สะเต็มศึกษา (STEM Education) การศึกษาสายวิทยาศาสตร์แบบบูรณาการ

         สะเต็มศึกษา (STEM Education) มีพัฒนาการมาตลอดสองทศวรรษนับตั้งแต่เริ่มต้นโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา หรือ NSF (U.S. National Science Foundation) ในปี 2544 เพื่อเป็นกำลังสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ด้วยเหตุนี้แต่ละประเทศได้เล็งเห็นถึงประโยชน์จึงมุ่งพัฒนาหลักสูตรสะเต็มศึกษากันอย่างกว้างขวาง ทั้งในสหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส ออสเตรเลีย จีน รวมทั้งไทย ส่วนเกาหลีใต้ใช้งบประมาณจำนวนมากทุ่มเทเรื่องสะเต็มศึกษาอย่างต่อเนื่อง เกิดนวัตกรรมมากมายที่ส่งผลให้เศรษฐกิจของประเทศเติบโตแบบก้าวกระโดด 

         STEM ย่อมาจาก Science, Technology, Engineering and Mathematics เป็นการบูรณาการความรู้ใน 4 สาขาวิชา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ซึ่งเน้นการพัฒนาทักษะที่เกิดจากการปฏิบัติจริงไม่ใช่เรียนแค่ทฤษฎีเท่านั้น โดยแต่ละสาขาต่างก็มีความโดดเด่นดังนี้ 

         Science (วิทยาศาสตร์) เป็นวิชาที่ทำให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในธรรมชาติ ผ่านกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ได้แก่ การตั้งสมมติฐานค้นคว้าอย่างมีขั้นตอน รวบรวมหลักฐาน ทดลองเพื่อพิสูจน์ และสรุปยอดความรู้ตามข้อมูลที่ได้

          Technology (เทคโนโลยี) วิชาที่นำความรู้ทางวิทยาศาสตร์และสาขาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องมาประยุกต์ใช้ในชีวิต ในการนี้จึงหมายถึงการแก้ปัญหา การปรับปรุง พัฒนา คิดค้นสิ่งใหม่ ๆ ที่ตอบสนองการใช้ชีวิตประจำวันโดยอาศัยกระบวนการทำงานทางเทคโนโลยี

         Engineering (วิศวกรรมศาสตร์) เน้นการนำความรู้ทางวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์มาใช้พัฒนาเครื่องจักรกล การก่อสร้าง หรือการสร้างนวัตกรรมที่ยกระดับคุณภาพชีวิต

         Mathematics (คณิตศาสตร์) นอกจากทักษะการคำนวณแล้ว สาขาวิชานี้ยังสร้างทักษะอื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น การเปรียบเทียบ การจัดกลุ่ม การจำแนก การบอกรูปร่างและคุณสมบัติต่าง ๆ รวมทั้งให้ความสำคัญในการถ่ายทอดความคิดรวบยอด

STEM Education

         สะเต็มศึกษา เป็นการศึกษาที่สร้างทักษะเพื่อชีวิตในโลกยุคใหม่ เพราะกระตุ้นให้เกิดความคิดสร้างสรรค์ การคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา รวมถึงการทำงานร่วมกับผู้อื่น ประโยชน์ของสะเต็มศึกษาจึงสรุปได้ดังนี้

  • เสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์ การผสานความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของสะเต็มศึกษา เป็นรากฐานในการบ่มเพาะให้เด็กเกิดความคิดสร้างสรรค์ จินตนาการ คิดนอกกรอบ และมุ่งมั่นในการค้นคว้าเพื่อพิสูจน์ทราบทางวิทยาศาสตร์ถึงความเป็นไปได้ของความคิดนอกกรอบหรือจินตนาการนั้น
  • สร้างทักษะการทำงานร่วมกับผู้อื่น การทำงานเป็นทีมเป็นทักษะที่สำคัญมาก นอกจากนี้การคิดด้วย “ระบบ” ทีมก็จะทำให้งานบรรลุเป้าหมาย ไม่ว่าจะเป็นงานประเภทใด สะเต็มศึกษาเป็นระบบการเรียนที่เน้นการทำงานแบบทีม การทำงานร่วมกับผู้อื่นก็เท่ากับโอกาสการเรียนรู้ร่วมกัน
  • สร้างทักษะการสื่อสาร ทักษะการถ่ายทอดเรื่องราวที่ซับซ้อนให้เข้าใจง่าย เกิดจากการฝึกเรียบเรียงความคิดจนเป็นระบบ ตลอดจนแลกเปลี่ยนและเปิดใจรับฟังความเห็นต่างจากผู้อื่นอยู่เสมอ
  • สร้างทักษะการคิดเชิงวิพากษ์ สะเต็มศึกษาเป็นระบบการเรียนที่ส่งเสริมการคิดเชิงวิพากษ์ (Critical Thinking) เป็นกระบวนการคิดที่ต้องสืบค้นความจริง แทนการคล้อยตามความเชื่อ การคิดเชิงวิพากษ์จะทำให้เด็กเป็นคนช่างสังเกต ไตร่ตรอง ไม่ด่วนสรุป  ไม่ถูกหลอกด้วยข้อมูลที่คัดลอกต่อ ๆ กันมา
  • กระตุ้นความสนใจในการเรียนรู้ ทุกวันนี้การเรียนสะเต็มศึกษาไม่ได้เริ่มต้นตอนโตหรือระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย
    เหมือนเมื่อกว่าสิบปีก่อน แต่มีการสร้างเครื่องมือเพื่อปูพื้นฐานสะเต็มศึกษาตั้งแต่ชั้นประถม เพื่อส่งเสริมให้เด็กรู้จักตั้งคำถาม เป็นการกระตุ้นให้เด็กฝึกใช้ความคิด ฝึกแก้ปัญหา
  • สร้างการเรียนรู้ที่ยืดหยุ่น หัวใจของสะเต็มศึกษาคือการให้เด็กกล้าลองผิดลองถูกในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย อุปสรรค ความล้มเหลว ความผิดพลาด ล้วนเป็นบทเรียนสำคัญที่นำไปสู่การขวนขวายหาทางแก้ไข ซึ่งหมายถึงการเรียนรู้ เด็กจะคุ้นเคยกับการวางเป้าหมายที่มีความท้าทาย
  • ส่งเสริมการเป็นนักทดลอง นวัตกรรมทุกชนิดเกิดขึ้นจากการทดลองอย่างต่อเนื่อง สะเต็มศึกษานำปรัชญาข้อนี้มาใช้ในการสร้างหลักสูตร
  • ส่งเสริมการใช้เทคโนโลยี เทคโนโลยีสร้างนวัตกรรม และนวัตกรรมก็ทำให้เกิดเทคโนโลยี เส้นคู่ขนานนี้ทำให้โลกก้าวไกลมาแต่ละยุคสมัย สะเต็มศึกษาจึงส่งเสริมให้เด็กเรียนรู้ผ่านการใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย ด้วยเหตุนี้ เด็กจึงเกิดความคุ้นเคยและสามารถปรับตัวได้ง่ายเมื่อมีเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่พัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง
ห้องเรียนสะเต็ม

แนวทางการจัดการเรียนการสอนสะเต็มศึกษา

         ลักษณะที่ชัดเจนข้อหนึ่งของสะเต็มศึกษา คือการผนวกกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเข้ากับการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี ในขณะที่ผู้เรียนทำกิจกรรมเพื่อทำความเข้าใจและฝึกทักษะด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี ผู้เรียนต้องมีโอกาสนำความรู้มาออกแบบวิธีการ หรือกระบวนการ เพื่อแก้ปัญหา เพื่อให้ได้เทคโนโลยีซึ่งเป็นผลผลิตจากการออกแบบเชิงวิศวกรรม

         การจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา จึงต้องอาศัยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมซึ่งมีองค์ประกอบ 6 ขั้นตอน โดยขั้นตอนเหล่านี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ให้เหมาะกับสะเต็มศึกษาในระดับต่าง ๆ ดังนี้

  1. ระบุปัญหา (Problem Identification) เป็นขั้นตอนเริ่มต้นที่ผู้เรียนตระหนักถึงสิ่งที่เป็นปัญหาในชีวิตประจำวัน จำเป็นที่จะต้องหาวิธีการหรือสร้างนวัตกรรม/สิ่งประดิษฐ์ เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว และในการแก้ปัญหาในชีวิตจริง บ่อยครั้งที่ปัญหานั้นจะประกอบด้วยปัญหาย่อย ๆ ในขั้นตอนของผู้เรียนจึงต้องพิจารณาปัญหาหรือกิจกรรมย่อยที่จะเกิดขึ้น เพื่อประกอบในวิธีการแก้ปัญหาหลักด้วย
  2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) ในการค้นหาแนวคิดที่เกี่ยวข้อโดยการสืบค้นว่าเคยมีการหาวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวนี้แล้วหรือไม่ มีการแก้ปัญหาอย่างไร และมีข้อเสนอแนะใดบ้าง จดบันทึกแนวคิดที่พบไว้เป็นทางเลือก แล้วนำมาประเมินผลถึงความเป็นไปได้ ความคุ้มทุน ข้อดี และจุดอ่อน และความเหมาะสมกับเงื่อนไขขอบเขตของปัญหา จากนั้นจึงเลือกแนวคิดหรือวิธีการที่เหมาะสมที่สุด
  3. ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) เมื่อเลือกแนวคิดหรือวิธีการที่เหมาะสมแล้วขั้นตอนต่อไปคือ นำความรู้มาประยุกต์เพื่อออกแบบวิธีการ กำหนดองค์ประกอบของวิธีการ ทั้งนี้ ต้องอ้างอิงถึงความรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที่รวบรวมมาได้ และประเมินผล เลือกความรู้ที่ได้มาทำการสร้างภาพร่าง หรือกำหนดเค้าโครงของวิธีการแก้ปัญหา
  4. วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) หลังจากออกแบบวิธีการและกำหนดเค้าโครงวิธีการแก้ปัญหาแล้ว เป็นขั้นตอนการพัฒนาต้นแบบ (Prototype) โดยกำหนดขั้นตอนย่อยในการทำงาน เป้าหมาย ระยะเวลาในการดำเนินการแต่ละขั้นตอนย่อยให้ชัดเจน
  5. ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ไขปัญหาหรือแก้ไขชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) เป็นขั้นตอนทดสอบและประเมินการใช้งานต้นแบบเพื่อแก้ปัญหา ผลที่ได้จากการทดสอบและประเมิน อาจถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงและพัฒนาผลลัพธ์ให้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหามากขึ้น การทดสอบและประเมินผลสามารถเกิดขึ้นได้หลายครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา
  6. นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา หรือชิ้นงาน (Presentation) เมื่อมีการพัฒนา ปรับปรุงทดสอบ และประเมินวิธีการแก้ปัญหา หรือผลลัพธ์จนมีประสิทธิภาพแล้ว ขั้นตอนสุดท้ายคือนำเสนอผลลัพธ์ โดยต้องออกแบบวิธีการนำเสนอที่เข้าใจง่าย มีความน่าสนใจ 
โรงเรียนสะเต็ม

สถานที่เปิดสอนสะเต็มศึกษา

         ในยุคที่ยังไม่มีสะเต็มศึกษา ประเทศไทยมีแต่โรงเรียนวิทยาศาสตร์ และโรงเรียนวิทยาศาสตร์แห่งแรกของประเทศไทยคือโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ ก่อตั้งเมื่อปี 2534 ต่อมามีโรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ซึ่งก่อตั้งในปี 2551 เป็นกลุ่มโรงเรียนวิทยาศาสตร์ที่มีทั้งหมด 12 แห่งทั่วประเทศ จัดตั้งขึ้นเพื่อสนองพระราชปณิธานของสมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี กรมพระศรีสวางควัฒน วรขัตติยราชนารี จัดการเรียนการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย โดยมีโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์เป็นโรงเรียนต้นแบบ เช่นเดียวกับโรงเรียนกำเนิดวิทย์ โรงเรียนวิทยาศาสตร์ที่สร้างโดยกลุ่ม ปตท. เปิดสอนในปี 2558

         เมื่อสะเต็มศึกษาเป็นทางเลือกใหม่ โรงเรียนวิทยาศาสตร์ดังกล่าวจึงขึ้นมาเป็นแกนนำการสอนสะเต็มศึกษา จนกระทั่งมีการก่อตั้งศูนย์สะเต็มศึกษาแห่งชาติในปี 2557 ในกำกับดูแลของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) จึงเกิดการสร้างเครือข่ายสะเต็มศึกษาออกไปในภูมิภาคต่าง ๆ ทั่วประเทศ ได้แก่  

  • เชียงใหม่: โรงเรียนยุพราชวิทยาลัย
  • พิษณุโลก:  โรงเรียนพิษณุโลกพิทยาคม
  • อุดรธานี: โรงเรียนอุดรพิทยานุกูล
  • ขอนแก่น:  โรงเรียนแก่นนครวิทยาลัย
  • นครราชสีมา: โรงเรียนสุรนารีวิทยา
  • อุบลราชธานี:  โรงเรียนเบ็ญจะมะมหาราช
  • ชลบุรี: โรงเรียนชลราษฎรอำรุง
  • นนทบุรี: โรงเรียนศรีบุณยานนท์
  • กรุงเทพมหานคร (1):  โรงเรียนบดินทร์เดชา (สิงห์ สิงหเสนี)
  • กรุงเทพมหานคร (2):  โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย
  • นครศรีธรรมราช: โรงเรียนเบญจมราชินูทิศนครศรีธรรมราช
  • สงขลา: โรงเรียนหาดใหญ่วิทยาลัย

และในปี 2559 มีการพัฒนาระบบสนับสนุนการขับเคลื่อนสะเต็มศึกษาแก่ศูนย์สะเต็มศึกษาภาค จึงเกิดโรงเรียนเครือข่ายสะเต็มศึกษา ในสังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษา และสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาในจังหวัดที่ตั้งศูนย์สะเต็มศึกษาภาค

STEM Education

         สสวท. ร่วมกับสำนักเขตพื้นที่การศึกษาคัดเลือกโรงเรียนดังกล่าวเพื่อเป็นโรงเรียนต้นแบบในการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาในแต่ละเขตที่ตั้งศูนย์สะเต็มศึกษาภาค โดยคัดเลือกโรงเรียน 6 แห่ง ประกอบด้วยโรงเรียนมัธยมศึกษา 2 แห่ง โรงเรียนขยายโอกาส 2 แห่ง และโรงเรียนประถมศึกษา 2 แห่ง เป็นโรงเรียนเครือข่ายสะเต็มศึกษา ดังนั้น ทั่วประเทศจะมีโรงเรียนเครือข่ายสะเต็มศึกษารวม 78 แห่ง

         สะเต็มศึกษาเป็นรูปแบบการศึกษาแบบบูรณาการที่สร้างให้นักเรียนกล้าคิด กล้าแสดงออก มากกว่าการเรียนแบบท่องจำ ด้วยโลกในศตวรรษที่ 21 ก้าวไปด้วยเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ ดังนั้นทักษะการเรียนสะเต็มศึกษามีบทบาทอย่างมาก ทั้งการเรียนรู้ การประกอบอาชีพ และการดำเนินชีวิตที่จะเผชิญกับความท้าทายนานับประการ

         NT ให้บริการโซลูชันด้านเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ICT) สำหรับหน่วยงานการศึกษาอย่างครบวงจร ตั้งแต่ให้บริการวางแผน นำเสนอโซลูชัน ออกแบบระบบ ติดตั้ง ทดสอบ การดูแลหลังการขายตลอด 24/7 รวมถึง Maintenance Service Agreement (MA) คือการดูแล บำรุงรักษาอุปกรณ์ ICT รวมไปถึงระบบให้สามารถพร้อมใช้งาน และให้คำปรึกษาเกี่ยวกับ ICT และอุปกรณ์ต่าง ๆ ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญของ NT ได้ฟรีโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายได้ที่ NT Contact Center โทร. 1888 หรือ https://nt-metro-service.com/nt-education-solution-expert/
*เฉพาะในเขตกรุงเทพฯ และปริมณฑลเท่านั้น

ที่มา:

https://www.liysf.org.uk/blog/what-is-stem-education

https://owlcampus.com/10-benefits-of-stem-education/

http://www.kids.ru.ac.th/document/KM/STEM_by_T.Somchai-unkeaw.pdf

http://www.stemedthailand.org/wp-content/uploads/2014/08/STEM_Manual.pdf

Scroll to Top