Development of Learning Activity module on topic stress analysis of Pressure Vessels Using Finite Element Method for Higher Vocational Certificate students in Mechanical Engineering

Abstract

This research aimed to develop and evaluate the effectiveness of a learning activity set on pressure vessels using the finite element method (FEM) to enhance academic achievement. The objectives were: 1) to develop and assess the effectiveness of the learning activity set on pressure vessels using FEM, and 2) to compare the learning outcomes of students using the activity set with established criteria. The sample group consisted of 20 students from the higher vocational certificate level, Mechanical Engineering, at Ang Thong Technical College, enrolled in the Strength of Materials course during the second semester of the 2024 academic year, selected by cluster random sampling. The statistical methods used were percentages, means, standard deviations, and the T-test for one sample. The research instruments were: 1) the learning activity set on pressure vessels using FEM, 2) an evaluation form for the activity set, and 3) a test to measure students' learning outcomes. The results showed that: 1) the learning activity set was highly appropriate, with a mean of 4.62 and a standard deviation of 0.49, with an efficiency of E1/E2 = 80.33/85.50, and 2) students' learning outcomes were significantly higher than the established criteria at the 0.05 level.

การวิจัยครั้งนี้ พบว่านักศึกษาที่เรียน ในรายวิชาความแข็งแรงของวัสดุ เรื่องภาชนะรับความดันที่ใช้สื่อการเรียนรู้แบบเดิม ไม่สามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของวัสดุหลังเสียรูปได้ จะเห็นในรูปแบบตัวเลขเท่านั้น จึงทำให้ผู้เรียนเข้าใจได้ยาก และไม่เกิดความน่าสนใจในการเรียนรู้ ผู้วิจัยจึงนำระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์มาพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้ โดยมีวัตถุประสงค์ในการวิจัยคือ 1) เพื่อพัฒนาและหาประสิทธิภาพชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่องภาชนะรับความดัน ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ที่ส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน 2) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักศึกษาที่เรียนด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่องภาชนะรับความดัน ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ กับเกณฑ์ กลุ่มตัวอย่าง คือ นักศึกษาในระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง ประเภทวิชาช่างอุตสาหกรรม สาขาวิชาเทคนิคเครื่องกล วิทยาลัยเทคนิคอ่างทอง ที่เรียนรายวิชาความแข็งแรงของวัสดุ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2567 จำนวน 20 คน ได้มาโดยการสุ่มแบบกลุ่ม สถิติที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสถิติทดสอบสมมติฐาน คือ T-test for one sample เครื่องมือที่ใช้ในงานวิจัย 1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้เรื่องภาชนะรับความดัน ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ 2) แบบประเมินความเหมาะสมของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ 3) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักศึกษา ผลการวิจัยพบว่า 1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้เรื่องภาชนะรับความดัน ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ มีความเหมาะสมระดับมากที่สุด มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 4.62 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 0.49 โดยมีประสิทธิภาพ E1/E2 เท่ากับ 80.33/85.50 2) ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักศึกษาที่เรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ กับเกณฑ์ พบว่า นักศึกษามีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05