การพัฒนาคุณภาพชีวิตของมนุษย์ย่อมคำนึงถึงเหตุปัจจัยหลายประการที่มีความสัมพันธ์กันระหว่างสิ่งแวดล้อมกับกระบวนการดำรงชีวิต ซึ่งเป็นผลสืบเนื่องมาจากผลผลิตและนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ดังนั้น การที่จะช่วยให้มนุษย์อยู่ดี กินดีและมีคุณภาพชีวิตสูงขึ้น สามารถพัฒนาสังคมให้อยู่ร่วมกันอย่างปกติสุข จำเป็นที่จะต้องเปิดรับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเข้าสู่กระบวนการเรียน การสอน ส่งเสริมแนวคิด คุณธรรม จริยธรรม ที่สองดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของสังคมบนพื้นฐานของแต่ละวัฒนธรรม
ธรรมชาติของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์เน้นกระบวนการสืบเสาะแสวงหาความรู้ โดยที่ผู้เรียนค้นพบความรู้ และตอบสนองต่อสถานการณ์ต่างๆ ด้วยตนเอง ซึ่ง Eisenkraft (2003) มีเป้าหมายเพื่อกระตุ้นให้เด็กได้มีความสนใจและสนุกกับการเรียน และยังสามารถปรับประยุกต์สิ่งที่ได้เรียนรู้ไปสู่การสร้างประสบการณ์ของตนเอง และได้เสนอรูปแบบวัฏจักรการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จาก 5 ขั้นตอน เป็น 7 ขั้นตอน ครอบคลุม (1) ขั้นตรวจสอบความรู้เดิม (Elicitation Phase) (2) ขั้นเร้าความสนใจ (Engagement Phase) (3) ขั้นสำรวจค้นหา (Exploration Phase) (4) ขั้นอธิบาย (Explanation Phase) (5) ขั้นขยายความรู้ (Elaboration Phase) (6) ขั้นประเมินผล (Evaluation Phase) และ (7) ขั้นนำความรู้ไปใช้ (Extention Phase)
การสอนตามแบบวัฏจักรการเรียนรู้ 7 ขั้น เป็นการสอนที่เน้นการถ่ายโอนการเรียนรู้ และความสำคัญเกี่ยวกับการตรวจสอบความรู้เดิมของเด็ก ซึ่งเป็นสิ่งที่ครูละเลยไม่ได้ และการตรวจสอบความรู้พื้นฐานเดิมของเด็กจะทำให้ครูค้นพบว่านักเรียนต้องเรียนรู้อะไรก่อน ก่อนที่จะเรียนรู้ในเนื้อหาบทเรียนนั้นๆ ซึ่งจะช่วยให้เด็กเกิดการเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นของการเรียนรู้ตามแนวคิด Eisenkraft มีเนื้อหาสาระ ดังนี้
1. ขั้นตรวจสอบความรู้เดิม (Elicitation Phase) ครูจะต้องทำหน้าที่การตั้งคำถาม เพื่อกระตุ้นให้เด็กได้แสดงความรู้เดิม คำถามอาจจะเป็นประเด็นปัญหาที่เกิดขึ้นตามสภาพสังคมท้องถิ่น หรือประเด็นข้อค้นพบทางวิทยาศาสตร์ การนำวิทยาศาสตร์มาใช้ในชีวิตประจำวัน และเด็กสามารถเชื่อมโยงการเรียนรู้ไปยังประสบการณ์ที่ตนมี ทำให้ครูได้ทราบว่า เด็กแต่ละคนมีความรู้พื้นฐานเป็นอย่างไร ครูควรเติมเต็มส่วนใดให้นักเรียน และครูยังสามารถวางแผน การจัดการเรียนรู้ได้อย่างเหมาะสมสอดคล้องกับความต้องการของนักเรียน
2. ขั้นเร้าความสนใจ (Engagement Phase) ขั้นนี้เป็นการนำเข้าสู่เนื้อหาในบทเรียนหรือเรื่องที่น่าสนใจ ซึ่งอาจเกิดความสนใจของนักเรียน หรือเกิดจากการอภิปรายภายในกลุ่ม เรื่องที่น่าสนใจอาจมาจากเหตุการณ์ที่กำลังเกิดขึ้นในช่วงเวลานั้น หรือเป็นเรื่องที่เชื่อมโยงกับความรู้เดิมที่เด็กเพิ่งเรียนรู้มาแล้ว ครูทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนสร้างคำถาม ยั่วยุให้นักเรียนเกิดความอยากรู้อยากเห็น และกำหนดประเด็นที่จะศึกษาแก่นักเรียน ในกรณีที่ยังไม่มีประเด็นที่น่าสนใจ ครูอาจให้ศึกษาจากสื่อต่างๆ เช่น หนังสือพิมพ์ วารสาร อินเตอร์เน็ต เป็นต้น ซึ่งทำให้นักเรียนเกิดความคิดขัดแย้งจากสิ่งที่นักเรียนเคยรู้มาก่อน ครูเป็นผู้ที่ทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนคิด โดยเสนอประเด็นที่สำคัญขึ้นมาก่อน แต่ไม่ควรบังคับให้นักเรียนยอมรับประเด็นหรือคำถามี่ครูกำลังสนใจ เป็นเรื่องที่ให้นักเรียนศึกษา เพื่อนำไปสู่การสำรวจตรวจสอบในขั้นตอนต่อไป
3. ขั้นสำรวจค้นหา (Exploration Phase) เมื่อนักเรียนทำความเข้าใจประเด็นหรือคำถามที่สนใจจะศึกษาอย่างถ่องแท้แล้ว ก็มีการวางแผน กำหนดแนวทางการสำรวจตรวจสอบ ตั้งสมมติฐาน กำหนดทางเลือกที่เป็นไปได้ ลงมือปฏิบัติ เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูล ข้อสนเทศหรือปรากฏการณ์ต่างๆ วิธีการตรวจสอบ อาจทำได้หลายวิธี เช่น สืบค้นข้อมูล สำรวจ ทดลอง กิจกรรมภาคสนาม เป็นต้น เพื่อให้ได้ข้อมูลอย่างพอเพียง ครูทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนตรวจสอบปัญหาและดำเนินการสำรวจตรวจสอบและรวบรวมข้อมูลด้วยตนเอง
4. ขั้นอธิบาย (Explanation Phase) เมื่อนักเรียนได้ข้อมูลมาแล้ว นักเรียนจะนำข้อมูลเหล่านั้นมาทำการวิเคราะห์ แปลผล สรุปผล และนำเสนอผลที่ได้ในรูปแบบต่างๆ เช่น บรรยายสรุป สร้างแบบจำลอง รูปวาด ตาราง กราฟ ฯลฯ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนเห็นแนวโน้มหรือความสัมพันธ์ของข้อมูล สรุปและอภิปรายผลการทดลอง โดยอ้างอิงประจักษ์พยานอย่างชัดเจนเพื่อนำเสนอแนวคิดต่อไป ขั้นนี้จะทำให้นักเรียนได้สร้างองค์ความรู้ใหม่ การค้นพบในขั้นนี้อาจเป็นไปได้หลายทาง เช่น สนับสนุน สมมติฐาน แต่ผลที่ได้จะอยู่ในรูปแบบใดก็สามารถสร้างความรู้ และช่วยนักเรียนไดเกิดการเรียนรู้
5. ขั้นขยายความรู้ (Elaboration Phase) ช่วงนี้เป็นการนำความรู้ที่สร้างขึ้นไปเชื่อมโยงกับความรู้เดิมหรือแนวคิดเดิมที่ค้นคว้าเพิ่มเติม หรือแบบจำลองหรือข้อสรุปที่ได้ไปใช้อธิบายสถานการณ์หรือเหตุการณ์อื่นๆ ถ้าใช้อธิบายเรื่องราวต่างๆ ได้มากก็แสดงว่ามีข้อจำกัดน้อย ซึ่งก็จะช่วยให้เชื่อมโยงเกี่ยวกับเรื่องราวต่างๆ และทำให้เกิดความรู้กว้างขวางขึ้น ครูควรจัดกิจกรรมหรือสถานการณ์ให้นักเรียนมีความรู้มากขึ้น และขยายแนวกรอบความคิดของตนเองและต่อเติมให้สอดคล้องกับประสบการณ์เดิม ครูควรส่งเสริมให้นักเรียนตั้งประเด็นเพื่ออภิปรายและแสดงความคิดเห็นเพิ่มเติมให้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น
6. ขั้นประเมินผล (Evaluation Phase) ขั้นนี้เป็นการประเมินการเรียนรู้ด้วยกระบวนการต่างๆ ว่า นักเรียนรู้อะไรบ้าง อย่างไร และมากน้อยเพียงใด ขั้นนี้จะช่วยให้นักเรียนสามารถนำความรู้ที่ได้มาประมวลและปรับประยุกต์ใช้ในเรื่องอื่นๆ ได้ ครูควรส่งเสริมให้นักเรียนนำความรู้ใหม่ที่ได้ไปเชื่อมโยงกับความรู้เดิมและสร้างเป็นองค์ความรู้ใหม่ นอกจากนี้ครูควรเปิดโอกาสให้นักเรียนได้ตรวจสอบซึ่งกันและกัน
7. ขั้นนำความรู้ไปใช้ (Extention Phase) ครูจะต้องมีการจัดเตรียมโอกาสให้นักเรียนนำความรู้ที่ได้ไปปรับประยุกต์ใช้ให้เหมาะสมและเกิดประโยชน์ต่อชีวิตประจำวัน ครูเป็นผู้ทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนสามารถนำความรู้ไปสร้างความรู้ใหม่ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนสามารถถ่ายโอนการเรียนรู้ได้
รูปแบบการจัดการสอนตามแนวคิดของ Eisenkraft เป็นรูปแบบที่ครูสามารถนำไปปรับประยุกต์ให้เหมาะสมตามธรรมชาติวิชา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ซึ่งเน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้อันที่จะทำให้นักเรียนเข้าถึงความรู้ความจริงได้ด้วยตัวเอง และนักเรียนได้รับการกระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้อย่างมีความสุข การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ทั้ง 7 ขั้น ควรระลึกอยู่เสมอว่าครูเป็นเพียงผู้ทำหน้าที่คอยช่วยเหลือ เอื้อเฟื้อและแบ่งปันประสบการณ์ จัดสถานการณ์เร้าให้นักเรียนได้คิดตั้งคำถามละลงมือตรวจสอบ นอกจากนี้ครูควรจัดกิจกรรมการเรียนรู้ให้เหมาะสมกับความรู้ ความสามารถบนพื้นฐานของความสนใจ ความถนัด และความแตกต่างระหว่างบุคคล อันที่จะทำให้การจัดการเรียนรู้บรรลุสู่จุดมุ่งหมายของการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ
บทบาทของครูและนักเรียนในการเรียนรู้แบบสืบเสาะ 7 ขั้น
| ขั้นการเรียนรู้ | บทบาทของครู | บทบาทของนักเรียน |
|---|---|---|
| ตรวจสอบความรู้เดิม (elicit) | – ตั้งคำถาม/กำหนดประเด็นปัญหา – กระตุ้นให้นักเรียนได้แสดงความรู้เดิม – ตรวสอบความรู้ประสบารเดิมของนักเรียน – เติมเต็มประสบการณ์เดิม – วางแผนการจัดการเรียนรู้ | – ตอบคำถามตามความเข้าใจตนเอง – แสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ – อภิปรายร่วมกันระหว่างครูกับนักเรียน และนักเรียนกับนักเรียน |
| เร้าความสนใจ (engage) | – สร้างความสนใจ – กระตุ้นให้ร่วมกันคิด – ตั้งคำถามกระตุ้นให้คิด – สร้างความกระหายใคร่รู้ – ยกตัวอย่างประเด็นที่น่าสนใจ – จัดสถานการณ์ให้นักเรียนสนใจ – ดึงคำตอบที่ยังไม่ชัดเจนนัก มาคิดและอภิปรายร่วมกัน | – ถามคำถามตามประเด็น – แสดงความสนใจในเหตุการณ์ – กระหายอยากรู้คำตอบ – แสดงความคิดเห็นและนำเสนอความคิด – นำเสนอประเด็น/สถานการณ์ที่สนใจ – อภิปรายประเด็นที่ต้องการทราบ |
| สำรวจค้นหา (explore) | – ส่งเสริมให้นักเรียนทำงานร่วมกันในการสำรวจตรวจสอบ – ซักถามนักเรียนเพื่อนำไปสู่การสำรวจค้นหา สังเกตและรับฟังความคิดเห็นของนักเรียน – ให้ข้อเสนอแนะ คำปรึกษาแก่นักเรียน – ให้กำลังใจและเสนอประเด็นที่ชี้แนะแนวทาง นำไปสู่การสำรวจตรวจสอบ – ส่งเสริมให้นักเรียนได้สำรวจตรวจสอบ โดย ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ – ส่งเสริมคุณธรรม จริยธรรมทางวิทยาศาสตร์ – ส่งเสริมและพัฒนาเจตคติทางวิทยาศาสตร์แก่นักเรียน | – คิดอย่างอิสระแต่อยู่ในขอบเขตของกิจกรรมสำรวจตรวจสอบ – ทดสอบการคาดคะเนสมมติฐาน – คาดคะเนและตั้งสมมติฐานใหม่ – พยายามหาทางเลือกในการแก้ปัญหาและอภิปรายทางเลือกกับคนอื่นๆ – บันทึกการสังเกตและให้ข้อคิดเห็น – ลงข้อสรุปบนพื้นฐานของข้อมูลที่มีความน่าเชื่อถือได้ – ใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการสำรวจตรวจสอบ – เสริมสร้างเจตคติทางวิทยาศาสตร์ มีจรรยาบรรณของนักวิทยาศาสตร์ |
| อธิบาย (explain) | – ส่งเสริมให้นักเรียนได้คิดและแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ – ส่งเสริมให้นักเรียนอธิบายความคิดรวบยอด ตามความเข้าใจของตัวเอง – ให้นักเรียนแสดงหลักฐาน ให้เหตุผลอย่างเหมาะสม – ให้นักเรียนอธิบาย ให้คำจำกัดความและบ่งชี้ประเด็นที่สำคัญจากปรากฏการณ์ได้ – ให้นักเรียนใช้ประสบการณ์เดิมของตนเป็นพื้นฐานในการอธิบายความคิดรวบยอด | – อธิบายการแก้ปัญหาหรือคำตอบที่เป็นไปได้ – รับฟังคำอธิบายของตนอื่นอย่างสร้างสรรค์คิดวิเคราะห์วิจารณ์ในประเด็นที่เพื่อนนำเสนอ – ถามคำถามอย่างสร้างสรรค์เกี่ยวกับสิ่งที่คนอื่นได้อธิบาย – รับฟังและพยายามทำความเข้าใจเกี่ยวกับสิ่งที่ครูอธิบาย – อ้างอิงกิจกรรมที่ได้ปฏิบัติมา – ให้ข้อมูลที่ได้จากการบันทึกการสังเกตประกอบคำอธิบาย |
| ขยายความรู้ (elaborate) | – ส่งเสริมให้นักเรียนได้นำความรู้ที่เรียนมาไป ปรับประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างสร้างสรรค์ – ส่งเสริมให้นักเรียนได้นำความรู้ที่เรียนมาไป ปรับประยุกต์ใช้หรือขยายความรู้ในสถาน การใหม่ – ส่งเสริมให้นักเรียนได้นำความรู้ที่เรียนมาไป ปรับประยุกต์ใช้ตามบริบท – เปิดโอกาสให้นักเรียนได้อธิบายความรู้ความ เข้าใจอย่างหลากหลาย – ให้นักเรียนอ้างอิงข้อมูลที่มีอยู่พร้อมทั้งแสดงหลักฐาน และถามคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่นักเรียนได้เรียนรู้ | – นำข้อมูลที่ได้จากการสำรวจตรวจสอบไปปรับประยุกต์ใช้ในสถานการณ์ใหม่ที่คล้ายกับสถานการณ์เดิม – ใช้ข้อมูลเดิมในการถามตามความมุ่งหมายของการทดลอง บันทึกการสังเกตข้ออธิบาย ตรวจสอบความเข้าใจตนเองด้วยการอภิปรายข้อค้นพบกับเพื่อนๆ |
| ประเมินผล (evaluate) | – สังเกตนักเรียนในการนำความคิดรวบยอดและทักษะใหม่ไปปรับใช้ – ประเมินความรู้และทักษะนักเรียนหาหลักฐานที่แสดงว่านักเรียนได้เปลี่ยนความคิดหรือพฤติกรรม – ให้นักเรียนประเมินตนเองเกี่ยวกับการเรียนรู้และทักษะกระบวนการกลุ่ม – ถามคำถามปลายเปิดในประเด็นต่างๆ หรือสถานการณ์ที่กำหนดได้ | – ตอบคำถามโดยอาศัยประจักษ์พยานหลักฐาน และคำอธิบายที่ยอมรับได้ – แสดงความรู้ความเข้าใจของตนเอง จากกิจกรรม สำรวจ ตรวจสอบ – เสนอแนะข้อคำถามหรือประเด็นที่เกี่ยวข้อง เพื่อส่ง เสริมใหมีการนำกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ไปใช้ในการสำรวจตรวจสอบต่อไป |
| นำความรู้ไปใช้ (extend) | – กระตุ้นให้นักเรียนตั้งข้อคำถามตามประเด็น ที่สอดคล้องกับบริบท – กระตุ้นให้นักเรียนนำสิ่งที่ได้เรียนรู้ไปปรับใช้ แนะแนวทางในการนำความรู้เดิมไปสร้างเป็นองค์ความรู้ใหม่ – ปรับปรุงวิธีการจัดการเรียนการสอน | – นำความรู้ที่ได้ไปปรับใช้อย่างเหมาะสม – ใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการเชื่อม–โยงเนื้อหาสาระไปสู่การแก้ปัญหา – มีคุณธรรม จริยธรรม ในการนำความรู้ไปปรับใช้ในชีวิตประจำวัน |
