ปัจจัยพื้นฐานและปัจจัยความสำเร็จการทำบทเรียน STEM ระดับประถมศึกษา

Science Technology Engineering and Mathematics หรือ “STEM” เป็นหลักสูตรที่ตั้งอยู่บนพื้นฐานความคิดในการให้ความรู้แก่นักเรียนใน 4 สาขาวิชาเฉพาะได้แก่ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์ โดยรวมเอากระบวนทัศน์การเรียนรู้ทั้งสี่วิชานี้เข้าด้วยกันผ่านการเรียนรู้แบบผสมผสาน เพื่อให้ผู้เรียนสามารถนำไปปรับใช้ได้ในชีวิตจริง และต่อยอดสู่การประกอบอาชีพในอนาคต  

แม้ว่าสหรัฐอเมริกาจะเคยเป็นผู้นำด้านนี้มาก่อน แต่ปัจจุบันกลับพบว่านักเรียนจำนวนน้อยที่ให้ความสนใจ จากรายงานของกระทรวงศึกษาธิการสหรัฐได้ชี้ให้เห็นว่า มีนักเรียนมัธยมเพียง 16% เท่านั้นที่ให้ความสนใจกับอาชีพ STEM และได้พิสูจน์ความสามารถทางคณิตศาสตร์แล้ว นอกจากนี้พบว่าเกือบ 28% ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายมีความสนใจในสาขาที่เกี่ยวข้องกับ STEM โดย 57% ของนักเรียนระบุว่าจะหมดความสนใจเมื่อพวกเขาจบการศึกษาจากโรงเรียนมัธยม เป็นผลให้ในปี 2009 รัฐบาลโอบามาประกาศแคมเปญ “ความรู้เพื่อนวัตกรรม” เพื่อกระตุ้นและสร้างแรงบันดาลใจให้กับนักเรียนที่มีความรู้ความสามารถทางด้าน STEM โดยมีเป้าหมายเพื่อผลักดันให้นักเรียนชาวอเมริกันขึ้นเป็นอันดับต้น ๆ ในเวทีโลก นอกจากนี้แคมเปญนี้สะท้อนถึงปัญหาการมีจำนวนครูที่มีทักษะไม่เพียงพอที่จะให้ความรู้ในวิชาเหล่านี้

ในปี 2014 รัฐบาลโอบามาได้ทุ่มงบว่า 3.1 พันล้านเหรียญสหรัฐให้กับโครงการของรัฐบาลกลางด้านการศึกษา STEM เพิ่มขึ้น 6.7% จากปี 2012 เพื่อรับสมัครและสนับสนุนอาจารย์สอนทางด้าน STEM รวมถึงสนับสนุนโรงเรียนมัธยมที่เน้นไปที่ STEM ด้วย STEM Innovation Networks ผ่านการสนับสนุนงบประมาณในโครงการวิจัยขั้นสูงเพื่อการศึกษาเพื่อทำความเข้าใจเทคโนโลยีการเรียนรู้สู่รุ่นต่อไปให้ดียิ่งขึ้น

ความสำคัญของการศึกษาเรื่อง STEM          

ตามรายงานจากเว็บไซต์ STEMconnector.org ได้เผยว่าภายในปี 2018 ความต้องการแรงงานที่เกี่ยวข้องกับ STEM จะอยู่ที่ราว 8.65 ล้านคน นอกจากนี้จากการสำรวจสถิติแรงงานของสหรัฐฯ ยังสะท้อนให้เห็นถึงปัญหาที่เกิดขึ้นกับภาคการผลิตจากการขาดแคลนแรงงานที่มีทักษะที่จำเป็นในกลุ่มสาขาทางด้านคอมพิวเตอร์ วิศวกรรม วิทยาศาสตร์กายภาพ วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต และคณิตศาสตร์

ปัจจัยพื้นฐานที่ส่งผลต่อความสำเร็จในการสร้างนวัตกรรมในโรงเรียน

1.วิสัยทัศน์และพันธกิจ     

วิสัยทัศน์และพันธกิจของโรงเรียน เป็นแนวทางในการทำงาน นักเรียนจะเรียนรู้จากค่านิยมหลักจากการสอบถาม การวิจัย การทำงานร่วมกัน และการนำเสนอในชั้นเรียน

2.หน้าที่และพันธกิจของครูผู้สอน         

ครูผู้สอนต้องทำความเข้าใจถึงโครงการและวิธีการทำงาน พันธกิจไม่ควรมีเงื่อนไขในการปิดบังเนื้อหาการสอนและการเรียนรู้

3. การดำเนินงาน         

ครูผู้สอนควรเป็นผู้นำด้านวิชาการ วินัยหรือความปลอดภัยของโรงเรียน เช่นเดียวกับครูประจำชั้นในห้องเรียนที่ควรฝึกฝนวัฒนธรรมการดูแลเอาใจใส่นักเรียน ส่งเสริมการทำงานร่วมกันและการดูแลเอาใจใส่กัน

4.วัฒนธรรมและการเรียนการสอน         

โรงเรียนที่ประสบความสำเร็จทุกแห่งมีวัฒนธรรมของโรงเรียนที่แข็งแกร่ง รวมถึงครูผู้สอนมีความสามารถและโปรแกรมการสอนที่ออกแบบที่ดี

5.การพัฒนาที่ยั่งยืน         

โรงเรียนที่ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนผ่านมีการวางแผน และพยายามที่จะเปลี่ยนเป็นโรงเรียนที่มีชีวิต

ความสำเร็จ STEM โรงเรียนประถม กับกลยุทธ์ที่จะส่งผลกระทบต่อการเรียนรู้ของนักเรียน         

เป้าหมายที่สำคัญคือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโรงเรียนในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมและคณิตศาสตร์ (STEM) และเพื่อเพิ่มทักษะทางภาษาวิชาการโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบูรณาการความต้องการของภาษาพี้นที่ STEM ลงในหลักสูตร ผ่านการพัฒนาภาษาอย่างเข้มแข็ง โปรแกรมการเรียนการสอนเนื้อหาถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มการป้อนข้อมูลที่เข้าใจของภาษาวิชาการในทุกกลุ่มนักเรียนในระดับชั้นประถมศึกษา

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อความสนใจในอาชีพ STEM         

ปัจจัยที่มีผลต่อความสนใจในอาชีพ STEM คือ กิจกรรมในห้องเรียน กิจกรรมนอกห้องเรียน อิทธิพลทางสังคม และอิทธิพลของสื่อ

กิจกรรมในห้องเรียน

นักเรียนจะได้สัมผัสกับสภาพแวดล้อมและหลักสูตรของโรงเรียนที่สนับสนุนการมีส่วนร่วมในกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้น สภาพแวดล้อมของโรงเรียน กลยุทธ์การสอนและการเรียนรู้จึงมีความสำคัญต่อการ พัฒนาทักษะที่จำเป็นสำหรับสาขาของ STEM จากการศึกษากลยุทธ์การแก้ปัญหากิจกรรมพบว่า การปรับเนื้อให้วิทยาศาสตร์ให้เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวัน และการเรียนรู้ผ่านความร่วมมือในการทำกิจกรรม รวมถึงการทำงานกลุ่มเป็นสิ่งที่จะกระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้ได้

กิจกรรมนอกห้องเรียน

การศึกษา STEM นอกห้องเรียนเปรียบเสมือนส่วนเติมเต็มการเรียนรู้ เนื่องจากเป็นสิ่งที่ดึงดูดให้นักเรียนเข้าร่วม ซึ่งมีผลกระทบในเชิงบวกต่อนักเรียนที่เข้าร่วมกิจกรรม ทั้งในแง่ของความรู้ และทัศนคติ ตลอดจนความปรารถนาในการทำงานที่เกี่ยวข้องกับ STEM กิจกรรมนอกห้องเรียนในสาขาวิทยาศาสตร์ ได้แก่ ค่ายวิทยาศาสตร์การเรียนรู้ในศูนย์วิทยาศาสตร์ พิพิธภัณฑ์สวนสัตว์ การแข่งขันหุ่นยนต์ และการสัมภาษณ์นักวิทยาศาสตร์ สำหรับประโยชน์ของ STEM นอกจากจะเป็นการเรียนรู้ที่สนุกสนาน จากการประยุกต์คณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ไปพร้อมๆ ยังมีส่วนในการเสริมสร้างความมั่นใจให้กับผู้เข้าร่วมและสร้างความสนิทสนมระหว่างผู้เข้าร่วม

อิทธิพลทางสังคม         

การสนับสนุนของบุคคลใกล้ ได้แก่ พ่อ-แม่ ผู้ปกครอง สมาชิกในครอบครัว และครูอาจารย์ มีบทบาทสำคัญต่อการตัดสินใจเลือกอาชีพและมีส่วนช่วยในการรับรู้เชิงบวก โดยผู้ปกครองมีอิทธิพลต่อนักเรียนมากที่สุด ด้านตัวนักเรียนทัศนคติมีส่วนสำคัญต่อการตัดสินใจเนื่องจากการมีทัศนคติในเชิงบวกและลบจะส่งผลต่อมุมมองและความเข้าใจต่ออาชีพ

อิทธิพลของสื่อ         

อิทธิพลของสื่อมีทั้งในรูปสิ่งพิมพ์หรือสื่ออิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าจะเป็นอินเทอร์เน็ต หนังสือพิมพ์ นิตยสารวิทยาศาสตร์ยอดนิยม หนังสือ ภาพยนตร์ และรายการที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ ล้วนมีอิทธิพลต่อความสนใจในอาชีพ STEM และมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมความสนใจในการศึกษา STEM รวมถึงอาชีพ STEM เนื่องจากมีวิธีการนำเสนอที่เข้าใจง่ายและน่าสนใจทำให้สามารถดึงดูดและเข้านักเรียนได้

ปัจจัยความสำเร็จทำไมต้องมี STEM ในโรงเรียนประถมศึกษา         

ครูผู้สอนที่มีประสิทธิภาพมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการเรียนรู้ของเด็ก จากวิธีที่ครูผู้สอนระดับประถมศึกษาเลือกใช้

1.การเปลี่ยนกระบวนทัศน์จากครูเป็นศูนย์กลางการเรียนการสอนเป็นนักเรียนเป็นศูนย์กลาง         

การเรียนการสอนมีนักเรียนเป็นศูนย์กลางของการเรียนรู้ในห้องเรียน ครูและนักเรียนมีปฏิสัมพันธ์อย่างเท่าเทียมกัน เปิดโอกาสให้สร้างความเข้าใจจากการกระทำของพวกเขา การศึกษาในวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ผ่านการสร้างแบบจำลองในห้องเรียน การมีส่วนร่วมของนักเรียน กลยุทธ์การวิจัยและการโต้ตอบการมีส่วนร่วม โดยครูผู้สอนสร้างสภาพแวดล้อมที่ STEM เป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติและเป็นจริงของหลักสูตร

2.เพิ่มขีดความสามารถ         

ครูเปิดโอกาสให้เด็กได้แสดงความคิดเห็นและลงมือปฏิบัติอย่างอิสระ เด็กได้เลือกใช้อุปกรณ์ที่ครูจัดให้ตามความคิดสร้างสรรค์ของเด็ก

3.สร้างความไว้วางใจและความเชื่อมั่น         

ครูได้ถ่ายทอดบทเรียนการพัฒนาที่ส่งเสริมให้เกิดนวัตกรรมการปลูกฝังการแก้ปัญหาและการคิดเชิงตรรกะ โดยการบูรณาการกิจกรรม STEM ในบทเรียนที่มีครูที่มีประสบการณ์และการมีส่วนร่วมของนักเรียนในการเรียนรู้ ผลที่ได้รับคือความไว้วางใจและกลายเป็นความมั่นใจ เปิดโอกาสนักเรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ ฝึกคิดตั้งคำถามในการเรียนรู้ต่างๆ

4.การสร้างการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรม         

ผู้บริหารโรงเรียนและครูผู้สอนมีความมุ่งมั่นที่จะเปลี่ยนบทบาทของ STEM ในหลักสูตรและวิธีการสอน เพื่อสนับสนุนวิสัยทัศน์และวัฒนธรรมใหม่ได้นำไปสู่การส่งเสริมให้นักเรียนมีส่วนร่วมและมีแรงจูงใจ มีความพร้อมที่จะเผชิญกับความท้าทางทางเศรษฐกิจโลก โรงเรียนที่ได้รับการฝึกฝนการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมอย่างยั่งยืน ครูและนักเรียนได้เรียนรู้วิธีการเดียวกันกับนักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์เรียนรู้จะทำให้เป็นคนที่มีทักษะสูงในอนาคต

แหล่งที่มา :

https://www.livescience.com/43296-what-is-stem-education.html

https://www.kqed.org/mindshift/47587/five-guidelines-to-make-school-innovation-successful https://www.idra.org/resource-center/an-elementary-schools-stem-success-story/

https://www.eduhk.hk/apfslt/v19_issue2/rahman/page3.htm