การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษา

สะเต็มศึกษา (STEM Education) คือการสอนแบบบูรณาการข้าม กลุ่มสาระวิชา (Interdisciplinary Integration) ระหว่างศาสตร์สาขาต่างๆ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science: S) เทคโนโลยี (Technology: T) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineer: E) และ คณิตศาสตร์ (Mathematics: M) โดยนําจุดเด่นของธรรมชาติตลอดจนวิธีการสอนของแต่ละสาขาวิชามาผสมผสานกันอย่างลงตัว เพื่อให้ ผู้เรียนนําความรู้ทุกแขนงมาใช้ในการแก้ปัญหา การค้นคว้าและการพัฒนาสิ่งต่างๆ ในสถานการณ์โลก ปัจจุบัน ซึ่งอาศัยการจัดการเรียนรู้ที่ครูผู้สอนหลายสาขาร่วมมือกันเพราะในการทํางานจริงหรือในชีวิตประจําวันนั้นต้องใช้ความรู้หลายด้านในการทํางานทั้งสิ้นไม่ได้แยกใช้ความรู้เป็นส่วนๆ นอกจากนี้ STEM Education ยังเป็นการส่งเสริมการพัฒนาทักษะที่จําเป็นสําหรับ ศตวรรษที่ 21 อีกด้วย ทั้งนี้ STEM Education เป็นการจัดการศึกษาที่มีแนวคิดและลักษณะ (พรทิพย์ ศิริภัทราชัย. 2556 : 49- 56 ; สมชาย อุ่นแก้ว. 2560 : 1-17) ดังนี้

1. เป็นการบูรณาการข้ามกลุ่มสาระวิชา (Interdisciplinary Integration) นั่นคือเป็น การบูรณาการระหว่างศาสตร์สาขาต่างๆ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (S) เทคโนโลยี (T) วิศวกรรมศาสตร์ (E) และ คณิตศาสตร์ (M) ทั้งนี้ได้นําจุดเด่นของธรรมชาติตลอดจนวิธีการสอนของแต่ละสาขาวิชามาผสมผสานกันอย่างลงตัว กล่าวคือ
   • วิทยาศาสตร์ (S) เน้นเกี่ยวกับความเข้าใจในธรรมชาติ โดยนักการศึกษามักชี้แนะให้ อาจารย์ครูผู้สอนใช้วิธีการสอนวิทยาศาสตร์ด้วยกระบวนการสืบเสาะ (Inquiry-based Science Teaching) กิจกรรมการสอนแบบแก้ปัญหา (Scientific Problem-based Activities) ซึ่งเป็นกิจกรรม ที่เหมาะกับผู้เรียนระดับประถมศึกษา แต่ไม่เหมาะกับผู้เรียนระดับมัธยมศึกษา หรือมหาวิทยาลัย เพราะ ทําให้ผู้เรียนเบื่อหน่ายและไม่สนใจ แต่การสอนวิทยาศาสตร์ใน STEM Education จะทําให้นักเรียน สนใจ มีความกระตือรือร้น รู้สึกท้าทายและเกิดความมั่นใจในการเรียน ส่งผลให้ผู้เรียนสนใจที่จะเรียนใน สาขาวิทยาศาสตร์ในระดับชั้นที่สูงขึ้นและประสบความสําเร็จในการเรียน
   • เทคโนโลยี (T) เป็นวิชาที่เกี่ยวกับกระบวนการแก้ปัญหา ปรับปรุง พัฒนาสิ่งต่างๆ หรือกระบวนการต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของคนเรา โดยผ่านกระบวนการทํางานทาง เทคโนโลยีที่เรียกว่า Engineering Design หรือ Design Process ซึ่งคล้ายกับกระบวนการสืบเสาะ ดังนั้น เทคโนโลยีจึงไม่ใช่เฉพาะคอมพิวเตอร์หรือ ICT เพียงอย่างเดียว แต่เป็นสิ่งอํานวยความสะดวก มากมายในชีวิตประจําวัน
   • วิศวกรรมศาสตร์ (E) เป็นกิจกรรมการคิดสร้างสรรค์ การออกแบบพัฒนา ประยุกต์ ดัดแปลงสิ่งต่างๆ ให้เป็นนวัตกรรม นําของเก่ามาประยุกต์ใช้ใหม่ให้ดีกว่าเดิม หรือคิดค้นสิ่งใหม่สําหรับ การใช้ประโยชน์ในชีวิตประจําวัน นักเรียนได้ใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี ซึ่ง งานออกแบบ พัฒนา ดัดแปลง ประยุกต์ใช้สิ่งตางๆ สามารถกําหนดให้ผู้เรียนได้เรียนรู้ได้ทั้งแบบง่ายๆ หรือแบบยุ่งยากซับซ้อน ขึ้นอยู่กับระดับชั้นของผู้เรียน สามารถปฏิบัติได้ตั้งแต่ระดับอนุบาลจนถึง ระดับอุดมศึกษา
   • คณิตศาสตร์ (M) ในที่นี้ไม่ได้หมายถึงการคํานวณเท่านั้น แต่เป็นการเรียนรู้เกี่ยวกับ องค์ประกอบอื่นที่สําคัญ ดังนี้
     • ประการแรก คือ กระบวนการคิดคณิตศาสตร์ (Mathematical Thinking) ซึ่งได้แก่
       การเปรียบเทียบ การจําแนก/จัดกลุ่ม การจัดแบบรูป และการบอกรูปร่างและคุณสมบัติ
     • ประการที่สอง คือ ภาษาคณิตศาสตร์ เด็กจะสามารถถ่ายทอดความคิดหรือ ความเข้าใจความคิดรวบยอด (Concept) ทางคณิตศาสตร์ได้โดยใช้ภาษาคณิตศาสตร์ในการสื่อสาร เช่น มากกว่า น้อยกว่า เล็กกว่า ใหญกว่า ฯลฯ
     • ประการสุดท้าย คือ การส่งเสริมการคิด คณิตศาสตร์ขั้นสูง (Higher-Level Math
       Thinking) จากกิจกรรมการเล่นของเด็กหรือการทํากิจกรรมในชีวิตประจําวัน
2. เป็นการบูรณาการที่สามารถจัดสอนได้ในทุกระดับชั้นตั้งแต่ชั้นอนุบาล – มัธยมศึกษาตอนปลาย โดยพบว่าใน ประเทศสหรัฐอเมริกาได้กําหนดเป็นนโยบายทางการศึกษาให้แต่ละรัฐนํา STEM Education มาใช้ ผลจากการศึกษา พบว่า ครูผู้สอนใช้วิธีการสอนแบบ Project-based Learning, Problem-based Learning, Design-based Learning ทําให้นักเรียนสามารถสร้างสรรค์ พัฒนาชิ้นงานได้ดีและถ้าครูผู้สอนสามารถใช้ STEM Education ในการสอนได้เร็วเท่าใดก็จะยิ่งเพิ่ม ความสามารถและศักยภาพผู้เรียนได้มากขึ้นเท่านั้นซึ่งในขณะนี้ในบางรัฐของประเทศสหรัฐอเมริกามีการ นํา STEM Education ไปสอนตั้งแต่ระดับวัยก่อนเรียน (Preschool) ด้วย
3. เป็นการสอนที่ทําให้ผู้เรียนเกิดพัฒนาการด้านต่างๆ อย่างครบถ้วน และสอดคล้องกับ แนวการพัฒนาคนให้มีคุณภาพในศตวรรษที่ 21 เช่น
   • ด้านปัญญา ผู้เรียนเข้าใจในเนื้อหาวิชา
   • ด้านทักษะการคิด ผู้เรียนพัฒนาทักษะการคิด โดยเฉพาะการคิดขั้นสูง เช่น การคิดวิเคราะห์ การคิดสร้างสรรค์ ฯลฯ
   • ด้านคุณลักษณะ ผู้เรียนมีทักษะการทํางานกลุ่มทักษะการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ การเป็นผู้นําตลอดจนการน้อมรับคําวิพากษ์วิจารณ์ของผู้อื่น

จากแนวคิดข้างต้นนักการศึกษาก็ยังได้มีบูรณาการศาสตร์อื่นประกอบเพื่อให้การจัดการศึกษา STEM Education นั้นครอบคลุมและพัฒนาผู้เรียนได้อย่างแท้จริงแบบรอบด้าน เช่น การจัดการศึกษา STEAM Education ที่มีการบูรณาการศิลปะ (A) ทําให้ผู้เรียนมีโอกาสถ่ายทอดหรือประยุกต้ใช้แนวคิดสําคัญ (Concept) ด้วยความคิดสร้างสรรค์และมีจินตนาการยิ่งขึ้นผู้เรียนยังสามารถสื่อสารความคิดของตนเอง ในรูปแบบของดนตรีและการเคลื่อนไหว การสื่อสารด้วยภาษาท่าทางหรือ การวาดภาพ หรือการสร้างโมเดลจําลอง ทําให้ชิ้นงานนั้นๆ มีองค์ประกอบด้านความสวยงามและ ความพึงพอใจเพิ่มขึ้น เกิดเป็นชิ้นงานที่มีความสมบูรณ์ทั้งการใช้งานและความพอใจ นอกจาก STEM Education จะเป็นการบูรณาการศาสตร์ทั้ง 4 สาขาดังที่กล่าวข้างต้นแล้ว ยังเป็นการบูรณาการด้านบริบท (Context Integration) ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจําวันอีกด้วย ซึ่งจะทําให้การสอนนั้นมี ความหมายต่อผู้เรียน ทําให้ผู้เรียนเห็นคุณค่าของการเรียนนั้นๆ และสามารถนําไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจําวันได์ซึ่งจะเพิ่มโอกาสการทํางาน การเพิ่มมูลค่า และสามารถสร้างความแข็งแกร่งให้กับ ประเทศด้านเศรษฐกิจได้