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)

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 จากการบูรณาการความรู้กับวิชาอื่นๆในการแก้ปัญหา ความคิดสร้างสรรค์ การสื่อสาร การเป็นผู้นำ และการทำงานร่วมกับผู้อื่น

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

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 STEMEducation มีหลากรูปแบบและหลายกระบวนการครูมีหน้าที่เลือกวิธีที่นำมาใช้ในการจัดการการสอนให้เข้ากับวัย เนื้อหา จุดประสงค์ในการเรียนรู้และผลที่ต้องการให้นักเรียนได้รับ โดยการนำมาตรฐานการศึกษาใช้ประกอบในการจัดการจัดการเรียนการสอนตามหัวข้อที่สอนครูอาจสอนตามหัวข้อโดยแยกตามแต่ละกระบวนการ หรือนำมาสอนร่วมกันทีละส่วนขึ้นอยู่กับความเหมาะสมและความสามารถของครู บางโรงเรียนอาจกำหนดให้ครูใช้รูปแบบที่โรงเรียนกำหนด หรือบางโรงเรียนอาจให้โอกาสครูพัฒการสอนโดยเลือกแนวทางตามความสนใจ ความสามารถ ความเข้าใจ และความเหมาะสมรูปแบบการจัดการเรียนการสอนSTEM ได้แก่ Problem-Based Learning, Inquiry-Based Learning, Project-Based Lerning,และ 5Es, Constructivist และ Constructivismและ STEAM

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

เอกสารอ้างอิง

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