เทคโนโลยี , วิทยาศาสตร์ , วิศวกรรมศาสตร์ , คณิตศาสตร์

STEM ประกอบด้วย 4 ศาสตร์ ซึ่งก็สามารถแบ่งตามสาขาวิชาได้เช่นกัน ดังนั้นเรามาดูกันว่าแต่ละสาขาเกี่ยวกับอะไรบ้าง

สะเต็มศึกษานั้นเป็นรูปแบบการเรียนรู้ที่ไม่เน้นการท่องจำแต่เน้นการปฏิบัติจริง เช่น การนำความรู้ไปแก้ไขปัญหาในชีวิต หรือการนำความรู้ไปช่วยในการทำงาน 

เพื่อให้ผู้เรียนสามารถบูรณาการศาสตร์ทั้ง 4 ไปใช้

1. วิทยาศาสตร์ (Science) 

2. เทคโนโลยี (Technology) 

3. วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) 

4. คณิตศาสตร์ (Mathematics) 

กิจกรรม STEM ยังเป็นการส่งเสริมการพัฒนาทักษะที่สำคัญและจำเป็นในโลกยุคใหม่ที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ 

เช่น ทักษะด้าน coding ที่เป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีในปัจจุบัน

STEM การพัฒนาประเทศ ทักษะ STEM สำคัญอย่างไรต่อประเทศไทย

การพัฒนาประเทศในด้านต่างๆ เรื่องของทักษะกำลังคนในประเทศถือว่าสำคัญเป็นอย่างมาก โดยในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ประเทศไทยประสบกับสภาวะแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ทั้งจากภายในและภายนอกประเทศ อาทิ ความท้าทายของเทคโนโลยีใหม่ ๆ ความสามารถในการแข่งขัน ปัญหาผลิตภาพการผลิต เป็นต้น ซึ่งบริบทการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้ประเทศไทยจำเป็นต้องเตรียมพร้อมต่อการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรม และเพื่อให้สามารถรับมือกับความท้าทายดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องใช้บุคลากรที่มีความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ (STEM) เพิ่มมากขึ้นทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพ ที่มา : สอวช. 

KidBright

KidBright เป็นบอร์ดสมองกลฝังตัวที่สามารถทำงานตามชุดคำสั่ง โดยผู้เรียนสามารถสร้างชุดคำสั่งผ่านโปรแกรม KidBright IDE บนคอมพิวเตอร์ ที่ใช้งานง่าย เพียงใช้การลากบล็อกคำสั่งมาวางต่อกัน (Drag and Drop) ช่วยลดความกังวลเรื่องการพิมพ์ชุดคำสั่งผิด ชุดคำสั่งที่ถูกสร้างดังกล่าวจะถูกส่งไปที่บอร์ด KidBright ให้ทำงานตามที่กำหนดไว้ เช่น รดน้ำต้นไม้ตามระดับความชื้นที่กำหนด หรือเปิด-ปิดไฟตามเวลาที่กำหนด เป็นต้น

KidBright มุ่งเน้นให้ผู้เรียนได้พัฒนากระบวนการคิดเชิงตรรกะร่วมกับความคิดสร้างสรรค์ สามารถต่อยอดสู่การพัฒนาแอปพลิเคชั่นและเทคโนโลยีด้วยตัวเองในอนาคต

เสียงดนตรีกับ KidBright 

  ใส่โน้ตมีสิ่งที่ต้องรู้ 2 อย่าง คือ จะใช้โน้ตอะไรและความยาวเสียงเท่าไหร่ ในบล็อกคำสั่งจะเขียนชื่อโน้ต

 เวลาเขียน C4 คือโน้ตตัวโดเสียงกลาง ถ้านั่งที่เปียโนโน้ต C4 จะเป็นคีย์สีขาวอยู่แถว ๆ กลางตัวเราโน้ต เร มี ฟา (D4 E4 F4) ขยับสูงขึ้นไปทางขวาจะได้เสียงสูงไปเรื่อย ๆ ขยับไป 7 ตัวจะเจอโดอีกครั้งที่เรียกว่า C5 คือตัวที่สูงไปอีก 1 octave ขยับไป 2 octave คือ C6 และ 3 octave คือ C7นอกนี้มันก็มีตัวแปลก ๆ อีก คือ #, b #=ดึงเสียงสูงขึ้นครึ่งเสียงและ b=ดึงเสียงต่ำลงครึ่งเสียง คือตัวคีย์สีดำ ๆ เล็ก ๆ บนเปียโน

   ก่อนเขียนคือความสั้นยาวของตัวโน้ตซึ่งเป็นการกำหนดตามจังหวะเพลงแต่ละเพลง ใน Kid Bright IDE มีการกำหนดความยาวโน้ตเป็น 4, 2, 1, 1/2, 1/4 มีสัญลักษณ์สากล

     โน้ตตัวอ้วน ๆ กลม ๆ สีขาวเรียกโน็ตตัวกลมมีค่าความยาวเสียงมากที่สุดเป็น 4 จังหวะเทียบได้กับโน้ตตัวขาว 2 ตัว โน้ตตัวขาวมีความยาว 2 จังหวะเท่ากับโน้ตตัวดำ 2 ตัว ไล่ลงมาเรื่อย ๆ เป็นเขบ็ตหนึ่งชั้น และเขบ็ตสองชั้นที่มีความยาวสั้นที่สุดที่ 1 ใน 4 เท่าของโน้ตตัวดำ  ตั้งระดับความดังของบัซเซอร์ไว้ซัก 30%

       ลงจาก 1 มา 2 มา 3 ต่อด้วยจบคำสั่ง Rest Duration

การหยุดจังหวะ เราใช้คำสั่ง Rest Duration ตามด้วยโน้ตตัวดำทำให้เพลงหยุดเล่นไป 1 จังหวะ 

ตัวอย่างตัวที่ 2 

ตัวอย่างตัวที่ 3  Kid Bright เพลงชาติไทย

โน้ตเพลงชาติไทย
1.      ดด มซ ซ ซล ทดํ รํมํ
2.      รํดํ ลซ ลท ดํมํ ดํรํ ดํดํ  ดํ ดํดํ
3.      ดด มซ ซ ซล ซฟ ลซ   ม
4.      ม ฟม รร     รร  มร  ดด
5.      ดด มซ  ซ  ซล ซฟ ลซ
6.      ซ ลท  ซรํ       ล ทล  ซ   
7.      ซ  ลซ  ฟร    ฟ ลซ  มด  
8.      ด มร  ร  รล  ท  ลซ
9.      ดด มซ ซ ซล ทดํ รํมํ
10.   รํดํ ลซ ลท ดํมํ ดํรํ ดํดํ  ดํ ดํดํ

เพลงชาติไทย ประเทศไทยรวมเลือดเนื้อชาติเชื้อไทย เป็นประชารัฐ ไผทของไทยทุกส่วน อยู่ดำรงคงไว้ได้ทั้งมวล ด้วยไทยล้วนหมาย รักสามัคคี ไทยนี้รักสงบแต่ถึงรบไม่ขลาด เอกราชจะไม่ให้ใครข่มขี่ สละเลือดทุกหยาดเป็นชาติพลี เถลิงประเทศชาติไทยทวีมีชัย ชโย

Thai national anthem: Thailand unites the flesh and blood of the Thai people, a people's state, all Thai people, can survive as a whole, because all Thais are united, love peace, but when it comes to war, we are not cowardly. We will not allow anyone to oppress us in our independence, we will sacrifice every drop of blood as a sacrifice for the nation, the Thai nation will rise up and be victorious. Hooray!

ตัวอย่างตัวที่ 4  Kid Bright  เพลงวันเกิด (แฮปปี้เบิร์ดเด)

เพลงวันเกิด (แฮปปี้เบิร์ดเด)

ซซล--ซ-ดท---ซซล--ซ-รด----ซซมดท---ล---ฟฟม--ดมร

ซซล--ซ-ดท---ซซล--ซ-รด----ซซมดท---ล---ฟฟม--ดรด

 

Arduino 

Arduino เป็นแพลตฟอร์มการพัฒนาซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ช่วยให้ผู้ใช้สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างง่ายดาย โดย Arduino มีบอร์ดหลายรุ่นที่ใช้งานได้ทั่วไป และมีฮาร์ดแวร์ที่สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ได้หลากหลาย เช่น อนาล็อกอินพุต/เอาต์พุต, ดิจิตอลอินพุต/เอาต์พุต, PWM, หรืออินเทอร์เน็ต โดยมีโปรแกรม IDE ที่ใช้ในการเขียนโค้ดและอัพโหลดโปรแกรมไปยังบอร์ด Arduino

      Arduino มีความสามารถที่ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์, มอเตอร์, LED, หน้าจอ OLED, รีเลย์, และอื่นๆ โดยมีความสามารถในการอ่านและเขียนข้อมูลผ่านพอร์ตต่างๆ เช่น USB, Serial, SPI, I2C และอื่นๆ ซึ่งทำให้เราสามารถใช้ Arduino ในการสร้างโปรเจ็กต์อิเล็กทรอนิกส์ได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นโปรเจ็กต์เล็กๆ เช่น การควบคุม LED หรือโปรเจ็กต์ใหญ่ๆ เช่น การควบคุมระบบอัตโนมัติในบ้าน หรือการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ IoT ต่างๆ

ภาษา C++ เต้ง เทคโนฯ

int led1 = 2;

int led2 = 3;

int led3 = 4;

int led4 = 5;

void setup()

{

pinMode(led1, OUTPUT);  

pinMode(led2, OUTPUT);

pinMode(led3, OUTPUT);

pinMode(led4, OUTPUT);

}

void loop()

{

digitalWrite(led1,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(led1,LOW);

delay(500);

digitalWrite(led2,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(led2,LOW);

delay(500);

digitalWrite(led3,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(led3,LOW);

delay(500);

digitalWrite(led4,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(led4,LOW);

delay(500);

}

Scratch

Scratch อ่านว่า สะ-แครช เป็นโปรแกรมภาษาคอมพิวเตอร์ ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานในรูปแบบของบล็อกคำสั่ง (Block Programming) แล้วนำมาต่อกันเพื่อสร้างรหัสคำสั่ง (Code) เพื่อสั่งให้โปรแกรม Scratch ทำงานตามที่ได้เขียนโปรแกรมไว้ สามารถนำมาใช้พัฒนาซอฟต์แวร์เชิงสร้างสรรค์ เช่น ภาพเคลื่อนไหว นิทานที่สามารถโต้ตอบกับผู้อ่านได้ เกม ดนตรี และศิลปะ และเมื่อสร้างเป็นชิ้นงานแล้ว ยังสามารถนำชิ้นงานที่สร้างนี้ นำไปแสดงและแลกเปลี่ยนความคิดเห็นร่วมกับผู้อื่นได้

ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ เช่นการบวก การลบ การคูณ การหาร เป็นพื้นฐานในการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมที่ต้องมีการกระทำกับข้อมูลที่เป็นข้อมูลประเภทตัวเลข

ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ โปรแกรม scratch

ประโยชน์ของโปรแกรม Scratch

• บวก
• ลบ
• คูณ
• หาร
• “สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการหาค่าเฉลี่ยหรือกระทำในรูปแบบอื่น ๆ ทางคณิตศาสตร์ได้ ขึ้นอยู่กับความสามารถของผู้เขียนคำสั่ง”
• อธิบายการทำงาน
  1. คือการกำหนดตัวแปร x มีค่าเท่ากับ 10
  2. คือการกำหนดตัวแปร y มีค่าเท่ากับ 20
  3 .คือการนำตัวแปร x และ y มาบวกกันแล้วแสดงผลคำตอบ
  4 .คือการรอ 1 วินาที
  5. คือการนำตัวแปร x และ y มาลบกันแล้วแสดงผลคำตอบ
  6. คือการรอ 1 วินาที
  7. คือการนำตัวแปร x และ y มาคูณกันแล้วแสดงผลคำตอบ
  8. คือการรอ 1 วินาที
  9 .คือการนำตัวแปร x และ y มาหารกันแล้วแสดงผลคำตอบ

• 1. ถูกพัฒนามาเพื่อจุดประสงค์ในการเรียนรู้จึงเหมาะสมในการเริ่มพัฒนาทักษะที่สำคัญ เช่น การคิดเชิงคำนวณ ตรรกะ อัลกอริทึม การแก้ปัญหา และความคิดสร้างสรรค์
  2. เป็นพื้นฐานสำคัญที่จะนำไปใช้ประโยชน์ในการเรียนรู้ภาษาในระดับสูงขึ้น โดยเริ่มจากกระบวนการเรียนรู้วิธีการเขียนโค้ดและนำไปพัฒนาต่อยอดไปยังภาษาโปรแกรมอื่น เช่น Java ภาษาซี และ Python ได้อีกด้วย
  3. ประโยชน์อื่น ๆ เช่น ช่วยให้เด็กคุ้นเคยกับการใช้เทคโนโลยี ช่วยกระตุ้นให้เกิดความคิดสร้างสรรค์และนำแนวคิดไปใช้ ได้ทั้งความรู้พร้อมเกิดความสนุกสนาน ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาทักษะในการบริหารโครงการและการพัฒนาทักษะทางสังคม

Python 

Python เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่ใช้อย่างแพร่หลายในเว็บแอปพลิเคชัน การพัฒนาซอฟต์แวร์ วิทยาศาสตร์ข้อมูล และแมชชีนเลิร์นนิง (ML) นักพัฒนาใช้ Python เนื่องจากมีประสิทธิภาพ เรียนรู้ง่าย และสามารถทำงานบนแพลตฟอร์มต่างๆ ได้มากมาย ทั้งนี้ซอฟต์แวร์ Python สามารถดาวน์โหลดได้ฟรี ผสานการทำงานร่วมกับระบบทุกประเภท และเพิ่มความเร็วในการพัฒนา

โจทย์ข้อที่ 1 ครูเต้ง เทคโนฯ

i = 1

while i <= 10:

    print(i, end = ', ')

    i = i + 1

Run คำตอบ 

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 

โจทย์ข้อที่ 2 ครูเต้ง เทคโนฯ

# decrease numbers by 5, start from 50

i = 50

while i >= 0:

    print(i, end = ', ')

    i = i - 5

# an empty line

print()

# print number series of 2n + 1

# where 1 <= n <= 10

n = 1

while n <= 10:

    print(2 * n + 1, end = ', ')

    n = n + 1

อธิบาย ขึ้นกับว่าคุณต้องการใช้ loop ทำอะไร ต่อมาเป็นตัวอย่างของโปรแกรมในการแสดงตัวเลขตั้งแต่ 50 จนถึง 0 โดยลดค่าลงมาทีละ 5 และในลูปที่สองเป็นการแสดงลำดับของอนุกรมเลขคณิตจากสูตร 2n + 1 โดย n มีค่าตั้งแต่ 1 ถึง 10

Run คำตอบ  

50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 0, 

3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 

Python มีการใช้งานอย่างไร

ภาษา Python มีกรณีการใช้งานหลายอย่างในการพัฒนาแอปพลิเคชัน ซึ่งรวมถึงตัวอย่างดังต่อไปนี้:

การพัฒนาเว็บฝั่งเซิร์ฟเวอร์

การพัฒนาเว็บฝั่งเซิร์ฟเวอร์ประกอบด้วยฟังก์ชันแบ็คเอนด์ที่ซับซ้อนซึ่งเว็บไซต์ดำเนินการเพื่อแสดงข้อมูลต่อผู้ใช้ ตัวอย่างเช่น เว็บไซต์ต้องโต้ตอบกับฐานข้อมูล สื่อสารกับเว็บไซต์อื่น และปกป้องข้อมูลเมื่อส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย 

Python มีประโยชน์สำหรับการเขียนโค้ดฝั่งเซิร์ฟเวอร์ เนื่องจากมีไลบรารีจำนวนมากที่ประกอบด้วยโค้ดที่เขียนไว้ล่วงหน้าสำหรับฟังก์ชันแบ็คเอนด์ที่ซับซ้อน นักพัฒนายังใช้เฟรมเวิร์ก Python ที่หลากหลายซึ่งมีเครื่องมือที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อสร้างเว็บแอปพลิเคชันได้เร็วขึ้นและง่ายขึ้นอีกด้วย ตัวอย่างเช่น นักพัฒนาสามารถสร้างโครงสร้างเว็บแอปพลิเคชันได้ภายในไม่กี่วินาที เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเขียนขึ้น

micro:bit

ไมโครบิต (Micro Bit, BBC Micro Bit หรือเขียนแบบศิลป์ว่า micro:bit เป็นฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สที่ออกแบบโดยบีบีซี (ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส คือ ฮาร์ดแวร์ที่เปิดเผยสเปก เฟิร์มแวร์ โดยผู้ที่สนใจทั่วไปสามารถนำข้อมูลเหล่านี้ไปสร้างหรือปรับปรุงต่อยอดฮาร์ดแวร์แบบเดียวกันด้วยตัวเองได้) โดย micro:bit มีการเปิดตัวขึ้นครั้งแรกในงานแคมเปญ Make It Digital ของบีบีซีเมื่อวันที่ 12 มีนาคม พ.ศ. 2558 โดยมีจุดประสงค์เพื่อส่งมอบอุปกรณ์ 1 ล้านเครื่องให้กับนักเรียนในสหราชอาณาจักรเพื่อใช้ในการศึกษาด้านคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี ไมโครบิตมีขนาดกระทัดรัดโดยมีขนาดเพียงแค่ครึ่งหนึ่งของบัตรเครดิต ง่ายต่อการพกพาและการนำไปประยุกต์ใช้งาน

Blocks > python

def on_button_pressed_a():
    music.start_melody(music.built_in_melody(Melodies.BIRTHDAY), MelodyOptions.ONCE)
input.on_button_pressed(Button.A, on_button_pressed_a)
def on_button_pressed_b():
    music.play_tone(988, music.beat(BeatFraction.WHOLE))
    music.play_tone(262, music.beat(BeatFraction.WHOLE))
input.on_button_pressed(Button.B, on_button_pressed_b)
basic.show_leds("""
    # # # # #
    . . # . .
    . . # . .
    . . # . .
    . . # . .
    """)

micro:bit เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่นิยมนำมาเป็นสื่อทางการเรียนรู้อย่างแพร่หลาย โดยการนำ micro:bit ไปใช้ ในด้านการจัดการเรียนการสอนนั้น สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานในรูปแบบของโครงงานต่าง ๆ ได้เหมือนบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ทั่วไป โดยสามารถนำไป code เพื่อสร้างเป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ  หรือสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ โดยต่อยอดเข้ากับอุปกรณ์เดิมเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น ระบบเปิด/ปิดไฟอัตโนมัติ, อุปกรณ์วัดความเอียง, ระบบตรวจสอบอุณหภูมิห้องแบบเรียลไทม์ รถยนต์บังคับสำหรับงานด้านต่าง ๆ , กังหันลม, เครื่องชงชา, ระบบควบคุมไฟจราจร, เครื่องเล่นเสียงดนตรี และเครื่องนับแต้ม 

อ้างอิง

• - scratch
• - python
• - kidbrigth
• - arduino
• - micro bit