ความสำคัญของอุปกรณ์วิทยาศาสตร์, เครื่องมือวิทยาศาสตร์และสื่อการเรียนการสอน ที่มีต่อกระบวนการศึกษายุคใหม่

วิชาวิทยาศาสตร์เป็นวิชาที่สำคัญเป็นอย่างยิ่ง โดยเฉพาะในยุคสมัยนี้ที่เทคโนโลยีต่างๆมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น เราจะเห็นได้ว่าโทรศัพท์มือถือในปัจจุบันนี้มีฟังก์ชั่นใหม่ๆรวบรวมมาอยู่ในเครื่องเดียว ไม่ว่าจะเป็นกล้องถ่ายรูป, เครื่องเล่นเกมส์, ทีวี ไปจนถึงเป็นธนาคารให้เราสามารถทำธุรกรรมทางการเงินได้ โดยที่เราไม่จำเป็นต้องเสียเวลาไปที่ธนาคาร การเข้ามาของเทคโนโลยีใหม่ๆเหล่านี้ ผู้ที่มีความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์จะมีความเข้าใจถึงหลักการที่เกี่ยวข้องและรู้ถึงความเป็นไปรวมถึงแนวโน้มของสิ่งที่จะเกิดขึ้นต่อไปได้ง่ายกว่า เนื่องจากเทคโนโลยีถือเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ซึ่งเป็นการนำความรู้พื้นฐานที่เราเรียนกันในวิชาวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนมาต่อยอดเพื่อคิดค้นสิ่งใหม่ๆออกมานั่นเอง

อย่างไรก็ดี การเรียนวิชาวิทยาศาสตร์อาจจะมีความแตกต่างจากการเรียนวิชาอื่นๆอยู่บ้าง ในแง่ที่ว่าการที่จะทำความเข้าใจหลักการให้เข้าถึงแก่นที่แท้จริงนั้น ผู้เรียนจะต้องศึกษาสิ่งต่างๆเพิ่มเติมไปจากการเรียนด้วยการฟังบรรยายหรืออ่านหนังสือ โดยควรจะต้องมีการทดลองปฏิบัติจริงด้วยตัวเอง เพื่อดูสิ่งที่เราต้องการหาคำตอบจากการตั้งข้อสงสัยหรือความสนใจค้นคว้าข้อมูล จากนั้นจึงบันทึกและสรุปผลการทดลองออกมา

สำหรับการเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร์ในยุคสมัยนี้ โรงเรียนจำเป็นที่จะต้องมีอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับทำการทดลองให้ทั้งครูอาจารย์และนักเรียนได้ใช้งานอย่างครบถ้วน สิ่งถือเป็นสิ่งที่ควรได้รับการพัฒนาจากในอดีตที่เครื่องมือวิทยาศาสตร์ไม่มีความเพียงพอให้นักเรียนได้มีประสบการณ์ในการใช้อย่างทั่วถึง ทำให้เป็นข้อจำกัดในการเรียนรู้ อุปกรณ์วิทยาศาสตร์รวมถึงสื่อการเรียนการสอนจะเป็นตัวกระตุ้นให้การเรียนวิทยาศาสตร์มีความน่าสนใจมากยิ่งขึ้นและช่วยให้นักเรียนเห็นภาพจริงจากการลงมือปฏิบัติทำให้เกิดความเข้าใจได้ง่าย เป็นพื้นฐานในการต่อยอดการเรียนรู้ไปเป็นกระบวนการที่ไม่มีที่สิ้นสุดจากการตั้งคำถามหรือสมมติฐานแล้วทำการหาคำตอบด้วยตัวเอง

การประยุกต์ใช้อุปกรณ์วิทยาศาสตร์และเครื่องมือวิทยาศาสตร์ในการเรียนการสอน

หลักสูตรการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน แบ่งสาระการเรียนรูออกเป็น 8 สาระ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) ได้แก่ สาระที่ 1 วิทยาศาสตร์ชีวภาพ, สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ, สาระที่ 3 วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ, สาระที่ 4 ชีววิทยา, สาระที่ 5 เคมี, สาระที่ 6 ฟิสิกส์, สาระที่ 7 โลก ดาราศาสตร์, และอวกาศ และสาระที่ 8 เทคโนโลยี ซึ่งในแต่ละสาระต้องใช้อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ในการสอนที่แตกต่างกันออกไป ตามตัวอย่างดังนี้

  • วิทยาศาสตร์ชีวภาพและชีววิทยา: เป็นการศึกษาสิ่งมีชีวิตซึ่งจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ช่วยให้มองเห็นสิ่งที่ตาเปล่ามองไม่เห็น ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์และกล้องสเตอริโอ รวมถึงใช้โมเดลแบบจำลองต่างๆ เพื่อแสดงให้นักเรียนเห็นภาพ
  • วิทยาศาสตร์กายภาพและเคมี: เป็นการเรียนเกี่ยวกับสารและคุณสมบัติต่างๆ ซึ่งการที่จะศึกษาสารแต่ละชนิดจำเป็นต้องใช้เครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับห้องปฏิบัติการเคมี เช่น ตู้อบ, หม้อนึ่งความดันไอ, เครื่องปั่นแยก, เครื่องคนสารละลาย ไปจนถึงเครื่องมือสำหรับวัดค่าต่างๆ เช่น pH meter, Refractometer นอกจากนี้ต้องมีอุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้ทำการทดลองพื้นฐาน ได้แก่ เครื่องแก้ว, พลาสติก, กระเบื้อง, สารเคมี, เครื่องชั่ง เป็นต้น
  • วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ, โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ: ในสาระนี้จะเป็นการศึกษาธรรมชาติทั้งภายในและภายนอกโลก ไม่ว่าจะเป็นสิ่งแวดล้อม, ธรณีวิทยา หรือดาราศาสตร์ ซึ่งต้องใช้เครื่องมือวัดสำหรับศึกษาสิ่งแวดล้อม เช่น เครื่องวัดคุณภาพน้ำ, เครื่องทดสอบดิน, เครื่องวัดปริมาณน้ำฝน เป็นต้น ถ้าจะศึกษาวัตถุหรือสิ่งมีชีวิตจากระยะไกล เช่น นก หรืออยู่ภายนอกโลก เช่น ดวงดาว ก็ต้องใช้กล้องส่องทางไกลหรือกล้องโทรทรรศน์ สำหรับการเรียนในห้องเรียนสามารถใช้ตัวอย่างหิน,แร่ หรือวัตถุ ไปจนถึงโมเดลแบบจำลองแสดงส่วนประกอบของโลก, ดวงดาว หรือปรากฎการณ์ต่างๆ
  • ฟิสิกส์: แบ่งออกเป็นหลายสาขาวิชา เช่น ไฟฟ้า, อิเล็กทรอนิกส์, แม่เหล็กไฟฟ้า, แสง, กลศาสตร์, คลื่นและเสียง, อุณหพลศาสตร์, พลังงาน เป็นต้น ซึ่งการเรียนการสอนที่จะทำให้นักเรียนเข้าใจกฎหรือทฤษฎีต่างๆ ต้องอาศัยชุดสาธิตสำหรับแสดงให้เห็นภาพ นอกจากนี้การคำนวณถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการศึกษาวิชาฟิสิกส์ ดังนั้นเครื่องมือวัดค่าต่างๆ เช่น มัลติมิเตอร์, เครื่องวัดแสง, เสียง และอื่นๆ เป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นในการวัดค่าตัวแปรที่สนใจ ซึ่งค่าที่ได้ต้องนำไปคำนวณเพื่อหาสิ่งที่ต้องการต่อไป
  • เทคโนโลยี: ตามหลักการในสาระวิชานี้ การที่จะเข้าใจหรือประยุกต์ใช้เทคโนโลยีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ต้องมีทักษะทางด้านคณิตศาสตร์, วิทยาศาสตร์ เพื่อใช้ในการออกแบบหรือพัฒนาในแง่ของวิศวกรรม ซึ่งในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การศึกษาที่เรียกว่าสะเต็มศึกษา (STEM Education) เป็นการผสานการเรียนรู้แบบบูรณาการ 4 สาขาวิชา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science), เทคโนโลยี (Technology), วิศวกรรม (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) รวมกันเป็น STEM นั่นเอง ซึ่งในวงการศึกษาระดับนานาชาติจัดว่า STEM เป็นวาระหลักในการศึกษารูปแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง การที่จะจัดการเรียนการสอนหรือกิจกรรมต่างๆตามแนวทาง STEM จำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องให้ผู้เรียนได้มีการเรียนรู้แบบลงมือทำ (Hands-on) ด้วยการเริ่มต้นที่ปัญหาที่ต้องการแก้ไขหรือหัวข้อที่ต้องการศึกษา แล้วให้ผู้เรียนคิดหาวิธีด้วยการใช้ศาสตร์ทั้ง 4 เพื่อที่จะหาข้อสรุปออกมา การเรียนรู้ในรูปแบบนี้อาจจะให้นักเรียนคิดสิ่งประดิษฐ์ใหม่แบบง่ายๆขึ้นมาเอง หรืออาจจะใช้ชุดการทดลองแบบ Hands-on Lab ซึ่งจะต้องมีการสร้างสิ่งของขึ้นมาเอง นอกจากนี้สามารถใช้หุ่นยนต์ควบคุมด้วยโปรแกรมเพื่อให้ผู้เรียนออกแบบหุ่นยนต์จากตัวต่อและเขียนคำสั่งให้ทำตามที่ต้องการเพื่อแก้ไขปัญหาหรือทำตามเป้าหมายที่ต้องการ

 

ประโยชน์ของการมีอุปกรณ์วิทยาศาสตร์และเครื่องมือวิทยาศาสตร์ในการเรียนการสอน

การที่ผู้เรียนได้มีโอกาสใช้อุปกรณ์และเครื่องมือวิทยาศาสตร์หลายๆชนิดตั้งแต่ยังเด็ก จะทำให้เกิดความคุ้นเคยและสามารถใช้งานได้ตามจุดประสงค์ ซึ่งจะมีประโยชน์ต่อไปในภายภาคหน้าในเวลาที่ต้องใช้ในการทำงานจริง โดยสามารถใช้อุปกรณ์และเครื่องมือได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากเครื่องมือส่วนใหญ่ที่ใช้ทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์มักจะมีฟังก์ชั่นการใช้งานที่ต่างกันออกไป ไม่ใช่เพียงแค่เปิดสวิตช์แล้วใช้งานได้เลย ต้องมีการตั้งค่าหรือสอบเทียบเพื่อให้มีความแม่นยำมากที่สุด รวมถึงมีความสามารถในการเลือกใช้เครื่องมือให้ถูกประเภทและมีความตระหนักถึงความปลอดภัยระหว่างที่ทำการวิจัยทดลอง

สำหรับการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์นั้น อุปกรณ์วิทยาศาสตร์และเครื่องมือวิทยาศาสตร์รวมถึงสื่อการเรียนการสอนถือได้ว่ามีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง ช่วยให้นักเรียนมีความเข้าใจและมีประสบการณ์ในการทำการทดลอง ไม่ว่าจะเป็นในสถานศึกษาระดับใดก็ตามหรือแม้แต่การเรียนรู้นอกเวลาเรียนด้วยตัวเองที่บ้านโดยมีผู้ปกครองช่วยสนับสนุน ดังนั้นผู้ที่เกี่ยวข้องควรจัดเตรียมสิ่งเหล่านี้ให้พร้อมใช้งานเมื่อต้องการและติดตามข่าวสารความรู้ใหม่ๆ เพื่อให้ทราบถึงการพัฒนาของอุปกรณ์และสื่อการเรียนรู้ต่างๆ ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่จะต้องนำมาประยุกต์ใช้ในอนาคต

 

IES Admin

09/08/18

Leave a Reply

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *