ที่มาและความสำคัญ(โดยสังเขป)
           พระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ.2542 และที่แก้ไขเพิ่มเติม (ฉบับที่ 2) พ.ศ.2545 ในหมวด 1 บททั่วไป ความมุ่งหมายและหลักการ มาตรา 6 การจัดการศึกษา “ต้องเป็นไปเพื่อพัฒนาคนไทยให้เป็นมนุษย์ที่สมบูรณ์ ทั้งทางร่างกาย จิตใจ สติปัญญา ความรู้และคุณธรรม มีจริยธรรมและวัฒนธรรมในการดำรงชีวิต สามารถอยู่ร่วมกับผู้อื่นได้อย่างมีความสุข” และหมวด 1 มาตราที่ 22 กล่าวว่า การจัดการศึกษา ต้องยึดหลักว่าผู้เรียนทุกคนมีความสามารถเรียนรู้และพัฒนาตนเองได้และถือว่าผู้เรียนมีความสำคัญที่สุด กระบวนการจัดการศึกษาต้องส่งเสริมให้ผู้เรียนสามารถพัฒนาตามธรรมชาติและเต็มตามศักยภาพและมาตราที่ 24 (1) จัดเนื้อหาสาระและกิจกรรมให้สอดคล้องกับความสนใจและความถนัดของผู้เรียน โดยคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคล (2) ฝึกทักษะกระบวนการคิด การจัดการ การเผชิญสถานการณ์ และการประยุกต์ความรู้มาใช้เพื่อป้องกันและแก้ไขปัญหา และ (3) จัดกิจกรรมให้ผู้เรียนได้เรียนรู้จากประสบการณ์จริง ฝึกการปฏิบัติให้ทำได้คิดเป็น ทำเป็น และเกิดการใฝ่รู้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งการศึกษาในยุคปัจจุบัน เป็นยุคที่ข้อมูลข่าวสารมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ทำให้เกิดองค์ความรู้ใหม่เกิดขึ้นมากมายด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสารสนเทศ การเข้าถึงแหล่งข้อมูลสามารถทำได้ทุกที่ทุกเวลา ส่งผลให้ผู้เรียนต้องมีการพัฒนาความสามารถในการเรียนรู้ด้วยตนเองอย่างต่อเนื่อง มีการแสวงหาความรู้ตลอดเวลา เพราะการเรียนรู้จากภายในห้องเรียนอย่างเดียวนั้น ไม่สามารถจะพัฒนาผู้เรียนให้นำความรู้ที่ได้จากการเรียนรู้ในห้องเรียนไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น ผู้สอนจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนวิธีการจัดการเรียนการสอนให้สอดคล้องกับการเรียนรู้ของผู้เรียน จากอดีตที่ผู้สอนเป็นผู้ถ่ายทอดและผู้สอนมาเป็นผู้ชี้นำวิธีการค้นคว้าหาความรู้ให้ผู้เรียน อันจะเป็นการพัฒนาให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ แสวงหาความรู้และประยุกต์ใช้ความรู้ด้วยความเข้าใจ สอดคล้องกับพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ.2542 ได้ให้คำจำกัดความของการศึกษาในมาตรา 22 ว่า “การจัดการศึกษาต้องยึดหลักว่าผู้เรียนทุกคนมีความสามารถเรียนรู้และพัฒนาตนเองได้ และถือว่าผู้เรียนมีความสำคัญที่สุด กระบวนการจัดการศึกษาต้องส่งเสริมให้ผู้เรียนสามารถพัฒนาตามธรรมชาติและเต็มตามศักยภาพ” วิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งในสมรรถนะในความฉลาดรู้พื้นฐาน (Basic Literacy) ทั้ง 4 ซึ่งได้แก่ ภาษาไทย ภาษาอังกฤษ คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ โดยวิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญยิ่งในสังคมโลกปัจจุบันและอนาคต เพราะวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับทุกคนทั้งในชีวิตประจำวันและการงานอาชีพต่าง ๆ ตลอดจนเทคโนโลยี เครื่องมือเครื่องใช้และผลผลิตต่าง ๆ ที่มนุษย์ได้ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในชีวิตและการทำงานเหล่านี้ล้วนเป็นผลของความรู้วิทยาศาสตร์ ผสมผสานกับความคิดสร้างสรรค์และศาสตร์อื่น ๆ วิทยาศาสตร์ช่วยให้มนุษย์ได้พัฒนาวิธีคิด ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะสำคัญในการค้นคว้าหาความรู้ ใช้ความรู้และทักษะเพื่อแก้ปัญหาหรือพัฒนางานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ รวมทั้งสามารถค้นหาข้อมูลหรือสารสนเทศ ประยุกต์ใช้ทักษะการคิดเชิงคำนวณและความรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ สื่อดิจิทัล เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริงอย่างสร้างสรรค์ สามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลที่หลากหลายและมีประจักษ์พยานที่ตรวจสอบได้ วิทยาศาสตร์เป็นวัฒนธรรมของโลกสมัยใหม่ซึ่งเป็นสังคมแห่งการเรียนรู้ (knowledge-based society) ดังนั้น ทุกคนจึงจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้รู้วิทยาศาสตร์ เพื่อที่จะมีความรู้ความเข้าใจในธรรมชาติและเทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างสรรค์ขึ้น สามารถนำความรู้ไปใช้อย่างมีเหตุผล สร้างสรรค์ และมีคุณธรรม ดังนั้น ครูผู้สอนจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเชื่อมโยงความรู้กับกระบวนการเรียนรู้ และการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนพัฒนาความคิด ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะที่สำคัญทั้งทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และทักษะในศตวรรษที่ 21 ในการค้นคว้าและสร้างองค์ความรู้ด้วยกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ สามารถแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ สามารถตัดสินใจ โดยใช้ข้อมูลหลากหลายและประจักษ์พยานที่ตรวจสอบได้ (สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน, 2560) ดังนั้น สรุปได้ว่า การเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ช่วยพัฒนาทั้งความรู้ ทักษะ สร้างเจตคติที่ดีให้ผู้เรียน ความกระหายที่จะเรียนรู้ (Active Learning) และมาควบคู่กับความคิดที่ต้องการจะเติบโต (Growth Mindset) การกระตุ้นให้ผู้เรียนเรียนรู้อย่างต่อเนื่องเป็นเรื่องสำคัญ เพราะทุกคนควรได้รับการส่งเสริมและกระตุ้นเพื่อให้เกิดเรียนรู้จนเกิดความสงสัย สู่การตั้งคำถามเกี่ยวกับโลกธรรมชาติรอบตัวที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา มีความรักที่จะศึกษาค้นคว้า ท้าทายปัญหา ลงมือปฏิบัติ คาดการณ์อย่างมีเหตุผล และเชื่อมโยงวิทยาศาสตร์เข้ากับศาสตร์วิชาอื่น ๆ เพื่อประยุกต์ใช้ในชีวิตจริง จนสามารถนำไปพัฒนาต่อยอดสิ่งประดิษฐ์ นวัตกรรม เทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตอบสนองกับโลกยุคใหม่ที่ไม่เคยหยุดนิ่ง เพราะวิชาวิทยาศาสตร์ได้สอดแทรกทักษะสำคัญ ที่จะนำพาผู้เรียนไปสู่การยอมรับความเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา สอนให้คาดการณ์ ใช้ตรรกะและเหตุผลในการวิเคราะห์สมมติฐานโดยใช้ข้อมูลเดิมที่มีอยู่เป็นฐานประกอบกับการสังเกต สืบค้น ใช้ประสาทสัมผัส คำนวณ จำแนกแบ่งประเภท และมีลักษณะพิเศษรอบด้านที่ผู้เรียนสามารถปรับตัวเข้ากับความท้าทายใหม่ ๆ มองเห็นความสัมพันธ์ของข้อมูล วิธีการแก้ปัญหาที่ต่างจากเดิม และรู้เท่าทันในการวางแผนชีวิตจริงให้ยืดหยุ่น จากการสังเกตและวิเคราะห์ปัญหาในชั้นเรียน พบว่า นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 มีผลการเรียนในรายวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่ำกว่าเกณฑ์ที่โรงเรียนกำหนด ทั้งนี้ อาจเกิดจากผู้เรียนขาดแรงจูงใจในการเรียนรู้ การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนที่ผู้เรียนได้มีส่วนร่วมในการทำกิจกรรมน้อย การยกตัวอย่างสถานการณ์ในบทเรียนที่เป็นเรื่องไกลตัว จึงไม่ตอบสนองต่อความต้องการของผู้เรียน ส่งผลต่อแรงจูงใจใฝ่สัมฤทธิ์และจิตพิสัยของผู้เรียน จากการศึกษาของผู้พัฒนานวัตกรรม พบว่า การจัดการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) โดยใช้การจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ 5 ขั้น (5E) เป็นรูปแบบการสอนที่ให้ผู้เรียนสามารถสร้างองค์ความรู้ได้ด้วยตัวเองโดยใช้การตั้งคำถาม (Inquiry) ให้ผู้เรียนได้นำประสบการณ์ที่ได้เรียนรู้ หรือฝึกฝน มาคิด และลงมือทำ จนเกิดเป็นการเรียนรู้จากความเข้าใจของตัวเอง การจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ 5 ขั้น (5E) ร่วมกับการใช้แผนผังความคิด ซึ่งเป็นเทคนิคในการจัดระบบความคิดที่มีประสิทธิภาพในการเชื่อมโยงความคิดต่าง ๆ ของผู้เรียนเข้าด้วยกัน โดยผู้เรียนแสดงความสัมพันธ์ของสาระหรือความคิดต่าง ๆ ออกมาในรูปแบบแผนผังหรือแผนภาพ ผ่านคำสำคัญ ภาพ สัญลักษณ์ สี โดยมีการเรียงลำดับความสำคัญของเนื้อหาจากความคิดหลักไปสู่ความคิดรองและความคิดย่อย และการเล่นเกมเป็นกิจกรรมการเล่นอย่างหนึ่งที่ไม่เพียงแต่สร้างความบันเทิงเท่านั้นยังถูกนำมาใช้การเรียนการสอนเพื่อสร้างแรงจูงใจในการเรียน ความรู้และทักษะต่าง ๆ รวมถึงทักษะการคิดอย่างแพร่หลายและได้รับการยอมรับในฐานะเครื่องมือทางการศึกษา บอร์ดเกมหรือเกมกระดานเป็น เกมอย่างหนึ่งที่อาศัยการเคลื่อนหรือวางตัวแทนเช่น หมาก ตัวนับและการ์ดลงบนพื้นผิวเรียบ ที่นอกจากจะมีจุดเด่นคือ ผู้เล่นแต่ละคนมีปฏิสัมพันธ์กันภายในเกมแล้ว ยังมีรูปแบบและกลไกการเล่นที่ซับซ้อนกระตุ้นให้เกิดการคิดได้หลากหลาย เช่น การคิดเชิงคำนวณ และการคิดแก้ปัญหา เป็นต้น โรงเรียนไทยรัฐวิทยา 28 (บ้านจานเขื่องนามั่ง) เป็นสถานศึกษานำร่องพื้นที่นวัตกรรมการศึกษา ในการส่งเสริมการเรียนรู้ของผู้เรียนตามความสามารถ ความถนัด และความสนใจ บนพื้นฐานบริบทต้นทุนทางสังคมของจังหวัดอุบลราชธานี ดังนั้น ผู้พัฒนานวัตกรรมจึงได้พัฒนานวัตกรรมการจัดการเรียนรู้เชิงรุก (Active learning) โดยใช้ SOFT POWER อัตลักษณ์อุบลราชธานีเรื่อง การพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน รายวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โดยใช้การจัดการเรียนรู้เชิงรุก (Active learning) แบบสืบเสาะความรู้ 5 ขั้น (5E) ร่วมกับแผนผังความคิด (Mind Mapping) และบอร์ดเกม (Board Game) เรื่อง ระบบนิเวศในโรงเรียนและชุมชนบ้านจานเขื่อง โดยนำวิถีชีวิตและสภาพแวดล้อมในโรงเรียนไทยรัฐวิทยา ๒๘ (บ้านจานเขื่องนามั่ง) และชุมชนบ้านจานเขื่อง อำเภอเขื่องใน จังหวัดอุบลราชธานี เป็นแหล่งเรียนรู้หลักในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอน เพื่อให้ผู้เรียนมีความรู้ความเข้าใจในเนื้อหาตามตัวชี้วัด มีส่วนร่วมในการอนุรักษ์วิถีชีวิตและสภาพแวดล้อมในโรงเรียนและชุมชนของตนเอง เกิดความรัก ความภาคภูมิใจ และมีความหวงแหนในอัตลักษณ์จังหวัดอุบลราชธานี

ผลลัพธ์ต่อนักเรียนนักเรียนมีทักษะในศตวรรษที่ 21
ผลลัพธ์ต่อครู : ครูมีนวัตกรรมการเรียนรู้โดยใช้การจัดการเรียนรู้ Active Learning ร่วมกับเทคนิคการจัดการเรียนรู้
ผลลัพธ์ต่อโรงเรียน : โรงเรียนมีนโยบายที่ชัดเจนในการจัดการเรียนรู้ Active Learning ร่วมกับนวัตกรรมทางการศึกษา
ผลลัพธ์ต่อชุมชน : ชุมชนให้การสนับสนุนในการจัดการเรียนรู้
ประเภทของนวัตกรรม : นวัตกรรมการจัดการเรียนรู้
[ดาวน์โหลดรูปเล่มนวัตกรรม]