หากกล่าวถึงเทศกาลแห่งความรัก หลายท่านมักจะนึกถึงเทศกาลวันวาเลนไทน์ในช่วงเดือนกุมภาพันธ์ แต่ในเดือนกรกฎาคมก็มีเทศกาลแห่งความรักเช่นกัน เทศกาลทานาบาตะ (七夕祭り - ทานาบาตะ มัทสึริ) เป็นเทศกาลแห่งความรักที่จัดขึ้นปีละหนึ่งครั้งในทุก ๆ วันที่ 7 กรกฎาคมของทุกปี ตำนานเรื่องเล่าของเทศกาลทานาบาตะได้รับอิทธิพลมาจากตำนานเทศกาลชีซี่ (七夕节 - ชีซี่เจี๋ย) ของประเทศจีน โดยกล่าวถึงเรื่องราวความรักของเจ้าหญิงทอผ้า “โอริฮิเมะ” กับหนุ่มเลี้ยงวัว “ฮิโกโบชิ” เมื่อทั้งสองได้พบรักกัน ต่างคนต่างละทิ้งหน้าที่ของตนเอง ทำให้บิดาของเจ้าหญิงทอผ้าไม่พอใจเป็นอย่างมาก จึงสั่งลงโทษให้ทั้งสองต้องแยกจากกันด้วยแม่น้ำแห่งสวรรค์ เจ้าหญิงทอผ้าจึงเศร้าโศกเสียใจเป็นอย่างมาก บิดาของเจ้าหญิงทอผ้าเกิดความสงสาร จึงอนุญาตให้ทั้งสองได้พบกันปีละหนึ่งครั้งในวันที่ 7 เดือนกรกฎาคมของทุกปี แต่ทั้งสองกลับไม่สามารถข้ามแม่น้ำมาพบกันได้ ฝูงนกกางเขนจึงใช้ตัวเองเป็นสะพานให้โอริฮิเมะกับฮิโกโบชิได้ข้ามแม่น้ำมาพบกัน (พัชริดา ยั่งยืนเจริญสุข, 2564) อย่างไรก็ตาม ประเทศญี่ปุ่นก็ให้ความสำคัญกับเทศกาลทานาบาตะเช่นเดียวกัน ดังจะเห็นได้จากเอกลักษณ์ทางวัฒนธรรมของชาวญี่ปุ่น เช่น การอธิษฐานขอพรด้วยกระดาษทังซะคุ (Tanzaku) การประดับตกแต่งถนนด้วยโคมไฟหลากสี การแต่งกายด้วยชุดยูกาตะ (Yukata) (องค์การส่งเสริมการท่องเที่ยวแห่งประเทศญี่ปุ่น, 2560) จะเห็นได้ว่า ตำนานความรักในเทศกาลทานาบาตะมีรายละเอียดที่ปรากฏเอกลักษณ์เฉพาะ และสามารถนำมาบูรณาการจัดเป็นกิจกรรมการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงวัฒนธรรมเข้ากับวิทยาศาสตร์ โดยผ่านกิจกรรมสะเต็มศึกษาได้ บทความนี้จึงมุ่งนำเสนอตัวอย่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา โดยใช้เทศกาลทานาบาตะเป็นมุมมองหลักในการออกแบบแนวทางการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในสถานการณ์

สะเต็มศึกษา

     สะเต็มศึกษา (STEM Education) เป็นการบูรณาการความรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี เพื่อสร้างนวัตกรรมหรือแก้ปัญหา ผ่านกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (Bybee, 2013; King & English, 2016) เป้าหมายสำคัญของการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา ครอบคลุมการพัฒนาการคิดขั้นสูง (Baharin, Kamarudin, & Manaf, 2018) การทำงานเป็นทีม (Roehrig, Dare, Ring-Whalen, & Wieselmann, 2021) รวมทั้งการเชื่อมโยงความรู้ที่เกี่ยวข้องเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ (Kandil, 2021) อย่างไรก็ตาม การจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาสามารถดำเนินการได้หลากหลายแนวทาง ผู้เขียนได้นำเสนอการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา โดยใช้การออกแบบทางวิศวกรรมแบบ SLED (The Science Learning through Engineering Design (SLED) Model for Engineering Design) (Capobianco, Nyquist, & Tyrie, 2013) ซึ่งมีจุดเน้นที่การประยุกต์ความรู้วิทยาศาสตร์ในการออกแบบแนวทางการแก้ปัญหา และเพื่อให้นักเรียนได้ประยุกต์ความรู้วิทยาศาสตร์ได้อย่างชัดเจน ผู้เขียนจึงกำหนดให้นักเรียนใช้แนวคิดการเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimicry) มาเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบแนวทางการแก้ปัญหาตามสถานการณ์ที่กำหนด

กิจกรรมหลักตามการออกแบบทางวิศวกรรมแบบ SLED

ภาพจาก: https://savvytokyo.com/tanabata-romantic-legend-japan/

แนวคิดการเลียนแบบธรรมชาติ

     แนวคิดการเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimicry) คือ การเลียนแบบสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติมาประยุกต์ใช้ในการแก้ไขปัญหาของมนุษย์ มีต้นกำเนิดมาจากภาษากรีกคำว่า “Bios” แปลว่า “ชีวิต” และ “Mimic” มีความหมายว่า “ลอกเลียนแบบ” จึงเป็นมุมมองของการนำธรรมชาติมาเป็นจุดเริ่มต้นในการศึกษากลยุทธ์ที่ธรรมชาติใช้ในการแก้ปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืน อีกทั้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมด้วย มนุษย์ได้ประยุกต์ใช้ศาสตร์ของแนวคิดการเลียนแบบธรรมชาติในงานออกแบบทางศิลปะและสร้างนวัตกรรมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว หรือเพื่อแก้ไขโจทย์ปัญหาในการดำเนินชีวิตมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ (ชาคริต นิลศาสตร์, 2559) และยังเป็นแนวทางที่ช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้เชิงรุกได้อย่างสอดคล้องกับธรรมชาติของชีววิทยา (ศานิกานต์ เสนีวงศ์ วันชัย น้อยวงค์ และจีรนันท์ เพชรแก้ว, 2567) ดังตัวอย่างต่อไปนี้

     ตัวอย่างที่ 1 การลอกเลียนแบบรูปร่างลักษณะทางกายภาพของสิ่งมีชีวิต เช่น อิจิ นากาซึ วิศวกรออกแบบรถไฟความเร็วสูงและเป็นนักส่องนกมืออาชีพ เขาค้นพบพฤติกรรมการพุ่งลงไปจับปลาในน้ำและด้วยรูปทรงของจะงอยปากที่เรียวยาวของนกกระเต็น (Kingfisher) ซึ่งช่วยลดแรงต้านแม้จะดำน้ำลึกลงไป แต่เมื่อโผล่พ้นน้ำขึ้นมากลับไม่มีการกระจายวงน้ำหรือมีน้อยมาก อิจิ นากาซึ จึงนำลักษณะจะงอยปากเรียวยาวของนกกระเต็นมาออกแบบเป็นหัวรถไฟทรงหัวกระสุน ชาวญี่ปุ่นจึงได้รถไฟชินคันเซนที่สามารถวิ่งด้วยความเร็วสูง มีเสียงเงียบ และใช้พลังงานไฟฟ้าลดลงถึงร้อยละ 15 (ธเนศ รัตนกุล, 2561)

     ตัวอย่างที่ 2 การลอกเลียนแบบกระบวนการของสิ่งมีชีวิต เช่น Jube อุปกรณ์จับแมลงที่เลียนแบบการทำงานของต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง โดยมีหลักการใช้อย่างง่ายคือ เมื่อนำเศษอาหารใส่ลงใน Jube แมลงจะเข้าไปกินอาหารในโพรงและติดอยู่ด้านใน ไม่สามารถหนีหรือปีนออกมาได้ (ชาคริต นิลศาสตร์, 2559)

     ตัวอย่างที่ 3 การลอกเลียนแบบระบบนิเวศที่มีอยู่ในธรรมชาติ เช่น โครงการ Bosco Verticale กรุงมิลาน ประเทศอิตาลี โดยสถาปนิกชื่อ Stefano Boeri ออกแบบอาคารที่อยู่อาศัยในเมืองสูง 27 ชั้น โดยได้แรงบันดาลใจจากระบบนิเวศของต้นไม้ ในด้านของการแลกเปลี่ยนแก๊ส การสังเคราะห์ด้วยแสง และการคายน้ำของพืช เพื่อเพิ่มความชื้นสัมพัทธ์ให้กับพื้นที่ภายในและโดยรอบ สามารถลดอุณหภูมิและเพิ่มพื้นที่สีเขียวภายในโครงการ และยังมีการออกแบบระบบน้ำที่ใช้เพื่อการเจริญเติบโตของต้นไม้ไว้อย่างดี ซึ่งเป็นการใช้น้ำรีไซเคิลที่ได้จากน้ำทิ้งของอาคารตามแนวทางการออกแบบอย่างยั่งยืน (ต่อพงษ์ ลิ่มลัญจกร, 2565)

ตัวอย่างกิจกรรมการเรียนรู้ กระบวนการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาโดยใช้ SLED Model

     ผู้เขียนออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาโดยใช้ SLED Model โดยมีเป้าหมายเพื่อให้นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 ที่เข้าร่วมกิจกรรมสะเต็มศึกษาสามารถออกแบบที่รองแก้วได้ตรงกับเงื่อนไขและแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในสถานการณ์ ภายในระยะเวลา 3 ชั่วโมง ผู้เขียนทั้ง 3 คนเป็นผู้สอนกิจกรรมดังกล่าว โดยมีรายละเอียดของกิจกรรมแต่ละขั้น ดังนี้

ขั้นที่ 1 ระบุปัญหา (Identify Problem)

     ครูนำเสนอสถานการณ์การใช้ที่รองแก้วกระดาษรองแก้วชาเขียวเย็นในช่วงงานเลี้ยงเทศกาลทานาบาตะของครอบครัว เพื่อให้นักเรียนวิเคราะห์ปัญหาและสาเหตุของปัญหาที่เกิดขึ้น โดยให้นักเรียนฟังเรื่องราว อ่านเรื่องเล่า โดยครูนำเสนอสถานการณ์เกี่ยวกับที่รองแก้วที่เป็นกระดาษในงานเลี้ยงเทศกาลทานาบาตะที่เปื่อยยุ่ยได้ง่าย ไม่สามารถรองรับน้ำจากแก้วได้ และไม่มีลวดลายที่รองแก้วที่เข้ากับเทศกาลทานาบาตะ พร้อมทั้งเล่าถึงความเป็นมาของเทศกาลทานาบาตะ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้นักเรียนได้เผชิญกับปัญหาการเปื่อยยุ่ยของที่รองแก้วกระดาษ จึงนำตัวอย่างที่รองแก้วมาให้นักเรียนแต่ละคนได้สังเกตและสำรวจข้อมูลพื้นฐานของที่รองแก้ว เช่น รูปทรงของที่รองแก้ว วัสดุที่ใช้ในการสร้าง ความทนทานของที่รองแก้ว ลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อเปียกน้ำ และให้นักเรียนได้วัดความยาวของเส้นผ่านศูนย์กลางของแก้วที่ใช้ในกิจกรรม (ภาพ 1) จากนั้นครูนำเสนอตัวอย่างของการใช้ประโยชน์จากแนวคิดการเลียนแบบสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติ (Biomimicry) และนำเสนอวัสดุสุ่มจากสิ่งของเหลือใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น แกนกระดาษทิชชู กล่องกระดาษทิชชู กล่องนม แผงไข่กระดาษ และกาบมะพร้าว (ภาพ 2) เพื่อให้นักเรียนร่วมกันวิเคราะห์ปัญหาที่เกิดขึ้นจากสถานการณ์ จากนั้นครูและนักเรียนร่วมกันกำหนดเงื่อนไขในการออกแบบแนวทางการแก้ปัญหา ได้แก่ รูปลักษณ์เหมาะสมกับเทศกาลทานาบาตะ ใช้วัสดุสุ่มเป็นส่วนหนึ่งของที่รองแก้ว วัสดุปลอดภัย ไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้งาน ผลงานสะท้อนถึงการเลียนแบบธรรมชาติ อีกทั้งกำหนดข้อจำกัดในการออกแบบคือ ใช้เวลาในการออกแบบและสร้างชิ้นงาน 30 นาที

ภาพ 1 ตัวอย่างชิ้นงานที่ให้นักเรียนได้สัมผัสและสำรวจตรวจสอบข้อมูลเบื้องต้น (ซ้าย) ที่รองแก้วที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน และมีลวดลายต่างกัน (ขวา) ใช้ไม้บรรทัดวัดขนาดของแก้ว

ภาพ 2 วัสดุสุ่มจากสิ่งของเหลือใช้ในชีวิตประจำวัน (ซ้าย) แกนกระดาษทิชชู (ขวา) กาบมะพร้าว

ขั้นที่ 2 แลกเปลี่ยนและวางแผน (Share and Develop a Plan)

    นักเรียนแต่ละกลุ่มพูดคุยแลกเปลี่ยนข้อมูลกับเพื่อนสมาชิกภายในกลุ่ม โดยแลกเปลี่ยนข้อมูลในหัวข้อประเด็นปัญหา สาเหตุของปัญหา และผลกระทบที่เกิดขึ้น นักเรียนรายบุคคลศึกษาข้อมูลที่รองแก้วจากตัวอย่างที่รองแก้วในขั้นที่ 1 จากนั้นดำเนินการออกแบบที่รองแก้วตามมุมมองของตนเองที่สอดคล้องกับเงื่อนไขที่กำหนด คนละ 2 ภาพ พร้อมทั้งระบุรายละเอียดของภาพที่วาดขึ้น ตัวอย่างดังภาพ 3

     เมื่อนักเรียนแต่ละคนมีข้อมูลภาพร่างที่รองแก้วของตนเองแล้ว จะนำเสนอแนวทางการแก้ไขปัญหาของตนเองให้กับเพื่อนในกลุ่มจนครบทุกคนตามจำนวนสมาชิกภายในกลุ่ม การแลกเปลี่ยนเรียนรู้นำไปสู่การลงความเห็นและตัดสินใจเลือก 1 แนวทางการแก้ไขปัญหาที่เหมาะสมและมีความสอดคล้องกับเงื่อนไขและข้อจำกัดมากที่สุดภายใต้สถานการณ์ที่ครูกำหนดขึ้น

ภาพ 3 แบบบันทึกคำชี้แจงและพื้นที่ในการวาดภาพที่รองแก้ว ตามมุมมองของนักเรียนรายบุคคล

ขั้นที่ 3 สร้างและทดสอบ (Create and Test)

     นักเรียนแต่ละกลุ่มจะออกแบบที่รองแก้วเป็นแบบร่าง (Prototype) บนกระดาษฟลิปชาร์ทจากการเลือกแนวทางการแก้ไขปัญหาในขั้นที่ 2 โดยแบบร่างนี้จะมีการระบุรายละเอียดของวัสดุ แนวคิดวิธีการใช้งานคร่าว ๆ ตามที่นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันออกแบบที่รองแก้วให้สอดคล้องกับเงื่อนไขและข้อจำกัด โดยมีครูเป็นผู้สนับสนุนการเรียนรู้ โดยกระตุ้นให้ผู้เรียนออกแบบที่รองแก้วโดยคำนึงถึงการเชื่อมโยงกับแนวคิดของเทศกาลทานาบาตะและการใช้แนวคิดการเลียนแบบธรรมชาติในการออกแบบที่รองแก้ว ตัวอย่างแบบบันทึกกิจกรรมในขั้นนี้แสดงดังภาพ 4 และตัวอย่างแบบร่างของนักเรียนแต่ละกลุ่มแสดงดังหัวข้อถัดไป

ภาพ 4 ตัวอย่างแบบบันทึกกิจกรรมสำหรับการระดมความคิดเพื่อวาดภาพแบบร่างของที่รองแก้ว

ขั้นที่ 4 นำเสนอและรับฟังข้อเสนอแนะ (Communicate Results and Gather Feedback) และขั้นที่ 5 ปรับปรุงและทดสอบซ้ำ (Improve and Retest)

     ในขั้นนี้นักเรียนแต่ละกลุ่มจะนำเสนอผลงานการออกแบบแบบร่าง (Prototype) พร้อมทั้งรายละเอียดของที่รองแก้วหน้าชั้นเรียน และตอบคำถามที่ได้รับจากสมาชิกกลุ่มอื่น ซึ่งนักเรียนแต่ละกลุ่มจะสวมบทบาทกลุ่มละ 1 บทบาท จากทั้งหมด 4 บทบาท ได้แก่ 1. ผู้ใช้งาน 2. ผู้ขายสินค้า 3. นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม และ 4. ผู้ปกครอง โดยหลังจากที่นักเรียนแต่ละกลุ่มได้รับบทบาทของตนเองแล้ว จะทำการวิเคราะห์แบบร่าง (Prototype) ของกลุ่มที่นำเสนอหน้าชั้นเรียนเพื่อถามคำถามตามบทบาทที่กลุ่มตนเองได้รับ เพื่อการปรับปรุงแบบร่าง (Prototype) ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อจำกัดของเวลาในการจัดกิจกรรมสะเต็มศึกษาในครั้งนี้ นักเรียนแต่ละกลุ่มได้พูดคุยในช่วงเวลาสั้น ๆ เพื่อวางแผนปรับแก้ไขที่รองแก้วในอนาคต แต่ไม่ได้ดำเนินการปรับปรุงและทดสอบซ้ำจริง ๆ

     หากวิเคราะห์การบูรณาการศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสะเต็มที่ปรากฏในกิจกรรมข้างต้น สามารถแสดงรายละเอียดสำคัญได้ดังนี้

     1. วิทยาศาสตร์: การนำแนวคิดการเลียนแบบธรรมชาติมาใช้เป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบที่รองแก้ว การเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมและปลอดภัยต่อผู้ใช้งาน

     2. คณิตศาสตร์: การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของแก้วโดยใช้เครื่องมือวัด

     3. เทคโนโลยี: การวิเคราะห์ข้อจำกัดของอุปกรณ์ เครื่องมือ วัสดุ และเทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างชิ้นงานที่รองแก้วที่มีอยู่เพื่อนำสู่การออกแบบที่รองแก้วที่ลดข้อจำกัดดังกล่าว

     4. วิศวกรรมศาสตร์: กระบวนการออกแบบที่รองแก้วโดยคำนึงถึงเงื่อนไขและข้อจำกัด และตอบสนองความต้องการของลูกค้า รวมทั้งผู้ใช้งาน

ข้อค้นพบจากการวิเคราะห์ตัวอย่างผลงานของนักเรียน

     นักเรียนทั้ง 6 กลุ่มออกแบบที่รองแก้วโดยคำนึงถึงเทศกาลทานาบาตะหรือเทศกาลขอพรจากดวงดาว และการเลียนแบบธรรมชาติ ดังรายละเอียดต่อไปนี้

     ผลงานลักษณะที่ 1 ผลงานที่รองแก้วสะท้อนถึงความรักระหว่าง 2 เพศ ได้แก่ เพศชายและเพศหญิง โดยมีสัญลักษณ์หัวใจปรากฏอยู่บริเวณที่สามารถวางแก้วน้ำได้ ดังผลงานของกลุ่มที่ 2 และกลุ่มที่ 4 ทั้งนี้ การตีความว่าบุคคลที่ปรากฏบนที่รองแก้วเป็นบุคคลต่างเพศกัน พิจารณาจากทรงผมและชุดที่สวมใส่ โดยเพศชายจะมีผมสั้นหรือผมมัดจุกอยู่ด้านหลัง ส่วนเพศหญิงจะมีผมยาวและเกล้าผมสูง ผลงานในลักษณะนี้สอดคล้องกับธรรมชาติของเทศกาลทานาบาตะในมิติของความหมายของเทศกาลทานาบาตะที่เป็นความรักระหว่างเจ้าหญิงทอผ้าและชายเลี้ยงวัวนั่นเอง แสดงดังภาพ 5

ภาพ 5 ผลงานของนักเรียน (ซ้าย) กลุ่มที่ 2 (ขวา) กลุ่มที่ 4

     ผลงานลักษณะที่ 2 ผลงานที่รองแก้วสะท้อนถึงการสานต่อความสัมพันธ์ของบุคคลอันเป็นที่รัก ผ่านการเดินข้ามสะพานเชื่อมมาถึงกัน และการใช้รถไฟ ดังจะเห็นได้จากผลงานกลุ่มที่ 5 นักเรียนออกแบบสะพานที่พาดข้ามแผ่นดินทั้ง 2 ฝั่งของแม่น้ำ ส่วนผลงานกลุ่มที่ 6 นักเรียนออกแบบรถไฟที่เชื่อมต่อการเดินทางระหว่างพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งได้ ผลงานในลักษณะนี้สอดคล้องกับเรื่องเล่าของเทศกาลทานาบาตะ กล่าวคือ เมื่อเจ้าหญิงทอผ้าและชายเลี้ยงวัวตกหลุมรักกันและละทิ้งหน้าที่ของตน ทั้งสองจึงถูกแยกออกจากกันและจะพบกันได้ปีละ 1 ครั้ง ผ่านทางสะพานข้ามทางช้างเผือกที่เชื่อมทั้งคู่ให้มาพบกัน แสดงดังภาพ 6

ภาพ 6 ผลงานของนักเรียน (ซ้าย) กลุ่มที่ 5 (ขวา) กลุ่มที่ 6

     ผลงานลักษณะที่ 3 ผลงานที่รองแก้วสะท้อนถึงวัฒนธรรมด้านการแต่งกายของชาวญี่ปุ่นในฤดูร้อน นั่นคือ ชุดยูกาตะ ซึ่งทำจากผ้าฝ้ายหรือผ้าอื่น ๆ ที่ระบายอากาศได้ดี ดังผลงานกลุ่มที่ 1 นอกจากนั้น ยังปรากฏลักษณะเฉพาะของเทศกาลทานาบาตะ เช่น นกกางเขน (ช่วยสร้างสะพานให้คนรักได้มาพบกัน) และดวงดาว (การขอพรจากดวงดาว) ผลงานในลักษณะนี้สอดคล้องกับเรื่องเล่าของเทศกาลทานาบาตะ กล่าวคือ ขณะที่เจ้าหญิงทอผ้าร้องไห้อย่างหนักจากการที่ไม่สามารถข้ามทางช้างเผือกไปพบกับชายเลี้ยงวัวได้ ฝูงนกกางเขนได้ยินเสียงร้องไห้ จึงเข้ามาช่วยสร้างสะพานโดยใช้ปีกของนกกางเขน จนช่วยให้เจ้าหญิงทอผ้าข้ามทางช้างเผือกไปพบกับชายเลี้ยงวัวผู้เป็นที่รัก แสดงดังภาพ 7

ภาพ 7 ผลงานของนักเรียนกลุ่มที่ 1

     อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงมุมมองการเลียนแบบธรรมชาติ พบว่ามีเพียง 1 กลุ่ม นั่นคือ นักเรียนกลุ่มที่ 3 ที่ใช้รูปร่างของต้นกาบหอยแครงมาใช้เป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบอุปกรณ์ประคองแก้วป้องกันการหล่นของแก้วเมื่อใช้ที่รองแก้ว กล่าวคือ ใช้ลักษณะของแผงหนาม (Cilia) บริเวณขอบกาบใบ ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกรงป้องกันการหนีของเหยื่อ มาเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบอุปกรณ์ที่สร้างเชื่อมต่อออกจากบริเวณฐานแก้วสูงขึ้นไปในแนวดิ่ง เพื่อให้แก้วสามารถคงอยู่ได้ในที่รองแก้วและไม่หล่น ดังภาพผลงานกลุ่มที่ 3 บริเวณที่ลูกศรชี้ แสดงถึงโครงสร้างที่นักเรียนออกแบบโดยเลียนแบบกาบหอยแครง แสดงดังภาพ 8

ภาพ 8 ผลงานกลุ่มที่ 3

แนวทางการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้

     แนวทางการพัฒนากิจกรรมในครั้งถัดไป ครูสามารถใช้เรื่องราวตำนานความรักซึ่งเป็นเนื้อหาด้านประเพณีวัฒนธรรมของเทศกาลทานาบาตะเชื่อมโยงเข้ากับความรู้ทางดาราศาสตร์ที่มีความเชื่อมโยงกับกลุ่มดาวทั้ง 3 ได้แก่ กลุ่มดาวพิณ (Lyra) กลุ่มดาวหงส์ (Cygnus) กลุ่มดาวนกอินทรี (Aquila) และทางช้างเผือก (Milky Way) ที่มีช่วงเวลาที่สว่างไสวมากที่สุดของปีคือช่วงเดือนกรกฎาคม จนเกิดเป็นสามเหลี่ยมฤดูร้อน (Summer Triangle) โดยเราสามารถมองเห็นดวงดาวเหล่านี้ได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งเป็นช่วงเวลาเดียวกันกับที่ดาวเวกา (Vega) ซึ่งเป็นตัวแทนของเจ้าหญิงทอผ้า และดาวอัลแตร์ (Altair) ซึ่งเป็นตัวแทนของหนุ่มเลี้ยงวัว อยู่ในกลุ่มดาวพิณ (Lyra) และกลุ่มดาวนกอินทรี (Aquila) อีกทั้งยังมีดาวเดเนบ (Deneb) ซึ่งเป็นตัวแทนของนกกางเขน ในกลุ่มดาวหงส์ (Cygnus) ที่สามารถสังเกตเห็นได้บริเวณข้างซ้ายและขวาของทางช้างเผือก (Milky Way) อันเป็นตัวแทนของแม่น้ำแห่งสวรรค์ (มติพล ตั้งมติธรรม, 2566)

     ครูอาจจัดเป็นกิจกรรมการเรียนรู้เพื่อให้นักเรียนสามารถเรียนรู้วัฒนธรรมที่เกี่ยวข้องกับเทศกาล และเชื่อมโยงตำนานเข้ากับความรู้ทางด้านดาราศาสตร์ ทำความเข้าใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนท้องฟ้าในช่วงเดือนกรกฎาคม นอกจากนี้ กิจกรรมยังสามารถดึงความเป็นวัฒนธรรมของประเทศญี่ปุ่นออกมาให้นักเรียนได้รู้จักกับวัฒนธรรมของประเทศญี่ปุ่นว่า ในเทศกาลเหล่านี้จะมีการจัดงานอย่างไร ให้นักเรียนได้สวมบทบาทเป็นคนญี่ปุ่นและจัดงานเทศกาลทานาบาตะควบคู่ไปในชั้นเรียนขณะทำกิจกรรม อีกทั้งยังสามารถให้นักเรียนเชื่อมโยงเข้ากับเทศกาลของประเทศไทยว่าเทศกาลทานาบาตะมีความคล้ายคลึงกับเทศกาลใดในประเทศไทย เพื่อการบูรณาการทางด้านวัฒนธรรมอย่างเต็มรูปแบบ

      หากพิจารณาข้อจำกัดของกิจกรรมที่นำเสนอในบทความนี้ พบว่า เนื่องจากนักเรียนไม่ได้ลงมือสร้างชิ้นงานจริงสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพของที่รองแก้ว ผู้เขียนจึงไม่ได้นำเสนอร่องรอยหลักฐานชิ้นงานจริงของผู้เรียน ทั้งนี้ ในระหว่างการทำกิจกรรม ผู้เขียนในฐานะผู้สอนได้ตระหนักถึงความสำคัญของการทดสอบประสิทธิภาพ จึงใช้กระบวนการวิพากษ์ชิ้นงานระหว่างผู้เรียนแต่ละกลุ่มที่ได้รับบทบาทต่างกันตามมุมมองของผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในการสร้างและใช้งานที่รองแก้ว เพื่อให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มได้ตระหนักถึงการพัฒนาแบบร่างชิ้นงานให้สอดคล้องกับเงื่อนไข ข้อจำกัด และความเป็นจริงของการใช้งานมากขึ้น ดังนั้น หากผู้อ่านบทความนี้นำกิจกรรมที่นำเสนอไปใช้ในชั้นเรียนของสะเต็มศึกษา อาจเพิ่มเติมกิจกรรมให้ผู้เรียนได้สร้างชิ้นงานตามแบบร่างที่ได้ปรับแก้ไขหลังจากได้รับข้อมูลย้อนกลับจากมุมมองของผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย เพื่อทราบประสิทธิภาพของแบบร่างและนำสู่การปรับชิ้นงานให้สอดคล้องกับหลักฐานเชิงประจักษ์จากการทดสอบดังกล่าว

https://www.nippon.com/en/features/jg00097/

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ปีที่ 52 ฉบับที่ 249 กรกฎาคม – สิงหาคม 2567

ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://emagazine.ipst.ac.th/249/46/

บรรณานุกรม

Baharin, N. & Kamarudin, N. & Manaf, U. K. A. (2018). Integrating STEM Education Approach in Enhancing Higher Order Thinking Skills. International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences, 8(7): 810-821.

Bybee, R. W. (2013). The Case for STEM Education: challenges and opportunities. NSTA.

Capobianco, B. M. & Nyquist, C. & Tyrie, N. (2013). Shedding Light on Engineering Design. Science and Children, 50(5): 58-64.

Kandil, B. (2021). The Stem of Meaningful Learning. Middle Eastern Journal of Research in Education and Social Sciences, 2(3): 15-24.

King, D. & English, L. D. (2016). Engineering Design in the Primary School: applying STEM concepts to build an optical instrument. International Journal of Science Education, 8(18): 2762-2794.

Roehrig, G. H. & Dare, E. A. & Ring-Whalen, E. & Wieselmann, J. R. (2021). Understanding Coherence and Integration in Integrated STEM Curriculum. International Journal of STEM Education, 8: 1-21.

ชาคริต นิลศาสตร์. (2559). Biomimicry - ลอกเลียนเพื่อเปลี่ยนชีวิต. สืบค้นเมื่อ 5 กรกฎาคม 2567, จาก https://www.tcdcmaterial.com/th/article/technology-innovation/24534.

ต่อพงษ์ ลิ่มลัญจกร. (2565). การลอกเลียนแบบธรรมชาติเพื่อสร้างสถาปัตยกรรมยั่งยืน. สืบค้นเมื่อ 5 กรกฎาคม 2567, จาก https://dsignsomething.com/2022/02/21/ biomimetics-for-sustainable-architecture.

ธเนศ รัตนกุล. (2561). The Golden Age of Biomimicry นวัตกรรมสุดล้ำจากการเลียนแบบธรรมชาติ. สืบค้นเมื่อ 5 กรกฎาคม 2567, จาก https://thematter.co/science-tech/ the-golden-age-of-biomimicry/43888.

พัชริดา ยั่งยืนเจริญสุข. (2566). วันทานาบาตะกับตำนานรักแห่งดวงดาว. สืบค้นเมื่อ 5 กรกฎาคม 2567, จากhttps://www.facebook.com/NARITpage.

มติพล ตั้งมติธรรม. (2566). คืนนี้ชวนดูดาว! 7เดือน7 “วันทานาบาตะ” ตำนานความรักชาวญี่ปุ่น. สืบค้นเมื่อ 5 กรกฎาคม 2567, จาก https://www.dailynews.co.th/news/2510705/.

ศานิกานต์ เสนีวงศ์ วันชัย น้อยวงค์ และจีรนันท์ เพชรแก้ว. (2567). กิจกรรมวิทยาศาสตร์กับการจัดการเรียนรู้เชิงรุก. นิตยสาร สสวท, 51(246): 12-16.

องค์การส่งเสริมการท่องเที่ยวแห่งประเทศญี่ปุ่น. (2560). มาอธิษฐานขอพรในงานเทศกาลทานาบาตะทั่วญี่ปุ่นกันเถอะ!. สืบค้นเมื่อ 5 กรกฎาคม 2567, จาก https://www.jnto.or.th/newsletter/tanabata.