การทดลองเรื่องการสะท้อนแสง

        นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4/2 โรงเรียนอนุบาลรัตนบุรี จังหวัดสุรินทร์ ได้ดำเนินการทดลองเรื่องการสะท้อนของแสงด้วยวัตถุที่แตกต่างกัน โดยอาศักหลักการสะท้อนแสงของวัตถุทึบแสงที่มีผิวเรียบและมันวาวต่างกัน  จึงทำให้สารถกำหนดปัญหาสำหรับนักเรียนได้ว่า "วัตถุใดที่สะท้อนแสงได้ดีกว่า" คำถามดังกล่าวสารถกระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นของผู้เรียน ถึงแม้นความเข้าใจในเชิงนามปธรรมของนิยามแสงที่ยากแก่การอธิบาย แต่สมบัติการสะท้อนของแสงที่สามารถทำให้วัตถุสะท้อนแสงออกเป็นแนวก็ทำให้ผู้เรียนสร้างมโนมติกับแสงและวัตถุสะท้อนแสงได้
       การออกแบบการจัดการเรียนรู้  ครูจำเป็นต้องเข้าใจพื้นฐานของสมบัติการสะท้อนแสง ไม่ว่าจะเป็นชนิดตัวกลางที่สามารถสะท้อนแสง และทิศทางการสะท้อนของแสงก็ตาม กิจจกรมที่ทดลองจึงสามารถที่จะสมมติฐานจนนำไปสู่การออกแบบการทดลอง
       แนวทางเดินของแสง ครูสามารถนิยามเพื่อให้นักเรียนสร้างภาพความสัมพันธ์แห่งการเรียนรู้ได้ ด้วยคำว่าการสะท้อนแสงที่เป็นระเบียบ คือ การสะท้อนแสงที่กระทบวัตถุแล้วยังคนเห็นเป็นแนวแสงได้ชัดเจน  จะทำให้นักเรียนสามารถจำแนกวัตถุที่เป็นตัวแปรของการสะท้อนแสงได้
       ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิศระของการทดลองนี้ ชนิดของวัตถุสะท้อนแสงที่มีเงื่อนไขผิวเรียบ และผิวมันวาวดังนี้
        ๑.กระจกเงา  มีพื้นผิวเรียบและผิวมันวาว
        ๒.ม้วนผ้า     มีพื้นผิวหยาบและผิวไม่มันวาว
        ๓.กระดาษ    มีพื้นผิวเรียบและผิวไม่มันวาว
        ๔.แผ่นตะกั่ว  มีพื้นผิวไม่เรียบแต่ผิวมันวาว
     ตัวแปรตาม คือ แนวการสะท้อนที่พบได้ชัดเจน ซึ่งนิยามให้สอดคล้องกับการสังเกตได้จากการทดลองจริง เมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดแสงเป็นเส้รตรงกระทบกับวัตถุแล้วมีทิศทางแสงเปลี่ยนไปจากแนวเดิมในทิศทางเข้าหาหรือค่อนไปทางแหล่งกำเนิดแสงอย่างชัดเจน
       กิจกรรมดังกล่าวสามารถสะท้อนถึงความเป็นธรรมชาติวิทยาศาสตร์ (Nature of Science) ด้านองค์ความรู้ดังกิจกรรมสนุก ๆ ที่นักเรียนชอบทดลองแสงเทียนกับการสะท้อนแสง

แผ่นสร้างแนวลำแสงสร้างง่ายดังรูปแทนการใช้ไฟฉายที่ความคมของเส้นน้อยเนื่องจากโคมสะท้อนของไฟฉาย แต่ยังให้ความชัดเจนน้อยกว่าเลเซอร์อยุ่มากพอสมควร ข้อดี คือ สามารถเตรียมได้ง่าย

กิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่สะท้อน Nature of Science : NOS

นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4/3 โรงเรียนอนุบาลรัตนบุรี  จังหวัดสุรินทร์ ได้ศึกษาเพิ่มเติมกลุ่มสาระวิทยาศาสตร์ ในหน่วยสิ่งมีชีวิต เรื่องวัฏจักรชีวิตสัตว์ ซึ่งในหน่วยนี้ในระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ ๔ ไม่มีตัวชี้วัดที่บ่งชี้ในสาระดังกล่าว แต่ความจำเป็นในการที่จะเข้าใจพฤติกรรมของสัตว์ที่ต้องการแสดงออกเพื่อการดำรงพันธ์ก็จะมีความสัมพันธ์อย่างแยกไม่ออก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ตัวชี้วัดดังกล่าวจะไปปรากฏในระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ดังกิจกรรมที่นักเรียนได้ศึกษา โดยมอบหมายให้นักเรียนได้ศึกษาจากแหล่งความรู้ที่มีอยู่(สะท้อน NOS ในด้านองค์ความรู้) เช่น เอกสารประกอบการเรียน  แผนภาพ ภาพที่ปรากฏคนได้จาก Search engine ของ Google โดยกระบวนการกลุ่มผสานการบูรณาการกับงานศิลปะ เพื่อให้นักเรียนออกแบบและสร้างแผนภาพของวงจรชีวิตที่นักเรียนเลือกศึกษา  แล้วก็นำเสนอหน้าชั้นเรียน

 ผลปรากฏว่า นักเรียนได้ใช้กระบวนการสืบค้น และกระบวนการตัดสินใจเลือก การลงมือปฏิบัติ กระบวนการกลุ่ม กระบวนการสื่อสารและการนำเสนอ เป็นต้น ในเวลา หนึ่งชั่วโมงเรียน (60  นาที)

เราจะใช้คำว่า"ข้อเท็จจริงหรือข้อจริง "ในวิทยาศาสตร์ได้หรือไม่

          ความหมายของข้อเท็จจริงตามพจนานุกรมไทย   ได้ให้ความหมายว่า ข้อความหรือเหตุการณ์ที่เป็นมาหรือที่เป็นอยู่ตามจริง ส่วนคำว่า Fact ตามพจนานุกรมอังกฤษ-ไทย ได้ให้ความหมายว่า ความจริง แต่ในทางวิทยาศาสตร์นั้นใช้ Fact ในแง่ความจริงเชิงเดี่ยว ซึ่งหมายถึง ด้านความจริงไม่มีข้อที่เป็นเท็จ ซึ่งปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ (phenomenon ) จะมีสิ่งที่สังเกตได้ด้วยประสาทสัมผัสทั้ง ๕ คือ ตา หู จมูก ลิ้น และ กายสัมผัส ข้อมูลที่สังเกตได้นั้นล้วนแต่เป็น Fact ถ้าข้อมูลที่สังเกตได้แล้วไม่ใช่ Fact ก็จะหมายถึงข้อมูลที่ได้นั้นเป็นข้อมูลที่ผสมความเห็น ความเชื่อ หรือประสบการณ์แฝง จึงกลายเป็นว่า Fact มีความหมายเป็นไทยว่า ข้อเท็จจริง  จริงหรือ... ข
         
           ปรากฎการณ์ทางธรรมชาติจะมีเหตุการณ์ย่อย (Event) ที่แฝงอยู่ และเรียงต่อกันอย่างมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน แต่ละ Fact ที่ประกอบเป็นลำดับเหตุการมีความเป็นจริงเสมอ...
           เมื่อเราใช้ Fact ที่ไม่สนับสนุนเรา(Disagree Fact) ก็มักจะว่าเป็นข้อเท็จ  ส่วน Fact ที่สนับสนุนเรา(Agree Fact) ก็จะเรียนว่าข้อจริงงั้นหรือ...
           ตัวอย่างเหตุการณ์ทางธรรมชาติที่ปรากฏ ให้นักเรียนศึกษารอยที่ปรากฏบนพื้นแล้วให้นักเรียนจำแนกรอยดังกล่าว

ที่มาของภาพ http://ohiodnr.com/tabid/19449/default.aspx

เมื่อนักเรียนมีใบความรู้เรื่องรอยเท้าสัตว์ แน่นอนเลยที่เดียวที่นักเรียนจะพบร่องรอยบนพื้นดินก็ต้องสันนิษฐานในเบื้องต้นก่อนการลงข้อสรุปว่าเป็นร้อยเท้า.... แน่นอน

แต่ถ้านักเรียนได้พบสถานการณ์จริงคล้ายดังภาพกับข้อมูลที่นักเรียนมีอยู่ เขาจะสรุปร่องรอยดังกล่าวอย่างไร...

ที่มา http://photobee1.blogspot.com/2011/02/day-five-of-my-log-of-searcher-natural.html

ตัวอย่างการบันทึกที่สะท้อน NOS เช่น ร่องรอยบนพื้นทราย แต่ละรอยจะเป็นร่องคู่  พบรอยหนักเบาไม่เท่ากัน  มี track pattern เป็นช่วงคู่ เป็นต้น ส่วนการบันทึกข้อสังเกตที่ใส่ความคิดเห็น เช่น เป็นรอยเท้าสัตว์ เป็นรอยของเท้า มีร้อยเท้าของสัตว์สองชนิด เป็นต้น การบันทึกข้อสังเกตแบบหลังนี้ล้วนแต่โอกาสที่จะเกิดข้อเท็จ เนื่องจากประสบการณ์หรือข้อมูลที่มีอยู่จึงรีบแทรกข้อความเห็นปนข้อสังเกตอย่างชัดเช่น เมื่อสิ่งที่พบเป็น Fact แต่ขั้นตอนการบันทึกข้อมูลที่ได้จากการสังเกต เพื่อที่จะนำข้อมูลดังกล่าวนั้นไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่น ๆ นั้น จำเป็นต้องเป็น Fact คือ ข้อจริงเสมอ ดังนั้นการเลือกใช้ Fact ในทางวิทยาศาสตร์จึงต้องได้ Fact ตามระเบียบแบบแผนของการสังเกตซึ่งอยู่บนลักษณะของธรรมชาติวิทยาศาสตร์ (Nature of Science : NOS)

การอบรมเชิงปฏิบัติการพัฒนาวิชาชีพครูวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษา

การอบรมเชิงปฏิบัติการพัฒนาวิชาชีพครูเพื่อส่งเสริมกิจกรรมการเรียนรู้ที่สะท้อนธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย (Erementary Science Teacher Propessional Development to Enchance the Refection of Nature of Science and Technology Learning Activity)


จัดโดยสถาบันวิทยาศาสตร์ สำนักวิชาการและมาตรฐานการศึกษา สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน รุ่นที่ ๒ ระหว่างวันที่  ๒๙ กันยายน - ๒ ตุลาคม ๒๕๕๕ ณ โรงแรมเอเชีย  แอร์พอร์ต รังสิต จังหวัดปทุมธานี

มีวัตถุประสงค์หลัก
  ๑.อธิบายความหมายของวิทยาศาสตร์และธรรมชาติของวิทยาศาสตร์(Nature of Science : NOS)
  ๒.อธิบายลักษณะ (Aspect)ของธรรมชาติวิทยาศาสตร์
  ๓.วิเคราะห์และปรับปรุงแผนการจัดการเรียนรู้ที่บงชี้และสะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์
  ๔.ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ที่สะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์
  ๕.สามารถจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่สะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์
  ๖.ตะหนักถึงความสำคัญของการจัดการเรียนรู็ที่สะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์
   ๗.สามารถขยายผลเพื่อพัฒนาครูเพื่อให้สามารถสะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ในการจัดการเรียนรู้

กิจกรรมเป็นแบบการประชุมระดมความคิด ระดมประสบการณ์ที่ผสานระหว่างแนวคิดใหม่ของการให้ความสคัญของ NOS และสร้างกิจกกรรมการเรียนรู้ที่สะท้อนและบ่งชี้ได้ว่าเป็นกิจกรรมวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง
    เนื่องด้วยความเป็นจริงของวิทยาศาสตร์ก็คือความเป็นธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ หากมีปัจจัยทางสังคมเนื่องจากแนวคิด ความเชื่อ ประเพณี วัฒนธรรมในท้องถิ่นใด มามีอิทธิพลหรือคลอบงำวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ก็ยังคงเอกลักษณ์ไว้ได้เช่นคำว่า ทองคำ แม้นตกไปเปรอะเลอะโคลน ความเป็นทองก็ยังสะท้อนให้เห็นว่าเป็นทอง หากแม้นทองคำถูกความร้อนสูงมากระทำ ทองก็ยังคงสมบัติความเป็นทอง  ดังนั้นความเป็นธรรมชาติวิทยาศาสตร์หากถูกแต่งเติมไป  ความเป็นสมบัติที่เรียกว่าเอกลัษณ์หรือลักษณะ คงยังสะท้อนให้ชี้ชัดได้ว่าเป็นวิทยาศาสตร์นั้นเอง
   จากบทความในเอกสารประกอบการปชุมดังกล่าวซึ่ง ดร.สุทธิดา  จำรัส( ๒๕๕๕ : ๕) ที่อ้างถึง McComas 1998a ที่ว่านักวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ศึกษา นักปรัชญาวิทยาศาสตร์ เห็นพ้องต้องกัน ว่าการเรียนวิทยาศาสตร์เน้นส่วนเฉพาะองค์ความรู้และทักษะการปฏิบัติการนั้น  ยังไม่เพียงพอ นักเรียนยังต้องเข้าใจความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ที่จะทำให้ผู้เรียนนั้นปรับตัวอยู่ในสังคมและธรรมชาติได้อย่างปกติสุข  นอกจากนี้แล้วนักการศึกษาวิทยาศาสตร์บางท่านยังเปรียบเปรย Nature of Science ว่าเป็นเสมือน DNA ของวิทยาศาสตร์ (Perkins-Gough,2006) แม้นตกทอดมาหลากหลายรุ่นแล้วก็ยังสามารถสืบถึงต้นตอความเป็นวิทยาศาสตร์ได้
     นอกจากนี้แล้วบทความดังกล่าวได้จำแนกกรอบลักษณะของธรรมชาติวิทยาศาสตร์ในแง่ ๑.องค์ความรู้( Body of knowledge) ๒.กระบวนการ( Pocess)๓.กิจการทางวิทยาศาสตร์  (Scientific Activities)
 ในทางกิจการและกิจกรรมต่าง ๆ ของธรรมชาติวิทยาศาสตร์ล้วนเกิดจากมนุษย์ ที่มีผลจากประสบการณ์ การฝึกฝน รสนิยม ค่านิยม ตลอดความเชื่อที่เป็นผลมาจากกิจกรรมทางสัีงคม เช่น การให้ความยอมรับนับถือนักวิทยาศาสตร์ ในสมัยก่อน เป็นการสื่อให้เห็นภาพที่คนหลายคนต่างก็ใฝ่ฝันและใฝ่หาที่จะเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงและเกียรติยศปรากฏ แต่ปัจจุบันสังคมสื่อสารเน้นเป้าหมายชื่อเสียงในเชิงธุรกิจมากกว่า กลับกลายเป็นว่านักวิทยาศาสตร์มักจะเป็นเงาของความมีชื่อเสียงนั้น ๆ มากกว่าที่จะเป็นฐาน DNA ของธรรมชาติวิทยาศาสตร์
    ดังนั้นการจะสร้างผู้เรียนให้เป็นผู้ที่มีลักษณะที่สอดคล้องกับธรรมชาติวิทยาศาสตร์และมีลักษณะความเข้าใจพื้นฐานของธรรมชาติวิทยาศาสตร์ ๘ หลักการ ของ Lederman et al., McComas,2005 สรุปพอสังเขปดังนี้

      ๑.ความรู้วิทยาศาสตร์ได้มาจากการศึกษาปรากฏการณ์ธรรมชาติ  ซึ่งต้องอาศัยหลักฐาน  ข้อมูล  ผ่านการคิดวิเคราะห์อย่างเป็นเหตุเป็นผล
      ๒. ความรู้วิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้  หากมีหลักฐานของข้อมูลใหม่มาสนับสนุน
      ๓.กฎและทฤษฎีเป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกัน  กฏจะบอกถึงปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างมีแบบแผนที่แน่นนอน  ณ  สภาวะใด ๆ แต่ทฟษฎีจะอธิบายที่มาหรือเหตุผลของการเกิดปรากฏการณ์ธรรมชาตินั้น ๆ ทั้งกฏและทฤษฎีมีความสำคัญในการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์
      ๔.การศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์มีหลากหลายวิธี  เช่น  วิธีทางวิทยาศาสตร์  การต่อยอดความรู้  ความบังเอิญ  การทดลองโดยวิธีคิด (Thought experimental) เป็นต้น
      ๕. การหาความรู้โดยการสังเกตและลงข้อสรุปจะแตกต่างกัน  โดยการสังเกตจะให้ข้อมูลที่เป็นหลักฐานในการลงข้อสรุปจากหลักฐานที่ได้โดยการสังเกต  เช่นการศึกษาเกี่ยวกับอะตอม เป็นต้น
      ๖.การทำงานทางวิทยาศาสตร์ต้องอาศัยความคิดสร้างสรรค์และจินตนาการควบคู่กันไปกับการวิเคราะห์
      ๗.วิทยาศาสตร์คือกิจกรรมอย่างหนึ่งของมนุษย์  ซึ่งได้ผลกระทบจากประสบการณ์  การฝึกฝน  ความเชื่อ  และความรู้สึกนึกคิดของคน  เช่น ศีลธรรม  ความคิดสร้างสรรค์  จินตนาการ  การตีความและมุมมองหรือแนวคิดที่หลากหลาย  อคติและความลำเอียง  การปิดบังหรือการไม่ยอมรับข้อมูลหรือผลการทดลอง  ดังนั้นในการทำงานวิทยาศาสตร์จึงต้องมีกระบวนการตรวจสอบจากผู้ทรงคุณวุฒิหรือเพื่อร่วมงาน  การนำเสนอผลงาน  การประชุม หรือการตีพิมพ์ในวารสาร
     ๘.วิทยาศาสตร์คือกิจกรรมการทำงานของมนุษย์ซึ่งภายใต้สภาพแวดล้อมทางสังคมและวัฒนธรรม  ซึ่งจะส่งผลกระทบซึ่งกันและกัน

       ธรรมชาติวิทยาศาสตร์ล้วนแต่เป็นการสนองต่อความอยากรู้ (Curiosity) ที่จะพยายามใช้ความรู้นั้น ๆ ปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมมากว่าการอยู่เหนือธรรมชาติสิ่งแวดล้อม
       การประยุกต์ใช้กับผู้เรียนจึงเป็นการที่ให้ผู้เรียนนั้นได้ใช้ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ในแง่ของจินตนาการหรือความคิดสร้างสรรค์ อันจะนำไปสู่กิจกรรมการเรียนรู้ที่ท้าทาย น่าสนใจ และประทับใจเหมือนเดิมของความเป็นธรรมชาติของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

    ผู้เขียนขอบคุณคณะทำงาน  คณะวิทยากร และเพื่อน ๆ ที่เป็นสมาชิกการประชุมดังกล่าวเป็นอย่างสูง

ครูธรรมศักดิ์  ช่วยวัฒนะ
โรงเรียนอนุบาลรัตนบุรี
จังหวัดสุรินทร์

 

การสำรวจโครงร่างแข็งของปลา

การสำรวจโครงร่างแข็งของปลา สำหรับนักเรียนชั้นป๕/๒ โรงเรียนอนุบาลรัตนบุรี — at Anubarn Rattanaburi School.

นักเรียนที่สนใจเรียนรู้วิทยาศาสตร์

             ครูธรรมศักดิ์  ช่วยวัฒนะ ตำแหน่งครู วิทยฐานะชำนาญการ  โรงเรียนอนุบาลรัตนบุรี  สอนวิชาวิทยาศาสตร์ในระดับชั้นประถมศึกษา มามากกว่า ๑๖ ปี จบการศึกษาปริญญาตรีด้านครุศาสตร์  สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไป และปริญญาโท สาขาวิทยาศาสตร์ศึกษา ได้รวบรวมประสบการณ์และความรู้ประยุกการเรียนรู้ให้สอดคล้องกับธรรมชาติวิทยาศาสตร์ (Nature of Science) ที่เน้นกระบวนการ(Process) และ องค์ความรู้(Body of Knowledge)  ถึงแม้ประสบการณ์ที่ผู้เรียนได้นั้น นักเรียนอาจจะไม่สามารถสื่อสาร หรืออธิบาย ณ เวลาดังกล่าว แต่เมื่อสังสมประสบการณ์ที่มากขึ้น ผู้เรียนจะมีทักษะและประสิทธิภาพของการจัดการความรู้นั้น ๆ ได้เป็นอย่างดีในอนาคต  ครูธรรมศักดิ์  หวังเป็นอย่างยิ่งว่า  Blog การเรียนรู้วิทยาศาสตร์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการสร้างยุทธวิธีการเรียนรู้ของนักเรียนเองในด้านกระบวนสังเกต กระบวนการคิด กระบวนการพิสูจน์ กระบวนการสรุป เชื่อมโยงและอธิบายความเป็นเหตุผล ตลอดจนกระบวนการสื่อสาร แลกเปลี่ยนเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพ