การใช้เทคนิค SCAMPER พัฒนาความสามารถในการทำโครงงานนวัตกรรมของนักเรียน

          การพัฒนาความสามารถในการทำโครงงานนวัตกรรมของนักเรียนเป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยพัฒนาความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาของนักเรียน ซึ่งเทคนิค SCAMPER ถูกนับว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นความคิดสร้างสรรค์ของนักเรียน โดย SCAMPER ย่อมาจาก:

• S = Substitute (การทดแทน)
• C = Combine (การผสมผสาน)
• A = Adapt (การปรับเปลี่ยน)
• M = Modify (การดัดแปลง)
• P = Put to Another Use (การนำไปใช้เพื่อประโยชน์อื่น)
• E = Eliminate (การตัดออก)
• R = Reverse (การย้อนกลับ)

          ทั้งนี้การใช้เทคนิค SCAMPER จะช่วยให้นักเรียนมองปัญหาและโอกาสในมุมมองที่หลากหลาย และสามารถสร้างสรรค์โครงงานนวัตกรรมที่น่าสนใจได้ ดังรายละเอียดต่อไปนี้

1. การทดแทน (Substitute): ในการทำโครงงานนวัตกรรมครูจะสนับสนุนให้นักเรียนมองหาส่วนประกอบหรือกระบวนการที่มีอยู่ในแนวคิดเดิมแล้วตั้งคำถามว่า “ถ้าเราไม่ใช้สิ่งนี้อีกแล้วเราจะใช้อะไรแทนได้บ้าง” การทดแทนนี้ไม่เพียงแต่เป็นการเลือกวัสดุหรือเครื่องมือใหม่ ๆ เท่านั้นแต่ยังเป็นการมองหาแนวทางการแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการผลิตหรือการออกแบบโดยใช้สิ่งที่แตกต่างออกไปจากเดิมด้วยการทดแทนนี้ นักเรียนอาจพบว่าสิ่งที่เลือกแทนมีคุณสมบัติที่ยั่งยืนกว่ามีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น หรือเพิ่มความสะดวกในการใช้งานยิ่งขึ้นซึ่งส่งผลให้โครงงานนั้นเกิดประสิทธิภาพและนวัตกรรมที่ตอบโจทย์ความต้องการของผู้ใช้ในวงกว้าง

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดกิจกรรมที่ให้นักเรียนสำรวจวัสดุหรือเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่สามารถนำมาทดแทนส่วนประกอบเดิมในสิ่งประดิษฐ์ได้

o นักเรียนทดลองใช้วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแทนวัสดุที่ใช้แล้วทิ้งในสิ่งประดิษฐ์ของตนเอง

o นักเรียนใช้วิธีการที่ไม่เคยลองมาก่อนในการแก้ปัญหาโครงงานเพื่อค้นพบวิธีการที่มีประสิทธิภาพ เช่น โครงงานลดกลิ่นอับในรองเท้า โดยนักเรียนทำโครงงานเกี่ยวกับการลดกลิ่นอับในรองเท้านักเรียนเดิมทีใช้ถ่านกัมมันต์และผงเบกกิ้งโซดาซึ่งได้ผลพอประมาณแต่กลิ่นยังหลงเหลือจึงลองวิธีการที่ไม่เคยลองมาก่อนคือ นักเรียนค้นคว้าและทดลองนำ “ถุงชาจากสมุนไพรอบแห้ง” เช่น ใบสะระแหน่และเปลือกส้ม ใส่เข้าไปในรองเท้า ผลลัพธ์คือเมื่อเปรียบเทียบปริมาณกลิ่นนักเรียนพบว่าถุงชาสมุนไพรดูดกลิ่นอับและให้กลิ่นหอมสดชื่นกว่าเดิมอย่างชัดเจน

2. การผสมผสาน (Combine): เมื่อเข้าสู่กระบวนการสร้างสรรค์โครงงานนวัตกรรมครูจะส่งเสริมให้นักเรียนเกิดความคิดแบบ “ถ้าเอาสองสิ่งมารวมกันจะเกิดอะไรขึ้น” การผสมผสานนี้หมายถึงการนำเอาแนวคิด เทคโนโลยี หรือองค์ความรู้จากหลายด้านมารวมเข้าด้วยกัน โดยอาจนำความรู้ทางวิทยาศาสตร์เข้ามาผสมกับเทคนิคการออกแบบศิลป์ หรือเทคโนโลยีสารสนเทศเข้ากับนวัตกรรมในภาคเกษตรกรรม ผลที่ได้ไม่เพียงแต่เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะเฉพาะตัวเท่านั้น แต่ยังสะท้อนให้เห็นถึงการบูรณาการความรู้หลายสาขาวิชาในการแก้ปัญหาจริง ๆ ซึ่งจะช่วยเปิดมุมมองใหม่ในการพัฒนาสิ่งประดิษฐ์

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดกิจกรรมกลุ่มที่ให้นักเรียนจากแผนการเรียนที่แตกต่างกัน หรือนักศึกษาในสาขาต่าง ๆ มาร่วมกันระดมความคิดและผสมผสานความรู้ของตนเองให้เข้ากับเพื่อน

o ครูสนับสนุนให้นักเรียนเข้าร่วมโครงการหรือการแข่งขันที่เกี่ยวข้องกับการผสมผสานเทคโนโลยีจากหลายสาขา

o นักเรียนร่วมมือกับเพื่อนจากแผนการเรียนหรือสาขาวิชาต่าง ๆ เพื่อพัฒนาโครงงานที่ผสมผสานความรู้จากหลายสาขา

o นักเรียนใช้เทคโนโลยีจากสาขาที่แตกต่างกันมาผสมผสานในการออกแบบผลิตภัณฑ์ใหม่ เช่น โครงงานเสื้อแจ็กเก็ตวัดอุณหภูมิร่างกายสำหรับผู้ป่วย (Smart Jacket) โดยนักเรียนใช้เทคโนโลยีสิ่งทอ (Textile) ผสมผสานกับการฝังเซนเซอร์วัดอุณหภูมิร่างกาย (Medical Electronics) และการส่งข้อมูลผ่านบลูทูธ (IT/Computer Science) ทำให้เสื้อสามารถแจ้งเตือนเมื่อผู้สวมใส่มีไข้สูงโดยอัตโนมัติ ทั้งยังรายงานข้อมูลไปยังมือถือผู้ดูแลหรือแพทย์ได้

3. การปรับเปลี่ยน (Adapt): ในระหว่างการทำโครงงานสิ่งที่เราพบอาจไม่ใช่สิ่งที่จะสามารถแก้ปัญหาได้อย่างราบรื่นในทุกสถานการณ์ ครูจึงกระตุ้นให้นักเรียนลองปรับใช้แนวคิดและวิธีการที่ประสบความสำเร็จในสาขาอื่น ๆ ให้นำมาปรับใช้ให้เข้ากับบริบทของตนเอง เช่น การนำวิธีการทำงานอัตโนมัติในสายอุตสาหกรรมมาประยุกต์ใช้ในโครงงานเพื่อเพิ่มความเร็วและแม่นยำในกระบวนการผลิตหรือวิธีการจัดการ PDCA จากสาขาการบริหารเข้ามาบูรณาการในเชิงระบบของผลิตภัณฑ์ที่นักเรียนพัฒนาขึ้น การปรับเปลี่ยนในลักษณะนี้ทำให้นวัตกรรมมีความสดใหม่และเหมาะสมกับการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในโลกแห่งความจริง

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดการเรียนการสอนที่เน้นการประยุกต์ใช้แนวคิดจากสาขาวิชาต่าง ๆ ในการแก้ปัญหา

o ครูสนับสนุนให้นักเรียนศึกษากรณีตัวอย่างจากสาขาอื่น ๆ เพื่อหาแนวทางในการปรับใช้ในโครงงานของตน

o นักเรียนปรับใช้หลักการของการออกแบบผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพมาปรับปรุงการออกแบบเครื่องมือการเกษตรเพื่อให้เก็บเกี่ยวผลิตผลที่ยังคงสารอาหารและโภชนาการได้ครบถ้วน

o นักเรียนศึกษากระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมอาหารแล้วนำมาปรับใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ

4. การดัดแปลง (Modify): กระบวนการดัดแปลงเป็นอีกขั้นตอนหนึ่งที่ครูย้ำให้นักเรียนไม่ยึดติดกับรูปแบบเดิม ๆ ของผลิตภัณฑ์หรือวิธีการทำงาน นักเรียนจะถูกชักจูงให้คิดค้นการปรับปรุงเพิ่มเติม หรือแม้แต่ปรับขยายคุณสมบัติต่าง ๆ ของสิ่งประดิษฐ์ให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้ใช้งานมากขึ้น เช่น การปรับขนาด รูปทรง การออกแบบที่ช่วยให้การใช้งานมีความสะดวกสบาย หรือแม้แต่การปรับปรุงฟังก์ชันการทำงานให้ครอบคลุมและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การดัดแปลงในลักษณะนี้ทำให้ผลิตภัณฑ์นั้นมีมูลค่าเพิ่มและสามารถแข่งขันในตลาดหรือในสังคมได้ดีขึ้น

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดกิจกรรมที่ให้นักเรียนทดลองปรับปรุงหรือดัดแปลงโครงงานของตนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพหรือความน่าสนใจ

o นักเรียนปรับปรุงการออกแบบผลิตภัณฑ์ให้มีฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติมที่ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้มากขึ้น เช่น น้ำมันสมุนไพรที่สามารถใช้ทาผิวกายเพื่อเพิ่มความชุ่มชื้นและรับประทานเพื่อบำรุงร่างกายได้อย่างปลอดภัย

o นักเรียนเพิ่มคุณสมบัติพิเศษให้กับผลิตภัณฑ์เพื่อเพิ่มมูลค่าและความน่าสนใจ เช่น ครีมบำรุงผิวที่สามารถใช้ทาผิวกายเพิ่มความชุ่มชื้นและสามารถใช้เป็นครีมกันแดดได้ด้วย

5. การนำไปใช้เพื่อประโยชน์อื่น (Put to Another Use): แนวคิดนี้เปิดโอกาสให้นักเรียนได้พิจารณาถึงประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นจากสิ่งประดิษฐ์นั่นเองครูจะกระตุ้นให้นักเรียนมองหาวิธีการนำผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นไปปรับใช้ในบริบทที่แตกต่างออกไปจากที่คิดตั้งแต่แรกหรือนำผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นไปปรับใช้ในวัตถุประสงค์การใช้งานที่แตกต่างจากเดิมแนวคิดนี้ช่วยให้นักเรียนตระหนักถึงคุณค่าที่แฝงอยู่ในสิ่งที่พวกเขาสร้างขึ้นและสามารถนำไปต่อยอดในโอกาสหรือปัญหาอื่น ๆ ได้อีกในอนาคต

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดให้แต่ละกลุ่มวิเคราะห์ว่าสิ่งประดิษฐ์ของตนสามารถนำไปแก้ไขปัญหาอะไรในชีวิตประจำวัน/ชุมชน/โรงเรียน จากนั้นนักเรียนระดมสมองและนำเสนอไอเดียรูปแบบใหม่ ๆ ของการประยุกต์ใช้นวัตกรรมรวมถึงเขียนแผนการดำเนินงานหรือทดลองใช้งานจริงในสถานการณ์จำลอง

o ครูสนับสนุนให้นักเรียนเข้าร่วมโครงการหรือกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับการนำสิ่งที่มีอยู่ไปใช้ในประโยชน์อื่น ๆ

o นักเรียนพัฒนานวัตกรรมหรือสิ่งประดิษฐ์ให้สามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมหรือสถานการณ์ที่แตกต่างกัน เช่น นักเรียนพัฒนาเครื่องกรองน้ำขนาดเล็กสำหรับตั้งบนโต๊ะเรียนปกติใช้กรองน้ำดื่มในโรงเรียน ต่อมาได้นำไปใช้ในค่ายพักแรมและบริจาคให้ผู้ที่ประสบภัยน้ำท่วมในชุมชนด้วยการปรับวัสดุให้ทนแรงดันน้ำและใส่ถ่านคาร์บอนเพื่อกรองได้ละเอียดขึ้น

o นักเรียนคิดหาวิธีการนำนวัตกรรมหรือสิ่งประดิษฐ์ของตนไปใช้ในสถานการณ์วัตถุประสงค์อื่น ๆ เช่น การนำโคมไฟตั้งโต๊ะไปใช้โดยสามารถถอดชิ้นส่วนชุดหลอดไฟ แผ่นโซลาร์เซลล์ และวงจรแบตเตอรี่จากโคมไฟตั้งโต๊ะ มาประกอบเป็นตะเกียงสำหรับตั้งแคมป์หรือโคมไฟฉุกเฉินกรณีไฟดับได้และสามาถถอดชิ้นส่วนกลับมาประกอบเป็นโคมไฟตั้งโต๊ะดังเดิมได้เช่นกัน

6. การตัดออก (Eliminate): ในขณะที่การคิดค้นและพัฒนาสิ่งประดิษฐ์นั้นมักจะมีแนวโน้มที่จะรวมเอาส่วนประกอบหรือขั้นตอนมากมายเข้าด้วยกันครูจึงส่งเสริมให้นักเรียนตั้งคำถามอย่างละเอียดว่า “ส่วนไหนที่อาจไม่จำเป็นหรือทำให้กระบวนการซับซ้อนเกินไป?” การตัดออกส่วนที่ไม่จำเป็นจะช่วยให้โครงงานนวัตกรรมมีความเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยนักเรียนจะต้องพิจารณาอย่างรอบคอบว่าแต่ละองค์ประกอบนั้นมีคุณค่าต่อการแก้ปัญหาจริงหรือไม่ การตัดออกที่เหมาะสมจะทำให้กระบวนการผลิตลดขั้นตอนที่ซ้ำซ้อนและเน้นไปที่ฟังก์ชันหลักที่เพิ่มคุณค่าสูงสุดให้กับผลิตภัณฑ์

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดกิจกรรมที่ให้นักเรียนวิเคราะห์และตัดสินใจว่าขั้นตอนหรือส่วนประกอบใดที่สามารถลดหรือกำจัดได้

o นักเรียนปรับปรุงกระบวนการทำงานในโครงงานเพื่อให้มีขั้นตอนที่สั้นลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

o นักเรียนตัดส่วนประกอบที่ไม่จำเป็นออกจากโครงงาน เพื่อทำให้โครงงานมีความเรียบง่ายและตรงประเด็น เช่น นักเรียนออกแบบ “แอปพลิเคชันบันทึกสมุดรายจ่ายประจำวันสำหรับเด็กมัธยม” ซึ่งมีฟังก์ชันหลายอย่าง ได้แก่ 1. บันทึกค่าใช้จ่าย 2. วิเคราะห์วงเงิน 3. ส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ PDF 4. เชื่อมต่อบัญชีธนาคาร 5. ระบบแจ้งเตือนแบบเล่นเกม (gamification) จากนั้นนักเรียนการตัดส่วนที่ไม่จำเป็นออกโดยหลังทดลองใช้และสัมภาษณ์กลุ่มเป้าหมายนักเรียนพบว่าฟังก์ชันเชื่อมต่อบัญชีธนาคารและระบบเล่นเกม ทำให้แอปทำงานช้าลงและยุ่งยากสำหรับผู้ใช้กลุ่มเป้าหมาย ดังนั้นนักเรียนจึงตัดฟังก์ชันเชื่อมต่อบัญชีธนาคารและ gamification ออกไป เหลือเพียงฟังก์ชันบันทึก รายงานและแจ้งเตือนรายวัน ทำให้แอปใช้ง่ายขึ้น ขนาดไฟล์เล็กลงและตรงกับความต้องการมากขึ้น

7. การย้อนกลับ (Reverse): ครูจะกระตุ้นให้นักเรียนลองมองจากมุมมองใหม่ ๆ โดยการพลิกกลับหรือเปลี่ยนลำดับขั้นตอนเดิม ๆ ที่ใช้ในการทำงานในโครงงานนวัตกรรม นักเรียนอาจทดลองเริ่มต้นจากจุดที่คาดว่าเป็นขั้นตอนสุดท้าย แล้วย้อนกลับมาดูวิธีการแก้ปัญหาในรูปแบบที่ต่างออกไปแนวคิดนี้ไม่เพียงแต่เปิดประตูให้เกิดการคิดนอกกรอบแต่ยังช่วยให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างขั้นตอนต่าง ๆ ในกระบวนการได้ชัดเจนขึ้น เมื่อมาตัดสินใจปรับเปลี่ยนลำดับขั้นตอนนักเรียนอาจค้นพบวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมและสามารถแก้ไขปัญหาในมิติที่หลากหลายได้

ตัวอย่างเช่น

o ครูจัดกิจกรรมที่ให้นักเรียนทดลองทำสิ่งที่ตรงกันข้ามกับวิธีการปกติเพื่อค้นพบวิธีการใหม่ ๆ

o ครูสนับสนุนให้นักเรียนคิดนอกกรอบและทดลองวิธีการที่ไม่เคยทำมาก่อน

o นักเรียนทดลองเปลี่ยนลำดับขั้นตอนการทำงานในโครงงานเพื่อดูผลลัพธ์ที่แตกต่าง เช่น เดิมนักเรียนทำโครงงานสบู่สมุนไพร โดยขั้นตอนดั้งเดิมคือ 1. ต้มสมุนไพรเพื่อสกัดน้ำ 2. ผสมสารสกัดกับน้ำมัน 3. เติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ 4. เทลงพิมพ์ 5. ทดลองเปลี่ยนลำดับ เมื่อนักเรียนลองเปลี่ยนลำดับเป็น 1. ผสมน้ำมันกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ก่อน 2. ค่อยเติมสารสกัดสมุนไพรในขั้นตอนหลังสุด จะได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างโดยสบู่ที่ได้มีสีและกลิ่นต่างจากเดิม เนื้อสบู่แข็งตัวแตกต่างกัน นักเรียนจึงได้ข้อมูลเปรียบเทียบและเลือกกระบวนการที่ได้ผลดีที่สุด

          การนำเทคนิค SCAMPER มาใช้ในการทำโครงงานนวัตกรรมจะช่วยให้นักเรียนพัฒนาความคิดสร้างสรรค์และสามารถสร้างสรรค์โครงงานที่มีคุณค่าและน่าสนใจได้อย่างมีประสิทธิภาพ