กรองความคิดด้วยโครงงานสะเต็มเครื่องกรองน้ำ

เรื่องโดย รศ. ดร.สุธีระ ประเสริฐสรรพ์

โครงงานสะเต็มไม่ใช่การคิดทำไปก่อนได้ผลอย่างไรค่อยเอามาดูกัน ไม่ชอบก็ค่อยแก้ไขปรับปรุง ถ้าเราเริ่มด้วยความเข้าใจอย่างนี้และไม่สามารถสอนให้นักเรียนวิเคราะห์ผลเพื่อปรับปรุงเหตุได้ ประสบการณ์และความรู้ที่เรียนมาจะมีประโยชน์อะไร ?

ผมเห็นบทความสอนโครงงานสะเต็มเรื่องหนึ่งที่ให้นักเรียนทำเครื่องกรองน้ำขุ่นให้ใสด้วยวัสดุต่าง ๆ เช่น ถ่านไม้ ขุยมะพร้าว ทรายขนาดต่าง ๆ กรวดขนาดต่าง ๆ ผ้าชนิดต่าง ๆ สำลี และฟองน้ำ น้ำขุ่นเพราะมีสารแขวนลอยอยู่ในน้ำ การกรองคือการ “ดักจับ” ให้สารแขวนลอยมาติดกับวัสดุกรอง โดยมีตารางการออกแบบให้นักเรียน 3 ตาราง เปิดโอกาสให้นักเรียนได้ออกแบบร่างเครื่องกรองน้ำ 3 รูปแบบ เพื่อใช้ประเมินความคิดคล่อง แล้วให้นักเรียนนำเสนอแบบร่างเครื่องกรองน้ำ พร้อมบอกเหตุผลการเลือกใช้วัสดุในแต่ละชั้น จากนั้นร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการเลือกใช้วัสดุกรอง

ภาพที่อยู่ในบทความซึ่งระบุว่าเป็น 3 รูปแบบที่เปิดโอกาสให้นักเรียนได้ออกแบบเครื่องกรองน้ำดูแปลกมาก กล่าวคือ เอาถ่านไม้อยู่เหนือขุยมะพร้าว เอาทรายละเอียดอยู่เหนือทรายหยาบ ดูเหมือนไม่ได้ปูความคิดการทำหน้าที่ของวัสดุต่าง ๆ เลย จึงให้ความรู้สึกว่าเป็นโครงงานสะเต็มที่ทำแบบ “ใส่ตามลำดับที่คิดเองไปก่อน แล้วค่อยมาดูผลกัน”

ถามว่าทำได้ไหม คำตอบคือ “ก็พอได้เหมือนกัน” แต่ต้องไม่จบลงอย่างที่เห็น คือ นักเรียนบอกเพียงผลที่ได้ (เรียงแบบไหนให้น้ำใสกว่า) ไม่ได้รับการสอนให้คิดวิเคราะห์ย้อนกลับไปเข้าใจเหตุ

หากนักเรียนบอกว่าผลต่างกันเพราะ “เหตุ” วางชั้นวัสดุไม่เหมือนกัน แค่นี้เป็นเพียงรู้ what การทำโครงงานสะเต็มต้องอธิบาย why ของ what ได้ กล่าวคือ ต้องให้นักเรียนเข้าใจฟังก์ชันการกรองที่ขึ้นกับขนาดวัสดุ

หลักคิดของวิทยาศาสตร์คือ “ผลเกิดจากเหตุ” หลักคิดของสะเต็มคือ “ต้องการผลให้สร้างเหตุ” ดังนั้นการทำไปก่อนโดยไม่เอาผลมาวิเคราะห์ต่อเนื่องให้รู้ why จึงไม่เป็นทั้งวิทยาศาสตร์และสะเต็ม วิทยาศาสตร์ช่วยให้เราเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกับผล ส่วนสะเต็มคือใช้ความเข้าใจนั้นออกแบบหรือสร้างเงื่อนไขเพื่อให้เกิดผลตามความต้องการ การสอนสะเต็มจึงไม่ควรข้าม “ความเข้าใจเหตุ” ไปสู่ “สร้างชิ้นงาน” ทันที เพราะมันเป็นวิธีคิดที่ทำให้แยกความรู้ออกจากโครงงานงานที่ทำ

สะเต็มที่ถูกต้องคือการสอนให้ดึงความรู้ออกจากตัวมาใช้งาน (แก้ปัญหา) จึงต้องสอนอีกแบบ ขอเอาโครงงานเครื่องกรองน้ำมาเป็นตัวอย่างอธิบายในบทความนี้

ความผิดปกติประการแรกของบทความที่กล่าวถึงข้างต้น คือ การใช้ขุยมะพร้าวและวางถ่านไม้อยู่ชั้นบน ขุยมะพร้าวเป็นอินทรียวัตถุซึ่งไม่เพียงเป็นอาหารของแบคทีเรียที่ทำให้น้ำเสียมีกลิ่นเท่านั้น แต่ยังมีแทนนินที่ละลายได้สีน้ำตาลเข้มและรสฝาด ถ่านไม้มีหน้าที่กำจัดกลิ่น มีโครงงานถ่านไม้กำจัดกลิ่นมากมาย อย่างน้อยเชื่อว่าทุกคนเคยเห็นโครงงานถ่านไม้กำจัดกลิ่นในตู้เย็นมาก่อน การเอาถ่านเป็นชั้นก่อนขุยมะพร้าวจึงเป็นการทำให้น้ำที่กำจัดกลิ่นออกแล้วกลายเป็นน้ำที่มีกลิ่น

การสอนให้รู้เรื่องนี้ไม่ยากอะไร ให้นักเรียนเอาบีกเกอร์ 2 ใบ แช่ขุยมะพร้าวกับทรายแยกกันอย่างละใบ สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงสีและกลิ่นสัก 3 วันก็รู้เรื่องว่าควรใช้ขุยมะพร้าวหรือไม่ จากนั้นอธิบายเรื่องอินทรียสาร จุลินทรีย์ แทนนิน การสอนอย่างนี้เรียกว่าให้ “รู้” จากประสบการณ์ก่อนแล้วค่อยเอาความรู้เข้าไปอธิบายให้เกิดการ “เรียนรู้”

จากนั้นให้นักเรียนอ่านโครงงานถ่านดูดกลิ่นตู้เย็นเพื่อรู้หน้าที่ของถ่าน พร้อมตั้งคำถามชวนคิดว่าถ่านควรอยู่ชั้นบนสุดหรือล่างสุด (ดูดกลิ่นก่อนกรองหรือหลังกรอง) ให้อภิปรายให้เหตุผลต่อกัน แล้วค่อยให้พบกับหลักฐานคือ เครื่องกรองน้ำที่มีชุดคาร์บอนอยู่หลังสุด

เครื่องกรองน้ำที่มี carbon เป็นท่อสุดท้าย (วางด้านบน) ก่อนออกเป็นน้ำดื่ม

เครื่องกรองน้ำขุ่นให้ใสโดยน้ำไหลผ่านชั้นวัสดุต่าง ๆ เพื่อดักสารแขวนลอยในน้ำไว้ การจัดลำดับชั้นมีวัตถุประสงค์ให้เครื่องกรองน้ำทำหน้าที่ดีที่สุด ไม่ใช่จัดอย่างไรก็ได้แบบ “ลองผิดลองถูก” อย่างที่เห็นในโครงงานจำนวนมาก

การใช้ทรายละเอียดเหนือทรายหยาบผิดปกติอย่างไร ? จะเขียนประเด็นขนาดวัสดุและการจัดลำดับชั้นให้เป็นโครงงาน 3 ระดับ เรียนรู้จากง่ายไปยาก จากประถมศึกษาตอนปลายถึงมัธยมศึกษาตอนปลาย ครูควรอ่านให้เข้าใจเพื่อออกจากวังวนการทำเครื่องกรองน้ำแบบเดิมเสียที

ระดับที่ 1 ค้นพบหลักการ (เรียนรู้การทำหน้าที่กรองของวัสดุขนาดต่างกัน)

น้ำขุ่นไหลออกมาเป็นน้ำใสเป็นประสบการณ์ที่ตื่นเต้นและน่าแปลกใจของนักเรียน ในคอนเซปต์คณิตศาสตร์ น้ำขุ่น คือ น้ำใส + ตะกอน และน้ำใส คือ น้ำขุ่น – ตะกอน ในคอนเซปต์วิทยาศาสตร์ คือ การแยกสาร (separation science) ในหลักการย้ายมวล อาศัยกฎการอนุรักษ์มวล เราจะได้โครงงานประถมปลายที่วิทยาศาสตร์อยู่ร่วมกับคณิตศาสตร์อย่างสวยงาม การเรียนรู้ตามระดับที่ 1 ควรทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

1. เอาทรายที่คละขนาดและตะแกรงร่อน 3 ขนาดมาให้นักเรียนแยกทราย สังเกตขั้นตอนการทำงานของนักเรียน ให้นักเรียนถอดความรู้จากการลองทำผิด ๆ ถูก ๆ จนสำเร็จออกมาเป็นหลักการแยกของต่างขนาดด้วยตะแกรงร่อนว่ามีกี่วิธี และแต่ละวิธีมีกี่ขั้นตอน

2. ให้ดูคลิปเครื่องคัดมะนาวว่าใช้หลักการเดียวกันหรือไม่ (ลิงก์คลิปวิดีโอ)
3. เอาทรายแห้งแต่ละขนาดตามขั้นตอน 1 กรอกใส่ท่อพีวีซีขนาด 3 นิ้ว ยาว 5 ฟุต ที่มีผ้าขาวบางรัดปิดก้น โดยใส่เพียงระดับ 1 ฟุต ชั่งน้ำหนัก
4. กรอกน้ำจากขวด 5 ลิตร ลงแต่ละท่อ จับเวลาที่น้ำไหลออกได้ 1 ลิตร (ไม่ต้องรอจนหมด)
5. พล็อตกราฟระหว่างขนาดเม็ดทรายกับน้ำหนักและเวลา (จากข้อ 3 และ 4) และกราฟน้ำหนักกับเวลา ครูโคชจนอธิบายความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ได้ (คิดวิเคราะห์เชื่อมโยงระหว่างสิ่งที่รู้กับสาระวิชา)
6. เอาดินโคลนละลายน้ำ แบ่งเป็น 3 ขวด เทใส่ 3 กระบอก (ทราย 3 ขนาด) รอจนน้ำหมดหยดสุดท้าย วัดความขุ่นของน้ำที่ออกมา อบกระบอกและทรายให้แห้ง ชั่งน้ำหนัก
7. พล็อตกราฟระหว่างขนาดทรายกับน้ำหนักที่เพิ่ม (น้ำหนักข้อ 6 ลบน้ำหนักข้อ 3) หาคำอธิบายว่าทำไมน้ำหนักเพิ่มต่างกัน (น้ำโคลนควรค่อนข้างข้น) และน้ำหนักเพิ่มที่ต่างกันสัมพันธ์กับความใสของน้ำที่ออกมาอย่างไร เพราะอะไร
8. ครูโคชให้คิดวิเคราะห์เชื่อมโยงประสบการณ์ที่ผ่านมา จนนักเรียนอธิบายปรากฏการณ์ได้ครบถ้วน (why ของ what)
9. สมมติว่าความละเอียดของทรายคือความสะอาดของน้ำ (ยิ่งละเอียดมาก ยิ่งสะอาด) ตั้งโจทย์สถานการณ์ หากเอาตะแกรง 3 ขนาดมาซ้อนกันแบบปิ่นโต โดยนับจากชั้นบน แบบที่ 1 ละเอียดไปหยาบ แบบที่ 2 หยาบไปละเอียด เททรายที่มีขนาดปนกัน (ทรายชุดเดียวกัน) แล้วเขย่า ให้นักเรียน “คาดว่า” แบบใดจะได้ทรายละเอียดออกมามากกว่ากันและเร็วกว่ากัน สิ่งที่ตกค้างใน ตะแกรงชั้นล่างและชั้นกลางต่างกันไหม เพราะอะไร แล้วจึงค่อยทดลองจริง
10. สรุปผลการสังเกตจากข้อ 9 เป็นหลักการว่า วัสดุกรองที่ครูให้มา (ทราย 3 ขนาด กรวด หิน) ควรเรียงลำดับอย่างไร แล้วจึงทำเครื่องกรองน้ำ

ทั้ง 10 ขั้นตอน ออกแบบโดยต้องการให้นักเรียนได้เรียนรู้ว่าวัสดุกรองที่มีขนาดต่างกัน มีผลต่ออัตราการไหลอย่างไร มีความสามารถในการดักจับตะกอนอย่างไร และหาปริมาณตะกอนที่ค้างอยู่ในวัสดุอย่างไร จนในที่สุดความรู้นี้อธิบายว่าทำไมควรเรียงวัสดุกรองจากหยาบไปละเอียด เป็นการเรียนรู้จากประสบการณ์พาขึ้นนั่งร้าน โดยระหว่างทางนักเรียนใช้ข้อมูลจากการชั่งน้ำหนักและจับเวลาเป็นหลักฐานเชิงประจักษ์อธิบายสมรรถนะการกรองของทรายขนาดต่าง ๆ

กระบวนการนี้เรียกการเรียนรู้จากการให้เหตุผลอุปนัย (inductive reasoning) ทั้ง 10 ข้อ คือ ขั้นตอนการออกแบบการเรียนรู้แบบเสริมต่อการเรียนรู้ (scaffolding experiential learning) คือ ให้นักเรียนมีประสบการณ์รู้ what จากการทดลองจากง่ายไปยาก จนมีประสบการณ์มากพอที่จะตกผลึกเป็นหลักการ “การกรองของที่มีขนาดต่าง ๆ ปนกัน เราต้องใช้ตะแกรงหยาบนำหน้าตะแกรงละเอียด” ทำให้หลุดพ้นจาก “ใส่ตามลำดับที่คิดเองไปก่อน แล้วค่อยมาดูผลกัน”

ระดับที่ 2 เข้าใจระบบและตัดสินใจ (เห็นความเป็นพลวัตไปสู่การตัดสินใจ)

เมื่อรู้จากขั้นตอนที่ 4 ในระดับที่ 1 ว่าอัตราการไหลแปรตามขนาดทราย (ไหลเร็วเมื่อทรายหยาบ) ให้นักเรียนทำเครื่องกรองน้ำโดยเรียงลำดับชั้นขนาดวัสดุตามที่ตกผลึกได้ในระดับที่ 1 (หยาบที่ชั้นบนละเอียดชั้นล่าง) จากนั้นให้นักเรียนมีประสบการณ์กับการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลตามอายุใช้งาน (วันที่ 5 มีอัตราการไหลน้อยกว่าวันที่ 1 เป็นต้น เพราะเมื่อเวลาผ่านไปตะกอนสะสมตามชั้นต่าง ๆ มากขึ้น การอุดตันทำให้น้ำไหลช้าลง)  นักเรียนควรเรียนสะเต็มจากโลกความเป็นจริงของการใช้งานว่า เราต้องล้างไส้กรองโดยการสวนน้ำไหลย้อนกลับ (backwashing) แต่การล้างสวนไม่สามารถกำจัดตะกอนได้หมด ทำให้อัตราการไหลเปลี่ยนแปลงดังภาพกราฟด้านล่าง

ไส้กรองใหม่มีอัตราการไหลสูงสุดแล้วค่อย ๆ ลดลงเพราะอุดตัน เมื่ออัตราการไหลลดลงจนถึง “จุดต่ำสุดที่ยอมรับได้” ผู้ใช้ต้องล้างไส้กรองโดยไหลสวนหลังการล้างครั้งแรกจะได้อัตราการไหลน้อยกว่าไส้กรองใหม่ (เพราะล้างสวนออกไม่หมด) ไส้กรองจะมีอายุการใช้งานสั้นกว่าไส้กรองใหม่ (t₂ น้อยกว่า t₁) และเป็นเช่นนี้ไปเรื่อย ๆ จนถึงล้างครั้งที่ 3 อายุใช้งาน t₄ สั้นมากจึงตัดสินใจเปลี่ยนไส้กรองใหม่ทั้งชุด แสดงว่าไส้กรองแต่ละชุดมีอายุใช้งาน t₁ + t₂ + t₃ + t₄ โดยต้องล้างสวน 3 ครั้ง

การตัดสินใจเปลี่ยนไส้กรองเป็นผลได้เสียจากการเปลี่ยนแปลง (trade-off) ระหว่าง “สิ่งที่ได้” คือ การเพิ่มอายุใช้งานและลดน้ำที่ใช้ล้างกับ “สิ่งที่เสีย” คือ ค่าใช้จ่ายวัสดุกรองชุดใหม่ การตัดสินใจในสภาวะได้อย่างเสียอย่าง คือ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ (critical thinking) ในชีวิตจริง การหาอัตราการไหลในภาพกราฟด้านบนที่นำไปสู่การตัดสินใจใช้งาน ทำให้เป็นโครงงานสะเต็มมากกว่าการทำโครงงานหาความรู้ 10 ขั้นตามระดับที่ 1

ระดับที่ 3 สร้างแบบจำลองเพื่อออกแบบ (หาแก่นความรู้เพื่อเข้าใจทั้งหมด)

“แก่นความรู้” หมายถึง ความรู้ที่ไม่ขึ้นกับบริบท เอาไปประยุกต์ได้ในหลายสถานการณ์ จึงใช้ทำนายผลในสถานการณ์ใหม่ได้

ไส้กรองที่ดีควรให้น้ำไหลผ่านชั้นต่าง ๆ ในอัตราเดียวกัน หมายถึงการไหลที่สมดุล ไม่มีน้ำเอ่อรอที่ชั้นใด หรือแห้งขาดที่ชั้นใด เพื่อความเข้าใจ สมมติมี 3 ชั้นแบบปิ่นโต หากชั้นบนไหลที่อัตรา 2 ลิตรต่อนาที ชั้นกลางไหลที่อัตรา 3 ลิตรต่อนาที และชั้นล่างไหลที่อัตรา 1 ลิตรต่อนาที เมื่อเทน้ำลงไป อัตราการไหลของเครื่องจะถูกจำกัดด้วยชั้นล่าง คือ 1 ลิตรต่อนาที หากเราต้องการอัตราไหล 2 ลิตรต่อนาที หมายความว่าเราต้องเพิ่มความหนาทรายชั้นกลางและลดความหนาทรายละเอียดชั้นล่าง เพื่อทำให้ทั้ง 3 ชั้นมีอัตราการไหล 2 ลิตรต่อนาทีเท่ากัน จะเป็นเครื่องกรองที่มีการไหลสมดุลทุกชั้น และไม่มีวัสดุชั้นใดมากเกินจำเป็นหรือน้อยจนไม่เพียงพอ

การหาปริมาตรวัสดุแต่ละชั้นที่ทำให้การไหลสมดุลทุกชั้นจึงน่าสนใจมาก เป็นการทำโครงงานหา “แก่นความรู้” ที่ซับซ้อน เพราะในสภาพจริงน้ำที่ไหลเข้าแต่ละชั้นมีความขุ่นไม่เท่ากัน น้ำที่เข้าชั้นบนที่ยังไม่ผ่านอะไรเลยจะขุ่นมากที่สุด และน้ำที่เข้าสู่ชั้นล่างจะขุ่นน้อยที่สุด นักเรียนต้องทำโครงงาน 2 ตัวแปร คือ อัตราการไหล  เป็นตัวแปรตามที่ขึ้นกับความหนาของชั้นวัสดุ (t) และความขุ่น (Tb) ดังสมการ

ลักษณะกราฟจะเป็น 2 มิติ ซึ่งนักเรียนควรใช้คณิตศาสตร์เป็นเครื่องมือกำหนดปริมาตรวัสดุแต่ละชั้นที่เกิดการไหลสมดุล

แต่ความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเมื่อแต่ละชั้นมีพฤติกรรมทั้ง “อัตราการไหล” และ “ความขุ่นน้ำขาออก” ลดลงตามเวลาด้วย (เวลาผ่านไปเกิดการอุดตัน น้ำไหลช้าแต่จะใสขึ้นดังภาพ) พฤติกรรมที่เปลี่ยนตามเวลานี้กระทบเป็นลูกโซ่ไปยังชั้นที่อยู่ข้างล่างต่อจากมัน อัตราการไหลของแต่ละชั้นจึงมีเวลาเป็นตัวแปรที่ 3

นอกจากนั้นหากเวลาที่น้ำคงอยู่ในชั้นวัสดุ (retention time) มีผลต่อการกรอง การแปรขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแต่ละชั้นก็เป็นเรื่องน่าสนใจ ท่อขนาดแคบที่น้ำมีเวลาที่คงอยู่นานอาจเหมาะกับทรายหยาบก็ได้ เส้นผ่านศูนย์กลางท่อกับปริมาตรทรายเป็นตัวแปรที่ 4 และ 5

เมื่อพิจารณาชั้นวัสดุเป็นขอบเขตการทดลอง มีน้ำไหลเข้าขอบเขตและไหลออกจากขอบเขต ความซับซ้อนที่เป็นเหตุเป็นผลต่อกันแสดงในภาพด้านล่าง โดยมีเวลา ความขุ่น ขนาดทราย ปริมาตรทราย และขนาดท่อเป็นตัวแปรต้น และความใสน้ำออกกับอัตราการไหลเป็นตัวแปรตาม

เมื่อเหตุทั้ง 5 เพิ่มค่าขึ้น ความเป็นเหตุเป็นผลของวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์จะส่งผลต่อกันเป็นลูกโซ่ไปถึงผลปลายทาง ที่ทำให้อัตราการไหลเพิ่ม 2 เส้นทาง และลด 2 เส้นทาง ในขณะที่ความใสเพิ่ม 3 เส้นทาง และลด 2 เส้นทาง แสดงว่าผลปลายทางทั้ง 2 มีค่า optimum หรือเส้นกราฟโค้ง นักเรียนอธิบายพฤติกรรมน้ำที่ออกจากชั้นกรองได้ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และใช้ผังนี้เขียนบรรยาย (หรือนำเสนอ) แสดงความเข้าใจทั้งหมดที่มีสาระวิชาประกอบ ตัวอย่างเช่น อธิบายอัตราการไหลได้ว่า “เวลาและความขุ่นทำให้ตะกอนสะสมในวัสดุกรองจนเกิดการอุดตัน จึงเพิ่มแรงต้านการไหลทำให้ความเร็วลดลงซึ่งส่งผลไปยังอัตราการไหลที่ลดลง แต่หากเพิ่มขนาดทรายจะทำให้แรงต้านการไหลลดลงเนื่องจากมีช่องว่างระหว่างเม็ดทรายมากขึ้น และหากขนาดท่อเพิ่มขึ้น พื้นที่การไหลจะเพิ่มตาม การเพิ่มของขนาดเม็ดทรายและขนาดท่อจึงทำให้อัตราการไหลเพิ่มขึ้น”

หากสังเกตเห็นวงจร (loop) “การดักจับ” “ตะกอนสะสมในทราย” “ช่องว่าง” “เวลาที่คงอยู่” นักเรียนจะเข้าใจว่าทั้ง “ความใส” และ “อัตราการไหล” แปรเปลี่ยนตามเวลาเพราะอะไร

การทำโครงงานในระดับที่ 3 นักเรียนจะได้แบบจำลองคณิตศาสตร์ ทำให้รู้พฤติกรรมการกรองของวัสดุชนิดต่าง ๆ ที่มีต่อน้ำความขุ่นต่าง ๆ ความรู้นี้นำไปใช้ออกแบบการสร้างเครื่องกรองที่เหมาะสมที่สุดได้ โดยทำนายพฤติกรรมพลวัตของภาพ “กราฟอัตราการไหลแปรตามเวลาและผลการล้างสวนทำความสะอาด” ได้ด้วย การสร้างเครื่องกรองน้ำจากแก่นความรู้เช่นนี้ จึงเป็นสะเต็มขั้นสูง เพราะเป็นระดับการเรียนรู้ที่ก้าวจากการ “รู้หลักการ” ไปสู่การ “สร้างความรู้เชิงแบบจำลอง” เพื่อใช้ในการออกแบบ

การทำโครงงานเครื่องกรองน้ำที่ยกมาเป็นตัวอย่างนี้แบ่งงานออกเป็น 3 ระดับ ซึ่งสรุปได้ดังนี้

แทนที่จะมองหาโครงงานใหม่ เราเอาโครงงานที่เห็นทั่วไปมาออกแบบให้นักเรียนค่อย ๆ เปลี่ยนประสบการณ์เป็นรู้ why ของ what แล้วใช้ความรู้นั้นออกแบบงานใหม่ที่ก้าวหน้าขึ้น จากตัวอย่างโครงงานเครื่องกรองน้ำนี้จะเห็นว่าการสอนโครงงานจากระดับที่ 1-3 คือการออกแบบเส้นทางการเรียนรู้แบบต่อนั่งร้าน (scaffolding experiential learning) ใช้สอนประถมศึกษาตอนปลาย มัธยมศึกษาตอนต้น และมัธยมศึกษาตอนปลายได้ตามลำดับ

ทำอย่างไรให้ Project ไม่Proเจ็บ

1. เลิกคิดแบบเดิม ครูต้องเข้าใจหลักการการกรอง การทำหน้าที่เชิงฟังก์ชันของวัสดุต่าง ๆ
2. เข้าใจหลักการเรียนรู้จากประสบการณ์แบบต่อนั่งร้าน เพื่อออกแบบให้นักเรียนเรียนรู้จากประสบการณ์จนตกผลึกเป็น “หลักการ” และประยุกต์หลักการได้เอง (โครงงานระดับที่ 1)
3. เข้าใจประสบการณ์จริง จนเอามาออกแบบการเรียนรู้เพื่อการตัดสินใจในสถานการณ์จริง (โครงงานระดับ 2)
4. เห็นแก่นความรู้ เพื่อสอนให้นักเรียนหาแก่นความรู้ที่ประยุกต์ได้กับทุกสถานการณ์ (สร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์ที่รวมตัวแปรทั้งหมด โครงงานระดับ 3)
5. รู้จักพิจารณาตนเองจากการสะท้อนคิด อยากให้ครูอ่านให้เข้าใจและสะท้อนคิดเตือนใจตนเองว่า “โครงงานที่ฉันให้นักเรียนทำ ได้พานักเรียนค้นพบความรู้อะไรหรือไม่ และเมื่อค้นพบแล้ว พวกเขาได้นำความรู้นั้นไปประยุกต์ใช้ไหม ?”

About Author

นิตยสารสาระวิทย์ โดย สวทช.

ย่อยโลกข้อมูลข่าวสารวิทยาศาสตร์เพื่อคุณ
sarawit@nstda.or.th

See author's posts

• Facebook
• X
• Line