The Effects of Case-Based Learning (CBL) Integrated with Artificial Intelligence on Enhancing Environmental Science Competency in the Topic: Life in the Environment among Grade 12 Students
Keywords:
Case-Based Learning, Artificial Intelligence, Environmental Science Competency, Grade 12 StudentsAbstract
This classroom action research aimed to: (1) examine the effects of Case-Based Learning (CBL) integrated with Artificial Intelligence (AI) on enhancing environmental science competency in the topic “Life in the Environment,” and (2) investigate instructional guidelines for implementing this approach among Grade 12 students. The sample consisted of 40 students selected through purposive sampling. The research instruments included three lesson plans, an environmental science competency assessment, activity worksheets, and a reflective learning form. All instruments were validated by three experts. The Index of Item-Objective Congruence (IOC) values of the lesson plans were 0.84, 0.89, and 0.92. The competency assessment showed IOC values of 0.90, 0.94, and 1.00. The activity worksheets yielded IOC values of 0.90, 0.94, and 1.00, and the reflective form showed an IOC value of 1.00. Quantitative data were analyzed using the normalized gain score, while qualitative data were analyzed through content analysis. The findings revealed that students achieved a high level of learning gain (High gain), with an average normalized gain (<g>) of 0.72, and no students were found in the low-gain category. The results indicate that integrating CBL with AI effectively promotes systems thinking, evidence-based decision-making, and critical problem-solving in environmental contexts. Three key instructional guidelines were synthesized: selecting real-life contextual cases, employing structured analytical questioning, and monitoring students’ critical and ethical use of AI. It can be concluded that integrating CBL with AI effectively enhances environmental science competency and is appropriate for upper secondary education.
References
ชรินทร์ กองสุข. (2569). กรอบแนวคิด TPACK-AI: แนวทางการพัฒนาทักษะครูไทยในยุคปัญญาประดิษฐ์. Leadership Educational Administration Development Journal, 3(1), 1–28.
ชัยภัทร ศรีทุมา. (2566). การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้เรื่องปัญหาสิ่งแวดล้อมเพื่อส่งเสริมสมรรถนะหลักของนักเรียนช่วงชั้นที่ 4 ในชุมชนทรัพย์ไพรวัลย์ ตำบลวังทอง จังหวัดพิษณุโลก. วารสารบัณฑิตแสงโคมคำ, 8(1), 34–49.
โชคปวิช ศุภมงคลฤกษ์ และ สลา สามิภักดิ์. (2569). การส่งเสริมความฉลาดรู้ด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลายด้วยการเรียนรู้ที่ผสานแนวคิดเคมีสีเขียวโดยใช้กรณีศึกษา. วารสารศาสตร์การศึกษาและการพัฒนามนุษย์, 10(1), 46–64.
ญาณิศา พึ่งเกตุ และ อรชุลี นิราศรพงเกตุ. (2569). ผลของโปรแกรมสร้างเสริมความเข้มแข็งทางใจโดยประยุกต์แนวคิดแบบแผนความเชื่อด้านสุขภาพร่วมกับการเรียนรู้โดยใช้กรณีศึกษาเป็นฐานของนักเรียนมัธยมศึกษาตอนต้น. วารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยการกีฬาแห่งชาติ, 18(1), 143–158.
ประวิทย์ ฤทธิบูลย์ และ ปิยวดี มากพา. (2569). การเรียนรู้จากประสบการณ์: กระบวนการส่งเสริมและพัฒนาการเรียนรู้ทางด้านนาฏศิลป์โดยการลงมือปฏิบัติ. วารสารวิจัยวิชาการ, 9(1), 359–372.
ศิริชัย กาญจนวาสี. (2564). ทฤษฎีการประเมิน (พิมพ์ครั้งที่ 10). สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
Allchin, D. (2013). Problem- and case-based learning in science: An introduction to distinctions, values, and outcomes. CBE—Life Sciences Education, 12(4), 309–317. https://doi.org/10.1187/cbe.12-11-0190
Boud, D., & Feletti, G. (2017). The challenge of problem-based learning. Routledge.
Crompton, H., & Burke, D. (2023). Artificial intelligence in higher education: The state of the field. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 20, 1–22.
Dewi, C. A., & Rahayu, S. (2023). Implementation of case-based learning in science education: A systematic review. Journal of Turkish Science Education, 20(2), 261–274.
Herreid, C. F. (2011). Case studies and the case method: A brief overview. Journal of College Science Teaching, 41(4), 12–17.
Kemmis, S., & McTaggart, R. (1998). The action research planner. Deakin University Press.
Kijkueakul, S. (2019). Scientific education research. Faculty of Education, Naresuan University.
Li, Y., Cao, L., Zhang, H., Pang, W., Sun, Y., & Zhang, Z. (2023). Application of flipped classroom combined with case-based learning in introduction to environmental health science. Frontiers in Public Health, 11, Article 1264843. https://doi.org/10.3389/fpubh.2023.1264843
Long, D., & Magerko, B. (2020). What is AI literacy? Competencies and design considerations. In Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (pp. 1–16). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3313831.3376727
Organisation for Economic Co-operation and Development. (2023). PISA 2025 science framework (draft). OECD Publishing. https://pisa-framework.oecd.org/science-2025/
Osborne, J., Erduran, S., & Simon, S. (2004). Enhancing the quality of argumentation in school science. Journal of Research in Science Teaching, 41(10), 994–1020.
Savery, J. R. (2015). Overview of problem-based learning: Definitions and distinctions. In A. Walker, H. Leary, C. E. Hmelo-Silver, & P. A. Ertmer (Eds.), Essential readings in problem-based learning: Exploring and extending the legacy of Howard S. Barrows (pp. 5–15). Purdue University Press.
Shute, V. J., & Ventura, M. (2013). Stealth assessment: Measuring and improving learning in video games. MIT Press.
