การใช้แนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม หรือ STS ในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เกิดขึ้นในทุกประเทศทั่วโลก และมีวิธีการจัดการเรียนรู้ที่แตกต่างกันออกไป ซึ่ง Aikenhead (1994 อ้างถึงใน โชคชัย ยืนยง, 2550) ได้จำแนกการใช้ STS ในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 8 กลุ่ม ดังนี้
1) ใช้ STS สร้างแรงจูงใจในการเรียนวิทยาศาสตร์ การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะสร้างความสนใจให้กับหน่วยการเรียนทางวิทยาศาสตร์
2) การบูรณาการ STS เข้าไปในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบง่ายๆ การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้ใช้เวลาเพียง 1-2 ชั่วโมง ที่จัด STS ในเนื้อหาวิทยาศาสตร์ โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 5% กับ 95% แต่เนื้อหา STS ไม่ได้เรียงกลุ่มเชื่อมโยงกัน
3) การบูรณาการ STS เข้าไปในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบเต็มรูปแบบ การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้ใช้เวลาเพียง 1-2 ชั่วโมง ที่จัด STS ในเนื้อหาวิทยาศาสตร์ โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 10% กับ 90% แต่เนื้อหา STS มีการจัดลำดับเชื่อมโยงกัน
4) การเรียนวิทยาศาสตร์สาขาใดสาขาหนึ่งผ่านเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะใช้ STS เป็นตัวช่วยในการลำดับเนื้อหาของวิทยาศาสตร์ ซึ่งเนื้อหาวิทยาศาสตร์ถูกเลืกมาสอนเพียงสาขาใดสาขาหนึ่งเท่านั้น โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 20% กับ 80%
5) การเรียนวิทยาศาสตร์ผ่านเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะใช้ STS เป็นตัวช่วยในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โดยเนื้อหาวิทยาศาสตร์ที่ถูกเลือกมาสอน จะมีทุกสาขาวิชาขึ้นอยู่กับเนื้อหา STS โดยอัตราส่วน STS กับเนื้อหาวิชาของวิทยาศาสตร์เป็น 30% กับ 70%
6) การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ด้วยเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะเน้นเนื้อหา STS มีการประเมินความรู้นักเรียนทั้งเนื้อหา STS และเนื้อหาวิทยาศาสตร์
7) การบูรณาการเนื้อหาวิทยาศาสตร์เข้าไปในเนื้อหา STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้จะใช้ STS เป็นหลัก และจะกล่าวถึงความรู้วิทยาศาสตร์ในบางส่วนที่เกี่ยวข้องเท่านั้น การประเมินผลจะประเมินเนื้อหา STS เป็นหลัก ส่วนความรู้ทางวิทยาศาสตร์จะมีการประเมินเล็กน้อย โดยอัตราส่วนของ STS กับเนื้อหาของวิทยาศาสตร์เป็น 80% กับ 20%
8) การสอน STS การจัดการเรียนรู้ในกลุ่มนี้ จะเน้นเทคโนโลยีและสังคมเป็นหลัก ส่วนวิทยาศาสตร์เป็นเพียงตัวเชื่อมความสัมพันธ์ของเทคโนโลยีกับสังคมเท่านั้น การประเมินความรู้จะไม่มีการประเมินความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียน
สรุปได้ว่าการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม มีประวัติความเป็นมาอันยาวนาน ด้วยเป้าหมายหลักที่ต้องการพัฒนาให้คนมีความรู้ความสามารถทางวิทยาศาสตร์ สามารถนำความรู้นั้นไปใช้ในชีวิตประจำวัน เข้าใจข้อเท็จจริง แนวคิด ความเชื่อมโยงของแนวคิดและมีทักษะกระบวนการที่เป็นพื้นฐานในการเรียนรู้และการคิดอย่างมีเหตุผล เข้าใจคุณค่าและข้อจำกัดของวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีที่มีต่อสังคม เข้าใจและรู้ถึงความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม เพื่อแก้ปัญหาสังคมที่เกิดจากวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
การจัดการเรียนรู้เพื่อทำให้ผู้เรียนแต่ละคนได้สร้างองค์ความรู้ตามทฤษฎีคอนสตรัคติวิสและเพื่อให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ จึงสอดคล้องกับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ซึ่งแนวทางการใช้การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม มี 3 แนวทาง ได้แก่ แนวทางในเชิงประวัติศาสตร์ (Historical approach) แนวทางในเชิงปรัชญา (Philosophical approach) และแนวทางที่ใช้ประเด็นเป็นฐาน (Issues – based approach) แต่แนวทางที่นิยมใช้กันมากในประเทศไทย คือ Issues – based approach ซึ่งได้แก่การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Yager (1993), Bryant และคณะ (1995), Carin (1997), ณัฐวิทย์ พจนตันติ (2544) และ Yuenyong (2006) (โชคชัย ยืนยง, 2551)
(1) การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Yager (1993 อ้างถึงใน ชวนชื่น โชติไธสง, 2541 ) ประกอบด้วยขั้นตอนการจัดกิจกรรมได้ 3 ขั้นตอน ได้แก่
1. กำหนดหัวข้อการอภิปราย (The Subject Being Discussed) เป็นขั้นการสืบหาข้อมูลการอภิปรายจากกระแสความเป็นไปของท้องถิ่น ครอบครัวของนักเรียนแต่ละคน
2. รอเวลาให้ปรากฏ (The Use of Wait is Apparent) เป็นขั้นที่ให้นักเรียนเกิดกระบวนการของการตั้งคำถาม กำหนดความคิดที่ดี ๆ และพิจารณาความคิดที่ไม่มีคุณค่าในการตอบคำถาม
3. ปฏิบัติการร่วมกัน (The Cooperative Leaning) เป็นขั้นที่นักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาของแต่ละคน เพื่อหาข้อสรุปเป็นปัญหาร่วมกัน แล้วเสนอให้ครูพิจารณารับรองการทำงาน
(2) การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Bryant (1995 อ้างถึงใน พัดชา เพิ่มพิพัฒน์, 2549) ประกอบด้วยกิจกรรม 6 ขั้นตอนในการพัฒนาความคิดรวบยอด กระบวนการและคุณลักษณะทางวิทยาศาสตร์ โดยครูผู้สอนจะเป็นผู้แนะนำ ช่วยเหลือให้นักเรียนทำตามขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
1. ขั้นสงสัย (Wonder) คือการที่ครูผู้สอนใช้ปัญหาสังคมที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี หรือประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องกับตัวนักเรียน กระตุ้นให้นักเรียนเกิดความสงสัยและตั้งคำถามในสิ่งที่ตนสนใจ
2. ขั้นวางแผน (Plan) ในขั้นนี้นักเรียนจะวางแผนร่วมกันกับเพื่อนเป็นกลุ่มหรือทำด้วยตนเองเพื่อหาวิธีการค้นคว้าหาคำตอบสำหรับคำถามในขั้นสงสัย โดยใช้แหล่งความรู้ต่าง ๆ ที่หลากหลาย
3. ขั้นค้นหาคำตอบ (Investigate) เป็นการดำเนินการในการค้นคว้าหาคำตอบจากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ ตามวิธีการที่ระบุไว้ในขั้นวางแผน โดยมีครูผู้สอนให้คำแนะนำ
4. ขั้นสะท้อนความคิดเห็น (Reflect) นักเรียนจะสะท้อนความคิดเกี่ยวกับการค้นคว้าและสรุปสาระที่ได้ศึกษาค้นคว้าและเรียนรู้จากขั้นค้นคว้าหาคำตอบ โดยครูผู้สอนจะแนะนำนักเรียนในการสรุปและเชื่อมโยงความคิด
5. ขั้นแลกเปลี่ยนประสบการณ์ (Share) เป็นขั้นตอนที่นักเรียนจะแลกเปลี่ยนสิ่งที่ได้เรียนรู้กับเพื่อน ๆ โดยการนำเสนอผลงานการค้นคว้าในรูปแบบที่น่าสนใจ
6. ขั้นนำไปปฏิบัติจริง (Act) คือขั้นตอนที่นักเรียนนำความรู้วิทยาศาสตร์ไปปฏิบัติจริงให้เกิดประโยชน์ต่อตนเอง และสังคมในรูปแบบต่าง ๆ เช่น การทำแผ่นพับ การจัดป้ายนิเทศ การจัดมุมวิทยาศาสตร์ และการจัดรายการเสียงตามสาย
(3) การจัดการเรียนรู้ ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสังคม ของ Carin (1997 อ้างถึงใน ปิยะนุช เหลืองาม, 2552) ประกอบไปด้วยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5 ขั้นตอน ดังนี้
1. ขั้นสืบค้น (Search) นักเรียนเลือกหัวข้อที่จะศึกษาจาก หนังสือ ตำรา การสาธิต กิจกรรมฝึกปฏิบัติ การไปทัศนศึกษา รายการ โทรทัศน์ หรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชุมชน โดยระดมสมองเพื่อเลือกหัวข้อ จากนั้นจะร่วมกันตั้งคำถามเพื่อศึกษาเจาะลึกในเรื่องที่สนใจต้องการศึกษา คำถามอาจมีมากมาย แต่จะเลือกคำถามที่เป็นปัญหาหลักที่จะศึกษามาเพียง 1- 2 คำถาม
2. ขั้นแก้ปัญหา (Solve) ในขั้นนี้จุดเน้นอยู่ที่การใช้กลวิธีในการสืบเสาะหาความรู้ นักเรียนจะฝึกใช้แนวทางการวิจัยทดลองเพื่อตอบคำถามในเรื่องที่สนใจศึกษา ซึ่งนักเรียนจะต้องเป็นผู้ลงมือปฏิบัติ เก็บรวบรวมข้อมูล บันทึกผลด้วยตนเอง
3. ขั้นสร้างความรู้ (Create) จากการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล นักเรียนสามารถสร้าง จัดกระทำและแสดงผลการค้นพบในรูปแบบต่างๆ เช่น การเขียนกราฟ แผนภูมิ หรือวิธีการอื่น ๆ
4. ขั้นแลกเปลี่ยนประสบการณ์ (Share) เป็นการเผยแพร่ข้อมูล นำเสนอผลการศึกษาค้นคว้าแก่กลุ่มเพื่อน โดยนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ เช่น การพูดปากเปล่า บรรยาย เขียนรายงาน และอื่นๆ
5. ขั้นนำไปปฏิบัติจริง (Action) นักเรียนนำผลที่ได้จากการศึกษาไปปฏิบัติ หรือนำเสนอข้อค้นพบแก่ผู้ที่เกี่ยวข้องเพื่อทำการแก้ไขปัญหาต่อไป โดยครูและนักเรียนอาจจัดการประชุมแบบพบปะ ชี้แจงปัญหาและข้อค้นพบ หรือเขียนจดหมายถึงบุคคลหรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
