ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM EDUCATION)

1

เป็นแนวทางการจดั การศึกษา ท่ีเนน้ การบูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วศิ วกรรมศาสตร์ และ คณติ ศาสตร์ โดยเนน้ การนําความร้ไู ปใชใ้ น การแกป้ ญั หาในชวี ติ จริง รวมทั้งการพฒั นา กระบวนการผลติ ใหม่ ทเ่ี ป็นประโยชนต์ อ่ การ ดําเนนิ ชีวติ และการทํางาน 2

ถกู ใช้คร้ัง แรกโดยสถาบัน วทิ ยาศาสตร์แห่งประเทศ สหรฐั อเมรกิ า (the National Science Foundation: NSF) เปน็ การสอนแบบบูรณาการ ขา้ มกล่มุ สาระวชิ า (Interdisciplinary Integration) ระหว่าง ศาสตร์ สาขาตา่ งๆ ไดแ้ ก่ 3

• S= Science 4 การศึกษาเก่ียวกับปรากฏการณธ์ รรมชาติ • T= Technology วสั ดุ เคร่อื งมือ รวมถึงผลจากการพฒั นาปรับปรุงสิ่งต่างๆ เพือ่ สนองความต้องการ หรอื ความจาํ เปน็ ของมนษุ ย์ • E= Engineering เป็นกระบวนการแก้ปัญหา การออกแบบและสร้างสรรค์ช้นิ งานหรือวธิ กี าร โดยใช้ ทรพั ยากร ท่ีมีอยู่ให้เกดิ ประโยชนส์ ูงสุด • M= Mathematics เปน็ เร่ืองของความสัมพันธร์ ะหว่างจํานวน ปรมิ าณ และรูปทรงเรขาคณิตตา่ ง ๆ รวมท้ัง กระบวนการทางเหตแุ ละผล

การจดั การเรียนร้ตู ามแนวทางสะเต็ม การจัดการเรยี นรู้ตามแนวทางสะเตม็ มลี กั ษณะ 5 ประการ ไดแ้ ก่ (1) เปน็ การสอนท่เี น้นการบูรณาการ (2) ช่วยนักเรยี นสรา้ งความเชอ่ื มโยงระหว่างเนือ้ หาวชิ าทัง้ 4 กับชวี ติ ประจําวันและการทําอาชพี (3) เน้นการพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 (4) ท้าทายความคิดของนักเรยี น (5) เปิดโอกาสใหน้ ักเรียนได้แสดงความคดิ เห็น และความเขา้ ใจทีส่ อดคล้องกบั เนือ้ หาทง้ั 4 วชิ า 5

จดุ ประสงค์ของการจดั การเรยี นรตู้ ามแนวทางสะเต็มศึกษา คือการส่งเสริมใหผ้ เู้ รียนรกั และเหน็ คุณค่าของการเรียนวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วศิ วกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ และเห็นวา่ วชิ าเหลา่ นนั้ เป็นเรอ่ื งใกล้ตวั ทส่ี ามารถนาํ มาใช้ ไดท้ ุกวนั โดยการศกึ ษาในสาขาน้ี ผู้ศกึ ษาจะไดพ้ ัฒนาทักษะดา้ นต่างๆ ทเี่ ป็น key skills ไดแ้ ก่ • ทักษะการแกป้ ัญหา (problem solving) • ความคดิ สร้างสรรค์ (Creativity) • การคดิ วิเคราะห์ (critical analysis) • การทาํ งานเป็นทมี (teamwork) • การคดิ อยา่ งอิสระ (independent thinking) • ความคิดรเิ ริ่ม (initiative) • ทักษะการส่ือสาร (Communication) • ทกั ษะดา้ นดจิ ทิ ัล (digital literacy) 6

วิชาการทีเ่ กี่ยวข้องกับสะเตม็ ศึกษา 7 การสอนวทิ ยาศาสตร์ คอื การพัฒนาให้ผ้เู รยี นมี ความรู้ ความ เขา้ ใจเกย่ี วกับเนือ้ หา (หลกั กฎ และทฤษฎ)ี วชิ าวิทยาศาสตร์ (ฟิสกิ ส์ เคมี ชวี วทิ ยา และโลก อวกาศ ดาราศาสตร์) สามารถ เชือ่ มโยง ความเกยี่ วเน่ือง เน้ือหาระหว่างสาระ วชิ า และมีทักษะในการปฏบิ ัติการเชิง วทิ ยาศาสตร์ มี ทักษะในการคิดทเ่ี ปน็ เหตุ เป็นผล สามารถค้นหาความรแู้ ละแกป้ ัญหาอย่าง เปน็ ระบบ สามารถตัดสนิ ใจโดยใชข้ อ้ มลู ที่หลากหลาย และ มปี ระจกั ษ์พยานที่ ตรวจสอบได้

วชิ าการท่เี กยี่ วข้องกับสะเตม็ ศึกษา การสอนเทคโนโลยี คอื การพฒั นาให้ผู้เรียนมคี วามเข้าใจ และความสามารถ ในการใชง้ าน จดั การ และเขา้ ถงึ เทคโนโลยี (กระบวนการหรอื ส่งิ ประดษิ ฐ์ที่สรา้ งข้นึ เพื่อตอบสนองความต้องการ ของมนษุ ย์) 8

วิชาการที่เกี่ยวข้องกบั สะเต็มศกึ ษา การสอนวิศวกรรมศาสตร์ คอื การพฒั นา ใหผ้ ู้เรียนมีทกั ษะในออกแบบและสร้าง เทคโนโลยี โดยประยุกต์ใชค้ วามรู้ วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี ทมี่ อี ยอู่ ยา่ งคุ้มคา่ โดยกระบวนการ ออกแบบเชิง วศิ วกรรมประกอบด้วย องคป์ ระกอบ 6 ขน้ั ตอน 9

วชิ าการที่เก่ียวข้องกบั สะเตม็ ศกึ ษา การสอนคณิตศาสตร์ คอื การพฒั นาใหผ้ ู้เรยี นมีความสามารถในการวิเคราะห์ ให้เหตผุ ล และการประยุกต์แนวคดิ ทางคณิตศาสตร์ เพื่ออธบิ าย ทาํ นายปรากฏการณ์ต่างๆ ภายใตบ้ รบิ ทท่ีแตกตา่ งกนั รวมถึงตระหนกั ถึง บทบาทของคณิตศาสตรแ์ ละสามารถใช้ คณิตศาสตรช์ ่วยในการวนิ ิจฉยั และ การตัดสนิ ใจท่ีดี 10

สะเตม็ ศึกษาเปน็ การเรียนรแู้ บบบูรณาการ ที่ใชค้ วามรู้และทักษะในดา้ นตา่ งๆ ผา่ นการทํา กจิ กรรม activity based หรือการทาํ โครงงาน project based ทเ่ี หมาะสมกบั วัยและ ระดบั ช้ันของผูเ้ รียน การเรยี นร้แู บบสะเต็มศึกษา ดงั กลา่ วนี้ จะช่วยใหผ้ ้เู รียนได้ พัฒนาทักษะ การคดิ ทักษะการใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศ ทักษะการแกป้ ัญหา และทกั ษะ การสอื่ สาร ซึ่ง ทกั ษะดงั กลา่ วนี้เป็นทกั ษะการเรยี นรู้ในศตวรรษที่ 21 ท่ผี ้เู รยี นจึงมี นอกจากนผ้ี ู้เรียนยังได้ ความรแู้ บบ องคร์ วมท่ีสามารถนาํ ไปเชือ่ มโยงหรอื ประยุกตใ์ ชใ้ น ชีวิตประจําวันได้ 11

บรู ณาการ หมายถึง การนําศาสตรส์ าขาวิชาตา่ งๆ ที่มเี นื้อหาสมั พันธ์เกย่ี วข้องกัน มาจัดประสบการณก์ ารเรียนร้ใู นลักษณะของการผสมผสาน เข้าด้วยกัน เพือ่ ให้สอดคล้อง กบั ความต้องการและสภาพชวี ิตจรงิ ของผู้เรยี น การบรู ณาการสามารถ ทําไดห้ ลายรปู แบบ เชน่ ✓ การบูรณาการเนอ้ื หา Integration of subject areas ✓ การบรู ณาการกระบวนการเรยี นรู้ Integration of learning process ✓ การบูรณาการ เปา้ หมายของการเรียนรู้ Integration of learning outcome 12

โดยปกติแล้วระบบการเรยี น STEM จะถูกแทรกอย่ใู นการเรยี นการสอน ของแต่ละช้นั เรยี นอยู่แลว้ เพียงแค่ไมไ่ ด้ถกู เรียกอยา่ งชดั เจนอยา่ งในปัจจุบนั ซ่ึงประโยชนจ์ ากการเรยี น STEM น้นั มอี ยู่ในหลายสกลิ ไดแ้ ก่ • ทักษะการแก้ปัญหา • ฝกึ กระบวนการคดิ เป็นระบบ • การนําประโยชนไ์ ปใช้ • ทกั ษะการสร้าง • การฝึกทําอะไรท่ีได้ท้าทายความสามารถ 13

14