แบบทดสอบ คำถามปลายเปิด แบบสอบถามและผลงานของผู้เรียน เพื่อประเมินความรู้และทัศนคติของผู้เรียนที่มีต่อหน่วยการเรียนดังกล่าว ผลจากการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่า หน่วยการเรียนรู้ที่ใช้ร่วมกับแบบจำลองสามารถใช้พัฒนาความเข้าใจของผู้เรียนได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ ผลการประเมินพบว่าผู้เรียนมีทัศนคติที่ดีต่อหน่วยการเรียนรู้เพราะผู้เรียนมีอิสระในเรียนรู้และสร้างความรู้ด้วยตนเอง เนื่องจากผู้เรียนสามารถทาการออกแบบการทดลองได้เองและปรับเปลี่ยนตัวแปรเพื่อเปรียบเทียบผลการทดลองที่เปลี่ยนไปและทาเข้าใจว่าตัวแปรต่างๆ เช่น ระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์และดาวฤกษ์ มีผลต่อการทดลองอย่างไร