สอนวิทยาศาสตร์แนวใหม่

สอนวิทยาศาสตร์แนวใหม่

บทความเรื่อง A New Vision for Teaching Science เขียนโดย Randy McGinnis & Deborah Roberts-Harris   ตีพิมพ์ในนิตยสาร Scientific American ในปี ค.ศ. 2009    และพิมพ์ซ้ำในหนังสือ The Science of Education ในปี 2012  บอกว่าต้องใช้กระบวนทัศน์ใหม่ ในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์

เริ่มจากการมีเป้าหมายที่ชัดเจน ๔ ประการ ที่เชื่อมโยงกัน

1. มีความรู้ ใช้ และตีความ คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับโลกธรรมชาติ
2. สามารถสร้าง และประเมินหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ พร้อมกับคำอธิบาย
3. เข้าใจธรรมชาติ และพัฒนาการของความรู้ทางวิทยาศาสตร์
4. สามารถเข้าร่วมกิจกรรม และการถกเถียงทางวิทยาศาสตร์

นั่นคือ การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ใช้หลักการ “วิทยาศาสตร์ในฐานะปฏิบัติการ”   และ วิทยาศาสตร์ในฐานะกระบวนการที่เป็นพลวัต    คือมีการตรวจสอบ และปรับปรุงทฤษฎีอยู่ตลอดเวลา     หรือความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ไม่ใช่สิ่งที่เป็น อกาลิโก   แต่เป็นสิ่งที่ของเก่าผิดได้ แทนที่ด้วยความรู้ใหม่

กระบวนทัศน์ใหม่ประการที่สอง คือเรื่องศักยภาพในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ของเด็ก   เดิมคิดว่าอายุเป็นตัวกำหนด   ดังนั้นครูจึงสอนเด็กเล็กโดยเน้นท่องจำเป็นหลัก   นี่คือกระบวนทัศน์ที่ผิด  

เดิมคิดว่า กว่าเด็กจะมีความคิดเชิงเหตุผล ต้องอายุ ๑๒ ปีขึ้นไป   นี่คือความเข้าใจผิด   ผลการวิจัยด้านจิตวิทยาการเรียนรู้สมัยใหม่บอกว่า    ความสามารถในการคิดเหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์เกิดขึ้น เนิ่นนาน ก่อนอายุ ๑๒ ปี    แม้ในเด็กชั้นอนุบาลก็มีแล้ว

เดิมคิดว่าทักษะในการเรียนรู้ของเด็กขึ้นกับพัฒนาการทางวุฒิภาวะเป็นสำคัญ   ทำให้เด็กมีช่วงเวลา ของความสนใจ (attention span) ยาวขึ้น, มีวินัยในตน, และคิดได้เร็ว    แต่ผลการวิจัยสมัยใหม่บอกว่า ที่มีผลมากกว่าวุฒิภาวะ (อายุ) คือความรู้เดิม หรือพื้นความรู้ของเด็ก    หากเป็นพื้นความรู้ที่มีคุณภาพสูง ก็จะช่วยให้เด็กเรียนรู้ได้ดี   การเรียนรู้ที่ดีขึ้นกับพื้นความรู้เดิม เป็นปัจจัยสำคัญที่สุด    ไม่ใช่ระดับพัฒนาการ หรือเข้าโรงเรียนเร็วช้า   

นั่นคือ เด็กเรียนโดยการต่อยอดความรู้เดิมของตน   และความก้าวหน้าของการเรียนรู้เกิดขึ้นโดยที่ ความรู้เรื่องหนึ่งๆ เคลื่อนจากมุมมองง่ายๆ ไม่ซับซ้อน ไปสู่ความเข้าใจที่ซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ 

มีการวิจัยการเรียนรู้แบบ Model-based Reasoning    ในนักเรียนชั้นประถม   พบว่าเด็กเริ่มจาก การสร้างโมเดลเรื่องใดเรื่องหนึ่งแบบง่ายๆ ตรงไปตรงมา   ไปสู่โมเดลที่ใช้สัญลักษณ์ และโมเดลคณิตศาสตร์

นักเรียนต้องค่อยๆ เรียนรู้ และทำความเข้าใจวิธีเรียนรู้ของตน (metacognition)   หลักการที่ใช้ได้ ในทุกเรื่อง คือ การเรียนรู้ไปสู่การรู้จริง เป็นวงจร หรือบันไดเวียน ที่ยกระดับขึ้น ผ่านการทบทวนทำความเข้าใจ หลักการบ่อยๆ  

กระบวนทัศน์ใหม่ประการที่สาม คือต้องอย่าแยกเรียนเป็นวิชาย่อยๆ มากเกินไป    ประเทศที่ผล การศึกษาตาม PISA ได้คะแนนสูง   จะให้นักเรียนเรียนน้อยหัวข้อ   แต่ผูกกันเป็นหัวข้อใหญ่   เพราะจะทำให้ เด็กได้เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างหัวข้อหรือวิชา ดีขึ้น

หลักการเรียนรู้สมัยใหม่คือ ต้องเรียนแบบเรียนของจริง สถานการณ์จริง (authentic learning)    ไม่ใช่เรียนแบบสมมติหรือหลอกๆ   การเรียนวิทยาศาสตร์ จึงต้องเป็นปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์   เหมือนกับที่นักวิทยาศาสตร์ทำ    นั่นคือ นักเรียนต้องเรียนโดยลงมือทำ ที่เรียกว่า active learning   เช่น เรียนแบบ PBL (Project-Based Learning)   เรียนเป็นทีมเพื่อให้ได้ฝึกปฏิสัมพันธ์ทางสังคมในการปฏิบัติการจริง

นักเรียนต้องได้ฝึกพูดและเขียน ด้วยภาษาวิทยาศาสตร์   ผลการวิจัยบอกว่า แม้เด็ก ป. ๑ ก็ทำได้   แต่ระดับความซับซ้อนจะยังต่ำอยู่   แล้วจะค่อยๆ ยกระดับความซับซ้อนมากขึ้น   ที่สำคัญคือ ครูมีบทบาทสูงยิ่ง โดยการทำกระบวนการที่เรียกว่า scaffolding   คือช่วยให้เด็กได้ฝึกทีละน้อย ค่อยๆ เพิ่มความยากหรือ ความซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ    หากปล่อยให้เด็กคลำเอาเอง ที่เรียกว่า free exploration เด็กจะเรียนได้ช้า    และในอีกสุดโต่งข้างหนึ่ง คือมีคำแนะนำแบบคู่มือตำราทำกับข้าวให้ เด็กก็จะเรียนได้ช้าเช่นเดียวกัน 

ครูต้องค่อยๆ ให้เด็กเชื่อมโยงความรู้ของตนเข้ากับชีวิตประจำวัน จนศิษย์ค่อยๆ พัฒนาความเป็น พลเมืองที่รับรู้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ในการดำเนินชีวิต (science-informed citizen)    

ครูต้องมีความสามารถประเมินความรู้เดิมของเด็กเป็นรายคน   และเคารพและยอมรับในความแตกต่าง ของความรู้เดิมนั้น   และนำมาใช้ในการออกแบบให้ปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ในชั้นเรียนสนุกและมีความหมาย ต่อเด็ก   

ครูต้องสอดใส่การประเมินเพื่อพัฒนาเข้าไปในกระบวนการเรียนรู้ (Embedded Formative Assessment)     การประเมินความเข้าใจอยู่ ทุกลมหายใจ นี้    จะเป็นโซ่ทองคล้องใจครูกับศิษย์เข้าด้วยกัน

ปัจจัยสำคัญที่สุดคือ แรงบันดาลใจของศิษย์ ต่อการเรียนวิทยาศาสตร์    ไม่มองว่าวิทยาศาสตร์เป็นวิชา ที่เรียนยาก ประโยชน์ที่ได้ไม่คุ้มเหนื่อย   แต่มองว่า เป็นพื้นฐานของชีวิตที่ดี

วิจารณ์ พานิช

๒๔ ม.ค. ๕๗

  

[pap2498]

วิทยาศาสตร์แนวใหม่ต้องได้รัฐบาลชุดใหม่ที่ส่งเสริมการเรียนรู้ มิใช่กอบโกย