ในปัจจุบันการพัฒนานวัตกรรมและความรู้ทางวิทยาศาสตร์ล้วนขึ้นอยู่กับการพัฒนาทางสะเต็มศึกษา (STEM Education) แทบทั้งสิ้น การพัฒนานวัตกรรมของคนรุ่นใหม่ยังนำความรู้ทางสะเต็มศึกษามาพัฒนาเทคโนโลยี สะเต็มศึกษาจึงเป็นกระบวนการในการพัฒนาความคิดอย่างมีวิจารณญาณ แต่สิ่งที่สำคัญ คือ สะเต็มศึกษา เริ่มต้นจากอะไร

ภาพ สะเต็ม
ที่มา http://www.bananaphysics.com

สะเต็มศึกษาคืออะไร

          สะเต็มศึกษาเป็นการศึกษาโดยการนำความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematic) ผสมผสานเข้าด้วยกัน ซึ่งเราคุ้นเคยกันอยู่ในชีวิตประจำวัน แต่ไม่ได้แบ่งการพิจารณาว่าอะไร คือ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ นั่นคือ สะเต็มศึกษาเป็นการพิจารณาองค์รวมว่าในสิ่งนั้น ๆ มีการนำความรู้อะไรมาใช้ เช่น การทำขนมบัวลอย เป็นที่รู้อยู่ว่าการที่นำแป้งข้าวเหนียวมานวดแล้วปั้นเป็นลูกกลม ๆ แล้วต้มให้สุกใส่น้ำเชื่อม น้ำกะทิเพิ่มความหวานและความมันให้น่ากิน เป็นการนำความรู้ด้านสะเต็มศึกษามาใช้ เริ่มตั้งแต่การเลือกใช้แป้ง การนวดแป้งให้เข้ากัน การนำไปต้มจนสุก เป็นการนำความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เรื่องแรง และแรงลอยตัว อุณหภูมิ ซึ่งได้จากการวัดโดยใช้เครื่องมือทางเทคโนโลยีว่าอุณหภูมิขนาดไหนจึงจะทำให้แป้งสุก เป็นความรู้ทางคณิตศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งอาจจะหมายรวมถึงการใช้หม้อต้มบัวลอย หม้อทองเหลือง หม้ออลูมิเนียม มีผลต่ออุณหภูมิของขนมบัวลอยหรือไม่อย่างไร ซึ่งเป็นความรู้ทางวิศวกรรมผนวกรวมกับความรู้ทางเทคโนโลยีทำให้ได้ขนมบัวลอย  หรือเราเปิดใช้พัดลมก็เป็นการนำความรู้สะเต็มศึกษามาใช้ การทำงานของมอเตอร์ ความเบาแรงของพัดลมเป็นการนำความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาใช้ในการออกแบบการทำงานของพัดลม ระยะเวลาการใช้พัดลม การใช้ไฟฟ้าเป็นการแปรผันตามอุณหภูมิของห้องและความต้องการของผู้ใช้พัดลม การศึกษาความแปรผันเป็นการนำความรู้ทางคณิตศาสตร์มาอธิบายความสัมพันธ์  จากตัวอย่างที่นำเสนอทำให้รู้ว่า สะเต็มศึกษา ไม่ใช่การศึกษาแบบแยกชิ้นเป็นราย ๆ ความรู้ตามแต่ละศาสตร์ แต่สะเต็มศึกษาเป็นการศึกษาแบบองค์รวมหรือการศึกษาโดยใช้หัวเรื่องแล้วจึงนำความรู้ต่าง ๆ ไปอธิบาย

สะเต็มศึกษาควรเริ่มจากอะไร

           เป็นคำถามที่ท้าทายสำหรับการเริ่มสอนแบบสะเต็มศึกษาว่าควรเริ่มจากอะไร และอะไรล่ะคือสะเต็มศึกษา จะเริ่มจากวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นตัวแรกของสะเต็ม คือ Science หรือเริ่มจากคณิตศาสตร์เพราะเป็นตัวสุดท้ายของสะเต็มศึกษา และอีกอย่างถ้าเป็นครูผู้สอนคณิตศาสตร์ เริ่มจากไหนคือถูกต้อง จากตัวอย่างที่นำเสนอทั้ง 2 ตัวอย่าง สะเต็มศึกษาไม่ได้เริ่มจากตัวใดตัวหนึ่งแต่สะเต็มศึกษาเริ่มจากนวัตกรรมที่ใช้ ถ้าเราย้อนไปถึงในตอนต้นของบทความที่กล่าวว่า สะเต็มศึกษาเป็นเครื่องมือในการพัฒนานวัตกรรม การเริ่มต้นควรเริ่มจากนวัตกรรม แล้วนวัตกรรมอย่างไรล่ะคือสะเต็มศึกษาในเมื่อครูเองเป็นครูที่ไม่ได้สอนในสาระที่เกี่ยวข้องกับสะเต็มศึกษาโดยตรง เช่น ครูนาฏศิลป์ ครูภาษาไทย ในวิชาเหล่านี้ก็ยังนำความรู้สะเต็มศึกษาไปใช้ นาฏศิลป์ทำไมต้องกระดกเท้าด้านหลังแล้วต้องกางขาออกเล็กน้อย นั่นเพื่อการทรงตัวและให้ตำแหน่งของจุดศูนย์ถ่วงอยู่ต่ำกว่าจุดศูนย์กลางมวล ทำให้สามารถทรงตัวอยู่ได้ไม่ล้ม เป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งแฝงอยู่ในวิชานาฏศิลป์ การจินตนาการในวรรณคดีไทยเป็นความคิดที่บางครั้งกวีได้จากการฟังแล้วจินตนาการสร้างภาพ เช่น ขุนแผน มีม้าชื่อว่า “สีหมอก” ที่ติดท้องแม่มาจากเมืองมะริด พ่อเป็นม้าน้ำต้อนมาจนถึงเพชรบุรี ซึ่งตอนนั้นเข้าใจว่าม้าน้ำเป็นม้าที่มีฤทธิ์มากกว่าม้าปกติและอาศัยอยู่ในน้ำ ซึ่งปัจจุบันไม่ใช่ตามจินตนาการของกวี ซึ่งนำไปสู่การศึกษาสัตว์น้ำชนิดต่าง ๆ   การสอนสะเต็มศึกษาจึงไม่ใช่การสอนแบบแยกวิชาอะไรคือวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ สอนแบบไหนถูกแบบไหนผิด แต่เป็นการสอนแบบองค์รวม ส่วนที่ครูจะเน้นอะไรเป็นพิเศษขึ้นอยู่กับธรรมชาติวิชาที่ครูรับผิดชอบสอน

           การจัดการเรียนการสอนแบบสะเต็มศึกษาจึงเป็นการจัดการเรียนรู้ที่ท้าทายกว่าการจัดการเรียนรู้แบบเป็นบทตามหนังสือเรียน แล้วให้ครูดำเนินการจัดการเรียนรู้ไปตามบทในเนื้อหาที่ถูกกำหนดไว้ แต่การใช้สะเต็มศึกษาเป็นการสอนแบบองค์รวมโดยใช้นวัตกรรมเป็นเครื่องมือเพื่อแยกศึกษาองค์ความรู่ในแต่ละด้านตามลุ่มลึกตามธรรมชาติวิชา สะเต็มศึกษาจึงถือได้ว่าเป็นความท้าทายต่อการจัดการเรียนรู้ในการพัฒนานวัตกรรมต่อไปในอนาคต เพราะเมื่อได้เรียนรู้จากนวัตกรรมในปัจจุบันจะสามารถต่อยอดองค์ความรู้ในการพัฒนานวัตกรรมได้อย่างต่อเนื่องและยั่งยืน

แหล่งที่มา

National Research Council, 2012. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concept, and Core Ideas. Committee on New Science Education Standards, Board on Science Education, Division of Behavioral and Social Science and Education. Washington, DC: National Academy Press.

Vasquez, J.A., Sneider, C., and Comer, M. (2013). STEM Lesson Essentials: Integrating Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Portsmouth, NH: Heinemann.