68 The Prototype Electronics

Proto-Schoolรศ. ธีรวัฒน ประกอบผล

STEM

บทความเชิงปฏิบัติการชุดพิเศษสําหรับครู, อาจารย, วิทยากร และนักเรียนที่เกิดขึ้น เปนความรวมมือระหวางคณะครูหองเรียนวิทยาศาสตรตามแนวทาง สสวท. และ สอวน. กับวารสาร The Prototype Electronics เพื่อเผยแพรองคความรูที่เกี่ยวของกับการพัฒนาอัจฉริยภาพดานวิทยาศาสตรสมัยใหมภายใตแนวคิด STEM (Sciecnce, Technology, Engineering, Mathematics) แกบุคคลากรทางการศึกษาและนักเรียน ตลอดจนผูสนใจในทุกระดับ

STEM กับการเรียนรูและสรางโครงงานคําแนะนําเกี่ยวกับการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีสมัยใหม หนึ่งในความทาทายและกระตุนความคิดสรางสรรคสําหรับครูและบุคลากรทางการศึกษา

เรือ่งราวทีน่าํมาเลาสูกนัฟงนี ้ ไดมาจากกระบวนการคดิ, ประสบการณในการเปนวิทยากร และจากการลงมือปฏิบัติการรวมกับคณะครูในหลากหลายสถานการณและสภาพแวดลอมทางการศึกษาที่แตกตางกัน หวังวา จะชวยใหครู-อาจารย-วิทยากรดานวิทาศาสตรและเทคโนโลยีไดมองเห็นจุดเริ่มตน และกลาที่จะกาว คิดนอกกรอบอยางสรางสรรคเพื่อรวมกันพัฒนาการศึกษาไทยอยางยั่งยืน

¡ÒÃàÃÕ¹¡ÒÃÊ͹Ẻ STEM ในควาเปนจริง STEM ไมใชเรื่องใหม หองเรียนวิทย-คณิต และหองเรียนวิทย-คอม หลายๆ โรงเรียนตางก็ทํากันมาแลวมากมาย การเรียนการสอนแบบ STEM มีจุดประสงคใหเด็กทํางานตางๆ เปน มีความเขาใจวิทยาศาสตร เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร และคณิตศาสตร (วากันตามตัวอักษรของความหมายของ STEM)

คุณครูทุกทานไมตองหวงเรื่องเวลาการเรียนการสอน เราสามารถนําทุกอยางมาอยูรวมกันได...

การสอนลักษณะนี้ ผมไดสอนโรงเรียนสุรศักดิ์มนตรี เทอมละ 3 ครั้งในวันเสารในโครงการหองเรียนพิเศษ ม.ตน ของ สสวท. โดยนําชุดหุนยนต IPST-BOT มาสอนในลักษณะ STEM อยางงายๆ ดวยเวลานอยๆ โดยใหนักเรียนทดลองเรื่องหุนยนตในลักษณะดังตอไปนี้

1. อธิบายใหเขาใจพื้นฐานท่ีเกี่ยวของกับการควบคุมมอเตอร กลไก โดยอธิบายตามแนววิทยาศาสตร เพื่อใหเขาใจพื้นฐานใหมากที่สุดเทาที่เด็ก ม.1 จะเรียนรูได และแนะนํานักเรียนตอวา หากไมใชอุปกรณที่มีอยูจะใชอะไรไดบาง คนควาหาขอมูลอยางไร

2. แนะนาํการควบคมุมอเตอรดวยวธิกีารตาง ๆ ถาไมมไีมโครคอนโทรลเลอรจะทําอยางไร ไมโครคอนโทรลเลอรมีขอดีอยางไร ทําอะไรไดอีกบาง

3. ใหนักเรียนประกอบหุนยนต อธิบายการใชเครื่องไมเครื่องมือที่จําเปน เครื่องมือและอุปกรณแตละชิ้นมีวีธีการใชอยางไร เรียกชื่อใหถูก

4. ใหนักเรียนเขียนโปรแกรมหุนยนตใหเคลื่อนที่อยางงายๆ คํานวณการหนวงเวลาเพื่อใหเกิดการเคลื่อนที่รูปแบบตาง ๆ

เรียนรู STEM ดวยหุนยนต IPST-BOT

สรางกลุมกิจกรรมการเรียนรูจากหุนยนต

หุนยนตบังคับมือที่แฝงความรูเกี่ยวกับ STEM ไวเพียบ

The Prototype Electronics 69

อยากลัวกับการเริ่มตนสิ่งใหม STEM อาจเปนชื่อที่ดูยิ่งใหญ แทจริงแลวก็คือ เรื่องราวของวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีที่คุนเคย เพียงแตไดรับการจัดระบบใหม เพื่อกอใหเกิดกระบวนการคิดที่เปนระบบและนําไปสูการลงมือปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพตอไป

จากนั้นอธิบายตอหลายๆ เรื่อง เชน

1. ถาเรารื้อหุนยนตออก จะทําโครงงานอะไรไดบาง

2. หากเราทําโครงงานรวมกับคนอื่น หรือมีคนอื่นมาทําตอ เขาจะเขาใจงานของเราไดอยางไร ดังนั้นตองรูจักวิธีการเขียนแบบ การเขียนภาพราง เพื่อใหสื่อสารกับคนอื่นไดเขาใจ

จากการสอนพบวาเมื่อกระตุนนักเรียนไดแลว เวลาผานไป นักเรียนไปคนควาอุปกรณอื่นๆ มาทําหุนยนตไดมากมาย นักเรียนยังไดเรียนภาษา C เขาใจภาษา C ตั้งแต ม.1 และเขาจะเขาใจไดงายกวาการเรียนภาษา C โดยตรง

¡ÒÃàÃÕ¹ÃÙŒâ´Â㪌â¤Ã§§Ò¹à»š¹°Ò¹ (Project - based learning)

เปนกิจกรรมที่เนนผูเรียนเปนสําคัญอยางแทจริง เด็กๆ จะไดเรียนรูหลายสิ่ง หลายอยางจากการทําโครงงาน หัวขอที่นักเรียนเลือกอาจจุดประกายความคิดใหเด็กได

กอนเด็กลงมือทําโครงงาน ครูที่ปรึกษาจะตองลบคําวา "เราจะทําดวยกัน" ออกไป เรากับนักเรียนตองตกลงกันวา นี่คืองานของนักเรียน หากนักเรียนเลือกหัวขอโครงงานแลว ครูควรลืมสิ่งที่เราเคยทําสมัยเด็กๆ ไปกอน ลองใหเด็กเขาคิดเองกอน ไมเชนนั้น ในบทสรุปจะไมทราบวา เปนโครงงานของใครกันแน ของครูหรือนักเรียน ?

พื้นฐานอิเล็กทรอนิกสเปนปจจัยสําคัญของการสรางระบบการเรียนรูตามแนวทาง STEM

บัดกรีประกอบวงจร ทักษะทางชางที่ควรหาโอกาสใหเด็กๆ ไดลองลงมือ

ความคิดพื้นฐานดานวงจรสุดคลาสสิกเกี่ยวกับการใชมะนาวมาสรางวงจรไฟฟา

ตัวอยางโครงงานจากชุดกลองสมอง IPST-MicroBOX ของโรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

Ê͹ãËŒà´็¡ÁÕ¤ÇÒÁ¤Ô´ÊÌҧÊÃä� ในระหวางการทําโครงงาน ครูควรใชโอกาสนี้แนะนําหรือสอนใหเด็กมีความคิดสรางสรรค หรือใหเริ่มอะไรสักอยางแบบมีความคิดสรางสรรค อาจทํากันไมงาย แตอาจเริ่มตนไดตามแนวทางตอไปนี้ เพื่อใหเด็กแสดงศักยภาพออกมา หรือกระตุนเด็กใหแสดง โดยเรียงจากงายไปยาก

1. มองปญหารอบขาง และมองใหดี แลวลองฝกใหเด็กแกปญหา ฝกใหกลาเผชิญปญหา

2. ใหลองคิดนอกรอบ คิดใหเปนจริง ลองหาวิธีการแกปญหาท่ีตางจากเพื่อนๆ ดู และครูตองสรางสิ่งที่ทาทายใหคิด

3. ฝกใหมีจินตนาการ โดยสรางเวทีใหแสดงออก ใหเด็กไดเห็นตัวอยางจริง และหาตัวชวย เชน หาแหลงขอมูล หาครูที่เขาใจมาชวยชี้แนะ

ÇҧἹÊÌҧâ¤Ã§§Ò¹¨Ò¡ªØ´¡Å‹Í§ÊÁͧ¡Å เริ่มตนดวยการแนะนําใหเด็กๆ ลองเขียนผังงานในกระดาษดูวา จะทําอะไร การเขียนผังนี้จะทําใหรุนนองที่จะมาทําโครงงานตอรูเรื่องดวย เมื่อวาดผังงานและซํกซอมจนเขาใจแลว จึงนําอุปกรณตางๆ ที่มีมาสรางเปนโครงงาน

หากเปนไปได ลองคิดตอวา ตัวตรวจจับแบบงายๆ เราสรางเองไดอยางไร ตอวงจรเองอยางไร จากสวิตซที่ใชงานอยู ลองคิดดูวา เราตอเองไดหรือไม หรือหาสิ่งอื่นมาทดอทนไดหรือไม หากตองการใชบอรตตัวเดียวแลวควบคุมอุปกรณตางๆ ไดมากขึ้น เราจะทําอยางไร จะใชบอรตสองตัวติดตอกันไดหรือไม ดวยวิธีใหน อยากใหคิดตอ คิดเพิ่มเติมตอไป....คิดไปเรื่อย ๆ สนุกดีครับ

www.tpemagazine.com