จุลสารนวัตกรรม ฉบับที่ 80 – นวัตกรรมจากสถาบัน : เรื่อง การจัดการเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐานที่เชื่อมโยงกับประเด็นทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคมเพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหา เรื่อง ธรณีพิบัติภัย

        การจัดการเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐาน (Phenomenon-based Learning: PhenoBL) เป็นแนวคิดเกี่ยวกับการจัดการเรียนรู้ภายใต้แนวคิดการสร้างองค์ความรู้ด้วยในตนเอง (Constructivism) ที่ริเริ่มในประเทศฟินแลนด์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2016 ซึ่งผ่านการคิดค้น พัฒนา และทดลองใช้ในบริบทการศึกษาของประเทศฟินแลนด์เพื่อยกระดับคุณภาพของการเรียนการสอนในระดับปฐมวัย ประถมศึกษา และมัธยมศึกษา โดยมุ่งเน้นให้ผู้เรียนสร้างองค์ความรู้ด้วยตนเองผ่านกระบวนการคิด (thinking processes) กระบวนการทางปัญญา (cognitive processes) และการลงมือปฏิบัติ รวมทั้งการสร้างสรรค์ชิ้นงานตามความสนใจของผู้เรียนเพื่อพัฒนาทักษะหลักและทักษะทางสังคม โดยผู้เรียนมีบทบาทหลักในการเรียนรู้ร่วมกับผู้อื่น ได้สร้างแรงบันดาลใจในการเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง โดยใช้ความรู้สาระวิชาต่าง ๆ มาบูรณาการผ่านกระบวนการคิดและกระบวนการสืบเสาะหาความรู้จนนำไปสู่ความเข้าใจในปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจริงจนเกิดองค์ความรู้ที่มีความหมายและยั่งยืนสำหรับผู้เรียน (Mattila & Silander, 2015)

ภาพที่ 1 การเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐานของนักเรียนในภาคสนาม
ที่มา: https://www.eealliance.org/phenomenon-based-learning.html

        การจัดการเรียนรู้ภายใต้แนวคิดการสร้างองค์ความรู้ด้วยในตนเองอีกเทคนิคหนึ่งที่มีความน่าสนใจก็คือ การจัดการเรียนรู้แบบวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี และสังคม (Science, Technology and Society: STS) (Yager, 1995) เป็นแนวคิดในการจัดการเรียนรู้ที่เน้นกระบวนการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นจริงในชีวิตของผู้เรียน โดยพยายามเชื่อมโยงความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นเป้าหมายของบทเรียนกับมิติทางเทคโนโลยีและสังคมที่ปรากฏในชีวิตจริงของผู้เรียน ซึ่งผู้เรียนต้องใช้แนวคิดและกระบวนการต่าง ๆ มากมายเป็นพื้นฐานในการแก้ปัญหาที่มีความซับซ้อนนั้น ๆ การจัดการเรียนรู้แบบวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี และสังคม เริ่มต้นด้วยสถานการณ์ปัญหาในชีวิตจริงของผู้เรียน แล้วให้ผู้เรียนฝึกระบุปัญหา ตั้งคำถาม/ประเด็น แล้วลงมือปฏิบัติเพื่อพัฒนาความรู้ความเข้าใจและทักษะกระบวนการพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นในการแก้ปัญหานั้น ๆ ผู้สอนต้องส่งเสริมให้ผู้เรียนฝึกฝนการวิเคราะห์และประยุกต์ใช้แนวคิดและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในสถานการณ์จริง ซึ่งส่งผลให้ผู้เรียนสามารถเชื่อมโยงกระบวนการเรียนรู้ในห้องเรียนกับสถานการณ์จริงในท้องถิ่นของผู้เรียนได้ จนทำให้นักเรียนตระหนักว่า แนวคิดและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์นั้นมีประโยชน์นำไปใช้ในการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตจริงได้  โดยครูแสดงบทบาทเป็นผู้อำนวยความสะดวกในการเรียนรู้  (learning facilitator) มากกว่าจะเป็นแหล่งความรู้สำหรับผู้เรียน การจัดการเรียนรู้แบบวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี และสังคม ทำให้ผู้เรียนมีทั้งความรอบรู้ในเนื้อหาวิชา  และเพิ่มพูนความสามารถในการใช้ทักษะ  กระบวนการ  ผู้เรียนจะพัฒนาทั้งความคิดสร้างสรรค์  เจตคติต่อวิทยาศาสตร์  ได้ใช้แนวคิดทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในชีวิตประจำวัน  และกล้าตัดสินใจด้วยตนเอง  (NSTA, 1993)

ในบทความนี้ ผู้เขียนนำเสนอองค์ความรู้ที่เกิดจากการเชื่อมโยงการจัดการเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐานที่เชื่อมโยงกับประเด็นทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม (STS-PhenoBL) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหา เรื่อง ธรณีพิบัติภัย ของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 โดยจากทบทวนวรรณกรรมที่เกี่ยวข้อง ผู้เขียนได้สังเคราะห์ขั้นตอนการจัดการเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐานที่เชื่อมโยงกับประเด็นทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม 7 ขั้นตอน โดยมีคำอธิบายดังนี้ 

ขั้นที่ 1 กระตุ้นด้วยปรากฏการณ์
        ผู้สอนทดสอบความรู้เดิม (prior knowledge) ของผู้เรียนเพื่อให้มั่นใจว่าผู้เรียนมีความรู้เดิมที่เพียงพอต่อการเรียนเนื้อหาใหม่  โดยการทดสอบก่อนเรียน (pre-test) หรือซักถามด้วยชุดคำถามที่เหมาะสม  จากนั้นผู้สอนกระตุ้นความสนใจและนำผู้เรียนเข้าสู่บทเรียนโดยการใช้ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี  และสังคม (STS related phenomena) เป็นที่ถกเถียงหาข้อยุติไม่ได้หรือก่อให้เกิดปัญหาในสังคมในวงกว้าง  เป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจค้นหาคำตอบและเกี่ยวข้องกับชีวิตของผู้เรียน  ทั้งนี้เพื่อกระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดความสงสัยอันจะนำไปสู่การตั้งคำถามที่สนใจจะค้นหาคำตอบต่อไป

ภาพที่ 2 เริ่มต้นด้วยปรากฏการณ์ใกล้ตัวนักเรียนเพื่อเชื่อมโยงกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์
ที่มา: https://sos.noaa.gov/education/phenomenon-based-learning/

ขั้นที่ 2 ระบุประเด็นปัญหาในปรากฏการณ์   
        ผู้สอนแบ่งกลุ่มผู้เรียนแบบคละความสามารถ เก่ง ปานกลาง อ่อน  โดยใช้ผลการเรียนในภาคเรียนที่ผ่านมาเป็นเกณฑ์  จากนั้นให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันระดมสมองเพื่อระบุประเด็นปัญหาในปรากฏการณ์ที่ยกขึ้นมา  โดยเป็นปัญหาทางสังคมที่เกิดจากวิทยาศาสตร์หรือเทคโนโลยี  ผู้สอนชี้แนะการระบุปัญหาให้น่าสนใจ  น่าค้นหาคำตอบอยู่ในขอบเขตปรากฏการณ์และสามารถค้นหาคำตอบได้ภายในเงื่อนไขเวลาที่กำหนด

ขั้นที่ 3 ค้นหาคำตอบ
        ผู้เรียนร่วมกันวางแผนศึกษาค้นคว้าหรือสืบเสาะหาความรู้เพื่อค้นหาคำตอบของปัญหาที่ได้ระบุไว้  ผู้สอนอาจเสนอแนะกิจกรรม  สื่อเทคโนโลยี  แหล่งข้อมูลต่าง ๆ หรืออาจจัดกิจกรรมเพิ่มเติมเพื่อช่วยในการค้นหาคำตอบของปัญหาด้วย  เช่น  การทดลอง  การสาธิต  เป็นต้น 

ขั้นที่ 4 สร้างองค์ความรู้ 
        ผู้เรียนร่วมกันวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาหรือการสืบเสาะหาความรู้ด้วยวิธีการเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ  เช่น  การวิเคราะห์โดยใช้สถิติต่าง ๆ การจัดกระทำข้อมูล  จากนั้นผู้เรียนร่วมกันสังเคราะห์ข้อมูลเพื่อสร้างองค์ความรู้แล้วสรุปองค์ความรู้เพื่อการสื่อสารโดยใช้รูปแบบที่เข้าใจได้ง่ายที่สุด เช่น การนำเสนอด้วยตาราง  แผนภาพ  แผนภูมิ  เป็นต้น 

ขั้นตอนที่ 5 สะท้อนคิด
        ผู้เรียนร่วมกันทบทวนและสะท้อนความคิดเกี่ยวกับองค์ความรู้และประสบการณ์ที่ได้รับจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ทั้งหมด  โดยพยายามเชื่อมโยงความรู้ใหม่กับความรู้เดิมที่ผู้เรียนมีอยู่

ขั้นที่ 6 แลกเปลี่ยนเรียนรู้
        ผู้เรียนแต่ละกลุ่มแลกเปลี่ยนเรียนรู้ด้วยการนำเสนอองค์ความรู้และประสบการณ์ที่ได้รับจากกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้วิธีการ  สื่อเทคโนโลยีที่น่าสนใจและทำให้เข้าใจได้ง่าย  เช่น  การนำเสนอด้วย PowerPoint  Infographic  Poster  Popup  เป็นต้น  จากนั้นเพื่อนร่วมชั้นและผู้สอนร่วมกันวิพากษ์  วิจารณ์  อภิปราย  ซักถาม  และให้ข้อเสนอแนะเพื่อนำไปสู่องค์ความรู้ที่สมบูรณ์มากขึ้น  และกระบวนการค้นหาคำตอบที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ขั้นที่ 7 ประยุกต์ใช้
        ผู้สอนให้ผู้เรียนฝึกขยายผลองค์ความรู้ที่ได้ด้วยการนำองค์ความรู้ไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์ต่าง ๆ ที่คล้ายคลึงกับบทเรียน  ผู้สอนอาจให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดเพิ่มเติมเพื่อส่งเสริมทักษะการประยุกต์ใช้  ในตอนท้ายผู้สอนให้ผู้เรียนทดสอบหลังเรียน (post-test) หรือตอบคำถาม  เพื่อตรวจสอบว่าผู้เรียนทุกคนได้เกิดการเรียนรู้ตามจุดประสงค์การเรียนรู้ที่ได้ตั้งไว้

        ทั้งนี้จากการวิจัยพบว่า การจัดการเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐานที่เชื่อมโยงกับประเด็นทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม (STS-PhenoBL) เป็นนวัตกรรมการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปรากฏการณ์ต่าง ๆ เป็นจุดเริ่มต้นในการกระตุ้นให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้โดยอาศัยแนวคิดพื้นฐานของนักเรียนสามารถสร้างองค์ความรู้เองได้  เน้นให้นักเรียนมีส่วนร่วมในกระบวนการเรียนรู้จากการตั้งคำถามที่สนใจในประเด็นทางสังคมที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์  และเทคโนโลยี  รวมทั้งใช้ประสบการณ์ของนักเรียนเป็นตัวนำเข้าสู่บทเรียนและดำเนินกิจกรรมการเรียนรู้  ซึ่งผู้วิจัยได้ออกแบบและพัฒนาขึ้นตามระเบียบวิธีวิจัยแบบวิจัยและพัฒนา (Research and Development : R&D)  เรื่อง ธรณีพิบัติภัย สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่  6 มีประสิทธิภาพ E1/E2 เป็นไปตามเกณฑ์ 80/80 ที่กำหนดไว้ นอกจากนั้น ในการนำการจัดการเรียนรู้แบบ STS-PhenoBL ไปใช้ในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ พบว่า นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่  6 มีทักษะการแก้ปัญหาหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนด้วยการจัดการเรียนรู้แบบ STS-PhenoBL เรื่อง ธรณีพิบัติภัย อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 (Pookduang & Buaraphan, 2024) ซึ่งผลลัพธ์ที่ดีนี้ อาจกิดจากความสนใจและแรงบันดาลใจอย่างแท้จริงของนักเรียนในการแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่ตั้งเป้าหมายไว้ ซึ่งความสนใจและแรงบันดาลใจระดับสูงในปรากฏการณ์ที่เป็นเป้าหมายของการเรียนรู้จะส่งเสริมให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาทักษะการแก้ปัญหา ทั้งนี้ครูผู้สอนควรช่วยส่งเสริมการเรียนรู้ของนักเรียนโดยการจัดหาสื่อการเรียนรู้ ทรัพยากร เครื่องมือ และเทคโนโลยีที่จำเป็นและเกี่ยวข้อง ทำให้นักเรียนสามารถเรียนรู้ด้วยการจัดการเรียนรู้แบบ STS-PhenoBL ได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสบความสำเร็จ

        บทความนี้แสดงให้เห็นว่า การจัดการเรียนรู้แบบปรากฏการณ์เป็นฐานที่เชื่อมโยงกับประเด็นทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม (STS-PhenoBL) เป็นแนวทางหนึ่งในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามแนวทางการปฏิรูปการศึกษาที่สำคัญต่อการพัฒนาครูให้เป็นครูมืออาชีพ และพัฒนานักเรียนให้เป็นผู้เรียนที่กระตือรือร้น โดยผู้เขียนได้นำเสนอขั้นตอนการจัดการเรียนรู้แบบ STS-PhenoBL ไว้ 7 ขั้นตอน เพื่อเป็นแนวทางในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบสร้างองค์ความรู้ด้วยตนเองของผู้เรียนที่เชื่อมโยงกับมิติทางเทคโนโลยีและสังคมในลักษณะของการบูรณาการศาสตร์ การจัดการเรียนรู้แบบ STS-PhenoBL สามารถใช้เป็นแนวทางหนึ่งในการส่งเสริมและพัฒนานักเรียนให้เป็นไปตามเป้าหมายของการจัดการศึกษาตามหลักสูตรที่เน้นทั้งความรู้  กระบวนการ  เจตคติต่อวิทยาศาสตร์  สามารถนำองค์ความรู้ไปประยุกต์ใช้และแก้ปัญหาในชีวิตประจำวัน  เพื่อพัฒนานักเรียนให้มีทักษะการดำรงชีวิตในศตวรรษที่ 21 และเป็นกำลังสำคัญในการขับเคลื่อนพัฒนาประเทศชาติต่อไป

การสืบค้นงานวิจัยฉบับเต็ม:

Pookduang, P. & Buaraphan, K. (2024). The development of a science, technology and society phenomenon-based learning model for promoting grade 12 students’ problem-solving in geohazard. Asian Journal of Education and Training, 10(3), 141-145. https://doi.org/10.20448/edu.v10i3.5859.

เอกสารอ้างอิง
Mattila, P. & Silander, P. (Ed.). (2015). How to Create the School of the Future–Revolutionary thinking and design from Finland. Finland: Unpublished manuscript.

NSTA, 1993.  Science / Technology / Society: a new effort for providing appropriate science for all.  In R.E. Yager (Ed.).  The Science, Technology, Society movement.  Washing ton, DC: The National Science Teacher Association.

Pookduang, P. & Buaraphan, K. (2024). The development of a science, technology and society phenomenon-based learning model for promoting grade 12 students’ problem-solving in geohazard. Asian Journal of Education and Training, 10(3), 141-145. https://doi.org/10.20448/edu.v10i3.5859.

Yager, R. E. (1995). Science/Technology/Society: A reform arising from learning theory and constructivist research. Paper presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association. San Francisco, California. (ERIC Reproduction Service No. ED 382481)