Development of an Innovative Virtual Reality Laboratory Media for Promoting Concepts on the Relation Between Force, Mass, and Accleration of Upper Secondary School Students
DOI:
https://doi.org/10.14456/jescu.2025.18Keywords:
laboratory media, virtual reality, innovative media, scientific conceptsAbstract
Experimentation is a key process in promoting scientific conceptual understanding. However, when studying physics concepts related to force and motion, real classroom experiments face several limitations. This research aimed to 1) develop innovative virtual experimental media on the relationship between force, mass, and acceleration, and 2) study the conceptual development of 14 grade 10 students in the science-mathematics program, selected through voluntary sampling. Data collection tools included expert focus group discussions, user focus group discussions, media suitability and consistency evaluation forms, and a two-tier multiple-choice conceptual test. Data analysis revealed that the developed media received an average suitability and consistency rating of 4.41 out of 5.00. The medium was designed as a virtual experiment using a mobile application paired with a headset. It the situation of a spacecraft motion experiment from a second-person point of view. The measurements obtained had an error margin of 5%, offering a realistic experimental experience and enabling effective interpretation of the results. The findings indicated that the media contributed to the development of students’ conceptual understanding. The frequencies of the No Understanding (NU) and Specific Misconception (SM) levels decreased by 18.58% and 2.14%, respectively, while the Partial Understanding (PU) and Sound Understanding (SU) levels increased by 2.14% and 18.58%, respectively.
References
ภาษาไทย
กิตติทัศน์ หวานฉ่ำ. (2563). การพัฒนาระบบสร้างข้อสอบอัตโนมัติเพื่อวินิจฉัยมโนทัศน์ที่คลาดเคลื่อนทางกลศาสตร์โดยใช้การประเมินเชิงวินิจฉัยทางพุทธิปัญญา [วิทยานิพนธ์ปริญญาดุษฎีบัณฑิต, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย]. Chulalongkorn University Intellectual Repository (CUIR). http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/76733
กิตติมา พันธ์พฤกษา. (2563). มโนทัศน์ที่คลาดเคลื่อน เรื่อง แรงและการเคลื่อนที่ของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา, 31(2), 189-206. https://ojs.lib.buu.ac.th/index.php/education2/article/view/7044
ทวีศักดิ์ จินดานุรักษ์. (2559). นวัตกรรมและสื่อในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในศตวรรษ ที่ 21. Veridian E-Journal Silpakorn University, 9(1), 560-581. https://he02.tci-thaijo.org/index.php/Veridian-E-Journal/article/view/61503
นฤมล เอมะรัตต์, ขวัญ อารยะธนิตกุล, และ ธเนศ พฤทธิวรสิน. (2562). ทักษะปฏิบัติการฟิสิกส์ : การวัดค่าคลาดเคลื่อน การเขียนกราฟ. นิวแลมบ์ดา ไซเอนทิฟิค.
ภารดี รัตนจามิตร, สิงหา ประสิทธิพงศ์, และ เสาวรส ยิ่งวรรณะ. (2564). การพัฒนาแนวคิดวิทยาศาสตร์ เรื่อง แรงและกฎการเคลื่อนที่ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ด้วยการจัดการเรียนรู้แบบทำนาย-สังเกต-อธิบาย (POE): ทฤษฎีจากการปฏิบัติการในชั้นเรียน. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี, 32(2), 53-70. https://so02.tci-thaijo.org/index.php/edupsu/article/download/238968/169542/912294
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2561ก). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 (เล่ม 1). ศูนย์หนังสือแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2561ข). คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 (เล่ม 1). ศูนย์หนังสือแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. https://myipst.ipst.ac.th/medias/physics-advanced-m4-1-teacher-guide
สมศักดิ์ เตชะโกสิต และ ณมน จีรังสุวรรณ. (2556). แนวทางในการจัดการเรียนรู้ในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์โดยใช้เทคโนโลยีเสมือนจริง. วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้, 4(2), 117-123. https://ejournals.swu.ac.th/index.php/JSTEL/article/view/4437
ภาษาอังกฤษ
Ayas, A., Özmen, H., & Çalik, M. (2010). Students’ conceptions of the particulate nature of matter at secondary and tertiary level. International Journal of Science and Mathematics Education, 8(1), 165-184. https://doi.org/10.1007/s10763-009-9167-x
Brown, T., Lomsdalen, J., Humer, I., & Eckhardt, C. (2019). Immersive learning for scale and order of magnitude in Newtonian mechanics. In D. Beck, A. Peña-Rios, T. Ogle, D. Economou, M. Mentzelopoulos, L. Morgado, C. Eckhardt, J. Pirker, R. KoitzHristov, J. Richter, C. Gütl, & M. Gardner (Eds.), Immersive learning research network. iLRN 2019. Communications in computer and information science, Vol. 1044 (pp. 30-42). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-23089-0_3
Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. BSCS. https://bscs.org/wp-content/uploads/2022/01/bscs_5e_full_report-1.pdf
Hestenes, D., Wells, M., & Swackhamer, G. (1992). Force concept inventory. The Physics Teacher, 30(3), 141-158. https://doi.org/10.1119/1.2343497
Hewitt, P. G. (2002). Conceptual physics. Pearson.
Larkin, J. H., & Reif, F. (1979). Understanding and teaching problem-solving in physics. European Journal of Science Education, 1(2), 191-203. https://doi.org/10.1080/0140528790010208
Newton, I. (1999). Philosophiae naturalis principia mathematica [The principia: mathematical principles of natural philosophy]. University of California Press.
Ngema, M., & Motlhabane, A. (2025). Virtual labs in life sciences education: A case study of grade 10 learners in selected South African rural schools. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 21(2), 2-12. https://doi.org/10.29333/ejmste/15925
Sampson, V., & Schleigh, S. (2013). Scientific argumentation in biology: 30 classroom activities. NSTA.
Sanchez, A., María Barreiro, J., & Maojo, V. (2000). Design of virtual reality systems for education: A cognitive approach. Education and information technologies, 5, 345-362. https://link.springer.com/content/pdf/10.1023/A:1012061809603.pdf
Sang, D. (2014). Cambridge IGCSE® physics coursebook with CD-ROM (2nd ed.). Cambridge University Press.
Young, H. D., & Freedman, R. A. (2016). University physics with modern physics (14th ed.). Pearson.
Youngblut, C. (1998). Educational uses of virtual reality technology. Institute for Defense Analyses. https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA339438.pdf
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
