Thursday, September 19, 2013

แนวคิดหลักของเทคโนโลยีและวิศวกรรมในสะเต็มศึกษา

สรุป แนวความคิดหลักของ engineering and Technology ตาม NGSS

 เราใช้คำว่า engineering ในความหมายที่กว้าง เพื่อหมายถึงการออกแบบหรือการทำงานอย่างเป็นระบบเพื่อให้ได้มาซึ่งแนวทางการแก้ปัญหาของมนุษย์ ในทำนองเดียวกันเราก็ใช้คำว่า technology ในความหมายกว้างเช่นกัน โดยหมายถึงทุกระบบหรือกระบวนการที่มนุษย์สร้างขึ้นมาซึ่งไม่ได้จำกัดเพียงแนวความคิดที่มักใช้กันคือมักหมายถึงเพียงเทคโนโลยีเครื่องมือสื่อสารสมัยใหม่เท่านั้น เทคโนโลยีเกิดขึ้นเมื่อวิศวกรใช้ความรู้ความเข้าใจทางธรรมชาติหรือวิทยาศาสตร์และความเข้าใจเกี่ยวกับพฤติกรรมมนุษย์มาประยุกต์ใช้ในการสนองความต้องการ (wants) หรือความจำเป็น (needs) (Ref: NRC 2001)

 อย่างไรก็ตามวิศวกรรมไม่ใช่เป็นวิทยาศาสตร์ประยุกต์ถึงแม้ว่าการปฏิบัติทางวิศวกรรม (Engineering practice) จะคล้ายกับกระบวนการปฏิบัติของวิทยาศาสตร์ (scientific practice) วิศวกรรมเป็นสาขาที่มีลักษณะเฉพาะและมีแนวคิดบางอย่างที่อาจแตกต่างจากวิทยาศาสตร์อยู่บ้าง

 แนวความคิดหลักของวิศวกรรมใน NGSS คืออะไร
Core idea 1: Engineering design เป็นกระบวนการทำงานแบบ interactive cycle ที่ช่วยให้สามารถประยุกต์ใช้องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในชั้นเรียนเพื่อนำมาซึ่งการปฏิบัติทางวิศวกรรม ซึ่งองค์ประกอบที่สำคัญของแนวคิดทางวิศกรรมนั้นคือ ความเข้าใจว่าปัญหาทางวิศวกรรเกิดขึ้นได้อย่างไรและจะมีวิธีการแก้อย่างไร (how problems are defined and delimited) ความเข้าใจว่าการจำลอง (modeling solution) ช่วยให้เราสามารถนำมาซึ่งแนวทางการแก้ปัญหาได้อย่างไร และความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการที่จะนำมาซึ่งการพัฒนาแนวทางแก้ปัญหาที่ดีที่สุด (optimization)

 Core idea 2A: interdependence of science, engineering, and technology ทั้งวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมต่างก็สนับสนุนซึ่งกันและกัน เทคโนโลยีใหม่ๆ ช่วยให้เราสามารถค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ต้องขึ้นกับงานของวิศวกรเพื่อสร้างเครื่องมือทดลองหรือคำนวณในงานวิจัยต่างๆ ในขณะที่วิศวกรเองก็ต้องอาศัยผลงานการค้นคว้าของนักวิทยาศาสตร์เพื่อให้เข้าใจว่าเทคโนโลยีต่างๆ นั้นมีการทำงานแตกต่างกันอย่างไรเพื่อให้สามารถพัฒนาต่อยอดไปได้ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์นำมาซึ่งการเกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรบ่อยครั้งที่ต้องทำงานร่วมกันเป็นทีม โดยเฉพาะในสาขาใหม่ๆ เช่น นาโนเทคโนโลยี ชีวิทยาสังเคราะห์ (NRC 2011)

 Core idea 2B: Influence of Engineering, Technology and Science on Society and the Natural world การประยุกต์ใช้ความรู้วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่รวมถึงด้านการแพทย์ การเกษตร ได้นำมาซึ่งการเทคโนโลยีและระบบที่ช่วยในการตอบสนองมนุษย์ในปัจจุบัน ในทางตรงกันข้าม สังคมเองก็อิทธิพลต่อวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม การตัดสินใจทางสังคมซึ่งอาจเป็นผลมาจากความหลากหลายทางเศรษฐกิจ การเมือง และวัฒนธรรม นำมาซึ่งการเกิดเป้าหมายและลำดับความสำคัญของการพัฒนาหรือสร้างเทคโนโลยีทดแทน นอกจากนี้การตัดสินใจดังกล่าวยังส่งผลถึงการจำกัดหรือควบคุมการใช้วัสดุใหม่หรือในเรื่องการอนุญาตในการปล่อยมลพิษจากงานอุตสาหกรรม

 อ้างอิง: Core Ideas of Engineering and Technology: Understanding A Framework for K-12 Science Education, by Cary Sneider, 2012