สาระวิทยาศาสตร์ที่เด็กต้องเรียน
การเรียนรู้สิ่งแวดล้อมรอบตัวเด็กและธรรมชาติเป็นสาระหลักสำหรับเด็กปฐมวัยในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ดร.ดินา สตาเคิล (Dina Stachel) ของมหาวิทยาลัยเทอาวีพ ประเทศอิสราเอล ได้พัฒนาโปรแกรมมาทาลขึ้น เพื่อใช้ในการสอนวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย โดยเน้นให้เด็กมีความสนุกกับการเรียน รู้จักสร้างสรรค์และคิดสร้างสรรค์ สาระวิทยาศาสตร์ที่เด็กเรียนจำแนกเป็น 4 หน่วย ดังนี้ (สตาเคิล, 2542 : 12)
หน่วยที่ 1 การสังเกตโลกรอบตัว
หน่วยที่ 2 การรับรู้ทางประสาทสัมผัสและการเรียนรู้
หน่วยที่ 3 รู้ทรงและสิ่งที่เกี่ยวข้อง
หน่วยที่ 4 การจัดหมู่และการจำแนกประเภท
ในการเรียนหน่วยวิทยาศาสตร์ทั้ง 4 หน่วยดังกล่าว เด็กต้องใช้ทักษะพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่ ทักษะการสังเกต การจำแนกประเภท การสื่อความหมายและทักษะการลงความเห็นการเรียนวิทยาศาสตร์ไม่ใช่การเปรียบเทียบมิติเดียวเหมือนอย่างเช่นคณิตศาสตร์ แต่การเรียนวิทยาศาสตร์เป็นการเรียนเชื่อมโยงข้อมูลเพื่อหาข้อสรุปคำตอบ ซึ่งเด็กสามารถเรียนรู้วิทยาศาสตร์รอบตัวได้ หากครูจัดสิ่งแวดล้อมการเรียนรู้ให้เหมาะสมกับพัฒนาการเด็ก
ทักษะพื้นฐานและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
การเรียนวิทยาศาสตร์เป็นการเรียนการแก้ปัญหาอย่างมีเหตุผล ซึ่งเรียกว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์เด็กปฐมวัยสามารถเรียนรู้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้โดยครูกับเด็กช่วยกันคิดและปฏิบัติเป็นกระบวนการเริ่มจากขั้นที่ 1 ถึงขั้นที่ 5 ดังนี้
ขั้นที่ 1 กำหนดขอบเขตของปัญหา ครูกับเด็กร่วมกันคิดตั้งประเด็นปัญหาสิ่งที่ต้องการเรียนรู้ร่วมกัน เช่น ต้นไม้โตได้อย่างไร
ขั้นที่ 2 ตั้งสมมุติฐาน เป็นขั้นของการวางแผนร่วมกัน ในการที่จะทดลองหาคำตอบจากการคาดเดาล่วงหน้าว่า ถ้า.......จะเกิด......เป็นต้น
ขั้นที่ 3 ทดลองและเก็บข้อมูล เป็นขั้นตอนที่ครูกับเด็กร่วมกันดำเนินการตามแผนการทดลองตามสมมุติฐานที่ตั้งไว้ในข้อ 2
ขั้นที่ 4 วิเคราะห์ข้อมูล ครูและเด็กนำผลการทดลองมาสนทนา อภิปรายแลกเปลี่ยนความคิดเห็นร่วมกัน เช่น ทำไมต้นไม้ปลูกพร้อมกันจึงโตไม่เท่ากัน
ขั้นที่ 5 สรุปผลคำตอบสมมุติฐาน ว่าผลที่เกิดคืออะไร เพราะอะไร ทำไม ถ้าเด็กต้องการศึกษาต่อจะกลับมาเรียนขั้นที่ 1 ใหม่ แล้วต่อเนื่องไปถึงขั้นที่ 5 เป็นวงจรของการขยายการเรียนรู้
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ทั้ง 5 ขั้น เป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องเป็นวัฏจักร ทักษะพื้นฐานที่ต้องนำมาใช้ในกระบวนการ คือ การสังเกต การจำแนกและเปรียบเทียบ การวัด การสื่อสาร การทดลอง การสรุปและการนำไปใช้ (Brewer, 1995 : 288 - 290)
การสังเกต ครูต้องสอนให้เด็กรู้จักสังเกตใช้เทคนิคการสังเกตเป็น เด็กต้องได้รับการสอนให้รู้จักสังเกตปรากฏการณ์หรือการกระทำอย่างระมัดระวังและถี่ถ้วน จากการสังเกตนอกจากการใช้ ตาดู เด็กอาจต้องใช้หูฟัง จมูกดมกลิ่น ลิ้นชิมรส กายสัมผัสหรือรับความรู้สึก หรือใช้ทุกอย่างร่วมกัน
การจำแนกเปรียบเทียบ การจำแนกเป็นทักษะพื้นฐานที่ใช้ในการจัดระเบียบข้อมูล ซึ่งในการจำแนกนี้เด็กต้องสามารถเปรียบเทียบและบอกข้อแตกต่างของคุณสมบัติ ถ้าเด็กเล็กมาก เด็กอาจจำแนกสีหรือจำแนกรูปร่างได้ การจำแนกหรือเปรียบเทียบสำหรับเด็กปฐมวัย ต้องใช้คุณสมบัติหยาบ ๆ เห็นรูปธรรมเด็กจึงจะทำได้
การวัด การวัดเป็นกระบวนการรวบรวมข้อมูลและตัดสินเพื่อบอกว่าขนาด ปริมาณของสิ่งที่เห็นคืออะไร เด็กปฐมวัยจึงใช้การวัดเป็นการเปรียบเทียบเชิงปริมาณโดยสามารถใช้เครื่องมือวัดอย่างหยาบได้ สามารถบอกมาก-น้อยกว่ากันได้
การสื่อสาร ทักษะการสื่อสารจำเป็นมากในกระบวนการวิทยาศาสตร์ เพราะการสื่อสารเป็นทางบอกว่าเด็กได้ สังเกต จำแนก เปรียบเทียบ หรือวัด เป็นหรือไม่ เข้าใจข้อมูลหรือสิ่งที่ศึกษาในระดับใด ด้วยการกระตุ้นให้เด็กแลกเปลี่ยนความคิดเห็นซึ่งกันและกัน อภิปรายข้อค้นพบ บอก และบันทึกสิ่งที่พบ
การทดลอง เด็กปฐมวัยเป็นนักทดลองมาโดยกำเนิด เช่น การรื้อค้น การกระแทก การทุบ การโยนสิ่งของหรือการเล่น จากการเล่นเป็นการเรียนรู้ ซึ่งมักเป็นการทดลองแบบลองผิดลองถูก แต่การทดลองทางวิทยาศาสตร์จะถูกจัดระเบียบมากขึ้น มีการควบคุมให้เด็กทำอย่างมีระเบียบวิธี มีการสังเกตอย่างมีความหมาย เช่น การทดลองการกระจายของหยดสีในน้ำที่มีความเข้มข้นไม่เท่ากัน เด็กจะสังเกตเห็นสีสด สีจาง ต่างกัน
การสรุปและการนำไปใช้ เด็กปฐมวัยมีความสามารถสรุปได้เฉพาะข้อมูลเชิงประจักษ์ เด็กสามารถบอกว่าอะไรเกิดขึ้น สาเหตุใด มีผลอย่างไร แต่เป็นไปตามสายตาที่เห็นเป็นรูปธรรมเท่านั้น ซึ่งการทดลองวิทยาศาสตร์ ทำให้เด็กเห็นจริงกับตา สัมผัสกับมือ เด็กจะบอกได้ว่ามีอะไรเกิดขึ้น การได้ฝึกทักษะอย่างเป็นกระบวนการจะทำให้เด็กสามารถบอกได้ว่าจะนำไปใช้ทำอะไร หรือนำไปใช้แก้ปัญหาอย่างไรได้ด้วย
เป้าหมายของการเรียนวิทยาศาสตร์
เด็กปฐมวัยเรียนวิทยาศาสตร์ในแง่ของทักษะพื้นฐาน กระบวนการและสาระวิทยาศาสตร์เบื้องต้น เป้าหมายสำคัญของการเรียน คือ (Brewer, 1995 : 290)
1. ให้เด็กได้ค้นคว้าและสืบค้นสิ่งต่าง ๆ และปรากฏการณ์ที่มี
2. ให้เด็กได้ใช้กระบวนการทักษะทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง
3. กระตุ้นความอยากรู้อยากเห็น ความสนใจ และเจตคติของเด็กด้วยการค้นให้พบ
4. ช่วยให้เด็กค้นหาข้อมูลความรู้บางอย่างที่เป็นวิทยาศาสตร์ที่สัมพันธ์กับชีวิตประจำวันและการสืบค้นของตัวเด็ก
การเรียนวิทยาศาสตร์ของเด็กปฐมวัยเป็นการเรียนเพื่อสร้างเสริมนิสัยการเรียนรู้อย่างมีกระบวนการ ส่งเสริมให้เด็กคิดอย่างเป็นระบบ และศึกษาสิ่งต่าง ๆ ด้วยการนำทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาใช้เป็นสิ่งกระตุ้นพัฒนาการเรียนรู้ และส่งเสริมพัฒนาการทุกด้านของเด็ก (ประสาท เนืองเฉลิม, 2545 : 20 - 26) ในขณะเดียวกัน กิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ทำให้เด็กได้พัฒนาความรู้วิทยาศาสตร์และได้พัฒนาองค์ความรู้ใหม่จากสิ่งที่เด็กได้สัมผัสด้วย
สาระวิทยาศาสตร์ที่เด็กต้องเรียน
ดังกล่าวแล้วว่าเด็กปฐมวัยเรียนวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาทักษะพื้นฐานวิทยาศาสตร์ การเรียนรู้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และสาระวิทยาศาสตร์ ซึ่งสาระวิทยาศาสตร์ที่เด็กปฐมวัยเรียนประกอบด้วยสาระต่าง ๆ ที่เป็นสิ่งแวดล้อมรอบตัว ดังนี้
1. สาระเกี่ยวกับพืช ได้แก่ พืช เรื่องที่นำมาเรียนได้แก่ ต้นไม้ ดอกไม้ ผลไม้ การปลูกพืช การใช้ประโยชน์จากพืช
2. สาระเกี่ยวกับสัตว์ ได้แก่ ประเภทของสัตว์ สวนสัตว์ การเลี้ยงสัตว์
3. สาระเกี่ยวกับฟิสิกส์ เช่น การจม การลอย ความร้อน ความเย็น
4. สาระเกี่ยวกับเคมี ได้แก่ รสผลไม้ การละลายของน้ำแข็ง
5. สาระเกี่ยวกับธรณีวิทยา ได้แก่ ดิน ทราย หิน ภูเขา
6. สาระเกี่ยวกับดาราศาสตร์ ได้แก่ ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาว ฤดูกาล
หลักสูตรการศึกษาปฐมวัย พุทธศักราช 2546 ได้กำหนดสาระทางวิทยาศาสตร์ไว้ในหลักสูตร เรียกว่า ธรรมชาติรอบตัว โดยกำหนดให้เด็กเรียน สิ่งมีชีวิต สิ่งไม่มีชีวิต รวมทั้งความเปลี่ยนแปลงของโลกที่แวดล้อมเด็กตามธรรมชาติ เช่น ฤดูกาล กลางวัน กลางคืน ฯลฯ
รูปภาพกิจกรรมในห้องเรียน
คำศัพท์
1. Scientific skills ทักษะทางวิทยาศาสตร์
2. Science สาระทางวิทยาศาสตร์
3. observation การสังเกต
4. comparison การเปรียบเทียบ
5. test การทดลอง
บรรยากาศในห้องเรียน : บรรยากาศในห้องเรียนเย็นสบาย ได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กมากขึ้น ที่นั่งสามรถมองเห็นอาจารย์สอนได้ชัดเจน
