ขั้นตอนการจัด “กิจกรรมสะเต็ม”
ขั้นตอนการจัด “กิจกรรมสะเต็ม”
โดยที่ การจัด “กิจกรรมสะเต็ม” เป็นกระบวนการฝึก การแก้ปัญหาในชีวิตจริงของนักเรียน โดยใช้พื้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีที่มีอยู่ และ วิธีการทางวิศวกรรม จึงขอนำเสนอ 4 ส่วน ดังนี้
ส่วนที่ 1 : ทักษะการแก้ปัญหา 9 ขั้น
ส่วนที่ 2 : กระบวนการทางวิศวกรรม
ส่วนที่ 3 : กระบวนการกิจกรรมสะเต็ม 6 ขั้น
ส่วนที่ 4 : แนวทางการดำเนินการของครู
- ส่วนที่ 1 : กระบวนการแก้ปัญหา
1. ขั้นตระหนักในปัญหาและความจำเป็น
2. ขั้นคิด วิเคราะห์อย่างรอบคอบความจำเป็น
3. ขั้นสร้างทางเลือกอย่างหลากหลาย
4. ขั้นประเมินและเลือกทางเลือกย่างเหมาะสม
5. ขั้นวางแผนกำหนดขั้นตอนลำดับได้อย่างได้อย่างเหมาะสม
6. ขั้นปฏิบัติได้อย่างชื่นชม
7. ขั้นประเมินด้วยตนเองระหว่างปฏิบัติ
8. ขั้นตอนปรับปรุงให้ดีขึ้นอยู่เสมอ
9. ขั้นประเมินผลเพื่อความภูมิใจ
- ส่วนที่ 2 : กระบวนการวิศวกรรม ( สุรศักด์ สงวนพงษ์ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ )
-
ขั้นตอน คำอธิบายโดยย่อ 1. วิเคราะห์ความต้องการ (การออกแบบต้องเติมเต็มความต้องการของผู้ใช้ ต้องแยกแยะผู้ใช้ บุคคล กลุ่มบุคคล ลักษณะเฉพาะของบุคคล กลุ่มบุคคล เช่น เพศ วัย) 2. นิยามปัญหา กำหนดโจทย์ที่ประกอบด้วย เป้าหมาย วัตถุประสงค์ และข้อจำกัด -โดยตอบคำถามว่า “ทำอย่างไรให้ใด้ตามความต้องการ” หรือ “อธิบายโดยย่อถึงสิ่งที่ต้องทำให้ได้เพื่อตอบสนองความต้องการ” – ตั้งวัตถุประสงค์ ความคาดหวังที่ชี้วัดได้ ระบุข้อกำหนดบางอย่างของผลผลิต -ข้อจำกัด ระบุถึงข้อจำกัดที่มีอยู่ ระบุถึงข้อกำหนดที่ชิ้นงานอนุญาตให้มีได้ ระบุข้อกำหนดหรือมาตรฐานที่ต้องปฏิบัติตาม (3) การวางแผนงาน สร้างแผนงาน ระบุระยะเวลาดำเนินงานและเนื้องาน ระบุผลผลิตที่ต้องส่งมอบในแต่ละช่วงเวลา งบประมาณที่ใช้ เครื่องมือช่วยสร้างแผนงาน แผนภูมิแกนต์ CPM (Critical Path Method) (4) การเก็บข้อมูล เก็บข้อมูล -แหล่งความรู้/ข้อมูลที่จำเป็นต้องใช้ -ลักษณะอย่างไร วารสาร หนังสือ คู่มือ สารานุกรม รายงาน -หาอย่างไร การสืบค้น การอ่าน การเข้าฟัง การประชุม -หาที่ไหน ห้องสมุด อินเทอร์เน็ต (5) สร้างแนวคิดที่เป็นไปได้ หาคำตอบที่เป็นไปได้แรกเริ่ม สร้างข้อเผื่อเลือกการออกแบบกว้างๆไว้ (ต้องการความคิดสร้างสรรค์อย่างมาก) (6) ประเมินแนวคิด ประเมินว่าขอบเขตแนวคิดนั้นตอบสนองความต้องการ ประเมินลักษณะสมบัติเชิงสมรรถนะของแต่ละแนวทางการออกแบบ ทำอย่างไร? สร้างโมเดลคณิตศาสตร์ สร้างต้นแบบ ในงานจริงอาจต้องประมาณการค่าใช้จ่ายการผลิต ความน่าจะเป็นของระยะใช้งานก่อนชำรุด (7) เลือกวิธีที่เหมาะสม ตัดสินใจเลือกวิธีที่เหมาะสมที่สุดจากข้อเลือกที่มีอยู่ ต้องกำหนดเกณฑ์การเลือกตามสภาพแวดล้อม เน้นให้ตอบสนองผู้ใช้ (8) สื่อสารระหว่างการออกแบบ จัดทำข้อเสนอ งานเขียน นำเสนองานออกแบบ งานพูด (9) ปฏิบัติให้เห็นผลจริง แปลงงานออกแบบไปสู่ชิ้นงานจริง สร้าง ทดสอบ สร้างแล้วต้องทดสอบให้เห็นจริงว่าทำงานได้ เลือกวิธีทดสอบมาตรฐาน สร้างวิธีทดสอบใหม่ ชี้วิธีการหรือข้อมูลที่ใช้ทดสอบ ชี้ผลการทดสอบที่แสดงว่าชิ้นงานทำงานได้ตามกำหนด ชิ้นงานทำงานได้โดยไม่มีปัญหาในสถานการณ์ต่างๆ อาจทดสอบกรณี Worst case
ส่วนที่ 3 : ขั้นตอนจัดการเรียนรู้ “กิจกรรมสะเต็ม”
ขั้นที่ 1 – ระบุปัญหา
ขั้นที่ 2 –รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
ขั้นที่ 3 –ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา
ขั้นที่ 4 -วางแผนและด าเนินการแก้ปัญหา
ขั้นที่ 5 – ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหา หรือชิ้นงาน
ขั้นที่ 6 -นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือ ชิ้นงาน
ส่วนที่ 4 : แนวการจัดกิจกรรม
ให้มีขั้นตอนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 6 ขั้นตอน ตามแนวทางของคณะกรรมการพัฒนาหลักสูตรสะเต็มที่ได้รับการแต่งตั้งจากกระทรวงศึกษาธิการ
ขั้นตอน | แนวทางปฏิบัติ |
1. ขั้นระบุปัญหา | 1.1 การทำให้นักเรียนมองเห็นปัญหา
ขั้นนี้ ครูต้องจัดหาหรือยกสถานการณ์ เช่น การสนทนาโดยใช้ประเด็นจากข่าว การเล่าเหตุการณ์ การฉายวิดีทัศน์ ฯลฯ เพื่อให้นักเรียนเห็นภาพของสภาพจริงในชีวิตประจำวัน ที่มีอุปสรรคต่อความสำเร็จที่ต้องการ หรือเห็นภาพที่ทำให้เกิดการกระตุ้นให้คิดว่า ควรจะสร้างหรือมีนวัตกรรมที่จะช่วยให้การดำเนินการหรือการทำงานหรือคุณภาพชีวิตดีขึ้น และ ท้ายสุดให้นักเรียนเล่าหรือบอกเรื่องราวในชีวิตจริงของนักเรียน อาชีพของผู้ปกครอง หรือครอบครัว หรือชุมชนของนักเรียน ในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ ประเด็นจากข่าว การเล่าเหตุการณ์ การฉายวิดีทัศน์ ฯลฯ ดังกล่าว |
|
1.2 การทำให้นักเรียนตระหนักถึงความสำคัญของปัญหา
ขั้นนี้ ครูต้องทำให้นักเรียนเกิดความตระหนักถึงความสำคัญของปัญหา ซึ่งเกิดจากการเห็นคุณค่าของ “การรับรู้โดยการใส่ใจ” โดยครูต้องทำให้นักเรียนรับรู้ให้ได้ว่าจากสถานการณ์ที่นักเรียนได้บอกเล่ามานั้น มี “ปัญหาหรืออุปสรรคต่อเป้าหมาย” ที่ควรใส่ใจในการหาวิธีแก้ไข มิฉะนั้นจะส่งผลกระทบในด้านลบ หรือใส่ใจที่จะ “สร้างหรือมีนวัตกรรม” อันเป็นการพัฒนา ซึ่งจะทำให้เกิดผลกระทบในด้านบวก |
||
1.3 การทำให้นักเรียนสามารถ “ระบุปัญหา” จากสถานการณ์ได้ตรงประเด็น
ขั้นนี้ ครูต้องทำให้นักเรียนมีความสามารถในการระบุปัญหา ซึ่งการระบุปัญหาที่ดีนั้น ต้องสื่อสารให้เห็นเป้าหมายในการแก้ปัญหาอย่างชัดเจน และวิธีการทำให้นักเรียนระบุปัญหาจากสถานการณ์ได้ตรงประเด็นที่สุด คือให้นักเรียนซึ่งเป็นสมาชิกของกลุ่มระดมความคิด “ต้นตอที่ทำให้เกิดสถานการณ์ที่มีปัญหาแฝงอยู่” ให้มากที่สุด จากนั้นนำผลที่เกิดจากสถานการณ์ทั้งหมดมาสรุปให้แคบลง |
2. ขั้นรวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง | 2.1 การฝึกให้นักเรียน “วิเคราะห์ปัญหา และทำความเข้าใจสภาพแวดล้อมหรือบริบทของปัญหา”
ขั้นนี้ ครูต้องพยายามให้นักเรียนแยกแยะปัญหาว่าปัญหานั้นมีองค์ประกอบย่อย ๆ อะไรบ้าง เกิดจากอะไร ประกอบขึ้นมาได้อย่างไรและมีความเชื่อมโยงสัมพันธ์กันอย่างไร และให้นักเรียนอภิปรายเพื่อระบุให้ได้ว่า 1) “เป้าหมายของการแก้ปัญหา” คืออะไร 2) “ความต้องการของผู้รับประโยชน์จากการแก้ปัญหา” มีอะไรบ้าง 3) “เงื่อนไข หรือข้อจำกัด หรือเกณฑ์ที่เป็นบริบทของปัญหา” มีอะไรบ้าง
|
2.2 การฝึกให้นักเรียน “รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง”
ขั้นนี้ ครูให้นักเรียนค้นคว้าหรือหาคำอธิบายในสิ่งที่นักเรียนได้แยกแยะมาแล้วแต่ยังไม่มีความชัดเจน โดยให้ค้นคว้า ข้อมูลที่เกี่ยวข้องและเกี่ยวกับปัญหาที่สนใจว่า ในสภาพแวดล้อมหรือบริบทเหมือนกันหรือคล้ายกันกับปัญหาในชีวิตจริงของนักเรียน มีการศึกษาหรือแก้ไขมาบ้างหรือไม่ ทำอย่างไร และได้ผลอย่างไร ค้นคว้าจากแหล่งเรียนรู้ใด ด้วยวิธีใด ซึ่งในการรวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง ในบางครั้งอาจจำเป็นต้องเชิญผู้รู้หรือผู้ทรงคุณวุฒิภายนอกมาคุยกับนักเรียน หรือนำนักเรียนไปศึกษาเรียนรู้นอกสถานที่ |
|
3. ขั้นออกแบบวิธีการแก้ปัญหา | 3.1 ฝึกให้นักเรียนมีความรอบคอบในการออกแบบวิธีแก้ปัญหา
ขั้นนี้ ครูต้องดำเนินการให้นักเรียนเห็นความสำคัญของความรอบคอบในการการออกแบบวิธีแก้ปัญหา โดยเน้นว่าการจะทำให้ได้ “เป้าหมายของการแก้ปัญหา”นั้น ต้องคำนึงถึงความต้องการของผู้รับประโยชน์จากการแก้ปัญหา เงื่อนไข หรือข้อจำกัด หรือเกณฑ์ที่เป็นบริบทของปัญหา ซึ่งจะทำให้ผลผลิตจากการแก้ปัญหาเป็นที่ยอมรับ |
3.2 ฝึกให้นักเรียนสร้างทางเลือกวิธีแก้ปัญหา
ขั้นนี้ ครูต้องทำให้นักเรียนเอาเป้าหมายเป็นตัวตั้ง แล้วระดมสมองให้ได้ “วิธีการเพื่อให้ถึงเป้าหมาย” ให้มากวิธีที่สุด ซึ่งบางวิธีอาจมีความเป็นไปได้ยาก แต่ครูไม่ควรรีบด่วนตัดทิ้ง เนื่องจากวิธีคิดที่เป็นไปไม่ได้อาจทำให้เกิดวิธีคิดใหม่ที่เป็นไปได้หรืออาจปรับให้มีความเป็นไปได้ในภายหลัง ประการสำคัญต้องเน้นย้ำกับนักเรียนว่าแต่ละวิธีแก้ปัญหาจะต้องอาศัยพื้นฐานความรู้ทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์ ซึ่งอาจมีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องมาร่วมด้วยก็ได้ จากนั้น นำมาออกแบบเป็น”ร่างแนวคิด”ของแต่ละวิธี แล้วประเมินในท้ายที่สุดว่าควรจะเลือกเลือกวิธีแก้ปัญหาที่มีความเป็นไปได้ และดีที่สุดเพื่อนำไปปฏิบัติจริง |
|
4. ขั้นวางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา | 4.1 ฝึกให้นักเรียนเขียนแผนการปฏิบัติการ
ขั้นนี้ เป็นการนำร่างแนวคิดที่ผ่านการเลือกแล้วว่าเป็นวิธีที่มีความเหมาะสมที่สุดในการจะนำไปปฏิบัติไปจัดทำรายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนการดำเนินงาน เงื่อนเวลาที่ต้องดำเนินงาน ความสามารถของแรงงาน ความเหมาะสมด้านเทคนิค ค่าใช้จ่าย และอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งขั้นตอนนี้ครูควรให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดและซักถามนักเรียนอย่างละเอียดเพื่อให้ข้อเสนอแนะหรือป้องกันอุปสรรคที่อาจเกิดจากการวางแผนที่ไม่รอบคอบเหมาะสม และหลังการเขียนแผนปฏิบัติการ อาจต้องให้ครูอนุมัติแผนปฏิบัติการก่อนนำไปดำเนินการ เนื่องจากบางกิจกรรมอาจต้องอยู่ในความดูแลใกล้ชิดจากครูหรือผู้รู้เฉพาะด้าน |
4.2 ฝึกให้นักเรียนปฏิบัติงานตามแผนและรายงานความก้าวหน้าเป็นระยะ
ขั้นนี้ เป็นการลงมือปฏิบัติจริงในการแก้ปัญหา ระหว่างการปฏิบัติครูควรให้นักเรียนบันทึกความสำเร็จตามแผน ปัญหาอุปสรรคและวิธีแก้ไข และควรกำหนดเวลาที่นักเรียนต้องรายงานสรุปให้ครูทราบความก้าวหน้าของการปฏิบัติงานเป็นระยะๆด้วย โดยกำชับนักเรียนว่าหากมีปัญหาหรืออุปสรรคหรือเหตุการณ์ที่จะต้องปรับแผน ต้องแจ้งให้ครูทราบก่อนดำเนินการทุกครั้ง |
|
5. ขั้นทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุง
|
5.1 ฝึกให้รู้จักวิธีการทดสอบ
ขั้นนี้ ครูควรให้นักเรียนระดมความคิดว่า ในการทดสอบผลงาน ควรจะทดสอบด้วยวิธีใด และใครเป็นผู้ทดสอบ ระหว่างการทดสอบต้องอยู่ในการควบคุมดูแลหรือไม่ เพราะบางครั้งวิธีการทดสอบต้องคำนนึงถึงความปลอดภัยซึ่งต้องอยู่ในการดูแลใกล้ชิดจากครูหรือผู้รู้เฉพาะด้าน |
5.2 ฝึกให้รู้จักประเมินผล
ขั้นนี้ ครูควรให้นักเรียนประเมินโดยยึดว่า ได้ผลงานเป็นรูปธรรมตามเป้าหมายหรือไม่ ผลงานนั้นมีคุณลักษณะเป็นไปตามความต้องการ และ ภายใต้เงื่อนไขที่ได้กำหนดไว้แต่แรกหรือไม่ จากผลการประเมินมีสิ่งใดที่ต้องปรับปรุงหรือไม่ |
|
5.3 ฝึกให้มีกระบวนการในการปรับปรุง
ขั้นนี้ ครูต้องกำชับนักเรียนว่า หากจำเป็นต้องปรับปรุง จะต้องบันทึกสาเหตุ ของการปรับปรุง วิธีปรับปรุงต้องอยู่บนพื้นฐานของการนำความรู้ทางคณิตศาสตร์วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและวิธีการทางวิศวกรรมมาใช้ และขออนุมัติแผนการปรับปรุงต่อครูก่อนนำไปปรับปรุง |
|
6. ขั้นนำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา หรือผลการพัฒนานวัตกรรม | ขั้นนี้ ครูควรเสนอแนะให้นักเรียนนำเสนอ อย่างเป็นขั้นตอน ตั้งแต่สถานการณ์ปัญหา การระบุปัญหา การรวบรวมข้อมูล การออกแบบ การวางแผน การปฏิบัติงานเพื่อแก้ปัญหา การทดสอบ ผลการประเมิน การปรับปรุง โดยเฉพาะอย่างยิ่งขั้นตอนของการทำความเข้าใจปัญหาว่าอะไรคือเป้าหมาย อะไรคือความต้องการ อะไรเป็นข้อจำกัดของการสร้างงาน การรวบรวมข้อมูลทำให้เรียนรู้อะไร การออกแบบอยู่บนพื้นฐานของการใช้วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์อย่างไร มีเทคโนโลยีอะไรที่ใช้ประโยชน์ในการสร้างงานนี้ เกิดปัญหาอุปสรรคระหว่างสร้างงานอย่างไร ปรับแก้อย่างไร และผลลัพธ์สุดท้ายเป็นไปตามเป้าหมายและความต้องการหรือไม่
ประการสำคัญจะต้องให้นักเรียนลงข้อสรุปให้ผู้ฟังเห็นชัดเจนว่า วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และ เทคโนโลยี นำมาใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตจริงได้ |
การประเมินผล
|
การประเมินผลกิจกรรมสะเต็ม ครูควรตั้งเป็นกติกา หรือ กำหนดหลักเกณฑ์การให้คะแนนอย่างชัดเจน ซึ่งอาจประกอบด้วย 1) การมองเห็นปัญหาและเป้าหมายของการแก้ปัญหา 2) การออกแบบเพื่อแก้ปัญหา บนพื้นฐานคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และการใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสม 3) การประเมินเพื่อคัดเลือกแบบหรือวิธีการเพื่อแก้ปัญหาที่เหมาะสม 4) การจัดทำรายละเอียดของแบบหรือวิธีการเพื่อแก้ปัญหาที่ได้คัดเลือกไว้ 5) การจัดทำแผนปฏิบัติงานและการดำเนินการตามแผน 6) การทดสอบ การประเมิน และการปรับปรุงผลงาน 7) การนำเสนอ
|