pythainlp/inquiringmind-website huggingface dataset:
# เราควรติดเรต X ให้กับประวัติวิทยาศาสตร์ไหม

“[Should the History of Science Be Rated X](http://origins.swau.edu/misc/classes/Rated%20X.pdf)?” เป็นชื่อของบทความเรื่องหนึ่งครับซึ่งเราอาจแปลชื่อนี้เป็นภาษาไทยได้ว่า “เราควรติดเรต X ให้กับประวัติวิทยาศาสตร์ไหม” ชื่อของบทความนี้แสดงถึงเจตนาของผู้เขียน ซึ่งต้องการประชดประชันผู้คนในวงการวิทยาศาสตร์ศึกษาว่า ทำไมประวัติวิทยาศาสตร์จึงได้รับความสนใจน้อยเหลือเกิน ทั้งๆ ที่ประวัติวิทยาศาสตร์มีประโยชน์และมีศักยภาพในการส่งเสริมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ของนักเรียน \[งานวิจัยจำนวนมากเปิดเผยว่า นักเรียนในปัจจุบันมีแนวคิดที่คลาดเคลื่อนคล้ายกับแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต ดังนั้น การศึกษาว่า อะไรที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ในอดีตเปลี่ยนแปลงจากแนวคิดที่คลาดเคลื่อนมาเป็นแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ ตลอดจนการเปลีย่นแปลงนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร จึงเป็นแนวทางสำหรับครูในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ได้ครับ\]

ในต่างประเทศ นักวิจัยจำนวนหนึ่งพยายามนำประวัติวิทยาศาสตร์มาใช้ในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์มานานแล้ว ซึ่งวารสาร “[Science & Education](http://link.springer.com/journal/11191)” เป็นแหล่งที่เผยแพร่และรวบรวมผลงานวิจัยทางด้านนี้ครับ อย่างไรก็ตาม หากเทียบกับการวิจัยด้านอื่นๆ การวิจัยด้านนี้ก็ยังมีน้อยอยู่มากครับ

ประเทศไทยก็ไม่มีอะไรที่แตกต่างกันครับ นักวิจัยจำนวนน้อยมาก (หรืออาจไม่มีเลย) ศึกษาและนำประวัติวิทยาศาสตร์มาใช้ในการจัดการเรียนการสอน เหตุผลง่ายๆ คือว่า การศึกษาประวัติวิทยาศาสตร์อย่างถ่องแท้นั้นเป็นเรื่องยาก ทั้งนี้ไม่ใช่เพราะแค่จำนวนแหล่งข้อมูลที่น้อยเท่านั้น แต่การศึกษาเนื้อหาด้านนี้ก็ยากมากเช่นกัน แหล่งข้อมูลส่วนใหญ่เป็นภาษาอังกฤษที่นักประวัติศาสตร์ชาวต่างประเทศได้ศึกษา แปล และบันทึกไว้ เนื้อหาบางส่วนอาจไม่ใช่ภาษาอังกฤษแบบปัจจุบันด้วยครับ แต่เป็นภาษาอังกฤษในสมัยก่อน นอกจากนี้ ยิ่งประวัติวิทยาศาสตร์ไม่ปรากฏอยู่ในหลักสูตรฯ การสอนประวัติวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนก็แทบไม่มีเลยครับ

โดยส่วนตัวแล้ว ผมเคยพยายามครั้งนึงครับ ผมเคยศึกษาประวัติการพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์เรื่องเสียง แต่ผมก็ไม่ได้ทำต่อไปจนกระทั่งถึงการนำสิ่งเหล่านั้นมาใช้ในการจัดการเรียนการสอน ท่านที่สนใจสามารถศึกษาได้จากบทความเรื่อง “[Alternative Frameworks in Conceptions of Sound: A Historical Evolution](http://www.phenope.in.th/documents/Alternative-Frameworks-in-Conceptions-of-Sound--A-Historical-Evolution-2010.pdf)” หากบทความนี้มีประโยชน์ ผมจะยินดีมากเลยครับ

ด้วยความสนใจประวัติวิทยาศาสตร์ที่น้อยนี่เอง มันจึงเหมือนกับถูกติดเรต X หรือถูกห้ามเผยแพร่กับนักเรียนไปโดยปริยายครับ
# ความเข้าใจเกี่ยวกับการเดินทางของแสงจากแหล่งกำเนิด

ในหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ. 2551 ของกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เรามีตัวชี้วัดหนึ่งในสาระที่ 5 “พลังงาน” ในระดับชั้น ป. 4 ซึ่งระบุไว้ว่า “ทดลองและอธิบายการเคลื่อนที่ของแสงจากแหล่งกำเนิด” โดยสาระการเรียนรู้แกนกลางระบุไว้ว่า “แสงเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดทุกทิศทาง และเคลื่อนที่เป็นแนวตรง” (หน้า 64)

แนวคิดนี้ดูเหมือนจะไม่ยาก และไม่น่าจะมีอะไรคลาดเคลื่อนนะครับ แต่อันที่จริงแล้ว นักเรียนหลายคนเข้าใจคลาดเคลื่อน ในบทความวิจัยเรื่อง “[Students’ Conceptual Change in Geometric Optics](http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/0950069960180709)” ผู้วิจัยสรุปผลการวิจัยเกี่ยวกับการเดินทางของแสงจากแหล่งกำเนิด

ผมสรุปความได้ดังนี้ครับ

สำหรับความเข้าใจแบบที่ 1 นักเรียนเข้าใจว่า แสงอยู่ในบริเวณโดยรอบแหล่งกำเนิด และอาจมีเส้นตรงโดยรอบแหล่งกำเนิด ซึ่งแสดงถึงการมีอยู่ของแสง แต่เส้นตรงนั้นไม่มีการระบุทิศการเดินทางของแสง

สำหรับความเข้าใจแบบที่ 2 นักเรียนเข้าใจว่า แสงเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดไปทุกทิศทาง และอาจมีลูกศรโดยรอบแหล่งกำเนิด ซึ่งแสดงทิศการเดินทางของแสง นักเรียนมักเข้าใจแบบนี้โดยเฉพาะเมื่อโจทย์สถานการณ์มีเพียงแค่แหล่งกำเนิดเท่านั้น

สำหรับความเข้าใจแบบที่ 3 นักเรียนเข้าใจว่า แสงเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้สังเกต โดยลูกศรแสดงทิศการเิดินทางของแสง นักเรียนมักเข้าใจแบบนี้โดยเฉพาะเมื่อโจทย์สถานการณ์มีทั้งแหล่งกำเนิดและผู้สังเกต

สำหรับความเข้าใจแบบที่ 4 นักเรียนเข้าใจถูกต้องว่า แสงเดินทางของจากแหล่งกำเนิดจากทุกๆ จุดไปในทุกทิศทาง \[ผมวาดแค่ 3 จุดนะครับ แต่อันที่จริงแล้ว ผมหมายถึงทุกจุด\]

สิ่งสำคัญคือว่า ครูจำนวนหนึ่งมักคิดว่า ความเข้าใจแบบที่ 2 คือความเข้าใจที่ถูกต้องแล้ว เพราะมันสื่อความหมายได้ตรงกับตัวชี้วัดข้างต้นว่า แสงเดินทางจากแหล่งกำเนิดไปในทุกทิศทาง แต่ตัวชี้วัดนี้ยังไม่ระบุอย่างชัดเจนว่า แสงเดินทางจาก**ทุกจุด**บนแหล่งกำเนิด**ไปในทุกทิศทาง** ความแตกต่างที่สำคัญคือว่า **ณ ตำแหน่ง 1 จุดของแหล่งกำเนิด แสงจะเดินทางออกมาในทุกทิศทาง _ไม่ใช่ 1 จุดมีเพียงแค่ 1 ทิศเท่านั้น_ **
# ข้อมูลเชิงคุณภาพในงานวิจัยเชิงทดลอง

งานวิจัยในต่างประเทศใ้ห้ความสำคัญกับข้อมูลเชิงคุณภาพมากขึ้นนะครับ แม้แต่งานวิจัยเชิงทดลอง ที่มีกลุ่มควบคุมและกลุ่มทดลอง ก็อาจไม่ได้มีแค่ข้อมูลตัวเลขเพียงอย่างเดียวแล้ว หากแต่มีการนำข้อมูลเชิงคุณภาพมาร่วมด้วย

ตัวอย่างเช่น ในงานวิจัยเรื่อง “[Teaching Future Teachers Basic Astronomy Concepts—Sun-Earth-Moon Relative Movement—at a Time of Reform in Science Education](http://www.oranim.ac.il/sites/heb/sitecollectionimages/personal/ricardo/teachingastronomy-moon1.pdf)” ผู้วิจัยศึกษาความเข้าใจของนิสิตครูเกี่ยวกับการเคลื่อนที่สัมพันทธ์กันของดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ ผู้ให้ข้อมูลประกอบด้วยนิสิต จำนวน 4 กลุ่ม โดย 1 กลุ่มเป็นกลุ่มทดลอง ส่วนอีก 3 กลุ่มเป็นกลุ่มควบคุมที่มีภูมิหลังแตกต่างกัน กลุ่มทดลองเรียนดาราศาสตร์ด้วยกิจกรรมการสร้างความรู้ด้วยตนเอง (Constructivist activity) ส่วนกลุ่มควบคุมเรียนดาราศาสตร์ด้วยการบรรยาย (Lecture)

ผู้วิจัยเก็บข้อมูลทั้งก่อนและหลังเรียน โดยใช้ข้อคำถามแบบเลือกตอบ 21 ข้อ (ข้อมูลเชิงปริมาณ) นอกจากนี้ ผู้วิจัยเก็บข้อมูลเชิงคุณภาพ โดยใช้การสัมภาษณ์ ณ ช่วงเวลาต่างๆ ของการวิจัยร่วมด้วย อย่างไรก็ตาม การสัมภาษณ์นี้เกิดขึ้นเฉพาะกับกลุ่มทดลองเท่านั้น ซึ่งผู้วิจัยต้องการนำข้อมูลเชิงคุณภาพนี้มาอภิปรายผลการวิจัยว่า กลุ่มทดลองมีพัฒนาการทางแนวคิดเรื่องนี้อย่างไร นั่นหมายความว่า ผู้วิจัยใช้ข้อมูลเชิงคุณภาพเพื่อสนับสนุนผลการเปรียบเทียบทางสถิติระหว่างคะแนนก่อนเรียนและคะแนนหลังเรียน

แม้ข้อมูลเชิงคุณภาพมีบทบาทน้อยในงานวิจัยเรื่องนี้ แต่งานวิจัยนี้แสดงให้เราเห็นว่า ข้อมูลเชิงคุณภาพสามารถเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยเชิงทดลองได้ครับ
# อุทาหรณ์จากงานวิจัย: การให้นักเรียนสืบค้นจากอินเตอร์เน็ต

อาจารย์หลายท่านคงเคยให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลในอินเตอร์เน็ต บางคนอาจทำบ่อย บางคนอาจทำไม่บ่อย อันนี้ก็แล้วแต่คน อย่างไรก็ตาม ผมมีอุทาหรณ์จากงานวิจัยเรื่องหนึ่งครับ งานวิจัยนี้มีชื่อว่า “[Internet as a Source of Misconception: Radiation and Radioactivity](http://tojet.net/articles/v9i4/949.pdf)”

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาว่า ข้อมูลอินเตอร์เน็ตเป็นแหล่งที่ก่อให้เกิดแนวคิดที่คลาดเคลื่อนหรือไม่ และอะไรบ้าง โดยผู้วิจัยสนใจศึกษาในเรื่องของกัมมันตรังสี และการแผ่รังสี ในการนี้ ผู้วิจัยแบ่งการวิจัยออกเป็น 2 ตอน โดยตอนที่ 1 เป็นการสำรวจการใช้อินเตอร์เน็ตของนักเรียน ได้แก่ วัตถุประสงค์ของการใช้อินเตอร์เน็ต เครื่องมือสืบค้น (Search engine) ที่นักเรียนชอบใช้ และ คำสำคัญที่นักเรียนใช้ในการสืบค้นเรื่อง “กัมมันตภาพรังสื และ การแผ่รังสี” ข้อมูลที่ได้จากตอนที่ 1 นำไปสู่การวิจัยตอนที่ 2 ครับ

ในตอนที่ 2 นั้น ผู้วิจัยนำข้อมูลที่ได้จากตอนที่ 1 ซึ่งประกอบด้วย “คำสำคัญ” และ “เครื่องมือค้นหา” ไปสืบค้นในอินเตอร์เน็ต จากนั้น ผู้วิจัยนำข้อมูลที่ได้จากเว็บไซต์ 200 อันดับแรกมาวิเคราะห์ว่า เนื้อหาเหล่านั้นมีแนวคิดที่คลาดเคลื่อนหรือไม่ และอะไรบ้าง โดยมีผู้เชี่ยวชาญด้านเนื้อหา 3 คน ร่วมกันวิเคราะห์ \[ผู้วิจัยไม่ได้ระบุว่า ผู้เชี่ยวชาญทั้งหมดมีการตรวจสอบความสอดคล้องของผลการวิเคราะห์หรือไม่\]

ผลการวิจัยปรากฎว่า อินเตอร์เน็ตมีเนื้อหาที่คลาดเคลื่อนหรืออาจก่อให้เกิดความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีและการแผ่รังสีครับ

อาจารย์คงจำกันได้นะครับว่า ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนเกิดขึ้นได้จากหลายแห่ง ทั้งประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน ภาษา การสอนที่ขาดความระมัดระวัง และสื่อต่างๆ ซึ่งในที่นี้หมายรวมถึงอินเตอร์เน็ตด้วยครับ \[เว็บไซต์นี้ก็อาจเป็นอีกแหล่งหนึ่งของแนวคิดที่คลาดเคลื่อนครับ 555+\]
# รังสีของแสงเป็นของจริงหรือสิ่งสมมติ

ผมขอเขียนเกี่ยวกับปรัชญาทางวิทยาศาสตร์หน่อยนะครับ ผมขอถามอาจารย์ว่า “รังสีของแสง” (ลูกศรที่แสดงทิศการเดินทางของแสง) เป็น “สิ่งที่มีอยู่จริง” หรือเป็น “สิ่งสมมติ”

หากอาจารย์ตอบว่า รังสีของแสงเป็นสิ่งที่มีอยู่จริง อาจารย์คงมีแนวคิดแบบ Realism ครับ แต่ถ้าอาจารย์ตอบว่า รังสีของแสงเป็นเพียงสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สมมติขึ้น อาจารย์ก็คงมีแนวคิดแบบ Instrumentalism ครับ

แนวคิดทั้งสองแบบนี้ต่างกันอย่างไร คำตอบคือว่า แนวคิดแบบแรก (Realism) เชื่อว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่มีอยู่จริงครับ แล้วนักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ที่ค้นพบสิ่งเหล่านั้น ดังนั้น ไม่ว่าใครจะค้นพบก็ตาม สิ่งที่ถูกค้นพบต้องเหมือนกัน แต่แนวคิดแบบหลัง (Instrumentalism) เชื่อว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สมมติขึ้นครับ ทั้งนี้เพื่อเป็นเครื่องมือในการบรรยายและอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ แต่การสมมตินี้ไม่ใช่การสมมติขึ้นลอยๆ นะครับ นักวิทยาศาสตร์ใช้หลักฐานเชิงประจักษ์ ร่วมกับความรู้ ประสบการณ์ จินตนาการ และความคิดสร้างสรรค์ครับ

ในปัจจุบัน เราจะเชื่อกันว่า ความรู้ทางวิทยาศาสต์ (เช่น รังสีของแสง) เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สมมติหรือสร้างขึ้นครับ ทั้งนี้เพื่อช่วยให้มนุษย์เราเข้าใจปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ เช่น การสะท้อนของแสง การหักเหของแสง การกระเจิงของแสง และอื่นๆ อีกมากมาย

รังสีของแสงเป็นสิ่งที่มีอยู่จริงหรือไม่นั้น มนุษย์เราคงไม่สามารถทราบได้ครับ เพราะแสงไม่เคยแสดงตัวในรูปแบบของลูกศรให้เราสังเกตเห็นสักครั้ง เราเองต่างหากที่เขียนลูกศรเพื่อแทนแสง อันที่จริงแล้ว คำถามว่า “รังสีของแสงเป็นสิ่งที่มีอยู่จริงหรือไม่” นั้นเป็นคำถามที่เกินขอบเขตความสามารถของมนุษย์ที่จะตอบได้ครับ มนุษย์เรารู้เพียงแค่ว่า เราสามารถใช้รังสีของแสงในการบรรยาย อธิบาย และทำนายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับแสงได้อย่างสอดคล้องกับผลการสังเกตของเราเท่านั้น ดังนั้น รังสีของแสงจึงเป็น “แบบจำลอง” ที่นักวิทยาศาสตร์สร้างหรือสมมติขึ้นครับ

อาจารย์ที่สนใจเกี่ยวกับ Realism vs Instrumentalism สามารถหาบทความเรื่อง “[The effect of teachers’ language on students’ conceptions of the nature of science](http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tea.3660260903/abstract)” มาอ่านเพิ่มเติมได้ครับ สาระหลักของบทความนี้เกี่ยวกับการใช้ภาษาของครู ซึ่งเป็นการศึกษาว่า การใช้ภาษาของครูนั้นสื่อความหมายว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นของจริงหรือเป็นสิ่งสมมติ

หมายเหตุ: ผมได้รับการเตือนจากน้องที่หวังดีว่า การนำบางส่วนในงานวิจัยมาใส่ไว้ในเว็บอาจเป็นการละเมิดลิขสิทธิ์ ดังนั้น ผมจึงขอหลีกเลี่ยงการกระทำดังกล่าว ไม่งั้นผมคงได้นอนคุกแน่ๆ ครับ
# การวิจัยศึกษาตนเอง (Self-Study Research)

ในระหว่าง “การอบรมเชิงปฏิบัติการเพื่อการเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลเชิงคุณภาพ” ที่ผ่านมา อาจารย์ได้มีโอกาสอ่านตัวอย่างข้อมูลเชิงคุณภาพ ซึ่งผมทำการสังเกตการสอนครูฟิสิกส์คนหนึ่ง ในระหว่างนั้น อาจารย์ผู้หญิงท่านหนึ่งแสดงความคิดเห็นว่า “หากเรานำกล้องไปบันทึกการสอนของตัวเอง เพื่อนำมาพิจารณาว่า การสอนของเราเป็นอย่างไร และเราควรปรับปรุงการสอนให้ดีขึ้นได้อย่างไร ก็คงเป็นเรื่องดี” ผมจำได้ว่า ตัวผมเองได้บอกไปว่า การทำแบบนั้นก็เป็นงานวิจัยอีกรูปแบบหนึ่งได้เช่นกัน ซึ่งงานวิจัยแบบนี้มีชื่อว่า “การวิจัยศึกษาตัวเอง” (Self-Study Research)

ในบทความเรื่อง “[การวิจัยศึกษาตนเอง: กลยุทธุ์ทางเลือกในการพัฒนาวิชาชีพครูของครู](http://www.tci-thaijo.org/index.php/edujournal_nu/article/download/9317/8429)” ผศ.ดร. ชาตรี ฝ่ายคำตา ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับงานวิจัยแบบนี้ครับ สิ่งสำคัญคือว่า ในการวิจัยศึกษาตนเองนั้น ผู้วิจัยและผู้ให้ข้อมูลเป็นคนเดียวกัน กล่าวคือ หากเราทำการวิจัยศึกษาตนเอง เราต้องทำการเก็บข้อมูลจากตัวเราเอง ซึ่งข้อมูลนั้นอาจเป็นข้อมูลจากการสังเกตการสอนของตัวเอง (โดยเราอาจมีการใช้กล้องบันทึกการสอนของเราเอง) การบันทึกสิ่งที่เราคิดและรู้สึกเอาไว้ในสมุดจด การตั้งคำถามแล้วตอบคำถามนั้นด้วยตัวเอง ในมุมมองของงานวิจัยแบบดั้งเดิม การกระทำแบบนี้ดูเหมือนเป็นเรื่องที่ขาดความน่าเชื่อถือนะครับ แต่หากเราทำด้วยใจเป็นกลางและไม่เข้าข้างตัวเองแล้ว การวิจัยแบบนี้จะช่วยให้เราเข้าใจตัวเองมากขึ้น และรู้ว่าตัวเรานั้นควรพัฒนาอะไรบ้างโดยที่ไม่ต้องมีใครมาบอก เราจะรู้ด้วยตัวของเราเอง (หากอาจารย์เคยอ่านเรื่อง “[งานวิจัยแบบมุมมองที่ 1 2 และ 3](http://www.inquiringmind.in.th/archives/332 "งานวิจัยแบบมุมมองที่ 1 2 และ 3")” อาจารย์คงทราบว่า การวิจัยศึกษาตนเองนี้เป็นงานวิจัยแบบมุมมองที่ 1)

แม้ว่าโครงการ Inquiring Mind “ครูไทย หัวใจสืบเสาะ” ไม่ได้มีวัตถุประสงค์ในการส่งเสริมงานวิจัยแบบนี้ แต่เป็นการส่งเสริมงานวิจัยเชิงคุณภาพเพื่อศึกษาแนวคิดของนักเรียน ซึ่งผู้วิจัยและผู้ให้ข้อมูลเป็นคนละคนกัน (ผู้วิจัยเป็นครู และผู้ให้ข้อมูลเป็นนักเรียน) แต่ถ้าอาจารย์สนใจ อาจารย์ก็สามารถอ่านบทความข้างต้นได้ รวมทั้งอาจารย์สามารถสอบถาม ผศ.ดร. ชาตรี ฝ่ายคำตา ได้โดยตรง เพราะท่านจะมาเป็นวิทยากรในการอบรมเชิงปฏิบัติเพื่อการเขียนรายงานวิจัยเชิงคุณภาพในวันที่ 8 – 10 สิงหาคมนี้ครับ

หมายเหตุ: ผมแจ้งรายละเอียดของการอบรมเชิงปฏิบัติการเพื่อการเขียนรายงานวิจัยเชิงคุณภาพไปทางอีเมลล์ของอาจารย์ทุกท่านแล้วครับ
# การศึกษาวิทยาศาสตร์ทางไกล (จริงๆ)

อาจารย์คงทราบข่าวที่นักบินอวกาศชาวจีนได้ทำการสอนวิทยาศาสตร์เด็กๆ จากนอกโลกนะครับ

ทันที่ที่ผมทราบข่าวนี้ ผมก็นึกถึงบทความวิจัยเรื่องหนึ่ง ซึ่งเป็นเรื่องแรกๆ ที่ผมอ่านจนจบ บทความนี้มีชื่อว่า “[Undergraduate students’ understanding of falling bodies in idealized and real-world situations](http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tea.20018/abstract)” แม้ว่าผมจำรายละเอียดของงานวิจัยนี้ไม่ได้แล้ว แต่ที่เหลืออยู่ในความจำของผมมีดังนี้ครับ

ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยต้องการศึกษาว่า นิสิตสามารถแก้โจทย์เกี่ยวกับการตกของวัตถุในสถานการณ์ 2 แบบได้แตกต่างกันหรือไม่ และอย่างไร โดยสถานการณ์ 2 แบบนี้คือ 1. สถานการณ์ในชีวิตประจำวัน (ซึ่งมีแรงต้านทานอากาศ) และ 2. สถานการณ์ในอุดมคติ (ซึ่งไม่มีแรงต้านทานอากาศ)

ในการนี้ ผู้วิจัยเก็บข้อมูลโดยการให้นักเรียนทำโจทย์เกี่ยวกับการตกของวัตถุและการสัมภาษณ์ ซึ่งผู้วิจัยพบว่า นิสิตทำโจทย์ในสถานการณ์อุดมคติได้ดีกว่าโจทย์ในสถานการณ์ชีวิตประจำวัน \[อาจารย์ที่สอนฟิสิกส์คงไม่แปลกใจ เพราะการสอนฟิสิกส์ส่วนใหญ่ใช้สถานการณ์อุดมคติ นั่นคือ การไม่คิดแรงต้านอากาศ\] นอกจากนี้ ผู้วิจัยยังพบว่า การให้นิสิตทำโจทย์สถานการณ์ทั้ง 2 แบบไปพร้อมๆ กัน นิสิตต้องคิดละเอียดมากขึ้น ทำให้มีความเข้าใจเกี่ยวกับการตกของวัตถุดีขึ้น

ผลงานวิจัยข้างต้นสอดคล้องกับการนำเสนอคลิปของนักบินอวกาศชาวจีน ซึ่งน่าจะช่วยให้นักเรียนเข้าใจเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุได้ดีขึ้นนะครับ เพราะนักเรียนจะเห็นว่า ปรากฏการณ์เดียวกันในอุดมคติเป็นอย่างไรและในชีวิตประจำวันเป็นอย่างไร ทั้งสองแตกต่างกันอย่างไร ซึ่งน่าจะแตกต่างจากการสอนฟิสิกส์ทั่วไป โดยครูมักนำเสนอนักเรียนว่า การเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ ในชีวิตประจำวันจะเป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ทั้งๆ ที่สิ่งที่เกิดขึ้นจริงอาจไม่ได้เป็นไปตามกฎเหล่านั้นซะทีเดียว เพราะเรามักไม่นำแรงต้านอากาศมาพิจารณา ดังนั้น นักเรียนจำนวนหนึ่งก็อาจเกิดความคิดแย้งอยู่ในใจว่า สิ่งที่เกิดขึ้นจริงไม่ได้เป็นไปตามที่ครูสอน ทั้งนี้เพราะครูไม่ได้บอกให้นักเรียนทราบว่า ในการทำโจทย์เรื่องการตกของวัตถุ แรงต้านอากาศจะถูกละไว้ในฐานที่เข้าใจ

อาจารย์นำคลิปพวกนี้ไปอภิปรายกับนักเรียนได้นะครับ
# ความเข้าใจของนักเรียนชั้น ม.4 เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ของดาว

ผมขอนำเสนองานวิจัยเรื่องหนึ่งครับ ซึ่งมีชื่อว่า “[Secondary Students’ Understanding of Gravity and the Motion of Planets](http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1949-8594.1989.tb11935.x/abstract)” ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาความเข้าใจของนักเรียนชั้น ม. 4 เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ของดาว โดยใช้การสัมภาษณ์นักเรียนเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 4 คน จำนวน 6 กลุ่ม โดยมีผู้สัมภาษณ์ 2 คน

ในมุมมองของผมการเก็บข้อมูลโดยการสัมภาษณ์นักเรียนเป็นกลุ่มแบบนี้ค่อนข้างยากนะครับ เพราะผู้สัมภาษณ์ต้องจดจ่อกับคำตอบของนักเรียนแต่ละคนไปพร้อมๆ กัน \[ซึ่งความเข้าใจของนักเรียนแต่ละคนบ่อยครั้งก็ไม่เหมือนกัน\] นอกจากนี้ หากไม่มีการจัดการระหว่างการสัมภาษณ์ที่ดีพอแล้ว ข้อมูลดิบที่ได้จะวิเคราะห์ยากครับ ตัวอย่างเช่น หากไม่มีการให้นักเรียนเอ่ยชื่อตัวเองก่อนการสัมภาษณ์ทุกครั้ง ผู้วิจัยจะแยกเสียงไม่ออกเลยว่า เสียงไหนเป็นของนักเรียนคนไหน ดังนั้น ผมจึงไม่เแปลกใจเลยที่การเห็บข้อมูลครั้งนี้ใช้ผู้สัมภาษณ์ 2 คน พร้อมกัน \[ถ้าหากผู้สัมภาษณ์ทั้ง 2 คน ไม่เข้าขากันแล้วล่ะก็ การเก็บข้อมูลก็จะยากขึ้นไปอีกครับ\]

ในการสัมภาษณ์นั้น ผู้วิจัย(ทั้ง 2 คน) แสดงแผนภาพ จำนวน 7 แผนภาพ ให้นักเรียนแต่ละกลุ่ม โดยแต่ละแผนภาพแสดงสถานการณ์สมมติเกี่ยวกับการส่งยานอวกาศ(ที่เหมือนกันทุกประการ)จากดวงดาวต่างๆ ไปยังอวกาศ แต่ละแผนภาพมีดวงอาทิตย์ และดาวแบบต่างๆ 3 ดวง จากนั้น ผู้สัมภาษณ์จะถามให้นักเรียนระบุว่า การส่งยานอวกาศจากดาวดวงใด “ยาก” หรือ “ง่าย” กว่ากัน เพราะเหตุใด

ตัวอย่างเช่น แผนภาพแรกประกอบด้วยดวงอาทิตย์ และดวงดาว 3 ดวง (A B และ C) ซึ่งมีขนาดและมวลเท่ากัน โดย A อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ถัดออกมาคือ B และ C ตามลำดับ ในขณะที่แผนภาพอื่นๆ มีการเปลี่ยนขนาดและมวลของดวงดาวให้แตกต่างกัน และมีการหมุนรอบตัวเองที่แตกต่างกัน เป็นต้น

ผลการวิจัยโดยสรุปเป็นดังนี้ครับ (หน้า 390) นักเรียนเข้าใจคลดาเคลื่อนว่า

> * แรงโน้มถ่วงของดวงดาวเกี่ยวข้องกับระยะห่างจากดวงอาทิตย์ของดวงดาวนั้น
> * แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ไม่เพียงแต่มีอิทธิพลต่อวงโคจรของดวงดาวรอบดวงอาทิตย์ แต่ยังมีอิทธิพลต่อแรงโน้มถ่วงของดวงดาวอีกด้วย
> * การหมุนรอบตัวเองของดวงดาวส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงของดวงดาวนั้น—ดาวที่หมุนรอบตัวเองช้า จะมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า ดาวที่หมุนรอบตัวเองเร็ว
> * การหมุนรอบตัวเองของดวงดาวขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดาวดวงนั้นเทียบกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์
> * การหมุนรอบตัวเองของดวงดาวขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของดวงดาวนั้น
> * อุณหภูมิ ณ พื้นผิวของดวงดาวส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงของดวงดาวนั้น
# เครื่องมือของมนุษย์ที่มีชื่อว่า “ความรู้ทางวิทยาศาสตร์”

ในการศึกษาความเข้า้ใจของนักเรียนเกี่ยวกับปรากฏการณ์ใดๆ เราไม่ควรด่วนสรุปนะครับว่า สิ่งที่นักเรียนแต่ละคนเข้าใจนั้นถูกหรือผิด แม้ว่าสิ่งที่นักเรียนแต่ละคนเข้าใจนั้นอาจไม่ตรงกับความตั้งใจของเรา ทั้งนี้เพราะในบางครั้งแล้ว นักวิทยาศาสตร์เองก็สามารถใช้แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ ในการอธิบายปรากฏการณ์เดียวกันได้ครับ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของการจมและการลอยของวัตถุในของเหลวใดๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้แนวคิดทางวิทยาศาสตร์อย่างน้อย 3 แบบ ในการอธิบายปรากฏการณ์เดียวกันนี้

1\. นักวิทยาศาสตร์อาจอธิบายการจม-ลอยของวัตถุในของเหลวได้ โดยใช้แนวคิดเรื่อง “**ความหนาแน่น**” กล่าวคือ ความหนาแน่นของวัตถุ เมื่อเทียบกับความหนาแน่นของของเหลว เป็นสิ่งที่กำหนดว่า วัตถุนั้นจะจมหรือจะลอยในของเหลว

2\. นักวิทยาศาสตร์อาจอธิบายการจม-ลอยของวัตถุในของเหลวได้ โดยใช้แนวคิดเรื่อง “**แรง**” กล่าวคือ แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุ ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยน้ำหนักของวัตถุและแรงลอยตัว เป็นสิ่งที่กำหนดว่าวัตถุนั้นจะจมหรือจะลอยในของเหลว

3\. นักวิทยาศาสตร์อาจอธิบายการจม-ลอยของวัตถุในของเหลว โดยใช้แนวคิดเรื่อง “**พลังงาน**” กล่าวคือ สิ่งต่างๆ ในระบบใดๆ (เช่น วัตถุ ของเหลว และโลก) จะมีการจัดวางตัว เพื่อให้พลังงานศักย์ของระบบมีค่าน้อยที่สุด ([Minimum total potential energy principle](http://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_total_potential_energy_principle)) ดังนั้น พลังงานศักย์รวมของระบบจึงเป็นสิ่งที่กำหนดว่าวัตถุนั้นจะจมหรือจะลอยในของเหลว

ดังนั้น เราจะเห็นว่า อันแท้จริงแล้ว ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็น “เครื่องมือ” ที่นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างขึ้นมาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ โดยเครื่องมือที่ว่านี้อาจมีได้มากกว่า 1 อย่าง ดังเช่น เครื่องมือสำหรับการอธิบายปรากฏการณ์การจม-ลอยของวัตถุ \[ผู้ที่สนใจสามารถอ่านเพิ่มเติมเรื่อง [รังสีของแสงเป็นของจริงหรือสิ่งสมมติ](http://www.inquiringmind.in.th/archives/726 "รังสีของแสงเป็นของจริงหรือสิ่งสมมติ")\] ลักษณะนี้สะท้อนถึงปรัชญาของการพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ว่า ความจริงเป็นสิ่งที่ปัจเจกบุคคลสร้างขึ้น ซึ่งอาจมีได้มากกว่า 1 มิติ

ดังนั้น เรา (ในฐานะผู้วิจัยเชิงคุณภาพ ซึ่งศึกษาความเข้าใจของนักเรียน) ก็ควรตระหนักว่า นักเรียนจะใช้เครื่องมือใดในการอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติก็ได้ และเครื่องมือของนักเรียนอาจจะสอดคล้องกับเครื่องมือของนักวิทยาศาสตร์หรือไม่ก็ได้ เราเพียงต้องการรู้ว่า เครื่องมือของนักเรียนเป็นอย่างไร และนักเรียนใช้เครื่องมือนั้นอย่างไร
# การใช้เหตุการณ์น้ำมันรั่วในทะเลเพื่อสอนวิทยาศาสตร์

ผมขออนุญาตเกาะกระแสนิดนึงนะครับ

เหตุการณ์น้ำมันรั่วในอ่าวไทยคงคล้ายกับเหตุการณ์น้ำมันรั่วในอ่าวเม็กซิโกเมื่อหลายปีก่อน ตอนนั้น นักวิทยาศาสตร์ศึกษาในประเทศอเมริกาได้ตระหนักว่า อย่างน้อยๆ นักเรียนควรตระหนักและรับรู้ถึงผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับสิ่งแวดล้อม หลายคนจึงคิดออกแบบกิจกรรมการเรียนการสอนขึ้น ตัวอย่างเช่น

เขาจำลองสถานการณ์ โดยการนำผงโกโก้ผสมในน้ำมัน (เพื่อให้เกิดสีที่แตกต่างจากน้ำ) แล้วนำน้ำมันไปเทลงในภาชนะที่มีน้ำอยู่ จากนั้น เขาให้นักเรียนร่วมกันคิดหาวิธีการกำจัดน้ำมันที่ปนอยู่ในน้ำ ซึ่งนักเรียนอาจใช้กระดาษชำระหรือสำลีมาซับคราบน้ำมัน หรืออาจใช้วิธีการอื่นๆ นักเรียนอาจใช้วิธีการที่หลากหลาย แต่ในที่สุดแล้ว นักเรียนก็ไม่สามารถกำจัดน้ำมันในน้ำให้หมดไปได้อย่างสมบูรณ์ น้ำมันบางส่วนยังคงค้างอยู่ในน้ำ

วัตถุประสงค์ของกิจกรรมนี้คงไม่ใช่การสอนวิธีการกำจัดน้ำมันในน้ำ แต่เป็นการสร้างความตระหนักว่า การกำจัดน้ำมันที่ปนอยู่ในน้ำทะเลให้หมดไปนั้นเป็นเรื่องที่ยากเย็นขนาดไหน “กันไว้ดีกว่าแก้” ยังเป็นคำสอนที่ใช้ได้เสมอครับ

อาจารย์ท่านใดจะเกาะกระแสนี้ด้วยก็ได้นะครับ ผมมี[แผนการจัดการเรียนการสอนเรื่องนี้](http://education.nationalgeographic.com/education/activity/simulate-oil-spill-cleanup/?ar_a=1)แถมให้ด้วยครับ
# การอภิปรายกับนักเรียน: แนวทางจากกรณีศึกษา

อาจารย์ส่วนใหญ่คงคุ้นเคยกับคำว่า “Best Practice” หรือ “การปฏิบัติที่เป็นเลิศ” นะครับ ซึ่งมีการจัดงานนำเสนอและเผยแพร่กันเป็นระยะๆ ในประเทศของเรา

ในต่างประเทศ การนำเสนอและเผยแพร่ “Best practice” ก็มีเหมือนกันครับ นอกจากนี้ เขายังมีการวิจัยเกี่ยวกับ “Best Practice” ด้วยครับ ทั้งนี้เพื่อตอบคำถามวิจัยที่ว่า “Best Practice” นั้นเป็นอย่างไร ดีอย่างไร และมีประโยชน์อย่างไร

เราลองมาดูผลการวิจัย “Best Practice” ของครูฟิสิกส์คนหนึ่งในประเทศอเมริกา ซึ่ง “Best Practice” ของครูคนนี้เป็นเรื่องของวิธีการอภิปรายกับนักเรียนครับ

ในบทความวิจัยเรื่อง “[Reflective discourse: Developing Shared Understandings in a Physics Classroom](http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/0950069970190206#.UfjHwaxc-So)” และ “[Using Questioning to Guide Student Thinking](http://academic.evergreen.edu/curricular/mit2007/fall2005/fall_readings/questionning.pdf)” ผู้วิจัยจากมหาวิทยาลัยได้เดินทางไปศึกษา “Best Practice” ของครูฟิสิกส์คนหนึ่ง (ซึ่งมีชื่อเป็นผู้วิจัยร่วม) โดยการสังเกตการสอนในช่วงเวลาหนึ่ง ร่วมกับการสัมภาษณ์ครูคนนั้นและลูกศิษย์ของเขา สิ่งที่ผู้วิจัยจากมหาวิทยาลัยสนใจคือว่า ครูคนนี้มีวิธีการอภิปรายเพื่อกระตุ้นการคิดของนักเรียนอย่างไร ผลการวิจัยเป็นดังนี้ครับ

การอภิปรายของครูคนนี้เป็นไปในลักษณะที่ว่า ครูจะใ้ช้คำถามเพื่อให้นักเรียนแสดงความคิดของตัวเอง และเพื่อให้นักเรียนมีความชัดเจนในความคิดนั้น \[นักเรียนบางคนอาจไม่รู้ตัวเลยด้วยซ้ำว่า ตัวเขาหรือเธอเข้าใจสิ่งที่ครูถามอย่างไร\] โดยที่ครูจะไม่ประเมินว่า ความคิดของนักเรียนนั้นถูกหรือผิด นอกจากนี้ ครูจะกระตุ้นให้นักเรียนคนอื่นๆ ทำความเข้าใจความคิดของนักเรียนทุกคนที่ตอบคำถาม ทั้งนี้เพื่อสร้างความเข้าใจร่วมกันของนักเรียนทั้งชั้น

บทบาทของครูในการอภิปรายกับนักเรียนแบบนี้ไม่ใช่การเป็นผู้ตอบคำถามของนักเรียน หรือเป็นผู้ประเมินคำตอบของนักเรียน แต่ครูทำตัวเป็นคนกลางที่คอย “ไกล่เกลี่ย” หรือ “เจรจา” ให้นักเรียนทุกคนสร้างข้อสรุปร่วมกัน ในการทำแบบนี้ได้นั้น ครูจะใช้เทคนิค ซึ่งผู้วิจัยเรียกว่า “Reflective toss” ซึ่งเป็นการมอบความรับผิดชอบในการคิดให้กับนักเรียน เมื่อไหร่ก็ตามที่นักเรียนเกิดคำถามบางอย่าง ครูจะไม่ตอบคำถามนั้นทันที แต่จะถามนักเรียนกลับไปว่า แล้วนักเรียน(คนอื่นๆ)คิดยังไงเกี่ยวกับสิ่งที่เพื่อนสงสัย การโยนคำถามกลับไปที่นักเรียนจึงช่วยให้นักเรียนเกิดการคิดที่ลึกซึ้งขึ้น ซึ่งตรงกันข้ามกับการที่ครูตอบคำถามนั้นด้วยตัวเอง

ในการนี้ ผู้วิจัยยังนำเสนอด้วยว่า การอภิปรายของครูคนนี้แตกต่างไปจากการอภิปรายของครูทั่วไป ซึ่งมักอยู่ในรูปแบบของ (Initiate-Respond-Evaluate: IRE) กล่าวคือ ในการอภิปรายของครูทั่วไป การอภิปรายจะเริ่มต้น (Initiate: I) ด้วยคำถามของครู จากนั้น นักเรียนก็จะตอบ (Respond: R) คำถามของครู \[ซึ่งมักเป็นการอ้างถึงคำตอบในหนังสือ\] แล้วครูจึงประเมิน (Evaluate: E) ว่า คำตอบนั้นของนักเรียนถูกหรือผิด การอภิปรายของครูทั่วไปจะเป็นไปในรูปแบบของวัฏจักร IRE ไปเรื่อยๆ ซึ่งคำถามส่วนใหญ่เป็นคำถามเกี่ยวกับการท่องจำ

หากเราพิจารณา[แนวทาง 4 ข้อในการอภิปรายกับนักเรียน](http://www.inquiringmind.in.th/archives/761 "4 แนวทางของการอภิปรายกับนักเรียน") ซึ่งผมนำเสนอไปก่อนหน้านี้แล้วนั้น การอภิปรายของครูคนนี้ส่วนใหญ่เป็นแบบ Interactive + Dialogic ซึ่งครูและนักเรียนมีปฏิสัมพันธ์กัน และครูให้ความสำคัญกับมุมมองที่หลากหลายครับ