วิษนุกร นามมุงคุณ
โรงเรียนบ้านไผ่ศึกษา
ขอนแก่น
n.wisanugorn@gamil.com
“เมื่อสำเร็จการศึกษาขั้นพื้นฐาน นักเรียนทุกคนได้ตระหนักถึงความสวยงาม ความมหัศจรรย์ของวิทยาศาสตร์ รวมถึงมีความรู้วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์อย่างเพียงพอสำหรับร่วมอภิปรายประเด็นที่เกี่ยวข้องในพื้นที่สาธารณะ เป็นผู้บริโภคเทคโนโลยีสารสนเทศในการดำรงชีวิตอย่างรอบคอบ สามารถเรียนรู้ด้วยตัวเองอย่างต่อเนื่อง มีทักษะการทำงานต่างๆ มิใช่เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และเทคโนโลยีเท่านั้น” (NRC 2012, p.1)
วิสัยทัศน์การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์สากล คือ ต้องการให้ผู้เรียนสามารถทำความเข้าใจการทำโลกธรรมชาติ ในฐานะพลเมืองสังคมประชาธิปไตยเรียกร้องให้พวกเขาสามารถคิดอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ และตัดสินใจอย่างเป็นเหตุเป็นผล บนประจักษ์พยานหลักฐาน รวมถึงโอกาสทางเศรษฐกิจ การจัดการเรียนรู้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายดังกล่าวจึงไม่ใช่เพียงการเน้นที่ เนื้อหาวิทยาศาสตร์ (content of science) เท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น การจดจำข้อเท็จจริงหรือแนวคิดวิทยาศาสตร์ได้มากมาย แต่ต้องให้ความสำคัญกับ การกระทำทางวิทยาศาสตร์(doing in science) ซึ่งครอบคลุมถึงอุปนิสัยในการคิด (habit of mind) ทักษะการทำงาน(skills) และความสามารถในการผสานวิทยาศาสตร์กับการดำเนินชีวิตหรือในฐานะกิจกรรมอย่างหนึ่งของมนุษย์ที่ควรให้ความสนใจ
ข้อเขียนนี้ต้องการเสนอแนวทางการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ใน A Framework for K-12 science Education และ Next Generation Science Standards หรือ NGSS ซึ่งแนวทางเหล่านี้เกิดขึ้นภายหลังข้อถกเถียงอย่างยาวนานในสหรัฐอเมริกา แม้จะยอมรับการว่าควรสอนวิทยาศาสตร์ด้วยแนวทางการสืบเสาะ(investigation) โดยหยิบยกบางประเด็นขึ้นมาแล้วเจาะลึกลงไป แต่อุดมคติดังกล่าวกับสวนทางอย่างชัดเจนกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในชั้นเรียน นักเรียนจะต้องจดจำข้อเท็จจริงต่าง ๆ มากกมาย การปฏิบัติการ/การทดลองที่มีขั้นตอนกำหนดมาอย่างตายตัว และครูผู้สอนเองก็ต้องสอนให้ครบ ครอบคลุมเนื้อหาในเวลาอันจำกัด ผลที่เกิดขึ้นกลับกลายเป็นว่านักเรียนจะต้องเรียนในทุกเรื่องอย่างผิวเผิน แทนที่จะลึกซึ้งอย่างที่ควรจะเป็น Framework และ NGSS จึงถูกนำเสนอขึ้นมาโดยคาดหวังว่าจะแก้ปัญหาและปรับทิศทางการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จากการเน้นรายละเอียดข้อเท็จจริงสู่การให้นักเรียนได้เป็นผู้กระทำผ่านการมองแนวคิดวิทยาศาสตร์ในภาพรวม(big-picture ideas) โดยมี 3 มิติ ดังนี้
• แนวทางการทำงานของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ (Science and engineering practices)
• แนวความคิดข้ามสาขาวิชา (Crosscutting concepts)
• แนวคิดความคิดหลักแห่งสาขาวิชา (Disciplinary core ideas)
1. แนวทางการทำงานของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ (Science and engineering practices)
• การตั้งคำถาม(สำหรับวิทยาศาสตร์)และกำหนดปัญหา(สำหรับวิศวกรรมศาสตร์)
• การพัฒนาและใช้แบบจำลอง (สำหรับอธิบาย ทำนาย ฯ ปรากฏการณ์ที่กำลังศึกษา)
• การวางแผนและดำเนินการสืบเสาะ
• การใช้คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีสารสนเทศ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ และการคิดเชิงคำนวณ
• การสร้างคำอธิบาย(สำหรับวิทยาศาสตร์) การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา(สำหรับวิศวกรรมศาสตร์)
• การมีส่วนร่วมในกิจกรรมการโต้แย้งบนประจักษ์พยานหลักฐาน
• การรวบรวม ประเมิน และสื่อสารสารสนเทศ
2. แนวความคิดข้ามสาขาวิชา (Crosscutting concepts)
• แนวคิดเกี่ยวกับรูปแบบ
• ความเป็นสาเหตุและผล : กลไกลและการอธิบาย
• มาตราส่วน สัดส่วน และปริมาณ
• แบบจำลองและแบบจำลองระบบ
• สสารและพลังงาน : สายกระแส, วัฏจักร และการอนุรักษ์
• ความคงที่และการเปลี่ยนแปลง
3. แนวความคิดหลักแห่งสาขาวิชา (Disciplinary core ideas)
3.1 วิทยาศาสตร์กายภาพ (Physical Science)
• สสารและปฏิสัมพันธ์
• การเคลื่อนที่และความคงที่ : แรงและปฏิสัมพันธ์
• พลังงาน
• คลื่นและการประยุกต์ใช้เพื่อการถ่ายโอนสารสนเทศ
3.2 วิทยาศาสตร์ชีวภาพ (Life Science)
• จากโมเลกุลสู่สิ่งมีชีวิต : โครงสร้างและกระบวนการ
• ระบบนิเวศ : ปฏิสัมพันธ์ พลังงาน และพลวัต
• พันธุกรรม : การถ่ายทอดและการเปลี่ยนแปลงของชีวลักษณ์
• วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต : เอกลักษณ์และพหุลักษณ์
3.3 วิทยาศาสตร์ของโลกและอวกาศ
• โลกกับจักรวาล
• ระบบของโลก
• โลกและกิจกรรมของมนุษย์
3.4 วิศวกรรมศาสตร์ เทคโนโลยี และการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์
• การออกแบบเชิงวิศวกรรม
• ความเชื่อมโยงระหว่างวิศวกรรมศาสตร์ เทคโนโลยี วิทยาศาสตร์และสังคม
อย่างไรก็ตามการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามแนวทางนี้ เป็นการส่งเสริมนักเรียนให้เกิดการเรียนรู้และดำเนินการในสามมติไปในเวลาเดียวกัน ในขณะที่นักเรียนทำความเข้าใจแนวคิดวิทยาศาสตร์ (Disciplinary core concepts) พวกเขาสามารถที่จะหยิบแนวคิดข้ามสาขาวิชา(Crosscutting concepts)ในฐานะเครื่องมือ หรือแว่นสำหรับศึกษาปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร และทำงานอย่างไร รวมถึงแนวทางการทำงานของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์(Science and engineering practices) ช่วยตั้งคำถามสำหรับการสืบเสาะซึ่งเป็นกระบวนการที่นำไปสู่ผลลัพธ์คือ ความรู้ มโนทัศน์ ทฤษฎี หรือกฎทางวิทยาศาสตร์ กำหนดปัญหาสำหรับออกแบบแบบจำลองใหม่เพื่อแก้ปัญหาเหล่านั้น
ในท้ายที่สุดเราก็จำเป็นต้องตั้งคำถามเกี่ยวกับการนำแนวทางดังกล่าวลงไปสู่ชั้นเรียนอย่างไร แน่นอนว่าคนที่มีบทบาทสำคัญและใกล้ชิดกับนักเรียนมากที่สุดคือ ครู เมื่อพิจารณาคำถามนี้ เราจะพบว่าครูส่วนหนึ่ง จะนึกถึงรูปแบบวิธีการสอนอย่างใดอย่างหนึ่งที่เป็นสากล ใช้ได้กับทุกบริบทและโอกาสเวลา มีขั้นตอนชัดเจน สามารถนำกลับไปใช้ได้เลยเมื่อเข้าสู่ชั้นเรียน ผู้เขียนคิดไม่มีรูปแบบการสอนใดที่เป็นอย่างนั้นได้ ด้วยเหตุผลสำคัญว่านักเรียนไม่ใช่วัตถุแต่เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความคิดจิตใจ ความคิดพวกเขาแต่ละคนถูกหล่อหลอมมาจากประสบการณ์ที่แตกต่างกัน ความแตกต่างระหว่าง หรือแม้กระทั่งประเพณี วัฒนธรรมและความเชื่อ สิ่งเหล่านี้ในการศึกษาวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษาได้ตระหนักแล้วว่ามีอิทธิพลต่อการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ กระนั้นผู้เขียนไม่ได้ปฏิเสธว่ารูปแบบการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เป็นขั้นตอนชัดเจนนั้นเป็นปัญหา แต่ปัญหาที่กำลังเสนอนี้อยู่ในระดับความเชื่อของผู้เลือกใช้ ฉะนั้นเราสามารถมองประเด็นดังกล่าวในอีกมุมได้ว่า “แนวทางแบบใดที่ควรลด และแนวทางแบบใดที่ควรส่งเสริมในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์?”เพื่อเป็นกรอบกว้างๆ สำหรับการเลือกปรับใช้ตามความเหมาะสมของบริบท ซึ่งผู้เขียนพบว่า National Research Council (2015) ได้เสนอไว้ดังตารางด้านล่างนี้
กล่าวโดยสรุป ข้อเขียนนี้ผู้เขียนพยายามเสนอวิสัยทัศน์การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ กรณีศึกษาประเทศสหรัฐอเมริกา ตามที่ปรากฏในเอกสาร A Framework for K-12 science Education และ Next Generation Science Standards หรือ NGSS โดยมีใจความสำคัญคือการเคลื่อนจุดเน้นของการเรียนวิทยาศาสตร์อิงเนื้อหา สู่การบูรณาการเนื้อหาเข้ากับวิธีคิดและทำความเข้าใจโลกธรรมชาติ วิธีการทำงานของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ บนเป้าหมายที่ต้องการเตรียมนักเรียนในฐานะคนรุ่นต่อไปที่เป็นผู้ขับเคลื่อนสังคม ให้พร้อมรับกับความเปลี่ยนแปลงในยุคที่เราความเข้าใจต่อสิ่งใดสิ่งหนึ่งมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงและถูกแทนที่อย่างรวดเร็ว เราคงจะคุ้นเคยกับสำนวนไทยใช้เปรียบเปรยว่า ครูควรปรับเปลี่ยนบทบาทจากการจับปลาให้นักเรียน มาเป็นผู้หยิบยื่นเครื่องมือจับปลาให้พวกเขาหากินเอง แต่จากสภาวการณ์ปัจจุบันครูและผู้มีส่วนร่วมในการจัดการเรียนรู้อาจจะต้องขยับไปอีกขั้นหนึ่ง คือ ช่วยให้นักเรียนแต่ละคนได้เลือกหรือสร้างเครื่องมือขึ้นมาเอง ซึ่งเรียกร้องให้ต้องทบทวนความเชื่อ(Beliefs) แนวทางการปฏิบัติ(Practices) หรือแม้กระทั่งในระดับนโยบาย(Policy) ขณะนี้ผู้เขียนยังไม่แน่ใจว่าเราอยู่ตรงไหน ? ซึ่งดูเหมือนว่าเรากำลังวุ่นวายอยู่กับการกำหนด“ตัวปลา” มากกว่า ?
เอกสารอ้างอิง
- National Research Council.(2012) A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Committee on a Conceptual Framework for New K-12 Science Standards. Board on Science Education., Division of Behavioral and Social Science and Education. Washington, DC: The National Academies Press.
- National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine.(2015). Science Teacher Learning: Enhancing Opportunities, Creating Supportive Contexts. Committee on Strengthening Science Education and Teacher Advisory Council, Division of of Behavioral and Social Science and Education. Washington, DC: The National Academies Press.