วันเสาร์ที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2557

นวัตกรรมทางการศึกษา STEM Education


จุดเริ่มต้นของแนวคิด STEM Education 
          มีจุดเริ่มต้นมาจากประเทศสหรัฐอเมริกา ที่พบว่าผลการทดสอบโครงการประเมินผลนักเรียนนานาชาติ (Program for International Student Assessment หรือ PISA) และการทดสอบด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ระดับสากล (Trends in International Mathematics and Science Study หรือ TIMSS) ของสหรัฐอเมริกานั้นต่ำกว่าหลายประเทศ มีคะแนนวิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ลดลง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความถดถอยของคุณภาพการจัดการศึกษา โดยประเทศสหรัฐอเมริกาคาดหวังว่านโยบายการศึกษาแบบการสอนด้วยการใช้ STEM Education จะช่วยยกระดับผลการสอบต่างๆให้สูงขึ้น ส่งผลให้ประชากรมีคุณภาพและส่งผลให้สามารถแก้ปัญหาของชาติในด้านอื่นๆได้
          นอกจากประเทศสหรัฐอเมริกาแล้วในประเทศอื่นๆ ก็ได้ให้ความสนใจการจัดการเรียนการสอนรูปแบบ STEM Education เช่นในประเทศจีน อินเดีย ส่วนในประเทศไทยขณะนี้สถาบันการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี(สสวท.) ก็ได้ให้ความสำคัญและส่งเสริมการใช้ STEM Education ในการจัดการเรียนการสอนในประเทศไทยเช่นกัน เพราะเราคาดหวังว่าการใช้ STEM Education จะช่วยพัฒนาการศึกษาของเด็กนักเรียนไทยให้มีคุณภาพ มีผลการทดสอบระดับนานาชาติที่สูงขึ้น

STEM Education คืออะไร  ประกอบด้วยอะไรบ้าง ?
          STEM Education คือ แนวทางการจัดการศึกษาที่เป็นการบูรณาการข้ามกลุ่มสาระวิชา (Interdisciplinary Integration) ระหว่างวิชาวิทยาศาสตร์ (Science : S), เทคโนโลยี (Technology : T), วิศวกรรมศาสตร์ (Engineer : E) และคณิตศาสตร์ (Mathematics : M) เพื่อให้ผู้เรียนนำความรู้ทุกแขนงมาใช้ในการแก้ปัญหา การค้นคว้า และการพัฒนาสิ่งต่างๆในสถานการณ์โลกปัจจุบัน
          STEM Education ประกอบด้วย การนำจุดเด่นของธรรมชาติวิชา ตลอดจนวิธีการสอนของแต่ละวิชามาผสมผสานกัน คือ
  • วิทยาศาสตร์ (S) เป็นวิชาที่ว่าด้วยความเข้าใจในธรรมชาติ การสอนวิทยาศาสตร์ในแบบ STEM Education ต้องการให้นักเรียนมีความสนใจ มีความกระตือรือร้น รู้สึกท้าทาย เกิดความมั่นใจในการเรียน ทำให้ผู้เรียนสนใจที่จะเรียนในสาขาวิทยาศาสตร์ในระดับที่สูงขึ้นและประสบความสำเร็จในการเรียน
  • เทคโนโลยี (T) เป็นวิชาที่ว่าด้วยกระบวนการทำงานที่มีการประยุกต์ศาสตร์สาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องมาใช้ในการแก้ปัญหา ปรับปรุง พัฒนาสิ่งต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ ผ่านกระบวนการทำงานทางเทคโนโลยีที่เรียกว่า Engineering Design
  • วิศวกรรมศาสตร์ (E) เป็นวิชาที่เกี่ยวกับการสร้างสรรค์นวัตกรรมหรือสร้างสิ่งต่างๆ เพื่อมาอำนวยความสะดวกของมนุษย์ โดยอาศัยความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และกระบวนการทางเทคโนโลยี มาประยุกต์ใช้สร้างสรรค์ชิ้นงานนั้นๆ
  • คณิตศาสตร์ (M) เป็นวิชาที่ว่าด้วยการศึกษาเกี่ยวกับการคำนวณ  กระบวนการคิดคณิตศาสตร์  ภาษาคณิตศาสตร์  และการส่งเสริมการคิดคณิตศาสตร์ขั้นสูง

ทฤษฎีที่สนับสนุนการจัดการเรียนการสอนแบบ STEM Education 
          ทฤษฎีที่สนับสนุนการจัดการเรียนการสอนแบบ STEM Education คือ ทฤษฎีการสร้างความรู้ด้วยตนเองโดยการสร้างสรรค์ชิ้นงาน (Constructionism) 
          ทฤษฎี Constructionism เป็นทฤษฎีที่มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีพัฒนาการทางสติปัญญาของเพียเจต์ (Piaget) เช่นเดียวกับทฤษฎีการสร้างความรู้ (Constructivism) ผู้พัฒนาทฤษฎีนี้คือ ศาสตราจารย์ ซีมัวร์ เพเพอร์ท (Seymour Papert) อาจารย์สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology) 
          แนวความคิดของทฤษฎีนี้คือ การเรียนรู้ที่ดีเกิดจากการสร้างพลังความรู้ในตนเองและด้วยตนเองของผู้เรียน หากผู้เรียนมีโอกาสได้สร้างความคิดและนำความคิดของตนเอง ไปสร้างสรรค์ชิ้นงานโดยอาศัยสื่อและเทคโนโลยีที่เหมาะสม จะทำให้เห็นความคิดนั้นเป็นรูปธรรมที่ชัดเจน ความรู้ที่ผู้เรียนสร้างขึ้นในตนเองนี้ จะมีความหมายต่อผู้เรียน จะอยู่คงทน ผู้เรียนจะไม่ลืมง่าย และจะสามารถถ่ายทอดให้ผู้อื่นเข้าใจความคิดของตนได้ดี และยังจะเป็นฐานให้ผู้เรียนสามารถสร้างความรู้ใหม่ต่อไปได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด

การนำ STEM Education ไปประยุกต์ใช้
          STEM Education เป็นการบูรณาการที่สามารถจัดสอนได้ในทุกระดับชั้นตั้งแต่ชั้นอนุบาล - มัธยมศึกษาตอนปลาย โดยใช้หลักการจัดการเรียนการสอนโดยยึดผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง ซึ่งครูผู้สอนใช้วิธีการสอนแบบการจัดการเรียนการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นหลัก (Problem - Based Instruction), การจัดการเรียนการสอนโดยใช้โครงการ (Project - Based Instruction) และการจัดการเรียนการสอนโดยใช้การออกแบบ (Design - Based Instruction) ทำให้ผู้เรียนสามารถสร้างสรรค์ พัฒนาชิ้นงานได้ดี และถ้าครูผู้สอนสามารถเริ่มใช้ STEM Education ในการสอนได้เร็วเท่าใด ก็ยิ่งเป็นการเพิ่มความสามารถและศักยภาพของผู้เรียนได้มากขึ้นเท่านั้น


ข้อดี - ข้อจำกัด ของการจัดการเรียนการสอนโดยใช้ STEM Education
          ข้อดี
          1. เป็นการสอนที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนมองเห็นความสัมพันธ์ระหว่างสาขาวิชาที่เรียนกับสาขาวิชาอื่นที่เกี่ยวข้อง ซึ่งทำให้ผู้เรียนมีทัศนะกว้างไกล
          2. ผู้เรียนสามารถนำความรู้และประสบการณ์ที่ได้รับไปใช้ในชีวิตประจำวันได้จริงและใช้ได้อย่างเหมาะสม
          3. เป็นการสอนที่ส่งเสริมกิจกรรมการจัดการเรียนการสอนได้หลากหลายรูปแบบ
          4. การสอนรูปแบบ STEM Education จะทำให้ผู้เรียนเกิดพัฒนาการด้านต่างๆ อย่างครบถ้วน สอดคล้องกับแนวการพัฒนาคนให้มีคุณภาพในศตวรรษที่ 21 ทั้งด้านปัญญา  ด้านทักษะการคิด เช่น การคิดวิเคราะห์ การคิดสร้างสรรค์ และด้านคุณลักษณะ  เช่น ผู้เรียนมีทักษะการทำงานกลุ่ม มีทักษะการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ 
          ข้อจำกัด
          1. ประเทศไทยมีเพียงหลักสูตรการสอนที่แบ่งเป็นกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์, เทคโนโลยี และ คณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยังไม่มีกลุ่มสาระการเรียนรู้วิศวกรรมศาสตร์ปรากฏอย่างชัดเจนในระดับการศึกษาขั้นพื้นฐาน จะมีลักษณะเป็นเพียงแค่การสอดแทรกอยู่ในวิชากลุ่มวิทยาศาสตร์ และ เทคโนโลยีเท่านั้น ทำให้ขาดความชัดเจน ขาดความต่อเนื่องและขาดความสอดคล้องกันของแต่ละกลุ่มสาระ จึงทำให้ไม่มีแนวทางให้ครูผู้สอนนำไปจัดการเรียนการสอนได้
          2. ความไม่พร้อมด้านสื่อการสอน บทเรียน กระบวนการวัดและประเมินผลที่ชัดเจน จะทำให้การจัดการเรียนการสอนแบบ STEM Education ประสบความสำเร็จได้ยาก
          3. ครูผู้สอนไม่มีความสามารถ ไม่มีความชำนาญ และไม่มีความรู้เพียงพอ ดังนั้นจึงต้องมีการเตรียมการศึกษาและวางแผนการดำเนินงาน STEM Education ให้ชัดเจน มีการอบรมให้ความรู้แก่ครู เพื่อให้การดำเนินงานเป็นไปอย่างมีรูปธรรม เนื่องจากแผนการพัฒนาครูที่ดีและชัดเจน จะมีส่วนที่ทำให้ผู้บริหารสถานศึกษาและครูผู้สอนเข้าใจและสามารถนำไปสอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ 
          4. การรวมเนื้อหาและประสบการณ์ให้มีการบูรณาการในระดับชั้นมัธยมศึกษาและในระดับที่สูงขึ้นเป็นไปได้ยาก

*********************************************************************************

บรรณานุกรม
ทิศนา แขมมณี.  (2555).  ศาสตร์การสอน องค์ความรู้เพื่อการจัดกระบวนการเรียนรู้ที่มี
       ประสิทธิภาพ.  พิมพ์ครั้งที่ 15.  กรุงเทพฯ: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
ธำรง บัวศรี.  (2532).  ทฤษฎีหลักสูตร การออกแบบและพัฒนา.  พิมพ์ครั้งที่ 2.  กรุงเทพฯ: คุรุสภา.
พรทิพย์ ศิริภัทราชัย.  (2556, เมษายน-มิถุนายน).  STEM Education กับการพัฒนาทักษะในศตวรรษ
       ที่ 21.  นักบริหาร.  33(2): 49-55.
รักษพล ธนานุวงศ์.  (2556, พฤษภาคม-มิถุนายน).  เรียนรู้สภาวะโลกร้อนด้วย STEM Education แบบ
       บูรณาการ.  สสวท.  41(182): 15-20.
วิชัย ดิสสระ.  (2533).  การพัฒนาหลักสูตรและการสอน.  กรุงเทพฯ: ภาควิชาหลักสูตรและการสอน 
       คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร.