STEM INNOVATION ในบริบทวิชาชีววิทยา เรื่อง พืช

     การสอนวิทยาศาสตร์รายวิชาชีววิทยาในโรงเรียนเขตพัฒนาพิเศษภาคตะวันออก (EEC) มีการจัดการศึกษา มุ่งส่งเสริมให้นักเรียนมีความสามารถในการคิดสร้างสรรค์ ทำงานร่วมมือกับผู้อื่นในการพัฒนานวัตกรรมเพื่อการแก้ปัญหาได้ โดยมุ่งหวังให้นักเรียนเป็น “นวัตกร” หรือมีทักษะการคิดเชิงนวัตกรรมได้ในอนาคต

     จากประสบการณ์ในการสอน STEM ในรายวิชาชีววิทยา ปัญหาที่พบคือ นักเรียนสามารถสร้างชิ้นงานได้ แต่ชิ้นงานยังขาดความเป็นนวัตกรรม ที่สำคัญคือ นวัตกรรมนั้นต้องตรงตามความต้องการของผู้ใช้มากกว่าความต้องการของผู้ผลิต และแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงหรือความแตกต่าง ความใหม่ของชิ้นงานที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้งาน ตลอดจนในขณะการทำงานกลุ่ม นักเรียนส่วนใหญ่ยังขาดทักษะการสื่อสาร การแลกเปลี่ยนแนวคิดเพื่อการแก้ปัญหา และการนำไปสู่การออกแบบนวัตกรรมได้ ผู้เขียนจึงได้พัฒนาการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิด STEM INNOVATION ที่เป็นการผนวกการคิดเชิงออกแบบในกระบวนการจัดการเรียนรู้แบบ STEM เน้นการพัฒนาทักษะการคิดเชิงนวัตกรรมและสมรรถนะการแก้ปัญหาแบบร่วมมือ

     STEM INNOVATION ไม่เพียงแค่การรวมกันของ STEM EDUCATION และ DESIGN THINKING เพื่อพัฒนาทักษะการคิดเชิงนวัตกรรมและสมรรถนะการแก้ปัญหาแบบร่วมมือสู่ความเป็นนวัตกร แต่เป็นความท้าทายสำหรับครูชีววิทยาด้วย เพราะการจัดการเรียนรู้และการพัฒนานวัตกรรมต้องการ “การคิดเชิงออกแบบและการพัฒนานวัตกรรมใหม่ในบริบทของชีววิทยา”

การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิด STEM INNOVATION

     การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิด STEM INNOVATION มีแนวคิดพื้นฐานจากทฤษฎีการสร้างความรู้ด้วยตนเอง และทฤษฎีการเรียนรู้เพื่อสร้างสรรค์ด้วยปัญญา เป็นการจัดการเรียนรู้ที่มุ่งเน้นการบูรณาการความรู้และทักษะทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และเทคโนโลยี ตามขั้นตอนการสอนแบบสะเต็มศึกษา (สสวท., 2557) โดยผนวกกระบวนการคิดเชิงออกแบบ (The Stanford d.school Bootcamp Bootleg (HPI), 2010) ที่มีการคำนึงถึงความต้องการของกลุ่มผู้ใช้งานเป็นหลัก เพื่อให้ได้นวัตกรรมที่ตอบโจทย์กับผู้ใช้และสถานการณ์อย่างแท้จริง การจัดการเรียนรู้ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ได้แก่ 1. ขั้นกำหนดจุดเจ็บปวด (Pain Point Setting) 2. ขั้นร่างออกแบบชิ้นงาน (Planning Design) 3. ขั้นพัฒนาชิ้นงานต้นแบบ (Prototype) 4. ขั้นนำเสนอชิ้นงาน (Pitching) ในที่นี้ขอยกตัวอย่างการจัดการเรียนรู้ในรายวิชาชีววิทยา เรื่อง การสืบพันธุ์และการเจริญของพืชดอก การลำเลียงของพืช และปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง จำนวน 3 แผน ที่นำไปใช้จัดการเรียนรู้และได้ถอดบทเรียนแนวปฏิบัติที่ดีของแต่ละขั้นตอน การจัดการเรียนรู้มีรายละเอียดดังนี้

ตัวอย่างการใช้บริบทชีววิทยาและสถานการณ์ปัญหาในการสอนตามแนวคิด STEM INNOVATION

     จากการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิด STEM INNOVATION ที่นำไปใช้ในชั้นเรียนในบริบทวิชาชีววิทยา พบว่านักเรียนมีพัฒนาการทางความคิดและทักษะเชิงนวัตกรรมสูงขึ้นอย่างชัดเจน โดยนักเรียนมีพฤติกรรมที่มีความกระตือรือร้นที่อยากสร้างชิ้นงานเพื่อแก้ไขสถานการณ์ปัญหามากขึ้น มีทักษะในการใช้อุปกรณ์หรือเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ มีความสามารถในการสืบค้นข้อมูลที่หลากหลายและมีความน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น สามารถทำงานร่วมกับผู้อื่นได้อย่างคล่องแคล่วและกล้าแสดงความคิดเห็น ยอมรับความเห็นต่างมากขึ้น มีความว่องไวในการคิดสร้างสรรค์ มีมุมมองทางความคิดที่หลากหลายมากยิ่งขึ้น ซึ่งสามารถสะท้อนทักษะต่าง ๆ ได้จากชิ้นงานที่มีความเป็นนวัตกรรมและตรงตามความต้องการของผู้ใช้ที่เกิดขึ้นได้อย่างชัดเจน

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ปีที่ 52 ฉบับที่ 247 มีนาคม – เมษายน 2567

ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://emagazine.ipst.ac.th/247/12/

บรรณานุกรม

Organization for Economic Co-operation and Development (OECD). (2013). PISA 2015 Draft Collaborative Problem Solving Framework. OECD.

The Standford D. School Bootcamp Bootleg (HPI). (2010). An Introduction to Design Thinking PROCESS GUIDE. Retrieved March 12, 2024, from https://dschool-old.stanford.edu/sandbox/groups/designresources/wiki/36873/attachments/74b3d/ModeGuideBOOTCAMP2010L.pdf.

Weiss, D. S. & Legrand, C. (2011). Innovative Intelligence: The art and practice of leading sustainable innovation in your organization. New York: John Wiley & Sons.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2557). ความรู้เบื้องต้นสะเต็ม. กรุงเทพมหานคร: สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.