Author: ohoadmin

การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา ตอนที่ 4

4. กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้เกิดความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาได้อย่างไร

การออกแบบการเรียนการสอนที่มีการนำกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเข้ามาใช้ร่วมในการจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสาคัญนั้นจะช่วยส่งเสริม ให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ผ่านการลงมือปฏิบัติจริงเพื่อแก้ปัญหาจากสถานการณ์ที่ประสบอย่างเป็นขั้นตอนตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม โดยในแต่ละขั้นตอนนั้นจะเป็นการฝึกฝนผู้เรียนให้เกิดทักษะทางด้านความคิดสร้างสรรค์ ดังนี้

ขั้นที่ 1 ระบุปัญหา เป็นขั้นตอนของการทำความเข้าใจและวิเคราะห์ปัญหาจากสถานการณ์ เพื่อกำหนดเป็นประเด็นปัญหาที่ต้องทำการแก้ไข โดยเครื่องมือที่จะนำไปใช้ในการดำเนินการในขั้นตอนนี้ได้แก่ ผังก้างปลา ทักษะการตั้งคำถาม 5W1H การระดมสมอง เป็นต้น ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวนี้ จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น

  • ความคิดริเริ่ม สำหรับการคิดมองปัญหาที่ต่างออกไปจากเดิม หรือมองต่างมุม ซึ่งส่งผลให้ผู้เรียนเกิดความเข้าใจในปัญหาที่ตรงกับสถานการณ์ที่ตนเองประสบ
  • ความคิดคล่อง สาหรับการกำหนดประเด็นปัญหา และสามารถเชื่อมโยงสิ่งที่คิดกับความรู้หรือประสบการณ์เดิมของตนเองได้อย่างรวดเร็วและได้ข้อมูลจำนวนมาก
  • ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดให้ได้ข้อมูลที่เป็นรายละเอียดเกี่ยวกับกรอบของปัญหา อันจะส่งผลให้สามารถขยายข้อมูลของประเด็นปัญหาที่จะสามารถนำไปใช้เป็นแนวทางในการศึกษาและรวบรวมข้อมูลต่อไป

       ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา เป็นขั้นตอนของการศึกษา ค้นคว้า และทำการรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา โดยเครื่องมือที่สามารถนำมาใช้ได้ในขั้นที่ 2 นี้มีได้หลายรูปแบบ แต่ที่นิยมและสามารถพบเห็นได้ทั่วไปคือรูปแบบของการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การระดมสมอง และการทำแผนที่ความคิดเพื่อรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับประเด็นปัญหา ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวนี้ จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น

  • ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดพิจารณาเกี่ยวกับการคัดเลือกแหล่งข้อมูลที่จะนำมาใช้ การพิจารณาเกี่ยวกับข้อมูลและสารสนเทศที่รวบรวมมานั้นสามารถนำมาใช้ในการสนับสนุนการแก้ปัญหาได้เพียงพอ
  • ความคิดยืดหยุ่น สำหรับการคิดหาข้อมูลหลายประเภทที่จะนำมาใช้ประกอบการพิจารณาตัดสินใจเลือกวิธีการแก้ปัญหา

นอกจากนี้ในขั้นที่ 2 ยังรวมถึงการพิจารณาและตัดสินใจเลือกแนวทางหรือวิธีการแก้ปัญหาที่เหมาะสมและสอดคล้องกับปัญหาโดยผู้เรียนจะกำหนดแนวทางการแก้ปัญหาจากนั้นจึงใช้กระบวนการตัดสินใจเลือกแนวทางแก้ไขปัญหาที่เหมาะสมที่สุดโดยพิจารณาจากข้อมูลที่ได้ทำการรวบรวมไว้ ซึ่งผู้เรียนอาจใช้วิธีการสร้างตารางตัดสินใจ ซึ่งวิธีการนี้จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น ความคิดยืดหยุ่น สำหรับการคิดหาและตัดสินใจเลือกแนวทางในการแก้ปัญหาภายใต้กรอบเงื่อนไขของสถานการณ์ปัญหา ได้แก่ การที่ผู้เรียนคิดได้หลากหลายเกี่ยวกับแนวทางการแก้ปัญหาไม่ว่าจะเป็นในเรื่องของอุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างสำหรับการแก้ปัญหา หรือการมีข้อจำกัดในเรื่องของเวลา เป็นต้น

ขั้นที่ 3 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา เป็นขั้น ของถ่ายทอดแนวคิดของการแก้ปัญหา ซึ่งสามารถ ทำได้ด้วยการใช้ซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบเพื่อสื่อสารแนวคิดให้ผู้อื่นเข้าใจ ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวนี้ จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ ในบางลักษณะ เช่น

  • ความคิดริเริ่ม สำหรับการคิดเพื่ออก แบบชิ้นงานให้มีความแปลกใหม่ไม่ซ้ าใคร และ สามารถใช้ประโยชน์หรือแก้ปัญหาได้
  • ความคิดยืดหยุ่น สำหรับการคิดหาสิ่ง ทดแทนเพื่อนำมาใช้ประกอบการออกแบบเพื่อแก้ปัญหา
  • ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดใน รายละเอียดรอบด้านเพื่อความสมบูรณ์ของชิ้นงาน หรือวิธีการที่จะนำมาใช้แก้ปัญหา

    ขั้นที่ 4 วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา การวางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา เป็นขั้นตอนที่ประกอบด้วยการทำงาน 2 ส่วน คือ

1) การวางแผนการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการที่จะน ามาใช้ในการแก้ปัญหา ไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนของการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการ การเลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ และเครื่องมือต่างๆ ซึ่งการวางแผนการท างานจะเป็นการช่วยผู้เรียนได้ฝึกความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น

  • ความคิดยืดหยุ่น ส าหรับหรับการคิดดัดแปลงและออกแบบชิ้นงาน จากวัสดุที่
    สามารถหาได้ง่ายในท้องถิ่น
  • ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดและออกแบบชิ้นงานโดยมีการใส่รายละเอียดเพื่อตกแต่งหรือขยายความคิดของชิ้นงานให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

2) การดำเนินการแก้ปัญหา คือการลงมือสร้างชิ้นงานหรือวิธีการตามแบบที่ได้ทำการร่างไว้

    ขั้นที่ 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุง แก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน เป็นขั้นตอนของ การตรวจสอบชิ้นงานในประเด็นต่างๆ ได้แก่ ชิ้นงานที่สร้างขึ้นมีรูปแบบตรงกับแบบร่างหรือไม่ ชิ้นงานที่สร้างขึ้นสามารถทำงานได้หรือไม่ เป็นต้น ซึ่งขั้นการทดสอบนี้จะเป็นการช่วยผู้เรียนได้ฝึก ความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิด เกี่ยวกับประเด็นปัญหาที่เกิดขึ้นจากการทดสอบว่า มาจากสาเหตุใด และจะมีวิธีการแก้ไขอย่างไร

ขั้นที่ 6 นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา  ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน เป็นขั้นตอนของการสื่อสาร ถึงผลที่เกิดขึ้นกับการพัฒนาชิ้นงานหรือวิธีการเพื่อ แก้ปัญหาไปยังผู้รับฟัง เพื่อสื่อสารให้ผู้อื่นเข้าใจ โดยขั้นตอนนี้จำเป็นต้องมีการเลือกวิธีการนำเสนอข้อมูลที่เข้าใจง่ายและน่าสนใจ
ดังนั้นความคิดสร้างสรรค์ที่เกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมนั้นเกิดจากการที่ผู้เรียนได้ฝึกเริ่มต้นจาก การวิเคราะห์ปัญหา สังเคราะห์ จนสามารถนำไปสู่ การพัฒนาเป็นความคิดสร้างสรรค์ของผู้เรียนได้
นอกจากนี้การจัดการเรียนการสอนตาม กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้ ผู้เรียนเกิดการ ฝึกทักษะการแก้ปัญหาโดยผู้เรียน ได้ฝึกทักษะผ่านการลงมือปฏิบัติจริงเพื่อแก้ปัญหาจากสถานการณ์ที่ประสบอย่างเป็นขั้นตอน ซึ่งกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้ เกิดการฝึกทักษะการแก้ปัญหาได้ดังนี้

1) การฝึกทำความเข้าใจกับปัญหา เพื่อให้ทราบว่าปัญหาคืออะไร และมีเงื่อนไขของปัญหาตรงส่วนใด
2) การฝึกวางแผนและออกแบบการแก้ปัญหาโดยเริ่มจากการรวบรวมข้อมูลที่ เกี่ยวข้อง แล้วนำข้อมูลที่ได้มาใช้ประกอบการ ตัดสินใจเลือกวิธีการแก้ปัญหา
3) การฝึกดำเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่ ได้วางไว้ในแต่ละขั้น จากนั้นจึงทำการทดสอบผลที่เกิดขึ้นจากการดำเนินการ เช่น การทดสอบ ชิ้นงานที่สร้างขึ้นมาเพื่อแก้ไขปัญหาหากพบว่า ชิ้นงานที่สร้างขึ้นยังมีข้อบกพร่องก็ให้ทำการปรับปรุงแก้ไขอีกครั้ง
4) สรุปและประเมินผลการแก้ปัญหา โดย ประเมินผลที่เกิดขึ้นว่าชิ้นงานหรือวิธีการที่สร้าง ขึ้นมานั้นสามารถแก้ปัญหาได้จริงหรือไม่
อีกทั้งกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม และกระบวนการแก้ปัญหามีความสอดคล้องกัน ดังตาราง

ซึ่งหากมีการใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในการจัดการเรียนการสอนก็เท่ากับเป็นการฝึกให้ผู้เรียนได้เรียนรู้กระบวนการแก้ปัญหาดังนั้นในการจัดการเรียนการสอนหากมีการส่งเสริมและสนับสนุนให้มีการใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในการแก้ปัญหาจาก สถานการณ์ต่างๆ ก็จะเป็นการช่วยฝึกให้ผู้เรียน เกิดทักษะในการคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาได้อีกแนวทางหนึ่งด้วย

อ่านต่อ ตอนที่ 5 ผลที่เกิดจากการเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา….

บทความโดย นางสาวสุธิดา การีมี

การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา ตอนที่ 3

3. ทักษะการแก้ปัญหา (Problem Solving Skills)

การดำเนินชีวิตในปัจจุบันผู้เรียนต่างต้องประสบกับสิ่งต่างๆ มากมาย ซึ่งสิ่งที่พบเจอเหล่านี้บางครั้งอาจเป็นปัญหาหรืออุปสรรคที่ต้องดำเนินการแก้ไขเพื่อให้การดำเนินชีวิตหรือ การทางานสามารถดำเนินไปได้อย่างเรียบร้อยและมีประสิทธิภาพ ดังนั้นในการดำเนินการเพื่อแก้ไขจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นต้องใช้ทักษะในการแก้ปัญหา ที่จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาต่างๆ

ทักษะการแก้ปัญหานี้ได้มีผู้ที่นิยามความหมายไว้มากมาย เช่น

  • สำนักงานเลขาธิการสภาการศึกษา (2550 ) ได้ให้ความหมายของทักษะการแก้ปัญหาว่าหมายถึง การใช้ประสบการณ์ที่ค้นพบด้วยตนเองที่เกิดจากการสังเกต การเก็บข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล การตีความ และการสรุปความเพื่อนำไปสู่การแก้ปัญหาอย่างมีเหตุผล
  • มัณฑรา ธรรมบุศย์ (2551) กล่าวว่าทักษะในการแก้ปัญหาเป็นความสามารถในการรู้จักขอความช่วยเหลือจากผู้อื่นในยามจำเป็น รู้จักพัฒนาและประเมินทางเลือกในการแก้ปัญหา สามารถหาทางแก้ปัญหาและวางแผนแก้ปัญหา ได้อย่างถูกต้อง

จากที่กล่าวมาข้างต้น ทักษะการแก้ปัญหา จึงเป็นความสามารถในการคิดและลงมือปฏิบัติ ซึ่งจำเป็นต้องมีการนำองค์ความรู้และทักษะต่างๆมาใช่ร่วมกันเพื่อที่จะส่งผลให้สามารถแก้ไขปัญหาหรือสนองความต้องการในแต่ละสถานการณ์ได้อย่างเหมาะสม โดยทักษะการแก้ปัญหานี้อาจแสดงออกในรูปแบบของการกระบวนการแก้ปัญหา โดยที่ผู้สอนสามารถออกแบบการจัดการเรียนการสอนโดยการกำหนดสถานการณ์จำลองหรือนำข้อมูลจากสถานการณ์จริงมาให้ผู้เรียนได้ฝึกปฏิบัติ โดยอาจเป็นการสอนในรูปแบบของการเรียนรู้โดยใช้โครงงานเป็นฐาน (Project-based Learning : PBL) หรือการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นหลัก(Problem – based Learning : PBL) โดยในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการแก้ปัญหา มีดังนี้

ขั้นที่ 1 การทาความเข้าใจในปัญหา
ขั้นที่ 2 การนิยามและรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
ขั้นที่ 3 การนาเสนอทางเลือกหรือแนวทางในการแก้ปัญหา
ขั้นที่ 4 ตัดสินใจเลือกแนวทางการแก้ปัญหาที่เหมาะสม
ขั้นที่ 5 การลงมือปฏิบัติการแก้ปัญหาและตรวจสอบวิธีการแก้ปัญหา

จากขั้นตอนของกระบวนการแก้ปัญหาข้างต้นจะพบว่าขั้นตอนต่างๆ นั้นมีความสอดคล้องกับขั้นตอนของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จะสามารถนำมาใช้ในการแก้ปัญหาในสถานการณ์ต่างๆ นอกจากนี้ยังเป็นกระบวนการที่จะช่วยฝึกทักษะการแก้ปัญหาโดยการใช้สถานการณ์ปัญหาเป็นตัวกระตุ้นให้ผู้เรียนใฝ่หาความรู้เพื่อหาแนวทางแก้ไข ได้ฝึกทักษะการคิด ได้ลงมือปฏิบัติ ช่วยให้ผู้เรียนฝึกการตัดสินใจ อีกทั้งยังเป็นการส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ด้วยตนเอง และสามารถนำทักษะจากการเรียนมาประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้

อ่านต่อ ตอนที่ 4  กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้เกิดความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาได้อย่างไร….

บทความโดย นางสาวสุธิดา การีมี

การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา ตอนที่ 2

2. ความคิดสร้างสรรค์ (Creative Thinking)

ความคิดสร้างสรรค์ เป็นความคิดที่อาจเกิดขึ้นมาจากจินตนาการของแต่ละบุคคล ซึ่งความคิดหรือจินตนาการนี้จะถูกเชื่อมโยงกับความรู้เดิมของตนเองและมองก้าวไปยังสิ่งที่นอกเหนือจากกรอบหรือแนวคิดพื้นฐานเดิม ซึ่งความคิดสร้างสรรค์นี้ได้มีผู้ให้นิยามไว้มากมาย อาทิเช่น

  • กิลฟอร์ด (Guilford. 1959: 389) กล่าวว่า ความคิดสร้างสรรค์เป็นความสามารถทางสมองเป็นความสามารถที่จะคิดได้กว้างไกลหลายทิศทางหรือที่เรียกว่าแบบอเนกนัย (Divergent thinking) ซึ่งลักษณะความคิดเช่นนี้ จะนาไปสู่การคิดประดิษฐ์แปลกใหม่รวมถึงการคิดค้นพบวิธีการแก้ปัญหาได้สำเร็จอีกด้วย และความคิดสร้างสรรค์นี้จะประกอบด้วยความคล่องในการคิด (Fluency) ความคิดยืดหยุ่น (Flexibility) และความคิดแปลกใหม่ (Originality) คนที่มีลักษณะดังกล่าวจะต้องเป็นคนกล้าคิด ไม่กลัวถูกวิพากษ์วิจารณ์และมีอิสระในการคิด
  • ออสบอร์น (Osborn. 1957: 23) กล่าวว่า ความคิดสร้างสรรค์เป็นจินตนาการประยุกต์ (Applied imagination) คือเป็นจินตนาการที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหายุ่งยากที่มนุษย์ประสบอยู่ มิใช่เป็นจินตนาการที่ฟุ้งซ่านเลื่อนลอยโดยทั่วไป ความคิดจินตนาการจึงเป็นลักษณะสำคัญของความคิดสร้างสรรค์ในการนำไปสู่ผลผลิตที่แปลกใหม่และเป็นประโยชน์
  • ทอร์แรนซ์ (Torrance. 1971: 211) กล่าวว่า ความคิดสร้างสรรค์คือปรากฏการณ์ ที่เกิดขึ้นได้โดยไม่มีขอบเขตจำกัด บุคคลสามารถมีความคิดสร้างสรรค์ในหลายแบบและผลของความคิดสร้างสรรค์ที่เกิดขึ้นนั้นมีมากมายไม่มีข้อจำกัดเช่นกัน

จากนิยามดังกล่าวข้างต้น ความคิดสร้างสรรค์ จึงเป็นความสามารถในการคิดของมนุษย์ที่มีการคิดในหลายแง่มุมที่เกี่ยวข้องกับสถานการณ์ต่างๆ จนนาไปสู่การคิดประดิษฐ์สิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการใหม่ๆ โดยความคิดสร้างสรรค์อาจแบ่งได้เป็น 4 ลักษณะดังนี้

  1.  ความคิดริเริ่ม (Originality) เป็นการคิดแปลกใหม่แตกต่างไปจากความคิดเดิม
  2. ความคิดคล่อง (Fluency) เป็นการคิดหาคาตอบได้อย่างคล่องแคล่ว รวดเร็วและมีปริมาณมากในเวลาจากัด
  3. ความคิดยืดหยุ่น (Flexibility) เป็นการคิดหาคาตอบได้หลายประเภทและสามารถ ดัดแปลงจากสิ่งหนึ่งไปเป็นสิ่งต่างๆ ได้
  4. ความคิดละเอียดลออ (Elaboration) เป็นการคิดในรายละเอียดเพื่อตกแต่งหรือขยายความคิดหลัก ให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

ดังนั้น ในการจัดการเรียนการสอนเพื่อฝึกและส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์อาจจำเป็นต้องคานึงถึงองค์ประกอบต่างๆ ได้แก่ ผู้สอน ผู้เรียน และการออกแบบการเรียนการสอน โดยแต่ละองค์ประกอบนั้นจะต้องส่งเสริมและมีความสัมพันธ์กันดังนี้

  1. ผู้สอน เป็นผู้ที่จะต้องทาหน้าที่ในการออกแบบและจัดการเรียนการสอนที่เอื้อต่อการส่งเสริมให้ผู้เรียนพัฒนาความคิดสร้างสรรค์โดยผู้สอนจะต้องคำนึงถึงลีลาการเรียนรู้ของผู้เรียน (Learning Styles) เพื่อให้ผู้เรียนสามารถเรียนรู้และใช้ความรู้ที่มีอยู่เดิมผสานกับองค์ความรู้ใหม่จนนำไปสู่การพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ในการแก้ปัญหา รวมทั้งการที่ผู้สอนจาเป็นต้องสร้างบรรยากาศในการเรียนรู้ที่จะช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์
  2. ผู้เรียนเป็นผู้ที่จะได้รับการพัฒนาให้เกิดความคิดสร้างสรรค์ผ่านทางกระบวนการจัดการเรียนการรู้ของผู้สอน ซึ่งผู้เรียนจะมีทัศนคติที่ดีต้องการฝึกพัฒนาความคิดสร้างสรรค์หรือไม่นั้นก็ขึ้นอยู่กับการที่ผู้สอนเลือกวิธีการที่ใช้ฝึกปฏิบัติได้ถูกต้องและเหมาะสมแก่ผู้เรียน
  3. การออกแบบการเรียนการสอน เป็นการที่ผู้สอนคัดเลือกรูปแบบวิธีการสอนที่จะช่วยพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ของผู้เรียน ไม่ว่าจะเป็นการใช้วิธีการตั้งคำถามเพื่อส่งเสริมและฝึกความคิดสร้างสรรค์ การให้ผู้เรียนศึกษาและฝึกแก้ปัญหาจากสถานการณ์จำลอง การให้ผู้เรียนฝึกสังเกตสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวของผู้เรียน ซึ่งการฝึกด้วยตัวอย่างวิธีการดังกล่าวข้างต้นจะเป็นสิ่งที่ช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนได้พัฒนาความคิดสร้างสรรค์

โดยองค์ประกอบดังกล่าวข้างต้นนี้อาจนำมาใช้พิจารณาร่วมในการเลือกรูปแบบวิธีการสอนต่าง เช่น ซึ่งจะช่วยให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์

อ่านต่อ ตอนที่ 3  ทักษะการแก้ปัญหา (Problem Solving Skills)….

บทความโดย นางสาวสุธิดา การีมี

การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา ตอนที่ 1

การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา
(The use of Engineering Design Process to enhance creativity and problem solving skills.)

เยาวชนไทยในยุคปัจจุบันนั้น ยังขาดการฝึกฝนทักษะทางด้านการคิด ไม่ว่าจะเป็นการคิดสร้างสรรค์เพื่อแก้ปัญหา การคิดสังเคราะห์จากสถานการณ์ปัญหาที่พบเจอ โดยทักษะการคิดดังกล่าวนี้หากผู้เรียนได้รับการฝึกฝนจะช่วยให้ผู้เรียนสามารถคิดค้นหาวิธีการหรือแนวทางที่หลากหลายภายใต้กรอบเงื่อนไขของสถานการณ์ปัญหาที่พบเจอและสามารถ นำแนวทางหรือวิธีการนั้นมาใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการในชีวิตประจาวัน ซึ่งสาเหตุประการหนึ่งของการที่ผู้เรียนขาด การฝึกทักษะในการคิดก็คือการจัดการเรียนรู้ในบางรูปแบบที่ไม่ได้เน้นให้ผู้เรียนฝึกทักษะ การคิดสร้างสรรค์และคิดสังเคราะห์เพื่อนำไปสู่ทักษะการแก้ปัญหา โดยการจัดการเรียนรู้ในรูปแบบที่ไม่ได้เน้นให้ผู้เรียนฝึกทักษะการคิดนี้ส่งผลให้ผู้เรียนไม่เกิดแรงกระตุ้น ในการคิด ไม่สามารถคิดค้นประดิษฐ์สิ่งใหม่ๆ หรือสามารถคิดหาวิธีการมาเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ

ดังนั้น การจัดการเรียนรู้รูปแบบหนึ่งที่จะช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดทักษะในการคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา คือการจัดการเรียนรู้ให้กับผู้เรียนตามแนวทางสะเต็มศึกษา โดยจะดำเนินการตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมที่เน้นให้ผู้เรียนเรียนรู้ผ่านกระบวนการคิดสร้างสรรค์ การคิดเชิงสังเคราะห์ และการลงมือปฏิบัติเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการอย่างเป็นขั้นตอน ซึ่งแต่ละขั้นตอนของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมนั้นจะช่วยให้ผู้เรียนฝึกการคิดสร้างสรรค์ และการคิดเชิงสังเคราะห์จากสถานการณ์ที่พบเห็นเพื่อทำการรวบรวมและกลั่นกรองข้อมูลจนได้ข้อมูลที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ ตลอดจนมีการถ่ายทอดความคิดเพื่ออธิบายและสื่อสารแนวคิดให้ผู้อื่นเข้าใจ โดยแนวคิดเหล่านี้จะเป็นสิ่งที่นำเสนอความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาของผู้เรียนแต่ละบุคคล นอกจากนี้การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในการดำเนินการยังมีการใช้องค์ความรู้จากศาสตร์หลายๆ ด้าน เช่น ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ และความรู้ทางด้านคณิตศาสตร์ เพื่อนำมาใช้ประกอบในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการจนได้เป็นสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการ และในบางครั้งสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการเหล่านี้สามารถพัฒนาไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ได้อีกด้วย

1.  กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (Engineering Design Process)

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เป็นขั้นตอนที่นำมาใช้ในดำเนินการเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ ซึ่งกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมนี้จะเริ่มจากการระบุปัญหาที่พบแล้วกำหนดเป็นปัญหาที่ต้องการแก้ไข จากนั้นจึงทำการค้นหาแนวคิดที่เกี่ยวข้องและทำการวิเคราะห์เพื่อเลือกวิธีการที่เหมาะสมสำหรับการแก้ไข เมื่อได้วิธีการที่เหมาะสมแล้วจึงทำการวางแผนและพัฒนาสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการ เมื่อสร้างชิ้นงานหรือวิธีการเรียบร้อยแล้วจึงนำไปทดสอบ หากมีข้อบกพร่องก็ให้ทำการปรับปรุงแก้ไขเพื่อให้สิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการนั้นสามารถใช้แก้ไขปัญหาหรือสนองความต้องการได้ ส่วนในตอนสุดท้ายจะดำเนินการประเมินผลว่าสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการนั้นจะสามารถใช้แก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้ตามที่กำหนดไว้หรือไม่ ดังนั้น กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจึงประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ดังนี้

 ขั้นที่ 1 ระบุปัญหา (Problem Identification) เป็นขั้นตอนที่ผู้แก้ปัญหาทำความเข้าใจในสิ่งที่เป็นปัญหาในชีวิตประจำวันที่พบเจอ ซึ่งสามารถใช้ทักษะการตั้งคำถามด้วยหลัก 5W 1H เมื่อเกิดสถานการณ์ปัญหาหรือความต้องการ ซึ่งคำถามจากหลัก 5W1H ประกอบด้วย

  • Who เป็นการตั้งคำถามเกี่ยวกับบุคคลที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการ
  • What เป็นการตั้งคำถามว่าปัญหาหรือความต้องการจากสถานการณ์นั้นๆ คืออะไร
  • When เป็นการตั้งคำถามปัญหาหรือความต้องการของสถานการณ์นั้นจะเกิดขึ้นเมื่อใด
  • Where เป็นการตั้งคำถามปัญหาหรือความต้องการของสถานการณ์นั้นจะเกิดขึ้นที่ไหน
  • Why เป็นการตั้งคำถามเพื่อวิเคราะห์สาเหตุว่าทาไมถึงเกิดปัญหาหรือความต้องการ
  • How เป็นการตั้งคำถามเพื่อวิเคราะห์ถึงแนวทางหรือวิธีการแก้ปัญหานั้นจะสามารถทาได้ด้วยวิธีการอย่างไร

  ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) ในขั้นตอนนี้จะเป็นการรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการ และแนวทางการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการตามที่กำหนดไว้ในขั้นที่ 1 เพื่อหาวิธีการที่หลากหลายสำหรับใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ โดยการค้นหาและรวบรวมข้อมูลจากแหล่งข้อมูลต่างๆ เช่น สอบถามจากผู้รู้ สืบค้นหรือสำรวจจากสื่อและแหล่งเรียนรู้ต่างๆ ซึ่งการค้นหาแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหานี้จะเป็นการศึกษาองค์รู้จากทั้งวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ รวมทั้งศาสตร์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง จากนั้นนำข้อมูลที่รวบรวมได้มาวิเคราะห์และสรุปเป็นสารสนเทศและวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ โดยวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการอาจมีได้มากกว่า 1 วิธี จากนั้นจึงพิจารณาและเลือกวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการที่เหมาะสมและสอดคล้องกับปัญหาหรือความต้องการ ในประเด็นต่างๆ เช่น ข้อดี ข้อเสีย ความสอดคล้องและการนาไปใช้ได้จริงของวิธีการแต่ละวิธี ดังนั้นวิธีการที่จะถูกพิจารณาคัดเลือกจะอยู่ภายใต้กรอบของปัญหาหรือความต้องการมาเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจเลือก

 ขั้นที่ 3 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) เป็นขั้นตอนของการออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการโดยการประยุกต์ใช้ข้อมูลที่ได้จากการรวบรวมในขั้นที่ 2 ซึ่งขั้นตอนนี้จะช่วยสื่อสารแนวคิดของการแก้ปัญหาให้ผู้อื่นเข้าใจโดยผ่านวิธีการต่างๆ เช่น การร่างภาพ การอธิบาย เป็นต้น

ขั้นที่ 4 วางแผนและดาเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) เป็นขั้นตอนของการวางลำดับขั้นตอนของการสร้างช้นงานหรือวิธีการ จากนั้นจึงลงมือสร้างหรือพัฒนาชิ้นงานหรือวิธีการ เพื่อที่จะนาผลลัพธ์ที่ได้ไปใช้ในการขั้นตอนต่อไป

 ขั้นที่ 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) เป็นขั้นตอนของการตรวจสอบและประเมินชิ้นงานวิธีการที่สร้างขึ้นว่า สามารถทางานหรือใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้หรือไม่ มีข้อบกพร่องอย่างไร และควรปรับปรุงแก้ไขชิ้นงานหรือแบบจาลองวิธีการใน ส่วนใด ควรปรับปรุงแก้ไขอย่างไร แล้วจึงดาเนินการปรับปรุงแก้ไขในส่วนนั้นจนได้ชิ้นงานวิธีการที่สอดคล้องตามรูปแบบที่ออกแบบไว้

ขั้นที่ 6 นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Presentation) เป็นขั้นตอนของการคิดวิธีการนำเสนอข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับชิ้นงานหรือวิธีการที่สร้างขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ

จากที่กล่าวมาข้างต้นเกี่ยวกับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 6 ขั้นตอนนั้น หากนำมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนใน ชั้นเรียนจะสามารถดำเนินการโดยการที่ผู้สอนสามารถพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ โดยนำกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในขั้นที่ 1 ระบุปัญหามาไว้ส่วนของขั้นนำ ซึ่งจะเป็นการกำหนดสถานการณ์ปัญหาให้ผู้เรียน เพื่อที่ผู้เรียนจะได้ทำการวิเคราะห์เพื่อกำหนดปัญหาหรือความต้องการจากสถานการณ์นั้น สำหรับในขั้นที่ 2 ถึงขั้นที่ 6 ของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม อาจจะนำมาไว้ในส่วนของขั้นพัฒนาผู้เรียน ส่วนในขั้นสรุปของการเรียนจะเป็นการสรุปร่วมกันถึงองค์ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ รวมทั้งศาสตร์อื่นๆ ที่ได้จากการค้นคว้าเพื่อนำมาใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

สรุปได้ว่า การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็นเครื่องมือช่วยในการจัดการเรียนการสอนเพื่อเสริมสร้างและพัฒนาการเรียนรู้ของเยาวชน จะช่วยให้เยาวชนได้มีการฝึกทักษะในการคิดอย่างเป็นขั้นตอนซึ่งเป็นการต่อยอดความรู้ที่มีอยู่เดิมให้ขยายไปจนเกิดมุมมองใหม่ๆ ในการแก้ปัญหานั้นๆ ได้อย่างครอบคลุมและถูกต้องจนนำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือวิธีการที่มีความสามารถนาไปแข่งขันในเชิงธุรกิจ และเป็นการเพิ่มความสามารถทางปัญญาของเยาวชนไทยซึ่งเป็นกำลังในการพัฒนาประเทศชาติต่อไปในอนาคต

อ่านต่อ ตอนที่ 2  ความคิดสร้างสรรค์ (Creative Thinking)….

บทความโดย นางสาวสุธิดา การีมี

รู้จักสะเต็มศึกษาผ่านกิจกรรม “รถไฟฟ้าพลังงานแม่เหล็ก”

      บทความนี้เป็นหนึ่งในแนวทางการสอนสะเต็มศึกษา ซึ่งคณะผู้เขียนได้วิเคราะห์และกลั่นกรองจากการอบรม STEM Workshop ที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โดย Professor Deborah Hanuscin เป็นวิทยากร ผู้เข้ารับการอบรบได้รับการฝึกฝนทักษะการคิด วิเคราะห์ สังเคราะห์กระบวนการเรียนรู้ ทั้งในมิติของการเป็นผู้เรียน ผู้สอนและผู้พัฒนาหลักสูตร กิจกรรมที่ใช้ในการอบรมมีลักษณะการเรียนรู้แบบ Active Learning ที่ผู้สอนทำหน้าที่กระตุ้นและชี้แนะแนวทางให้ผู้เรียนเกิดความรู้และความเข้าใจด้วยตัวเอง  คณะผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่า บทความนี้จะเป็นประโยชน์ในการพัฒนาการเรียนการสอนแบบสะเต็มศึกษา เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนการสอน

บทความนี้ประกอบด้วย 2 หัวข้อคือ วิธีการหาความหมายของสะเต็ม และกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม

การหาความหมายของสะเต็ม

      หลักในการสอนเพื่อความเข้าใจในความหมายและสร้างความเข้าใจที่ตรงกันเกี่ยวกับสะเต็มศึกษา ไม่ใช่เป็นการบอกนิยามหรือความหมายให้ผู้เรียนท่องหรือจดจำ แต่เป็นการให้ผู้เรียนทำความเข้าใจผ่านการทำกิจกรรม โดยผู้สอนจะเน้นการตั้งคำถามเพื่อกระตุ้นแนวคิดของผู้เรียนเป็นสำคัญ เช่น การแบ่งกลุ่มพูดคุยเพื่อแลกเปลี่ยนและระดมความคิด (Brainstorm) การหาข้อมูล การนำเสนอผลงานและแสดงความคิดเห็น ซึ่งเป็นการเน้นการคิดวิเคราะห์ก่อน แล้วจึงสังเคราะห์และแลกเปลี่ยนความคิดของตนเองกับผู้อื่นในชั้นเรียน เพื่อเป็นบทสรุปร่วมกันบนพื้นฐานคำถามที่ว่าสะเต็มคืออะไร เพราะเหตุใดจึงมีความสำคัญ และสิ่งที่ผู้เรียนจะได้รับจากการเรียนการสอนตามแนวทางสะเต็มศึกษา

ตัวอย่างกิจกรรมเพื่อสร้างความเข้าใจในความหมายของสะเต็ม

กิจกรรมที่ 1 Is it STEM?

        ขั้นตอนท่ี่ 1 ผู้เรียนศึกษาความหมายของสะเต็มจากเอกสารที่ผู้สอนจัดเตรียมไว้ให้ ซึ่งเอกสารนั้นบอกถึงความหมายของสะเต็มจากหลากหลายแหล่งข้อมูล  จากนั้นให้ผู้เรียนพิจารณาความหมายของสะเต็ม และเขียนหลักเกณฑ์ที่ใช้ในการตัดสินใจว่าสะเต็มคืออะไรในแบบของตนเอง

        ขั้นตอนที่ 2 ผู้เรียนแลกเปลี่ยนความคิดและอภิปรายร่วมกัน เกี่ยวกับความหมายของสะเต็มศึกษา ว่าเหมือนและแตกต่างกันอย่างไร  

       วัสดุหรือเครื่องมือช่วยในการสอน : เอกสารนิยามความหมายของสะเต็มจากแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือ และมีคำอธิบายที่หลากหลาย

กิจกรรมที่ 2 Defining STEM

      ขั้นตอนที่ 1 วิเคราะห์ความเหมือนและความแตกต่างระหว่างความหมายของสะเต็มในเอกสารที่จัดเตรียมไว้ให้  กับความหมายสะเต็มของตนเอง

       ขั้นตอนที่ 2 อภิปรายความหมายร่วมของสะเต็มที่สามารถนำไปใช้ในสายงานต่างๆ เช่น นักพัฒนาการศึกษา นักวางแผนนโยบาย นักธุรกิจ   

 

กิจกรรม 3 STEM Headlines

         ผู้สอนตั้งสถานการณ์ : ให้ผู้เรียนจินตนาการภาพในอีก 5-10 ปีข้างหน้า ผู้เรียนจะนำสิ่งที่ได้จากการเรียน และทำกิจกรรมในครั้งนี้ไปใช้ในโรงเรียน หรือในบริบทอื่นอย่างไร โดยแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกันในกลุ่มย่อย

         ผู้สอนตั้งสถานการณ์ : ให้ผู้เรียนจินตนาการถ้าในอนาคตมีหนังสือพิมพ์สัมภาษณ์เรื่องราวความสำเร็จของผู้เรียน/โรงเรียนหรือประเทศของตนเอง ให้ผู้เรียนเขียนพาดหัวข่าวที่อยากเห็น เช่น ความสามารถหรือทักษะของผู้ที่จะประสบความสำเร็จ การแก้ปัญหาในชีวิตจริง ความสำเร็จด้านการเงินและเศรษฐกิจ การประยุกต์ใช้ความรู้จากห้องเรียนสู่ชีวิตจริง เป็นต้น โดยแลกเปลี่ยนความคิดในกลุ่มย่อยว่า พาดหัวข่าวใดแสดงถึงความสำคัญของสะเต็มมากที่สุด

วัสดุหรือเครื่องมือช่วยในการสอน : ตัวอย่างของพาดหัวข่าวที่หลากหลาย เพื่อชี้ให้ผู้เรียนเข้าใจ และเห็นภาพได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

กิจกรรม 4 STEM Education in the News

     ขั้นตอนที่  1 ผู้เรียนอ่านบทความจากหนังสือพิมพ์ Bangkok Post หัวข้อ A Stem Education [4]

     ขั้นตอนที่  2 ผู้เรียนร่วมกันอภิปรายในหัวข้อ

  • ความหมายของสะเต็ม
  • เหตุผลที่แสดงถึงความสำคัญของสะเต็ม
  • สิ่งที่ผู้เรียนอยากให้มีเพิ่มเติมนอกเหนือจากที่ปรากฏในบทความ

      วัสดุหรือเครื่องมือช่วยในการสอน : แหล่งข้อมูลความหมายของสะเต็ม ไม่จำเป็นต้องเป็นบทความจากหนังสือพิมพ์ Bangkok Post สามารถมาจากแหล่งอื่นที่มีความน่าเชื่อถือได้

กิจกรรม 5 Elevator Speeches

       ผู้สอนตั้งสถานการณ์ : ถ้าผู้เรียนอยู่ในลิฟท์และพบพ่อแม่/เพื่อนผู้เรียน/เพื่อนร่วมงาน/ผู้บริหาร/คุณครู พวกเขาถามเกี่ยวกับสะเต็ม ผู้เรียนจะอธิบายให้พวกเขาฟังว่าอย่างไรในเวลา 2 นาที

      จากกิจกรรมข้างต้นนั้นช่วยสร้างความเข้าใจในความหมายของสะเต็มผ่านทางการแสดงความคิดเห็นและตรวจสอบความเข้าใจ โดยใช้เทคนิคการอภิปรายร่วมกับผู้อื่น อีกทั้งกิจกรรมเหล่านี้สามารถสะท้อนให้ผู้สอนเห็นได้ว่า ผู้เรียนมีความเข้าใจในความหมายและเห็นความสำคัญของสะเต็มแล้วหรือไม่ โดยเทคนิคการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นนั้น ควรให้ผู้เรียนสลับเปลี่ยนกลุ่มและที่นั่งของตนเอง เพื่อให้ผู้เรียนได้รับฟังแนวคิดที่หลากหลาย ซึ่งช่วยเสริมสร้างทักษะการติดต่อสื่อสาร การยอมรับฟังความคิดและการทำงานร่วมกับผู้อื่นได้อีกด้วย

กิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม

      ใน workshop ครั้งนี้  ผู้สอนยกตัวอย่างกิจกรรมการเรียนรู้ผ่านบทเรียน เรื่องแม่เหล็ก (Magnets) เพื่อนำมาสร้างแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็ก ซึ่งเป็นการสร้างทักษะกระบวนการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา เพื่อให้เห็นความสัมพันธ์และการเชื่อมโยงกันระหว่างกระบวนการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์ และกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ให้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น ซึ่งผู้เขียนของสรุปขั้นตอนการแก้ไขปัญหาในการสร้างรถไฟพลังงานแม่เหล็ก ดังนี้   

      ขั้นตอนที่ 1 ผู้สอนนำแม่เหล็กรูปทรงต่าง ๆ มาให้ผู้เรียนได้เรียนรู้ ทดสอบสมบัติและหลักการทำงาน โดยผู้สอนตั้งคำถามเกี่ยวกับแม่เหล็ก เช่น รู้จักแม่เหล็กหรือไม่ มีหลักการทำงานอย่างไร สามารถนำไปใช้ประโยชน์อะไรได้บ้าง จากนั้นผู้สอนเกริ่นนำถึงสถานการณ์ของรถไฟไทย ที่มีโครงการสร้างรถไฟความเร็วสูง และตั้งกรอบเป้าหมายให้ผู้เรียนสร้างแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็กที่สามารถลอย เคลื่อนที่ไปข้างหน้า รับน้ำหนักได้ และมีความปลอดภัย โดยสร้างแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็กจากวัสดุอุปกรณ์ที่เตรียมให้สำหรับการทำกิจกรรม

       วัสดุอุปกรณ์สำหรับกิจกรรมสร้างแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็ก :  แม่เหล็กแผ่นกลมและแผ่นยาว ขดลวดสปริงทองแดง ถ่านไฟฉาย 3A หลอดดูดน้ำ เทปกาว และกล่องกระดาษสำหรับทำรางรถไฟ

        ขั้นตอนที่ 2 ผู้เรียนค้นหาและศึกษาข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็ก เช่น หลักการทำงานของแม่เหล็ก และแนวทางในการประยุกต์ใช้แม่เหล็กในการผลิตรถไฟ จากแหล่งความรู้ต่าง ๆ เช่น วารสาร เว็บไซต์ เป็นต้น ประกอบกับผู้เรียนอาจมีการทดลองจริงในเรื่องของสมบัติและหลักการทำงานของแม่เหล็ก ซึ่งผู้เรียนจะพบว่าแม่เหล็กมี 2 ขั้ว คือขั้วบวกและลบ ซึ่งมีแรงดึงดูดของขั้วที่ต่างกันและแรงผลักของขั้วที่เหมือนกัน และแม่เหล็กแต่ละขนาดให้แรงที่แตกต่างกัน

       ขั้นตอนที่ 3 นำหลักการการทำงานของแม่เหล็กที่ได้มาวิเคราะห์กันในกลุ่ม เพื่อนำมาออกแบบแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็กตามข้อมูลและความรู้ที่ได้ศึกษามาข้างต้น โดยต้องคำนึงถึงข้อกำหนดข้างต้น คือรถไฟสามารถลอย เคลื่อนที่ไปข้างหน้า รับน้ำหนักได้ และมีความปลอดภัย ประกอบกับต้องคำนึกถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้าง  ซึ่งในขั้นการออกแบบ สามารถออกแบบเป็นภาพร่าง และมีหลากหลายแบบได้ แต่สุดท้ายผู้เรียนจะต้องเลือกแบบที่เหมาะสมที่สุดนำมาสร้างเป็นชิ้นงาน

      ขั้นตอนที่ 4 ผู้เรียนสร้างชิ้นงานและทดสอบรถไฟพลังงานแม่เหล็กจำลองให้สามารถลอย เคลื่อนที่ไปข้างหน้า และรับน้ำหนักได้อย่างปลอดภัย ตามเงื่อนไขที่กำหนด


รูปที่ 1
 ตัวอย่างชิ้นงานแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็ก

      ขั้นตอนที่ 5 หาข้อผิดพลาดหรือข้อบกพร่องของชิ้นงานแล้วนำมาปรับปรุงแก้ไขเพื่อให้ถึงเป้าหมายที่วางไว้ ซึ่งในขั้นตอนนี้มักจะมีการหาข้อมูลหรือออกแบบใหม่ เนื่องจากผลทดสอบมักไม่ตรงกับเป้าหมายที่ตั้งไว้

      ขั้นตอนที่ 6 เมื่อได้ผลเป็นที่น่าพอใจ จึงมีการนำเสนอผลงาน โดยนำเสนอชิ้นงาน หลักการทำงานของแบบจำลองรถไฟพลังงานแม่เหล็ก ปัญหาหรืออุปสรรคที่พบระหว่างการออกแบบและสร้างชิ้นงาน ข้อดี-ข้อเสียของชิ้นงาน และข้อเสนอแนะในการพัฒนาชิ้นงานต่อไป


รูปที 2
Flow chart สรุปขั้นตอนการทำกิจกรรม

       เมื่อผู้เรียนนำเสนอผลงานเสร็จสิ้น ในขั้นตอนต่อมา ผู้สอนให้ผู้เรียนเขียน Flow chart แสดงกระบวนการการเรียนรู้ที่เกิดขึ้น ตั้งแต่ขั้นตอนแรก จนถึงขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการทำงาน ซึ่งการเขียน Flow chart หลังจากทำกิจกรรม ช่วยให้ผู้เรียนสามารถสังเคราะห์และเชื่อมโยงความเข้าใจในกระบวนการการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา ผ่านการลงมือปฏิบัติจริงจากการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการ พบว่า ในกระบวนการทำงานของแต่ละกลุ่ม มีกระบวนการการแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน แต่สุดท้ายแล้วกระบวนการทำงานที่เกิดขึ้นสามารถตอบโจทย์ปัญหาเริ่มต้นได้ ซึ่งในกระบวนการแก้ปัญหานั้นมีขั้นตอนการทำงานซ้ำไป ซ้ำมา ในทุกขั้นตอน จนกว่าจะได้ชิ้นงานหรือวิธีการที่เป็นที่น่าพอใจที่สุดของกลุ่ม  นั่นคือลำดับขั้นตอนการทำงานสามารถย้อนกลับไปยังขั้นตอนใดก็ได้ เมื่อเกิดปัญหาระหว่างกระบวนการ

        สุดท้ายผู้สอนสรุปว่ากระบวนการทำงานของผู้เรียนทั้งหมด จะเป็นไปตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รวมกับการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ 5 ขั้นตอน มาใช้ในกระบวนการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นทั้งหมด โดยในระหว่างการทำงานนั้น ยังเป็นการเรียนรู้ที่ส่งเสริมและพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 ที่ผู้เรียนพึงมี


รูปที่ 3
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

 

ตารางสรุปความสัมพันธ์ระว่างกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม การเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ และทักษะในศตวรรษที่ 21 จากกิจกรรมสะเต็มข้างต้น

กระบวนการการทำงาน กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม การเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E’s) ทักษะในศตวรรษที่ 21
ขั้นตอนที่ 1 ระบุปัญหา สร้างความสนใจ การสื่อสาร
ขั้นตอนที่ 2 ขั้นรวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา สำรวจ และอธิบาย การสื่อสาร และการคิดอย่างมีวิจารณญาณ
ขั้นตอนที่ 3 ขั้นออกแบบวิธีการแก้ปัญหา ต่อยอดความคิด การสื่อสาร การร่วมมือ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และความคิดสร้างสรรค์
ขั้นตอนที่ 4 ขั้นวางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา ต่อยอดความคิด การสื่อสาร การร่วมมือ และความคิดสร้างสรรค์
ขั้นตอนที่ 5 ขั้นทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน ประเมิน การสื่อสาร การร่วมมือ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และความคิดสร้างสรรค์
ขั้นตอนที่ 6 ขั้นนำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน การสื่อสาร

 

นั่นคือการเรียนรู้ในแนวทางสะเต็มศึกษานั้นผู้เรียนจะต้องตอบได้ว่า

  1. ปัญหาหรือสถานการณ์ที่ผู้เรียนต้องการแก้ไขคืออะไร
  2. ความรู้ที่นำมาใช้การแก้ปัญหาปัญหาคืออะไร มีหลักการทำงานอย่างไร และเลือกหลักการนั้นเพราะอะไร
  3. เทคโนโลยีเดิมที่ใช้แก้ไขมีอะไรบ้าง ข้อด้อยแต่ละวิธีคืออะไร ผู้เรียนสามารถต่อยอดจากเทคโนโลยีเดิมได้อย่างไร หรือสร้างเทคโนโลยีใหม่ในการแก้ไขปัญหาได้อย่างไร

 

ดังนั้นบทความนี้ สื่อให้ทุกคนเห็นกระบวนการจัดเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา ซึ่งสามารถทำได้ง่าย และทำได้ทุกที ทุกเวลา ไม่ใช่ใช้ได้เฉพาะในห้องเรียน แต่สามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้ นั่นคือผู้เรียนนำกระบวนการเรียนแบบสะเต็มไปใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้  

บทความโดย นางสาวนุศวดี  พจนานุกิจ  นางสาวตรีสุคนธ์ ตรีบุพชาติสกุล และนายสุนทร พรมมงคล นักวิชาการสาขาเทคโนโลยี

เอกสารอ้างอิง

[1]  สะเต็มศึกษา : ความท้าทายใหม่ของการศึกษาไทย. สุธีระ ประเสริฐสรรพ์.หน่วยจัดการกลาง โครงการเพาะพันธุ์ปัญญาภายใต้การสนับสนุนของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.). ตุลาคม 2558.  พิมพ์ที่ บริษัท นำศิลป์โฆษณา จำกัด

[2] 5Es Teaching and Learning Model. https://www.primaryconnections.org.au/about/teaching

[3] Kamehameha Schools Research & Evaluation. http://www.ksbe.edu/_assets/spi/pdfs/21_century_skills_full.pdf

[4]  http://www.bangkokpost.com/tech/local-news/456725/a-stem-education

ลมเจ้าปัญหา : ถอดบทเรียนจากงานคาราวานวิทยาศาสตร์

      จากการจัดกิจกรรมคาราวานวิทยาศาสตร์นั้น คณะผู้เขียนได้นำกิจกรรม “ลมเจ้าปัญหา”  ไปใช้ในการจัดกิจกรรม ซึ่งเป็นการเรียนรู้วิทยาศาสตร์์ ผ่านขั้นตอนการประดิษฐ์และสังเกตกลไกการทำงานของของเล่นนั้น  โดยกิจกรรมนี้มีเป้าหมาย เพื่อให้นักเรียนในชั้นประถมศึกษา เข้าใจการเชื่อมโยงและประยุกต์ใช้ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์กับสิ่งแวดล้อมรอบตัว โดยกิจกรรมนี้จะสอดแทรกความรู้เรื่องวาฬ การหายใจของวาฬ ที่เราสังเกตได้ว่าจะมีไอน้ำในอากาศเกิดขึ้น เมื่อวาฬโผล่ขึ้นมาหายใจบนผิวน้ำ  ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิในบรรยากาศ และเรื่องความเร็วลมที่ทำให้ลูกบอลลอยตัวขึ้นเกิดจากความแตกต่างระหว่างความดัน โดยกิจกรรมนี้ทำให้นักเรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ เกิดทักษะการใช้วัสดุอุปกรณ์จากการสร้างของเล่น  และเกิดความสนุกสนาน ซึ่งนำไปสู่การรักในการเรียนวิทยาศาสตร์นั่นเอง

ชักชวนและกระตุ้นความสนใจ

      ก่อนจะเข้าสู่ขั้นตอนการทำกิจกรรมนั้น ผู้สอนจะนำผู้เรียนเข้าสู่กิจกรรมโดยการเปิดวิดีโอ ที่มีเนื้อหาเกี่ยวกับ วาฬที่โผล่ขึ้นมาหายใจบนผิวน้ำ ซึ่งสามารถหาได้ตามเว็บไซต์ทั่วไป ดังตัวอย่างของแหล่งวิดีโอต่อไปนี้

[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=jHu4d-NV8Hk[/embedyt]

และตั้งคำถามเป็นการเกริ่นนำเพื่อกระตุ้นความสนใจของนักเรียน และให้นักเรียนเล็งเห็นว่าทำไมวาฬจะต้องขึ้นมาหายใจ วาฬมีลักษณะเหมือนมนุษย์อย่างไร และสุดท้ายจะให้นักเรียนสังเกตว่าเมื่อวาฬขึ้นมาหายใจแล้ว เราสังเกตเห็นละอองน้ำที่เกิดขึ้น แล้วละอองน้ำนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร ซึ่งเป็นการนำหลักการที่วิทยาศาสตร์มาอธิบายปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

รู้หรือไม่ วาฬเคยเป็นสัตว์บกนะ

    เมื่อประมาณ 65 ล้านปีก่อน บรรพบุรุษของวาฬเป็นสัตว์กินเนื้อ อาศัยอยู่บนบก มี 4 ขา มีชื่อว่า “มีโซนิก” จากนั้นก็วิวัฒนาการเป็นสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำภายในเวลา 10 ล้านปี จากนั้นขาหลังก็ค่อยๆหดและเล็กลง จนต่อมาเมื่อประมาณ 24-26 ล้านปีก่อน กระดูกและข้อต่อก็หดเล็กลงจนไม่มีโผล่ออกมาให้เห็น แต่ในปัจจุบันกระดูกส่วนของขาหลังก็ยังคงมีอยู่ แต่เป็นอวัยวะภายในที่มีขนาดเล็ก และทำหน้าที่เพียงเป็นที่ยึดติดของอวัยวะสืบพันธุ์เท่านั้น กลายเป็นวาฬที่เราเห็นในปัจจุบัน

การเดินทางของวาฬ

      วาฬเป็นสัตว์ประเภทเลี้ยงลูกด้วยน้ำนมที่มีขนาดใหญ่  แม้จะไม่มีขนปกคลุมลำตัวเหมือนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมชนิดอื่น ๆ แต่วาฬรักษาความอบอุ่นในร่างกายด้วยไขมันในชั้นใต้ผิวหนัง วาฬอาศัยอยู่ในมหาสมุทรอันกว้างใหญ่  มีหลากหลายสายพันธุ์ แต่ละสายพันธ์ุมีรูปร่าง ลักษณะ และถิ่นที่อยู่อาศัยแตกต่างกันไป แต่ทุกสายพันธ์ุของวาฬต้องขึ้นมาหายใจบนผิวน้ำทุก ๆ 20 นาที เพื่อปล่อยลมหายใจออก ซึ่งขณะที่ปล่อยลมหายใจออกนั้นจะมีไอน้ำและละอองน้ำเหมือนน้ำพุพ่นออกมาจากอวัยวะพิเศษที่อยู่ตรงส่วนหัวเป็นรูกลม ๆ ด้วยเหตุนี้นี่เอง วาฬจึงถูกสังเกตและพบได้ง่ายจากนักล่า

 

คำถามชวนรู้

  • จมูกของวาฬอยู่ตรงไหน     
  • ไอน้ำที่พ่นออกจากหลังวาฬคืออะไร และเพราะอะไรจึงเกิดขึ้น

 

วาฬเหมือนหรือต่างกับเรานะ

      วาฬและมนุษย์จัดว่าเป็นสัตว์ประเภทเลี้ยงลูกด้วยน้ำนมเช่นเดียวกัน  จึงมีความคล้ายคลึงกันทางด้านระบบต่าง ๆ ภายในร่างกาย  เช่น มีปอดเป็นอวัยวะในการแลกเปลี่ยนออกซิเจน และวาฬออกลูกเป็นตัว ครั้งละ 1 ตัว ลูกของวาฬจะกินนมจากเต้านมของแม่เหมือนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั่วไป เต้านมของวาฬมี 1 คู่ อยู่ในร่องท้องของวาฬตัวเมีย ขณะที่กินนมลูกวาฬจะว่ายน้ำเคียงข้างไปพร้อมกับแม่ และที่สำคัญวาฬก็มีหัวใจ 4 ห้องหัวใจเหมือนกับมนุษย์

 

ลมหายใจของวาฬ

       ปรากฏการณ์การพ่นไอน้ำของวาฬเกิดขึ้นเนื่องจากการหายใจของวาฬนั่นเอง  ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของลมหายใจออกของวาฬกับอุณหภูมิของอากาศบนผิวน้ำที่มีอุณหภูมิิต่ำกว่า ทำให้เกิดการควบแน่นของไอน้ำเกิดขึ้น  ซึ่งก็เหมือนกับมนุษย์เรา เคยสังเกตมั้ยว่าเมื่อเราอยู่บนที่สูง เช่น ยอดเขา ซึ่งอุณหภูมิของอากาศต่ำกว่าอุณหภูมิในร่างกายเรา เวลาเราหายใจออกจะเห็นควันขาว ๆ ลอยออกมาจากจมูกหรือปากของเรา ควันที่เกิดขึ้นนั้นเกิดจากการปะทะกันระหว่างความร้อนจากลมหายใจกับอุณหภูมิที่อยู่ภายนอกนั่นเอง มาลองสังเกตกันเถอะ ว่าเกิดไอน้ำจริงมั้ย

การทดลองย่อย ให้นักเรียนหายใจเข้าสู่ถุงพลาสติกแล้วปิดปากถุงแล้วสังเกตการเปลี่ยนแปลง


รูปที่ 1 วาฬพ่นน้ำ และไอน้ำที่เกิดจากการเป่าถุงพลาสติก
ที่มา : ประชาชาติธุรกิจ ออนไลน์ (http://www.prachachat.net/news_detail.php?newsid=1262667558#)

มาทำของเล่นกันเถอะ

   การนำเข้าสู่การประดิษฐ์ของเล่นในกิจกรรมลมเจ้าปัญหา โดยพูดคุยกับนักเรียนในเรื่อง การหายใจของเรา และของวาฬ ก่อให้เกิดลมได้อย่างไร และลมที่เกิดขึ้นจากการเป่าของเรานั้นสามารถทำอะไรได้บ้าง และให้นักเรียนดูวิดีโอการประดิษฐ์ของเล่น  

วัสดุอุปกรณ์

  1. กระดาษ A4 150 แกรม ที่มีรูปวาฬ (ตามรูปที่ 2)
  2. สีเทียน
  3. กาวสองหน้า
  4. กรรไกร
  5. หลอดดูดน้ำแบบงอ (ตัดปลายหลอดด้านสั้นให้เป็น 7-8 แฉก)
  6. ลูกโฟมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร


รูปที่ 2 วัสดุอุปกรณ์

    คุณครูสามารถสอดแทรกเรื่องการแก้ปัญหาในขั้นตอนการสร้างของเล่นได้ เช่น ข้อจำกัดของวัสดุอุปกรณ์ สามารถใช้วัสดุอื่นทดแทนในการประดิษฐ์ของเล่น เช่น การใช้เทปกาวสองหน้าแทนการใช้กาวน้ำ

 

ขั้นตอนการประดิษฐ์

  1. ระบายสีวาฬตามจินตนาการของนักเรียน และตัดกระดาษตามรอยรูปวาฬ (รูปที่ 3)


รูปที่ 3 ระบายสีและตัดกระดาษตามรอย

  1. พับกระดาษตามรอยปะ บริเวณส่วนฐานของวาฬ
  2. ติดหลอดงอด้วยเทปกาวสองหน้าด้านในตัววาฬ โดยให้ส่วนปลายหลอดงอโผล่อยู่ด้านบนหลังวาฬและอีกส่วนหนึ่งของหลอดให้อยู่ทางด้านหางของวาฬ ประกบทั้งสองด้านเข้าหากัน จากนั้นทำการติดฐานวาฬ เพื่อให้วาฬเป็นรูป 3 มิติ (รูปที่ 4)


รูปที่ 4 ติดหลอดงอด้านในของวาฬ และประกบทั้งสองด้านเข้าหากัน

  1. กดปลายหลอดที่ตัดเป็นแฉกให้บานออก เพื่อเป็นฐานรองรับลูกโฟม
  2. ทดลองเป่าลูกโฟม (รูปที่ 5)


รูปที่ 5 ทดลองเป่าลูกโฟม

 

หมายเหตุ ถ้าขั้นตอนการทดลองเป่ายังมีปัญหา ควรมีการปรับแก้ของปลายหลอด คือ กดให้ปลายหลอดบานกว่าเดิมเพื่อรองรับลูกโฟม

        การต่อยอดกิจกรรม สามารถใช้รูปช้างแทนวาฬได้ และกล่าวถึงความรู้ในเรื่องลักษณะของช้างที่ใช้งวงในการดูดและเป่า เพื่อกินหรือพ่นน้ำ ซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับหลักการในการดูดและเป่าน้ำออกจากหลอด  (รูปที่ 6)


รูปที่ 6 ช้างและวาฬ

 

มาเล่นกัน

      สังเกตพฤติกรรมนักเรียนในการเปล่าลูกโฟม แล้วตั้งคำถามเพื่อเชื่อมโยงความรู้กับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น เช่น ทำอย่างไรลูกโฟมจึงจะลอยนิ่ง ๆ หรือ ถ้าลูกโฟมหาย เราสามารถใช้อะไรมาทดแทนได้ เพราะอะไร

 

วิทย์สนุกรู้

       ร่วมกันอภิปรายกับนักเรียน ถึงหลักการทางวิทยาศาสตร์เรื่องใดที่ทำให้ลูกโฟมลอยได้ เมื่อเราเป่าลมใต้ลูกโฟม จะทำให้ลมไหลไปยังบริเวณด้านล่างและด้านข้างลูกโฟม ส่งผลให้ความดันรอบโฟมน้อยกว่าความดันอากาศที่ห่่างออกไป ตามกฏของเบอร์นูลี ที่ว่าบริเวณใดที่อากาศไหลเร็วจะทำให้ความดันบริเวณนั้นน้อยกว่าบริเวณที่อากาศไหลช้า ทำให้เกิดแรงผลักรอบ ๆ ลูกโฟมให้ลอยขึ้น เนื่องจากลมวิ่งจากบริเวณที่มีความดันมากไปยังบริเวณที่มีความดันน้อยกว่า

 

สนุกสนานในชั้นเรียน

       เพิ่มความสนุกสนานในชั้นเรียนด้วยการแข่งขันเป่าลูกโฟมของตัวแทนนักเรียน  แสดงดังรูปที่ 7 โดยมีกติกาคือเป่าลูกโฟมให้ลอยได้นานที่สุด โดยไม่ตกลงสู่พื้น หรือฐานรอง


รูปที่ 7 แข่งขันกันเป่าลูกโฟม

บทความ โดย นางสาวนุศวดี  พจนานุกิจ  นางสาวตรีสุคนธ์ ตรีบุพชาติสกุล และนายสุนทร พรมมงคล นักวิชาการสาขาเทคโนโลยี

ปัญหาและแนวทางการแก้ไขในการจัดการเรียนการสอนตามกระบวนการสะเต็มศึกษา

           สะเต็มศึกษา (STEM Education) เป็นแนวทางการจัดการเรียนการสอนที่ให้ผู้เรียนเกิดกระบวนการคิดวิเคราะห์ สังเคราะห์ และสามารถแก้ปัญหาได้ด้วยตนเอง จากการบูรณาการความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี และกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เพื่อนำไปเชื่อมโยงกับการแก้ปัญหาในชีวิตจริง ซึ่งบุคคลสำคัญที่ต้องทำความเข้าใจ และนำสะเต็มศึกษาไปจัดการเรียนการสอนให้นักเรียนคือ “ครู” นั่นเอง

           จากการที่ผู้เขียนได้มีโอกาสเข้าร่วมประชุมปฏิบัติการ STEM workshop  โดยมีวิทยากรคือ Professor Deborah Hanuscin  ได้มีการให้ผู้เข้ารับการอบรมร่วมกันระดมความคิด ในประเด็นปัญหาการเรียนการสอนสะเต็มศึกษาในปัจจุบัน และเสนอแนวทางการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น  ผู้เขียนจึงกลั่นกรองและสังเคราะห์แนวทางการแก้ปัญหาดังนี้

1.  ความสับสนในความหมายของสะเต็มศึกษา

แนวทางการแก้ปัญหา จัดให้มีกาารจัดอบรมเชิงปฏิบัติการ โดยผู้เชี่ยวชาญในด้านสะเต็มศึกษา เพื่อไม่ให้เกิดความสับสนในกระบวนการเรียนรู้ที่แท้จริงและมีตัวอย่างของอาชีพที่ใช้การบูรณาการความรู้ในทุกด้านมาให้ความรู้ ไม่ว่าจะเป็นแพทย์ วิศวกร นักออกแบบผลิตภัณฑ์ ดีไซด์เนอร์ นักธุรกิจ

ข้อมูลหรือเครื่องมือสำหรับดำเนินการแก้ปัญหา

  • การจัดอบรมเชิงปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพ
  • แลกเปลี่ยนความรู้ ข้อคิดเห็น และแนวคิดเกี่ยวกับสะเต็มศึกษา
  • แสดงตัวอย่างการเรียนการสอนตามแบบสะเต็มที่ประสบความสำเร็จในระดับชั้นต่างๆ เช่น Engineering is Elementary (EiE)
  • ตัวอย่างบทเรียนสะเต็ม ที่ครูสามารถเข้าใจกระบวนการการจัดการเรียนการสอนได้อย่างง่าย สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับบริบทในโรงเรียน

 

2. ความต้องการความช่วยเหลือและการสนับสนุนเพื่อเรียนรู้การจัดการเรียนการสอนแบบสะเต็มศึกษา

แนวทางการแก้ปัญหา สร้างแบบสำรวจ สังเกตการณ์การจัดการเรียนการสอนและให้ผลสะท้อนกลับไปยังกลุ่มที่ต้องการความช่วยเหลือหรือการสนับสนุนที่คล้ายกัน

ข้อมูลหรือเครื่องมือสำหรับดำเนินการแก้ปัญหา

  •  ข้อมูลเกี่ยวกับการจัดการเรียนการสอนสะเต็มศึกษา
  •  บทเรียนหรือแนวทางในการบูรณาการการสอนสะเต็มศึกษา
  •  การสังเกตการณ์การจัดการเรียนการสอน
  •  ข้อมูลการวิเคราะห์ผลการสำรวจเพื่อหาแนวทางการช่วยเหลือและสนับสนุน

 

3.  ความเข้าใจที่คลาเคลื่อนเกี่ยวกับการเรียนการสอนว่า แบบสะเต็มคือการบูรณาการความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเท่านั้น โดยไม่ได้คำนึงถึงการบูรณาการความรู้ด้านอื่น ๆ เช่น การบริหารจัดการทรัพยากร ศิลปะ ความคิดสร้างสรรค์ ซึ่งในกระบวนการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาที่ดี ควรมีการบูรณาการความรู้สาขาอื่น ๆ ร่วมด้วย เพื่อให้นักเรียนเกิดความรู้ ความเข้าใจ ความคิดสร้างสรรค์และสามารถแก้ไขปัญหาได้จริง

แนวทางการแก้ปัญหา จัดให้มีกาารจัดอบรมครูในเชิงปฏิบัติการโดยมีตัวอย่างการจัดการเรียนการสอนในแบบสะเต็มที่หลากหลาย เน้นให้ครูลงมือปฏิบัติโดยแท้จริง ซึ่งครูจะต้องมีการวางแผนดำเนินงานให้รัดกุม คำนึงถึงทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด ไม่ว่าจะเป็นทรัพยากรด้านเวลา เงินทุน วัสดุ อุปกรณ์ แรงงานคน และต้องคำนึงว่าชิ้นงานและวิธีการที่ผลิตขึ้นมานั้นจะเป็นที่ยอมรับต่อสังคมหรือไม่ เพราะถ้าสังคมไม่ยอมรับ  อาจส่งผลทำให้ผลผลิตที่เกิดขึ้นนั้นตกไป

ข้อมูลหรือเครื่องมือสำหรับดำเนินการแก้ปัญหา

  • การจัดอบรมเชิงปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพ
  • เชิญวิทยากรเฉพาะด้านในสาขาวิชาชีพต่าง ๆ มาบอกเล่าประสบการณ์ การทำงานที่น่าสนใจ เช่น ในกรณีของนักการเงิน การบัญชี นั้นต้องมีการคิดวิเคราะห์ และวางแผนการจัดการด้านการเงินอย่างเป็นระบบ มีการคาดการณ์เศรษฐกิจล่วงหน้าว่าจะเกิดอะไรขึ้นในอนาคต ซึ่งจะต้องศึกษาข้อมูลรอบด้านแล้วนำมาประมวลผล เพื่อทำนายสถานการณ์
  • ให้ครูลงมือปฏิบัติจริง ภายใต้สถานการณ์ที่กำหนด โดยสถานการณ์นั้นจะต้องครอบคลุมการใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมทั้งหมด แล้วสามารถอธิบายขั้นตอนการทำงานได้อย่างเข้าใจ รู้ว่าอะไรเป็นจุดเด่นหรือจุดด้อยของผลงานที่สร้างขึ้น มีอะไรเป็นทรัพยากรที่กำจัด และจะแก้ไขปัญหานั้นอย่างไร เช่น สถานการณ์น้ำท่วมในภาคใต้จะมีแนวคิดและวิธีการแก้ปัญหาอย่าางไร

4. ผู้ที่ผ่านการอบรมการจัดการเรียนการสอนสะเต็มศึกษาไม่สามารถนำความรู้ที่ได้ไปต่อยอดในการเรียนการสอนในห้องเรียน และเผยแพร่ให้กับครูผู้อื่นได้

แนวทางการแก้ปัญหา ส่งเสริมครูผู้นำเป็นตัวอย่าง และเป็นที่ปรึกษาให้กับเพื่อนครูที่อยู่ในโรงเรียนเครือข่ายเดียวกัน

ข้อมูลหรือเครื่องมือสำหรับดำเนินการแก้ปัญหา

         คุณสมบัติอย่างหนึ่งที่ครูต้องพึงมีคือความเป็นผู้นำ เพื่อเป็นแนวทางในการปรับปรุง พัฒนา และเพิ่มขีดความสามารถของตัวเอง ซึ่งการฝึกฝนเป็นครูผู้นำ อาจมีแนวทาง 7 ข้อด้วยกัน คือ

1)  ประสานงานและจัดการทั้งงานประจำและกิจกรรมพิเศษ

2)  เลือกและพัฒนาหลักสูตรการเรียนการสอน

3)  พัฒนาอย่างมืออาชีพกับกลุ่มผู้ร่วมงาน และส่งเสริมให้มีการประเมินกันในกลุ่ม

4)  เข้าร่วมงานในโรงเรียน งานวิจัย และริเริ่มพัฒนา

5)  ส่งเสริมการมีส่วนร่วมของครอบครัวนักเรียน

6)  พัฒนาตนเองอยู่เสมอเพื่อให้เป็นครูมืออาชีพ

7)  บริการการศึกษาครู สร้างเครือข่ายในกลุ่มเพื่อนร่วมงาน และมหาวิทยาลัย เพื่อเตรียมครูอนาคต

 

บทความโดย นางสาวนุศวดี  พจนานุกิจ  นางสาวตรีสุคนธ์ ตรีบุพชาติสกุล และนายสุนทร พรมมงคล นักวิชาการสาขาเทคโนโลยี

เอกสารอ้างอิง

STEM WORKSHOP มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วันที่ 17 – 20 ธันวาคม 2559 โดย Professor Deborah Hanuscin

ขอแสดงความยินดีกับตัวแทนประเทศไทยในแข่งขันคอมพิวเตอร์โอลิมปิกระหว่างประเทศ ประจำปี 2560

ขอแสดงความยินดีกับตัวแทนประเทศไทยในแข่งขันคอมพิวเตอร์โอลิมปิกระหว่างประเทศ ประจำปี 2560 (IOI 2017) ระหว่างวันที่ 28 กรกฎาคม – 4 สิงหาคม 2560 ณ กรุงเตหะราน สาธารณรัฐอิสลามอิหร่าน มีดังนี้
1. นายอรัญชย์ วงศ์พร้อมมูล โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ได้รับรางวัลเหรียญเงิน
2. นายภาสพล เสาวคนธ์ โรงเรียนเตรียมอุดม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ได้รับรางวัลเหรียญทองแดง
3. นายภาวิน พร้องเผ่าพันธุ์ โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ได้รับรางวัลเหรียญทองแดง
4. นายรุจธร ฉายรัตนอภิรมย์ โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ได้รับรางวัลเหรียญทองแดง

อรัญชย์ วงศ์พร้อมมูล ภาสพล เสาวคนธ์ ภาวิน พร้องเผ่าพันธุ์ รุจธร ฉายรัตนอภิรมย์

จำนวนผู้เข้าแข่งขัน 308 คน จาก 84 ประเทศ

โดยมีคณะอาจารย์ผู้ควบคุมทีม ได้แก่

  • ผศ.ดร.จิตร์ทัศน์ ฝักเจริญผล มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • ผศ.ดร.อรรถสิทธิ์ สุรฤกษ์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
  • อาจารย์อรรถสิทธิ์ เมตตานันท มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • ดร.นิวรรณ วัฒนกิจรุ่งโรจน์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
  • อาจารย์วชิรพรรณ ทองวิจิตร สสวท.

(จากซ้ายไปขวา) ดร.นิวรรณ วัฒนกิจรุ่งโรจน์  อาจารย์อรรถสิทธิ์ เมตตานันท  ผศ.ดร.อรรถสิทธิ์ สุรฤกษ์  ผศ.ดร.จิตร์ทัศน์ ฝักเจริญผล  อาจารย์วชิรพรรณ ทองวิจิตร

ประกาศผู้ที่ได้รับคัดเลือกกิจกรรมค่ายการเขียนโปรแกรมควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ และการสร้างโครงงานสร้างสรรค์นวัตกรรมคอมพิวเตอร์ IoT ตามนโยบาย Thailand 4.0

รายชื่อครูและนักเรียน ได้รับคัดเลือก
กิจกรรมค่ายการเขียนโปรแกรมควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์
และการสร้างโครงงานสร้างสรรค์นวัตกรรมคอมพิวเตอร์ IoT
ตามนโยบาย Thailand 4.0
ระหว่างวันที่ 29 มิถุนายน – 2 กรกฎาคม 2560 ณ
สำนักบริการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ

ที่

ชื่อ – นามสกุล

 

โรงเรียน

จังหวัด

1

นายณัฐชนน  พรหมจันทร์

ม.5

ปลายพระยาวิทยาคม 

กระบี่

2

นายธนวัฒน์  ช่อชั้น

ม.5

3

เด็กหญิงปฑิตตา สุวรรณภักดี

ม.2

4

นายเขมรัตน์  เทพจิตร

ม.5

5

นางสาวพลอยไพลิน  ถิ่นเขาต่อ

ม.5

6

นางสาวกันยารัตน์  นวนนุ่น

ม.5

7

นางสาวเตชินี ภิรมย์

ครู

8

เด็กหญิงประณยา จิตติอาภา

ม.3

แก่นนครวิทยาลัย

ขอนแก่น

9

เด็กชายศิร ปัญญา

ม.3

10

เด็กชายรัชชานนท์ สมโศก

ม.3

11

นายสุริยา งามเจริญ

ครู

12

เด็กชายพิทักษ์วุฒ สันพนวัฒน์

ม.2

เบ็ญจะมะมหาราช 

อุบลราชธานี

13

เด็กชายณัชภัค  พวงสุข

ม.2

14

เด็กชายศตคุณ  นนทา

ม.2

15

นายพิริยะ ทองเหลือง

ครู

16

เด็กหญิงกนกอร แสงกล้า

ม.4

ลือคำหาญวารินชำราบ

อุบลราชธานี

17

เด็กชายสัทธาทร  สุกใส

ม.3

18

เด็กชายชินรัตน์  เยือกเย็น

ม.2

19

นางวาสนา เกษียร

ครู

20

เด็กชายณปวร  ทองสั้น

ม.3

จ่านกร้อง

พิษณุโลก

21

เด็กชายณัฐกรณ์  หมื่นกิจ

ม.3

22

เด็กชายทินภัทร  โตศรี

ม.3

23

เด็กชายณัฐนนท์  ตั้งจินตวิวัฒน์

ม.3

24

นายภานุพงศ์  เจริญชัย

ครู

25

เด็กชายเฉลิมวุฒิ  ดวงสมบัติ

ม.4

ยุพราชวิทยาลัย

เชียงใหม่

26

เด็กชายณัฐชนน  มอญแสง

ม.3

27

เด็กชายวัชรวุฒิ  ด่านพิพัฒน์ตระกูล

ม.3

28

เด็กชายรัชชานนท์  ตาลาน

ม.3

29

นายธนาสิน  รัตนชัย

ม.4

30

เด็กชายธนกร  โพธิ์ดวงกุณ

ม.3

31

นายธัญพิสิษฐ์ คุณยศยิ่ง

ครู

32

เด็กชายกิตติธัช  สุขเวชกิจ

ม.4

อนุราชประสิทธิ์ 

นนทบุรี

33

เด็กชายปริยวิศว์  ณ ถลาง

ม.4

34

เด็กชายอภิมงคล  แช่มคงดี

ม.4

35

นายรัชพงษ์  ศรีมามาศ

ครู

36

เด็กชายเจนภพ  เร่งบุญมา

ม.3

ศรีบุณยานนท์

นนทบุรี

37

เด็กชายสุวิจักขณ์  สากิยะบูรณะพงศ์

ม.3

38

เด็กชายนันทวัฒน์  สุขศิริสันต์

ม.2

39

เด็กชายธนกัญจน์  อันชะนะ

ม.4

พระปฐมวิทยาลัย

นครปฐม

40

เด็กชายกรภัทร์  สุขสบาย

ม.4

41

เด็กชายยุทธศาสตร์ ผลเจริญพงศ์

ม.4

42

นายวีรวิทย์  กล่ำเจริญ

ครู

43

เด็กชายปรเมศ  แซ่เตียว

ม.3

รัตนโกสินทร์สมโภชบวรนิเวศศาลายา ในพระสังฆราชูปถัมภ์

นครปฐม

44

เด็กหญิงลลิตา  ชัยศรีเจริญพงศ์

ม.3

45

เด็กหญิงสุภาวดี  คงดั่น

ม.3

46

นายพงศกร  กาเหว่าลาย

ม.4

47

เด็กหญิงขนิษฐา  จ่างศรี

ม.4

48

เด็กหญิงชวัลรัตน์  หัวใจเพ็ชร์

ม.4

49

นางสาวปัทมา  โสภิตชาติ

ครู

50

นางสาวเพ็ญศรี  สรรพคง

ครู

 

ขอแสดงความอาลัยและเสียใจต่อครอบครัวของครูพงษ์ศักดิ์ มั่นหมาย

ขอแสดงความเสียใจต่อครอบครัวของ ครูพงษ์ศักดิ์ มั่นหมาย ต่อการจากไปอย่างไม่หวนกลับ ครูพงษ์ศักดิ์เป็นครูที่เก่งและมีความสามารถ สร้างคุณประโยชน์ให้กับประเทศชาติมากมาย และร่วมงานกับ สสวท. เสมอมา ขอให้ครูพงษ์ศักดิ์ไปสู่สุขคติ จึงขอแสดงความอาลัยมา ณ ที่นี้

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
924 ถนนสุขุมวิท แขวงพระโขนง เขตคลองเตย กรุงเทพฯ 10110 โทร 0-2392-4021 โทรสาร 0-2381-0750 Call center 0-2335-5222