ทุกวันนี้ปัญหาเรื่องการจัดการขยะนับเป็นปัญหาระดับชาติ การจัดการเรียนการสอนตามแนวทางของสะเต็มศึกษา (STEM Education) ที่ได้ยินกันอย่างแพร่หลายมากขึ้น เรื่อย ๆ หลายท่านคงกำลังครุ่นคิดว่า จะทำให้อย่างให้การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ เชื่อมโยงสนับสนุนซึ่งกันและกัน และเชื่อมโยงการเรียนรู้ สู่การแก้ปัญหาจริงเรื่องขยะได้

การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาสำหรับการจัดการกับวัสดุใช้แล้ว ทำได้หลากหลายแนวทาง บางอย่างเป็นการเปลี่ยนแปลงง่าย ๆ ทุกคนสามารถทำได้ด้วยตัวเอง ส่วนบางแนวทางต้องการ “แนวร่วม” สนับสนุนที่กว้างขวางขึ้น เช่น การทำงานร่วมกันระหว่างผู้สอนกับนักเรียน การทำงานร่วมกันทั้งโรงเรียน หรือแม้กระทั่งการดำเนินการร่วมกันกับชุมชน หรือสถาบันการศึกษาท้องถิ่น

แนวทางการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษาสำหรับการประดิษฐ์วัสดุใช้แล้ว เป็นส่วนหนึ่งของวิธีการหลากหลายที่จะจัดการกับวัสดุใช้แล้ว ซึ่งมีแนวทางดังนี้

1. เชื่อมโยงเนื้อหาวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี สู่โลกจริง

หลายท่านน่าจะทำอยู่แล้วอย่างสม่ำเสมอ เพราะในชีวิตประจำวันเรามีการใช้วัสดุต่างอยู่เสมอตลอดจนมีการบริหารจัดการวัสดุนั้นอย่างมีประสิทธิภาพ เพียงมองเห็นว่าแนวคิดหลัก หรือกระบวนการที่เรียนรู้นั้น สามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ ใช้ประโยชน์ได้ในชีวิตจริง ก็เป็นก้าวแรกสู่การบูรณาการความรู้สู่การเรียนอย่างมีความหมาย เพราะปรากฏการณ์หรือประดิษฐ์กรรมใดๆ รอบตัวเรา ไม่ได้เป็นผลของความรู้จากศาสตร์หนึ่งศาสตร์ใดเพียงศาสตร์เดียว การประยุกต์ความรู้ง่าย ๆ เช่น การคำนวณพื้นที่ของแกนม้วนกระดาษชำระ เชื่อมโยงสู่ความรู้ความสงสัยด้านวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีการผลิต และการใช้กระบวนการทางวิศวกรรมวิเคราะห์ปัญหาและสร้างสรรค์วิธีแก้ไขได้อย่างหลากหลายจนน่าแปลกใจ

2. การสืบเสาะหาความรู้

การเรียนรู้สะเต็มศึกษาสำหรับการประดิษฐ์วัสดุใช้แล้ว โดยให้ผู้เรียนได้ศึกษาประเด็นปัญหา หรือตั้งคำถามซึ่งเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับตนเองหรือชุมชน เช่น ในชุมชนมีการใช้ขวดน้ำพลาสติกจำนวนมากจนเกิดปัญหาขยะ ผู้เรียนนำประเด็นปัญหา ไปสร้างคำอธิบายด้วยตนเอง โดยการรวบรวมประจักษ์พยานหลักฐานที่เกี่ยวข้อง สื่อสารแนวคิดและเหตุผล เปรียบเทียบแนวคิดต่าง ๆ โดยพิจารณาความหนักแน่นของหลักฐาน ก่อนการตัดสินใจไปในทางใดทางหนึ่งนับเป็นกระบวนการเรียนรู้สำคัญที่ไม่เพียงแต่สนับสนุนการเรียนรู้ในประเด็นที่ศึกษาเท่านั้น แต่ยังเป็นช่องทางให้มีการบูรณาการความรู้ในศาสตร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคำถาม นับเป็นแนวทางการจัดการเรียนรู้ที่สนับสนุนจุดเน้นของสะเต็มศึกษาสำหรับการประดิษฐ์จากวัสดุใช้แล้วได้เป็นอย่างดี

3. การเรียนรู้โดยใช้โครงงานเป็นฐาน

การทำโครงงานเป็นการสืบเสาะหาความรู้ในรูปแบบหนึ่ง แต่ผู้เขียนได้แยกโครงงานออกมาเป็นหัวข้อเฉพาะ เนื่องจากเป็นแนวทางที่สามารถส่งเสริมการบูรณาการความรู้สู่การแก้ปัญหาได้ชัดเจน การสืบเสาะหาความรู้บางครั้งผู้สอนเป็นผู้กำหนดประเด็นปัญหา หรือให้ข้อมูลสำหรับศึกษาวิเคราะห์ หรือกำหนดวิธีการในการสำรวจตรวจสอบ ตามข้อจำกัดของเวลาเรียน วัสดุอุปกรณ์ หรือปัจจัยแวดล้อมต่าง ๆ แต่การทำโครงงานนั้นเป็นการเปิดโอกาสให้นักเรียนเกิดประสบการณ์การเรียนรู้สำคัญในทุกขั้นตอนด้วยตนเอง ตั้งแต่การกำหนดปัญหาศึกษาความรู้ที่เกี่ยวข้อง ออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ดำเนินการ ลงข้อสรุป และสื่อสารสิ่งที่ค้นพบ (บางครั้งผู้สอนอาจกำหนดกรอบกว้าง ๆ เช่น ให้ทำโครงงานเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์จากวัสดุใช้แล้ว โครงงานเกี่ยวกับการใช้คณิตศาสตร์ในวัสดุใช้แล้วของชุมชน เป็นต้น) โครงงานในรูปแบบสิ่งประดิษฐ์จะมีการบูรณาการกระบวนการทางวิศวกรรมได้อย่างโดดเด่น

4. การสร้างสรรค์ชิ้นงาน

ประสบการณ์การทำชิ้นงาน สร้างทักษะการคิด การออกแบบ การตัดสินใจ การแก้ปัญหาเฉพาะหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นงานที่ผู้สอนเปิดโอกาสให้ผู้เรียนเลือกวัสดุใช้แล้วเองและคิดอย่างอิสระและสร้างสรรค์ การประดิษฐ์ชิ้นงานเหล่านี้จากเศษวัสดุใช้แล้ว ประยุกต์ใช้ความรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ อย่างไม่รู้ตัวบางครั้งอาจจัดให้ผู้เรียนสะท้อนความคิดว่าได้เกิดประสบการณ์หรือเรียนรู้อะไรบ้างจากงานที่มอบหมายให้ทำ เพราะเป้าหมายของการเรียนรู้อยู่ที่กระบวนการทำงานด้วยเช่นกัน หากผู้เรียนมองเพียงเป้าหมายชิ้นงานที่สำเร็จอย่างเดียวอาจไม่ตระหนักว่าตนเองได้เรียนรู้บทเรียนสำคัญมากมายระหว่างทางและมีส่วนหรือบทบาทในการช่วยรักษาสภาพแวดล้อมอีกด้วย

5. การบูรณาการเทคโนโลยี

เพียงบูรณาการเทคโนโลยีที่เหมาะสมสู่กระบวนประดิษฐ์จากวัสดุใช้แล้ว ก็ถือว่าได้ก้าวเข้าใกล้เป้าหมายการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาอีกก้าวหนึ่งแล้ว เทคโนโลยีที่สามารถใช้ประโยชน์ในปัจจุบันมีได้ตั้งแต่การสืบค้นข้อมูลลักษณะต่าง ๆ การบันทึกและนำเสนอข้อมูลด้วยภาพนิ่ง วีดิทัศน์ และมัลติมีเดีย การใช้อุปกรณ์ sensor/data logger บันทึกข้อมูลในการสำรวจตรวจสอบ การใช้ซอฟต์แวร์จัดกระทำ วิเคราะห์ข้อมูล และเทคโนโลยีอื่นๆ อีกมากมาย การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเหล่านี้ กระตุ้นให้ผู้เรียนสนใจการเรียนรู้ เปิดโอกาสให้ประยุกต์ใช้ความรู้ แก้ปัญหา และทำงานร่วมกัน รวมทั้งสร้างทักษะสำคัญในการศึกษาต่อและประกอบอาชีพต่อไปในอนาคตด้วย

6. การมุ่งเน้นทักษะแห่งศตวรรษที่ 21

กิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาพัฒนาพัฒนาทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 ได้เป็นอย่างดี ยกตัวอย่างทักษะการเรียนรู้และสร้างนวัตกรรม (Learning and Innovation Skills) ตามกรอบแนวคิดของ Partnership for 21st Century Skills ที่ครอบคลุม 4C คือ Critical Thinking (การคิดเชิงวิพากษ์) Communication (การสื่อสาร) Collaboration (การทำงานร่วมกัน) และ Creativity (การคิดสร้างสรรค์) จะเห็นได้ว่ากิจกรรมการเรียนรู้ในรูปแบบโครงงาน หรือการสร้างสรรค์ชิ้นงานจากวัสดุใช้แล้วที่กล่าวถึงข้างต้นนั้นสามารถสร้างเสริมทักษะเหล่านี้ได้มากอย่างไรก็ตามในบริบทของสถานศึกษาทั่วไป ผู้สอนอาจไม่สามารถให้ผู้เรียนเรียนรู้ด้วยการทำโครงงาน หรือการสร้างสรรค์ชิ้นงานเท่านั้น ดังนั้นในบทเรียนอื่น ๆ ถ้าผู้สอนมุ่งเน้นทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 ในทุกโอกาสที่เอื้ออำนวย เปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้แสดงความคิดเห็น ทำงานร่วมกัน เรียนรู้การหาที่ติ (ฝึกคิดเชิงวิพากษ์) หาที่ชมหรือเสนอวิธีการใหม่ (ฝึกคิดเชิงสร้างสรรค์) ก็นับว่าผู้สอนจัดการเรียนการสอนเข้าใกล้แนวคิดสะเต็มศึกษามากขึ้นตามสภาพจริงของชั้นเรียน

7. การสร้างการยอมรับและการมีส่วนร่วมจากชุมชน

ผู้สอนหลายท่านอาจเคยมีประสบการณ์กับผู้ปกครองที่ไม่เข้าใจแนวคิดการศึกษาที่พัฒนาผู้เรียนให้เป็นคนเต็มคน แต่มุ่งหวังให้สอนเพียงเนื้อหา อยากให้ผู้สอนสร้างเด็กที่สอบเรียนต่อได้ แต่อาจใช้ชีวิตไม่ได้ในสังคมจริงของการเรียนรู้และการทำงาน เมื่อผู้สอนมอบหมายให้ผู้เรียนสืบค้น สร้างชิ้นงาน หรือทำโครงงานผู้ปกครองไม่ให้การสนับสนุน หรืออีกด้านหนึ่งผู้ปกครองรับหน้าที่ทำให้ทุกอย่าง อย่างไรก็ตามหวังว่าผู้ปกครองทุกคนจะไม่เป็นไปตามที่กล่าวข้างต้น ผลงานจากความสามารถของเด็ก เป็นอาวุธสำคัญที่ผู้สอนจะนำมาเผยแพร่จัดแสดงเพื่อชนะใจผู้ปกครองและชุมชนให้ให้การสนับสนุนการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา ผู้สอนสามารถนำผู้เรียนไปศึกษาในแหล่งเรียนรู้ของชุมชน สำรวจสิ่งแวดล้อมธรรมชาติในท้องถิ่น ศึกษาและรายงานสภาพมลพิษหรือการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรในพื้นที่ให้ชุมชนรับทราบ ตลอดจนศึกษาและแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ในชุมชน กิจกรรมการเรียนรู้เหล่านี้ เกิดประโยชน์สำหรับนักเรียนเอง อาจเป็นประโยชน์สำหรับชุมชน และสามารถสร้างการมีส่วนร่วม ความภาคภูมิใจ และที่สำคัญอย่างยิ่งคือความรู้สึกเป็นเจ้าของร่วมรับผิดชอบคุณภาพการจัดการศึกษาในท้องถิ่นตัวเองให้เกิดขึ้นได้

8. การสร้างการสนับสนุนจากผู้เชี่ยวชาญในท้องถิ่น

การให้ผู้เรียนได้ศึกษาปัญหาปลายเปิดตามความสนใจของตนเองในลักษณะโครงงาน ตลอดจนการเชื่อมโยงการเรียนรู้สู่การใช้ประโยชน์ในบริบทจริงนั้น บางครั้งนำไปสู่คำถามที่ซับซ้อนจนต้องอาศัยความรู้ความชำนาญเฉพาะทาง ผู้สอนไม่ควรกลัวจะยอมรับกับผู้เรียนว่า ผู้สอนไม่รู้คำตอบ หรือผู้สอนช่วยไม่ได้ แต่ควรใช้เครือข่ายที่มีเชื่อมโยงให้ผู้เชี่ยวชาญในท้องถิ่นมาช่วยสนับสนุนการเรียนรู้ของผู้เรียน เครือข่ายดังกล่าวอาจเป็นได้ทั้ง ศิษย์เก่า ผู้ปกครอง ปราชญ์ชาวบ้าน เจ้าหน้าที่รัฐ หรืออาจารย์ในสถาบันอุดมศึกษาในท้องถิ่น ผู้สอนสามารถเชิญวิทยากรภายนอกมาบรรยายหรือสาธิตในบางหัวข้อ หรือใช้เทคโนโลยี เช่น การประชุมผ่านวิดีทัศน์ เอื้ออำนวยให้ผู้เชี่ยวชาญสามารถพูดคุย ให้ความคิดเห็น หรือวิพากษ์ผลงานของผู้เรียน เป็นต้น

9. การเรียนรู้อย่างไม่เป็นทางการ (informal learning)

ทุกคนชอบความสนุกสนาน หากเราจำกัดความสนุกไม่ให้กล้ำกรายใกล้ห้องเรียน ความสุขคงอยู่ห่างไกลจากผู้สอนและจากผู้เรียนไปเรื่อย ๆ แต่จะบูรณาการความสนุกสู่การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี ผ่านกระบวนประดิษฐ์สิ่งของจากเศษวัสดุใช้แล้วเป็นการแก้ปัญหาได้อย่างไร ต้องอาศัยความคิดสร้างสรรค์ของผู้สอนในการออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ที่ท้าทาย เพลิดเพลิน ให้การเรียนเหมือนเป็นการเล่น แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องสร้างความรู้และความสามารถตามวัตถุประสงค์ของหลักสูตรด้วย การเรียนรู้อย่างไม่เป็นทางการที่ได้รับความนิยม คือ การจัดกิจกรรมค่าย การเรียนรู้จากบทปฏิบัติการ หรือการประกวดแข่งขัน กิจกรรมเหล่านี้เป็นโอกาสดีที่จะสร้างการมีส่วนร่วมจากชุมชน เช่น อาจเชิญผู้เชี่ยวชาญในท้องถิ่นเป็นวิทยากรในค่าย เป็นกรรมการผู้ทรงคุณวุฒิ หรือให้การสนับสนุนของรางวัล

10. การเรียนรู้ตามอัธยาศัย (non-formal learning)

เมื่อผู้สอนได้ดำเนินการ 9 ข้อข้างต้นแล้ว อาจมองออกนอกสถานศึกษา สร้างนิสัยการเรียนรู้ตลอดชีวิต ให้เป็นวัฒนธรรมของชุมชน ร่วมกันสร้างแหล่งเรียนรู้ด้านสะเต็มในท้องถิ่น เช่น เข้าค่ายวิทยาศาสตร์ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษา หรือประยุกต์ความรู้สะเต็มเพื่อสนับสนุนแหล่งเรียนรู้วิถีชุมชน เช่น ส่งเสริมให้นักเรียนใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมนำเสนอข้อมูลภูมิศาสตร์ ประวัติศาสตร์ และวัฒนธรรมในชุมชนสร้างหอเกียรติยศสะเต็มของหมู่บ้าน เพื่อนำเสนอเรื่องราวการใช้ความรู้สะเต็มในการพัฒนาอาชีพและพัฒนาคุณภาพชีวิต เช่น ผลงานด้านการเกษตร ด้านสาธารณสุข ด้านการพัฒนาผลิตภัณฑ์ หรือด้านการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี เป็นต้น

การส่งเสริมการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาสำหรับการประดิษฐ์วัสดุใช้แล้ว เป็นความพยายามจากหลากหลายภาคส่วนในการขับเคลื่อนการจัดการศึกษา ให้พร้อมสำหรับการดำรงชีวิต ด้วยความรู้ความเข้าใจในความงามและคุณค่าของธรรมชาติ ด้วยความสามารถในการสร้างสรรค์วิธีการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างเป็นระบบด้วยกระบวนคิด เชิงวิศวกรรม และการใช้ศักยภาพของเทคโนโลยีสื่อสารและทำงานร่วมกับผู้อื่นอย่างสร้างสรรค์