จุลสารนวัตกรรม ฉบับที่ 80 – นวัตกรรมจากสถาบัน : เรื่อง การจัดการเรียนรู้แบบสถานการณ์เชิงปัญหาเป็นฐานภายใต้กรอบแนวคิดความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอนและเทคโนโลยีเพื่อจัดการเรียนรู้วิชาคณิตศาสตร์ สำหรับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

        ในปี ค.ศ. 1986 Lee Shulman แห่ง Stanford University ได้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับการพัฒนาวิชาชีพครู โดยระบุว่า ความรู้ที่สำคัญมากสำหรับครูที่จะก้าวสู่การเป็นครูมืออาชีพ คือ ความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอน (Pedagogical Content Knowledge: PCK) ซึ่งเกิดจากการบูรณาการองค์ความรู้ 2 อย่างเข้าด้วยกัน คือ ความรู้ในเนื้อหา (Content Knowledge: CK) กับความรู้เกี่ยวกับวิธีสอน (Pedagogical Knowledge: PK) เข้าด้วยกันจนเกิดเป็นองค์ความรู้ใหม่ที่เรียกว่า ความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอน (PCK) แนวคิดเกี่ยวกับ PCK ได้รับการยอมรับในวงการศึกษาโดยเฉพาะอย่างยิ่งครุศึกษา (teacher education) ในการผลิตครูก่อนประจำการ (pre-service teachers) และครุพัฒนา (teacher professional development) ในการพัฒนาครูประจำการ (in-service teachers) ในโรงเรียนและสถานกศึกษาในระดับการศึกษาต่าง ๆ นอกจากนั้น แนวคิดเกี่ยวกับ PCK ยังทำให้เกิดงานวิจัยเกี่ยวกับ PCK ขึ้นจำนวนมากในหลากหลายสาขาวิชาและระดับการศึกษา
        ต่อมาในปี ค.ศ. 2006 Punya Mishra และ Matthew Koehler แห่ง Michigan State University ได้นำเสนอแนวคิดเพิ่มเติมว่า ในยุคศตวรรษที่ 21 ที่มีความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ครูจำเป็นต้องมีองค์ความรู้อีกอย่างหนึ่งที่สำคัญก็คือ ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยี (Technological Knowledge: TK) ซึ่งเมื่อผนวกความรู้ TK นี้เข้ากับ PCK แล้วจะเกิดเป็นองค์ความรู้ใหม่ที่เรียกว่า ความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอนและเทคโนโลยี (Technological, Pedagogical and Content Knowledge: TPACK) แสดงได้ดังแผนภาพ 1

        จากแผนภาพ 1 จะเห็นได้ว่า ความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอนและเทคโนโลยี (TPACK) เกิดจากความรู้องค์ประกอบที่สำคัญ 3 อย่างที่มีความสัมพันธ์กัน และก่อให้เกิดความสัมพันธ์ 6 รูปแบบด้วยกัน ได้แก่
        1. ความรู้ด้านเทคโนโลยี (Technological Knowledge : TK) คือ ผู้สอนสามารถค้นหาเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับสไตล์การสอนของตนเอง ผู้สอนสามารถใช้เครื่องมือในการกระตุ้นผู้เรียนให้เกิดความกระตือรือร้นและสนุกกับการเรียนในระยะแรก หลังจากนั้นให้ผู้สอนเปลี่ยนแอปพลิเคชันอยู่เสมอ เพื่อไม่ให้เกิดความเบื่อหน่าย เนื่องด้วยแต่ละแอปพลิเคชันจะมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน
        2. ความรู้ด้านเนื้อหา (Content Knowledge : CK) คือ สาระ ความรู้เนื้อหาองค์ประกอบสำคัญทั้งหมดที่จะทำให้ผู้เรียนบรรลุได้ตามผลการเรียนรู้ ซึ่งต้องอาศัยความเชี่ยวชาญด้านเนื้อหาของผู้สอนเป็นอย่างมาก
        3. ความรู้ด้านวิธีการสอน (Pedagogical Knowledge : PK) คือ ความรู้ด้านกระบวนการ วิธีสอน กลยุทธ์ในการถ่ายทอดความรู้ไปสู่ผู้เรียนและวิธีการจัดการเรียนรู้ที่หลากหลาย
        4. ความรู้ด้านเทคโนโลยีเพื่อวิธีสอน (Technological Pedagogical Knowledge : TPK) ตัวอย่างเช่น การใช้ YouTube โดยผู้สอนจะต้องมีความรู้ด้านเทคนิควิธีสอนและการเรียนรู้ที่มีการเปลี่ยนแปลงไปตามเทคโนโลยี
        5. ความรู้ด้านเทคโนโลยีเพื่อเนื้อหา (Technological Content Knowledge : TCK) ตัวอย่างเช่น การใช้ Google โดยผู้สอนจำเป็นต้องมีความรู้ ความเข้าใจการใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายและเหมาะสมกับเนื้อหา
        6. ความรู้ด้านเนื้อหาผสานวิธีสอน (Pedagogical Content Knowledge : PCK) คือ ความรู้เกี่ยวกับการบูรณาการระหว่างความรู้ด้านเนื้อหากับความรู้ด้านการสอนในการสอนเนื้อหาเฉพาะเรื่องเพื่อช่วยให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้อย่างลึกซึ้ง (ขจรศักดิ์ บัวระพันธ์ และจิรัฐิติกาล พิมพ์วิชัย, 2564)
        จากกรอบแนวคิด TPACK จะเห็นว่า เมื่อพิจารณาในบริบทของการจัดการเรียนรู้วิชาคณิตศาสตร์ ครูผู้สอนคณิตศาสตร์ควรพิจารณาประยุกต์ใช้กรอบแนวคิดความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอนและเทคโนโลยีมาเป็นกรอบแนวคิดในการจัดการเรียนรู้ โดยควรมีความรู้ความเข้าใจและตระหนักถึงความสำคัญในการเลือกใช้เทคโนโลยีช่วยการเรียนรู้ (TK) ที่เหมาะสมกับวิธีสอน/กิจกรรมการเรียนรู้ (PK) และเนื้อหาที่ต้องการสอน (CK) โดยคำนึงถึงความเหมาะสมกับบริบทของผู้เรียนและธรรมชาติของวิชาด้วย อนึ่ง วิชาคณิตศาสตร์นั้นมีธรรมชาติของวิชาที่เน้นกระบวนการแก้ปัญหาโดยใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งตรงส่วนนี้ครูผู้สอนคณิตศาสตร์สามารถทำได้เป็นอย่างดีแล้ว อย่างไรก็ตาม ครูผู้สอนคณิตศาสตร์อาจยังไม่ได้นำสถานการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันของผู้เรียนมาใช้ในการจัดการเรียนรู้วิชาคณิตศาสตร์เท่าที่ควรเนื่องจากเนื้อหาของวิชาคณิตศาสตร์ค่อนข้างเป็นนามธรรมและครูผู้สอนคณิตศาสตร์ยังไม่สามารถเชื่อมโยงเนื้อหาเข้ากับสถานการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นอย่างเป็นรูปธรรมได้ 
        บทความนี้ ผู้เขียนขอนำเสนอขั้นตอนการจัดการเรียนรู้แบบสถานการณ์เชิงปัญหาเป็นฐานเพื่อให้ครูผู้สอนคณิตศาสตร์หรือในสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องนำไปประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนรู้ได้อย่างเหมาะสม การจัดการเรียนรู้แบบสถานการณ์เชิงปัญหาเป็นฐานประกอบด้วย 7 ขั้นตอน (Sorntachoti & Buaraphan, 2024) โดยมีคำอธิบายแต่ละขั้นตอนดังนี้ 
        ขั้นตอนที่ 1 การแนะนำสถานการณ์ในบริบทเป้าหมาย 
        ผู้สอนสำรวจความรู้เดิมของนักเรียนเพื่อให้เกิดความมั่นใจว่า นักเรียนจะมีความรู้พื้นฐานเพียงพอต่อการเรียนเนื้อหาใหม่ จากนั้นผู้สอนนำเข้าสู่บทเรียนโดยนำเสนอสถานการณ์ในบริบทรอบตัวนักเรียนที่อยู่ในชีวิตจริง ทันสมัย มีความน่าสนใจ เชื่อมโยงกับความรู้เดิมที่นักเรียนและเนื้อหาของบทเรียน
        ขั้นตอนที่ 2 การระบุปัญหาในสถานการณ์ 
         นักเรียนแบ่งกลุ่ม กลุ่มละ 4-6 คน แล้วร่วมกันระดมสมองเพื่อระบุปัญหาในสถานการณ์ที่ผู้สอนนำเสนอ โดยเป็นปัญหาที่นักเรียนสนใจหาคำตอบ การระบุปัญหาอาจทำได้มากกว่าหนึ่งปัญหา  ก็ได้ แต่สุดท้ายนักเรียนควรเลือกปัญหาที่กลุ่มได้ตกลงร่วมกันเป็นปัญหาของกลุ่ม ผู้สอนควรชี้แนะให้นักเรียนระบุปัญหาที่มีความสร้างสรรค์แปลกใหม่ น่าสนใจ ก่อให้เกิดความรู้ใหม่ โดยเชื่อมโยงกับเนื้อหาของบทเรียน
        ขั้นตอนที่ 3 การวางแผนเพื่อแก้ปัญหา 
        นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันศึกษาค้นคว้าเพื่อทำความเข้าใจปัญหาในสถานการณ์ที่กำหนดให้ เช่น การสำรวจข้อมูลจากแหล่งการเรียนรู้ต่าง ๆ การศึกษาใบความรู้ เป็นต้น จากนั้นนำความรู้ที่ได้มาออกแบบการแก้ปัญหาโดยอาศัยความรู้ทางคณิตศาสตร์ในเนื้อหาของบทเรียน
        ขั้นตอนที่ 4 การแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ 
        นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันดำเนินการแก้ปัญหาเชิงสร้างสรรค์ตามแผนที่ได้ออกแบบไว้ โดยผู้สอนอาจให้นักเรียนแก้ปัญหาจากใบกิจกรรม ใบงาน โดยให้นักเรียนนำข้อมูล มาวิเคราะห์ แปลผล สรุปผล และนำเสนอผลที่ได้เป็นสารสนเทศรูปแบบต่าง ๆ เช่น บรรยายสรุป สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ พิสูจน์กฎ ทฤษฎี หลักเกณฑ์ ฯลฯ 
        ขั้นตอนที่ 5 การสร้างความรู้และนำเสนอ 
        นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสังเคราะห์ความรู้ที่ได้จากการแก้ปัญหาเชิงสร้างสรรค์โดยเชื่อมโยงกับความรู้เดิม โดยอาจนำเสนอเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์หรือข้อสรุปทางคณิตศาสตร์ แล้วนำเสนอความรู้ต่อเพื่อนร่วมชั้นและครูผู้สอน
        ขั้นตอนที่ 6 การประยุกต์ใช้ความรู้ 
        นักเรียนนำความรู้ที่ได้ประยุกต์ใช้ในบริบทใหม่ที่ใกล้เคียงกับบริบทเดิมเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อตนเองและสังคม อันจะเป็นการขยายความรู้ให้กว้างขวางมากยิ่งขึ้น และทำให้การเรียนรู้เป็นไปอย่างมีความหมาย เนื่องจากนักเรียนได้เรียนสิ่งที่เชื่อมโยงกับบริบทของตนเอง
        ขั้นตอนที่ 7 การสรุปและประเมินผล 
        นักเรียนและผู้สอนร่วมกันสรุปความรู้และประสบการณ์สำคัญที่ควรได้จากบทเรียน รวมทั้งประเมินผลการเรียนรู้ด้วยวิธีการต่าง ๆ เช่น การทดสอบหลังเรียน การตรวจผลงาน การสังเกตพฤติกรรม เพื่อให้เกิดความมั่นใจว่า นักเรียนบรรลุจุดประสงค์การเรียนรู้ที่กำหนดไว้
        ซึ่งในทุกขั้นตอน ครูผู้สอนควรพิจารณาเลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมมาเป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมการเรียนรู้หรือช่วยในการจัดการเรียนรู้ของครูผู้สอน หรือในการเรียนรู้ของผู้เรียน เช่น การทดสอบความรู้เดิมก่อนเรียน (prior knowledge) โดยใช้แอปพลิเคชัน Kahoot หรือ Quizizz การนำเสนอสถานการณ์โดยใช้คลิปวิดีทัศน์ YouTube หรือ Animation การเรียนรู้ผ่าน simulation เช่น PhET การเรียนรู้ผ่าน AR (Augmented Reality) หรือ VR (Virtual Reality) การระดมความคิดโดยใช้กระดาน Padlet การส่งงานโดยใช้ Google Forms, Line, Facebook การนำเสนอโดยใช้ Keynote หรือ Canva การซักถามก่อนออกจากห้องเรียนโดยใช้ Slido เป็นต้น

        ผู้เขียนเชื่อเป็นอย่างยิ่งว่า หากครูผู้สอนคณิตศาสตร์ได้ศึกษาและทำความเข้าใจกรอบแนวคิดความรู้ในเนื้อหาผนวกวิธีสอนและเทคโนโลยี อีกทั้งการจัดการเรียนรู้แบบสถานการณ์เชิงปัญหาเป็นฐาน 7 ขั้นตอนดังที่ได้นำเสนอไปแล้วข้างต้นนั้น ท่านจะมองเห็นแนวทางการพัฒนาการจัดการเรียนรู้วิชาคณิตศาตร์ให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งจะก่อให้เกิดประโยชน์ต่อการพัฒนาคุณภาพการจัดการเรียนรู้ที่นำไปสู่การพัฒนาคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียนในวิชาคณิตศาสตร์ที่สูงขึ้นต่อไปเพื่อมุ่งสู่ประโยชน์สูงสุดของประเทศชาติ คือ การพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ของประเทศที่มีคุณภาพเพียงพอต่อการดำรงชีวิตและการประกอบอาชีพ นอกจากนั้นยังสามารถแข่งขันกับประเทศอื่น ๆ ในโลกยุคศตวรรษที่ 21 นี้ได้เป็นอย่างดี

การสืบค้นงานวิจัยฉบับเต็ม:
Sorntachoti, K. & Buaraphan, K. (2024). The development of situational problem-based learning model integrated with technological pedagogical and content knowledge in teaching mathematics for grade 10 students. AIP Conference Proceedings, 3024(1), 050045-1–050045-9

เอกสารอ้างอิง
Mishra, P. & Koehler, M. J. (2006). Technological pedagogical content knowledge: A framework for teacher knowledge. Teachers College Record, 108(6), 1017-1054. https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1111/j.1467-9620.2006.00684.x

Shulman, L. S. (1986). Those who understand: Knowledge growth in teaching. Educational Researcher, 15(2), 4–14 https://www.jstor.org/stable/1175860

 Sorntachoti, K. & Buaraphan, K. (2024). The development of situational problem-based learning model integrated with technological pedagogical and content knowledge in teaching mathematics for grade 10 students. AIP Conference Proceedings, 3024(1), 050045-1–050045-9.

ขจรศักดิ์ บัวระพันธ์ และจิรัฐิติกาล พิมพ์วิชัย. (2564). เอกสารประกอบการอบรม Designing TPACK-OBE based course for the 21st Century. เรียบเรียงโดยทีม CELT สถาบันการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.