STEM: How to

กมลนาร ลายคราม นพนธ จนเลน

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

สสวท.

ประชมสมนาทางวชาการ CTEF

2015 มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

ผลการส ารวจการพฒนาการศกษาไทยของเยาวชนไทยอาย 14-18 ป (เมษายน 2557)

• อนดบ 1 รอยละ 69.4 อยากใหมการเปลยนแปลงการเรยนการสอน เนนน าไปใชในชวตประจ าวนมากกวาเรยนทฤษฎ

• อนดบ 2 รอยละ 65.1 เหนวาการเรยนพเศษเปนสงจ าเปน • อนดบ 3 รอยละ 58.9 เหนวาโอกาสและมาตรฐานทางการศกษาของไทยไมเทาเทยม • อนดบ 4 รอยละ 58.7 เหนวาเดกไทยเรยนหนกมากทสดในโลก แตไมสามารถน า

ความรไปประยกตใชในชวตประจ าวนได • อนดบ 5 รอยละ 57.8 ระบเดกไทยไมไดเรยนในสงทอยากเรยน • อนดบ 6 รอยละ 53.1 เหนวาการเรยนการสอนเรมตนจากความรในหนงสอและจบลง

ทขอสอบ • อนดบ 7 รอยละ 25 อยากถามครเกยวกบวธการสอนของคร (ท าไมตองอานตาม

หนงสอ ท าไมครไมหาวธสอนทสนก ไมนาเบอ) ส านกงานสงเสรมสงคมแหงการเรยนรและพฒนาคณภาพเยาวชน (สสค.)

• 65% ของเดกในยคนจะท างานหรอมอาชพทยงไมมในปจจบน

• เราก าลงเตรยมนกเรยนเพองานและอาชพทยงไมมในปจจบน เพอใชเทคโนโลยทยงไมไดประดษฐขน เพอแกปญหาทเรายงไมรวามนคออะไร – Karl Fisch

STEM Education

• เปนแนวทางการจดการศกษาทบรณาการวทยาศาสตร เทคโนโลย วศวกรรม และคณตศาสตร โดยเนนการน าความรไปใชแกปญหาในชวตจรง รวมทงการพฒนากระบวนการหรอผลผลตใหม ทเปนประโยชนตอการด าเนนชวตและการท างาน

ถกหรอผด

□ สะเตมตองสรางชนงาน □ สะเตมตองสอนทกคาบ □ สะเตมตองมครบทง วทย คณต เทคโนโลย และ วศวกรรม □ สะเตมคอโครงงาน โครงงานคอสะเตม □ สอนสะเตมยากทสด

กจกรรม STEM โดย สสวท.

คนปลกแตงโมมออาชพ

การประชมปฏบตการครผน าดานสะเตมศกษา

คนปลกแตงโมมออาชพ

การประชมปฏบตการครผน าดานสะเตมศกษา

คนปลกแตงโมมออาชพ

กรอบแนวคด การประชมปฏบตการครผน าดานสะเตมศกษา

ตวอยางการออกแบบกจกรรม STEM สวางไสวดวยสายน า

การบรณาการ และ ความเชอมโยงระหวาง S T E M

• 1. การบรณาการ และ ความเชอมโยงทางดานเนอหา

• 2. การบรณาการ และ ความเชอมโยงทางดานทกษะหรอแนวปฏบต

• 3. การบรณาการดานการวดผลประเมนผล

การประชมปฏบตการครผน าดานสะเตมศกษา

1. การบรณาการ และ ความเชอมโยงดานเนอหา

1. การบรณาการ และความเชอมโยงดานเนอหา

วทยาศาสตร (S) เทคโนโลย (T) คณตศาสตร (M) อนๆ

สถานการณ/ปญหาในชวตจรง_______________________

2. การบรณาการ และ ความเชอมโยงดานแนวปฏบต วทยาศาสตร วศวกรรมศาสตร คณตศาสตร เทคโนโลย

ตงค าถาม (เพอเขาใจธรรมชาต) นยามปญหา (เพอพฒนาคณภาพชวต)

ท าความเขาใจและพยายามแกปญหา

ก าหนดปญหาหรอความตองการ

พฒนาและใชโมเดล พฒนาและใชโมเดล ใชคณตศาสตรในการสรางโมเดล รวบรวมขอมล

ออกแบบและลงมอท าการคนควา วจย ทดลอง

ออกแบบและลงมอท าการคนควา วจย ทดลอง

ใชเครองมอทเหมาะสมในการแกปญหา

เลอกวธการ

วเคราะหและแปลความหมายขอมล

วเคราะหและแปลความหมายขอมล

ใหความส าคญกบความแมนย า ออกแบบแนวปฏบต

ใชคณตฯและการคดเชงประมวลผล

ใชคณตฯและการคดเชงประมวลผล

ใหเหตผลเชงนามธรรมและตวเลข ทดสอบ

สรางค าอธบาย ออกแบบวธแกปญหา มองหาและใชรปแบบซ าๆ ปรบปรงแกไข

มสวนรวมในการสรางขอโตแยงโดยใชหลกฐานเพอสนบสนน

แนวคด

มสวนรวมในการสรางขอโตแยงโดยใชหลกฐานเพอสนบสนน

แนวคด

สรางขอโตแยงและสามารถวพากษการใหเหตผลของผอน

สราง ประเมนและสอสารขอมลหรอแนวคด

สราง ประเมนและสอสารแนวคด มองหาและน าเสนอระเบยบวธในการเหตผลซ าๆ

ประเมนผล

3. การบรณาการการวดผลประเมนผล

• ลดภาระงาน

ยงสง ยงหมนเรว

กงหนน าพลาสตก

น าตกมพลงงาน

ยงสง ยงไดไฟฟามาก

แบบจ าลองกงหนน าผลตไฟฟา

ศกยจลนไฟฟา

กจกรรมพลงงานจากน า ในหองเรยนวทยาศาสตร

การพฒนากจกรรมสะเตมตองอาศยความชวยเหลอจากเพอนคร

ยงสง ยงหมนเรว

กงหนน าพลาสตก

น าตกมพลงงาน

ยงสง ยงไดไฟฟามาก

แบบจ าลองกงหนน าผลตไฟฟา

ศกยจลนไฟฟา

ขนาดกงหน

ทศทาง พนทรบน า

วสด

ลงขอสรปจากหลกฐาน

ออกแบบ สราง ทดสอบ แบบจ าลองกงหนน าผลตไฟฟา

ปจจยทมผลตอประสทธภาพ ของกงหนน าพลาสตก

สถานการณความตองการไฟฟาในทหางไกล

ไมมกงหนทดทสด มแตเหมาะสมทสด

การจดการขอมล

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

1 2 3

1 เมตร

2 เมตร

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

1 2 3

1 เมตร

2 เมตร

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

1 เมตร 2 เมตร

กราฟอะไร

ท านายผลการทดลองทระยะ 3 เมตร

ความชน จดตดแกน

สองจดพอไหม? เขยนสมการเสนตรง

ท านายผลการทดลองทระยะ 100 เมตร

ทฤษฎ กบ ปฏบตจรง

ตารางบนทกผลการทดลองของหองเรยน

กลม วสด ความยาวแกน จ านวนใบพด คาเฉลยความตางศกยไฟฟา (โวลต)

ความสง 1 เมตร ความสง 1.5 เมตร 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

• กงหนน าแบบแบงก (Bangi turbine)

• กงหนน าแบบเพลตน (Pelton turbine)

กงหนน าแบบฟรานซส (Francis turbine)

คนปลกแตงโมมออาชพ

การออกแบบกจกรรม STEM

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

องคความร/ทกษะ

• วทยาศาสตร แรง ผลของแรงทมตอวตถ / เครองมอทางอตนยมวทยา

• คณตศาสตร การค านวณพนทรปรางตางๆ

• เทคโนโลย การเลอกใชวสด

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการสรางชนงาน

กจกรรมท 1

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM

สถานการณ ประดษฐศรลมทบอกทศทางลมไดถกตอง โดยวดทศทางลมจากพดลมระยะหาง 1 เมตร แนวการท ากจกรรมทคาดหวง • ออกแบบ ประดษฐ ปรบปรง จนไดศรลมทบอกทศทางลมไดแมนย า โดยใช

ความรพนฐานดานแรงลพธและผลของแรงทมตอวตถ • ค านวณพนทสวนหวและสวนหางของศรลมและหาอตราสวน หา

ความสมพนธระหวางพนทสวนหวและสวนหางกบการบอกทศทางลม • เลอกวสดอปกรณทใชในการประดษฐทเหมาะสม

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

องคความร/ทกษะ

• วทยาศาสตร

การด ารงชวตของสตว

• คณตศาสตร รปทรงเรขาคณต

• ภาษาไทย การแตงประโยค

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการออกแบบ

กจกรรมท 2

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM

สถานการณ ออกแบบบานใหเตาและยราฟอยดวยกน ในสภาพแวดลอมทเออใหสตวทงสองด ารงชวตได แนวการท ากจกรรมทคาดหวง • ออกแบบบานใหเตาและยราฟอาศยอยดวยกนโดยใชความรดาน

สภาพแวดลอมของสตว • ใชรปทรงเรขาคณตในการออกแบบบาน • แตงประโยคอธบายบาน

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

ขอบคณขอมลจาก ครสะเตมโรงเรยนพญาไท

องคความร/ทกษะ • วทยาศาสตร –

• สงคมศกษา ปจลศกราช ปพทธศกราช ปครตศกราช

• คณตศาสตร การค านวณ

• เทคโนโลย การออกแบบชนงาน/โปรแกรมคอมพวเตอร

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการสรางชนงาน

กจกรรมท 3

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM

สถานการณ ออกแบบปฏทนทสามารถบอกไดทง จลศกราช พทธศกราช ครตศกราช

แนวการท ากจกรรมส าคญ • ค านวณและหาแนวทางการออกแบบปฏทน

• เลอกวธการแนวทางในการออกแบบ

• สรางชนงาน

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

ขอบคณขอมลจาก ครสะเตมโรงเรยนสตรวทยา

องคความร/ทกษะ • วทยาศาสตร

• สงคมศกษา

วด โบราณสถานส าคญ บรเวณโรงเรยน

• คณตศาสตร การค านวณเสนทาง ความนาจะเปน

• เทคโนโลย โปรแกรมคอมพวเตอร

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการออกแบบและเลอก

กจกรรมท 4

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM สถานการณ สรางแผนทเสนทางปนจกรยานเยยมชมโบราณสถานส าคญ แนวการท ากจกรรมทคาดหวง • ท า ค านวณ หา เสนทางการเยมชมโบราณสถานส าคญ หลายๆทในวนเดยว

เพอใหการเดนทางสะดวกทสด • ใชโปรแกรมคอมชวย เชน google map • ใชกระบวนการแนวคด เพอเลอกเสนทางทคดวาเหมาะทสด ใชองคความร

ดานโบราณสถานชวย เชน เรยงจากความส าคญมากไปนอย ปทสรางจากมากไปนอย เปนตน

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

ขอบคณขอมลจาก ครสะเตมโรงเรยนสตรวทยา

องคความร/ทกษะ • วทยาศาสตร

การขนตกของดวงอาทตย

• คณตศาสตร การค านวณ เรขาคณต

• เทคโนโลย

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการออกแบบและเลอก

กจกรรมท 5

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM สถานการณ ออกแบบ อฒจรรยเชยร ใหผนงไมโดดแดด ทงวน

แนวการท ากจกรรมทคาดหวง • ออกแบบอฒจรรย โดยใชองคความรทศทางการขนตกของดวงอาทตย

• ออกแบบโดยใชองคความรดานเรขาคณต การค านวณขนพนฐาน

• ใชกระบวนการ แนวคด เพอเลอกแบบทใชไดดจรง และไมสนเปลองวสดอปกรณ

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

ขอบคณขอมลจาก ครสะเตมโรงเรยนสามเสนวทยาลย

องคความร/ทกษะ • วทยาศาสตร

แรงพยง แรงลอยตว

• คณตศาสตร การค านวณพนฐาน

• เทคโนโลย การเลอกใชวสด

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการออกแบบชนงาน

กจกรรมท 6

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM

สถานการณ สรางแพบรรทกของใหไดน าหนกบรรทกมากทสดจากขวดน าทก าหนดให

แนวการท ากจกรรมส าคญ • ออกแบบแพโดยใชหลกแรงพยง

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

องคความร/ทกษะ • วทยาศาสตร

• คณตศาสตร การหาเสนรอบวง พนทวงกลม

• เทคโนโลย

• กระบวนการทางวศวกรรม กระบวนการออกแบบชนงาน

• ศลป

ลายเสนและความงาม

กจกรรมท 7

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง

กจกรรมSTEM

สถานการณ สรางกระโปรงครงวงกลม จากวสดทก าหนดให

แนวการท ากจกรรมส าคญ • ค านวณ ออกแบบ สรางกระโปรงครงวงกลม โดยใชความรทางดานคณตศาสตร

• ออกแบบและใชทรพยากรอยางคมคา • ออกแบบใหสวยงาม โดยใชความรดานลายเสน พรางรปราง ฯลฯ

STEM How to: ออกแบบกจกรรมSTEM ดวยตนเอง