วิทย์+เทคโนฯ+วิศวะ+คณิตฯ เรียนมุมใหม่แบบ‘สเต็ม’ของเด็กไทย

เรื่อง : พริบพันดาว

คําว่า "สเต็ม" (STEM) เป็นคำย่อจากภาษาอังกฤษของศาสตร์ 4 สาขาวิชา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) หมายถึง องค์ความรู้ วิชาการของศาสตร์ทั้งสี่ที่มีความเชื่อมโยงกันในโลกของความเป็นจริง ที่ต้องอาศัยองค์ความรู้ต่างๆ มาบูรณาการเข้าด้วยกันในการดำเนินชีวิตและการทำงาน

คำว่า สเต็ม ถูกใช้ครั้งแรกโดยสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศสหรัฐอเมริกา (National Science Foundation : NSF) ซึ่งใช้คำนี้เพื่ออ้างถึงโครงการหรือโปรแกรมที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์

อย่างไรก็ตาม สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศสหรัฐอเมริกาไม่ได้ให้นิยามที่ชัดเจนของคำว่า สเต็ม มีผลให้มีการใช้และให้ความหมายของคำนี้แตกต่างกันไป เช่น มีการใช้คำว่า สเต็ม ในการอ้างอิงถึงกลุ่มอาชีพที่มีความเกี่ยวข้องกับวิทยา ศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์

ในรอบ 2-3 ปีหลังที่ผ่านมา วงการศึกษาของไทยได้นำองค์ความรู้และการเรียนการสอนในแบบสเต็มเข้ามาในเมืองไทย ซึ่งกำลังมีการผลักดันให้เป็นส่วนหนึ่งในวงการปฏิรูปการศึกษาของเมืองไทย

ดร.พรพรรณ ไวทยางกูร ผู้อำนวยการสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สสวท.) ซึ่งถือเป็นหน่วยงานหนึ่งที่บุกเบิกการเรียนการสอนในแนวสเต็ม เคยให้สัมภาษณ์สื่อถึงการนำสเต็มมาใช้ในการเรียนการสอนนักเรียนไทยว่า

"ขณะนี้เราจะเห็นว่าศักยภาพของเด็กไทยเมื่อเทียบกับชาติอื่นๆ ในสกิลของการวิจัยที่เปรียบเทียบแล้วก็พบว่า ความสามารถในการคิดวิเคราะห์แก้ปัญหาของเด็กไทยยังไม่สามารถต่อสู้กับชาติอื่นๆ ได้เลย เพราะฉะนั้นแนวคิดในการเรียนเชิงบูรณาการที่เป็นโปรเจกต์เบสก็จะช่วยพัฒนาศักยภาพด้านนี้ของเด็กนักเรียน รูปแบบการเรียนการสอนในลักษณะสเต็มจะเสริมสมรรถนะและทักษะในศตวรรษที่ 21"

รู้จักสเต็มศึกษา

สเต็มศึกษา คือแนวทางการจัดการศึกษาที่บูรณาการความรู้ใน 4 สหวิทยาการ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ วิศวกรรม เทคโนโลยี และคณิตศาสตร์ โดยเน้นการนำความรู้ไปใช้แก้ปัญหาในชีวิตจริง รวมทั้งการพัฒนากระบวนการหรือผลผลิตใหม่ที่เป็นประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตและการทำงาน ช่วยนักเรียนสร้างความเชื่อมโยงระหว่าง 4 สหวิทยาการ กับชีวิตจริงและการทำงาน

การจัดการเรียนรู้แบบสเต็มศึกษาเป็นการจัดการเรียนรู้ที่ไม่เน้นเพียงการท่องจำทฤษฎีหรือกฎทางวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ แต่เป็นการสร้างความเข้าใจทฤษฎีหรือกฎเหล่านั้นผ่านการปฏิบัติให้เห็นจริงควบคู่กับการพัฒนาทักษะการคิด ตั้งคำถาม แก้ปัญหาและการหาข้อมูลและวิเคราะห์ ข้อค้นพบใหม่ๆ พร้อมทั้งสามารถนำข้อค้นพบนั้นไปใช้หรือบูรณาการกับชีวิตประจำวันได้

การจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสเต็มมีลักษณะ 5 ประการ ได้แก่ (1) เป็นการสอนที่เน้นการบูรณาการ (2) ช่วยนักเรียนสร้างความเชื่อมโยงระหว่างเนื้อหาวิชาทั้ง 4 กับชีวิตประจำวันและการทำอาชีพ (3) เน้นการพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 (4) ท้าทายความคิดของนักเรียน และ (5) เปิดโอกาสให้นักเรียนได้แสดงความคิดเห็นและความเข้าใจที่สอดคล้องกับเนื้อหาทั้ง 4 วิชา จุดประสงค์ของการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสเต็มศึกษา คือ ส่งเสริมให้ผู้เรียนรักและเห็นคุณค่าของการเรียนวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ และเห็นว่าวิชาเหล่านั้นเป็นเรื่องใกล้ตัวที่สามารถนำมาใช้ได้ทุกวัน

การอบรมการเรียนการสอน สเต็ม เพื่อพัฒนาผู้เรียนยุค 4.0

สถาบันนานมีบุ๊คส์ อินโนเวชั่น หน่วยงานที่ให้บริการด้านการเรียนรู้ เป็นอีกหนึ่งหน่วยงานของภาคเอกชนที่เห็นความสำคัญของการจัดการเรียนการสอนสเต็มในชั้นเรียน โดยให้ความสำคัญกับการพัฒนาครู จึงได้จัดโครงการหลักสูตรเพื่อการพัฒนาครูประจำการ ในหัวข้อ "เทคนิคการจัดการเรียนการสอนสเต็มเพื่อพัฒนาผู้เรียนยุค 4.0" ซึ่งได้รับการรับรองหลักสูตรจากสำนักพัฒนาครูและบุคลากรการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ จัดอบรมให้ครูที่สนใจรวม 15 รุ่น

ฤทัย จงสฤษดิ์ ผู้อำนวยการอาวุโส ฝ่ายวิชาการ และพัฒนากิจกรรมเยาวชนวิทยาศาสตร์ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) วิทยากรที่มาให้ความรู้ในหลักสูตรนี้ กล่าวว่า

"สเต็มเป็นที่รู้จักในประเทศไทยกันมากขึ้น รู้ว่าคืออะไร แต่ปัญหาคือครูยังไม่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้เท่าที่ควร ฉะนั้นกิจกรรมที่นำมาใช้ในการอบรมนี้ จึงเน้นให้ครูเข้าใจว่า สเต็มเป็นเรื่องที่อยู่ใกล้ตัว เพื่อให้ครูสบายใจว่า สเต็มไม่ได้เป็นเรื่องยากหรือแปลกไปจากที่เคยทำ แต่เป็นเพียงการต่อ ยอดเนื้อหาจากที่ครูสอนอยู่ในชั้นเรียนมาบูรณาการเป็นกิจกรรมที่ท้าทายความสามารถของนักเรียนมากขึ้น ดังนั้นอุปกรณ์ทำกิจกรรมจึงไม่ได้ใช้ของแพง สามารถหาได้ง่ายและใกล้ตัว เมื่อครูได้ทำกิจกรรมแล้วเราก็จะให้ไอเดียว่า กิจกรรมเหล่านี้ประยุกต์มาจากวิชาไหนบ้าง และนำไปต่อยอดอย่างไรได้บ้าง"

อย่างไรก็ตาม การจัดการเรียนการสอนแบบสเต็มยังมีหลากหลายรูปแบบที่ครูสามารถนำไปประยุกต์ใช้ให้เหมาะสมกับแนวทางตนเองให้มากที่สุด โดยฤทัยได้สรุปรูปแบบการจัดการเรียนการสอนแบบสเต็มออกเป็น 7 รูปแบบดังนี้

1.กิจกรรมสเต็มที่เชื่อมโยงเนื้อหา วิทย์ คณิตฯ เทคโนโลยี กับชีวิตจริงของผู้เรียน และการประกอบอาชีพในอนาคต เพื่อให้ผู้เรียนเห็นภาพและเข้าใจคุณค่าของสิ่งที่เรียนเพื่อนำไปใช้ในชีวิตประจำวันและในอนาคต โดยนำสิ่งที่ครูสอนอยู่แล้ว เพิ่มเติมโดยการบอกประโยชน์ของสิ่งเหล่านั้นเข้าไปนั่นเอง

2.การสืบเสาะหาความรู้ (Inquiry Cycle) ประกอบด้วยขั้นสร้างความสนใจ-ขั้นสำรวจและค้นหา-ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป-ขั้นขยายความรู้-ขั้นประเมินผล เช่น พาเด็กไปหาความรู้นอกห้องเรียน ขยายพื้นที่เพื่อให้เด็กเกิดความสนใจให้มากขึ้น จากนั้นจึงปล่อยให้เด็กศึกษาค้นคว้าอย่างลึกซึ้ง อาจจะสรุปออกมาในรูปแบบตัวรายงานหรือการนำเสนอหน้าชั้นเรียน

3.การเรียนรู้แบบใช้โครงงานเป็นฐาน เป็นสเต็มที่ค่อนข้างลึกซึ้งและสมบูรณ์แบบ โครงงานที่ดีและมีคุณภาพจะพิจารณาจากความคิดสร้างสรรค์ มีความใหม่ ใหม่ในลักษณะที่แตกต่างจากคนอื่น หรือจากคนที่เคยทำมาแล้ว หรือมองเห็นปัญหาที่คนอื่นมองไม่เห็น นอกจากความคิดสร้างสรรค์ก็จะพิจารณาว่าผู้ทำมีความเข้าใจโครงงานที่ทำอย่างลึกซึ้ง ไม่ใช่ทำแค่ผิวเผิน และสุดท้ายต้องเป็นประโยชน์ต่อสังคม

4.การสร้างสรรค์ชิ้นงาน เป็นรูปแบบที่นิยมในการอบรมสเต็มทั้งต่างประเทศและในประเทศไทย คือการใช้วัสดุอุปกรณ์ใกล้ตัวมาสร้างสรรค์ชิ้นงานตามโจทย์ที่ตั้งให้ ช่วยฝึกความคิดสร้างสรรค์และการจดจำได้เป็นอย่างดี

5.การมุ่งเน้นทักษะในศตวรรษที่ 21 ประกอบด้วย 4 ทักษะ คือ การคิดแบบมีวิจารณญาณรู้จักแก้ปัญหา สามารถทำงานกับผู้อื่นได้ สามารถสื่อสารหรือนำเสนอ และมีความคิดสร้างสรรค์ โดยครูออกแบบโจทย์ที่ท้าทายให้นักเรียนใช้ทักษะทั้ง 4 นี้ให้ครบรอบด้าน

6.การแนะแนวอาชีพ เพื่อแนะนำให้เด็กรู้จักและเข้าใจว่าเรียนไปแล้วจะเกิดประโยชน์อะไร จะประกอบอาชีพอะไรได้บ้าง ไม่จำเป็นต้องสอนโดยคุณครูอย่างเดียว ในบางวิชาหรือชมรมสามารถเชิญผู้ปกครองหรือคนที่เชี่ยวชาญด้านนั้นๆ มาช่วยจัดกิจกรรม แนะนำอาชีพที่ตนเองทำอยู่ ก็จะทำให้เด็กเห็นภาพมากขึ้น

7.หาเครือข่ายผู้เชี่ยวชาญ เช่น ปราชญ์ชาวบ้าน เจ้าหน้าที่รัฐ ภาคเอกชน หรืออาจารย์ในสถาบันอุดมศึกษาในท้องถิ่นที่เชี่ยวชาญในเรื่องต่างๆ มาช่วยให้คำแนะนำ หรือพานักเรียนออกไปเรียนรู้กับผู้เชี่ยวชาญนอกสถานที่

ถึงแม้สเต็มจะเริ่มเป็นที่รู้จักและแพร่หลายในประเทศไทยกันมากขึ้น แต่อุปสรรคสำคัญที่ต้องก้าวข้ามผ่านไปให้ได้คือการนำไปใช้ได้จริง ดังนั้นครูและหรือผู้ที่มีบทบาทในการพัฒนาครู จึงต้องช่วยพัฒนากันต่อไป เพื่อเป้าหมายของการพัฒนาคนและประเทศชาติที่ยั่งยืน

ประสบการณ์ครูผู้เข้าอบรม 'สเต็ม'

การอบรมสเต็มเริ่มต้นโดยให้ความรู้และแนวทางการสอน สเต็มเพื่อสร้างความเข้าใจพื้นฐาน จากนั้นจึงให้คุณครูได้ลงมือทำกิจกรรมด้วยตัวเอง โดยการนำอุปกรณ์ใกล้ตัวมาประดิษฐ์เป็นชิ้นงาน อาทิ กิจกรรมตุ๊กตาหลอดดูด สร้างสรรค์การประดิษฐ์สู่การเรียนรู้เรื่องแรงและการหมุน ซึ่งเป็นหลักการทางวิศวกรรมศาสตร์ กิจกรรมวงล้อ หากต้องการให้วัสดุเคลื่อนที่ได้ด้วยลม จะต้องทำอย่างไรเพื่อพัฒนาสู่การออกแบบยานพาหนะ

กิจกรรมเล้าไก่พาเพลิน เรียนรู้เรื่องขนาดพื้นที่ ด้วยการสร้างเล้าไก่รูปแบบที่แตกต่างจากกระดาษความยาว 18 ซม. รูปร่างใดจะบรรจุถั่วได้มากที่สุด กิจกรรมโรโบติก แฮนด์ ประดิษฐ์สิ่งรอบตัวให้กลายเป็นอวัยวะของมนุษย์ สร้างความรู้พร้อมความคิดสร้างสรรค์ได้พร้อมๆ กัน เป็นต้น

ณัฐพงศ์ ฉลาดแย้ม ศึกษานิเทศก์ชำนาญการพิเศษ สพป. หนองบัวลำภู เขต 1 จ.หนองบัวลำภู เผยว่า วิทยากรมีความเชี่ยวชาญโดยตรงกับเรื่องสเต็ม การมาเข้าร่วมจึงทำให้ได้เพิ่มมุมมองและความรู้ใหม่ๆ เพื่อนำไปถ่ายทอดต่อให้ครูในเขตพื้นที่ที่รับผิดชอบต่อไป

"โดยเฉพาะวิธีการออกแบบกิจกรรมที่เหมาะสมกับ ผู้เรียนด้วยกระบวนการของสเต็ม มีการตั้งโจทย์ ให้ลงมือทำกิจกรรม ปิดท้ายด้วยการสรุปความเข้าใจ และแนะนำแนวทางการนำไปใช้อีกด้วย สำหรับตนเองคิดว่าการเข้าร่วมอบรมมันได้อะไรมากกว่าแค่การหาข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต นอกเหนือจากไอเดียที่ได้แล้ว ยังได้พบพูดคุยกับวิทยากรที่เก่งๆ ได้แชร์ประสบการณ์ร่วมกับคุณครูท่านอื่นๆ ได้พูดคุยแบบสื่อสารสองทาง ทำให้เข้าใจคอนเซ็ปต์ที่ชัดเจน เมื่อเราไปหาข้อมูลเพิ่มเติมจากอินเทอร์เน็ตจึงเสริมให้เข้าใจมากยิ่งขึ้น"

ด้าน พรนิภา ฮะวังจู ครูชำนาญการโรงเรียนวัด ศรีสุทธาราม จ.สมุทรสาคร บอกว่า ตนเองสอนวิชาคณิตศาสตร์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 ไม่มีความรู้เรื่องสเต็มมากนัก เข้าใจว่าเป็นเรื่องของวิทยาศาสตร์อย่างเดียว

"แต่ทางโรงเรียนมีนโยบายส่งเสริมเรื่องสเต็ม จึงได้ ส่งครูในสาขาที่เกี่ยวข้องเข้าอบรม การเข้าอบรมหลักสูตรนี้จึงช่วยสร้างความเข้าใจเรื่องสเต็มมากยิ่งขึ้น อีกทั้งช่วยเปิดมุมมองใหม่ในเรื่องการสอนคณิตฯ ที่ไม่จำเป็นต้องใช้แต่อุปกรณ์ทางคณิตฯ อย่างเดียวเท่านั้น แต่สามารถนำมาทำเป็นกิจกรรมจากวัสดุอุปกรณ์ใกล้ตัว เหมือนกับกิจกรรมสร้างเล้าไก่ สอนเรื่องเส้นรอบวงที่ได้ลงมือทำอีกด้วย อีกทั้งวิทยากรก็ยังแนะนำแนวทางการนำไปใช้ที่เป็นรูปธรรม พร้อมทั้งยังให้การบ้านเพื่อนำไปต่อยอดเป็นผลงานของตัวเอง โดยส่งงานผ่านไลน์และช่วยติดตามและประเมินผลงานหลังจากนี้อีกด้วย ทำให้รู้สึกว่าไม่ใช่แค่การมานั่งอบรมแล้วจบไปเฉยๆ จึงประทับใจมาก" n