ในการวางแผนการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และคอมพิวเตอร์ ครูหลายท่านอาจจะสงสัยว่าจะมีรูปแบบการจัดการเรียนการสอน และกิจกรรมให้สนุก น่าสนใจ ครอบคลุมเนื้อหา สาระและมาตรฐานการเรียนรู้ได้อย่างไร ซึ่งหากจะว่ากันตามพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พุทธศักราช 2542 แล้ว จะมุ่งเน้นให้สถานศึกษาจัดกิจกรรมที่ส่งเสริมกระบวนการคิดของผู้เรียนเป็นสิ่งสำคัญ เพราะในยุคข้อมูลข่าวสารและเทคโนโลยี ที่ไร้ขีดจำกัด ผู้เรียนต้องรู้คิด รู้แสวงหาความรู้ และรักการเรียนรู้ตลอดชีวิต
การจัดกระบวนการเรียนรู้แบบวัฏจักรการสืบเสาะหาความรู้ 5 ขั้นตอน (5E) เป็นรูปแบบการจัดการเรียนการสอนแบบหนึ่ง ที่ช่วยพัฒนากระบวนการคิดระดับสูงคือ ความคิดวิจารณญาณ ความคิดสร้างสรรค์ และการคิดแก้ปัญหา ซึ่งรูปแบบดังกล่าวนี้ สาขาชีววิทยา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาระหว่างปี พ.ศ. 2544-2547 แล้วพบว่า สามารถพัฒนาผู้เรียนให้กล้าคิด กล้าทำ กล้าซักถาม กล้าโต้แย้ง กล้าแสดงออก รู้จักคิดวิเคราะห์ มีความคิดหลากหลาย มีจิตวิทยาศาสตร์ บรรยากาศการเรียนการสอนดี และเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ
ทั้งนี้ การสืบเสาะหาความรู้ เป็นกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ศึกษาอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ซึ่งวางอยู่บนพื้นฐาน ของหลักฐานหรือเหตุผลต่างๆ และอีกความหมายคือ เป็นกระบวนการที่นักเรียนใช้ในการค้นคว้า หาคำตอบอย่างมีระบบเพื่ออธิบายเหตุการณ์ต่างๆ ที่ต้องการศึกษา กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ ครูผู้สอนสามารถเลือกจัดให้ผู้เรียนได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์ผ่านกระบวนการต่างๆ ในการสืบเสาะหาความรู้ตามบริบทของผู้เรียน โรงเรียน และแหล่งการเรียนรู้ที่มีอยู่ตามความเหมาะสม โดยครูเป็นผู้สนับสนุนให้นักเรียนได้สำรวจปรากฏการณ์ต่างๆและกระตุ้นให้นักเรียนสร้างความเข้าใจ ทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างถูกต้อง
กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ 5 ขั้นตอน (5E) มีขั้นตอนที่สำคัญ ดังนี้
2. ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) เมื่อทำความเข้าใจในประเด็นหรือคำถามที่สนใจจะศึกษาอย่างถ่องแท้แล้ว ก็มีการวางแผนกำหนดแนวทางการสำรวจตรวจสอบ ตั้งสมมติฐาน กำหนดทางเลือกที่เป็นไปได้ ลงมือปฏิบัติเพื่อเก็บรวบรวมข้อมูล ข้อสนเทศ หรือปรากฏการณ์ต่าง ๆ วิธีการตรวจสอบอาจทำได้หลายวิธี เช่น ทำการทดลองทำกิจกรรมภาคสนาม การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยสร้างสถานการณ์จำลอง (simulation) การศึกษาหาข้อมูลจากเอกสารอ้างอิงหรือจากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลอย่างเพียงพอที่จะใช้ในขั้นต่อไป
3. ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) เมื่อได้ข้อมูลอย่างเพียงพอจากการสำรวจตรวจสอบแล้ว จึงนำข้อมูล ข้อสนเทศ ที่ได้มาวิเคราะห์ แปลผล สรุปผล และนำเสนอผลที่ได้ในรูปต่าง ๆ เช่น บรรยายสรุป สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ หรือวาดรูป สร้างตาราง ฯลฯ การค้นพบในขั้นนี้อาจเป็นไปได้หลายทาง เช่น สนับสนุนหรือโต้แย้งกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ หรือไม่เกี่ยวข้องกับประเด็นที่ได้กำหนดไว้ แต่ผลที่ได้จะอยู่ในรูปใดก็สามารถสร้างความรู้และช่วยให้เกิดการเรียนรู้ได้
4. ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) เป็นการนำความรู้ที่สร้างขึ้นไปเชื่อมโยงกับความรู้เดิมหรือแนวคิดที่ได้ค้นคว้าเพิ่มเติม หรือนำแบบจำลองหรือข้อสรุปที่ได้ไปใช้อธิบายสถานการณ์หรือเหตุการณ์อื่น ถ้าใช้อธิบายเรื่องต่างๆ ได้มากก็แสดงว่าข้อจำกัดน้อย ซึ่งก็จะช่วยให้เชื่อมโยงกับเรื่องต่างๆ และทำให้เกิดความรู้กว้างขวางขึ้น
5. ขั้นประเมิน (Evaluation) เป็นการประเมินการเรียนรู้ด้วยกระบวนการต่างๆ ว่านักเรียนมีความรู้อะไรบ้าง อย่างไร และมากน้อยเพียงใด จากขั้นนี้จะนำไปสู่การนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในเรื่องอื่นๆ การนำความรู้หรือแบบจำลองไปใช้อธิบายหรือประยุกต์ใช้กับเหตุการณ์หรือเรื่องอื่นๆ จะนำไปสู่ข้อโต้แย้งหรือข้อจำกัดซึ่งก่อให้เป็นประเด็นหรือคำถาม หรือปัญหาที่จะต้องสำรวจตรวจสอบต่อไป ทำให้เกิดเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องกันไปเรื่อยๆ จึงเรียกว่า inquiry cycle กระบวนการสืบเสาะหาความรู้จึงช่วยให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ ทั้งเนื้อหาหลักและหลักการ ทฤษฎี ตลอดจนการลงมือปฏิบัติ เพื่อให้ได้ความรู้ซึ่งจะเป็นพื้นฐานในการเรียนรู้ต่อไป
นอกจากนี้ในคู่มือครูกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ของ สสวท. จึงสนับสนุนรูปแบบการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ ส่วนการออกแบบการจัดการเรียนรู้เป็นแบบ 5E หรือการเขียนแผน 5E จึงขึ้นอยู่กับคุณครูผู้สอนแต่ละท่านจะออกแบบ สำหรับแผนการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา และดาราศาสตร์ ของศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี (ศวคท.) เป็นแบบสืบเสาะหาความรู้ อิงตามคู่มือครู ของ สสวท. [แต่ไม่ได้เขียนเป็น 5E เพราะออกแบบเป็น 3 ขั้นตอน ได้แก่ (1) ขั้นสร้างความสนใจ (2) ขั้นสำรวจและค้นหา (3) ขั้นลงข้อสรุป หรือสรุปง่ายๆ ก็คือ ขั้นนำ ขั้นสอน ขั้นสรุป นั่นเอง]
ดาวน์โหลด แผนการสอนวิชาฟิสิกส์แบบสืบเสาะ ของ ศวคท. คลิกเลย >> [ตัวอย่างการเขียนแผนการจัดการเรียนรู้]
ดาวน์โหลด แผนการสอนวิชาคณิตศาสตร์แบบสืบเสาะ ของ ศวคท. คลิกเลย >> [ตัวอย่างแผนการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์]
แหล่งเรียนรู้ : [ตัวอย่างวิจัยเกี่ยวกับการเรียนแบบสืบเสาะหาความรู้ 5Es]
หมายเหตุ : แผนการสอน หรือ แผนการจัดการเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และกลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ ที่ครูศักดิ์อนันต์ อนันตสุข จัดทำขึ้น จะอิงตามแนวทางการเขียนแผนการสอนข้างต้นนี้ ตามไปดูที่ >> [ซีดีผลงานแผนการสอนหลักสูตร 2551 ของ ศวคท.]