ผศ.ดร.นิวัฒน์ ศรีสวัสดิ์ อาจารย์สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ศึกษาและปัจจุบันดำรงตำแหน่งรองคณบดีฝ่ายวิจัยและนวัตกรรมการศึกษาสร้างสรรค์ คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น เผยข้อมูลของ "โครงการพัฒนาสมรรถนะนักเรียนระดับมัธยมศึกษาด้วยนวัตกรรม KKU Smart Learning" ในฐานะหัวหน้าทีมนวัตกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบสมาร์ทว่า เป็นนวัตกรรมการจัดการศึกษาที่ถูกออกแบบคิดค้นและพัฒนาขึ้นมาโดยนักวิจัยในมหาวิทยาลัยขอนแก่น เพื่อให้ผู้เรียนได้มีความรู้วิทยาศาสตร์ที่เท่าทันข้อความรู้สากลปัจจุบัน และมีทักษะการเรียนรู้ที่สำคัญในยุคดิจิทัลติดตัว โดยนวัตกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบสมาร์ทนี้ตั้งต้นจากผลการวิจัยเรื่อง "การพัฒนาโมเดลการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แบบสืบเสาะภายในสิ่งแวดล้อมปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ผ่านคอมพิวเตอร์แบบร่วมประสานเพื่อส่งเสริมกระบวนการคิดเชิงวิทยาศาสตร์ของผู้เรียน" ซึ่งผลงานนี้ทำให้ได้รับรางวัล TRF-OHEC-Scopus 2017 Young Researcher Award และ "การบ่มเพาะความรู้ในการสอนจำเพาะเนื้อหาโดยใช้เทคโนโลยีในกระบวนการวิทยาศาสตร์สืบเสาะ โดยใช้โปรแกรมการเรียนรู้ที่เน้นปฏิสัมพันธ์ระหว่างวิธีการสอนและเทคโนโลยี สำหรับนักศึกษาวิชาชีพครูวิทยาศาสตร์" โดยการสนับสนุนของสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.) จนได้นำองค์ความรู้จากผลงานวิจัยดังกล่าวมาใช้ในการถ่ายทอดเทคโนโลยีลงสู่โครงการ KKU Smart Learning ซึ่งโครงการนี้เป็นการทำงานร่วมกับโรงเรียนมัธยมศึกษาขนาดกลางจาก 20 จังหวัดในภาคอีสาน และปัจจุบันครอบคลุม 205 โรงเรียน
ผศ.ดร.นิวัฒน์ อธิบายว่า KKU Smart Science Learning เป็นนวัตกรรมการสอน ที่มุ่งเน้นการเรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างสอดคล้องกับยุคสมัย ทั้งในด้านของเนื้อหาและวิธีการเรียนรู้ ในการพัฒนาหน่วยการเรียนรู้ที่เป็นสากลและทักษะสำคัญในยุคศตวรรษที่ 21 ให้กับผู้เรียนนั้น ทีมวิจัยได้ผสานศาสตร์ในรูปแบบ "สะเต็มศึกษาแบบไร้รอยต่อ – Seamless STEM Education (บูรณาการวิทยาศาสตร์ วิศวกรรม เทคโนโลยี และคณิตศาสตร์อย่างเชื่อมต่อบริบทการเรียนรู้)" ซึ่งในการดำเนินชีวิตจริงนั้นเราไม่สามารถแยกการใช้ความรู้จากศาสตร์โดยขาดจากกันได้ และพัฒนาออกมาเป็นรูปแบบประสบการณ์การเรียนรู้และเครื่องมือเสริมการจัดการเรียนการสอนให้กับครู โดยอาศัยการผสานการทำงานร่วมกันของผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางแต่ละด้านทั้งด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และการศึกษา เพื่อให้ได้หน่วยการเรียนรู้ที่ทันสมัย เหมาะสมสอดคล้องกับจริตการเรียนรู้ตามยุค และเชื่อมโยงกับสถานการณ์ชีวิตจริงของผู้เรียน (Authentic Learning)
โดยในการดำเนินงานของโครงการ ทีมวิจัยได้ทำการสำรวจความพร้อมของโรงเรียนในการจัดการเรียนการสอนและความสนใจของนักเรียนกลุ่มเป้าหมาย ทำให้พบว่าโรงเรียนขนาดกลางค่อนข้างขาดความพร้อมด้านอุปกรณ์วิทยาศาสตร์พื้นฐาน แต่เราพบว่านักเรียนกว่าร้อยละ 80 มีสมาร์ทโฟน (Smartphone) และพวกเขามีความสุขสนุกกับการใช้อุปกรณ์เหล่านั้นในการเรียนรู้ตามจริตของคนยุคนี้ เราจึงได้คิดออกแบบการนำสมาร์ทโฟนมาเป็นหนึ่งในอุปกรณ์เสริมการเรียนรู้ (Learning partner) สำหรับการจัดกระบวนการสอน และใช้ในการทดลองต่าง ๆ (ทดแทนอุปกรณ์การทดลองทางวิทยาศาสตร์บางอย่าง) เช่น การนำสมาร์ทโฟนติดเข้ากับรถของเล่นเพื่อใช้เซ็นเซอร์ GPS ที่อยู่ในสมาร์ทโฟนตรวจจับระยะทางแล้วนำมาพิจารณาหาความเร่ง (Acceleration)ของการเคลื่อนที่ การใช้บันทึกประจักษ์พยาน (Evidence) ของการทดลองผ่านสมาร์ทโฟนเพื่อนำมาวิเคราะห์และสรุปข้อมูลเป็นคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ การทดลองปฏิบัติการผ่านปรากฏการณ์เสมือนจริง (Simulation lab) เพื่อทดแทนการทดลองที่อันตรายและขยายขอบเขตการเข้าใจได้ในสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า เช่น พฤติกรรมในระดับโมเลกุล โดยทั้งหมดนี้ผู้เรียนสามารถเรียนรู้ผ่านทักษะพื้นฐานทางดิจิทัลที่ตนเองมีควบคู่ไปกับแอปพลิเคชันที่ทีมวิจัยในโครงการร่วมกันผลิตขึ้น
การจัดกระบวนการให้ผู้เรียนได้ลงมือเรียนรู้ด้วยตนเองผ่านเครืองมือเทคโนโลยี (Technology-enabled active learning) ได้เห็นความเชื่อมโยงของข้อความรู้วิทยาศาสตร์กับสถานการณ์ที่เป็นปัจจุบันในชีวิตจริง และสามารถคิดเห็นเป็นภาพได้จากการออกแบบตัวแทนความรู้ที่เหมาะสม จะทำให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้อย่างเข้าใจได้ลึกซึ้ง (Deep learning) และเกิดการสร้างหน่วยความจำในระยะยาว (Long-term memory) การที่ครูไม่ได้ให้เพียงข้อความรู้ แต่ยังให้ทักษะ แรงบันดาลใจ และแรงจูงใจในการเรียน จะทำให้ผู้เรียน "อยากเรียนรู้" การสอนในรูปแบบของ KKU Smart Learning สามารถช่วยลดความเหลื่อมล้ำของทักษะเดิมที่ผู้เรียนมีไม่เท่ากัน เช่น ทักษะในการคิดเห็นเป็นภาพในเรื่องวิทยาศาสตร์ ทักษะในการเขียนบรรยายข้อมูลประจักษ์พยานจากการทดลอง หรือทักษะในการอธิบายความผ่านการวาดภาพเพื่อนำเสนอ และยังลดความเหลื่อมล้ำในเรื่องอุปกรณ์ทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่โรงเรียนขนาดกลางและขนาดเล็กมีไม่พร้อม ดังนั้นจะไม่มีนักเรียนคนใดถูกทิ้งไว้ข้างหลัง ทุกคนสามารถสนุกกับการเรียนรู้ไปด้วยกัน
ครูสามารถใช้นวัตกรรมของเราซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐานและตัวชี้วัดการเรียนรู้ของกระทรวงในการออกแบบกระบวนการสอนของตน และสามารถใช้โมบายแอปพลิเพชันกำกับติดตามการเรียนรู้ของนักเรียนได้ทันที (Real Time) เพราะบทบาทของครูที่ผันตัวมาเป็นผู้อำนวยการเรียนรู้ (Facilitator) ให้กับเด็ก นอกจากการพาเด็กลงมือเรียนรู้ด้วยตนเองแล้ว ครูยังต้องทันกับแนวโน้มในความเข้าใจที่มีอยู่เดิมที่อาจจะผิดหรือคลาดเคลื่อนของเด็ก เพื่อให้สามารถแก้ไขสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงที โดยครูสามารถให้คำแนะนำ ช่วยโค้ชแบบเฉพาะบุคคล หรือนำสิ่งที่เป็นแนวความเข้าใจของเด็กที่ได้เรียนรู้มาแสดงผลผ่านจอโทรทัศน์หรือเครื่องฉายภาพร่วมกันในชั้นเรียน โดยไม่เปิดเผยให้นักเรียนถูกรู้ตัวตน เพื่อใช้เป็นสารสนเทศเพื่อการเลือกคำอธิบายสร้างความเข้าใจเพิ่มเติมให้แก่เด็กในชั้นร่วมกันได้
ผลจากการใช้นวัตกรรม KKU Smart Learning ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ของโรงเรียน พบว่าผู้เรียนมีแนวโน้มสนใจและมีความสุขกับการเรียนรู้วิทยาศาสตร์มากขึ้นโดยไม่มีข้อจำกัดในเรื่องเพศและทั้งกับนักเรียนที่มีและไม่มีความสนใจวิทยาศาสตร์เป็นทุนเดิม ซึ่งนั่นอาจเป็นสิ่งสะท้อนให้เห็นว่า การจะผลักดันประเทศไทยสู่ Thailand 4.0 ที่ขับเคลื่อนประเทศด้วยความคิดสร้างสรรค์ นวัตกรรม และเทคโนโลยี อาจต้องเริ่มจากการเปลี่ยนแปลงการศึกษาไทยให้ตอบโจทย์การเรียนรู้ของผู้เรียนในปัจจุบันขณะ แล้วคุณจะพบว่าไม่มีใครไม่มีศักยภาพที่จะเรียนรู้ได้