กรอบหลักสูตรวิทยาศาสตร์ (Science curriculum framework)

หลักสูตรการศึกษาวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน

วิทยาศาสตร์มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิต เป็นรากฐานความรู้ที่จะทำให้คนในชาติมีความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นรอบตัวและใช้ชีวิตประจำวันอย่างเป็นสุข ประกอบกับความรู้ความเข้าใจที่จะเลือกใช้เทคโนโลยีที่มีความก้าวหน้าอย่างไม่หยุดยั้ง ให้ถูกต้องและเหมาะสมกับบริบทของสังคมและอยู่ในขอบเขตของจริยธรรม จึงเป็นหน้าที่หลักของภาคการศึกษาที่จะต้องจัดหลักสูตรการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้สัมพันธ์กับความต้องการของสังคม นั่นหมายถึงการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ให้ผู้เรียนเกิด การรู้วิทยาศาสตร์ (Science literacy)
เนื่องจากสังคมต้องการผู้เรียนซึ่งนั่นคือประชากรที่มีคุณภาพ ที่มีคุณธรรมจริยธรรมและความรู้ความเข้าใจในการดำรงชีวิต สามารถอยู่ร่วมกับผู้อื่นได้อย่างมีความสุข การได้มาซึ่งคุณลักษณะของประชากรดังกล่าว การศึกษาวิทยาศาสตร์ จึงควรมุ่งเน้นให้ผู้เรียนเกิดการรู้ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วย ธรรมชาติวิทยาศาสตร์ (Nature of science) ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (Science knowledge) และ จิตวิทยาศาสตร์ (Scientific mind)
นอกจากวิชาความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ผู้เรียนจะได้รับ การสอนในปัจจุบันควรมุ่งเน้นให้ผู้เรียน คิดเป็น ทำเป็น แก้ปัญหาเป็น จากการเรียนรู้ด้วยตนเองตามหลัก ปฏิรูปนิยม(Reconstructionism) โดยมีครูเป็นผู้บุกเบิกและมีความรอบรู้เป็นผู้ช่วยในการพัฒนาศักยภาพผู้เรียน และ พิพัฒนนิยม (Progressivism) ซึ่งมุ่งเน้นให้ผู้เรียนตระหนักในคุณค่าของตนเอง การเรียนต้องเน้นผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง เน้นการปฏิบัติและแก้ปัญหา ครูมีความเข้าใจและยอมรับความแตกต่างในตัวผู้เรียน
ดังนั้นการสอนให้ผู้เรียนเกิดการรู้วิทยาศาสตร์ที่ควบคู่คุณธรรมจริยธรรม จะสร้างคุณลักษณะให้ผู้เรียนคิดเป็น ทำเป็น และ แก้ปัญหาเป็น ตระหนักในคุณค่าของตนเอง ซึ่งจะช่วยสร้างภูมิคุ้มกันภายในจิตใจให้ลุ่มหกไปตามกระแสโลกาภิวัตน์ ที่เกิดปัญหาสังคมขึ้นในปัจจุบัน ทั้งปัญหาทางเศรษฐกิจ ปัญหาสังคม ปัญหาสิ่งแวดล้อม และ กระแสบริโภคนิยม
การจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ต้องสอดแทรกการรู้วิทยาศาสตร์ไว้ในแต่ละระดับชั้น ป.1 – ม.6 และ จัดวิชาความรู้ทางชีววิทยาให้ตรงตามศักยภาพของนักเรียนในแต่ละระดับชั้นโดยจัดให้บูรณาการความรู้ทางชีววิทยากับการรู้วิทยาศาสตร์ ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ และ จิตวิทยาศาสตร์ โดยเน้นกระบวนการเรียนแบบสืบเสาะหาความรู้ และจัดการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญเพื่อให้นักเรียนได้พัฒนาตนเองอย่างเต็มศักยภาพ




เนื้อสาระในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ชีววิทยา)

1.การรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ควบคู่กับธรรมชาติวิทยาศาสตร์และจิตวิทยาศาสตร์ ในการสืบเสาะหาความรู้ การแก้ปัญหา มีความเข้าใจความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี สังคม และ สิ่งแวดล้อม ร่วมทั้งการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ใหม่ สามารถค้นหาความรู้ด้วยตนเองและสร้างเป็นองค์ความรู้ของตนเอง

2.สิ่งมีชีวิต ศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตกับกระบวนการดำรงชีวิต เซลล์ของสิ่งมีชีวิตโครงสร้าง หน้าที่ และ การทำงานในระบบต่างๆของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพ การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม วิวัฒนาการ และ เทคโนโลยีชีวภาพ

3.ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม ศึกษาเกี่ยวกับระบบนิเวศ และ สิ่งแวดล้อม ความสำคัญของทรัพยากรธรรมชาติ การใช้ การจัดการทรัพยากรธรรมชาติในระดับท้องถิ่น ประเทศ และโลก


สาระและมาตรฐานการเรียนรู้

สาระที่ 1 การรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มาตรฐาน ว 1.1 เข้าใจธรรมชาติวิทยาศาสตร์ ผู้เรียนมีความสามารถในการแก้ไขปัญหาและเรียนรู้จากกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ ผู้เรียนมีทักษะในการตั้งคำถาม สมมติฐาน การวางแผนการทดลอง การสังเกต การทำความเข้าใจการวิเคราะห์ข้อมูล การสรุปข้อมูล และ การสื่อความหมายข้อมูล เข้าใจถึงความแตกต่างของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กฎ และทฤษฎีต่างๆ เรียนรู้ประวัตินักวิทยาศาสตร์ เข้าและวิเคราะห์กระบวนการคิดของนักวิทยาศาสตร์ รวมทั้งการประยุกต์ใช้กับการเรียนรู้ มีความเข้าใจว่าเทคโนโลยีถูกสร้างขึ้นจากทฤษฏีทางวิทยาศาสตร์

สาระที่ 2 สิ่งมีชีวิต
มาตรฐาน ว 2.1 สำรวจตรวจสอบอภิปราย และ อธิบายเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตกับกระบวนการดำรงชีวิต เซลล์ของสิ่งมีชีวิตโครงสร้าง หน้าที่ และ การทำงานในระบบต่างๆของร่างกาย ตลอดจนนำความรู้ไปใช้ในชีวิตประจำวัน มีเจตคติต่อวิทยาศาสตร์และมีจิตวิทยาศาสตร์
มาตรฐาน ว 2.2 สำรวจตรวจสอบ สืบค้นข้อมูล อภิปรายและอธิบาย เกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพ การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม วิวัฒนาการ และ เทคโนโลยีชีวภาพ ตระหนักถึงความสำคัญและความสัมพันธ์ของความหลากหลายทางชีวภาพ รู้เท่าทันถึงปัญหาที่เกิดขึ้น และผลกระทบของการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพและถูกทำลาย นำความรู้ไปใช้ในการดำรงชีวิตในสังคมที่มีความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพ

สาระที่ 3 ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม
มาตรฐาน ว 3.1 ศึกษาเกี่ยวกับระบบนิเวศ และ สิ่งแวดล้อม สำรวจตรวจ สืบค้นข้อมูลระบบนิเวศในประเทศไทย และต่างประเทศ อภิปรายปัญหาที่เกิดขึ้นกับสิ่งแวดล้อม และผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระบบนิเวศ ตระหนักถึงคุณค่าของระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม รวมทั้งสืบค้นข้อมูล อภิปรายและอธิบายเกี่ยวกับการบำบัดและการอนุรักษ์ฟื้นฟูระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม นำความรู้ไปใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อตนเอง สังคมและสิ่งแวดล้อม ทำโครงงานวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขปัญหาระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม

มาตรฐาน ว 3.2 อธิบายความหมาย ประเภทและความสำคัญของทรัพยากรธรรมชาติ สืบค้นและอธิบายการใช้และการจัดการทรัพยากรธรรมชาติในระดับท้องถิ่น ประเทศ และโลก สำรวจตรวจสอบการอนุรักษ์ทรัพยากร ศึกษาการวิจัยเกี่ยวกับทรัพยากรทางเลือกที่สามารถใช้ทดแทนทรัพยากรเดิมที่กำลังหมดไป ตระหนักถึงปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรในอนาคต ทำโครงงานวิทยาศาสตร์เพื่อแก้ไขปัญหาทรัพยากรธรรมชาติในปัจจุบันและอนาคต

ความแตกต่างของหลักสูตรวิทยาศาสตร์ของประเทศไทยกับรัฐนิวเจอร์ซีย์

ความแตกต่างของหลักสูตรวิทยาศาสตร์ของประเทศไทยกับรัฐนิวเจอร์ซีย์
1. การมีส่วนร่วมในการพัฒนาหลักสูตร หรือการทำโครสร้างหลักสูตรในประเทศไทยไม่ได้นำบุคลากรจากสาขาอื่นมาร่วมคิดร่วมสร้าง แต่ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ได้นำบุคคลภายนอกในสาขาอาชีพต่างๆ เช่น นักธุรกิจ นักวิทยาศาสตร์ ผู้ปกครองหลากหลายอาชีพ เขามามีส่วนร่วมในการสร้างหลักสูตรของรัฐ ในประเทศไทยมีการกล่าวถึงหลักสูตรสถานศึกษา หรือ หลักสูตรท้องถิ่น แต่กลับไม่สามารถปฏิบัติได้จริงหรือทำได้ไม่เท่ากับที่ว่างวัตถุประสงค์ไว้
2. หลักสูตรของรัฐนิวเจอร์ซีย์เน้น S.T.S.E (Science Technology Society and Enviromet) ปัจจุบันสังคมโลกมีการความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงทางสังคม ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม เราควรเน้นให้ผู้เรียนรับรู้ถึงผลกระทบของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่อสุขภาพ สิ่งแวดล้อมและสังคม การใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่อการพัฒนาสังคม ร่วมถึงการป้องกันแก้ไขปัญหาสังคมที่เกิดจากผลกระทบของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งหลักสูตรวิทยาศาสตร์ของประเทศไทยยังไม่ได้เน้นถึงส่วนนี้มากเท่าที่ควร

New Jersey Science Curriculum Framework

หลักสูตรวิทยาศาสตร์ของรัฐนิวเจอร์ซีย์
NEW JERSEY SCIENCE CURRICULUM FRAMEWORK

วิสัยทัศน์ในการจัดทำนโยบายเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ศึกษามีผลมาจากความต้องการทางสังคมและเศรษฐกิจของรัฐ การศึกษาภาคบังคับจะเริ่มจากอายุ 6-7 ปีจนถึง 16 ปี เน้นการพัฒนาหลักสูตรใหม่ซึ่งนำ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์เข้าไปสู่ชั้นเรียน การจัดกระบวนการเรียนรู้แบบสืบเสาะ นักเรียนจะเรียนรู้แนวความคิด โดยผ่านทางกิจกรรมต่าง ๆ ซึ่งช่วยพัฒนาทักษะการแก้ปัญหา หลักสูตรและรูปแบบการจัดการเรียนการสอนแบ่งเป็นช่วงชั้น 4ช่วงชั้น คือ เกรด 1-3, เกรด 4-6 ,เกรด 7-9 และ เกรด10 -12 ในช่วงชั้นที่ 1 และ 2 คือประถมศึกษา เน้นการสอนวิทยาศาสตร์ที่มักมีการสอดแทรกรวมอยู่กับวิชาอื่น เนื้อหามีลักษณะบูรณาการพูดถึงสิ่งที่อยู่ใกล้ตัว เน้นการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน รวมไปถึงผลกระทบต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม ในช่วงชั้นที่ 3และ 4 ระดับมัธยมศึกษาแบ่งออกเป็นมัธยมศึกษาตอนต้น และมัธยมศึกษาตอนปลาย ลักษณะการเรียนการสอนเน้นการเรียนรู้แบบสืบเสาะ เด็กได้ลงมือทำ กิจกรรมเพื่อฝึกทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ครูมีหน้าที่ให้ความช่วยเหลือและจัดสิ่งแวดล้อมในห้องเรียนให้เหมาะกับลักษณะการเรียนการสอน ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายยังคงลักษณะความเป็นบูรณาการ
มาตรฐานการศึกษาขั้นพื้นฐานของวิทยาศาสตร์แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่ 1 มาตรฐานที่เกี่ยวกระบวนการเรียนรู้ของผู้เรียน (มาตรฐานที่1 - 5) และ กลุ่มที่ 2 มาตรฐานที่เกี่ยวกับเนื้อหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (มาตรฐานที่ 6 - 12) ในมาตรฐานกลุ่มที่ 1 จะไม่แยกช่วงชั้น จะหลอมรวมบูรณาการทักษะกระบวนการต่างๆ ในด้านการคิดอย่างเป็นระบบ การสืบเสาะแสวงหาความรู้ การเข้าใจธรรมชาติวิทยาศาสตร์ การศึกษาที่บูรณาการวิทยาศาสตร์กับเทคโนโลยีและคณิตศาสตร์ เข้าด้วยกันตามศักยภาพของผู้เรียน ส่วนมาตรฐานกลุ่มที่ 2 จะเป็นการเน้นเรื่ององค์ความรู้ ในด้านวิทยาศาสตร์แขนงต่าง ได้แก่ สิ่งมีชีวิต สิ่งแวดล้อม สารและสมบัติของสาร แรง การเคลื่อนที่ พลังงาน ดาราศาสตร์อวกาศ และ ธรณีวิทยา ซึ่งจะมีการกำหนดตัวบ่งชี้ไว้ในแต่ละช่วงชั้น ซึ่งมีความยากง่ายต่างกันตามศักยภาพของผู้เรียน แต่การจัดการเรียนรู้จะอยู่บนพื้นฐานของกระบวนการเรียนเรียนรู้ตามมาตรฐานที่ 1-5

มาตรฐานทั้ง 12 ข้อ มีดังนี้

มาตรฐานที่ 1 Systems ผู้เรียนควรมีการเรียนรู้อย่างเป็นระบบ สามารถบอกความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบต่างๆที่รวมกันเป็นระบบที่จะต้องมีส่วนต่างๆเป็นตัวป้อนโดยเรียกว่าข้อมูล (In put) เพื่อให้ดำเนินงานสัมพันธ์เป็น กระบวนการ (Process) เพื่อให้ได้ ผลลัพธ์ (Out put) ออกมาตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ สรุปคือ ผู้เรียนต้องมีระบบในการคิด และการเรียนรู้

มาตรฐานที่ 2 Science as Inquiry ผู้เรียนมีความสามารถในการแก้ไขปัญหาและเรียนรู้จากกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ ผู้เรียนมีทักษะในการตั้งคำถาม สมมติฐาน การวางแผนการทดลอง การสังเกต การทำความเข้าใจการวิเคราะห์ข้อมูล การสรุปข้อมูล และ การสื่อความหมายข้อมูล

มาตรฐานที่ 3 Science as a Human Activity ผู้เรียนมีความเข้าในถึงความแตกต่างของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กฎ และทฤษฎีต่างๆ เรียนรู้ประวัตินักวิทยาศาสตร์ เข้าและวิเคราะห์กระบวนการคิดของนักวิทยาศาสตร์ รวมทั้งการประยุกต์ใช้กับการเรียนรู้

มาตรฐานที่ 4 Science and Technology ผู้เรียนมีความเข้าใจว่าเทคโนโลยีถูกสร้างขึ้นจากทฤษฏีทางวิทยาศาสตร์

มาตรฐานที่ 5 Science and Mathematics ผู้เรียนสามารถบูรณาการความรู้ทางคณิตศาสตร์มาใช้เป็นเครื่องมือสำหรับแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นจากการทดลองทางวิทยาศาสตร์ การสร้างเป็นกฎ หรือช่วยอธิบายทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ได้

มาตรฐานที่ 6 Organisms ผู้เรียนมีความเข้าใจโครงสร้าง ลักษณะสำคัญ และ ความต้องการพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

มาตรฐานที่ 7 The Diversity of Life ผู้เรียนสามารถสำรวจตรวจสอบความรู้ในเรื่องความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต

มาตรฐานที่ 8 Structures and Behavior of Matter ผู้เรียนมีความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างและสมบัติของสาร

มาตรฐานที่ 9 Matter, Forces, and Energy Transformations ผู้เรียนมีความเข้าใจในธรรมชาติและนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ ในเรื่องกฎการเคลื่อนที่ แรง และ การเปลี่ยนรูปของพลังงาน

มาตรฐานที่ 10 Earth Systems ผู้เรียนมีความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างของโลก การเปลี่ยนแปลงของธรณีภาค และ ระบบวิชาธรณีฟิสิกส์ของโลก

มาตรฐานที่ 11 The Universe ผู้เรียนมีความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการและโครงสร้างของเอกภพ

มาตรฐานที่ 12 The Environment ผู้เรียนมีความเข้าใจเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งแวดล้อมกับสิ่งมีชีวิต การกระทำของมนุษย์ที่ส่งผลต่อสิ่งแวดล้อม และ ปรากฏการณ์ธรรมชาติ

ผู้เขียนขอสรุปหลักสูตรวิทยาศาสตร์ของรัฐนิวเจอร์ซีย์ พอสังเขปเพียงเท่านี้ หากท่านผู้อ่านสนใจในรายละเอียดด้านอื่นๆ เช่น
· Science Instructional Adaptations
· Working with students using the cross-content workplace readiness standards

สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ www.state.nj.us/njded/frameworks/science/

ทัศนะต่อมาตรฐานครูวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

มาตรฐานของครูวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของสสวท.

ตามความคิดของผมนั้นเป็นสิ่งที่ดีที่มีการตั้งมาตรฐานให้กับการเป็นครูวิทยาศาสตร์ เพระถ้าเราสามารถทำได้...ก็จะส่งผลดีต่อนักเรียนและประเทศชาติ

แต่อีกด้านหนึ่ง...ก็เป็นสิ่งที่มาบีบบังคับให้ครูต้องสร้างเอกสารขึ้นมามากมายเพื่อให้ตนเองผ่านการประเมิน

ปัญหาคือ ครูได้นำสิ่งที่ตนสร้างขึ้นไปใช้จริงหรือเปล่า ครูใช้เวลาสอนมานั่งทำเอกสาร หากเป็นเช่นนี้ความหวังที่จะพัฒนามาตรฐานการสอนของครูคงล้มไม่เป็นท่า

ในความเป็นจริง...ครูที่คิดสร้างกิจกรรม และทำงานเพื่อนักเรียนจริงๆ จะไม่มีเอกสารให้ตรวจ เพราะเราใช้เวลาในการตรวจการบ้าน คิดกิจกรรม ทำวิจัยในชั้นเรียนแบบไร้เอกสาร ครูจะเอาเวลาที่ไหนมานั่งเขียนเอกสารเหล่านี้...แล้วเราจะถูกประเมินเป็นครูที่คุณภาพต่ำเพราะไม่มีเอกสาร แต่ครูที่มีเอกสารครบทุกอย่าง...แต่ทำจริงหรือเปล่าไม่รู้..จะได้รับยกย่องว่าเป็นครูดีเด่น....คิดว่าเรื่องนี้คงต้องใช้เวลาอีกนานที่จะทำให้เป็นที่ยอมรับและเป็นมาตรฐานที่แท้จริง

ดูมาตรฐานครูวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ที่ http://www.ipst.ac.th/eval_standard/TSci.pdf