การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้เชิงรุกด้วยกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5Es) ร่วมกับแนวคิด STEAM เรื่อง อาหารและระบบร่างกาย เพื่อยกระดับผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและพฤติกรรมการเรียนรู้ สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

ประสิทธิภาพของนวัตกรรม รูปแบบการจัดการเรียนรู้เชิงรุกด้วยกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5Es) ร่วมกับแนวคิด STEAM เรื่อง อาหารและระบบร่างกาย มีประสิทธิภาพเท่ากับ 82.40/86.75 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ 80/80 ที่กำหนดไว้ ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ภาพรวมทั้งห้องเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียนเท่ากับ 8.15 คะแนน (คิดเป็นร้อยละ 40.75) และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเพิ่มขึ้นเป็น 17.35 คะแนน (คิดเป็นร้อยละ 86.75) จากคะแนนเต็ม 20 คะแนน มีคะแนนพัฒนาการเฉลี่ยภาพรวมเท่ากับ +9.20 ผลการพัฒนาผู้เรียนจำแนกตามกลุ่มความสามารถ กลุ่มเก่ง มีคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเท่ากับ 19.20 คะแนน ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 100 กลุ่มปานกลาง มีคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเท่ากับ 17.50 คะแนน ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 100 กลุ่มอ่อน ซึ่งเป็นกลุ่มวิกฤตดั้งเดิม มีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียนเพียง 4.10 คะแนน แต่หลังได้รับระบบการพยุงการเรียนรู้ (Scaffolding) และสื่อดิจิทัล AR พัฒนาขึ้นมามีคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนสูงถึง 16.40 คะแนน โดยมีคะแนนพัฒนาการก้าวกระโดดสูงสุดเฉลี่ยเท่ากับ +12.30 ทำให้นักเรียนภาพรวมทั้งห้องเรียนผ่านเกณฑ์ร้อยละ 80 ของสถานศึกษา คิดเป็นร้อยละ 96.30 (และบรรลุร้อยละ 100 หลังกระบวนการซ่อมเสริม) ความพึงพอใจของผู้เรียน นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 มีความพึงพอใจต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้บูรณาการ 5Es + STEAM ในภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุด (X ̅=4.84,S.D.=0.36) โดยข้อที่นักเรียนมีความพึงพอใจสูงสุดคือ บรรยากาศการเรียนรู้ที่มีความสุขและตื่นตาตื่นใจกับสื่อภาพจำลอง 3 มิติ AR (X ̅=4.96,S.D.=0.20)

สร้างคลังนวัตกรรมการเรียนรู้ (Best Practice) นำไปใช้จัดการห้องเรียนที่มีความหลากหลายของผู้เรียนสูงได้อย่างเป็นระบบ

สถานศึกษาได้รูปแบบการสอนบูรณาการ (5Es + STEAM) ที่ประสบความสำเร็จ ซึ่งสามารถนำไปเป็นต้นแบบในการขยายผล (Scale up) หรือประยุกต์ใช้กับการจัดการเรียนรู้ในกลุ่มสาระวิชาอื่น ๆ หรือระดับชั้นอื่น ๆ

การพัฒนาความต่อเนื่องเชิงพื้นที่ (Horizontal Scaling) การขยายผลสู่ระดับเครือข่าย/กลุ่มโรงเรียน นำนวัตกรรมนี้ไปแบ่งปันและทดลองใช้ในโรงเรียนขนาดใกล้เคียงกัน หรือโรงเรียนในเครือข่ายกลุ่มพัฒนาคุณภาพการศึกษา โดยใช้กระบวนการ PLC ข้ามโรงเรียน การทำ Open Class (เปิดชั้นเรียนสู่สาธารณะ) จัดกิจกรรมเปิดห้องเรียนให้คณะครูในเขตพื้นที่การศึกษาเข้ามาศึกษาดูงาน (Lesson Study) เพื่อให้เห็นการจัดการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) ร่วมกับสื่อ AR และการใช้ระบบพยุงการเรียนรู้ (Scaffolding) ในห้องเรียนจริง

สามารถใช้โมเดล 5Es + STEAM + สื่อ AR + แผ่นประคับประคอง (Scaffolding) นี้ ไปใช้กับเนื้อหาวิทยาศาสตร์เรื่องอื่น ๆ นำบทเรียนนี้ไปเชื่อมโยงกับวิชาอื่น ๆ ในระดับชั้นเดียวกัน เพื่อลดภาระงานของเด็กและเพิ่มการเรียนรู้แบบองค์รวม

ผลต่อผู้เรียน (Student Impact) นวัตกรรมนี้สามารถทลายข้อจำกัดของห้องเรียนคละความสามารถได้อย่างเป็นรูปธรรม ส่งผลให้ภาพรวมผู้เรียนเกิด "ความคงทนในการเรียนรู้" และมีพฤติกรรมการเรียนรู้เชิงรุกเพิ่มขึ้น ครูผู้สอนได้รับการพัฒนาสมรรถนะวิชาชีพด้านการเป็น "ผู้อำนวยความสะดวกในการเรียนรู้ โรงเรียนมีรูปแบบการจัดห้องเรียนที่เท่าเทียม (Inclusive Classroom Model) เป็นต้นแบบนวัตกรรมที่สามารถนำไปอ้างอิงในการประกันคุณภาพการศึกษา และยกระดับสู่นโยบายการจัดการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) ของสถานศึกษา

ความสำเร็จเกิดจากการเชื่อมโยงความรู้สู่ชีวิตจริง การที่ผู้เรียนเข้าใจกลไกอวัยวะภายในได้ ไม่ใช่เพราะการท่องจำ แต่เกิดจากการที่พวกเขาได้ "สร้างสรรค์ชิ้นงาน" หัวใจของห้องเรียนคละความสามารถคือ "ความใส่ใจที่ถูกจุด" การปล่อยให้เด็กทำกิจกรรมกลุ่มโดยไม่มีเครื่องมือประคับประคอง จะทำให้เด็กกลุ่มอ่อนถูกทิ้งไว้หลังห้อง บทเรียนข้อพึงระวัง การบริหารจัดการเวลาในขั้นการสร้างสรรค์วิศวกรรม (Engineering: E) มักใช้เวลามากกว่าที่คาดการณ์ไว้ ในอนาคตครูผู้สอนจึงจำเป็นต้องจัดสรรเวลาและเตรียมชิ้นส่วนวัสดุพื้นฐานไว้ให้ล่วงหน้า เพื่อให้ผู้เรียนโฟกัสที่การออกแบบกลไกและความคิดสร้างสรรค์ได้อย่างเต็มที่

ระดับภายในสถานศึกษา (School-Level PLC) ครูผู้สอนได้นำผลการพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้นี้เข้าสู่ วง PLC ของกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับเพื่อนครู ระดับเครือข่ายวิชาชีพ (Network-Level Sharing) ได้นำชุดแผนการจัดการเรียนรู้ สื่อภาพจำลอง 3 มิติ (AR) และแบบบันทึกกิจกรรม เผยแพร่ผ่านคลังสื่อดิจิทัลของโรงเรียน และแชร์ลิงก์ข้อมูลในกลุ่มเครือข่ายครูวิทยาศาสตร์ระดับเขตพื้นที่การศึกษา

เนื่องจากกระบวนการคิดขั้นสูงและการลงมือทำภารกิจวิศวกรรมสร้างสรรค์ (STEAM Challenge) ในการสร้างกล่องกลไกจำลองอวัยวะภายใน มีความละเอียดอ่อนและต้องอาศัยทักษะการทำงานเป็นทีม ทำให้นักเรียนบางกลุ่ม โดยเฉพาะกลุ่มที่มีสัดส่วนนักเรียนกลุ่มอ่อนอยู่ร่วมด้วย ใช้เวลาในการออกแบบและทดสอบกลไกนานกว่าที่ระเบียบแผนการสอนกำหนดไว้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อเวลาในขั้นอธิบาย ($Explanation$)

ในขั้นการสำรวจและค้นหา ($Exploration$) ด้วยสื่อภาพจำลอง 3 มิติ (Augmented Reality: AR) พบว่าแท็บเล็ตและสมาร์ตโฟนของนักเรียนบางเครื่องมีระบบปฏิบัติการที่ไม่รองรับ หรือความเสถียรของสัญญาณเครือข่ายอินเทอร์เน็ตของสถานศึกษาในบางช่วงเวลาไม่เพียงพอ ทำให้การดาวน์โหลดและการแสดงผลภาพอวัยวะ 3 มิติเกิดความล่าช้า

การจัดกิจกรรมที่เน้นการลงมือปฏิบัติจริงตามแนวคิด STEAM มีความจำเป็นต้องใช้ชุดอุปกรณ์ที่มีความจำเพาะ เช่น วัสดุทำกลไกจำลองการเคลื่อนที่ของสารอาหาร ลำไส้ หรือหลอดเลือดจำลอง ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าอุปกรณ์ในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ทั่วไป

หากเกิดความผิดพลาดในขั้นตอนการออกแบบของนักเรียน วัสดุบางประเภทอาจเกิดการชำรุดเสียหายและไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ ส่งผลให้งบประมาณในส่วนของวัสดุสิ้นเปลืองค่อนข้างจำกัด

ผู้บริหารและกระบวนการขับเคลื่อนภายในสถานศึกษา ตัวนวัตกรรมและการออกแบบการเรียนรู้ที่สอดรับกับธรรมชาติผู้เรียน เครือข่ายความร่วมมือของผู้ปกครองและชุมชน

ผู้ศึกษาได้นำแผนการจัดการเรียนรู้ ลิงก์สื่อภาพจำลอง 3 มิติ (AR) แผ่นโครงร่างความคิด (Template) สำหรับเด็กลุ่มอ่อน และแนวทางการจัดชุด STEAM Kit ไปเผยแพร่ในรูปแบบคลังข้อมูลออนไลน์ (Open Educational Resources) เพื่อให้ครูวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาทั่วประเทศสามารถเข้าถึง ดาวน์โหลด และนำไปประยุกต์ใช้ในห้องเรียนของตนเองได้ฟรี โดยไม่มีค่าใช้จ่าย ผลสำเร็จที่เกิดกับนักเรียนกลุ่มอ่อนที่มีคะแนนพัฒนาการเพิ่มขึ้น ช่วยให้เพื่อนครูเห็นแนวทางที่จับต้องได้ในการพยุงการเรียนรู้ของเด็กกลุ่มเรียนช้า โดยไม่จำเป็นต้องแยกห้องเรียนหรือใช้วิธีการกดดันผู้เรียน การปรับเปลี่ยนให้ผู้เรียนใช้วัสดุรีไซเคิลและวัสดุเหลือใช้ในท้องถิ่นมาทำภารกิจวิศวกรรมสร้างสรรค์ (Green STEAM) ช่วยลดปริมาณขยะในชุมชน