'คณิตศาสตร์' สนุกได้ สไตล์ อะกิยะมะ

Last Updated on Wednesday, 16 March 2011 22:21

 "ใครที่เคยโอดครวญว่าคณิตศาสตร์ มีแต่ตัวเลข สมการยากๆ น่าเวียนหัว อาจจะต้องฉีกกรอบความคิดเดิมๆ ทิ้งไปเสียแล้ว" เพราะเมื่อเร็วๆ นี้ ที่บ้านวิทยาศาสตร์สิรินธร โครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้เชิญ ศ.ดร.จิน อะกิยะมะ นักคณิตศาสตร์ชาวญี่ปุ่นผู้มีชื่อเสียงระดับโลก เจ้าของรายการคณิตศาสตร์ชื่อดัง "Math Show" ทางช่อง NHK และเป็นผู้ริเริ่มก่อตั้งพิพิธภัณฑ์ด้านคณิตศาสตร์ Mathematical Wonderland ณ เกาะฮอกไกโด มาจัดโชว์ "คณิตศาสตร์มหัศจรรย์" เพื่อเปิดมุมมองใหม่ให้คณะครูและเยาวชนกว่า 400 คน เห็นว่า "คณิตศาสตร์สนุกได้มากกว่าที่คิด"

งานนี้ไม่ทำให้ผิดหวัง เพราะ ศ.ดร.อะกิยะมะ ได้นำสื่อการเรียนรู้ แบบจำลองเชิงคณิตศาสตร์มาจัดแสดงและสร้างการทดลองอันน่าตื่นตาตื่นใจมากมาย อาทิ การเปลี่ยนกระดาษ "ทรงสี่หน้า" (กระดาษรูปทรงสามมิติที่มีสี่ด้าน และทุกด้านเป็นรูปสามเหลี่ยมเท่ากันหมด) ให้กลายเป็นผลงานศิลปะ "จิ๊กซอว์รูปภาพ" ที่ต่อกันได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด ด้วยเทคนิคง่ายๆ เพียงตัดกระดาษทรงสี่หน้าเป็นรูปภาพอะไรก็ได้โดยที่กระดาษยังต้องเป็นชิ้นเดียวกัน และวางแบนราบลงบนพื้นได้เท่านั้น

ไม่เพียงแค่ศิลปะ แต่ในเสียงดนตรีก็ยังมีคณิตศาสตร์ซ่อนอยู่ด้วย ศ.ดร.อะกิยะมะ ได้นำเครื่องดนตรีแอคคอเดียนหรือหีบเพลงที่เขาชื่นชอบ มาบรรเลงโน้ตดนตรีบางคอร์ด เช่น โด-มี-ซอล, ซี-เร-ซอล, เร-ฟา-ลา ซึ่งทุกคอร์ดต่างมีเสียงดนตรีที่ไพเราะเข้ากันได้อย่างกลมกลืน และเมื่อลองนำโน้ตดนตรีทั้งหมดมาวาดภาพวงกลม เพื่อนับระยะห่างของตัวโน้ตทั้งสามตัวในแต่ละคอร์ดก็พบว่า มีสัดส่วนเป็น 4-3-5, 3-5-4 และ 3-4-5 ตามลำดับ ซึ่งตัวเลขทั้งหมดนี้เทียบได้ กับสัดส่วนของ "สาม เหลี่ยมมุมฉาก" ตาม "ทฤษฎีบทพีทาโกรัส" นั่นเอง

นอกจากการเปิดโลกทัศน์ของเด็กๆ ให้ได้พบกับแง่มุมใหม่ๆ ของคณิตศาสตร์แล้ว ไฮไลท์ของงานยังอยู่ที่การนำสูตรสมการทางคณิตศาสตร์ ที่แสนยาก มาอธิบายด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เข้าใจง่ายอย่างเป็นรูปธรรม เช่น ทฤษฎีบทพีทาโกรัส เขาอธิบายโดยใช้กล่องเครื่องมือซึ่งด้านหน้ามีรูปสามเหลี่ยมมุมฉากอยู่ตรงกลาง สามเหลี่ยมแต่ละด้านมีกล่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสติดอยู่ เพียงแค่หมุนเครื่องมือดังกล่าว เมล็ดถั่วเขียวที่บรรจุเต็มในกล่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดใหญ่ด้านตรงข้ามมุมฉาก จะไหลไปยังกล่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ว่างเปล่าทั้งสองใบซึ่งอยู่ด้านประกอบมุมฉากได้พอดี ตรงตามทฤษฎีบทที่ว่า พื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่อยู่ตรงข้ามมุมฉาก จะเท่ากับพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่อยู่ด้านประกอบมุมฉากสองด้านรวมกัน

ยิ่งไปกว่านั้น ศ.ดร.อะกิยะมะ ยังเซอร์ไพรส์เด็กๆ ด้วยการเปลี่ยนกล่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ติดบนสามเหลี่ยมมุมฉากให้กลายเป็นรูปช้าง สัตว์ประจำชาติของประเทศไทย พร้อมตั้งคำถามว่า "เด็กๆ คิดว่าถ้าเราเปลี่ยนรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสให้เป็นรูปช้างที่มีสัดส่วนตามความยาวของสามเหลี่ยมแต่ละด้านแล้วผลลัพธ์ที่ได้จะเหมือนกันหรือไม่?" เขาเฉลยด้วยการหยิบช้างสองตัวเล็กที่ติดอยู่บนสามเหลี่ยมด้านประกอบมุมฉากทั้งสองด้าน มาแขวนรวมกันไว้บนแขนตาชั่งข้างหนึ่ง จากนั้นค่อยๆ หยิบรูปช้างขนาดใหญ่ที่อยู่ด้านตรงข้ามมุมฉากมาแขวนไว้บนตาชั่งอีกด้านหนึ่ง และทันทีที่ปล่อยมือก็พบว่า ช้างทั้งสองข้างมีน้ำหนักเท่ากันพอดี นับเป็นการจุดประกายให้เด็กๆ รู้จักคิดพลิกแพลงออกไปจากทฤษฎีที่มีอยู่เดิมได้อย่างแยบคายทีเดียว

ความสนุกไม่หมดเพียงเท่านี้ เพราะคณิตศาสตร์ยังนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้อีกด้วย ศ.ดร.อากิยะมะได้ทดลองหยิบยกประเด็นใกล้ตัวหรือสิ่งที่พบได้ในชีวิตประจำวันมาเป็นโจทย์สนุกๆ ทางคณิตศาสตร์ เช่น ล้อรถเป็นรูปทรงอื่นนอกจากวงกลมได้หรือไม่ หรือฝาปิดท่อระบายน้ำควรมีรูปทรงอย่างไรจึงจะไม่หล่นลงไปในท่อ ซึ่งเขาใช้คณิตศาสตร์ไขปัญหาจนนำไปสู่การคิดค้นนวัตกรรมมากมาย เช่น รูปทรง "สามเหลี่ยมอ้วน" หรือ "สามเหลี่ยมเรอโล" ที่นอกจากจะหมุนอย่างไรก็ไม่ตกลงไปในท่อแล้ว ยังใช้สร้างล้อรถยนต์ที่เคลื่อนที่ได้อย่างนุ่มนวลไม่ต่างจากล้อรถยนต์ทรงกลมอีกด้วยอย่างไรก็ตามทั้งหมดนี้เป็นเพียงบางส่วนของคณิตศาสตร์โชว์เท่านั้น โดยก่อนจากกัน ศ.ดร.อะกิยะมะได้ฝากทิ้งท้ายไว้ว่า คณิตศาสตร์เป็นศาสตร์มหัศจรรย์ แต่ขณะเดียวกันก็เป็นสิ่งที่ยากจนทำให้เด็กเมินหนี ดังนั้นเราจึงต้องใช้จินตนาการมาสร้างสรรค์คณิตศาสตร์ให้เป็นเรื่องสนุก สร้างเครื่องมือต่างๆ ที่จับต้องได้ และเมื่อเด็กได้ลงมือปฏิบัติ มีความสุขกับสิ่งที่ได้ทำแล้ว คณิตศาสตร์ก็จะไม่ใช่เรื่องน่าเบื่ออีกต่อไป พร้อมกันนี้อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญมากในการสอนคณิตศาสตร์ คือการเชื่อมโยงให้เด็กเห็นถึงคุณค่าของคณิตศาสตร์ ว่าแท้จริงแล้วคณิตศาสตร์ไม่ใช่เพียงการคำนวณพื้นฐานสำหรับ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี หรือวิศวกรรมเท่านั้น แต่คณิตศาสตร์ยังเป็นศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังความงดงามของดนตรี ศิลปะ รวมทั้งยังประยุกต์ใช้เชื่อมโยงได้กับทุกอย่างที่อยู่รอบตัวด้วย"

"น้องน้ำโค้ก" หรือ น.ส.ศิริวรรณ ศิริเวช นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 จากโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย จ.เลย กล่าวว่า การได้มาดูโชว์คณิตศาสตร์ครั้งนี้รู้สึกชอบและประทับใจมาก ทำให้เราได้รู้จักประโยชน์ของคณิตศาสตร์ในแง่มุมต่างๆ อย่างเช่นในด้านการแพทย์ ก็ได้รู้วันนี้ว่าเครื่องสลายนิ่วในไต ก็ได้นำหลักการทางคณิตศาสตร์ไปปรับใช้ จนทำให้คนไข้หายได้โดยไม่ต้องผ่าตัด

ขณะที่ "น้องมาวิน" หรือ ด.ช.อัครวัฒน์ เตชะมณีสถิตย์ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 จากโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย จ.พิษณุโลก กล่าวว่า ชมแล้วทำให้รู้สึกว่าคณิตศาสตร์สนุกได้มากกว่าที่คิด ดูแล้วเพลิน ไม่เบื่อเลย ต่างจากเดิมที่เห็นคณิตศาสตร์ก็ไม่อยากเรียนแล้ว เพราะมีแต่สูตรและสมการที่ต้องท่องจำ ส่วนการทดลองที่ชอบมาก คือ สามเหลี่ยมอ้วน เพราะไม่คิดว่ารูปทรงที่คิดขึ้นได้จากโจทย์รอบตัวง่ายๆ นั้น จะนำไปประยุกต์ใช้ได้กับหลายอย่างขนาดนี้ น่ามหัศจรรย์มากครับ

ด้าน นายจักรกฤช เลื่อนกฐิน คุณครูคณิต ศาสตร์ โรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย จ.เลย กล่าวว่า รู้สึกตื่นเต้นมากที่ได้มาร่วมชมคณิตศาสตร์โชว์ครั้งนี้ เพราะติดตามผลงานของ ศ.ดร.อะกิยะมะ มานาน เมื่อได้มาเห็นจริงๆ ก็รู้สึกทึ่งมากที่อาจารย์สามารถเปลี่ยนคณิตศาสตร์ซึ่งเป็นนามธรรมให้เป็นรูปธรรมได้อย่างชัดเจน เป็นแรงบันดาลใจที่ทำให้เราเชื่อว่าคณิตศาสตร์สนุกได้ โดยแนวทางที่จะนำไปปรับใช้ในการสอน เช่น การอธิบายคณิตศาสตร์ให้เห็นภาพด้วยการเชื่อมโยงกับสิ่งรอบตัว เพื่อให้นักเรียนตระหนักว่าคณิตศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญและจำเป็น

ที่มา: หนังสือพิมพ์บ้านเมือง วันอังคารที่ 8 มีนาคม 2554

บทความนี้มีประโยชน์มากน้อยเพียงใด: / 2
น้อยมากที่สุด