ขั้นตอนการจัด “กิจกรรมสะเต็ม”

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