STEM หรือ STEM Education เป็นนโยบายด้านการศึกษาหรือรูปแบบหลักสูตรเพื่อจัดการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ในแนวทางแบบบูรณาการข้ามศาสตร์หรือข้ามสาขาวิชา ซึ่งศาสตร์แกนหลักที่เป็นหัวรถจักรสำคัญของ STEM คือวิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และ คณิตศาสตร์ (Mathematics) อย่างไรก็ตามในการนำหลักการของ STEM มาปรับใช้กับการเรียนการสอนในระดับต่าง ๆ ที่ผู้เรียนมีความแตกต่างกันในมิติต่าง ๆ อาทิ ทางด้านกายภาพ ทางสมองสติปัญญา (IQ) ทางด้านความฉลาดทางอารมณ์ (EQ) ด้านความฉลาดทางจริยธรรม (MQ) ด้านความสามารถในการฟันฝ่าปัญหาและอุปสรรค (AQ) และปัจจัยด้านโอกาส จำเป็นจะต้องมีการศึกษาวิจัยอย่างระมัดระวังเพื่อออกแบบและนำไปใช้ด้วยความรอบคอบระมัดระวัง ตัวอย่างเช่น เมื่อนำ STEM มาใช้กับการเรียนการสอนในระดับประถม หรือมัธยมต้นเรามักจะพบว่าสาขาที่เกี่ยวข้องกับสมองซีกขวา เกี่ยวกับความคิดสร้างสรรค์อย่างศิลปะ (Art) มีอิทธิพลหรือบทบาทสำคัญต่อกระบวนการและประสิทธิผลของการเรียนรู้ของเด็กเล็กอย่างมากซึ่งสอดคล้องกับหลักการเรียนรู้แบบ Brain-based learning ดังนั้นเพื่อมุ่งผลสัมฤทธิ์สูงสุดและเพื่อความสมบูรณ์ของการศึกษาเรียนรู้อย่างแท้จริงในการศึกษาระดับดังกล่าว จึงมีข้อแนะนำให้มีการต่อยอดแนวคิดจาก STEM ไปสู่ STEAM โดยบูรณาการศิลปะเข้าไปกับ STEM

แหล่งภาพ : http://acuriousguy.blogspot.com/2013/10/integrating-stem-into-steam-movement.html

        ทำไมถึงต้องใช้ STEM น่าจะเป็นคำถามสำหรับหลาย ๆ คน ซึ่งที่ผ่านมาก็ได้มีผู้ให้คำตอบไว้ในหลากทัศนะ ขอเล่าเกี่ยวกับต้นตำรับก่อนครับ ผลจากการเรียนรู้จากความล้มเหลวอย่างต่อเนื่องด้านระบบและการจัดการศึกษาของประเทศมหาอำนาจอย่างประเทศสหรัฐอเมริกา นักวิชาการจำนวนมากของสหรัฐมีความเชื่อว่าการจัดการเรียนรู้ในแนวทางแบบ STEM นี้จะเป็นกุญแจหลักที่มีความจำเป็นสำหรับการตอบสนองต่อสภาวการณ์ที่ไม่ค่อยจะดีและความอยู่รอดทางเศรษฐกิจของประเทศเป็นอย่างมาก จากข้อมูลทางสถิติพบว่ากว่าครึ่งหนึ่งของการเติบโตทางเศรษฐกิจของสหรัฐขึ้นอยู่กับผลผลิตนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีล้ำสมัย และเมื่อพิจารณาจากอาชีพจำนวน 30 อาชีพ ที่เป็นที่ต้องการและมีอัตราการเติบโตสูงสุดในตลาดแรงงานของสหรัฐพบว่าล้วนแล้วแต่เป็นอาชีพที่ต้องอาศัยพื้นความรู้ในสาขาใดสาขาหนึ่งของ STEM ทั้งสิ้น ยิ่งกว่านั้นจากสถิติของจำนวนนักเรียนมัธยมที่สำเร็จการศึกษาในปี 2554 ยังบ่งว่ามีจำนวนนักเรียนเพียง 45% ที่มีความพร้อมทางด้าน Math และมีเพียง 30% ที่มีความพร้อมทางด้าน Science เพื่อที่จะศึกษาต่อในระดับที่สูงขึ้นหรือเข้าสู่ตลาดแรงงาน นอกจากนี้จากผลการประเมินจากข้อสอบวัดมาตรฐานการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น PISA (Programme for International Student Assessment) ซึ่งดำเนินการโดย องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา หรือ OECD พบว่ามีประเทศอุตสาหกรรมอย่างน้อย 17 ชาติ ที่นักเรียนมัธยมมีผลการสอบ Math ดีกว่านักเรียนของสหรัฐ ซึ่งหากพิจารณาข้อมูลย้อนหลังไปอีกสองปี (2552) ก็จะพบว่า 8 ใน 10 ของลูกจ้างที่เป็นที่ต้องการของตลาดแรงงานมากที่สุดเป็นกลุ่มที่สำเร็จการศึกษาในสาขาที่เกี่ยวข้องกับ STEM ซึ่งกลุ่มที่ประกอบอาชีพที่เกี่ยวข้องกับ STEM นี้เองพบว่ามีแนวโน้มที่จะได้ค่าตอบแทนมากกว่าสาขาอื่น ๆ ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาในปี 2551 จากการสำรวจของ USA Today ด้วยเหตุนี้จึงไม่น่าแปลกใจที่ข้อมูลเหล่านี้ได้สร้างความกังวลใจต่อการขับเคลื่อนประเทศที่มีระบบการศึกษาเป็นตัวขับเคลื่อนสำคัญ และแน่นอนว่าผู้บริหารระดับสูงซึ่งรวมถึงประธานาธิบดี โอบามา (Barack Obama) ก็มิอาจจะนิ่งเฉยได้จึงเป็นมูลเหตุสำคัญที่รัฐบาลของประธานาธิบดีโอบามาได้ใช้เหตุปัจจัยดังกล่าวปฏิรูปยกเครื่องการจัดการศึกษาของประเทศใหม่เพื่อให้สอดรับกับการเรียนรู้สำหรับศตวรรษที่ 21 ด้วยเหตุนี้จึงอาจกล่าวได้ว่า STEM ได้ถือกำเนิดขึ้นในยุคสมัยของประธานาธิบดีโอบามา โดยท่านได้กล่าวไว้ตอนหนึ่งเมื่อปี 2553 เกี่ยวกับ STEM ว่า “... Leadership tomorrow depends on how we educate our students today—especially in science, technology, engineering and math.” และนี่เป็นเข็มมุ่งที่สหรัฐอเมริกาประเทศมหาอำนาจของโลกทั้งด้านเศรษฐกิจและตลาดด้านการศึกษาได้กำหนดเพื่อจะมุ่งไปโดยได้วางเป้าหมายที่ชัดเจน อาทิ การเพิ่มจำนวนครูอย่างน้อย 100,000 คนและเพิ่มจำนวนบัณฑิตที่จบอย่างน้อยหนึ่งล้านคนในสาขาของ STEM ภายในเวลาสิบปี

แหล่งภาพ : http://www.shapingyouth.org/how-to-drive-stem-careers-by-making-math-relevant-and-fun/

        สำหรับประเทศต้นตำรับอย่างสหรัฐอเมริกา STEM ถูกคาดหวังว่าจะเป็นกุญแจสำคัญและอาจเป็นคำตอบสุดท้ายด้านการศึกษาในยุคสมัยนี้ เพื่อนำไปสู่การขับเคลื่อนทางเศรษฐกิจอย่างยั่งยืนของประเทศในอนาคต หัวใจของแนวทางแห่ง STEM อาจกล่าวได้ว่าเป็นการจัดการศึกษาที่มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้ตื่นรู้เข้าใจว่าทำไมถึงต้องเรียนเนื้อหาดังกล่าว ผู้เรียนเรียนด้วยความกระตือรือร้นกระหายอยากเรียนด้วยความเข้าใจและมีความต้องการที่จะเรียนรู้ตลอดชีวิต ผู้เรียนมีจุดยืนต่อการมุ่งที่จะนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ในชีวิตหรือสามารถแก้ปัญหาต่าง ๆ ได้ นั่นคือระบบการศึกษาจะต้องประกอบด้วยการเรียนการสอนที่ต้องเน้นที่กระบวนการที่ให้ผู้เรียนมีบทบาทอย่างเต็มที่ ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มศักยภาพ และได้มีโอกาสลงมือปฏิบัติจริง นั่นคือเป็น Active Learner หรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นการเรียนรู้โดยผู้เรียน เพื่อผู้เรียนและของผู้เรียนอย่างแท้จริง อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่า STEM จะสามารถตอบโจทย์ของระบบเศรษฐกิจแบบทุนนิยมอย่างสหรัฐดังที่ได้มีการตั้งสมมติฐานไว้ แต่การสร้างผลลัพธ์หรือบัณฑิตจากระบบการศึกษาให้เป็นคนดี คนเก่ง ที่มีวิถีชีวิตแบบสมดุล และเป็นสุขสำหรับประเทศต่าง ๆ ที่มีความแตกต่างจากสหรัฐก็คงจะเป็นคำถามสำหรับ STEM ต่อไปว่าเป็นแนวทางที่ใช่สำหรับประเทศนั้น ๆ หรือไม่ ดังนั้นวิธีการที่จะสามารถตอบสนองหลักการ และนำไปสู่เป้าประสงค์เหล่านี้ของ STEM ได้ ก็คือ การเรียนรู้โดยเน้นการปฏิบัติและ/หรือจากประสบการณ์ตรงซึ่งเป็นประสบการณ์ “หน้างาน” นั่นคือเป็นแนววิธีการจัดการเรียนการสอนในรูปแบบ อาทิ project-based หรือ problem-based learning อย่างไร ก็ตาม PBL เหล่านี้จะต้องมีการให้ความสำคัญต่อกระบวนการเรียนรู้ซึ่งมีความสำคัญไม่น้อยกว่าผลลัพธ์หรือผลิตภัณฑ์ สิ่งประดิษฐ์หรือตัวคำตอบสุดท้ายเป็นต้น ซึ่งมักจะรู้จักกันเป็น Product vs. Process นั่นหมายความว่าการประเมินผลการเรียนรู้ (Assessment) จะต้องมีความสอดคล้องกับจุดประสงค์และวิธีการจัดการเรียนการสอนเพื่อการพัฒนาผู้เรียนให้เต็มศักยภาพโดยมีกระบวนการที่สามารถสร้างสรรค์ผลลัพธ์ได้อย่างยอดเยี่ยม

        ประเด็นที่มักถูกถามเกี่ยวกับ STEM อีกอย่างคือ สำหรับประเทศหรือชุมชนที่มีบริบท ปัจจัย เงื่อนไข และสิ่งแวดล้อมที่ต่างกัน จะมีผลในทางปฏิบัติต่อการขับเคลื่อน STEM หรือไม่อย่างไร จึงจะขอแตะประเด็นนี้ไว้พอสังเขป ดังนี้ ในการที่จะขับเคลื่อน STEM ให้ใช้ได้อย่างเกิดผลสัมฤทธิ์แห่งการเรียนรู้สูงสุดสำหรับในแต่ละบริบท ชุมชน หรือประเทศ ซึ่งยังเป็นประเด็นคำถามที่ยังขาด การศึกษาวิจัยทำความเข้าใจอย่างเพียงพอ เพื่อที่จะสามารถออกแบบจัดการเรียนการสอนให้เหมาะสมกับสภาวการณ์ และผู้เรียนหรือสามารถทำเป็นต้นแบบของวิธีปฏิบัติ ซึ่งแน่นอนว่าความคาดหวังสูงสุดก็เพื่อขับเคลื่อนระบบการศึกษาจนสามารถยกระดับมาตรฐานการเรียนการสอน หรือการศึกษาของชาติ และสามารถดำรงอยู่และแข่งขันกับชาติต่าง ๆ ในยุค Digital age สำหรับ 21st Century world ได้

        สำหรับประเทศไทยซึ่งมีประวัติศาสตร์ ที่มาสภาวการณ์ ขนบธรรมเนียมประเพณี ต่างจากประเทศสหรัฐอเมริกา ควรตระหนักหากจะนำเอา USA-based STEM มาใช้ เราควรจะต้องเข้าใจว่า ประเทศสหรัฐอเมริกา ใช้ STEM ด้วยเหตุปัจจัยหลัก โดยพยายามจะเอาชนะอุปสรรคที่พบว่าทรัพยากรมนุษย์ของ USA มีขีดความสามารถในการแข่งขันด้านต่าง ๆ ด้อยกว่าประเทศคู่แข่งอื่น ๆ โดยเฉพาะทรัพยากรมนุษย์ (HR) ที่ปฏิบัติงานทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และวิศวกรรมที่เป็นชาวอเมริกันได้มีจำนวนลดลงมาก ด้วยเหตุนี้ประเทศสหรัฐอเมริกา จึงได้กำหนดให้ STEM Education เป็นนโยบายหลักในการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ เพื่อใช้ในการสร้างขีดความสามารถในการแข่งขันในศตวรรษที่ 21 ว่าไปแล้วประเทศจีนก็คงตระหนักในสิ่งนี้ เช่นเดียวกับประเทศเกาหลีใต้ สิงคโปร์ และฟินแลนด์ นั่นแปลว่าการใช้ STEM เป็นฐานเพื่อเป็นเข็มที่มุ่งไปเพื่อตอบโจทย์ด้านเศรษฐกิจหรือระบบทุนนิยมสุดโต่ง อาจจะไม่ใช่แนวทางที่ประเทศไทยเราควรจะเอาเป็นแบบอย่าง แต่การทำความเข้าใจ STEM อย่างลึกซึ้งเพื่อปรับใช้กับบริบท ทรัพยากร และวิถีชีวิตเพื่อความสุข และความยั่งยืนทั้งทางด้านการเมือง สังคม และเศรษฐกิจเป็นสิ่งจำเป็น หากจะขยายความ STEM ว่าคืออะไรให้ชัดเจนเป็นรูปธรรมและเห็นภาพของกระบวนการมากขึ้น จะขอกล่าวโดยสังเขปดังนี้ หลักของ STEM ที่น่าจะเป็นสาระสำคัญที่แตกต่างจากแนวทางเดิมกล่าว คือ แต่เดิมเราอาจจะใช้แนวทางที่ว่า "เราเรียนเพราะเราควรรู้หรือต้องรู้” เนื่องจากมีคนบอกหรือสั่ง แต่ปรัชญาที่เป็นแก่นของ STEM ก็คือ การจัดการเรียนรู้เพื่อบรรลุ “เราเรียนเพราะเราต้องการนำไปใช้” ดังนั้นแทนที่เราจะเรียนการนับบวกเลขโดยเริ่มจากหน้าที่หนึ่งจากตำราแบบเดิม ๆ เรียนจากสิ่งที่ง่ายหรือซับซ้อนน้อยสุดไปสู่สิ่งที่ยากที่สุด สำหรับ STEM คุณพ่อคุณแม่ควรจะปลูกฝังให้ลูกเป็นคนช่างสังเกต ใฝ่รู้ และรู้จักตั้งคำถามที่เหมาะสม นั่นคือคุณพ่อคุณแม่อาจจะพาลูกไปเดินตลาด เพื่อให้ลูกได้เรียนรู้เกี่ยวกับการใช้เงินซื้อของ นับเงิน จ่ายเงินหรือตรวจความถูกต้องของเงินทอน สอนให้รู้จักการเปรียบเทียบราคาสินค้า ให้โอกาสลูกได้รู้จักการคิดดอกเบี้ยเงินฝาก รู้จักการนับในงานถักต่าง ๆ หรือการเล่มเกมหมากกระดานต่าง ๆ เป็นต้น นั่นคือการสร้างแรงบันดาลใจหรือการเอื้ออำนวยให้โอกาสที่ผู้เรียนจะเข้าใจถึงประโยชน์ในการเรียนรู้ และอยากที่จะเรียนรู้ด้วยตนเอง จากนั้นจึงเลือกสอน Math ที่จำเป็นเพื่อสถานการณ์นั้น ๆ นอกจาก Math แล้วการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ในสาขาต่าง ๆ เช่น การเกิดฝนหรือรุ้ง การใช้สารเคมีย้อมสีผม หรือปลากัด ปลาทู เป็นต้น ก็สามารถใช้ STEM ในทำนองเดียวกับที่ได้กล่าวมาข้างต้น

        ดังนั้น STEM เป็นแนววิธีการศึกษาที่ต้องมีการเชื่อมโยง (Link or Connect) ระหว่างศาสตร์และสิ่งที่เกิดขึ้นในโลก เป็นการเชื่อมต่อระหว่างศาสตร์ต่าง ๆ และมีการบูรณาการ (Integration) อย่างเหมาะสมเป็นประโยชน์และตอบโจทย์ที่ต้องการตามเจตนารมณ์ของ STEM ที่เน้นการสร้างหรือหาคำตอบ (Creation) แบบสืบเสาะ (Inquiry based approach) โดยเน้นที่การทำงานเป็นทีมเพื่อการเรียนรู้ (Collaborative learning) ด้วยแนวทางนี้จะเท่ากับว่าเป็นการใช้กระบวนทัศน์ที่เน้นกระบวนการในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่ผู้เรียนจะต้องได้มีโอกาสลงมือกระทำจริงซึ่งหากพิจารณาก็จะสอดคล้องกับการเรียนรู้ทั้งแบบactive learning หรือ learner-centered จึงไม่น่าแปลกใจว่า วิธีการจัดการเรียนรู้แบบ STEM จึงมักใช้วิธีการของ projectbased learning หรือ problem-based learning โดยมุ่งเน้นให้ผู้เรียนแต่ละคนที่มีพื้นฐานความรู้ และความคิดที่แตกต่างกันได้มีการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ (share, pair & learn via peers) กระตุ้นให้เกิดการพัฒนาทักษะการคิดเชิงสร้างสรรค์และการคิดเชิงวิจารณญาณ (Creative and critical thinking) ประกอบกับส่งเสริมให้เกิดความมั่นใจและความเป็นผู้นำผ่านการวิพากษ์ หรือถกประเด็นโต้กัน (Discuss and debate) ซึ่งจะช่วยพัฒนาการคิดขั้นสูง (Higher order thinking) ตามแนวคิดทฤษฎีการเรียนรู้ของบลูม (Bloom’s taxonomy of learning domains : cognitive) และยังสอดคล้องกับแนวทางการเรียนรู้สำหรับศตวรรษที่ 21 (รูป 1a และ 1b) เพื่อเป็นการเน้นย้ำ และสร้างความเข้าใจให้ตรงกัน จะขอกล่าวโดยสังเขปถึงหัวใจของศาสตร์แกนหลักที่เกี่ยวข้องกับ STEM เริ่มจากศาสตร์ที่น่าจะใกล้ตัวที่สุดก่อน

ภาพที่ 1a 

แหล่งภาพ : 1a : http://www.nwlink.com/~donclark/hrd/bloom.html

ภาพที่ 1b 

แหล่งภาพ : http://21centuryedtech.wikispaces.com/21+Century+Info

        Science เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวกับการศึกษาเรียนรู้เพื่อแสวงหาองค์ความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อมรอบตัวเราซึ่งมีความซับซ้อนที่หลากหลายเป็นอย่างมาก แต่ละเรื่องหรือปรากฏการณ์มีความยากง่ายที่จะเข้าใจแตกต่างกันไปไม่ว่าจะเป็น วิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับโลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดวงดาวต่าง ๆ เรื่องราวของสิ่งมีชีวิตทั้ง คน สัตว์ พืช เชื้อโรค การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และที่มนุษย์ก่อขึ้น จนเป็นภัยพิบัติต่าง ๆ ทั้งจากดิน น้ำ ลม ไฟ เรื่องที่เกี่ยวกับอาหาร พลังงาน และอื่น ๆ อีกมากมายนับไม่ถ้วน Technology หรือประยุกตกรรมในยุคปัจจุบันคงคิดถึงพวก Smartphone คอมพิวเตอร์แบบพกพา อินเตอร์เน็ต สุดฮอต อันที่จริงเรามีทั้งที่เรียกว่า Low-Tech และ High-Tech ซึ่งเมื่อย้อนกลับไปไม่นาน วิทยุ โทรทัศน์ เครื่องเสียง กล้องถ่ายรูป รถยนต์ ยานพาหนะต่าง ๆ ก็เป็นสิ่งที่อยู่คู่และรับใช้ชีวิตประจำวันของเราตลอดมา มีคำกล่าวที่ว่า “หากไม่มี Basic science แล้วจะสร้าง Applied science ได้อย่างไร” ซึ่งเราอาจกล่าวได้ในทำนองเดียวกันว่า “หากไม่มี Science แล้วสร้าง Technology ได้อย่างไร” หากพิจารณาเผิน ๆ อันหนึ่งอาจเป็นเสมือนต้นน้ำ อีกอันเป็นเสมือนปลายน้ำ แต่หากพิจารณาให้ดีจะพบว่า Technology จำนวนมากก็จะถูกใช้เป็นเครื่องมือในการศึกษาเรียนรู้เกี่ยวกับ science ได้เช่นกัน จะขอยกตัวอย่างหลักวิทยาศาสตร์ที่ใกล้ที่สุดอย่างหนึ่ง ที่ว่า “สภาวะที่เป็นด่างสามารถยับยั้งหรือฆ่าเชื้อโรคในปากได้” ซึ่งต่อมาความรู้ความเข้าใจดังกล่าว ก็ได้ถูกใช้ประโยชน์ในรูปแบบของประยุกตกรรมที่เรียกว่า Technology ที่เป็นสิ่งของเครื่องใช้ที่จำเป็นและอำนวยความสะดวกที่ทำให้คุณภาพชีวิตของมนุษย์จำนวนมากดีขึ้นนั่นคือ ยาสีฟัน การพัฒนายาสีฟันเป็นการประยุกต์เอาองค์ความรู้ Science ที่เกี่ยวกับเรื่องด่างที่สามารถฆ่าเชื้อโรคในปากมาทำเป็นผงหรือบรรจุในหลอดยี่ห้อต่าง ๆ จนกลายเป็น technology ที่ปัจจุบันเกือบทุกครัวเรือนมีไว้ประจำบ้าน คงจะเห็นถึงความใกล้ชิดสนิทสนมของ Science & Technology หรือ S&T ว่าเกี่ยวข้องเชื่อมโยง และเป็นสิ่งที่คู่กันมาเป็นเวลาช้านาน ตั้งแต่ยุคหินจนถึงยุค Digital Age มนุษย์เราก็ได้มีการสร้าง technology ที่เป็นเครื่องมือในการดำรงชีวิตที่จำเป็นมากมาย ในปัจจุบันเรายิ่งพบว่า Technology มีความซับซ้อน และถูกพัฒนาเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะด้านข้อมูลและการติดต่อสื่อสาร ที่เห็นได้ชัดคือโทรศัพท์มือถือและระบบการใช้งานอินเตอร์เน็ตหรือโปรแกรมออนไลน์ต่าง ๆ ที่ล้วนแล้วแต่ต้องอาศัยหลักการทาง Science มาประยุกต์ใช้สร้างเป็น Technology ทั้งสิ้น Engineering และ Mathematics หรือ E&M ก็มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันอย่างมากเช่นกัน สำหรับ Engineering อาจถูกคิดว่าเป็นศาสตร์ที่บางคนหรือบางกลุ่มคนเท่านั้น ที่สามารถเรียนรู้และเข้าใจจนสามารถที่จะออกแบบผลงานต่าง ๆ อย่างสร้างสรรค์เพื่อประโยชน์ของมนุษย์ สำหรับ STEM นั้นได้มุ่งเน้นถึงการนำเอา “จิตวิญญาณ” หรือลักษณะเด่นจำเพาะของวิศวกรรมศาสตร์มาใช้เป็นสำคัญ กล่าวคือ จากมวลความรู้สู่การออกแบบเพื่อการสร้างสิ่งหรือระบบเพื่อตอบสนองความต้องการของเรา โดยใช้หลักการคิดที่สร้างสรรค์และตรรกะอย่างเป็นระบบ เช่น การออกแบบสร้างหุ่นยนต์ หรือระบบชุมชนที่สามารถแก้ได้ทั้งปัญหาการขาดแคลนน้ำและปัญหาน้ำท่วม

        สำหรับ Mathematics มักถูกเข้าใจว่าเป็นศาสตร์ที่เกี่ยวกับจำนวนและตัวเลขเท่านั้น การคิดบนหลักตรรกะเชื่อมโยงเหตุผลอย่างเป็นระบบรวมถึงการคิดวิเคราะห์ เพื่อหาความสัมพันธ์ไม่ว่าสิ่งที่สนใจจะเป็น ตัวเลข รูปทรงต่าง ๆ และแบบแผนของสิ่งต่างๆ ดังนั้นอาจพิจารณาว่าวิศวกรมักจะใช้หลักคณิตศาสตร์เป็นฐานในการสร้างสรรค์สิ่งที่ต้องการ ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจว่ามีวิศวกรหลายท่านเป็นนักคณิตศาสตร์ที่รู้จักกันดี อาทิ เลโอนาร์โด ดา วินชี (Leonardo da Vinci) ซึ่งถือว่าเป็นอัจฉริยบุคคลที่มีความสามารถหลากหลายท่านหนึ่งของโลก ตามหลักฐานประวัติศาสตร์พบว่าท่านเป็นทั้ง วิศวกร นักเรขาคณิต สถาปนิกแบบเรอเนซองส์ นักกายวิภาค นักประดิษฐ์ประติมากร นักดนตรี นักวาดภาพ เป็นต้น และหากพิจารณาจะพบว่าท่านที่เป็นนักเทคโนโลยีที่สำคัญของโลกเช่นกัน รวมทั้งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวของเรา ล้วนแต่รู้จักใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการเสาะแสวงหาคำตอบ เพื่อนำไปสู่ผลผลิตด้านเทคโนโลยีทั้งสิ้น การใช้กระบวนการตรวจสอบสมมติฐานอย่างเป็นระบบเพื่อการเรียนรู้และพัฒนาเป็นปัจจัยจำเป็นสำหรับการคิดเชิงวิทยาศาสตร์และการพัฒนาเทคโนโลยี ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า ST และ EM นั้นเป็นสิ่งที่อยู่คู่กันมาเป็นเวลาช้านานแล้ว และหากเราคิดแบบเชื่อมโยงเราจะก็พบว่า T และ E ก็ได้เคาะประตูหากันอยู่ตลอดเวลา

        ตัวอย่างบทเรียนที่ STEM ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้กันอย่างมาก อาทิ บทเรียนหรือกิจกรรมการสร้างหุ่นยนต์ (Robot) โดยได้มีการออกแบบให้เป็นหลักสูตรแบบการเรียนจากการปฏิบัติ (Learning by practicing or Hands-On) หรือเป็น PBL ที่ช่วยส่งเสริมทักษะแห่งการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 โดยเฉพาะทักษะด้านการคิดวิเคราะห์แก้ปัญหา คิดแบบสร้างสรรค์และมีวิจารณญาณ ความสามารถในการทำงานเป็นทีมได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อจุดประสงค์ในการสร้างและประกวดแข่งขันเชิงสร้างสรรค์ เพื่อกระตุ้นแรงบันดาลใจและความมีส่วนร่วมจึงเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลายสำหรับกิจกรรมการเรียนรู้แนว STEM ครับ ยังมีเรื่องน่ารู้เกี่ยวกับ STEM อีกมากมายที่จะนำมาฝากในฉบับหน้าครับ

บทความโดย

รศ. ดร. วรรณพงษ์ เตรียมโพธิ์

ผู้อำนวยการสถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล

อาจารย์ ดร. อาทร นกแก้ว

อาจารย์ประจำสถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล