นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 236

ปีที่ 50 ฉบับที่ 236 พฤษภาคม - มิถุนายน 2565 19 ภาพ 2 กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ในการแก้ปัญหานี้โดยการสอดแทรกความรู้ให้ผู้เรียนตระหนักถึงคุณค่า ของพลังงานไฟฟ้า แต่เนื่องจากผู้เรียนในวัยนี้มีกิจกรรมการเล่นของเล่น กับเพื่อน ผู้สอนจึงใช้ประโยชน์จากการเล่นของเล่นของผู้เรียนมาใช้ใน กิจกรรม โดยนำ�กระบวนการเรียนรู้สะเต็มศึกษามาใช้ในการจัดการเรียน การสอนเพื่อให้ผู้เรียนรู้จักวางแผน แก้ปัญหา และสร้างสรรค์นวัตกรรม อีกทั้งต้องการให้ผู้เรียนเห็นคุณค่าของสิ่งที่เหลือใช้นำ�กลับมาทำ�ให้ เกิดประโยชน์ อาทิ การใช้ลังกระดาษจากบรรจุภัณฑ์ที่ใส่นมโรงเรียน ซึ่งมีจำ�นวนมากมาเป็นอุปกรณ์ในการเรียนการสอน โดยให้ผู้เรียนเป็น ผู้คิดริเริ่ม ออกแบบ แก้ปัญหา ลงมือปฏิบัติและประดิษฐ์คิดค้นของเล่น ที่ทำ�ให้เกิดพลังงานไฟฟ้าสามารถนำ�มาใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ โทรศัพท์มือถือได้ ซึ่งผู้เรียนได้ฝึกบูรณาการความรู้โดยนำ�ศาสตร์ต่างๆ มาใช้ทำ�ให้ได้ตระหนักถึงคุณค่าของทรัพยากร รวมทั้งยังสามารถสร้าง ความสนุกสนานและเป็นกิจกรรมยามว่างของผู้เรียนได้อีกด้วย Fun Chargers เป็นกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา ซึ่งส่งเสริม ให้ผู้เรียนได้เป็นผู้ผลิตพลังงานไฟฟ้าผ่านของเล่นที่สามารถสะสมแบตเตอรี่ ไว้ใช้งานได้ โดยใช้วัสดุที่อยู่ใกล้ตัวผู้เรียน กิจกรรมนี้มีความสอดคล้อง กับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนเป้าหมายที่ 7 พลังงานสะอาดที่เข้าถึงได้ ซึ่งสำ�นักงานสภาพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติได้กล่าวไว้ว่า พลังงาน หมุนเวียนเป็นพลังงานสะอาดที่ใช้แล้วไม่หมดไปหรือสามารถทำ�ให้เกิด การทดแทนได้ ดังนั้น พลังงานหมุนเวียนจึงเป็นพลังงานทางเลือกในการ ยกระดับประสิทธิภาพในการบริหารจัดการพลังงานไปสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน โดยคำ�นึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงซากดึกดำ�บรรพ์ อีกทั้งประชาชนสามารถเข้าถึงและหาซื้อพลังงานหมุนเวียนได้ง่ายขึ้น สามารถยกระดับคุณภาพชีวิต รวมทั้งตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในภาค พลังงานการเพิ่มบทบาทของเทคโนโลยีดิจิทัลและการเปลี่ยนผ่านสู่ยุค แห่งการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ซึ่ง Fun Chargers ของเล่นที่ผลิตขึ้นมานี้ อาศัยหลักการทำ�งานของการหมุนมอเตอร์เพื่อเก็บประจุไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าที่ ผู้เรียนสร้างในขณะเล่น Fun Chargers สามารถชาร์จกับที่ชาร์จ ของโทรศัพท์มือถือได้ในยามจำ�เป็นทำ�ให้ ผู้เรียนได้รู้จักหลักการทำ�งานของมอเตอร์ และเรียนรู้เกี่ยวกับแหล่งที่มาของพลังงาน ไฟฟ้าในรูปแบบอื่นได้ นอกจากนี้ มีการนำ� วัสดุเหลือใช้ภายในโรงเรียนมาสร้างสรรค์ ผลงาน เช่น ลังกระดาษ ซึ่งเป็นแนวทางหนึ่ง ในการเพิ่มมูลค่าของสิ่งของเหลือใช้ สอดคล้อง กับการพัฒนาเศรษฐกิจแบบองค์รวมในส่วน ของเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ที่เป็นการใช้ทรัพยากรให้คุ้มค่าที่สุด เน้นการ หมุนเวียนนำ�กลับมาใช้ซ้ำ�หรือนำ�กลับมาใช้ใหม่ได้ เพื่อลดปริมาณของเสีย และลดปริมาณขยะ ในที่นี้เป็นการนำ�ลังกล่องนมที่ไม่ใช้แล้วนำ�กลับมา ประดิษฐ์เป็นสิ่งของใหม่ ข้อดีประการแรกคือ ลดปริมาณขยะ ประการที่สอง คือ เพิ่มมูลค่าของลังกล่องนม ในกิจกรรมใช้กระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรม (Engineering Design Process) ซึ่งเป็นวิธีการทำ�งาน ภายใต้เงื่อนไขและข้อจำ�กัดที่วิศวกรใช้ในการเปลี่ยนแปลงทรัพยากร ธรรมชาติและความท้าทายทางเทคโนโลยีในการประดิษฐ์ระบบ ส่วนประกอบ กระบวนการ หรือสิ่งประดิษฐ์ให้สามารถตอบสนองความต้องการ ของมนุษย์ (Ertas & Joans, 1996) เป็นวิธีการแก้ปัญหาในการ ดำ�รงชีวิตโดยใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ผ่านการสืบเสาะหาความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี (National Research Council [NRC], 2009) ปัจจุบันการศึกษายังมุ่งเน้นให้ผู้เรียนได้เรียนรู้เพื่อทำ�ข้อสอบ มากกว่าการฝึกฝนทักษะด้านการคิด ไม่ว่าจะเป็นการคิดสร้างสรรค์เพื่อ แก้ปัญหา การคิดสังเคราะห์จากสถานการณ์ ซึ่งเป็นสาเหตุให้ผู้เรียนขาด การฝึกทักษะในการคิดและการแก้ปัญหา ส่งผลให้ผู้เรียนไม่มีแรงกระตุ้น ในการคิด ไม่สามารถคิดค้นประดิษฐ์สิ่งใหม่ๆ หรือสามารถคิดหาวิธีการ มาแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้ การจัดการเรียนรู้รูปแบบหนึ่ง ที่จะช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนมีทักษะการคิดคือ การจัดการเรียนรู้ตามแนวทาง สะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม จุดเด่นของการจัดการ เรียนรู้แบบสะเต็มคือ การผนวกแนวคิดการออกแบบเชิงวิศวกรรม เข้ากับ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีของผู้เรียน ในขณะที่ ทำ�กิจกรรมเพื่อพัฒนาความรู้ ความเข้าใจ และฝึกทักษะ ผู้เรียนมีโอกาส นำ�ความรู้มาออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการเพื่อตอบสนองความต้องการหรือ แก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำ�วันเพื่อให้ได้เทคโนโลยีซึ่งเป็นผลผลิต จากกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ดังนั้น การจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา จึงนำ�กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มาใช้เป็นฐานดำ�เนินกิจกรรม การเรียนรู้ในชั้นเรียน (สุธิดา การีมี, 2565) โดยประยุกต์ใช้กระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรมซึ่งประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ดังภาพ 2 ได้แก่ 1) ระบุปัญหา 2) รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง กับปัญหา 3) ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา 4) วางแผน และดำ�เนินการแก้ปัญหา 5) ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหา หรือชิ้นงาน และ 6) นำ�เสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน