วิทยาศาสตร์ กลายเป็นศาสตร์ที่มีบทบาทสำคัญยิ่งต่อการก้าวสู่โลกแห่งอนาคต เราจะทำอย่างไรให้เด็กของเรารักและเข้าใจว่า แท้จริงแล้ววิทยาศาสตร์อยู่รอบตัวพวกเขาอย่างใกล้ชิด เป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ทุกคน ทำให้เรารู้จักใช้เหตุผล เกิดความคิดอย่างเป็นระบบ จนพัฒนาสร้างสรรค์เป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ หากเรามองย้อนไปเมื่อ 20 ปีที่แล้วเราอาจไม่เชื่อว่าวิทยาศาสตร์ทำให้โลกที่เคยอยู่ในจินตนาการของเรา กลายเป็นโลกของทุกวันนี้ได้

วิชาวิทยาศาสตร์กับบทบาทของสังคมโลก

หากลองคิดดี ๆ จุดเริ่มต้นของวิชาวิทยาศาสตร์คงเกิดขึ้นมานานตั้งแต่ยุคหิน อย่างการจุดไฟด้วยหินสองก้อน การประดิษฐ์อาวุธ นั่นก็คงเป็นจุดกำเนิดของการพัฒนาการคิดของมนุษย์ ที่คิดเป็นลำดับขั้นตอน คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์ นำไปสู่การค้นคว้า เพื่อสืบเสาะหาความรู้ แก้ไขปัญหาได้อย่างเป็นระบบ จนสามารถใช้วิจารณญาณในการตัดสินใจ ใช้การคิดเชิงวิพากษ์ และโต้แย้งได้อย่างเป็นเหตุเป็นผลที่ตรวจสอบได้

วิทยาศาสตร์จึงมีบทบาทสำคัญต่อสังคมโลกแห่งการเรียนรู้แบบไม่มีสิ้นสุด เพื่อให้เข้าใจและติดตามการเปลี่ยนแปลงของโลกที่พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว ตลอดจนความเข้าใจในการดูแลรักษา พัฒนาทรัพยากรธรรมชาติของโลกอย่างสมดุลและยั่งยืน อีกทั้งการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ยังช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการคิดพัฒนาเศรษฐกิจ กุญแจสำคัญในการทำให้สังคมโลกมีคุณภาพชีวิตที่ดี และใช้ชีวิตร่วมกันได้อย่างมีความสุข

วิชาวิทยาศาสตร์ให้ทักษะสำคัญอะไรบ้าง?

1. ทักษะการสังเกต (Observing)

คือความสามารถในการใช้ประสาทสัมผัสอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างร่วมกัน ได้แก่ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย เข้าสัมผัสโดยตรงกับสิ่งที่พบเจอ โดยมีจุดประสงค์เพื่อค้นหาข้อมูลและบอกรายละเอียดของสิ่งต่าง ๆ แล้วบันทึกผลการสังเกตตามความจริงโดยที่ไม่ใส่ความคิดเห็นของผู้สังเกตลงไป 

ข้อมูลที่ควรบันทึกจากการสังเกตแบ่งเป็น 3 ประเภท

1. ข้อมูลเชิงคุณภาพ เป็นข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะและคุณสมบัติ

2. ข้อมูลเชิงปริมาณ เป็นข้อมูลที่บอกรายละเอียดเกี่ยวกับปริมาณ

3. ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลง เป็นข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การทดลอง โดยเก็บข้อมูลเป็นระยะทั้งก่อนทดลอง ระหว่างทดลอง และหลังการทดลอง

2. ทักษะการจำแนกประเภท (Classification)

คือความสามารถในการแบ่งประเภท การจัดกลุ่มสิ่งของหรือเหตุการณ์ต่าง ๆ ออกเป็นหมวดหมู่ โดยพิจารณาจากความเหมือน ความแตกต่างหรือความสัมพันธ์ โดยอาศัยคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ลักษณะ ขนาด สี หรือคุณสมบัติทางชีววิทยา เช่น เพศสภาพ มาเป็นเกณฑ์ในการจำแนก ตามประเภทที่กำหนดไว้ตั้งแต่ 2 ประเภทเป็นต้นไปออกจากกัน

3. ทักษะการวัด (Measuring)

คือความสามารถในการเลือกและใช้เครื่องมือทำการวัดหาปริมาณของสิ่งต่าง ๆ ออกมาเป็นตัวเลข เพื่อหาค่าที่แน่นอนได้อย่างเหมาะสมโดยมีหน่วยกำกับเสมอ

การวัดที่ถูกต้องแม่นยำขึ้นอยู่กับ 3 ส่วนประกอบคือ

1. รูปร่างของลักษณะที่วัด

2. การเลือกใช้เครื่องมือให้เหมาะสมกับการวัด เช่น การวัดความยาวของห้อง หากใช้ตลับเมตรวัดจะทำให้ค่าที่วัดใกล้เคียงกว่าการใช้ไม้บรรทัด

3. ความสามารถของผู้วัด หมายถึง ผู้วัดจะต้องอ่านค่ามาตรฐานในการวัดได้ถูกต้อง

4. ทักษะการคำนวณ (Using numbers)

คือความสามารถในการนำเอาตัวเลขที่ได้จากการวัด การสังเกต การทดลอง และจากแหล่งอื่น ๆ มาจัดกระทำให้เกิดค่าใหม่ เช่น การบวก ลบ คูณ หาร การหาค่าเฉลี่ย การยกกำลัง การนับจำนวณของวัตถุ และการนำจำนวณที่นับได้มาคิดคำนวณหรือใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์เพื่อสื่อความหมายได้ตรงกับความต้องการและชัดเจนยิ่งขึ้นจนเกิดความรู้สึกเชิงจำนวน โดยตัวเลขที่นำมาคำนวณทั่วไปจะเป็นตัวเลขที่ได้จากการใช้เครื่องมือต่าง ๆ วัดหาค่าปริมาณของสิ่งหนึ่ง เช่น ความยาว น้ำหนัก ปริมาตร อุณหภูมิ หรือเวลา

5. ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล (Inferring)

คือความสามารถในการอธิบายข้อมูลที่มีอยู่อย่างมีเหตุผลจากความรู้หรือประสบการณ์ เดิมมาช่วยเพื่ออธิบายข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การวัด หรือการทดลอง โดยเชื่อมโยงบางส่วนอย่างมีเหตุผลให้สัมพันธ์กับข้อมูลที่เก็บรวบรวมไว้ แต่อาจมีค่าความน่าเชื่อถือได้น้อยกว่าประสบการณ์ที่เป็นหลักการทางวิทยาศาสตร์

6. ทักษะการสื่อความหมาย (Communication)

คือความสามารถในการนำข้อมูลที่รวบรวมได้จากวิธีการต่าง ๆ จากแหล่งอื่นมาจัดกระทำให้อยู่ในรูปแบบที่มีความหมายหรือมีความสัมพันธ์กันมากขึ้น รวมทั้งนำข้อมูลมาจัดกระทำในรูปแบบต่าง ๆ เช่น แผนภูมิ ภาพ ตาราง กราฟ การเขียนบรรยาย สมการ เพื่อให้ผู้อื่นเข้าใจความหมายได้ง่ายขึ้น

7.ทักษะการใช้ความสัมพันธ์ระหว่างสเปซกับสเปซ และสเปซกับเวลา ( Using Space/Relationship)

คือความสามารถในการแบ่งประเภท การจัดกลุ่มสิ่งของหรือเหตุการณ์ต่าง ๆ ออกเป็นหมวดหมู่ โดยพิจารณาจากความเหมือน ความแตกต่างหรือความสัมพันธ์ โดยอาศัยคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ลักษณะ ขนาด สี หรือคุณสมบัติทางชีววิทยา เช่น เพศสภาพ มาเป็นเกณฑ์ในการจำแนก ตามประเภทที่กำหนดไว้ตั้งแต่ 2 ประเภทเป็นต้นไปออกจากกัน

8. ทักษะการพยากรณ์

คือความสามารถในการคาดคะเนคำตอบล่วงหน้าของปรากฏการณ์ สถานการณ์ ผ่านการสังเกตหรือการทดลองไว้ล่วงหน้า โดยอาศัยข้อมูลหรือประสบการณ์ที่เกิดซ้ำ หลักการ กฎ หรือทฤษฎีที่มีอยู่แล้วมาช่วยสรุปผลในการคาดการณ์สิ่งที่จะเกิดขึ้น

วิชาวิทยาศาสตร์ฝึกให้ทดลองและลงมือปฏิบัติ

เพื่อให้ความรู้คงทนติดตัวผู้เรียนอย่างถาวรไม่ใช่เพียงแค่ท่องจำแต่ต้องลงมือทำจริง กระบวนการทางวิทยาศาสตร์นั้นออกแบบมาให้ผู้เรียนได้ฝึกปฏิบัติผ่านกิจกรรม การออกแบบการคิด ลงมือทดลอง และปฏิบัติตามขั้นตอน ผ่านการเรียนรู้ที่สนุกสนาน ทำให้เกิดความเข้าใจถึงผลลัพธ์ในคำตอบสุดท้ายของสมมติฐานที่ตั้งไว้ จนทำให้เกิดความรักในการเรียนรู้ และชอบที่จะติดตามผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลง เพื่อคิดแก้ปัญหา ต่อยอดความรู้ใหม่เพราะเรื่องของวิทยาศาสตร์นั้นอยู่รอบตัวเสมอ

วิชาวิทยาศาสตร์สอนให้รักการเรียนรู้ตลอดชีวิต

การเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ช่วยพัฒนาทั้งความรู้ สร้างเจตคติที่ดีให้ผู้เรียน ความกระหายที่จะเรียนรู้ (Active Learning) และมาควบคู่กับความคิดที่ต้องการจะเติบโต (Growth Mindset) การกระตุ้นให้ผู้เรียนเรียนรู้อย่างต่อเนื่องเป็นเรื่องสำคัญเพราะทุกคนควรได้รับการส่งเสริมและกระตุ้นเพื่อให้เกิดเรียนรู้จนเกิดความสงสัย สู่การตั้งคำถามเกี่ยวกับโลก ธรรมชาติรอบตัวที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา มีความรักที่จะศึกษาค้นคว้า ท้าทายปัญหา ลงมือปฏิบัติ คาดการณ์อย่างมีเหตุผล และเชื่อมโยงวิทยาศาสตร์เข้ากับศาสตร์วิชาอื่น ๆ เพื่อประยุกต์ใช้ในชีวิตจริง จนสามารถนำไปพัฒนาต่อยอดสิ่งประดิษฐ์ นวัตกรรม เทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพตอบสนองกับโลกยุคใหม่ที่ไม่เคยหยุดนิ่ง

ความโดดเด่นของวิชาวิทยาศาสตร์

เพราะวิชาวิทยาศาสตร์ได้สอดแทรกทักษะสำคัญที่จะนำพาผู้เรียนไปสู่การยอมรับความเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา สอนให้คาดการณ์ ใช้ตรรกะและเหตุผลในการวิเคราะห์สมมติฐานโดยใช้ข้อมูลเดิมที่มีอยู่เป็นฐานประกอบกับการสังเกต สืบค้น ใช้ประสาทสัมผัส คำนวณ จำแนกแบ่งประเภท และมีลักษณะพิเศษรอบด้านที่ผู้เรียนสามารถปรับตัวเข้ากับความท้าทายใหม่ ๆ มองเห็นความสัมพันธ์ของข้อมูล วิธีการแก้ปัญหาที่ต่างจากเดิม เพื่อก้าวข้ามผ่านอุปสรรคมากมาย และรู้เท่าทันในการวางแผนชีวิตจริงให้ยืดหยุ่น จนเทคโนโลยีไม่สามารถทดแทนที่ผู้เรียนในทางใด ๆ ได้

ความรู้ที่ได้จะไม่เกิดความคงทนถาวรเลยหากเรียนรู้จากการท่องจำ การออกแบบกระบวนการเรียนรู้ที่เน้นให้ผู้เรียนได้ฝึกลงมือปฏิบัติผ่านกิจกรรมการทดลองหลากหลายรูปแบบ เด็กๆ จะเรียนรู้ อย่างสนุกสนานและเข้าใจถึงกระบวนการของการได้มามากกว่าพุ่งเป้าไปที่คำตอบสุดท้าย มากไปกว่านั้นคือการที่เด็กจะได้ฝึกทักษะอื่นร่วมไปด้วยและผนวกมันเข้าไว้แบบศาสตร์แห่งบูรณาการอย่างแท้จริง