พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ กับแนวคิดเรื่อง STEM

อานุภาพ สกุลงาม

   แนวคิดทางการศึกษา มีพัฒนาการตามเวลาที่ผ่านไป จากการเรียนการสอนแบบดั้งเดิมที่ใช้ครูเป็นจุดศูนย์กลาง สู่การสอนแบบเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ (Child Centered) ที่ผู้สอนจะจัดสภาพการณ์ การเรียนการสอนให้ผู้เรียนมีโอกาสได้เคลื่อนไหว ใช้ความคิด ย้ำความรู้สึก และฝึกสัมพันธ์ทำให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมอย่างตื่นตัว (Active Participation) รอบด้าน คือกาย สติปัญญา อารมณ์ และสังคม สู่การเรียนรู้โดยใช้สมองเป็นพื้นฐาน (Brain based Learning: BBL) ที่ฝึกให้เด็กตื่นตัวแบบผ่อนคลาย จดจ่อในสิ่งเดียวกัน และเรียนรู้จากการทดลองทำด้วยตัวเอง ปัจจุบัน แนวทางการเรียนรู้แบบ STEM เป็นแนวทางที่ได้รับการพูดถึง เพราะสอดคล้องกับยุคแห่งการพัฒนาที่มีความเกี่ยวข้องกับศาสตร์ทุกด้าน

   ต้นเดือนตุลาคม 2557 องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ จัดการบรรยายพิเศษเรื่อง พลังของแหล่งเรียนรู้นอกห้องเรียน กับการสนับสนุน STEM Education (The Power of the Science Center in Supporting Informal Education & STEM Learning) โดย ดร.สจ๊วต โคลฮาเกน (Dr.Stuart Kohlhagen)² ที่จะให้คำตอบว่า บทบาทของศูนย์การเรียนรู้ ไม่ว่าจะเป็นพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ ศูนย์วิทยาศาสตร์ หรือศูนย์อื่นในรูปแบบของการเรียนรู้ (จากนี้ไปในบทความนี้ จะเรียกแทนศูนย์ฯ ทั้งหมดนี้ว่า ศูนย์วิทยาศาสตร์) จะปรับตัวเองให้ทันต่อรูปแบบการเรียนรู้ท่ามกลางบริบทที่เปลี่ยนแปลงไปได้อย่างไร และ STEM มีความสำคัญและสัมพันธ์กับศูนย์วิทยาศาสตร์มากน้อยเพียงใด

ดร.สจ๊วต โคลฮาเกน (Dr.Stuart Kohlhagen)
: ภาพโดย อานุภาพ สกุลงาม

---

    นักวิชาการ กองวิชาการวิทยาศาสตร์ พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ 

   รักษาการผู้จัดการทั่วไป ด้านแผนกลยุทธ์และความร่วมมือ ศูนย์วิทยาศาสตร์และการเรียนรู้เทคโนโลยี เควสตากอน แห่งประเทศออสเตรเลีย

ศูนย์วิทยาศาสตร์ ไม่ทำตัวเป็นหนังสือสามมิติ

   20กว่าปีก่อน การเข้าถึงข้อมูลมีความยากลำบาก ดังนั้นศูนย์วิทยาศาสตร์ จึงมีบทบาทในการเผยแพร่ความรู้อย่างมาก แต่วันนี้ ในยุคที่ข้อมูลข่าวสารสามารถหาได้อย่างรวดเร็วผ่าน Smart Phone ศูนย์วิทยาศาสตร์ต้องตื่นขึ้นมาเพื่อพบกับความจริง และต้องตระหนักว่า ศูนย์วิทยาศาสตร์ต้องเพิ่มบทบาทใหม่ในยุคปัจจุบัน

   ดร.โคลฮาเกน บอกว่า ในอดีต องค์ความรู้จะถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น จากพ่อสู่ลูก แต่ด้วยความก้าวหน้าทางด้านวิทยาการ ความรู้ต่างๆในวันนี้จะหมดความหมาย และกลายเป็นเรื่องเก่าล้าสมัยไปอย่างรวดเร็วภายในระยะเวลาสามปี ดังนั้นในทุกแวดวงวิชาการ องค์ความรู้เป็นเรื่องสำคัญ แต่ก็ไม่มากไปกว่าการแสวงหาความรู้ใหม่ๆตลอดเวลา โดยระบบการศึกษาต้องปลูกฝังให้เด็กได้เรียนรู้ด้วยตัวเองได้ เพื่อพัฒนาเป็นนักคิดที่มีความปราดเปรื่องและมีความยืดหยุ่น นั่นคือการปลูกฝังและบ่มเพราะให้เด็กมีความอยากรู้อยากเห็น เพราะถ้าเด็กมีพื้นฐานของความอยากรู้อยากเห็นแล้ว จะพัฒนาไปสู่การเรียนรู้ด้วยตัวเองตลอดไป

   บทบาทที่ศูนย์วิทยาศาสตร์สามารถทำได้คือ การส่งเสริมความอยากรู้อยากเห็นให้กับเด็กๆ การส่งเสริมนี้อาจผ่านไปกับชิ้นงานที่เรียบง่ายไม่ซับซ้อน แต่สามารถกระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นให้กับเด็กเมื่อกลับไป ชิ้นงานที่ดีจะช่วยส่งเสริมการตั้งคำถามของเด็ก และส่งเสริมให้เด็กได้ไปหาความรู้เพิ่มเติมเมื่อกลับออกไป โดย ดร.โคลฮาเกนบอกว่า “ศูนย์วิทยาศาสตร์จะมีประโยชน์สูงสุด ถ้าไม่ทำตัวเป็นหนังสือสามมิติ” นั่นหมายถึง เด็กๆไม่ควรออกจากศูนย์วิทยาศาสตร์ไปพร้อมกับความว่างเปล่าเหมือนแค่ดูหนังสือสามมิติที่เห็นแล้วผ่านไป แต่ ศูนย์วิทยาศาสตร์ต้องกระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นให้กับเด็ก นั่นเอง หรืออาจกล่าวได้ว่า ศูนย์วิทยาศาสตร์ต้องทำงานสวนทาง นั่นคือ ทำอย่างไรให้เด็กๆสามารถตั้งคำถามเพื่อหาคำตอบให้ได้

STEM สัมพันธ์กับศูนย์วิทยาศาสตร์อย่างไร
   STEM Education คือการเรียนรู้เนื้อหาและทักษะทางด้านวิชาวิทยาศาสตร์ (Science) คณิตศาสตร์ (Mathematics) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และ เทคโนโลยี (Technology) ซึ่งเป็นวิชาที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนได้มีความรู้ความสามารถที่จะดำรงชีวิตได้อย่างมีคุณภาพในโลกศตวรรษที่ 21 ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว มีความเป็นโลกาภิวัฒน์ ตั้งอยู่บนพื้นฐานความรู้ และเต็มไปด้วยเทคโนโลยี ทั้งสี่วิชามีความสำคัญอย่างมากกับการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันทางเศรษฐกิจ การพัฒนาคุณภาพชีวิต และความมั่นคงของประเทศ³

---

   รายงานสรุปผลการอบรมเชิงปฏิบัติการ STEM Education โดย Prof.Mitchell Nathan, University of Wisconsin, Madison สรุปรายงานโดย รักษพล ธนานุวงศ์ นักวิชาการสาขาวิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)

   ขณะที่ดร.โคลฮาเกน นิยาม STEM ว่า กลุ่มวิชาที่สอนในโรงเรียนหลายวิชารวมกัน ดั้งเดิมคือวิทยาศาสตร์ ต่อมาคนที่เกี่ยวข้องและสอนทางด้านเทคโนโลยีเห็นว่ามีความสำคัญจึงถูกนำมารวมกัน เป็นวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งต่อมาวิชาวิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ก็ถูกรวมเข้ามาด้วย ปัจจุบัน มีการนำมิติของวิชาอื่นๆเข้ามาบูรณาการด้วย เช่น วัฒนธรรม (Culture) เป็น STEM Plus C และหากนำวิชาศิลปะและการสร้างสรรค์เข้ามาบูรณาการ (ART) ก็จะเป็น STEAM

   หาก STEM มีความหมายดังกล่าว ศูนย์วิทยาศาสตร์ ที่ทำหน้าที่ในการให้ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในรูปแบบที่เข้าใจง่าย จึงมีหน้าที่โดยตรงในการนำ STEM มาใช้ในการบูรณาการความรู้ทั้งหมดเข้าไว้ด้วยกัน ด้วยวิธีการรูปแบบที่ง่ายต่อการเข้าใจ และกระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นให้กับเด็กให้เกิดความสงสัยและเป็นจุดรเมต้นในการสร้างแรงบันดาลใจเพื่อไปหาความรู้ต่อยอดจากสิ่งที่ได้พบเจอในศูนย์วิทยาศาสตร์แห่งนี้

บทบาทของศูนย์วิทยาศาสตร์ในชุมชนและสังคม

   ดร. โคลฮาเกน กล่าวว่า ศูนย์วิทยาศาสตร์จำเป็นต้องทำงานกับกลุ่มคนและองค์กรที่หลากหลายเพื่อช่วยในการ Support องค์ความรู้ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์ไม่เชี่ยวชาญ ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์และการเรียนรู้เทคโนโลยี เควสตากอน ได้ดำเนินโครงการ Smart Skill โดยรัฐบาลให้ความร่วมมือในโครงการนี้ เพื่อส่งเสริมและให้ความสำคัญกับทักษะ แรงงานฝีมือ และนวัตกรรมการออกแบบ โดยจัดให้มีแผนงานการประชุมการประดิษฐ์คิดค้น (Invention Convention) เพื่อเป็นเวทีกลาง ก่อนการจัดประชุมนี้ เควสตากอนจะทำงานร่วมกับโรงเรียนต่างๆเพื่อให้ครูและเด็กๆ ได้มีโอกาสพัฒนาชิ้นงานและแก้ไขปัญหา โดยจัดให้มีนักธุรกิจที่คิดค้นเทคโนโลยีเข้าไปมีส่วนร่วมกับครูและเด็กเหล่านี้ด้วย จากนั้นในงานชุมนุมการประดิษฐ์คิดค้น จะมีการเชิญกลุ่มครู และเด็กๆที่ผ่านการเข้าร่วมโครงการมานำเสนอผลงานสิ่งประดิษฐ์ มีการเชิญผู้เชี่ยวชาญ นักวิทยาศาสตร์ และผู้เชี่ยวชาญด้านทรัพย์สินทางปัญญาให้คำปรึกษา นี่คือตัวอย่างบทบาทของศูนย์วิทยาศาสตร์กับชุมชน และสังคม เราเรียกการเรียนรู้แบบนี้ว่า การเรียนรู้เพื่อใฝ่รู้ (Curiosity Base Learning)

Exploratorium พื้นที่แห่งการเรียนรู้ผ่านการลองทำ

   หากศูนย์วิทยาศาสตร์ คือสถานที่ที่บูรณาการเรื่อง STEM เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อการเรียนรู้ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สถาบันครู (Teacher Institute : TI)⁵ ของ Exploratorium ก็คือพื้นที่แห่งการทดลองทำเพื่อการเรียนรู้ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ดร.โคลฮาเกน กล่าวถึงสถาบันครูว่า เป็นสถาบันเพื่อการเรียนรู้ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโดยเฉพาะ โดยการฝึกอบรมครูวิทยาศาสตร์ด้วยการพัฒนาชิ้นงานวิทยาศาสตร์ด้วยตัวเอง ฝึกให้ครูวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามเพื่อใช้กับเด็ก ระหว่างการอบรม จะมีการพูดคุยจากการศึกษาชิ้นงาน มีการตั้งคำถามประเภท “อย่างไร” และ “ทำไม” เพื่อให้การพูดคุยนำไปสู่เรื่องราวที่ต้องการปรึกษา และมีเวลาให้ครูด้วยกันได้แลกเปลี่ยนความเห็น ซึ่งเท่ากับเป็นการแบ่งปันความรู้ให้แก่กัน ที่สถาบันครูแห่งนี้ มีห้อง Workshop ที่จะสอนวิธีการพัฒนาชิ้นงานอย่างง่ายจากวัสดุเหลือใช้ โดยไม่ได้บอกแค่วิธีการทำเท่านั้น แต่ให้ครูได้ทดลองฝึกทำด้วยตัวเอง

Exploratorium พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ ที่บูรณาการ ศิลปะและการรับรู้ของมนุษย์ไว้ด้วยกัน ตั้งอยู่บริเวณอ่าวซานฟานซิสโก : ภาพจาก www.exploratorium.edu

---

    Exploratorium เป็นพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ ที่บูรณาการทั้ง ศิลปะและการรับรู้ของมนุษย์เข้าไว้ด้วยกัน เปิดดำเนินการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2512 ตั้งอยู่ที่เมืองซานฟรานซิสโก มลรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา พิพิธภัณฑ์ดำเนินการบนความเชื่อว่า ความอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์นำไปสู่​​ช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นแห่งการค้นพบและการเรียนรู้ 

     สถาบันครู (Teacher Insitute : TI) เป็นสถาบันภายใต้ Exploratorium เปิดดำเนินการตั้งแต่ปี พ.ศ.2527 ทำหน้าที่อบรมครูวิทยาศาสตร์เพื่อเพิ่มทักษะทางการสอนผ่านการอบรมด้วยการทดลองทำชิ้นงานทางวิทยาศาสตร์กับผู้เชี่ยวชาญวิทยาศาสตร์เฉพาะทาง

RAFT แหล่งวัสดุหาง่ายส่งเสริม STEM⁶

   เป็นที่แน่นอนว่าหากเราต้องการส่งเสริมการเรียนรู้ STEM ภายใน ศูนย์วิทยาศาสตร์ เราคงหนีไม่พ้นการพัฒนาชิ้นงานวิทยาศาสตร์เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้นั้น และหากศูนย์วิทยาศาสตร์ต้องใช้วิธีการสั่งซื้อชิ้นงานวิทยาศาสตร์เพียงอย่างเดียว นอกจากจะต้องใช้งบประมาณจำนวนมากแล้ว กระบวนการการเรียนรู้และการประยุกต์ใช้ก็จะไม่เกิดขึ้น ดร.โคลฮาเกน แนะนำว่า RAFT (Resource Area for Teaching) หรือ ศูนย์วัสดุสำหรับการเรียนการสอน ที่รับซื้อขยะจากอุตสาหกรรมในพื้นที่แคลิฟอร์เนียและใกล้เคียง มีความสำคัญและช่วยส่งเสริมกระบวนการ STEM ใน ศูนย์วิทยาศาสตร์ได้เป็นอย่างดี

   RAFT มีที่มาจากครูวิทยาศาสตร์ที่จะต้องหาซื้อเครื่องมือ และสื่อการสอนวิทยาศาสตร์กับบริษัทใหญ่ ซึ่งต้องใช้เงินจำนวนมาก แต่ RAFT คือศูนย์รวบรวมวัสดุเหลือใช้จากกระบวนการอุตสาหกรรม ที่ให้ครูได้หาวัสดุนำมาพัฒนาเป็นชิ้นงานวิทยาศาสตร์ จากจุดเริ่มต้นแนวคิดของครูสองคน ปัจจุบันมีเจ้าหน้าที่รวมกว่า 60 คน และรถบรรทุกจำนวนมากที่ใช้ไปรับเศษวัสดุเหลือใช้จากโรงงานอุตสาหกรรม กับอาคารหลังใหญ่ 2 หลัง พื้นที่กว่า 3,000 ตารางเมตร

ที่ RAFT มีห้องทำงานสีเขียว (Green Room) เพื่อให้ครูวิทยาศาสตร์ได้ทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญ และยังเป็นการแบ่งปันความคิดสร้างสรรค์ในกลุ่มด้วย : ภาพจาก www.raftbayarea.org/resource-centers

---

     RAFT (Resource Area for Teaching) หรือ ศูนย์วัสดุสำหรับการเรียนการสอน เป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไร ก่อตั้งเมื่อปี พ.ศ.2537 ในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ก่อตั้งโดย แมรี ไซมอน (Mary Simon) ที่มีวิสัยทัศน์เรื่องการพัฒนาประสิทธิภาพการเรียนการสอนนอกห้องเรียน  ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางรวบรวมเศษวัสดุเหลือใช้จากกระบวนการอุตสาหกรรมในรัฐแคลิฟอร์เนีย และใกล้เคียง  RAFT ดำเนินการบนหลักการสีเขียว ที่เน้นให้ใช้เศษวัสดุเหลือใช้ให้เกิดประโยชน์ และการสร้างแรงบันดาลใจในการเรียนการสอน ผ่านชิ้นงานที่ผลิตจากเศษวัสดุเหล่านี้

   การที่ขยะที่เหลือจากอุตสาหกรรมมีค่าขึ้น เพราะครูวิทยาศาสตร์มีแนวโน้มในการคิดสร้างสรรค์ และเข้าใจคุณค่าในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ให้กับเด็ก ซึ่งการใช้ความคิดสร้างสรรค์นี้นำมาซึ่งการสร้างคุณค่าให้กับขยะที่ดูไม่น่าจะมีค่าเหล่านี้ และขยะเหล่านี้กลับเป็นสิ่งที่ช่วยให้การศึกษาแบบ STEM มีคุณค่าและสามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้น สมกับวิสัยทัศน์ของศูนย์วิทยาศาสตร์ทั้งหลายที่ต้องการให้วิทยาศาสตร์เป็นตัวจุดประกายความอยากรู้อยากเห็นซึ่งจะนำไปสู่การเรียนรู้เรื่องราวอื่นๆที่เกี่ยวข้องต่อไป