สะเตมศกษา (STEM Education)

ดร. อภสทธ ธงไชย

ผช ำนำญ ศนยสะเตมศกษำแหงชำต สสวท.

Video แนะน าสะเตมศกษา

https://youtu.be/OBmDFImo8ZY

สะเตมศกษำ ประเทศไทย

สงคมโลกในศตวรรษท 21 (21st Century)

• ยคแหงความเปนโลกาภวตน (Globalization)

• สงคมขอมลขาวสาร (Information Society )

• การแขงขนในดานเศรษฐกจ

• ความตองการแรงงานทมความคดสรางสรรค/การแกปญหา

รปนบอกอะไรคณ

แรงงานในปจจบน แรงงานในอนาคต

แนวคดเพอการเรยนรในศตวรรษท 21st

(Framework for 21st Century Learning)

Video21st Century Learning

9 บทเรยนส าหรบ 21st Century learning1. เชอมโยงกบชวตจรง2. สอนใหถงแกนวชา (เนอหาและทกษะ)3. พฒนาทกษะการคด4. กระตนการถายโอนความร5. สอนวธเรยนใหผเรยน6. แกความเขาใจผดโดยตรง7. ใหความส าคญของการท างานเปนทมเหมอน

ผลลพธ8. ใชเทคโนโลยสนบสนนการเรยนร9. สงเสรมความคดสรางสรรค

ปญหาของการศกษาไทย

คะแนน PISA ป 2012 (65 ประเทศ)

ค ำถำมยอดฮตเกยวกบสะเตมศกษำ

• สะเตมคอหลกสตร?

• E and T แตกตำงกนอยำงไร?

• สะเตมกบสะเตมศกษำเหมอนกนไหม?

• STEM vs. Inquiry?

• ตองสอนแบบสะเตมทกครงไหม?

• STEM vs. Project based/ Problem based

• ….???

จดเรมตน STEM

• อางถงกลมอาชพทมความเกยวของกบวทยาศาสตร เทคโนโลย วศวกรรมศาสตร และคณตศาสตร เชน วศวกร แพทย นกวทยาศาสตร ฯลฯ

• เปนอาชพทมความส าคญมากในการขบเคลอนการพฒนาประเทศทางดานเศรษฐกจและสงคม

• แตประเทศยงขาดแคลนบคลากรทมคณภาพ

(Bybee, 2013; Gallant, 2009)

จดเรมตน STEM

• อตราก าลงคน (workforce) ของบคลากรดานวทยาศาสตร เทคโนโลย วศวกรรมศาสตร และคณตศาสตร ในชวงศตวรรษท 20 มแนวโนมลดลง

• จ านวนนกเรยนทจบการศกษาระดบมธยมศกษาตอนปลายทมความสนใจจะเขาเรยนในคณะทเกยวของกบอาชพดงกลาวลดลง

• ผลการเรยนรในระดบการศกษาขนพนฐาน (K-12 Education) ทลดลงจากเดมสะทอนใหเหนถงปญหาในดานคณภาพของการจดการเรยนรวทยาศาสตร เทคโนโลย และคณตศาสตร ในโรงเรยน

จดเรมตน STEM

• ความพยายามทจะสงเสรมและกระตนความสนใจในการเรยนรวชาทง 4 สาขาวชา ท าใหเกดแนวทางการจดการเรยนการสอนแบบสะเตมศกษา (STEM Education)

S.T.E.M

Silo???

ความเปนอสระตอกนของ S.T.E.M

สะเตมศกษา (STEM Education)

• S= Scienceการศกษาเกยวกบปรากฏการณธรรมชาต

• T= Technologyวสด เครองมอ รวมถงผลจากการพฒนาปรบปรงสงตางๆ เพอสนองความตองการหรอความจ าเปนของมนษย

• E= Engineeringเปนกระบวนการแกปญหา การออกแบบและสรางสรรคชนงานหรอวธการ โดยใชทรพยากรทมอยใหเกดประโยชนสงสด

• M= Mathematicsเปนเรองของความสมพนธระหวางจ านวน ปรมาณ และรปทรงเรขาคณตตาง ๆ รวมทงกระบวนการทางเหตและผล

S.T.E.M

สะเตมศกษาคออะไร (STEM Education)

สะเตมศกษา (STEM Education)

เปนแนวทางการจดการศกษาทเนนการบรณาการวทยาศาสตร เทคโนโลย วศวกรรมศาสตร และคณตศาสตร โดยเนนการน าความรไปใชในการแกปญหาในชวตจรง รวมทงการพฒนากระบวนการผลตใหม ทเปนประโยชนตอการด าเนนชวต และการท างาน

ท าไมตอง สะเตมศกษา ??

• สงเสรมการเรยนรวทยาศาสตร คณตศาสตร และ เทคโนโลยอยางมความหมาย เชอมโยงกบชวตจรง

• ผเรยนรกการเรยนรดานวทยาศาสตร คณตศาสตร และ เทคโนโลย

• ผเรยนมทกษะในการคดวเคราะห และการแกปญหาตาง ๆ สงขน

• ม STEM workforce ในอนาคตมากขน

• ประเทศมขดความสามารถในการพฒนาเศรษฐกจ

• ....??

แนวปฏบตทางวทยาศาสตรและวศวกรรม(Science and engineering practices)

1) ตงค าถามทางวทยาศาสตรและนยามปญหาทางวศวกรรม (asking questions (for science) and defining problems (for engineering))

2) สรางและใชแบบจ าลอง (developing and using models)

3) วางแผนและลงมอสบคนส ารวจ (planning and carrying out investigations)

4) วเคราะหและแปลความหมายขอมล (analyzing and interpreting data)

5) ใชการคดวเคราะหทางคณตศาสตรและการค านวณ (using mathematics and computational thinking)

6) สรางค าอธบายทางวทยาศาสตรหรอออกแบบวธการแกปญหาทางวศวกรรม (constructing explanations (for science) and designing solutions (for engineering))

7) รวมสนใจในการโตแยงทางวทยาศาสตรจากหลกฐานทหามาได (engaging in argument from evidence)

8) สบคน ประเมน และสอสารขอมล (obtaining, evaluating, and communicating information)

วทยาศาสตร

(Science)

วศวกรรมศาสตร

(Engineering)

เทคโนโลย (Technology) คณตศาสตร (Mathematics)

ตงค าถาม (เพอเขาใจธรรมชาต) นยามปญหา (เพอพฒนา

คณภาพชวต)

ตระหนกถงบทบาทของ

เทคโนโลยตอสงคม

ท าความเขาใจและพยายาม

แกปญหา

พฒนาและใชโมเดล พฒนาและใชโมเดล ใชคณตศาสตรในการสราง

โมเดล

ออกแบบและลงมอ

ท าการคนควา วจย ทดลอง

ออกแบบและลงมอ

ท าการคนควา วจย ทดลอง

เรยนรวธการใชงานเทคโนโลย

ใหมๆ

ใชเครองมอทเหมาะสมใน

การแกปญหา

วเคราะหขอมล วเคราะหขอมล ใหความส าคญกบความแมนย า

ใชคณตฯ ชวยในการค านวณ ใชคณตฯ ชวยในการค านวณ เขาใจบทบาทของเทคโนโลยใน

การพฒนาดานวทยฯ และ

วศวกรรม

ใชตวเลขในการใหความหมาย

หรอเหตผล

สรางค าอธบาย ออกแบบวธแกปญหา พยายามหาวธการและใชโครงงาน

ในการแกปญหา

ใชหลกฐานในการยนยนแนวคด ใชหลกฐานในการยนยนแนวคด ตดสนใจเลอกใชเทคโนโลยโดย

พจารณาถงผลกระทบตอสงคม

และสงแวดลอม

สรางขอโตแยงและสามารถ

วพากษการใหเหตผลของผอน

ประเมนและสอสารแนวคด ประเมนและสอสารแนวคด มองหาและน าเสนอระเบยบวธ

ในการเหตผล

Engineering Design Process

Identify a challenge: ก าหนดปญหาหรอความทาทายExplore ideas: ส ารวนแนวคดเพอการแกปญหาPlan and Develop: วางแผนการพฒนาแนวทางแกปญหาTest and Evaluate: ทดสอบและประเมนPresent the solution: น าเสนอผล/แนวทางแกปญหา

Ref: Engineering by Design (ITEEA2007)

หลกการทวไปของการจดการเรยนรแบบสะเตมศกษา

ลกษณะส าคญของการเรยนรแบบสะเตมศกษา

• มงเนนการบรณาการ (Focus on Integration)

• ใหเหนความสมพนธกบชวตจรง (Establish Relevance)

• มงเนนทกษะศตวรรษท 21 (Emphasize Twenty-First-Century Skills)

• ทาทายผเรยน (Challenge Your Students)

มงเนนการบรณาการ (Focus on Integration)

• การบรณาการระหวางสาขาวชา (Interdisciplinary approach) จะชวยใหผเรยนไดมองเหนความสมพนธของแนวคดตางๆ ทเปนพนฐานและความเชอมโยงของขอมล รวมทงการประยกตใชความรความเขาใจในการแกปญหาอยางสรางสรรค

นกเรยนไดเรยนเนอหาและฝกทกษะของแตละวชาของสะเตมแยกกน

Disciplinaryบรณาการภายในวชา

นกเรยนไดเรยนเนอหาและฝกทกษะของแตละวชาของสะเตมแยกกนผานหวขอหลก (theme) โดยการอางองถงหวขอหลกในการสอนท าใหนกเรยนเหนความเชอมโยงระหวางเนอหาวชากบหวขอหลก

Multidisciplinaryบรณาการพหวทยาการ

นกเรยนเรยนเนอหาและฝกทกษะทมความสอดคลองกนของวชาทเกยวของรวมกนผานกจกรรม ชวยใหนกเรยนไดเหนความสอดคลองและสมพนธกนของวชาเหลานน

Interdisciplinaryบรณาการสหวทยาการ

นอกจากการเรยนรเนอหาและฝกทกษะของทง 4 วชาแลว นกเรยนไดประยกตความรและทกษะเหลานนในการแกปญหาในชวตจรง และสรางประสบการณการเรยนรของตวเอง

Transdisciplinaryบรณาการขามวชา

Reference: Vasquez, Jo A. (2013). Presentation to IPST Staffs. Bangkok. Thailand.

ใหเหนความสมพนธกบชวตจรง (Establish Relevance)

• การจดการเรยนรตามแนวทางสะเตมศกษาควรใหผเรยนรวาสงทไดเรยนรนมประโยชนหรอสามารถน าไปประยกตใชไดอยางไร โดยพจารณาจากค าถามตางๆ เชน ท าไมผเรยนตองสนใจเรองน สงนเกยวของกบปญหาหรอสถานการณจรงอยางไร เรองนเกยวของกบอาชพและงานทผเรยนสนใจหรอไม

มงเนนทกษะศตวรรษท 21(Emphasize Twenty-First-Century Skills)

• สงคมตองการก าลงคนทมความสามารถในการเขาถงขอมล การใชขอมลอยางสรางสรรคเพอแกปญหา ความสามารถในการสอสารความคดและแนวคดอยางมประสทธภาพ ความสามารถในการท างานเปนทม และการท างานแบบรวมมอกน รวมถงความสามารถในการคดวเคราะห การแกปญหา และการมความคดสรางสรรค

ทาทายผเรยน (Challenge Your Students)

• การจดการเรยนรควรมความทาทายและเหมาะสมกบระดบการเรยนรของผเรยน เพอกระตนใหเกดความตองการทจะเรยนร โดยตองไมยากหรองายเกนไปจนท าใหผเรยนเกดความเบอหนาย

Dr. Jo Ann Vasqueze & Michael Comer, STEM Lesson Essential, McGraw Hill

สสวท. กบ STEM Education

ตวอยางกจกรรม STEM: Save the penguin

Design challenge: ใชวสดอปกรณทก าหนดอยางคมคาเพอออกแบบและสรางอปกรณเกบกกน าแขงซงเปรยบไดกบนกเพนกวนเพอใหน าแขงนนสามารถละลายไดชาทสด

วตถประสงค เพอเรยนรเกยวกบหลกการถายเทความรอนและเพอประยกตใชความรในการสรางบานนกเพนกวน (Penguin’s habitat)

ระดบผเรยนมธยมศกษาตอนตนหรอปลายขนกบความลมลกของการจดเนอหา

ตวอยางกจกรรม STEM: Save the penguin

กจกรรมเกยวของกบ STEM อยางไร- S = หลกการถายโอนความรอน- T = เทคโนโลยวสด- E = การออกแบบและแกปญหา- M = การค านวณราคา ตนทน

การเกบขอมลสถต

ตวอยางกจกรรม STEM

การวด/ประเมน

กจกรรม STEM โดย สสวท.ชวงชนท 1 ชวงชนท 2 ชวงชนท 3 ชวงชนท 4

1. การสอสาร 1. เครองดกแมลงวน 1.ศรลมชวนคด ชทศ บอกทาง

1. สนกกบบนจจมป

2. รกษคอมพวเตอร 2. วนแสนอรอย 2. ล าบากแคไหน กลไกชวยได

2. ถงประคบรอน

3. การใชอปกรณเทคโนโลยสารสนเทศอยางประหยด

3. นกโภชนาการนอย

3.สวางไสวดวยสายน า

3. สญญาณกนขโมย

4. บานพลงงานแสงอาทตย

4. รถของเลนไฟฟา

กจกรรมท 1 : การสอสาร

กจกรรมท 2 : รกษคอมพวเตอร

กจกรรมท 3 : การใชอปกรณเทคโนโลยสารสนเทศอยางประหยด

กจกรรมท 4 : บานพลงงานแสงอาทตย

กจกรรมท 1 : เครองดกแมลงวน

กจกรรมท 2 : วนแสนอรอย

กจกรรมท 3 : นกโภชนาการนอย

กจกรรมท 4 : รถของเลนไฟฟา

กจกรรมท 1 : ศรลมชวนคด ชทศบอกทาง

กจกรรมท 2 : ล าบากแคไหน กลไกชวยได

กจกรรมท 3 : สวางไสวดวยสายน า

กจกรรมท 1 : สนกกบบนจจมป

กจกรรมท 2 : ถงประคบรอน

กจกรรมท 3 : สญญาณกนขโมย

กจกรรมการเรยนรสะเตมศกษาโดยใชสอ LEGO Education

เรอง สวนสตวของฉน

เรอง รถแขงวงไกล หยดระยะปลอดภย

เรอง สงประดษฐฝาวกฤตอทกภย

ตวอยางVideo การสอนแบบ STEM

แนวทางการจดการเรยนรสะเตมศกษา

• จดกจกรรมสอดแทรกไปตามเนอหาทเกยวของในคาบเรยน

• จดกจกรรมไวในรายวชาเลอกเสร

• จดกจกรรมไวในกลมกจกรรมนอกชนเรยน

54

แนวทางการวดและประเมนผลสะเตมศกษา

• ใชรปแบบการประเมนทหลากหลาย ทง formative, summative

• มงเนนทงเนอหาและทกษะ

• เนนกระบวนการมากกวาผลงาน

55

PBL, Theme based, Integrated??

จาก STEM ส STEAM

• STEAM

– Science,

– Technology,

– Engineering,

– Art,

– Mathematics

สะเตมในบรบทประเทศไทย??

• STEAM

– Science

– Technology

– Engineering

– Agriculture

– Mathematics

บรณำกำรไดกบหลำกหลำยสำขำ ???

www.stemedthailand.org

61