เรองเดนประจำ�ฉบบ

กวน เชอมกลางนกวชาการ สาขาฟสกส สสวท. / e-mail: kchau@ipst.ac.th

กจกรรมสะเตมหรรษ�: ลกโปงนำ�บนจจมป

กจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษามจดมงหมายหลกเพอเสรมสรางทกษะและกระบวนการในการประยกตใชองคความรตาง ๆ เพอแกปญหาทงในการด�าเนนชวตประจ�าวนและการประกอบอาชพของนกเรยนในอนาคต และใหนกเรยนสามารถเชอมโยงความรทไดเรยนในชนเรยนกบนวตกรรมตาง ๆ ในชวตประจ�าวนได นอกจากนกจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษายงเปนกจกรรมทชวยเสรมสรางเจตคตทดตอการเรยนรวชาวทยาศาสตร คณตศาสตร และเทคโนโลยอกดวย

ในวนศกรท 26 กรกฎาคม พ.ศ. 2556 ทผานมา สาขาฟสกส สสวท. ไดมโอกาสเปนตวแทนในการจดกจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษาใหกบบคลากรภายใน สสวท. เพอเปนการเผยแพรและแลกเปลยนแนวคดเกยวกบการจดกจกรรมการเรยนรสะเตมพรอมทงเปนการทดลองใชกจกรรมสะเตมทสาขาฟสกสพฒนาขน โดยกจกรรมทจดขนในวนนน คอ “กจกรรมสะเตมหรรษา: ลกโปงน�าบนจจมป” ซงจะเปนกจกรรมทน�าเสนอในบทความน โดยผเขยนจะขอเรมจากการอธบายเกยวกบนยาม ทมาและความส�าคญของสะเตมศกษากอน เพอใหทานผอานมความเขาใจเกยวกบการจดกจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษาภายใตแนวคดของสาขาฟสกส สสวท. จากนนจงจะกลาวถงแนวทางในการจดกจกรรมลกโปงน�าบนจจมป

สะเตมศกษา (STEM Education)สะเตมศกษาเกดขนภายใตแนวความคดของนกการศกษา

กลมหนงทเชอวา นกเรยนทกคนควรไดรบความรความเขาใจและทกษะกระบวนการทางดานวทยาศาสตรและเทคโนโลยอยางเหมาะสมเพอน�าไปใชประกอบการคดและการตดสนใจในการ

ด�ารงชวตอยในสงคม ตลอดจนการพฒนาเศรษฐกจของประเทศใหมความเจรญยง ๆ ขนไป สะเตมศกษาจงใหความส�าคญกบการเสรมสรางความรความเขาใจและทกษะทจ�าเปนตอการใชแกปญหาตาง ๆ ในชวตประจ�าวน โดยเฉพาะปญหาในเรองการรกษาสงแวดลอม การขาดแคลนแหลงพลงงาน การขาดแคลนทรพยากรธรรมชาต และการดแลสขพลานามย ซงจ�าเปนตองใชความรทางดานวทยาศาสตร คณตศาสตร วศวกรรมศาสตร และเทคโนโลย เขามาชวยในการหาแนวทางแกปญหา

สะเตมศกษาเปนกจกรรมการจดการเรยนรรปแบบหนงทออกแบบมาเพอเตมเตมการเรยนรวทยาศาสตร คณตศาสตรและเทคโนโลยใหมความสมบรณยงขน โดยการบรณาการทงสามวชาผาน กระบวนการการออกแบบวศวกรรมศาสตร (Engineering design process) สะเตมศกษาไมไดมงเนนเพยงเนอหาสาระ ทกษะ และกระบวนการทจ�าเปนในการท�าความเขาใจและแสวงหาองคความร แตสะเตมศกษาไดใหความส�าคญกบกระบวนการในการน�าความรเหลานมาใชประกอบการคด คนหา และคดเลอกวธการทเหมาะสมทสดในการแกปญหาทเกยวของกบการด�าเนนชวตและการท�างานอกดวย

กระบวนการการออกแบบทางวศวกรรมศาสตร ไดมการน�ามาประยกตใชในการจดการเรยนรและก�าหนดไวในหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน ปพทธศกราช 2551 โดยเรยกกระบวนการนวา กระบวนการเทคโนโลย (Technological process) ประกอบดวยการท�างาน 7 ขนตอน คอ

1. ก�าหนดปญหาหรอความตองการ (Identify the problem, need or preference)

2. รวบรวมขอมล (Information gathering to develop possible solutions)

3. เลอกวธการ (Selection of the best possible solu-tions)

4. ออกแบบและปฏบต (Design and making)5. ทดสอบ (Testing to see if it works)6. การปรบปรง (Modification and improvement)7. ประเมนผล (Assessment)

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย (สสวท.) ไดรเรมและสงเสรมใหมการน�ากจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษามาใชในหองเรยนเพอเปนทางเลอกหนงในการจดการเรยนรแบบบรณาการระหวางวชาวทยาศาสตร (Science) เทคโนโลย (Technology) วศวกรรมศาสตร (Engineering) และคณตศาสตร (Mathematics)

สแกนโคดนเพอชมภาพเคลอนไหว

นตยสาร สสวท.26

ขนตอนหนงทมความส�าคญในกระบวนการออกแบบวศวกรรมศาสตรคอ “การเลอกวธการในแกปญหา” เปนขนตอนทสะทอนใหเหนวา แนวทางในการแกปญหาในชวตจรงนนสามารถเปนไปไดหลากหลายวธ แตการทจะไดมาซงวธทดทสดนนจ�าเปนจะตองใชความรทางวทยาศาสตร คณตศาสตรและเทคโนโลยเขาชวย ตวอยางเชน ปญหาขยะพลาสตกทยากตอการยอยสลาย ซงนกวจยไดคดคนพลาสตกทเปนมตรตอสงแวดลอมและท�าจากวสดธรรมชาต ไมวาจะเปนการผลตพลาสตกจากมนส�าปะหลง ขาวโพด หรอเกลดปลา ในกระบวนการการแกปญหาน นกสะเตมศกษาไมเพยงแคใหความสนใจแคเพยงองคความรทอธบายวา พลาสตกคออะไร ผลตอยางไร เทานน แตยงรวมไปถงการใชความรทางวทยาศาสตร คณตศาสตร และเทคโนโลย เพอหาค�าตอบวาจะตองใชวสดและวธการผลตพลาสตกอยางไรจงจะท�าใหพลาสตกทไดความแขงแรงทสด มความยดหยนสงทสด ประหยดตนทนในการผลตมากทสด และมรปลกษณนาใชงานทสด ค�าตอบของปญหาเหลานมความส�าคญตอการผลตพลาสตกทเปนมตรกบสงแวดลอมอยางมาก เพราะวาการทจะใหพลาสตกทผลตขนมาเหลานเขาไปสการผลตในเชงอตสาหกรรมไดนน พลาสตกทเปนมตรกบสงแวดลอมเหลานจะตองสามารถแขงขนกบพลาสตกทใชอยในปจจบนไดทงในดานคณภาพ ประสทธภาพและราคา

ตวอยางกจกรรมสะเตม: ลกโปงน�าบนจจมปกจกรรมลกโปงน�าบนจจมปเปนตวอยางหนงของกจกรรม

การเรยนรตามแนวสะเตมศกษาทผเขารวมกจกรรมจะไดเรยนรแบบบรณาการหลากหลายวชา ทงเนอหาทางดานวทยาศาสตร คณตศาสตร และเทคโนโลย โดยความลก ความเชอมโยง และความครอบคลมของเนอหานน จะขนอยกบผออกแบบกจกรรมเองวาจะใหผเขารวมกจกรรมใชเวลาในการศกษาหาความรทเกยวของมากนอยเพยงใด สวนทกษะการแกปญหาทางวศวกรรมศาสตรอยในรปของการแกปญหาภายใตความทาทายในการออกแบบเชอกบนจจมปทดทสด เหมาะสมทสด ประหยดทสด และปลอดภยกบตวผเลนมากทสด ในสวนน ผเขยนจงขอเรมตนกลาวถงองคความรทเกยวของกบการกระโดดบนจจมป ซงเปนความรทผเขารวมกจกรรมควรจะไดท�าการศกษากอนการลงมอออกแบบเชอกบนจจมป จากนนจะเปนการน�าเสนอตวอยางกจกรรมลกโปงน�าบนจจมปทสาขาฟสกส จดขนในวนท 26 กรกฎาคม พ.ศ. 2556 และในสวนสดทายของบทความน

ผเขยนจะกลาวถงแนวคดทไดจากการจดกจกรรมลกโปงน�าบนจจมป

องคความรทเกยวของกบการออกแบบบนจจมปในการออกแบบเชอกส�าหรบบนจจมปนน ผเขารวมกจกรรม

จ�าเปนจะตองสบคนหาความรในศาสตรตาง ๆ ไมวาจะเปน ความรทเกยวของกบคณสมบตของวสดประเภทตาง ๆ ทใชในการท�าเชอกบนจจมป โดยเฉพาะสารประกอบพอลเมอรในรปแบบของยาง (เชน ยางพารา, ยางสงเคราะห และยางกงสงเคราะห) เสนใย (เชน ผาฝาย, นน, ใยมะพราว, และปอ) และพลาสตก ซงความรเหลาน ปรากฏอยในหนงสอเรยนวชาเคม นอกจากความรเกยวกบวสดทใชในการท�าเชอกแลว ผออกแบบบนจจมปควรมความรเกยวกบเทคโนโลยทเกยวกบการ

0

ขนาด

แรงท

ใชดง

ความยาวทสปรงยดออก

ขดจำกดการแปรผนตรงขดจำกดสภาพยดหยน

จดแตกหก

กราฟแสดงความสมพนธระหวางขนาดของแรงดงและสภาพยดหยนของสปรงหรอเชอก

ก. กอนสปรงถกดง

ข. สปรงถกยดจนใกลขดจ�ากดสภาพยดหยน

ค. สปรงถกยดจนเกนขดจ�ากดสภาพยดหยน

สภาพยดหยนของสปรงหรอเชอกทกระท�าโดยแรงขนาดตาง ๆ

ปท 42 | ฉบบท 185 | พฤศจกายน-ธนวาคม 2556 27

วดความสงของตกโดยไคลโนมเตอร (Clinometer)แตละกลมตางระดมความคด

การสงซอวสดส�าหรบสรางเชอกบนจจมป

วสดตาง ๆ ทใชในการท�าเชอกบนจจมป

เสนอแนวทางในการพฒนา

ตวอยางวสดและใบรายการสนคา

เกณฑการใหคะแนน

แตละกลมตางออกแบบและสรางสรรค

ถกทอเพอใหเชอกมความแขงแรงทนทานขน ความแขงแรงทนทานของเชอกนเองทมสวนทเกยวของกบเนอหาทปรากฏในหนงสอเรยนฟสกสในเรองสภาพยดหยนของวตถ และการเปลยนรปพลงงาน โดยความรทงสองนเกยวของกบการกระโดดบนจจมป คอในการกระโดดบนจจมป จะมการเปลยนจากพลงงานศกยโนมถวงไปเปนพลงงานจลน และในทสดกเปลยนเปนพลงงานศกยยดหยนเกดเปนแรงทกระท�าตอเชอกและตวผกระโดด ซงจะสงผลตอการยดและการขาดของเชอก ดงนน กอนการ กระโดดบนจจมป จ�าเปนทจะตองใหมการชงน�าหนกของตวผเลน เพอใหสามารถค�านวณแรงทเกดขนและระยะทเชอกยดออกไดอยางถกตองเหมาะสม นอกจากนการเลอกบรเวณในการมดเชอกบนจจมปกบตวผเลนกมความส�าคญตอความปลอดภยทจะเกดขนกบตวผเลน ดงนนการกระโดดบนจจมปจงมความเชอมโยงกบความรทางชววทยาทเกยวของกบสรระของรางกายไมวาจะเปน โครงกระดกและกลามเนอ นอกจากเนอหาวชาการดงทไดทกลาวมาขางตนแลว ผจดกจกรรมยงสามารถเสรมกจกรรมการเรยนรโดยการใหผเขารวมกจกรรมสบเสาะเพอศกษาประวตความเปนมาของกฬาบนจจมป หรอสบคนหาสาเหตวา เหตใดกจกรรมทมความเสยงตายทงหลายจงไดรบความนยม เพอศกษาวากจกรรมทมความเสยงตายมความเกยวของกบฮอรโมนใดในรางกายและฮอรโมนเหลานนสงผลอยางไรกบรางกายมนษย ท�าใหเกดความสขและความสนกไดอยางไร

ตวอยางการจดกจกรรมลกโปงน�าบนจจมป ในการท�ากจกรรมลกโปงน�าบนจจมป ผเขารวมกจกรรมตองท�างานรวมกนเปนทม โดยแบงผเขารวมกจกรรมเปน

6 กลม กลมละ 6 คน สมาชกกลมตองชวย กนออกแบบเชอกในการปลอยบนจจมป ของลกโปงน�าทมมวล 1.5 กโลกรม ใหตกลงมาจากตกสง 3 ชน โดยลกโปงตองเคลอนตวลงมาใหอยใกลกบพนมากทสด

โดยไมแตกและไมแตะพน แตละกลมไดรบงบประมาณเปนเงนจ�านวน 3,000 บาท ส�าหรบการวางแผนจดซอวสดทน�ามาท�าเชอก ผจดกจกรรมไดเตรยมตวอยางและรายการราคาของวสดตาง ๆ ไวให วสดแตละชนดมราคาไมเทากนขนกบความยดหยนและความยากงายในการใชประกอบเปนเชอกบนจจมป การก�าหนดงบประมาณและราคาสนคาเพอใหผเขา

7

5

3

1

8

6

4

2

นตยสาร สสวท.28

รวมกจกรรมไดใชความรทางวทยาศาสตร คณตศาสตร และเทคโนโลย ควบคกบกระบวนการทางวศวกรรมศาสตรเขามาชวยในการตดสนใจเลอกซอวสดเพอใหการบรหารจดการงบประมาณทมอยจ�ากดใหคมคามากทสด

เมอทกกลมไดออกแบบเชอกส�าหรบบนจจมปเสรจเรยบรอยแลว ตวแทนกลมตองออกมาน�าเสนอแนวทางในการพฒนาเชอกส�าหรบปลอยบนจจมป เวลาในการน�าเสนอประมาณกลมละ 10 นาท โดยน�าเสนอใน 3 หวขอหลก คอ

1. วธการวดความสงของตกและความสงของตกทวดได 2. เหตผลในการเลอกวสดมาท�าเปนเชอกบนจจมป3. เหตผลในการเลอกความยาวของเชอกบนจจมปหลกจากการน�าเสนอจงจดการแขงขนปลอยลกโปงน�า

บนจจมปทงหมด 3 ครง โดยภายหลงการปลอยแตละครง แตละกลมจะมโอกาสในการปรบแกผลงานทงสน 15 นาท สวนคะแนนการแขงขนจะมทงหมด 3 สวน คอ 1) คะแนนการปลอยลกโปงน�าบนจจมป 2) คะแนนการบรการจดการงบประมาณทให และ 3) คะแนนการน�าเสนอผลงาน

แนวคดทไดจากการจดกจกรรมลกโปงน�าบนจจมป จดมงหมายหลกของการออกแบบกจกรรมลกโปงน�าบนจจมปเพอใหผเขารวมกจกรรมไดเรยนรควบคไปกบความสนกจากการท�ากจกรรม ซงพบวากจกรรมลกโปงน�าบนจจมปเปนกจกรรมทสนก เขาใจงาย เหนผลเรว และทาทายความสามารถของผเขารวมกจกรรมทกระดบ ไดรบเสยงตอบรบคอนขางดจากผเขารวมกจกรรม กจกรรมนท�าใหผเขารวมกจกรรมไดมโอกาสสมผสและทดสอบคณสมบตของเชอกทหลากหลาย นอกจากนยงไดเรยนรวา ในชวตจรงนนมขอจ�ากดในการแกปญหาอยจ�านวนมาก ในทนคอ วสดทใช งบประมาณ ความออนแอของลกโปงน�า และเวลาในการแกปญหา กจกรรมนจงท�าใหผเขารวมกจกรรมไดเรยนรเกยวกบกระบวนการแกปญหาซงตองมการวางแผน มการศกษาหาความร และมการน�าความรทไดนนมาใชประกอบการพจารณาคดเลอกแนวทางและวธการในการแกปญหา กจกรรมลกโปงน�าบนจจมปจงเปนกจกรรมตามแนวสะเตมศกษากจกรรมหนงทสาขาฟสกส สสวท. แนะน�าใหทานผอานทเปนครและบคลากรทางการศกษาไดลองน�าไปประยกตใชประกอบการจดการเรยนรในชนเรยน หรอลองน�าแนวคดการจดกจกรรมสะเตมนไปออกแบบและพฒนากจกรรมสะเตมอน ๆ

จะเหนไดวาการจดกจกรรมสะเตมนน ไมไดยงยากซบซอนแตเพยงอยางใด วสดอปกรณทใชสามารถหาไดงายและมอยรอบตว แตละ

บรรณานกรมNational Research Council. (2011). Successful K-12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. Washington, D.C.: National Academies Press.National Research Council. (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, D.C.: National Academies Press.สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. กระทรวงศกษาธการ. (2554). หนงสอเรยนรายวชาเพมเตม ชววทยา เลม ๒. กรงเทพมหานคร: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. กระทรวงศกษาธการ. (2555). หนงสอเรยนรายวชาเพมเตม ฟสกส เลม ๑. กรงเทพมหานคร: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. กระทรวงศกษาธการ. (2555). หนงสอเรยนรายวชาเพมเตม ฟสกส เลม ๒. กรงเทพมหานคร: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. กระทรวงศกษาธการ. (2556). หนงสอเรยนรายวชาพนฐาน โลก ดาราศาสตร และอวกาศ. กรงเทพมหานคร: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. กระทรวงศกษาธการ. (2556). หนงสอเรยนรายวชาพนฐาน สารและสมบตของสาร. กรงเทพมหานคร: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. กระทรวงศกษาธการ. (2556). หนงสอเรยนรายวชาเพมเตม เคม เลม ๕. กรงเทพมหานคร: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.

กจกรรมสามารถปรบเปลยนไดตามความเหมาะสมของแตละพนท แตสงทส�าคญทสดของการจดกจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษา คอการกลาคดนอกกรอบ กลาจดกจกรรมการเรยนรทแตกตางไปจากเดม โดยตองเปดโอกาสและสรางทางเลอกใหกบผเรยนในหลายรปแบบ เพอใหผเรยนรจดคด วเคราะห สงเคราะห และประเมนคาของวธการแกปญหาในรปแบบตาง ๆ จนไดมาซงวธการทเหมาะสมทสด กจกรรมการเรยนรตามแนวสะเตมศกษาจงเปนกจกรรมหนงทควรน�ามาใชในชนเรยนเพอชวยสงเสรมความคดสรางสรรคและจนตนาการของผเรยนอกทางหนง

ภาพตวอยางการแขงขน

ปท 42 | ฉบบท 185 | พฤศจกายน-ธนวาคม 2556 29