วันนี้ก็จะมารีวิวหนังสือ Invent to Learn : Making, Thinkering and Engineering in the Classroom

ผู้เขียนคือ Sylvia Libow Martinez เปิดบริษัท consult ขื่อ Generation Yes เพื่อช่วยให้คนรุ่นใหม่ที่มีบทบาทเป็นผู้นำในการพัฒนาการศึกษาและเทคโนโลยี ผู้เขียนอีกคนชื่อ Gary S. Stager เป็นคนที่เชี่ยวชาญด้าน computer programing หุ่นยนต์ และ Learning by doing เขาได้จะว่าไปแล้วก็เป็นลูกศิษย์ของ Papert 

มาเริ่มประว้ติศาสตร์กันก่อนนะครับ Piaget เป็นนักจิตวิทยาชาวสวิสเซอร์แลนด์ (1896-1980) เขาได้เริ่มพัฒนาทฤษฎีด้าน Constructivism และระดับของการพัฒนาการของเด็ก เขาเชื่อว่าความรู้ไม่ได้เกิดจากการที่ส่งต่อผ่านข้อมูลจากคนใดไปผู้เรียนแต่เป็นเป็นกระบวนการภายในของ sense making     Piaget ได้พูดถึงปัญหาของการสอนคณิตศาสตร์แล้วทำให้เด็กกลัว เขาเสนอว่าจริงๆ แล้วไม่ควรที่จะให้ครูสอนเนื้อหาหรือ concept แต่ให้เตรียมสภาพแวดล้อมในการเรียนรู้ในการปฏิบัติแทน

John Dewey(1859-1952) อีกคนไม่ชอบให้โรงเรียนเหมือนโรงงาน เขาอยากให้โครงงานที่เด็กทำใช้จากโจทย์จากของจริง มาถึงช่วงนี้ก็เป็นยุคของ งานหัตถกรรม เช่น เย็บ สาน งานไม้ ซึ่งก็เป็นยุคที่คอมพิวเตอร์ ไมโครคอนโทรเลอร์ (คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก) ซอฟแวร์ และอินเตอร์เน็ท  Gilbert ได้ออกแบบชุด Erector Sets ที่เป็นของเล่นคล้ายเลโก้แต่เป็นสังกะสี ชุดพวกนี้ก็เป็นคล้ายของเล่นทางวิทยาศาสตร์เช่นเป็นเครน ฐานปล่อยจรวด หลังจากนั้นก็มีพวกบริษัท Tinker Toys, Meccano, Lincoln Logs, LEGO ก็ได้ทำตาม Erector

ในปี 1950 The Tech Modern Railroad Club จาก MIT ก็ได้เป็นตัวเรื่มต้นของ Maker และเรียกตัวเองว่า Hackers แล้วก็ได้มีสร้างจริยธรรมของ Hackers เช่น 

  1. เข้าถึงคอมพิวเตอร์และสิ่งต่างๆที่สามารถสอนเราบางอย่างเกี่ยวกับวิธีที่โลกทำงาน ไม่มีข้อจำกัด ไม่ยอมจำนนกับการปฏิบัติจริง
  2. ไม่เชื่อในการรวมอำนาจแต่ให้สนับสนุนการกระจายอำนาจแทน
  3. Hacker ควรถูกตัดสินด้วยการแฮกเองไม่ใช่ปลอมไปด้วย ปริญญา อายุ เชื้อชาติ หรือตำแหน่ง
  4. คอมพิวเตอร์สามารถเปลี่ยนชีวิตของคุณเพื่อสิ่งที่ดีกว่า (Levy, 2010)

Seymour Papert พ่อของ Maker

เขาเกิดในปี 1928 ในประเทศอแฟริกาใต้ เขาเป็นนักคณิตศาสตร์ นักวิทยาการคอมพิวเตอร์ ผู้บุกเบิกปัญญาประดิษฐ์ นักจิตวิทยา นักประดิษฐ์ Piaget ได้พยายามค้นหาว่าเด็กสร้างองค์ความรู้ทางคณิตศาสตร์ได้อย่างไรเลยจ้าง Papert หลังจากที่เขาได้ทำงานกับ Piaget Marvin Minsky ก็เชิญ Papert มาทำงานที่ MIT เขาก็ได้ทำงานที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ซึ่งจริงๆ เขาไม่ได้ต้องการให้เด็กเล่นคอมพิวเตอร์แต่ให้เด็กสร้างบางอย่างผ่านการโปรแกรมมิ่ง เขาคิดว่าทำไมโรงเรียนต่างๆ สอนเด็กใช้คอมพิวเตอร์แบบไม่มีจินตนาการ เช่น เอามาแก้ไขปัญหาเหมือนเครื่องคิดเลข แทนที่จะใช้คอมพิวเตอร์สร้างหรือประดิษฐ์สิ่งใหม่ๆ ขึ้นมาได้  Papert กับ Cynthia Solomon ได้เขียนกิจกรรม 20 อย่างที่ทำด้วยคอมพิวเตอร์ เช่น การบรรเลงเพลง การควบคุมหุ่นกระบอก การทำหนัง การทำโมเดลทางคณิตศาสตร์ Papert พัฒนาทฤษฎีด้าน Constructionism และเขียนหนังสือสามเล่ม เช่น Mindstorms, The children’s machine และ The connected family ซึ่งสามเล่มนี้เขียนให้คนอ่านที่เป็นเด็ก ครู และพ่อแม่ เขาได้สร้าง One laptop per child เพื่อให้เด็กได้ใช้คอมพิวเตอร์ราคาต่ำ

ในปี 2005 หนังสือชื่อ Fab: The coming revolution on your desktop – from personal computers to personal fabrication. อันนี้ก็เป็นที่มาของคำว่า Fab lab หรือ โรงงานไฮเทคขนาดเล็ก นักเรียนสามารถเรียนรู้ ประดิษฐ์ สอนด้วยกันเอง แลกเปลี่ยนองค์ความรู้ ตามสไตล์และความต้องการของแต่ละคน ในปี 2008 Paulo Blikstein จาก Standford University เริ่มเอา Fab labs มาใช้กับโรงเรียน K-12

บทที่ 2 Learning

มาถึงบทนี้ผู้เขียนก็พูดถึง Constructivism ซึ่งแปลว่า ทฤษฎีด้านการเรียนรู้ในการที่ให้คนสร้างองค์ความรู้ใหม่โดยการผสมกับประสบการณ์ที่เขาได้เรียนรู้มา Constructivism มักจะถูกเข้าใจผิดว่าคนเรียนต้องเรียนคนเดียว แต่จริงๆการเรียนรู้เกิดการพูดคุยและทำงานระหว่างกัน  

ส่วนคำว่า Constructionism ที่ Papert พูดถึงก็คือ ทฤษฎีการเรียนรู้ที่กลับไปสร้างองค์ความรู้ใหม่และเอาไอเดียและวัสดุที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีความหมาย เพราะฉะนั้น Constructionism เป็นทฤษฎีการเรียนรู้ ไม่ใช่ หลักสูตรหรือกฎ ในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวถึงยุทธวิธีในการสอนและการใช้วัสดุต่างๆในการทำให้ Constructionism ในบทนี้ยังพูด 3 keywords คือ

Making, Tinkering และ Engineering

  1. Making ก็คือการสร้างวัสดุใหม่ๆ เด็กๆ มักจะมีความสามารถในการทำสิ่งต่างๆ ผู้เขียนเรียกว่า IKEA Effect ในการที่คนเห็นคุณค่าของสิ่งที่สร้างแม้สิ่งที่สร้างจะไม่ประสบความสำเร็จ มากกว่าที่จะสร้างให้มันสมบูรณ์ด้วยผู้เชี่ยวชาญ เพราะฉะนั้น Maker จริงๆ ไม่ได้แค่เอาผลิตภัณฑ์ไปแชร์ให้คนอื่นดีแต่เป็นกระบวนการของความสนุกในการทำวีดีโอ บล็อกและภาพ Hawkins พูดไว้ดีมากเกี่ยวกับคำว่า messing about (ยุ่งเยิง) การใช้วัตถุให้เราได้คิด ค้นหา มากกว่าการที่จะมาวัดว่าเด็กได้คำตอบที่ถูกหรือเปล่า
  1. Tinkering – A mindset of learning เมื่อเราอนุญาติให้เด็กทดลอง เสี่ยงและเล่นด้วยไอเดียของพวกเขา เราอนุญาตให้เขาเชื่อในตัวเขาเอง เขาจะเริ่มเห็นตัวเองเหมือนผู้เรียนที่จะเปลี่ยนไอเดียไปเป็นสู่ความจริง เราอาจจะต้องรับรู้ว่ามันอาจจะมีหลายคำตอบในหนึ่งคำถาม เราอนุญาตให้เด็กรู้สึกปลอดภัยในการคิดและแก้ไขปัญหา และแก้ปัญหาด้วยความไม่กลัว เราจะมีประสบการณ์ที่ดีก็ต่อเมื่อเราใช้วัสดุรอบๆตัวมาสร้างต้นแบบ รับ feedback และเปลี่ยนแปลง เพื่อให้เข้ากับสถานการณ์ใหม่ Tinkering as Play บางครั้งเราก็ไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสิ่งใหม่ๆ ไม่มีคำแนะนำที่ถูกหรือผิด แต่มันเป็นวิธีที่เด็กจะได้เรียนรู้และทำซ้ำ
  1. Engineering as inventing ในที่นี้ผู้เขียนไม่ได้หมายถึงวิชาชีพวิศวกรรม แต่เป็นเรื่องของการทำสิ่งนั้นให้เหมาะสมกับโลกแห่งความเป็นจริง การประยุกต์วิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาตร์เพื่อที่จะเข้ามาแก้ปัญหาของมนุษย์  เมื่อเรากระตุ้นเด็กให้สร้างวัตถุ จากทราย บล็อก กาว หรือ ทาสี เราก็เหมือนที่จะให้เด็กประยุกต์สิ่งที่เขาเรียนมาทางวิทย์ ไปสู่ความเป็นจริง

บทที่ 3 Thinking about thinking

ปัจจุบันได้มีการใช้แนวความคิด STEM ซึ่งย่อมาจาก Science, technology, engineering และ math จริงๆแล้วผู้เขียนบอกว่าเราไม่จำเป็นที่ครูจะต้องมาสอนให้เด็กจำตารางธาตุ หรือไวยกรณ์  ซึ่งปกติเราจะมีกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เช่น สังเกตุ สร้างสมมติฐาน ทดสอบสมมติฐาน วิเคราะห์ และเช็คว่าสมมุติฐานถูกหรือเปล่า ซึ่งผู้เขียนบอกว่าวิธีทางวิทยาศาสตร์จะทำให้การประยุกต์ในการประดิษฐ์นั้นยาก เขาเสนอว่าน่าจะใช้ Design Thinking และ Computational thinking แทน  ซึ่งโมเดลต่างๆ ที่นักออกแบบหรือวิศวกรใช้ เช่น spiral design model หรือ iterative development model อาจจะยากเกิดไปสำหรับโรงเรียน ในโรงเรียนอาจจะมีโมเดลที่ Resnick 2007 สร้างคือ จินตนาการ สร้าง เล่น แชร์ สะท้อนการเรียนรุ้ และวันเป็น spiral ทางผู้เขียนขอเสนอโมเดลที่ง่ายกว่านั้น ชื่อ TMI คือ Think, Make, Improve ซึ่งทำเป็น checklist ให้

Think ได้แก่

  • การระดมสมอง
  • พูดออกมาดังๆ
  • คาดการณ์
  • สะสมวัสดุ
  • ชี้ชัดความเชี่ยวชาญ
  • ตัดสินใจว่าใครทำอะไร
  • ตั้งเป้าหมาย
  • สเก๊ตช์แบบ
  • สร้างโครงร่าง
  • ทำโฟชาร์ท
  • เก็บข้อมูล
  • วางแผน

Make ได้แก่

  • เล่น
  • สร้าง
  • คิด
  • โปรแกรม
  • ทดลอง
  • ก่อร่าง
  • ล้มโครงร่าง
  • ทดสอบวัสดุ
  • สังเกตผู้อื่น
  • ยืมโค้ด
  • แชร์โค้ด
  • บันทึกการทำงาน
  • มองหารูโหว่ในงานประดิษฐ์
  • ถามคำถาม
  • ซ่อมงานที่สร้างสรรค์

Improve มีสองสถานะ ได้แก่ สื่งที่ออกแบบมาไม่เวิร์ค หรือ สิ่งที่ทำน่าพอใจ ถ้าเมื่อไหร่ที่เจอปัญหา อาจจะต้องทำวิจัยอีกรอบ พูดคุยกับเพื่อน ใช้วัสดุที่แตกต่าง ค้นหาปัญหาในหลายๆ แง่ เปลี่ยนตัวแปรทีละครั้ง คิดเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหาที่ใกล้เคียงกันในอดีต เล่นกับมัน ค้นหาโครงการใกล้เครียงที่คุณจะวิเคาะห์ ถามผู้เชี่ยวชาญ หาอากาศที่สดชื่น นอนพักก่อน

ผมขอข้ามไปบทที่ 5 นะครับ ผู้เขียนบอกว่าความแตกต่างระหว่าง instructionism หรือ เน้นบรรยาย กับ constructionism ค่อนข้างเคลียร์  ถ้าเราคิดว่าการเรียนรู้คือการสอน นั่นแหละครับเรียก instructionism ส่วน constructionists เชื่อว่า การเรียนรู้เกิดจากผลของประสบการณ์และความเข้าใจที่สร้างในหัวสมองของผู้เรียนเอง โดยเฉพาะในบริบทของสังคม ครูที่สอนแบบ constructionism จะสร้างประสบการณ์สำหรับผู้เรียนที่ให้คุณค่ากับความรู้ของนักเรียนแล้วนำไปนักเรียนไปสู่การสร้างไอเดียที่ใหญ่ หรือ Aha 

Papert ได้ร่าง 8 ไอเดียใหญ่ๆ สำหรับ Constructionist learning lab

  1. Learning by doing – เราเรียนรู้ได้ดีเมื่อเราใช้อะไรที่เราเรียนรู้ทำบางสิ่งบางอย่างที่เราต้องการ
  2. Technology as a building materials ใช้เทคโนโลยีให้ทำสิ่งต่างๆ เช่น การใช้ดิจิทัลเทคโนโลยีในการควบคุม LEGO
  3. Hard fun เราเรียนรู้ได้ดีเมื่อเรามีความสุขในการทำ แต่ความสนุกในการทำไม่ได้หมายความว่า ง่าย นะครับ ความสนุกที่ดีที่สุดคือ ความสนุกในเรื่องยากๆ
  4. Learning to learn ไม่ีมครสอนทุกอย่างให้คุณได้ คุณต้องรับผิดชอบการเรียนรู้ของคุณเอง
  5. Taking time นักเรียนส่วนใหญ่เคยชินกับการบอกว่า อีก 5 นาที ต้องทำแบบโน้นแบบนี้ หรือบอกให้ทำงานชื้นต่อไป นักเรียนต้องรู้จักบริหารจัดการเวลาของตัวเอง
  6. You cannot get it right without getting it ไม่มีใครทำสำเร็จตั้งแต่ครั้งแรก วิธีการเดียที่ทำให้ถูกคือ ต้องสังเกตอย่างตั้งใจว่าเราทำอะไรผิด 
  7. Do unto ourselves what we do unto our students. ครูอาจจะไม่สามารถรู้ได้ว่าท้ายสุดแล้วนักเรียนจะออกแบบมาเป็นอะไร แต่สิ่งที่เป็นบทเรียนที่ดีที่สุดคือดูนักเรียนพยายามที่จะเรียนรู้
  8. We are entering a digital world where knowing about digital technology is an important as reading and writing การเรียนรู้คอมพิวเตอร์มันจำเป็นแต่การใช้มันเพื่อที่จะเรียนรู้อย่างอื่นสำคัญกว่า

ในบทที่เหลือ ก็แนะนำเครื่องมือต่างๆ ที่ใช้ในการทำ Makedo เป็นอุปกรณ์พลาสติคต่างๆ เช่น หัวน๊อตที่ใช้ยึดกระดาษลูกฟูก 3D printer ไมโครคอนโทรเลอร์ Raspberry PI LEGO Arduino

Programming language  ส่วนนี้ผู้เขียนพูดว่า ครูที่มีประสบการณ์น้อยในการโปรแกรมมาก่อนไม่ต้องห่วง เพราะเด็กส่วนใหญ่เรียนรู้เร็วและแลกเปลี่ยนความรู้กันเองได้ แต่ไม่ได้หมายความว่าครูไม่ต้องเรียนโปรแกรมนะครับ ถ้ามีความรู้ที่ลึกก็สามารถช่วยเด็กในโครงการที่ยากๆ ได้

บทที่ 8 เกี่ยวกับวัสดุที่ต้องเตรียมต่างๆ เช่น เครื่องเขียน อุปกรณ์อิเลคโทนิค ของอิเลคโทนิคเก่าๆ 

ครับบทที่เหลือก็เป็นเกี่ยวการจัดสภาพแวดล้อมให้เป็น Fablab การทำให้นักเรียนเป็นผู้นำ และ การทำกิจกรรมเช่น Maker day 

  • Constructionism การที่ผู้เรียนสร้างการเรียนรู้ด้วยตัวเขาเองนะครับ และใช้คอมพิวเตอร์มา
  • 3 keywords ที่สำคัญคือ Making, Tinkering และ Engineering as inventing ก็คือ การทำ การอนุญาติให้ลองผิดลองถูก และการประยุกต์ความรู้ไปใช้จริง
  • Learning by doing เรียนรู้จากการทำ
  • Fab lab ก็คือ โรงงานไฮเทคขนาดเล็กที่สามารถใช้คอมพิวเตอร์มาสร้างผลิตภ้ณฑ์ที่เกิดจากการจินตนาการ Fablab บางทีเรียกว่า Maker space
  • TMI กระบวนการออกแบบที่สามารถนำไปใช้ในห้องเรียน Think Make และ Improvement