STEM Education

STEM Education กับทักษะในศตวรรษที่21

นักการศึกษาเชื่อว่า เด็กในศตวรรษที่ 21 ควรมีทักษะที่จำเป็นของพลเมืองในศตวรรษที่ 21 อีกด้วย STEM Education มีความเกี่ยวข้องกับทักษะในศตวรรษที่ 21 เพราะ STEM Education เป็นการสอนที่เกี่ยวข้องกับทักษะเหล่านี้ ครูควรสอดแทรกทักษะต่างๆ เหล่านี้ในการสอนแบบ STEM Education ซึ่ง Partnership for the 21 Century Skills เป็นองค์กรความร่วมมือในการสร้างทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 ของประเทศสหรัฐอเมริกาได้ บรรยายถึงการเป็นพลเมืองที่ดีของโลก ประกอบด้วยมิติใหญ่ 3 มิติ ได้แก่

1.การเตรียมนักเรียนทุกคนให้มีส่วนในการเป็นพลเมืองที่มีประสิทธิภาพ (Prepare all students to participate effectively as citizens ) การสร้างนักเรียนที่มีประสิทธิภาพนี้ต้องให้ทุกคนได้รับความรู้และทักษะที่ช่วยให้นักเรียนรู้ในการมีส่วนร่วมในสังคมและประชากรที่มีความกระตือรือร้น

2.ประชากรในอุดมคติจากมุมมองต่างๆของโลก (Reimagine citizenship from a global perspective) ทุกภาคส่วนของรัฐ และเอกชนควรช่วยกันขยายความคิด และสนับสนุนความคิดรวบยอดในการเตรียมความพร้อมของประชากรที่สะท้อนถึงแรงกดดันของโลก หรือความเปลี่ยนแปลงด้านต่างๆที่เกิดขึ้นในโลก สิ่งต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงและเกิดขึ้นใหม่ในโลกที่มีความท้าทายและมีโอกาสที่จะเกิดขึ้น

3.หน้าที่ของพลเมืองในยุคดิจิทัล (Focus on digital citizenship) เนื้อหาในการเตรียมพลเมืองในยุคดิจิทัลควรจะเป็นเนื้อหาที่กว้างและลึกเพื่อที่สะท้อนความกว้างไกลของโลกดิจิทัล ซึ่งเด็กในปัจจุบันเป็นเด็กในยุคดิจิทัลที่รู้จักใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ (Partnerships for 21 Century Skills, 2009 ถูกอ้างถึงใน วศืณีส์, 2560)

กรอบแนวคิดทักษะในศตวรรษที่ 21 ได้กล่าวถึงสิ่งที่จำเป็นในการเรียนรู้ของมนุษย์ในศตวรรษที่ 21 ที่ควรมีในการดำรงชีวิต ได้แก่ (วศิณีส์, 2560)

1.สาระวิชาหลัก (Core Subjects) เรื่องที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 ในการเรียนรู้และดำรงชีวิต (Century Themes) เน้นทักษะ 3 Rs คือ Reading (การอ่าน) การเขียน (Writing) คณิตศาสตร์ หรือการคิดเลข (Aritmathics) ประกอบด้วยวิชาต่างๆ ที่จำเป็นเพื่อให้นักเรียนประสบความสำเร็จในการเรียน ได้แก่ ภาษาแม่ ภาษาอังกฤษ การอ่านและการเขียนภาษาที่สำคัญของโลก ศิลปะ คณิตศาสตร์ การปกครอง และหน้าที่พลเมือง เศรษฐศาสตร์ วิทยาศาสตร์ ภูมิศาสตร์ ประวัติศาสตร์ ซึ่งวิชาแกนหลักนี้ยังใช้ในการกำหนดกรอบแนวคิดและยุทธศาสตร์ที่สำคัญต่อการจัดการเรียนรู้ เนื้อหาเชิงสหวิทยาการ (Interdisciplinary) ที่สอดแทรกเรื่องที่จำเป็นในการเรียนรู้และการดำรงชีวิตในศตวรรษที่ 21 (Century Themes) เข้าไปในวิชาหลัก ได้แก่ ความรู้เกี่ยวกับโลก (Global Awareness) ความรู้เกี่ยวกับการเงิน เศรษฐศาสตร์ ธุรกิจและการเป็นผู้ประกอบการ (Financial, Economics, Business and Entrepreneurial Literacy) ความรู้ด้านการเป็นพลเมืองที่ดี (Civic Literacy) ความรู้ด้านสุขภาพ (Health Literacy)ความรู้ด้านสิ่งแวดล้อม (Environmental Literacy)

2.ทักษะในการดำรงชีวิตและอาชีพ (Life and Career Skills ) โลกในปัจจุบันเต็มไปด้วยความซับซ้อนและการแข่งขันในการใช้ชีวิตและการทำงาน เด็กในศตวรรษที่ 21 จึงต้องพัฒนาทักษะทางความคิด ความรู้ และเพิ่มทักษะทางสังคมในการดำรงชีวิต ได้แก่ ความยืดหยุ่นและรู้จักปรับตัว ความริเริ่มและการนำพาตนเอง ทักษะทางสังคมและความเข้าใจวัฒนธรรมอื่น สร้างผลผลิตและรู้จักการพึ่งพา ความเป็นผู้นำและความรับผิดชอบ

3.ทักษะด้านสารสนเทศและเทคโนโลยี (Information, Media and Technology Skills) คือ การสื่อสารทางข้อมูลด้วยการอ่านเขียน โดยใช้เทคโนโลยีเป็นเครื่องมือในการสื่อสาร

4.ทักษะการเรียนรู้และใช้นวัตกรรมใหม่ ( Learning and Information skills) เป็นการเรียนรู้ในการใช้ 3 Cs หรือเรียกว่าความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมใหม่ (Creativity and Innovation) การคิดวิพากษ์วิจารณ์และการแก้ปัญหา (Critical Thinking and Probiem Solving) การสื่อสารและการร่วมมือ (Communication and Collaboration)

ความหมายของสะเต็มศึกษา

STEM Education เป็นการจัดการเรียนการสอนที่เชื่อมโยงความรู้และบรูณาการความรู้จากศาสตร์ทั้ง 4 คือ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เพื่อพัฒนามนุษย์ให้มีทักษะในศตวรรษที่21 ด้วยพื้นฐานความรู้ ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ บูรณาการความรู้กับวิชาอื่นๆในการแก้ปัญหา ความคิดสร้างสรรค์ การสื่อสาร การเป็นผู้นำ และการทำงานร่วมกับผู้อื่น (วศิณีส์, 2560)

วิทยาศาสตร์หมายถึง ความรู้และกฎความเป็นจริงที่อยู่ในธรรมชาติรอบตัว ทั้งที่เกี่ยวกับสิ่งมีชิวิตและไม่มีชีวิต ได้แก่ คน สัตว์ พืช สิ่งของ เป็นกระบวนการเรียนรู้ที่ใช้การสืบค้น ทดลอง พิสูจน์ และเรียนรู้เพื่อหาความจริงที่เกิดขึ้นในโลก

เทคโนโลยีหมายถึงการเปลี่ยนแปลงธรรมชาติและสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวมาใช้ประโยชน์ให้ดีขึ้นด้วยการใช้ความรู้ ความคิด และเทคนิคต่างๆ หรืออาจเป็นการพัฒนาและนำสิ่งต่างๆ มาใช้ในการแก้ปัญหาและสร้างสรรค์ในการทำงานและในชีวิตประจำวัน เช่นการหาข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ การพิมพ์บนคอมพิวเตอร์แทนการเขียน ทำให้บัทึกข้อมูความได้รวดเร็วเป็นระเบียบขึ้นและสามารถจัดเก็บข้อมูลได้

วิศวกรรมศาสตร์หมายถึง การออกแบบ แก้ปัญหา และสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆด้วยหลักการทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ เพื่อแก้ปัญหา สร้างสรรค์ และอำนวยความสะดวกให้กับมนุษย์ซึ่งวิศวกรรมศาสตร์มักควบคู่ไปกับเทคโนโลยีที่เป็นผลพวงจากวิศวกรรมศาสตร์

คณิตศาสตร์หมายถึง หลักการในการใช้สูตรและวิธีต่างๆ ในการคำนวณ เพื่อแก้ปัญหา หาผลลัพธ์และหาข้อเท็จจริงเกี่ยวกับจำนวน ตัวเลข พื้นผิว เรขาคณิต โครงสร้าง

หลักการจัดการเรียนการสอน STEM Education

• 1) เน้นการบูรณาการความรู้ การบูรณาการตั้งแต่2วิชาขึ้นไป โดยครูเชื่องโยงการสอนหลายๆวิชาเข้าด้วยกันในการสอน เช่น วิชาคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ สังคมศึกษา ซึ่งการสอนแบบนี้เรารียกว่า สหวิทยาการหรือ Interdisciplinaryการสอนแบบนี้จะช่วยให้นักเรียนเชื่องโยงความคิดรวบยอดกับความรู้ที่ได้รับโดยใช้นวัตกรรมการเรียนการสอนใช้ความคิดในด้านต่างๆ เช่น สร้างสรรค์ และความคิดเพื่อแก้ปัญหา หรือคิดในสถานการณ์ที่ได้รับมอบหมาย
• 2) การสร้างความสัมพันธ์คือการคิดว่าจะนำความรู้ที่ได้รับไปใช้ประโยชน์อะไรต่อไป โดยการเชื่องโยงความสัมพันธ์ระหว่างความรู้กับการนำไปใช้ให้เป็นประโยชน์
• 3)การเน้นทักษะของศตวรรษที่21เน้นที่เราจะหาความรู้ได้และใช้ความรู้ได้อย่างไร โดยการสอนสิ่งที่ทำให้เด็กเกิดความคิดสร้างสรรค์เพื่อแก้ปัญหาสื่อสารความรู้และการเรียนรู้แบบร่วมกัน เพื่อจะได้มีความรู้และความคิดในอนาคต
• 4) สร้างการสอนที่ท้าทายความรู้ความสามารถตามวัยและระดับชั้น เน้นทักษะในศตวรรษที่21และความรู้ที่หลากหลายไม่ใช่แค่เนื้อหาที่เรียนเพียงอย่างเดียว
• 5) รู้จักประยุกต์โดยผสมผสานในการเรียนการสอนแบบSTEMสามารถนำวิธีการสอนที่หลากหลายมาประยุกต์ในการจัดการเรียนการสอน เช่น ครูอาจใช้กระบวนการสอนแบบวิศวกรรมศาสตร์ ให้เด็กเรียนรู้ที่จะแก้ปัญหา และนำคุณลักษณะของการเรียนแบบโครงงานมาแระกอบสอนด้วย เพื่อให้เด็กเรียนรู้ในหัวข้อที่ตนเองแก้ปัญหาหรือสนใจให้เข้าใจได้ลึกลงไป (วศิณีส์, 2560)

รูปแบบการจัดการเรียนการสอน STEM Education

รูปแบบการจัดการเรียนการสอน STEM Education มีหลากรูปแบบและหลายกระบวนการครูมีหน้าที่เลือกวิธีที่นำมาใช้ในการจัดการการสอนให้เข้ากับวัย เนื้อหา จุดประสงค์ในการเรียนรู้และผลที่ต้องการให้นักเรียนได้รับ โดยการนำมาตรฐานการศึกษาใช้ประกอบในการจัดการจัดการเรียนการสอนตามหัวข้อที่สอนครูอาจสอนตามหัวข้อโดยแยกตามแต่ละกระบวนการ หรือนำมาสอนร่วมกันทีละส่วนขึ้นอยู่กับความเหมาะสมและความสามารถของครู บางโรงเรียนอาจกำหนดให้ครูใช้รูปแบบที่โรงเรียนกำหนด หรือบางโรงเรียนอาจให้โอกาสครูพัฒการสอนโดยเลือกแนวทางตามความสนใจ ความสามารถ ความเข้าใจ และความเหมาะสมรูปแบบการจัดการเรียนการสอนSTEM ได้แก่ (วศิณีส์, 2560)

• การใช้ปัญหาเป็นฐานการเรียนรู้ (Problem-Based Learning: PBL)
• การเรียนด้วยการสืบค้น (Inquiry-Based Learning)
• การเรียนแบบ 5 Es : Engage, Explore, Explain, Elaborate และ Evaluate
• การทำโครงงาน หรือ Project-Based Learning
• Constructivist และ Constructivism
• STEAM

การจัดประสบการณ์การเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษาในระดับการศึกษาปฐมวัย

การนําเอาสะเต็มศึกษาไปจัดสอนในระดับการศึกษาปฐมวัยจะมีความเหมาะสม สอดคล้องมากกว่าการจัดสอนในระดับการศึกษาอื่นๆ เนื่องจากธรรมชาติของการจัดการศึกษาในระดับ การศึกษาปฐมวัยเป็นการจัดการศึกษาแบบบูรณาการ ในขณะที่การจัดการศึกษาในระดับประถมศึกษาและ มัธยมศึกษามีรูปแบบการจัดหลักสูตรเนื้อหาเป็นรายวิชา ทําให้ครูผู้สอนแต่ละรายวิชาจะต้องทํางานร่วมกันในการ ที่จะบูรณาการสาระและทักษะกระบวนการของทั้ง 4 ศาสตร์สาระเข้าด้วยกัน โดยในการจัดประสบการณ์การ เรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษาในระดับปฐมวัยจะมี รายละเอียดแต่ละสาระดังนี้

• วิทยาศาสตร์ (S) จะประกอบไปด้วยเนื้อหา ทักษะและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และ เจตคติ ทางวิทยาศาสตร์ โดยเนื้อหา ทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ และ เจตคติทางวิทยาศาสตร์ในระดับ การศึกษาปฐมวัยจะสอดคล้องกับสาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์ที่ระบุในหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ.2551 ซึ่งรายละเอียดของแต่ละสาระและทักษะและกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ที่เหมาะสมกับพัฒนาการการเรียนรู้ ของเด็กปฐมวัย
• เทคโนโลยี (T) จะเป็นสาระท่ีเป็นกระบวนการ ทํางานเพื่ออํานวยความสะดวกของมนุษย์ หรือ เครื่องมือที่อํานวยความสะดวกในการทํางาน ตัวอย่าง ของ เทคโนโลยีในระดับการศึกษาปฐมวัย เช่น แว่นขยาย กรรไกร ตาชั่ง 2 แขน เป็นต้น
• วิศวกรรมศาสตร์ (E) เป็นสาระที่เกี่ยวกับการ ออกแบบ การวางแผน สําหรับตัวอย่างของการจัด ประสบการณ์การเรียนรู้ในสาระวิศวกรรมศาสตร์ระดับ การศึกษาปฐมวัย ได้แก่ การเปิดโอกาสให้เด็ก ออกแบบสร้างบ้านจากบล็อกไม้ การให้เด็กวาดภาพ สนามเด็กเล่นในฝัน เป็นต้น
• คณิตศาสตร์ (M) จะประกอบไปด้วยเนื้อหา ทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ และ เจตคติทาง คณิตศาสตร์ โดยเนื้อหา ทักษะกระบวนการทาง คณิตศาสตร์ และเจตคติทางคณิตศาสตร์ในระดับ การศึกษาปฐมวัยจะสอดคล้องกับสาระการเรียนรู้ คณิตศาสตร์ที่ระบุในหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ.2551 แต่มีรายละเอียดของแต่ละสาระและทักษะและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ เหมาะสมกับพัฒนาการการเรียนรู้ของเด็กปฐมวัย (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2553)

การจัดประสบการณ์การเรียนรู้ตามแนวสะเต็ม ศึกษาสําหรับในระดับการศึกษาปฐมวัยนั้น สามารถจัดใน รูปแบบหน่วยก็ได้หรือการสอนแบบโครงงานก็ได้ ส่ิงที่ ครูผู้สอนต้องคํานึงคือจะต้องจัดประสบการณ์ให้เด็กได้ พัฒนาทักษะกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ ซึ่งสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2551) ได้ เสนอว่ากระบวนการสืบเสาะหาความรู้ในระดับ การศึกษาปฐมวัยมี 4 ขั้นดังนี้

1. ขั้นการตั้งคําถาม: ในขั้นนี้ครูจะต้องกระตุ้นให้ เด็กเกิดข้อคําถาม ข้อสงสัยกับส่ิงต่างๆ รอบตัว อย่างไร ก็ตามครูปฐมวัยหลายท่านอาจพบว่าเป็นการยากที่เด็ก ปฐมวัยในชั้นเรียนไม่สามารถตั้งคําถามหรือข้อสงสัยได้ ครูก็ต้องเป็นผู้กระตุ้นให้เด็กเกิดข้อคําถาม โดยชวนเด็ก สังเกต สํารวจลักษณะของสิ่งต่างๆ เหล่านั้น ใช้คําถาม หลากหลายในลักษณะปลายเปิดเพื่อให้เด็กคิดหา คําตอบ เมื่อตั้งคําถามแล้วครูควรเว้นระยะเพื่อให้เด็กคิด หาวิธีการเพื่อให้ได้คําตอบ อย่ารีบตอบคําถามเอง File:Example.jpg 2. ขั้นการสํารวจตรวจสอบเก็บรวบรวมข้อมูล: ในขั้นนี้ครูต้องกระตุ้นให้เด็กได้ใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ ในการสืบค้นข้อมูล ได้แก่ ทักษะการสังเกต ทักษะการสํารวจ ทักษะการทดลอง ทักษะการวัด ทักษะ การสื่อความหมาย การบันทึกข้อผลการสํารวจ ตรวจสอบด้วยวิธีที่เหมาะสมกับวัย

3. การตอบคําถามที่ตั้งขึ้นโดยใช้ผลจากการ สํารวจตรวจสอบมาสร้างคําอธิบายท่ีมีเหตุผล

4. การนําเสนอผลการสํารวจท่ีตั้งข้ึนโดยใช้ผล จากการสํารวจตรวจสอบที่เหมาะสมกับวัยและ ความสามารถของเด็ก โดยการนําเสนอผลการสํารวจใน เด็กระดับการศึกษาปฐมวัยทําได้โดยการพูดให้เพื่อนฟัง การวาดภาพ การแสดงท่าทาง การสร้างสรรค์ผลงาน ประดิษฐ์

ในการจัดประสบการณ์การเรียนรู้ครูต้องเน้นให้ เด็กได้ตั้งคําถามหรือประเด็นปัญหา คําถามบางคําถาม สามารถหาคําตอบได้โดยใช้ทักษะทางวิทยาศาสตร์หรือ คณิตศาสตร์เลย แต่คําถามบางคําถามจะต้องมาร่วมกัน คิดหาวิธีการแก้ปัญหาหรือออกแบบประดิษฐ์ชิ้นงาน ต่างๆเพื่อแก้ปัญหาต่างๆเหล่านั้น ซึ่งในการคิดหาวิธีการ แก้ปัญหาหรือออกแบบประดิษฐ์ชิ้นงานดังกล่าว เด็ก จะต้องใช้องค์ความรู้ ประสบการณ์ และ ทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์มาใช้ ซึ่ง ก็จะทําให้เด็กได้นําความรู้จากสาระต่างๆในสะเต็มศึกษา ครบทั้ง 4 ศาสตร์สาระ

ตัวอย่างการจัดประสบการณ์การเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา ในระดับการศึกษาปฐมวัย

กิจกรรมหนูน้อยหมวกแดง

1. เริ่มกิจกรรมโดยการเล่าเนื้อหานิทาน ครูสอนในหน่วยอาหารดีมี ประโยชน์ โดยครูเร่ิมกิจกรรมโดยการเล่านิทานให้เด็กฟังในเรื่องหนูน้อยหมวกแดง ซึ่งมีเนื้อหาที่หนูน้อยหมวกแดงได้รับมอบหมายจากคุณแม่ให้นําตะกร้า ใส่อาหารไปให้คุณยายท้ายป่า ในระหว่างทางหนูน้อย หมวกแดงไปเจอหมาป่า หมาป่าแกล้งทําเป็นใจดีชวนหนู น้อยหมวกแดงเที่ยวเล่นในป่าจนเย็น พอใกล้เวลาคํ่าหนู น้อยหมวกแดงเข้าไปเยี่ยมคุณยายซึ่งนอนป่วยอยู่ก็พบว่า หน้าตาคุณยายเปลี่ยนแปลงไป หมาป่าจะเข้ามากินหนู น้อยหมวกแดง แต่แล้วนายพรานก็มาช่วยไว้ทัน เรื่องราว ก็จบลง

2. การตั้งคำถามชวนคิด ครูผู้สอนตั้งประเด็นปัญหาเพื่อชวนให้เด็กคิดว่า ถ้าเด็กในชั้นเรียนเป็นคุณแม่จะจัดตะกร้าอาหารให้หนู น้อยหมวกแดงนําไปให้คุณยายอย่างไร มีอาหาร อะไรบ้าง และตะกร้ามีลักษณะใด?

3. การแบ่งกลุ่มเด็กนักเรียน ครูแบ่งกลุ่มเด็กออกเป็นกลุ่มละประมาณ 5-6 คน ซึ่งครูให้เด็กได้มีส่วนร่วมในกิจกรรมโดยการเตรียมหาอุปกรณ์ที่ มีอยู่รอบๆตัว ได้แก่ ดินน้ํามัน ขวดพลาสติก กล่อง กระดาษ ถ้วยพลาสติก ถ้วยโฟม กล่องกระดาษทิชชู เพื่อให้เด็กได้สังเกตวัสดุและเลือกออกแบบประดิษฐ์ ตะกร้าใส่อาหารและปั้นดินน้ํามันเป็นอาหารชนิดต่างๆที่ เด็กออกแบบ

4. การนำเสนอผลงานและให้ฟีดแบค ขั้นตอนสุดท้ายครูให้เด็กนําเสนอกิจกรรม ด้วยวิธีการเล่าเกี่ยวกับผลงานที่กลุ่มเด็กสร้างสรรค์แล้ว ครูกับเด็กก็ช่วยกันสรุปกิจกรรม โดยครูเพิ่มเติมองค์ ความรู้ในเรื่องอาหารที่มีประโยชน์และเรื่องอื่นๆที่ เกี่ยวข้อง เช่น อาหารสําหรับผู้ป่วย การดูแลผู้ป่วย การ ระมัดระวังภัยอันตรายจากคนแปลกหน้า เป็นต้น นอกจากนี้ครูอาจจะมีการให้ฟีดแบคเชิงสร้างสรรค์กับเด็กๆ เป็นการกระตุ้นการเด็กให้มีความกระตือรือร้นในการทำกิจกรรมต่อไป

ตัวอย่างการจัดประสบการณ์ดังกล่าวข้างต้น จะ เห็นว่า การที่เด็กจะออกแบบตะกร้าใส่อาหารไปเยี่ยม คุณยายได้นั้น เด็กจะต้องสังเกตลักษณะวัสดุอุปกรณ์ท่ีเด็กในกลุ่มเตรียมมา เด็กจะต้องมีความรู้เกี่ยวกับอาหาร และต้องใช้ทักษะการลงความเห็นว่าจะเลือกเอาอาหาร ประเภทใดไปเยี่ยมคุณยาย มีการคาดคะเนจํานวนและ ชนิดของอาหารที่ใส่ในตะกร้าไม่ให้มีมากเกินไปหรือน้อย เกินไป ตําแหน่งที่จะวางอาหาร ซึ่งเป็นความรู้และทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เด็กจะได้นําความรู้เรื่อง รูปเรขาคณิต ขนาด และทักษะการวัด ในสาระ คณิตศาสตร์มาใช้ เด็กได้เรียนรู้ในเรื่องการออกแบบ ซึ่งเป็นสาระวิศวกรรมศาสตร์ ในส่วนของสาระเทคโนโลยี เป็นกรรไกรที่เด็กได้ใช้ในการตัดกระดาษ หรือในส่วน ของกระบวนการแก้ปัญหาอาจจะเกิดข้ึนในขณะที่ทํา (ชลาธิป, 2015)

ข้อจํากัดของการจัดประสบการณ์การเรียนรู้ ตามแนวสะเต็มศึกษาในระดับการศึกษาปฐมวัย

การจัดประสบการณ์การเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษาในระดับการศึกษาปฐมวัยมีข้อจํากัดบางประการ เนื่องจากปฐมวัยเป็นช่วงวัยที่กําลังพัฒนาทั้งในเรื่องการคิด การใช้ภาษาในการสื่อสาร โดยเฉพาะเด็กเล็กๆ ในช่วงอายุ 2-3 ปีที่มีคลังคําศัพท์เกี่ยวกับส่ิงต่างๆ รอบตัวไม่มากนัก พัฒนาการทางด้านกล้ามเนื้อมัดเล็ก ยังไม่แข็งแรง ครูต้องกระตุ้นและให้ความช่วยเหลือเด็ก เพื่อฝึกให้เด็กได้พัฒนาทักษะการคิดและการสื่อสารในช่วงแรกที่เด็กยังสามารถตั้งคําถามและออกแบบช้ินงาน หรือหาวิธีการหาคําตอบได้ด้วยตนเอง นอกจากนี้ เนื่องจากเด็กปฐมวัยยังมีกล้ามเนื้อพัฒนาได้ไม่เต็มท่ี ทํา ให้การประดิษฐ์งานบางอย่างอาจจะยังไม่สามารถประดิษฐ์ได้ด้วยตนเอง ส่ิงที่ครูควรคํานึงถึงเพื่อจะได้ สามารถจัดประสบการณ์การเรียนรู้ตามแนวสะเต็ม ศึกษาได้มีดังนี้ (ชลาธิป, 2015)

• 1. ครูต้องใช้กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ใน การสอน โดยให้เด็กได้ศึกษาปัญหาหรือตั้งคําถาม สร้าง คําอธิบายด้วยตัวเด็กเองโดยการรวบรวมหลักฐานที่ เกี่ยวข้อง สื่อสารแนวคิดและแสดงเหตุผลโดยให้เด็กได้ แสดงความคิดเห็นในองค์ความรู้หรือทักษะกระบวนการ ท่ีแสดงถึงการบูรณาการความรู้และทักษะต่างๆใน ศาสตร์ของสะเต็มศึกษา
• 2. ครูจะต้องพยายามเชื่อมโยงเนื้อหา ทักษะ กระบวนการของวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีสู่ การดําเนินชีวิตจริง เพื่อให้การเรียนรู้นั้นมีความหมายต่อ ตัวเด็ก เด็กได้เห็นกระบวนการการเรียนรู้ซึ่งสามารถ เกิดขึ้นได้ในตามธรรมชาติ หรือใช้ประโยชน์ได้ในชีวิตจริง
• 3. ครูต้องกระตุ้นให้เด็กคิดคําตอบ และต้องให้ เวลาเด็กคิด ไม่ใช่ใจร้อนรีบตอบคําถามเด็กทันที การฝึก ให้เด็กสืบค้นข้อมูลจะเป็นทักษะพื้นฐานที่สําคัญที่ทําให้ เด็กได้เรียนรู้การสืบค้นหาคําตอบด้วยตนเองจาก แหล่งข้อมูลต่างๆ อีกทั้งยังเป็นการฝึกการแก้ปัญหา การรอคอย และความอดทน หากเด็กไม่สามารถหา คําตอบได้จากแหล่งข้อมูลแรกที่เร่มิ ต้นหาข้อมูล
• 4. บทบาทของครูคือ เป็นผู้ช่วยชี้แนะ หรือ Facilitator ผู้อำนวยการเรียนรู้ กระตุ้นให้ เด็กมีความกระตือรือร้น สืบค้นข้อมูล ช่วยเตรียมสื่อ อุปกรณ์และแนะนําแหล่งข้อมูลในการเรียนรู้ แต่ไม่ใช่ เป็นผู้บรรยาย บอกคําตอบในทุกข้อคําถาม
• 5. การเรียนรู้โดยใช้โครงงานเป็นฐาน เป็น การบูรณาการองค์ความรู้สู่การแก้ปัญหามีขั้นตอนที่ ส่งเสริมประสบการณ์การเรียนรู้ของเด็กทุกขั้นตอน ตั้งแต่ขั้นตอนของการกําหนดปัญหา ศึกษาข้อมูลความรู้ ท่ีเกี่ยวข้อง ออกแบบการรวบรวมข้อมูล ดําเนินการ เพื่อให้ได้คําตอบ ลงข้อสรุป และ นําเสนอผลของสิ่งที่ ค้นพบ ส่วนใหญ่การจัดการเรียนรู้แบบโครงงานเป็นฐาน ในการบูรณาการทักษะกระบวนการและความรู้ใน ศาสตร์สาระทั้ง 4 ของสะเต็มศึกษา ซึ่งการจะพัฒนาให้ โครงงานเป็น สะเต็มได้สมบูรณ์คือเปิดโอกาสให้เด็กได้ ออกแบบประดิษฐ์ชิ้นงานเพื่อแก้ปัญหานั้น ครูต้องช่วย กระตุ้นให้เด็กคิดโดยครูควรมีเทคนิคการใช้คำถามเพื่อการคิดวิเคราะห์และการคิดสร้างสรรค์ของเด็ก อย่างไรก็ตามในบางกรณี เด็กก็สามารถที่จะกําหนดปัญหาที่นําไปสู่การหาคําตอบ โดยใช้ความรู้และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และ เทคโนโลยีได้
• 6. ในการสร้างสรรค์ช้ินงาน ครูต้องช่วยเตรียม อุปกรณ์ หรือช่วยชี้แนะสําหรับเด็กเล็กที่ยังมีพัฒนาการ กล้ามเนื้อไม่ดีนัก แต่ครูสามารถที่จะชวนให้เด็กวาดภาพ หรือใช้วิธีการสื่อสารเพื่อแสดงถึงวิธีการออกแบบเพื่อ แก้ปัญหาได้ อีกปัญหาหนึ่งสําหรับการสร้างสรรค์ ชิ้นงานในเด็กเล็กๆ คือ เด็กยังไม่มีประสบการณ์ในการ เรียนรู้ส่ิงต่างๆรอบตัวมากนัก ดังนั้นครูอาจจะต้องหา ภาพตัวอย่างสิ่งประดิษฐ์หลายๆภาพมาให้เด็กดูเป็น ตัวอย่าง ชวนให้เด็กสังเกตลักษณะของสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เหล่านั้นว่ามีข้อดี ข้อจํากัดอย่างไรในการออกแบบแต่ละ แบบ แล้วจึงซักถามเพื่อให้เด็กได้ฝึกทักษะการคิด การ ลงความเห็นว่า ถ้าจะประดิษฐ์ชิ้นงานเพื่อแก้ปัญหาที่ครู กําหนดหรือที่เด็กสงสัยหรือเป็นปัญหา เด็กจะเลือก ออกแบบสร้างสรรค์ประดิษฐ์ชิ้นงานอย่างไร
• 7. ปัญหาที่ครูมักพบบ่อยๆคือเด็กปฐมวัยมักจะ ออกแบบชิ้นงานที่ลอกเลียนแบบกัน ซึ่งครูอาจจะใช้ วิธีการให้แรงเสริมบวกโดยการให้คําชมเชย กระตุ้นให้ เด็กเกิดการคิดสร้างสรรค์ รวมถึงการให้กําลังใจกับ เด็กๆ หากไม่ประสบความสําเร็จในการดําเนินกิจกรรม
• 8. การบูรณาการเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับ พัฒนาการของเด็กปฐมวัยท่ีมีครูเป็นผู้ช่วยนั้นมีตั้งแต่ การสืบค้นข้อมูล การบันทึกและนําเสนอข้อมูลด้วยภาพ นอกจากน้ีในกิจกรรมบางกิจกรรม เด็กปฐมวัยใช้ อุปกรณ์ที่จัดว่าเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยในการอํานวยความ สะดวกได้ เช่น แว่นขยาย กล้องส่องทางไกล กล้อง จุลทรรศน์ เครื่องชั่ง กรรไกร เป็นต้น
• 9. ในขั้นตอนของการสืบค้นข้อมูล ครูชวนเด็ก คิดหาคําตอบจากแหล่งข้อมูลต่างๆ เพื่อมาบรรยายหรือ สาธิตในบางหัวข้อ ตัวอย่างแหล่งข้อมูล เช่น ชุมชน ส่ิงแวดล้อมในท้องถิ่น ผู้เชี่ยวชาญในท้องถิ่น ศิษย์เก่า ผู้ปกครอง ปราชญ์ชาวบ้าน เจ้าหน้าที่ของหน่วยงานหรือ องค์กรต่างๆ หรืออาจารย์ในสถาบันการศึกษาในท้องถิ่น

STEAM Education

วศิณีส์ (2560) ได้กล่าวว่าในการสอน STEM และให้เป็น STEAM คือ การเติมศิลปะ หรือArtsลงไปใน STEM ครูอาจใช้ศิลปะในด้านต่าง ๆ เติมลงๆปใน STEM ซึ่งศิลปะอยู่ในกิจกรรมเรียนในแต่ละวันอยู่แล้ว แต่ครูเติมลงไปให้ชัดเจน ซึ่งศิลปะ ได้แก่

• ดนตรี ได้แก่ ดนตรีต่างๆ การชื่นชมในดนตรี การใช้คอมพิวเตอร์สร้างดนตรี
• ศิลปะ ได้แก่ การวาดภาพ การปั้น การแกะสลักการเย็บปักถักร้อย การใช้กระดาษในการสร้างสิ่งต่างๆ การชื่นชมศิลปะ การใช้คอมพิวเตอร์ในการวาดภาพ
• การเต้น ได้แก่ การสอนเต้น เช่นบัลเลต์แจซ การเต้นร่วมสมัย หรือนาฏศิลป์ การออกแบบท่าเต้นการผลิต การชื่นชมการเต้น
• การแสดง/ละครเวที ได้แก่ วิชาการแสดง การใช้เสียง ละครใบ้ ผลิตผลการแสดงและดนตรี บทเดิมและการปรับบท เทคโนโลยีในโรงละคร ละครหุ่น ฟิล์ม ได้แก่ การผลิตหนัง แก้หนัง วิดีโอ แอนิเมชัน
• การเขียนอย่างสร้างสรรค์ ได้แก่ วรรณกรรม การอ่านกลอน การฟังอย่างชื่นชม การใช้เทคโนโลยี หรือแม้แต่งานสถาปัตยกรรม งานออกแบบสวน และงานภูมิสถาปัตย์ ก็นับว่าเป็นงานศิลปะเช่นกัน

ในการเรียนการสอนแบบSTEM มักจะเกี่ยวข้องกับการออกแบบสิ่งต่างๆ การวาดภาพ การคิด การประดิษฐ์ การสร้างชิ้นงานซึ่งในกระบวนการเรียนรู้เหล่านั้นเชื่องโยงกับศิลปะในการออกแบบสิ่งต่างๆ เช่น นักเรียนออกแบบที่อยู่ให้กับสํตว์ต่างๆ เช่น ปลา ตัวบีเวอร์ นก หรือการออกแบบบ้าน หรือเครื่องให้อาหารปลาล้วนมีการวาดภาพ การประดิษฐ์เป็นการใช้ศิลปะผสมในเรียนการสอนแบบSTEM ดังนั้น STEAMEducation จึงเป็นการรวมวิชาศิลปะ(Art) เข้าไปใน STEAMEducation โดยครูสามารถใช้ศิลปะด้านต่างๆ ประกอบการเรียนการสอน เช่น ทัศนศิลป์ ดนตรี การเต้นหรือการแสดงก็ได้ การเรียนSTEAM ยังช่วยพัฒนาสมองทั้งซีกซ้ายและซีกขวาให้กับผู้เรียนได้อีกด้วยSTEAM จึงเป็นที่นิยมใช้ในการจัดการเรียนการสอนตั้งแต่ระดับชั้นอนุบาลจนถึงชั้นประถมศึกษา (วศิณีส์, 2560)

ในประเทศสหรัฐอเมริกาหรือสาธารณรัฐเกาหลี STEAM Education ยังยังสามารถบูรณาการกับวิชาอื่นๆ เช่น วิชาสังคมศึกษา โดยการโยงเนื้อหาในการสืบค้นและการแก้ปัญหา เช่น เมื่อเด็กเรียนประวัติศาสตร์ไทย เรื่องคมนาคมในสมัยโบราณเป็นการคมนาคม โดยใช้เรือสำเภา ครูอาจใช้วิทยาศาสตร์เรื่องวัสดุที่ลอยและจม คณิตศาสตร์เรื่องการคำนวณน้ำหนักวิศกรรมศาสตร์ในเรื่องการออกแบบและเครื่องมือที่ใช้เพื่อการออกแบบ และเทคโนโลยีในการหาข้อมูลและการออกแบบ โดยให้นักเรียนคิดว่าในการเดินทางสมัยโบราณจะออกแบบเรืออย่างไรที่จะสามารถบรรจุสิ่งต่างๆและคนได้ มีรูปร่างและใช้วัสดุอะไรบ้าง แล้วให้นักเรียนแก้ปัญหาว่าให้สร้างเรือจากวัสดุอะไร ขนาดแค่ไหนที่บรรทุกไม้บล็อกได้ 1-5 อัน นักเรียนในชั้นเล็กๆ อาจคำนวณไม่เก่ง สามารถคิดแค่ขนาดในเรื่อง คณิตศาสตร์คือใหญ่และเล็ก แต่นักเรียนในชั้นอาจใช้การคำนวณเพื่อสร้างเรือให้บรรทุกไม้บล็อกได้โดยไม่จมว่าควรออกแบบให้รับน้ำหนักได้แค่ไหน ในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นักเรียนต้องคิดว่าจะใช้วัสดุใดที่จะลอยน้ำได้ไม่จม แล้วใช้วิศวกรรมว่าจะใช้วัสดุอะไรที่จะประกอบให้เรือติดกัน แก้ปัญหาและพัฒนาผลงานให้ดีขึ้น ใช้ศิลปะวาดภาพและสร้างชิ้นงานออกมาให้สำเร็จออกแบบตกแต่งให้สวยงาม (วศิณีส์, 2560)

สาเหตุที่ควรนำศิลปะเข้ามาสอนร่วมกับSTEM

Sousa and Pilecki (2013) ถูกอ้างถึงใน วศิณีส์ (2560) ถึงสาเหตุที่ควรรวมศิลปะมีดังนี้

• 1) ศิลปะเกี่ยวข้องกับสมองของเด็ก ในเด็กเล็กๆ เส้นใยในสมองจะเติบโตได้ดี กิจกรรมดนตรีจะช่วยในเรื่องประสาทสัมผัสและสร้างใยในสมองรวม
• 2) ศิลปะช่วยพัฒนาสมองของเด็กตั้งแต่ยังเล็ก เช่น การรับรู้ด้านๆ ความคิดสร้างสรรค์ และจินตนาการ
• 3) ศิลปะช่วยในเรื่องความจำระยะยาวจากงานวิจัยพบว่าศิลปะช่วยให้สมองสามารถเก็บข้อมูลได้เพิ่มขึ้นและทำให้มีความจำได้ยาวขึ้น
• 4) ศิลปะช่วยสร้างความคิดสร้างสรรค์การสร้างผลงานทางศิลปะเป็นการแสดงออกในด้านความคิดสร้างสรรค์
• 5) ศิลปะช่วยในด้านสังคมในโลกปัจจุบันใช้ Social media ในการติดต่อ สื่อสาร ซึ่งอาจใช้ศิลปะช่วยในการติดต่อสื่อสาร ในโลกเทคโนโลยี
• 6) ศิลปะนำไปสู่วรรณกรรม ครูสามารถใช้การวาดภาพ การเขียน ดนตรี มาใช้ในการสอนSTEM
• 7)ศิลปะลดความตึงเครียด ทำให้ใจสงบ
• 8) ศิลปะทำให้การสอนน่าสนใจขึ้น

การประเมินผล

การประเมินผลทางการศึกษาเพื่อประเมินผู้เรียนถึงความรู้ความเข้าใจ ทักษะ กระบวนการ ความสนใจ พัฒนาการการเรียนรู้ ผลงาน ความสำเร็จของผู้เรียน ทางสติปัญญา อารมณ์และสังคม ตามที่ตั้งวัตถุประสงค์ไว้ การประเมินผลมี 2แบบ คือ Formative การประเมินผลระหว่างการจัดการเรียนรู้ และ Summative การประเมินผลเมื่อสิ้นสุดการเรียนรู้

เอกสารอ้างอิง

ชลาธิป สมาหิโต. (2015). การจัดประสบการณ์การเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษาในระดับการศึกษาปฐมวัย. วารสารศึกษาศาสตร์ปริทัศน์, ปีที่30(ฉบับที่2), 103-111.

วศิณีส์ อิศรเสนา ณ อยุธยา. (2560). เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับ STEM Education(สะเต็มศึกษา). กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2551). แนวทางการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ปฐมวัยตามหลักสูตรการศึกษาปฐมวัย2546. กรุงเทพฯ: สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2553). คู่มือกรอบมาตรฐานการเรียนรู้ คณิตศาสตร์ปฐมวัยตามหลักสูตรการศึกษาปฐมวัย พุทธศักราช 2546. กรุงเทพฯ: สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.