ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา
ปัจจุบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมให้เจริญก้าวหน้า รวมทั้งสร้างเสริมขีดความสามารถในการแข่งขันระดับนานาชาติ ประเทศไทยได้
เล็งเห็นความสำคัญของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การที่จะส่งเสริมพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์
และเทคโนโลยีจะต้องอาศัยการวางรากฐานทางการศึกษาที่มีคุณภาพ ดังนั้นจึงมีความจำเป็น
เร่งด่วนที่จะยกระดับการพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ศึกษา เพื่อทำให้คนไทยทุกคนมีความรู้ความ
เข้าใจในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เพื่อเป็นรากฐานในการดำเนินชีวิตอย่างรู้เท่าทัน และนำไปสู่
การพัฒนาที่ยั่งยืน (ภูมิศักดิ์ อินทนนท์และคณะ 2543 : บทนำ ) สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาแห่งชาติได้จัดทำร่างนโยบายการปฏิรูปวิทยาศาสตร์ของไทย จุดมุ่งหมายของการจัดทำนโยบายการปฏิรูปวิทยาศาสตร์ศึกษาของไทย เพื่อที่จะให้การจัดวิทยาศาสตร์เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นพื้นฐานในการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในระยะยาวให้กับประเทศไทย มีการกำหนดวิสัยทัศน์ว่า วิทยาศาสตร์จะเป็นเครื่องมือในการสร้างสังคมแห่งการเรียนรู้ โดยมุ่งพัฒนาผู้เรียนทุกคนให้มีความรู้ ความเข้าใจพื้นฐาน สามารถคิดวิเคราะห์อย่างมีเหตุผล และดำรงชีวิตในสังคมได้เป็นอย่างดี มีการจัดการเรียนรู้ที่ยึดผู้เรียนเป็นสำคัญ (สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาแห่งชาติ 2544 : 210)
วิทยาศาสตร์จึงมีความสำคัญที่ควรส่งเสริมการเรียนรู้ทุกระดับชั้น ในหลักสูตรการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ระดับปฐมวัย เป็นการส่งเสริมความอยากรู้ อยากเห็น เด็กปฐมวัยได้รับประสบการณ์ตรง ลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง จากการสังเกต ใช้ประสาทสัมผัสทั้งห้า หยิบ จับ สัมผัส โดยเด็กจะเริ่มจากการได้ยินเสียง การสังเกตสิ่งต่าง ๆ ได้จับต้อง ได้ลิ้มรสและดมกลิ่น ดังนั้นเด็กจะได้ใช้ประสาทรับรู้ทุกส่วนเพื่อช่วยในการเรียนรู้ ฝึกการคิด แก้ปัญหาอย่างมีเหตุผลผ่านกิจกรรมที่หลากหลายได้แก่ การทดลอง การสำรวจ ศึกษานอกสถานที่ ในขณะที่เด็กได้เรียนรู้ผ่านกิจกรรมเด็กได้ใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มากระตุ้นการเรียนรู้ ครูใช้คำถามกระตุ้นให้เด็กคิดหาคำตอบด้วยตนเอง เป็นการจัดการเรียนรู้ที่สอดคล้องกับการเรียนรู้ของเด็กปฐมวัย ตอบสนองธรรมชาติ และส่งเสริมพัฒนาการเด็กในการเรียนรู้โลกธรรมชาติ สามารถพัฒนาเด็กทุกด้านอย่างเป็นองค์รวม โดยเฉพาะพัฒนาทักษะทางสติปัญญา สอดคล้องกับประสาท เนืองเฉลิม (2546 : 23) กล่าวว่า การนำวิธีการเรียนทางวิทยาศาสตร์สอดแทรกในการเรียนการสอนระดับปฐมวัยจะส่งเสริมให้เด็กเกิดการคิดอย่างเป็นระบบและศึกษาสิ่งต่าง ๆ ด้วยทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาใช้กระตุ้นพัฒนาการทุกด้านให้เกิดขึ้นอย่างสมดุลและเต็มศักยภาพ และสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2554 : 1-2) กล่าวถึงความสำคัญการจัดประสบการณ์การเรียนวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัยว่า ช่วยให้เด็กได้พัฒนาความตระหนักรู้ (Cognition) เกี่ยวกับ
สิ่งต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในโลกรอบตัว เด็กจะได้รับการส่งเสริมและตอบสนองต่อคำถามที่เกิดขึ้นระหว่างการสำรวจสิ่งต่าง ๆ รอบตัวเองอย่างเหมาะสมและทันท่วงที และได้ฝึกฝนการจัดโครงสร้างความคิดจากประสบการณ์ที่ได้รับ ซึ่งเป็นการวางพื้นฐานโครงสร้างกรอบแนวคิด (Conceptual framework) เกี่ยวกับโลกธรรมชาติรอบตัวให้ถูกต้อง เหมาะสมตั้งแต่ในระดับปฐมวัย ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการเรียนรู้และพัฒนาการของเด็ก เมื่อเติบโตขึ้น การเรียนวิทยาศาสตร์ระดับปฐมวัย ช่วยให้เด็กพัฒนาคุณลักษณะตามวัยที่สำคัญ 4 ด้านได้แก่ ด้านร่างกาย เช่น ขณะทำกิจกรรมการสำรวจสิ่งต่าง ๆ รอบตัว เด็กได้ใช้ประสาทสัมผัสทั้งห้า มีการเคลื่อนไหวและใช้อุปกรณ์วิทยาศาสตร์อย่างง่ายในการทำกิจกรรม ทำให้กล้ามเนื้อมัดใหญ่และกล้ามเนื้อมัดเล็กได้รับการพัฒนา ด้านอารมณ์และจิตใจ เช่น กิจกรรมที่เปิดโอกาสให้เด็กได้สำรวจและทดลองสิ่งต่าง ๆ รอบตัว เด็กจะได้รับการฝึกฝนให้รู้จักบทบาทหน้าที่ของตนเองในการทำกิจกรรม รู้จักใช้เหตุผลในการทำการสำรวจและอธิบายสิ่งต่าง ๆ รู้จักตัดสินใจในการเลือกวิธีการทดลองและยอมรับผลที่เกิดขึ้น ได้แสดงผลงานจากการสำรวจและแสดงความสามารถของตนเอง ด้านสังคม เช่น การทำกิจกรรมสำรวจสิ่งต่าง ๆ รอบตัว เด็กจะได้ฝึกการช่วยเหลือตนเอง รู้จักทำงานร่วมกับเพื่อน ๆ ในกลุ่มย่อย รู้จักการให้และการรับ รู้จักการรอคอยและฝึกการปฏิบัติตามกฎระเบียบ หรือข้อตกลงร่วมกัน ตลอดจนเห็นคุณค่าของสิ่งแวดล้อมรอบตัวและช่วยกันดูแลรักษา ด้านสติปัญญา เช่น
การจัดกิจกรรมให้เด็กได้สืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เด็กจะได้พัฒนาความสามารถในการถามคำถามเชิงวิทยาศาสตร์อย่างง่าย การลงมือค้นหาคำตอบด้วยวิธีการต่าง ๆ ที่เหมาะสมกับวัย เช่น การสังเกต การสอบถาม การทดลอง การจำแนกสิ่งต่าง ๆ โดยใช้เกณฑ์ของตนเองหรือเกณฑ์ที่ครูกำหนดขึ้น การบอกลักษณะของสิ่งที่สำรวจด้วยคำพูด การวาดภาพหรือการแสดงบทบาทสมมติ และการสรุปสิ่งที่ตนเองได้
หลักสูตรการศึกษาปฐมวัยพุทธศักราช 2560 ได้กำหนดจุดมุ่งหมายให้
เด็กปฐมวัยที่จบหลักสูตรการศึกษาปฐมวัยได้รับการพัฒนาทุกด้านเต็มศักยภาพได้แก่ ร่างกายเจริญเติบโตตามวัย แข็งแรงและมีสุขภาพนิสัยที่ดี สุขภาพจิตดี มีสุนทรีภาพ มีคุณธรรม จริยธรรม และจิตใจที่ดีงาม มีทักษะชีวิตและปฏิบัติตนตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง
มีวินัย และอยู่ร่วมกับผู้อื่นได้อย่างมีความสุข และมีทักษะการคิดพื้นฐาน การใช้ภาษาสื่อสาร และการแสวงหาความรู้ได้เหมาะสมกับวัย (กระทรวงศึกษาธิการ 2560 : 26 ) และ กำหนดคุณลักษณะพัฒนาการด้านสติปัญญาเด็กอายุ 3-4 ปี ประกอบด้วย ฟังผู้อื่นพูดจนจบและพูดโต้ตอบเกี่ยวกับเรื่องที่ฟัง เล่าเรื่องด้วยประโยคสั้น ๆ อ่านภาพและพูดข้อความด้วยภาษาของตน เขียนขีดเขี่ยอย่างมีทิศทาง บอกลักษณะของสิ่งต่าง ๆ จากการสังเกตโดยใช้ประสาทสัมผัส จับคู่หรือเปรียบเทียบสิ่งต่าง ๆ โดยใช้ลักษณะหรือหน้าที่การใช้งานเพียงลักษณะเดียว คัดแยกสิ่งต่าง ๆ ตามลักษณะหรือหน้าที่การใช้งานเรียงลำดับสิ่งของหรือเหตุการณ์อย่างน้อย 3 ลำดับ ระบุผลที่เกิดขึ้นในเหตุการณ์หรือการกระทำเมื่อมีผู้ชี้แนะ คาดเดาหรือคาดคะเนสิ่งที่อาจจะเกิดขึ้นตัดสินใจในเรื่องง่าย ๆ แก้ปัญหาโดยลองผิดลองถูก สร้างผลงานศิลปะเพื่อสื่อสารความคิด ความรู้สึกของตนเอง เคลื่อนไหวท่าทางเพื่อสื่อสารความคิด ความรู้สึกของตนเอง สนใจฟังหรืออ่านหนังสือด้วยตนเอง ค้นหาคำตอบของข้อสงสัยต่าง ๆ ตามวิธีการที่มีผู้ชี้แนะ ใช้ประโยคคำถามว่าใคร อะไร ในการค้นหาคำตอบ (กระทรวงศึกษาธิการ 2560 : 31-33)
ดังนั้น การพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะเป็นการพัฒนาการเรียนรู้โดยใช้ทักษะกระบวนการคิด การสื่อสาร ในการแสวงหาความรู้ที่เป็นระบบที่เด็กปฐมวัยควรได้รับการส่งเสริมแต่เยาว์วัยเนื่องจากเป็นวัยที่มีความสำคัญที่สุดสำหรับพัฒนาการของชีวิตมนุษย์ สิ่งที่เด็กได้รับประสบการณ์ และเรียนรู้ในช่วง 5 ปีแรกของชีวิต จะมีผลต่อการวางรากฐานที่สำคัญทางด้านสติปัญญาและบุคลิกภาพของเด็กที่จะเติบโตเป็นผู้ใหญ่ สอดคล้องจิตเกษม ทองนาค (2548 : 10) กล่าวว่าความสามารถในการปฏิบัติและฝึกฝนกระบวนการคิดในการแสวงหาความรู้ ตลอดจนสามารถแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างคล่องแคล่วและชำนาญ จะเห็นได้ว่า ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์มีความสำคัญต่อการแสวงหาความรู้ เป็นทักษะขั้นพื้นฐานที่ช่วยให้การพัฒนาทางด้านสติปัญญาให้แก่เด็กตั้งแต่ระดับปฐมวัย เพื่อเป็นพื้นฐานของการเรียนรู้ขั้นสูงต่อไปและ สอดคล้องกับที่สำนักงานคณะกรรมการศึกษาขั้นพื้นฐาน (2560 : 36) ให้ความสำคัญของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ว่า เป็นความชำนาญและความสามารถในการฝึกฝนและปฏิบัติในการคิดและแก้ปัญหา รวบรวมไว้อย่างมีเป็นทักษะพื้นฐานในการพัฒนาทางด้านสติปัญญาเพื่อเป็นพื้นฐานในการเรียนในระดับที่สูงขึ้น
ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ที่ควรส่งเสริมให้เด็กปฐมวัย ประกอบด้วย ทักษะการสังเกต ทักษะการจำแนกประเภท ทักษะการวัด ทักษะการสื่อความหมาย ทักษะการลงความเห็น ทักษะการหาความสัมพันธ์มิติ -เวลา และทักษะการพยากรณ์ ดังที่ นิวแมน (Neuman, 1981 : 320 321 อ้างอิงใน ชยุดา พยุงวงษ์ 2551 : 47) กล่าวว่า ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ที่มีความสำคัญต่อเด็กปฐมวัยในการทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์ ได้แก่ ทักษะการสังเกต ทักษะการจำแนกประเภท ทักษะการสื่อความหมาย และทักษะการลงความเห็น และสอดคล้องกับที่เอราวรรณ ศรีจักร (2550 : 27) กล่าวว่า ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย ทักษะ
การสังเกต ทักษะการเปรียบเทียบ ทักษะการจำแนก ทักษะการวัด ทักษะการหามิติสัมพันธ์ ทักษะการสื่อสาร ทักษะการลงความเห็น ทักษะการทดลอง ทักษะการสรุป ทักษะการนำไปใช้ ซึ่งในแต่ละทักษะมีความเชื่อมโยงกัน เพราะในการใช้ทักษะใดทักษะหนึ่งย่อมใช้ทักษะอื่นในการค้นคว้า หาความรู้จากข้อมูลร่วมกันไปด้วย สำหรับเด็กปฐมวัย ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญและเด่นชัดประกอบด้วย ทักษะการสังเกต ทักษะการจำแนกประเภท ทักษะการสื่อสาร และทักษะการลงความเห็นสำหรับการศึกษาครั้งนี้ผู้วิจัยมุ่งศึกษาเฉพาะ ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ 2 ทักษะ คือ ทักษะการสังเกต ทักษะการสื่อความหมาย ซึ่งเป็นทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ในระดับพื้นฐาน
จากปัญหาและความสำคัญของวิทยาศาสตร์ การพัฒนาทักษะกระบวนการทาง
วิทยาศาสตร์เด็กปฐมวัย และจากการประเมินคุณลักษณะที่พึงประสงค์ของเด็กปฐมวัย ชั้นเตรียมอนุบาลอายุ 3-4 ปี ศูนย์พัฒนาเด็กไชยวัฒนา สังกัดองค์การบริหารส่วนตำบลไชยวัฒนา ของผู้วิจัยพบว่า คุณลักษณะที่พึงประสงค์ในมาตรฐานที่ 10 มีความสามารถในการคิดและแก้ปัญหาได้เหมาะสมกับวัยต่ำกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ (ศูนย์พัฒนาเด็กเล็กตำบลไชยวัฒนา : 2559 ) ผู้ศึกษาจึงได้จัดกิจกรรมวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ด้านการสังเกตและด้านการ
สื่อความหมายของเด็กปฐมวัย มุ่งเน้นให้เด็กได้ทดลอง ลงมือปฏิบัติจริงด้วยกิจกรรมที่เหมาะสมกับพัฒนาการตามวัย และยังเป็นแนวทางให้ครูผู้สอนได้มีวิธีการจัดประสบการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นพัฒนาการคิดอย่างเป็นระบบ ซึ่งจะเป็นการปูพื้นฐานที่ดีให้แก่เด็กในการเรียนชั้นสูงต่อไป
ผลการวิจัย
1) เด็กปฐมวัยได้รับการจัดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ มีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในภาพรวมหลังการทดลองสูงกว่าก่อนการทดลองมีคะแนนเฉลี่ยเพิ่มขึ้นโดยก่อนการจัดกิจกรรมมีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 12.75 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 2.77 และหลังการจัดกิจกรรมมีคะแนนเฉลี่ย เท่ากับ 24.55 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 3.47
2) เด็กปฐมวัยได้รับการจัดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ มีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ซึ่งแยกเป็นรายด้านหลังการทดลองสูงกว่าก่อนการทดลอง โดยก่อนการจัดกิจกรรมด้านการสังเกตมีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 6.50 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 1.47 หลังการจัดกิจกรรมมีคะแนนเฉลี่ย เท่ากับ 12.65 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 1.79 และด้านการสื่อความหมายก่อนการจัดกิจกรรมมีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 6.25 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 1.37 และหลังการจัดกิจกรรมมีคะแนนเฉลี่ย เท่ากับ 11.90 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 1.86