5E Instructional Model

5 ลำดับขั้นการเรียนการสอน

ที่ควรนำมาใช้ปฏิบัติ

          รูปแบบการสอนแบบ 5E เป็นกลยุทธ์การสอนที่ช่วยให้นักเรียนเข้าใจในสิ่งที่เรียนรู้ได้ด้วยตนเอง สร้างทั้งความสนใจ กระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้ และปูทางให้กับการพัฒนาทักษะโดยใช้การตั้งคำถาม (inquiry) เป็นพื้นฐานในการให้ผู้เรียนได้นำประสบการณ์ที่เรียนรู้หรือฝึกฝน มาทดลองปฏิบัติหรือแสวงหาคำตอบ เกิดเป็นการเรียนรู้จากความเข้าใจที่ผู้เรียนค่อยๆ สร้างสมขึ้นมา โดยผู้สอนจะเป็นผู้ช่วยแนะนำแก้ไขและเสริมต่อในส่วนที่จำเป็น ต่างจากการสอนแบบเดิมที่ใช้การป้อนความรู้จากผู้สอนเป็นหลัก

          การตั้งคำถาม (inquiry) เป็นกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์และผู้ศึกษาวิชาวิทยาศาสตร์ใช้ในการหาความรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่มีอยู่ในธรรมชาติ การตั้งคำถามจะช่วยให้ผู้เรียนได้รับความรู้และความเข้าใจในแนวคิด หลักการ รูปแบบ และทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง การตั้งคำถามจึงเป็นส่วนที่สำคัญอย่างยิ่งของการศึกษาวิทยาศาสตร์ในทุกระดับและในทุกสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ 5E model เป็นรูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้นมาโดยมุ่งหมายให้ใช้เป็นแนวทางการสอนและเรียนรู้วิชาวิทยาศาสตร์ แต่แนวทางนี้ก็สามารถนำไปปรับใช้กับการศึกษาวิชาความรู้ในสาขาอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการให้การฝึกอบรมในสถานประกอบการซึ่งผู้เรียนต่างผ่านประสบการณ์กันมามากพอที่จะเข้าใจปัญหาและนำสิ่งที่เรียนรู้ไปปรับใช้ นอกจากนั้น การเรียนรู้ร่วมกันตามหลัก 5E ยังเป็นพื้นฐานที่ดีสำหรับการทำงานเป็นทีมอีกด้วย

ความเป็นมาของ 5E model 

          นักการศึกษาสองท่าน คือ J. Myron Atkin และ Robert Karplus ได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับการเรียนการสอนไว้ในปี ค.ศ. 1962 โดยมีพิ้นฐานแนวคิดมาจากงานของ Robert Piaget ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกแนวคิดเกี่ยวกับความฉลาดทางความคิดและการเรียนรู้ของนักเรียน

          model การเรียนการสอนของ Karplus ในตอนแรกมีเพียง 3 ลำดับ (phases) ได้แก่
     o การสืบค้น (exploration) เป็นการสร้างความสนใจในเรื่องที่จะเรียนรู้ให้เกิดกับผู้เรียน ให้ผู้เรียนได้ตั้งคำถาม แยกแยะประเด็นที่ตนเข้าใจหรือไม่เข้าใจจากพื้นฐานความคิดที่ตนมีอยู่
     o การนำเสนอแนวคิดใหม่ (concept introduction) โดยผู้สอนจะเป็นผู้เปิดประเด็นและกระตุ้นให้มีการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกันระหว่างผู้สอนและผู้เรียน
     o การสร้างความเข้าใจให้เกิดกับผู้เรียน (concept attainment) เป็นการเปิดโอกาสให้ผู้เรียนนำความรู้ความเข้าใจที่ได้ไปปรับใช้ในสถานการณ์อื่นและประเมินว่าความเข้าใจของตนมีความสมบูรณ์ถูกต้องแล้วหรือไม่

          Karplus และ Tier ได้ร่วมกันเขียนบทความเกี่ยวกับวงจรการเรียนรู้ลงในวารสาร Science Teacher ในปี ค.ศ. 1967 โดยได้รับการสนับสนุนจากโครงการปรับปรุงหลักสูตรวิชาวิทยาศาสตร์ (Science Curriculum Improvement Study: SCIS) และได้นำแนวคิดดังกล่าวไปใช้อย่างกว้างขวางในการจัดทำหลักสูตรการศึกษาวิชาวิทยาศาสตร์

          Roger W. Bybee แห่งสถาบันศึกษาหลักสูตรวิทยาศาสตร์ชีววิทยา (The Biological Science Curriculum Study: BSCS) ได้นำแนวคิดของ Karplus และ Tier มาปรับปรุงเป็น 5E Instructional Model หรือบางครั้งเรียกว่า วงจรการเรียนรู้แบบ 5E (5E Learning Cycle) ในปี ค.ศ. 1987 รูปแบบการสอนแบบ 5 E นอกจากจะมีพื้นฐานมาจากแนวคิดของ Karplus และ Tier แล้ว ยังมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องปรัชญาการเรียนรู้ด้วยการทดลองของ John Dewey, วงจรการเรียนรู้ด้วยการทดลองของ David Kolb, และทฤษฎีสร้างเสริมความรู้จากการต่อยอดประสบการณ์ (constructivist theory) ซึ่งมีสมมุติฐานว่า การเรียนรู้ไม่ได้เกิดจากการดูดซับความรู้ (passive absorption) แต่เกิดจากการเรียนรู้ในเชิงรุก (active learning) ผู้เรียนไม่ควรเรียนรู้จากการฟังและการอ่านเท่านั้น แต่ควรพัฒนาทักษะของตนด้วยการวิเคราะห์ ประเมิน แสวงหาประสบการณ์ และแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับเพื่อนร่วมเรียนเกี่ยวกับสิ่งที่ตนเข้าใจด้วย การช่วยกันแก้ไขปัญหาและวางแผนการสำรวจตรวจค้นเพื่อความเข้าใจจะช่วยให้เกิดการเรียนรู้ได้ดีและมากกว่าการเรียนอยู่ตัวคนเดียว หรือเรียนไปแข่งขันไปเพื่อเอาชนะกันระหว่างเพื่อนร่วมเรียน การตั้งคำถาม สังเกต วิเคราะห์ อธิบาย หาข้อสรุป และตั้งคำถามใหม่ จะสร้างประสบการณ์ความรู้ผ่านการคิดในเชิงตรรกะซึ่งเป็นความเข้าใจที่ชัดเจนมากกว่าการท่องจำจากหนังสือตำรา

          รูปแบบการสอนแบบ 5 E ประกอบด้วยการเรียนการสอน 5 ลำดับ (phases) คือ Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration และ Evaluation โดยในส่วนการประเมินผล แม้จะจัดไว้เป็นลำดับสุดท้าย แต่ในทางปฏิบัติ การประเมินผลจะกระทำตั้งแต่ลำดับแรกและจะยังไม่เปลี่ยนไปสู่ลำดับถัดไปจนกว่าจะประเมินแล้วว่าผู้เรียนมีความรู้และความเข้าใจตามมาตรฐานหรือเป้าหมายที่กำหนดไว้ในแต่ละลำดับนั้นแล้ว

1. สร้างความสนใจในการเรียนรู้ (engagement)

          โดยทั่วไปแล้ว ผู้เรียนจะมีพื้นฐานความรู้ความเข้าใจในเรื่องราวบางอย่างติดตัวมาบ้างไม่มากก็น้อย บางเรื่องก็เกี่ยวข้องกับเรื่องที่จะเรียน บางเรื่องก็ไม่เกี่ยวข้อง และที่เกี่ยวข้องก็อาจเป็นความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนหรือมีบางส่วนที่ไม่ถูกต้อง จึงเป็นโอกาสที่ผู้สอนจะได้ค้นหาว่าผู้เรียนรู้อะไรบ้างเกี่ยวกับเรื่องที่จะสอน ขณะเดียวกันก็เป็นโอกาสที่ผู้เรียนจะได้ทบทวนความรู้ความเข้าใจของตนในเรื่องนั้นไปพร้อมกัน ที่สำคัญ ผู้สอนจะต้องกระตุ้นให้ผู้เรียนรู้สึกสนใจและกระตือรือร้นในเรื่องที่จะเรียน ไม่รู้สึกเบื่อหน่ายหรือท้อแท้เมื่อทราบว่าสิ่งที่ตนเข้าใจมาแต่เดิมนั้นเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง

          หน้าที่ของผู้สอนในลำดับที่หนึ่งของ 5E model คือ 

     1) สร้างความสนใจและความกระตือรือร้นให้กับผู้เรียน 

     2) แจกแจง outline เรื่องที่จะเรียนและอธิบายให้ผู้เรียนทราบว่าพวกเขาจะได้รับประโยชน์อะไรจากการเรียนรู้เรื่องดังกล่าว 

     3) ตั้งคำถามเพื่อกระตุ้นให้ผู้เรียนอยากค้นหาคำตอบ หรือให้ผู้เรียนเรียบเรียงสิ่งที่ผู้เรียนมีความรู้ความเข้าใจในเรื่องที่กำลังจะเรียน แล้วนำมาเล่าให้กันฟัง 

     4) ย้ำเตือนวิธีการเรียนรู้ว่า ผู้เรียนจะต้องนำประสบการณ์เดิมที่มีอยู่และสิ่งที่เรียนรู้ใหม่นี้มาใช้ในการแก้ไขปัญหา

          ผู้สอนใช้เวลาในลำดับที่หนึ่งนี้ในการประเมินความรู้ที่มีอยู่ในปัจจุบันของผู้เรียนโดยใช้การตั้งคำถามและสนับสนุนให้ผู้เรียนอธิบายความรู้ความเข้าใจของตนออกมา

2. การค้นหาความรู้ (exploration) 

          ผู้เรียนจะค้นหาคำตอบให้กับคำถามที่ผู้สอนได้ตั้งเป็นโจทย์ไว้ในลำดับที่หนึ่ง (engagement) โดยอาศัยความรู้เท่าที่มี ผู้เรียนจะป้อนคำถามระหว่างผู้เรียนด้วยกัน แลกเปลี่ยนความคิดเห็น และแสวงหาคำตอบกันภายในกลุ่ม วัตถุประสงค์หลักของการเรียนการสอนในลำดับที่สองนี้ คือ ให้นักเรียนได้เก็บเกี่ยวความรู้และแนวคิดโดยใช้การเรียนรู้จากประสบการณ์ อาจให้ผู้เรียนทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ หาประสบการณ์จากกรณีศึกษา หรือการแสดงบทบาทสมมุติ และนำสิ่งที่สังเกตหรือศึกษาได้มาแลกเปลี่ยนกันระหว่างผู้เรียน ผู้สอนควรทำหน้าที่เป็นพี่เลี้ยง (facilitator) ให้คำแนะนำและให้ผู้เรียนได้ค้นหาสิ่งที่ตนสนใจด้วยตนเองให้มากที่สุด

          หน้าที่ของผู้สอนในลำดับที่สองของ 5E model คือสนับสนุนให้ผู้เรียน 

     1) นำข้อมูลต่างๆ ทั้งจากผู้เรียนด้วยกันและที่ผู้สอนจัดให้ มาอภิปรายแลกเปลี่ยนความคิดเห็นในลักษณะการสนทนากลุ่ม 

     2) หาหนทางแก้ปัญหาในแบบต่างๆ หรือตีกรอบปัญหาให้ชัดเจน 

     3) นำประสบการณ์ของแต่ละคนมาใช้ในการวิเคราะห์ปัญหาเพื่อจะได้เห็นว่า จากประสบการณ์ที่ต่างกัน ให้ผลและแนวคิดที่ต่างกันอย่างไร 

     4) สังเกต อธิบาย บันทึก เปรียบเทียบ แบ่งปันความคิดและประสบการณ์กันระหว่างผู้เรียน 

     5) อธิบายว่าจากการดำเนินการที่กล่าวมา ทำให้เกิดความรู้ความเข้าใจในตัวปัญหาและวิธีการแก้ไขดีขึ้นมากน้อยเพียงใด

          ผู้สอนควรประเมินด้วยการสังเกตว่าผู้เรียนนำประสบการณ์และข้อมูลที่ได้จากผู้สอนและเพื่อนมาใช้ให้เป็นประโยชนอย่างไร มีตรรกะในการคิดหรือด่วนสรุปโดยไม่เกิดการเรียนรู้ หากเป็นกรณีหลัง ผู้สอนจะต้องให้แนวทางในการคิดเป็นการเพิ่มเติม นอกจากนั้น ผู้สอนจะต้องสังเกตบรรยากาศในการเรียนรู้ว่ามีความเครียดหรือบาดหมางเกิดขึ้นในกลุ่มหรือไม่ หากมีการใช้อิทธิพลกลุ่ม (group dynamic) มากเกินไป ควรแยกผู้เรียนออกเป็นกลุ่มย่อยเพื่อให้มั่นใจว่าผู้เรียนทุกคนมีอิสระในการแสดงความคิดเห็นของตน

3. การอธิบายเพื่อสร้างความเข้าใจที่ถูกต้อง (explanation) 

          เป็นขั้นที่ผู้สอนเปิดโอกาสให้ผู้เรียนแสดงความคิดเห็นเชิงวิเคราะห์ด้วยการนำประสบการณ์ที่ได้จากการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นระหว่างผู้เรียนรวมทั้งข้อสมมุติฐานที่ผู้เรียนและเพื่อนๆ มี มาใช้ประกอบการอธิบาย ผู้สอนควรเปิดโอกาสให้ผู้เรียนแสดงความคิดเห็นต่อประเด็นปัญหาและทางออกของปัญหาด้วยตนเองให้มากที่สุด และให้ความคิดเห็นเสริมเป็นระยะเมื่อผู้เรียนมีความคิดเห็นที่แตกต่างกันจนอาจบานปลายเป็นความขัดแย้ง หากผู้สอนมีสื่อการสอน เช่น วิดีโอ คอมพิวเตอร์ซอฟแวร์ หรือสื่ออื่นๆ ที่ช่วยให้เกิดความเข้าใจและเป็นประสบการณ์การเรียนรู้มาใช้ในขั้นตอนนี้ด้วย ก็จะช่วยให้การเรียนการสอนได้ผลดียิ่งขึ้น

          หน้าที่ของผู้สอนในลำดับที่สามของ 5E model คือ 

     1) สนับสนุนให้ผู้เรียนอธิบายแนวคิดที่กำลังเรียนรู้โดยใช้ภาษาของผู้เรียนเอง (ไม่ใช่จำมาทั้งท่อนแล้วเอามาพูด) 

     2) สนับสนุนให้ผู้เรียนรู้จักรับฟังความคิดเห็นของผู้เรียนคนอื่นๆ เป็นผู้ฟังที่ดี ไม่ดื้อรั้นดึงดันอยู่กับความคิดเห็นของตนเอง 

     3) สนับสนุนให้ผู้เรียนปรับแต่งแนวคิดให้ไปในทิศทางที่สมควรเพื่อการปรับความรู้ความเข้าใจของผู้เรียนไม่ให้เข้ารกเข้าพง 

     4) สนับสนุนให้ผู้เรียนบันทึกสิ่งที่ตนได้เรียนรู้ขณะนั้นเอาไว้ 

     5) สนับสนุนให้ผู้เรียนเปรียบเทียบสิ่งที่ตนรู้และเข้าใจในขณะนั้นกับแนวคิดละความรู้ความเข้าใจที่มีแต่ก่อน 

     6) ตั้งคำถามและประเมินคำตอบของผู้เรียนเพื่อประเมินว่าผู้เรียนสามารถนำความรู้ใหม่มาใช้ในการวิเคราะห์แก้ไขปัญหาได้ดีเพียงใด

4. การขยายความ (elaboration) 

          มาถึงขั้นนี้ ผู้เรียนน่าจะมีความเข้าใจพื้นฐานที่ดีพอสมควรในเรื่องที่เรียน ผู้สอนจึงควรขยายความรู้ความความเข้าใจของผู้เรียนด้วยการให้ข้อมูลเพิ่มเติมที่ช่วยเสริมเติมความรู้ความเข้าใจนั้นให้หนักแน่นมากที่สุดด้วยการนำสิ่งที่เรียนรู้นั้นไปปรับใช้กับสถานการณ์ที่คล้ายกันซึ่งผู้เรียนมีโอกาสพบได้ในโลกแห่งความเป็นจริง การใช้ตัวอย่างมาประกอบเข้ากับแนวคิดจะช่วยให้ผู้เรียนมีข้อสมมุติฐานที่เกี่ยวกับตนเองและผู้อื่น (mental model) ที่ชัดเจน สามารถเข้าใจเรื่องราวต่างๆ ได้ดีขึ้น

          หน้าที่ของผู้สอนในลำดับที่สี่ของ 5E model คือ 

     1) สนับสนุนให้ผู้เรียนเชื่อมโยงประสบการณ์ใหม่และประสบการณ์ที่มีมาแต่เดิมในเรื่องที่กำลังเรียนรู้ด้วยการใช้คำถามแบบการค้นหาเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ (scientific inquiry) 

     2) สนับสนุนให้ผู้เรียนเชื่อมโยงแนวคิด แก้ไขปัญหา และนำความรู้ความเข้าใจที่มีไปปรับใช้กับสถานการณ์ใหม่ 

     3) สนับสนุนให้ผู้เรียนใช้ศัพท์และคำเฉพาะทางวิทยาศาสตร์กับปัญหาเพื่อความคุ้นเคยและสื่อความหมายที่เป็นสากล แต่การใช้คำพูดและสำนวนยังคงเป็นสำนวนภาษาของตนเอง 

     4) สนับสนุนให้ผู้เรียนหาข้อสรุปที่เป็นเหตุเป็นผลโดยอาศัยข้อมูลหรือกรณีศึกษาที่มีอยู่ 

     5) สนับสนุนให้ผู้เรียนสื่อสารแลกเปลี่ยนแนวคิดและข้อสรุประหว่างผู้เรียน 

     6) ทดสอบผู้เรียนในสิ่งที่ได้เรียนรู้เพื่อตรวจสอบความรู้ความเข้าใจในขั้นสุดท้ายและเปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้ทบทวนความรู้ความเข้าใจของตนว่าสมบูรณ์ถูกต้องเพียงใด

5. การประเมินผล (evaluation) 

          ควรมีการประเมินผลเป็นระยะในทุกๆ ลำดับขั้นตอนที่กล่าวมาเพื่อให้ทราบว่าการสอนบรรลุวัตถุประสงค์ของการเรียนรู้และไม่มีความเข้าใจผิดใดเกิดขึ้นในระหว่างการเรียนรู้นั้น ในการประเมินผลอาจใช้คำชี้แจง (rubric), แบบตรวจประเมิน (checklist), การสอบถาม (interview), การสังเกต (observation) หรือเครื่องมือการประเมินผลอื่นๆ หากผู้ประเมินมีความสนใจในเรื่องใดเป็นพิเศษก็อาจสอบถามผู้เรียนเป็นการเพิ่มเติมและอาจนำวงจรการเรียนรู้มาใช้เพื่อต่อยอดเรื่องที่ให้ความสนใจนั้น

          หน้าที่ของผู้สอนในลำดับที่ห้าของ 5E model คือสนับสนุนให้ผู้เรียน 

     1) แสดงความเข้าใจของตนด้วยการตอบคำถามตามหลักเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ และอธิบายว่า ด้วยความเข้าใจนั้นสามารถนำไปปรับใช้เพื่อการหาข้อสรุปของปัญหาและการแก้ไขได้มากน้อยเพียงใด

     2) แบ่งปันความรู้ความเข้าใจให้ผู้เรียนคนอื่นๆ และให้ผู้เรียนเหล่านั้น แสดงความคิดเห็น 

     3) ผู้สอนควรตั้งคำถามที่เกี่ยวข้องเพื่อตอกย้ำความรู้ความเข้าใจให้ลึกลงไปเป็นพื้นฐานเพื่อการต่อยอดในโอกาสต่อไป

การใช้รูปแบบการสอนแบบ 5E ให้ได้ผลดีที่สุด

          Roger W. Bybee กล่าวว่า 5E model จะเกิดประสิทธิผลได้ดีที่สุดเมื่อ 

     1) นำมาใช้กับผู้เรียนที่เริ่มเรียนรู้แนวคิดหรือเรื่องใหม่ใดๆ เป็นครั้งแรก เพราะผู้สอนมีโอกาสใช้วงจรการเรียนรู้ได้เต็มรูปแบบ 

     2) ให้การเรียนการสอนในแต่ละลำดับ (phase) เป็นพื้นฐานในการเรียนรู้เรื่องที่เกี่ยวเนื่องต่อไป การนำ 5E มาใช้กับการเรียนการสอนเรื่องใดเรื่องหนึ่งที่ไม่มีส่วนต่อต่อยอด จะทำให้ 5E มีประสิทธิผลน้อยกว่าที่ควรเพราะผู้เรียนไม่มีโอกาสได้พัฒนาแนวคิดและยังปิดกั้นความสามารถในการเรียนรู้ของผู้เรียนอีกด้วย 

     3) ไม่ควรใช้เวลาในแต่ละลำดับนานเกินไปเพราะ 5E เน้นการใช้ผลสำเร็จของลำดับหนึ่งเป็นฐานสร้างการเรียนรู้ในลำดับถัดไป การจมอยู่กับลำดับใดลำดับหนึ่งนานเกินไป ผู้เรียนอาจหมดความกระตือรือร้นหรือลืมเรื่องที่ได้ปูไว้เป็นพื้นฐาน นอกจากนั้นความสนใจของเพื่อนร่วมเรียนที่ลดลงอาจส่งผลต่อการตั้งคำถามหรือได้คำตอบที่ไม่ช่วยสร้างการเรียนรู้หรือแนวคิดใหม่

          5E model เป็นรูปแบบการเรียนการสอนที่มีประสิทธิผลด้วยเหตุผลหลักสองประการ คือ 

     1. ใช้เทคนิคการเรียนรู้จากการตั้งคำถาม (inquiry) ในสิ่งที่ตนไม่รู้หรือสงสัย สืบค้นความรู้จากการนำไปปรับใช้กับกรณีศึกษาในลักษณะเรียนรู้จากการปฏิบัติ (learning by doing) อันเป็นเทคนิคการเรียนรู้และการฝึกอบรมแบบ active learning ผู้เรียนสามารถนำประสบการณ์ของตนเองมาเป็นโจทย์ในการศึกษาเรียนรู้ซึ่งนอกจากจะช่วยให้เกิดความรู้ความเข้าใจกับสิ่งที่เกิดกับตนเองแล้ว ยังช่วยให้ผู้เรียนจดจำการเรียนรู้ที่ได้รับอย่างแม่นยำอีกด้วย

     2. เป็นรูปแบบการเรียนรู้ตามธรรมชาติที่เด็กๆ ถามพ่อแม่ในสิ่งที่ตนสงสัยใคร่รู้ (patter recognition) การเรียนรู้แบบ 5E model จึงไม่ใช่การพยายามให้ผู้เรียนเรียนรู้สิ่งต่างๆ ด้วยเทคนิควิธีใหม่ แต่เป็นการจำลองธรรมชาติการเรียนรู้ที่ผู้เรียนเคยได้ใช้ในสมัยที่ตนยังเป็นเด็ก การที่ผู้สอนใช้วิธีดังกล่าวในการสร้างการเรียนรู้จึงเป็นการใช้ธรรมชาติของมนุษย์มาใช้พัฒนาผู้เรียนด้วยตัวของผู้เรียนเอง

          บทความที่เกี่ยวข้องซึ่งขอแนะนำให้อ่านประกอบ

• 4-Level Training Evaluation Model [Kirkpatrick]
• 6 Categories of Intervention [Heron]
• 70-20-10 Rule
• ABCD Model for Instructional Objectives
• Becoming an Effective Facilitator
• Case Study-Based Learning
• Learning Styles
• Model of Reflection [Atkins and Murphy]
• Role Playing Game (RPG)

---------------------------------