การพัฒนาคุณภาพชีวิตของมนุษย์ย่อมคำนึงถึงเหตุปัจจัยหลายประการที่มีความสัมพันธ์กันระหว่างสิ่งแวดล้อมกับกระบวนการดำรงชีวิต ซึ่งเป็นผลสืบเนื่องมาจากผลผลิตและนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ดังนั้น การที่จะช่วยให้มนุษย์อยู่ดี กินดีและมีคุณภาพชีวิตสูงขึ้น สามารถพัฒนาสังคมให้อยู่ร่วมกันอย่างปกติสุข จำเป็นที่จะต้องเปิดรับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเข้าสู่กระบวนการเรียน การสอน ส่งเสริมแนวคิด คุณธรรม จริยธรรม ที่สองดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของสังคมบนพื้นฐานของแต่ละวัฒนธรรม
ธรรมชาติของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์เน้นกระบวนการสืบเสาะแสวงหาความรู้ โดยที่ผู้เรียนค้นพบความรู้ และตอบสนองต่อสถานการณ์ต่างๆ ด้วยตนเอง ซึ่ง Eisenkraft (2003) ได้เสนอรูปแบบวัฏจักรการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จาก 5 ขั้นตอน เป็น 7 ขั้นตอน โดยมีเป้าหมายเพื่อกระตุ้นให้เด็กได้มีความสนใจและสนุกกับการเรียน และยังสามารถปรับประยุกต์สิ่งที่ได้เรียนรู้ไปสู่การสร้างประสบการณ์ของตนเอง ดังภาพประกอบที่ 1
การสอนตามแบบวัฏจักรการเรียนรู้ 7 ขั้น เป็นการสอนที่เน้นการถ่ายโอนการเรียนรู้ และความสำคัญเกี่ยวกับการตรวจสอบความรู้เดิมของเด็ก ซึ่งเป็นสิ่งที่ครูละเลยไม่ได้ และการตรวจสอบความรู้พื้นฐานเดิมของเด็กจะทำให้ครูค้นพบว่านักเรียนต้องเรียนรู้อะไรก่อน ก่อนที่จะเรียนรู้ในเนื้อหาบทเรียนนั้นๆ ซึ่งจะช่วยให้เด็กเกิดการเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นของการเรียนรู้ตามแนวคิด Eisenkraft มีเนื้อหาสาระ ดังนี้
ขั้นตรวจสอบความรู้เดิม (Elicitation Phase) ครูจะต้องทำหน้าที่การตั้งคำถาม เพื่อกระตุ้นให้เด็กได้แสดงความรู้เดิม คำถามอาจจะเป็นประเด็นปัญหาที่เกิดขึ้นตามสภาพสังคมท้องถิ่น หรือประเด็นข้อค้นพบทางวิทยาศาสตร์ การนำวิทยาศาสตร์มาใช้ในชีวิตประจำวัน และเด็กสามารถเชื่อมโยงการเรียนรู้ไปยังประสบการณ์ที่ตนมี ทำให้ครูได้ทราบว่า เด็กแต่ละคนมีความรู้พื้นฐานเป็นอย่างไร ครูควรเติมเต็มส่วนใดให้นักเรียน และครูยังสามารถวางแผน การจัดการเรียนรู้ได้อย่างเหมาะสมสอดคล้องกับความต้องการของนักเรียน
ขั้นเร้าความสนใจ (Engagement Phase) ขั้นนี้เป็นการนำเข้าสู่เนื้อหาในบทเรียนหรือเรื่องที่น่าสนใจ ซึ่งอาจเกิดความสนใจของนักเรียน หรือเกิดจากการอภิปรายภายในกลุ่ม เรื่องที่น่าสนใจอาจมาจากเหตุการณ์ที่กำลังเกิดขึ้นในช่วงเวลานั้น หรือเป็นเรื่องที่เชื่อมโยงกับความรู้เดิมที่เด็กเพิ่งเรียนรู้มาแล้ว ครูทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนสร้างคำถาม ยั่วยุให้นักเรียนเกิดความอยากรู้อยากเห็น และกำหนดประเด็นที่จะศึกษาแก่นักเรียน ในกรณีที่ยังไม่มีประเด็นที่น่าสนใจ ครูอาจให้ศึกษาจากสื่อต่างๆ เช่น หนังสือพิมพ์ วารสาร อินเตอร์เน็ต เป็นต้น ซึ่งทำให้นักเรียนเกิดความคิดขัดแย้งจากสิ่งที่นักเรียนเคยรู้มาก่อน ครูเป็นผู้ที่ทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนคิด โดยเสนอประเด็นที่สำคัญขึ้นมาก่อน แต่ไม่ควรบังคับให้นักเรียนยอมรับประเด็นหรือคำถามี่ครูกำลังสนใจ เป็นเรื่องที่ให้นักเรียนศึกษา เพื่อนำไปสู่การสำรวจตรวจสอบในขั้นตอนต่อไป
ขั้นสำรวจค้นหา (Exploration Phase) เมื่อนักเรียนทำความเข้าใจประเด็นหรือคำถามที่สนใจจะศึกษาอย่างถ่องแท้แล้ว ก็มีการวางแผน กำหนดแนวทางการสำรวจตรวจสอบ ตั้งสมมติฐาน กำหนดทางเลือกที่เป็นไปได้ ลงมือปฏิบัติ เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูล ข้อสนเทศหรือปรากฏการณ์ต่างๆ วิธีการตรวจสอบ อาจทำได้หลายวิธี เช่น สืบค้นข้อมูล สำรวจ ทดลอง กิจกรรมภาคสนาม เป็นต้น เพื่อให้ได้ข้อมูลอย่างพอเพียง ครูทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนตรวจสอบปัญหาและดำเนินการสำรวจตรวจสอบและรวบรวมข้อมูลด้วยตนเอง
ขั้นอธิบาย (Explanation Phase) เมื่อนักเรียนได้ข้อมูลมาแล้ว นักเรียนจะนำข้อมูลเหล่านั้นมาทำการวิเคราะห์ แปลผล สรุปผล และนำเสนอผลที่ได้ในรูปแบบต่างๆ เช่น บรรยายสรุป สร้างแบบจำลอง รูปวาด ตาราง กราฟ ฯลฯ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนเห็นแนวโน้มหรือความสัมพันธ์ของข้อมูล สรุปและอภิปรายผลการทดลอง โดยอ้างอิงประจักษ์พยานอย่างชัดเจนเพื่อนำเสนอแนวคิดต่อไป ขั้นนี้จะทำให้นักเรียนได้สร้างองค์ความรู้ใหม่ การค้นพบในขั้นนี้อาจเป็นไปได้หลายทาง เช่น สนับสนุน สมมติฐาน แต่ผลที่ได้จะอยู่ในรูปแบบใดก็สามารถสร้างความรู้ และช่วยนักเรียนไดเกิดการเรียนรู้
- ขั้นขยายความรู้ (Elaboration Phase) ช่วงนี้เป็นการนำความรู้ที่สร้างขึ้นไปเชื่อมโยงกับความรู้เดิมหรือแนวคิดเดิมที่ค้นคว้าเพิ่มเติม หรือแบบจำลองหรือข้อสรุปที่ได้ไปใช้อธิบายสถานการณ์หรือเหตุการณ์อื่นๆ ถ้าใช้อธิบายเรื่องราวต่างๆ ได้มากก็แสดงว่ามีข้อจำกัดน้อย ซึ่งก็จะช่วยให้เชื่อมโยงเกี่ยวกับเรื่องราวต่างๆ และทำให้เกิดความรู้กว้างขวางขึ้น ครูควรจัดกิจกรรมหรือสถานการณ์ให้นักเรียนมีความรู้มากขึ้น และขยายแนวกรอบความคิดของตนเองและต่อเติมให้สอดคล้องกับประสบการณ์เดิม ครูควรส่งเสริมให้นักเรียนตั้งประเด็นเพื่ออภิปรายและแสดงความคิดเห็นเพิ่มเติมให้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น
- ขั้นประเมินผล (Evaluation Phase) ขั้นนี้เป็นการประเมินการเรียนรู้ด้วยกระบวนการต่างๆ ว่า นักเรียนรู้อะไรบ้าง อย่างไร และมากน้อยเพียงใด ขั้นนี้จะช่วยให้นักเรียนสามารถนำความรู้ที่ได้มาประมวลและปรับประยุกต์ใช้ในเรื่องอื่นๆ ได้ ครูควรส่งเสริมให้นักเรียนนำความรู้ใหม่ที่ได้ไปเชื่อมโยงกับความรู้เดิมและสร้างเป็นองค์ความรู้ใหม่ นอกจากนี้ครูควรเปิดโอกาสให้นักเรียนได้ตรวจสอบซึ่งกันและกัน
- ขั้นนำความรู้ไปใช้ (Extention Phase) ครูจะต้องมีการจัดเตรียมโอกาสให้นักเรียนนำความรู้ที่ได้ไปปรับประยุกต์ใช้ให้เหมาะสมและเกิดประโยชน์ต่อชีวิตประจำวัน ครูเป็นผู้ทำหน้าที่กระตุ้นให้นักเรียนสามารถนำความรู้ไปสร้างความรู้ใหม่ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนสามารถถ่ายโอนการเรียนรู้ได้
รูปแบบการจัดการสอนตามแนวคิดของ Eisenkraft เป็นรูปแบบที่ครูสามารถนำไปปรับประยุกต์ให้เหมาะสมตามธรรมชาติวิชา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ซึ่งเน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้อันที่จะทำให้นักเรียนเข้าถึงความรู้ความจริงได้ด้วยตัวเอง และนักเรียนได้รับการกระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้อย่างมีความสุข การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ทั้ง 7 ขั้น ควรระลึกอยู่เสมอว่าครูเป็นเพียงผู้ทำหน้าที่คอยช่วยเหลือ เอื้อเฟื้อและแบ่งปันประสบการณ์ จัดสถานการณ์เร้าให้นักเรียนได้คิดตั้งคำถามละลงมือตรวจสอบ นอกจากนี้ครูควรจัดกิจกรรมการเรียนรู้ให้เหมาะสมกับความรู้ ความสามารถบนพื้นฐานของความสนใจ ความถนัด และความแตกต่างระหว่างบุคคล อันที่จะทำให้การจัดการเรียนรู้บรรลุสู่จุดมุ่งหมายของการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ
ขั้นการเรียนรู้ | บทบาทของครู | บทบาทของนักเรียน |
| 1. ตรวจสอบความรู้ — เดิม (elicit) | – ตั้งคำถาม/กำหนดประเด็นปัญหา – กระตุ้นให้นักเรียนได้แสดงความรู้เดิม – ตรวสอบความรู้ประสบารเดิมของนักเรียน – เติมเต็มประสบการณ์เดิม – วางแผนการจัดการเรียนรู้ | – ตอบคำถามตามความเข้าใจตนเอง – แสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ – อภิปรายร่วมกันระหว่างครูกับนักเรียน และนักเรียนกับ –นักเรียน |
| 2. เร้าความสนใจ (engage) | – สร้างความสนใจ | – ถามคำถามตามประเด็น |
| 3. สำรวจค้นหา (explore) | – ส่งเสริมให้นักเรียนทำงานร่วมกันในการ –สำรวจตรวจสอบ – ซักถามนักเรียนเพื่อนำไปสู่การสำรวจค้นหา – สังเกตและรับฟังความคิดเห็นของนักเรียน – ให้ข้อเสนอแนะ คำปรึกษาแก่นักเรียน – ให้กำลังใจและเสนอประเด็นที่ชี้แนะแนวทาง –นำไปสู่การสำรวจตรวจสอบ – ส่งเสริมให้นักเรียนได้สำรวจตรวจสอบ โดย –ใชกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ – ส่งเสริมคุณธรรม จริยธรรมทางวิทยาศาสตร์ – ส่งเสริมและพัฒนาเจตคติทางวิทยาศาสตร์แ –แก่นักเรียน | – คิดอย่างอิสระแต่อยู่ในขอบเขตของกิจกรรมสำรวจ –ตรวจสอบ – ทดสอบการคาดคะเนสมมติฐาน – คาดคะเนและตั้งสมมติฐานใหม่ – พยายามหาทางเลือกในการแก้ปัญหาและอภิปราย –ทางเลือกกับคนอื่นๆ – บันทึกการสังเกตและให้ข้อคิดเห็น – ลงข้อสรุปบนพื้นฐานของข้อมูลที่มีความน่าเชื่อถือได้ – ใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการสำรวจ –ตรวจสอบ – เสริมสร้างเจตคติทางวิทยาศาสตร์ – มีจรรยาบรรณของนักวิทยาศาสตร์ |
| 4. อธิบาย (explain) | – ส่งเสริมให้นักเรียนได้คิดและแสดงความคิด — เห็นอย่างอิสระ – ส่งเสริมให้นักเรียนอธิบายความคิดรวบยอด –ตามความเข้าใจของตัวเอง – ให้นักเรียนแสดงหลักฐาน ให้เหตุผลอย่าง –เหมาะสม – ให้นักเรียนอธิบาย ให้คำจำกัดความและบ่งชี้ –ประเด็นที่สำคัญจากปรากฏการณ์ได้ – ให้นักเรียนใช้ประสบการณ์เดิมของตนเป็น –พื้นฐานในการอธิบายความคิดรวบยอด | – อธิบายการแก้ปัญหาหรือคำตอบที่เป็นไปได้ – รับฟังคำอธิบายของตนอื่นอย่างสร้างสรรค์ – คิดวิเคราะห์วิจารณ์ในประเด็นที่เพื่อนนำเสนอ – ถามคำถามอย่างสร้างสรรค์เกี่ยวกับสิ่งที่คนอื่นได้ –อธิบาย – รับฟังและพยายามทำความเข้าใจเกี่ยวกับสิ่งที่ครู –อธิบาย – อ้างอิงกิจกรรมที่ได้ปฏิบัติมา – ให้ข้อมูลที่ได้จากการบันทึกการสังเกตประกอบคำ –อธิบาย |
| 5. ขยายความรู้ (elaborate) | – ส่งเสริมให้นักเรียนได้นำความรู้ที่เรียนมาไป — ปรับประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างสร้าง — สรรค์ – ส่งเสริมให้นักเรียนได้นำความรู้ที่เรียนมาไป –ปรับประยุกต์ใช้หรือขยายความรู้ในสถาน –การใหม่ – ส่งเสริมให้นักเรียนได้นำความรู้ที่เรียนมาไป –ปรับประยุกต์ใช้ตามบริบท – เปิดโอกาสให้นักเรียนได้อธิบายความรู้ความ –เข้าใจอย่างหลากหลาย – ให้นักเรียนอ้างอิงข้อมูลที่มีอยู่พร้อมทั้งแสดง –หลักฐาน และถามคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่นัก –เรียนได้เรียนรู้ | – นำข้อมูลที่ได้จากการสำรวจตรวจสอบไปปรับประยุกต์ |
| 6. ประเมินผล (evaluate) | – สังเกตนักเรียนในการนำความคิดรวบยอด — และทักษะใหม่ไปปรับใช้ – ประเมินความรู้และทักษะนักเรียน – หาหลักฐานที่แสดงว่านักเรียนได้เปลี่ยนความ –คิดหรือพฤติกรรม – ให้นักเรียนประเมินตนเองเกี่ยวกับการเรียนรู้ –และทักษะกระบวนการกลุ่ม – ถามคำถามปลายเปิดในประเด็นต่างๆ หรือ –สถานการณ์ที่กำหนดได้ | – ตอบคำถามโดยอาศัยประจักษ์พยานหลักฐาน และคำ |
| 7. นำความรู้ไปใช้ (extend) | – กระตุ้นให้นักเรียนตั้งข้อคำถามตามประเด็น | – นำความรู้ที่ได้ไปปรับใช้อย่างเหมาะสม – ใช้ทักษะกระยวนการทางวิทยาศาสตร์ในการเชื่อม –โยงเนื้อหาสาระไปสู่การแก้ปัญหา – มีคุณธรรม จริยธรรม ในการนำความรู้ไปปรับใช้ใน –ชีวิตประจำวัน |
โดย ประสาท เนืองเฉลิม ที่มาข้อมูล : วารสารวิชาการ ปีที่ 10 ฉบับที่ 4 ตุลาคม – ธันวาคม 2550
