การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม

การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม

ความหมายการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม
การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม คือแนวคิดในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในบริบทของประสบการณ์ของตนเอง ที่ทำให้ผู้เรียนมีทั้งความรอบรู้ในเนื้อหาวิชาและเพิ่มพูนความสามารถในการใช้ทักษะกระบวนการ ผู้เรียนจะพัฒนาทั้งความคิดสร้างสรรค์ ทัศนคติต่อวิทยาศาสตร์ ได้มีการใช้มโนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในชีวิตประจำวัน และสามารถที่จะกล้าติดสินใจด้วยตนเอง การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จะเป็นการเน้นปัญหาที่เกิดขึ้นจริงในส่วนที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีตามความเข้าใจของผู้เรียน แทนการสอนที่เริ่มต้นด้วยมโนทัศน์และกระบวนการ ซึ่งจะเป็นการส่งเสริมให้ผู้เรียนรู้จักการวิเคราะห์และประยุกต์ใช้มโนทัศน์และกระบวนการในสถานการณ์จริง สามารถที่จะเชื่อมโยงการเรียนรู้ในห้องเรียนกับสถานการณ์จริงในสังคมท้องถิ่น การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จะเน้นเหตุการณ์หรือประเด็นที่กำลังเกิดขึ้นและพยายามที่จะให้ผู้เรียนหาคำตอบสำหรับเหตุการณ์นั้นๆ ซึ่งเป็นวิธีการที่ดีที่สุดในการเตรียมผู้เรียนให้มีความพร้อมต่อสถานการณ์ในปัจจุบัน และเตรียมบทบาทของพลเมืองในอนาคตที่มีความรู้ความสามารถด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคมจะเน้นปัญหาที่เกิดขึ้นจริงในชีวิตด้วยความเชื่อที่ว่า การทำงานในชีวิตจริงจะมีมโนทัศน์และกระบวนการต่างๆมากมายเป็นพื้นฐาน การเรียนการสอนจะเริ่มต้นด้วย สถานการณ์ คำถาม ปัญหา หรือประเด็นที่ครูสร้างขึ้นหรือหยิบยกขึ้นมาเพื่อช่วยให้นักเรียนเข้าใจมโนทัศน์มากขึ้นหรือกระบวนการพื้นฐานหรืออาจจะเริ่มต้นมาจากคำถามของนักเรียนที่มาจากประสบการณ์ของตนเองก็ได้ เพื่อให้นักเรียนเรียนรู้มโนทัศน์และทักษะกระบวนการพื้นฐาน การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จะทำให้นักเรียนเห็นว่ามโนทัศน์และกระบวนการนั้นมีประโยชน์ สามารถนำเอาไปใช้ในการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตจริงได้ การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคมนี้ ครูจะมีบทบาทในฐานะของผู้จัดสภาพแวดล้อมและอำนวยความสะดวกให้เกิดการเรียนรู้มากกว่าที่จะเป็นแหล่งเรียนรู้
โดยสรุปแล้วการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม มีลักษณะดังนี้คือ
1. นักเรียนเป็นผู้ถามคำถามที่ต้องการจะหาคำตอบตามความสนใจและคำถามนั้นจะเกี่ยวกับปัญหาที่ส่งผลกระทบต่อท้องถิ่น
2. นักเรียนจะใช้ทั้งทรัพยากรบุคคลและทรัพยากรอื่นๆท้องถิ่นเป็นแหล่งข้อมูล
3. นักเรียนมีส่วนร่วมในการหาข้อมูลที่สามารถนำเอาไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตจริงได้
4. การเรียนรู้สามารถเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องไปถึงนอกเวลาเรียน นอกชั้นเรียน นอกโรงเรียน
5. การเรียนรู้จะเน้นที่ผลกระทบของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีต่อนักเรียนแต่ละคน
6. ต้องระลึกเสมอว่าเนื้อหาวิทยาศาสตร์นั้นมีมากกว่ามโนทัศน์ที่นักเรียนเรียนในชั้นเรียน
7. การเรียนรู้จะเน้นที่ทักษะกระบวนการที่นักเรียนสามารถนำไปแก้ปัญหาได้
8. การเรียนรู้จะเน้นความตระหนักในอาชีพโดยเฉพาะอาชีพที่สัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
9. การเรียนรู้จะเน้นให้นักเรียนได้แสดงบทบาทในฐานะพลเมืองที่ต้องแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในชุมชน
10. การเรียนรู้จะมีการตรวจสอบวิถีทางที่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะส่งผลกระทบในอนาคต
11. การเรียนรู้จะเกิดขึ้นอย่างอิสระ ตามประเด็นที่แต่ละคนต้องการศึกษาหาคำตอบ

เป้าหมายของการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม
เป้าหมายของการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม(Aikenhead, 1994; Bybee, 1985b;Eijkelhof,1990;Solomon,1993 cited in Aikenhead, 1994 169) คือ
1. ให้คนมีความรู้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์เพิ่มมากยิ่งขึ้น
2. ให้นักเรียนสนใจด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
3. ให้นักเรียนสนใจความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม
4. ให้นักเรียนรู้จักคิดวิเคราะห์ มีเหตุผล แก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ และสามารถตัดสินใจได้บนพื้นฐานของข้อมูลที่มีอยู่
การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม(Penick & Bonnstetter, 1996, 163) มีเป้าหมายเพื่อให้นักเรียนใช้ความรู้ที่มีตรวจสอบและการแก้ไขปัญหา ให้มีความคิดสร้างสรรค์เพิ่มมากขึ้นสามารถที่จะปฏิบัติการต่างๆ โดยใช้ความรู้และพยานหลักฐานที่มี สามารถที่จะสื่อสารทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีทัศนคติที่ดีต่อวิทยาศาสตร์ และรู้วิธีการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ กล่าวได้ว่าเป้าหมายสูงสุดของการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม (Zoller, 1993, 126) คือการสร้างกลุ่มชนให้เป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ที่ต้องมีลักษณะดังนี้คือ
1. ตระหนักในปัญหาที่เกิดขึ้น สามารถพิจาณาและหาสาเหตุของปัญหานั้นๆ ได้
2. เข้าใจมโนทัศน์และมีความรู้ที่แท้จริงเกี่ยวกับปัญหาที่เกิดขึ้น
3. รู้และมีแนวทางเลือกในการแก้ปัญหาอย่างหลากหลาย
4. สามารถใช้กระบวนการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นได้ สามารถเลือก วิเคราะห์ประเมินข้อมูลและแหล่งข้อมูลที่จะนำมาใช้ และสามารถวางแผนเพื่อป้องกันปัญหาต่างๆที่เกิดขึ้นในอนาคตได้
5. เข้าใจค่านิยมและสามารถนำค่านิยมนั้นไปใช้
6. สามารถตัดสินใจได้ด้วยการเลือกทางเลือกที่เหมาะสม หรือสามารถสร้างหรือหาทางเลือกใหม่แล้วจึงตัดสินใจ
7. ปฏิบัติตามทางเลือกที่ได้ตัดสินใจ
8. มีความรับผิดชอบ
เป้าหมายในระยะสั้นของการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม คือ การใช้นักเรียนมีความรู้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม และเป้าหมายในระยะยาวคือการให้มีพลเมืองที่มีความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม พัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ประหยัด พอใจและดำรงชีวิตในสังคมอย่างมีความสุข

การจัดการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม
ในการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จะมีจุดเริ่มต้นมาจากตัวนักเรียนเอง ซึ่งเริ่มจากความคิด ความสนใจและสิ่งที่สัมพันธ์กับตัวนักเรียน ดังนั้นครูจึงจะต้องจัดให้นักเรียนเป็นผู้ตั้งคำถาม วางแผนเพื่อกำหนดวิธีการหาคำตอบ กำหนดวิธีการเก็บข้อมูล การรวบรวมข้อมูล การลงมือปฏิบัติ การวิเคราะห์ข้อมูลและการนำเสนอผลงาน ทุกขั้นตอนนั้นนักเรียนจะเป็นผู้ลงมือปฏิบัติเองทั้งสิ้น ครูซึ่งเป็นผู้กรอบของรายวิชาและรู้เป้าหมายของหลักสูตรจะทำหน้าที่เลือกประเด็นแลคำถามที่นักเรียนสนใจให้สอดคล้องกับรายวิชาและหลักสูตร การเรียนการสอนจะยึดผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง ยึดประสบการณ์การของผู้เรียนเป็นสำคัญ ให้ความสนใจผู้เรียนเป็นรายบุคคล ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นที่หลากหลายทั้งทรัพยากรธรรมชาติและทรัพยากรบุคคล ฝึกให้ผู้เรียนทำงานร่วมกัน ครูเตรียมการสอนและวางแผนการสอนโดยใช้ประเด็นและปัญหาที่กำลังเกิดขึ้นในปัจจุบันและควรเป็นประเด็นที่นักเรียนและปัญหาที่กำลังเกิดขึ้นในปัจจุบันและควรเป็นประเด็นที่นักเรียนทุกคนรับทราบและคุ้นเคย การเรียนการสอนอจะเริ่มต้นด้วยการอภิปรายร่วมกันของนักเรียน จากคำถามหรือสถานการณ์ที่ครูสร้างขึ้น ครูต้องรอคำตอบโดยให้เวลานักเรียนเรียบเรียงคิดและให้นักเรียนได้อภิปรายร่วมกัน
การจัดการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม มี 6 ขั้นตอน ที่นักเรียนต้องใช้เป็นพื้นฐาน (Lutz,1996, 45) คือ
1. การระดมพลังสมองในหัวข้อที่ศึกษา
2. การบ่งชี้คำถามให้ชัดเจน
3. การระบุแหล่งค้นคว้าหาข้อมูล
4. การใช้แหล่งข้อมูลเพื่อเก็บรวบรวมข้อมูล
5. การวิเคราะห์ สังเคราะห์ ประเมินและการสร้างสรรค์
6. การลงมือปฏิบัติ
นฤมล ยุตาคม (2542, 33-36) ได้เสนอว่าการจัดการเรียนการสอนตามแนวคิดนี้จะมีองค์ประกอบ 3 ส่วน คือ ขั้นวางแผน ขั้นการเรียนการสอน และขั้นประเมินผล
1. ขั้นวางแผนประกอบด้วย การกำหนดความมุ่งหมายของการเรียนการสอนและการเตรียมหน่วยการเรียนการสอน
2. ขั้นการเรียนการสอนมี 6 ขั้นย่อย คือ
2.1 ขั้นสงสัย ครูจะสร้างสถานการณ์การเรียนรู้ที่ส่งเสริมการตั้งคำถาม และการตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียน
2.2 ขั้นวางแผน นักเรียนเป็นวางแผนค้นหาคำตอบ ซึ่งอาจจะทำงานเป็นงานเดี่ยวหรืองานกลุ่ม
2.3 ขั้นค้นหาคำตอบ นักเรียนลงมือค้นหาคำตอบโดยครูทำหน้าที่คอยช่วยเหลือ
2.4 ขั้นสะท้อนความคิด นักเรียนคิดไตร่ตรองสิ่งที่ได้จากการเรียนรู้ โดยมีครูเป็นผู้คอยให้คำแนะนำ
2.5 ขั้นการแลกเปลี่ยนประสบการณ์ นักเรียนนำเสนอผลการค้นคว้าแก่นักเรียนอื่นๆ โดยครูให้โอกาสนักเรียนในการแลกเปลี่ยนความคิดกับเพื่อนคนอื่นๆ
2.6 ขั้นนำไปปฏิบัติจริง นักเรียนนำความรู้ที่ได้ไปใช้ในชีวิตจริง
3. ขั้นประเมินผล ประกอบด้วย
3.1 การประเมินโดยครู ได้แก่ การใช้ข้อสอบวัดความรู้ความเข้าใจมโนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะการคิดแบบมีวิจารณญาณ การประเมินผลปฏิบัติงาน และการสังเกตของครูโดยใช้แบบตรวจสอบรายพฤติกรรม
3.2 การประเมินโดยตัวของนักเรียนเอง โดยใช้การประเมินตนเองและการใช้แฟ้มสะสมงาน
ในการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จะพบว่าทักษะการแก้ปัญหานั้นจัดเป็นทักษะที่สำคัญมาก Carin (1997) ได้เสนอรูปแบบการจัดการเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม ที่เน้นทักษะการแก้ปัญหา ซึ่ง Carin ได้กล่าวว่าการจัดรูปแบบการเรียนการสอนแบบนี้จะสามารถตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนและสามารถเพิ่มพูนความรู้ใหม่ได้โดยผ่านทักษะการแก้ปัญหา
การลงมือปฏิบัติ และการนำไปใช้ รูปแบบนี้มี 5 ขั้นคือ
1. ขั้นสืบค้น นักเรียนร่วมกันตั้งคำถาม เสนอความคิดเรื่องที่สนใจที่ต้องการจะศึกษา หัวข้อที่นำเสนอนั้นอาจมาจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชุมชนจากตำราเรียนวิทยาศาสตร์ จากกิจกรรมที่ได้ปฏิบัติมาจากการทัศนศึกษา จากรายการโทรทัศน์หรือจากแหล่งอื่น คำถามที่นักเรียนนำเสนออาจมีมากมายหลายคำถามแต่ละเลือกมาเพียง 1-2 คำถามเท่านั้นที่นำมาเป็นหลักในการศึกษา
2. ขั้นแก้ปัญหา นักเรียนจะฝึกใช้วิธีทางการวิจัยในการเรียนรู้เพื่อหาคำตอบ หรือตอบคำถามในหัวข้อหรือประเด็นที่ทำการศึกษา โดยนักเรียนจะเป็นผู้ลงมือปฏิบัติทั้งการเก็บรวบรวมข้อมูล และการบันทึกผล
3. ขั้นสร้างสรรค์ จากการเก็บรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล นักเรียนสามารถสร้าง จัดกระทำและแสดงผลการค้นพบในลักษณะของกราฟรูปแบบต่างๆ หรืออาจสร้างหรือจัดกระทำในรูปแบบอื่นๆ
4. ขั้นแลกเปลี่ยนประสบการณ์ นักเรียนนำเสนอผลการศึกษาค้นคว้าแก่กลุ่มเพื่อนโดยอาจจะนำเสนอในรูปแบบต่างๆ เช่น การบรรยาย การเขียนรายงาน จัดแสดงเป็นโปสเตอร์ วิดีทัศน์ เพลง กลอนหรืออื่นๆ
5. ขั้นนำไปปฏิบัติจริง นักเรียนนำผลที่ได้จากการศึกษาไปปฏิบัติ หรือการนำเสนอข้อค้นพบนี้แก่ผู้ที่เกี่ยวข้องเพื่อแก้ไขปัญหา โดยครูและนักเรียนอาจจัดการประชุมพบปะ ชี้แจงปัญหาและข้อค้นพบ หรือเขียนจดหมายถึงบุคคลหรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง

การเรียนรู้และกิจกรรมตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม
การเรียนรู้และกิจกรรมตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม ทำให้นักเรียนเห็นว่ามโนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์มีประโยชน์และมีความจำเป็นในการนำไปใช้ในการแก้ปัญหาต่างๆ การเรียนรู้มโนทัศน์จะเกิดจากการทำกิจกรรม เพราะมโนทัศน์มีความสำคัญ แต่การเรียนไม่ได้เน้นที่การเรียนรู้มโนทัศน์แต่เป็นกระบวนการเรียนรู้จากสถานการณ์ต่างๆ ซึ่งทำให้นักเรียนเข้าใจมโนทัศน์นั้นๆ จะสามารถนำมโนทัศน์นั้นๆ และสามารถนำมโนทัศน์ไปใช้ในสถานการณ์ใหม่ได้ นักเรียนจะใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการเรียนรู้ และเห็นว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นทักษะที่จำเป็นที่จะต้องพัฒนาให้ดียิ่งขึ้น เพราะนักเรียนจะเห็นถึงความสัมพันธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และการลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง นักเรียนสามารถเชื่อมโยงความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์กับชีวิตจริงได้ และเห็นว่าวิทยาศาสตร์สามารถนำไปใช้ในกระบวนการแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นในสังคม ทำให้นักเรียนรู้คุณค่าของวิทยาศาสตร์และเป็นผู้ค้นคว้าหาข้อมูลข่าวสารทางวิทยาศาสตร์และการนำไปประยุกต์ใช้ได้ การเรียนการสอนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จะเน้นประเด็นปัญหาคำถาม หรือสิ่งที่ยังไม่ทราบ เพื่อค้นหาคำตอบหรือหาคำอธิบาย กระบวนการค้นหาคำตอบนั้นจะมีคุณค่ามากสำหรับนักเรียนเพราะจะทำให้นักเรียนพบปัญหาและคำถามอื่นๆอีกมากมายที่ต้องการหาคำตอบต่อไปเรื่อยๆ
การเรียนการสอนจะสัมฤทธิ์ผลได้นั้น ครูและนักเรียนจะต้องทำงานร่วมกัน นักเรียนต้องเสนอหัวข้อเรื่องซึ่งอาจจะได้มาจากประสบการณ์ของนักเรียนโดยตรง หนังสือพิมพ์ วารสาร นิตยสาร วิทยุ โทรทัศน์ ห้องสมุด ตำรา หรือประเด็นที่กำลังอภิปรายโต้เถียงกันในท้องถิ่นหรือในชาติ หรือระหว่างประเทศ นักเรียนจะร่วมกันเลือกประเด็นที่ต้องการหาคำตอบแล้วอาจจะทำเป็นงานเดี่ยวหรืองานกลุ่ม งานที่จะต้องทำประกอบด้วยการวางแผน การยออกแบบวิธีการหาคำตอบ หาแหล่งข้อมูล เตรียมวัสดุอุปกรณ์เครื่องมือเครื่องใช้ ติดต่อประสานงานกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
ดังนั้นวิธีการเรียนการสอนตามแนววิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคมจะขึ้นอยู่กับกิจกรรมของนักเรียนมากว่ากิจกรรมของครู กิจกรรมดังกล่าวได้แก่
1. กิจกรรมภาคสนาม
2. การทดลองในห้องปฏิบัติ
3. การทำโครงงานรายบุคคลหรือรายงานกลุ่ม
4. การสืบเสาะ
5. การเรียนรูร่วมกัน
6. การแสดงบทบาทสมมุติ
7. การศึกษารายกรณี
8. การทดลองโดยใช้สื่อจำลองเลียนแบบสถานการณ์จริง
9. การจัดนิทรรศการ
10. การอภิปรายเป็นกลุ่มเล็กหรือการอภิปรายทั้งชั้นเรียน
11. การโต้วาที
12. การสัมภาษณ์
13. การค้นคว้าจากห้องสมุด
ในกิจกรรมเหล่านี้จะทำให้ผู้เรียนรอบรู้ประเด็นต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีผลกระทบต่อตัวนักเรียนและสังคมโดยรวมมากยิ่งขึ้น นักเรียนได้ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการแก้ไขปัญหา และการหาข้อมูล นักเรียนจะเข้าใจและเรียนรู้วิธีการปรับเปลี่ยนความต้องการของกันและกัน นอกจากนี้แล้วในการเลือกกิจกรรมนั้นจะต้องคำนึงถึงความหลากหลายของผู้เรียนด้วย รวมถึงวัตถุประสงค์ของการจัดการเรียนการสอนด้วย เช่น การสอนเพื่อฝึกทักษะ การใช้เหตุผลต้องใช้วิธีการแบบสืบเสาะ

สรุป
การเรียนการสอนตามแนววิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม ไม่ได้เน้นให้นักเรียนรู้หรือจำมโนทัศน์ แต่นักเรียนจะรอบรู้และเข้าใจมโนทัศน์ ขณะที่นักเรียนค้นคว้าหาข้อมูลเพื่อแก้ไขปัญหาและตอบคำถามนักเรียนจะเรียนรู้มโนทัศน์ต่างๆ โดยตรงจากการทำงาน เมื่อนักเรียนได้เรียนรู้ปัญหาหรือเรื่องที่เกิดขึ้นจริงในชีวิตของตนเอง นักเรียนจะไม่ได้เรียนเฉพาะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับปัญหาเท่านั้น แต่นักเรียนจะได้เรียนรู้ด้วยว่าวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนั้นประยุกต์ใช้เป็นเครื่องมือ เครื่องใช้ เครื่องจักร ได้อย่างไร การเรียนการสอนแบบนี้ นักเรียนจะมีการร่วมกันทำงานเป็นกลุ่มแบบร่วมมือร่วมใจ ได้มีการอภิปรายร่วมกัน ได้แลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน เชื่อและยอมรับในข้อมูลของกันและกัน มีการวางแผน แบ่งงานกันทำเพื่อให้ได้งานสำเร็จลุล่วงตามเป้าหมาย นอกจากนี้ประโยชน์สูงสุดของการเรียนการสอนตามแนววิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม คือ การที่นักเรียนได้รับประสบการณ์โดยตรงในการค้นคว้าหาความรู้ รู้จักคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาและการผสานมโนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์กับประสบการณ์ของนักเรียนเอง
โดยสรุปแล้วพบว่าการเรียนการสอนตามแนววิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม นั้นมีผลต่อการพัฒนาการของนักเรียนในด้านต่างๆ ดังนี้คือ
1. นักเรียนสามารถประยุกต์ใช้มโนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ในสถานการณ์ใหม่ได้
2. นักเรียนสามารถประยุกต์ใช้ข้อมูล เชื่อมโยงความสำคัญในสถานการณ์อื่นได้ ทำงานได้ตามลำพัง และสามารถตัดสินใจเองได้ดียิ่งขึ้น
3. นักเรียนมีทัศนคติที่ดีต่อชั้นเรียนวิทยาศาสตร์ต่อประโยชน์ของการเรียน และอาชีพทางด้านวิทยาศาสตร์
4. นักเรียนมีความคิดสร้างสรรค์มากขึ้น
5. นักเรียนมีความสามารถในการใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพิ่มมากขึ้น
การเรียนการสอนตามแนววิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม จัดเป็นการเรียนการสอนที่สอดคล้องกับแนวการจัดการศึกษาตามพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ. 2542 ดังนั้นหากมีการนำเอาการเรียนการสอนตามแนววิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคมมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ก็จะได้ห้องเรียนวิทยาศาสตร์ตามเป้าหมายของการปฏิรูปการศึกษาที่ต้องการเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ผู้เรียนได้เรียนรู้ตามความถนัดและความสนใจ ได้ฝึกคิด ได้มือปฏิบัติ ได้เรียนวิทยาศาสตร์จากประสบการณ์จริง สามารถนำความเป็นจริงในชีวิตประจำวันมาศึกษาในวิชาวิทยาศาสตร์ได้ นักเรียนจะเรียนวิทยาศาสตร์ด้วยความสนุก และมีความสุขกับการเรียน

เสนอกรอบหลักสูตรวิทยาศาสตร์

หลักสูตรวิทยาศาสตร์ ที่ต้องการพัฒนาขึ้นมานั้นจะต้องพัฒนาคุณภาพผู้เรียนให้เป็นคนดี มีปัญญา มีคุณภาพชีวิตที่ดี มีขีดความสามารถในการแข่งขัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเพิ่มศักยภาพของนักเรียนให้สูงขึ้น สามารถดำรงชีวิตอย่างมีความสุขได้บนพื้นฐานของความเป็นไทยและความเป็นสากล รวมทั้งมีความสามารถใน การประกอบอาชีพหรือศึกษาต่อตามความถนัดของแต่ละบุคคล


โดยในกลุ่มสาระวิทยาศาสตร์จัดว่าการเรียนรู้หนึ่งในการเรียนรู้เพื่อเข้าใจ ซาบซึ้ง และเห็นความสำคัญของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของโลก สิ่งแวดล้อม ตลอดจนใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการเรียนรู้และสื่อสาร ซึ่งจะส่งผลให้นักเรียนมีความเข้าใจ สามารถเชื่อมโยงองค์ประกอทั้งหมดแบบองค์รวม สร้างความรู้เป็นของตนเอง เพื่อสร้างความเข้มแข็งให้นักเรียนมีความสามารถในการคิดอย่างมีเหตุผล สร้างสรรค์สิ่งต่างๆโดยอาศัยวิทยาศาสตร์ จินตนาการ และศาสตร์อื่นๆรวมด้วย สามารถตัดสินใจอย่างมีเหตุผล สามารถนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาคุณภาพชีวิต และร่วมกันดูแลรักษาโลก ธรรมชาติอย่างยั่งยืน โดยที่มุ่งหวังให้นักเรียนได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เน้นกระบวนการไปสู่การสร้างองค์ความรู้ โดยนักเรียนมีส่วนร่วมในทุกขั้นตอน นักเรียนจะได้ทำกิจกรรมหลากหลาย ทั้งเป็นกลุ่มและรายบุคคลในการสังเกตสิ่งต่างๆรอบตัว ตั้งคำถามหรือปัญหาเกี่ยวกับสิ่งที่จะศึกษาได้พัฒนากระบวนการคิด หรือการคิดวิเคราะห์ วิจารณ์ มีการวางแผนและลงมือปฏิบัติ การสำรวจตรวจสอบด้วยกระบวนการที่เหมาะสม จากแหล่งการเรียนรู้ที่เป็นสากลและท้องถิ่น คิดและตัดสินใจเลือกข้อมูลที่เป็นประโยชน์ไปใช้ในการตอบคำถาม หรือแก้ปัญหา ซึ่งจะนำไปสู่องค์ความรู้ในรูปแบบต่างๆให้กับผู้อื่นรับรู้ ในกระบวนการพัฒนาการเรียนรู้จะต้องทำให้นักเรียนสร้างองค์ความรู้และเกิดการพัฒนาเจตคติทางวิทยาศาสตร์ คุณธรรมและค่านิยมที่ดีต่อวิทยาศาสตร์ โดยครูมีบทบาทในการวางแผนการเรียนรู้ กระตุ้น แนะนำ ช่วยเหลือให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้

หลักสูตร จัดทำสาระการเรียนรู้ทั้งรายวิชาที่เป็นพื้นฐาน และรายวิชาที่ต้องการเรียนเพิ่มเติมเป็นรายปีหรือรายภาค จัดกิจกรรมพัฒนาผู้เรียนในแต่ละปีหรือภาคเรียน และกำหนด คุณลักษณะอันพึงประสงค์ จากมาตรฐานการศึกษาขั้นพื้นฐาน โดยเน้นว่าสถานศึกษาจะต้องทำงานร่วมกับครอบครัว ชุมชน ท้องถิ่น วัด หน่วยงาน และสถานศึกษา ทั้งภาครัฐและเอกชนในท้องถิ่น

จุดมุ่งหมายของหลักสูตร

• ให้เด็กเกิดความสนุก และความเพลิดเพลินในการเรียนรู้ ซึ่งจัดว่า
  เป็นวิธีสร้างกำลังใจและเร้าใจให้เกิดความก้าวหน้าแก่ผู้เรียนให้ได้มากที่สุด มีความรู้สูงสุด
  ควรสร้างความเข้มแข็ง ความสนใจและประสบการณ์ให้ผู้เรียนและพัฒนาความมั่นใจให้เรียนและทำงานอย่างเป็นอิสระและร่วมใจกัน ควรให้ผู้เรียนมีทักษะการเรียนรู้สำคัญ ๆ ในการอ่านออกเขียนได้ คิดเลขเป็น ได้ข้อมูลสารสนเทศ และเทคโนโลยีสื่อสาร ส่งเสริมจิตใจที่อยากรู้อยากเห็น และมีกระบวนการคิดอย่างมีเหตุผล


• ส่งเสริมการพัฒนาด้านจิตวิญญาณ จริยธรรม สังคม และวัฒนธรรม
  พัฒนาความเข้าใจและศรัทธาในความเชื่อของผู้เรียน
  ความเชื่อและวัฒนธรรมที่แตกต่างกัน มีอิทธิพลต่อตัวบุคคลและสังคม
  หลักสูตรสถานศึกษาต้องพัฒนาหลักคุณธรรม และความอิสระของผู้เรียน และช่วยให้เป็นพลเมืองที่มีความรับผิดชอบ สามารถช่วยพัฒนาสังคมให้เป็นธรรมขึ้น มีความเสมอภาค ควรพัฒนาความตระหนัก เข้าใจ และยอมรับสภาพแวดล้อมที่ตนดำรงอยู่
  ควรสร้างให้ผู้เรียนมีความพร้อมในการเป็นผู้ที่ตัดสินใจแบบมีข้อมูลและเป็นอิสระและเข้าใจในความรับผิดชอบชั่วดี

วิสัยทัศน์

ในการกำหนดวิสัยทัศน์นั้นจะอาศัยความร่วมมือของชุมชน พ่อแม่ ผู้ปกครอง ครูอาจารย์ ผู้เรียน ภาคธุรกิจ ภาครัฐในชุมชนร่วมกันกับคณะกรรมการสถานศึกษา ในการกำหนดงานหลักที่สำคัญ ๆของสถานศึกษาพร้อมด้วยเป้าหมาย แผนปฏิบัติการและการติดตามผล ตลอดจนจัดทำรายงานแจ้งสาธารณชนและส่งผลย้อนกลับให้สถานศึกษา เพื่อการปฏิบัติงานที่เหมาะสมตามหลักสูตรของสถานศึกษาและจุดหมายของหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐานของชาติที่กำหนดไว้
โดยยึดหลักการดังนี้

1. สาระการเรียนรู้ของหลักสูตรวิทยาศาสตร์ ต้องมีการเรียบเรียงตามความสำคัญ และมีแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้องสะท้อนความคิดและบูรณาการกับสาขา วิทยาศาสตร์ต่างๆรวมทั้งกับหลักสูตรอื่นๆด้วย


2. นักเรียนทุกคนควรจะมีโอกาสในการเรียนวิทยาศาสตร์และได้รับการสนับสนุนการเรียน กระตุ้นให้นักเรียนเกิดความอยากรู้อยากเห็น


3. นักเรียนเรียนรู้และจดจำสิ่งต่างๆได้เพิ่มมากขึ้นเมื่อนักเรียนสามารถเชื่อมโยง ประสบการณ์ใหม่กับธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมทางวัฒนธรรมของนักเรียน


4. นักเรียนสร้างทักษะการคิดอย่างมีวิจารณญาณและจิตวิทยาศาสตร์ เมื่อวันหนึ่งนักเรียนได้กลายเป็นนักวิทยาศาสตร์ ก็จะมีสิ่งเหล่านี้ติดตัวไป ซึ่งจะได้มากกว่าการเรียนวิทยาศาสตร์โดยทั่วไป


5. นักเรียนได้รับความเข้าใจในแนวคิดหลักของวิทยาศาสตร์ เมื่อกลับมาศึกษาแนวคิดเหล่านี้อีกครั้ง จะเกิดเข้าใจเพิ่มมากขึ้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้เกิดขึ้นในโรงเรียนทั้งหมด แต่ประสบการณ์เกี่ยวกับธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมทางวัฒนธรรมจะช่วย เพิ่มพูนการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น


6. ปัจจัยที่จะทำให้เกิดความเป็นเลิศในการเรียนทางวิทยาศาสตร์ นักเรียนต้องได้รับสิ่งแวดล้อมทางกายภาพที่พร้อมและความร่วมมือกันระหว่างนักเรียน ผู้ปกครอง ครู ผู้บริหาร และชุมชน

จัดทำสาระการเรียนรู้จะยึดหลักสำคัญของการเรียนวิทยาศาสตร์ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ จิตวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์กับสังคม

เป้าหมายสำคัญของการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์

1. เพื่อให้เข้าใจหลักการ ทฤษฎีที่เป็นพื้นฐานในกลุ่มวิทยาศาสตร์
2. เพื่อให้เข้าใจขอบเขต ธรรมชาติ และข้อจำกัดของวิทยาศาสตร์
3. เพื่อให้มีทักษะที่สำคัญในการศึกษา ค้นคว้า และคิดค้นทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
4. เพื่อพัฒนากระบวนการคิด จินตนาการ ความสามารถในการแก้ปัญหา ทักษะการสื่อสาร ทักษะการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และความสามารถในการตัดสิน
5. เพื่อให้ตระหนักถึงความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี มวลมนุษย์และสภาพแวดล้อมในเชิงที่มีอิทธิพลและผลกระทบซึ่งกันและกัน
6. เพื่อนำความรู้ความเข้าใจในเรื่องวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีไปใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อสังคมและการดำรงชีวิต
7. เพื่อให้เป็นคนมีเหตุผล ใจกว้าง และรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น ใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการแก้ปัญหา สนใจและเทคโนโลยี

ในการจัดทำหลักสูตรจะต้องคำนึงถึงถึงผู้ที่มีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์ โดยจัดสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เพิ่มความลุ่มลึกขึ้นตามศักยภาพของผู้เรียน โดยสามารถจัดได้อย่างยืดหยุ่นและหลากหลาย เช่นอาจจัดโปรแกรมสำหรับนักเรียนที่จะเรียนต่อสายวิทยาศาสตร์ โปรแกรมเข้ม สำหรับผู้เรียนที่ความสามารถสูง

นอกจากนี้การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ควรจัดได้หลากหลายรูปแบบ โดยเน้นการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกับชีวิต สภาพแวดล้อม และด้วยการลงมือปฏิบัติจริง ซึ่งเป็นการเรียนรู้แบบบูรณาการ อาจบูรณาการระหว่างสาระและมาตรฐานการเรียนรู้ภายในกลุ่มวิทยาศาสตร์ หรือบูรณาการสาระและมาตรฐานการเรียนรู้หลาย ๆ กลุ่ม เชื่อมโยงกันโดยใช้วิทยาศาสตร์เป็นแกน เช่น เรื่องสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ผู้เรียนจะได้เรียนรู้ทั้งวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ สุขศึกษา ศิลปะ ภาษา และสังคมศึกษา ในส่วนทีเกี่ยวกับวิถีชีวิตของชุมชนในสิ่งแวดล้อมนั้น เป็นต้น ทั้งนี้ เพื่อให้ผู้เรียนเข้าใจ องค์รวมของความรู้และกระบวนการทั้งหมดที่จะนำมาใช้ ในการพัฒนาคุณภาพชีวิต สังคมและสิ่งแวดล้อม

การจัดสาระและมาตรฐานการเรียนรู้กลุ่มวิทยาศาสตร์จะสอดคล้องกับปรัชญา เป้าหมายของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ วิสัยทัศน์ และสภาพแวดล้อม โดยจัดภายใต้กรอบสาระและมาตรฐานการเรียนรู้ ตามหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน ซึ่งเป็นผลการเรียนรู้ที่คาดหวังที่แสดงถึงจุดมุ่งหมายในการพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณลักษณะพึงประสงค์ทั้งด้านความรู้ ความคิด ทักษะและกระบวนการ เจตคติ คุณธรรม จริยธรรมและค่านิยม ซึ่งเป็นผลการเรียนรู้เมื่อจบการศึกษาขั้นพื้นฐานและเมื่อจบแต่ละช่วงชั้น

สาระที่ 1 : สิ่งมีชีวิตกับกระบวนการดำรงชีวิต

ระบบร่างกายมนุษย์

พันธุกรรมและการสืบพันธุ์

โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์

วงจรชีวิตของพืช

วงจรชีวิตของสัตว์

การตอบสนองต่อสิ่งเร้า

ความต้องการของสิ่งมีชีวิต

สาระที่ 2 : ชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

ห่วงโซ่อาหาร

ระบบนิเวศ

สาระที่ 3 : สารและสมบัติของสาร

ปฏิกิริยาเคมี

คุณสมบัติของสารธาตุ สารประกอบ และสารผสม

คุณสมบัติของวัสดุ

สถานะของวัสดุ

สาระที่ 4 : แรงและการเคลื่อนที่

แรงและการเคลื่อนที่

ตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของวัตถุ

สาระที่ 5 : พลังงาน

การอนุรักษ์พลังงานและการเปลี่ยนพลังงาน

แหล่งพลังงาน

สาระที่ 6 : กระบวนการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลก

คุณสมบัติของหินและแร่

การหมุนเวียนของสสารในระบบโลก

คุณสมบัติของดิน

การเปลี่ยนแปลงของโลก

สาระที่ 7 : ดาราศาสตร์และอวกาศ

โลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์

ระบบสุริยะ

สาระที่ 8 : ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

เทคโนโลยีอาหาร

พลังงานและเทคโนโลยี

เทคโนโลยีชีวภาพ

สาระการเรียนรู้เพิ่มเติมวิทยาศาสตร์

ช่วงชั้นที่ 2 ป.4-6 สนุกกับการแก้ปัญหาวิทยาศาสตร์ อาหารเพื่อสุขภาพ สนุกกับของเล่นวิทยาศาสตร์ ของเล่นเชิงกลไกและไฟฟ้า

ช่วงชั้นที่ 3 ม.1-3 อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น อาหารในท้องถิ่น ความหลากหลายทางชีวภาพ พลังงานหมุนเวียน สารเคมีในชีวิตประจำวัน

ช่วงชั้นที่ 4 ม.4 – 6

ชีววิทยา ความรู้พื้นฐานทางชีววิทยา ระบบนิเวศ พันธุศาสตร์ วิวัฒนาการ ความหลากหลายทางชีวภาพ การดำรงชีวิตของพืช การดำรงชีวิตของมนุษย์และสัตว์

เคมี เคมีกับชีวิตปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีและอุตสาหกรรม อัตราการเกิดปฏิกิริยาและสมดุลเคมี สถานะของสารและปริมาณสัมพันธ์ โครงสร้างและสมบัติของสาร

ฟิสิกส์ กลศาสตร์ - ของไหล ความร้อน คลื่นกล - แสง เสียง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า - ไฟฟ้า

มาตรฐานการเรียนรู้การศึกษาขั้นพื้นฐานของกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เป็นข้อกำหนดคุณภาพของผู้เรียนด้านความรู้ ความคิด ทักษะ กระบวนการเรียนรู้ คุณธรรม จริยธรรม และค่านิยม ซึ่งเป็นจุดมุ่งหมายในการพัฒนาผู้เรียนให้มีลักษณะอันพึงประสงค์ มาตรฐานการเรียนรู้กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ กำหนดไว้ 2 ส่วน คือ มาตรฐานการเรียนรู้การศึกษาขั้นพื้นฐาน เป็นมาตรฐานการเรียนรู้เมื่อผู้เรียนจบการศึกษาขั้นพื้นฐาน และมาตรฐานการเรียนรู้ช่วงชั้น เป็นมาตรฐานการเรียนรู้เมื่อผู้เรียนจบการศึกษาในแต่ละช่วงชั้น สถานศึกษาจะต้องจัดสาระการเรียนรู้ให้ทุกคนได้รับการพัฒนาตามมาตรฐานการเรียนรู้ที่กำหนดไว้

การวัดผลประเมินผล จะเจาะลึกถึงความเข้าใจ การให้เหตุผล และการใช้ความรู้ ทำการวัดผลได้หลายแบบ ทั้งที่เป็น พฤติกรรมการแสดงออก แฟ้มผลงาน การสัมภาษณ์ รายงานการศึกษาค้นคว้า การเขียนเรียงความ