เรื่องโดย รศ. ดร.สุธีระ ประเสริฐสรรพ์
| อดีตอาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ผู้บริหารสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) และหัวหน้าโครงการเพาะพันธุ์ปัญญา ผู้ผันตนเองมาขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงการสอนโครงงานวิทยาศาสตร์และสะเต็มด้วยมุมมองวิศวกรรมศาสตร์ในการศึกษาขั้นพื้นฐาน |
ครูและนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ขอความเห็นผมทางประชุมออนไลน์เพื่อยกระดับการทำโครงงานให้เป็นไปตามที่ผู้ทรงคุณวุฒิจากการประกวดเวทีหนึ่งแนะนำ ในกิจกรรมโคชครั้งนี้ ครูจัดให้นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่กำลังเริ่มคิดทำโครงงานเข้าร่วมฟังด้วยโดยฉายจาก Zoom ขึ้นจอใหญ่ ผมนำเรื่องนี้มาเขียนเพื่อให้ครูโครงงานวิทยาศาสตร์เข้าใจปัญหาการจับประเด็นจากการทบทวนวรรณกรรมมาเป็นจุดเริ่มต้นทำโครงงาน
นักเรียนรายงานผลการศึกษาการชะลอการสุกของกล้วยน้ำว้าด้วยเปลือกถั่วลิสงที่ปลดปล่อยสารเรสเวอราทรอล (resveratrol: RSV) โดยอ้างเอกสารปี ค.ศ. 2016 เรื่อง “Resveratrol Inhibition of Cellular Respiration: New Paradigm for an Old Mechanism” ซึ่งเชื่อว่า สารเรสเวอราทรอลยับยั้งการหายใจของเซลล์จึงชะลอการสุกได้ เรื่องนี้เป็นสาขาวิชาที่ผมไม่มีความรู้ แต่ก็วางใจครูที่ปรึกษาที่เป็นครูเคมี
นักเรียนอธิบายที่มาของโครงงานว่า ชาวบ้านแปรรูปกล้วยเป็นกล้วยฉาบและกล้วยเบรกแตกโดยต้องใช้กล้วยห่าม ปัญหาคือมีกล้วยสุกเกินจะนำไปใช้ได้วันละ 2 หวี จาก 50 หวี นักเรียนมีข้อมูลวิเคราะห์ผลตอบแทนทางการเงินให้เห็นในสไลด์แรก ๆ เพื่อสนับสนุนการทำโครงงานนี้ ตรงจุดนี้ผมอยากให้ทุกโครงงานเริ่มต้นด้วยการอธิบายความสำคัญปัญหาที่กระทบการทำอาชีพของชุมชนซึ่งจะทำให้โครงงานดูน่าสนใจขึ้นทันที
การทบทวนวรรณกรรมพบว่า สารเรสเวอราทรอลปล่อยออกมาจากเปลือกถั่วลิสง นักเรียนจึงทดลองเอากล้วยดิบและเปลือกถั่วมาอยู่ด้วยกันในระบบปิดและกึ่งปิด โดยมีสัดส่วนเปลือกถั่วต่อกล้วยเท่ากับ 1:2, 1:3, 1:4 และ 1:5 เปรียบเทียบกับชุดควบคุม (control) ที่ไม่มีเปลือกถั่ว เป็นเวลา 9 วัน ดูผลการชะลอการสุกจากเปอร์เซ็นต์การสูญเสียกรดมาลิก (malic acid loss) [ผมไม่ทราบว่าคืออะไร และเป็นตัวแทนการชะลอการสุกจริงไหม เพราะนักเรียนไม่อ้างวรรณกรรมใดเลย] ผลพบว่า ทั้ง 2 ระบบควรใช้สัดส่วน 1:3 [ระหว่างการนำเสนอ มีข้อสงสัยจำนวนมากจากรูปและผลการทดลอง]
จากข้อมูลพื้นฐานที่นำเสนอ กล้วย 50 หวี แปรรูปได้ 30 ถุง ขายได้ถุงละ 60 บาท ถ้าทำได้ทั้ง 50 หวี มีรายได้ 1,800 บาทต่อวัน แต่เมื่อเหลือ 48 หวี จึงเหลือรายได้ 1,728 บาทต่อวัน ดังนั้นครูต้องใช้คณิตศาสตร์ง่าย ๆ ให้ความหมายว่า ถ้ารายจ่ายเพิ่มขึ้นจากการจัดหาเปลือกถั่วลิสงมาอบแห้งและบดเป็นผงเท่ากับหรือมากกว่า 72 บาท ก็ไม่ควรทำโครงงานนี้ (เว้นแต่ต้องการศึกษาในแง่วิทยาศาสตร์ของสารเรสเวอราทรอลที่ชะลอการสุกของผลไม้)
ผมฟังครั้งแรกคิดในใจว่า แปรรูป 50 หวี ประมาณ 600 ผล ถ้ามี 2 คนช่วยกันปอกและฝานก็น่าจะทำได้นาทีละ 2 ผล รวม 300 นาที หรือ 5 ชั่วโมง คำถามในใจคือ “จำเป็นแค่ไหนที่ชะลอการสุกเพียงไม่กี่ชั่วโมง” ควรเป็นคำถามที่ครูชวนนักเรียนคิด
กล้วยมีน้ำหนักเฉลี่ยผลละ 70 กรัม สมมติหวีละ 12 ผล การชะลอการสุก 2 หวีทำให้ต้องใช้เปลือกถั่ว 560 กรัมต่อวัน สมมติว่ามีเปลือกถั่วมากพอ แต่นักเรียนจะรู้ได้อย่างไรว่าจะชะลอ 2 หวีไหน ? ที่สำคัญคือถ้ารู้ ทำไมไม่รีบเอา 2 หวีนั้นมาใช้ก่อน ? จึงเริ่มมีความรู้สึกว่านักเรียนต้องการเพียงศึกษาการชะลอการสุก มองไปไม่ถึงปัญหาการจัดการวัตถุดิบ การวิเคราะห์ผลตอบแทนทางการเงินก่อนหน้านี้เป็นเพียงข้ออ้างเท่านั้นใช่หรือไม่ ?
“ถ้าซื้อกล้วยอาทิตย์ละครั้ง ๆ ละ 350 หวี เราต้องจัดการเพื่อชะลอการสุกอย่างไร ต้องใช้เปลือกถั่วเท่าใด เราจะทำโครงงานหาคำตอบได้อย่างไร” ผมตั้งโจทย์ให้นักเรียนคิดและเตรียมนำเสนอ 30 นาที เพื่อให้นักเรียนเข้าใจการทำงาน
นักเรียน ม. 5 เจ้าของโครงงานให้คำตอบสั้น ๆ เมื่อหมดเวลาว่า “เราจัดการโดยซื้อกล้วย 350-14 หวี”
นักเรียน ม. 4 นิ่งเงียบ ไม่มีใครตอบได้ว่าต้องทำโครงงานอย่างไร วิเคราะห์ได้ว่า นักเรียนไม่รู้ว่าต้องใช้ความรู้อะไรมาจัดการ จึงไม่รู้ว่าจะทำโครงงานอย่างไร
คำตอบของนักเรียนบ่งบอกว่ายังคงติดกับดักเรื่องกล้วย 2 หวีที่สุกก่อนแปรรูปเป็นปัญหาของ 50 หวี โดยไม่เข้าใจว่าหากลดมาใช้ 48 หวีนั้นจะมีบางหวีสุกเกินได้เหมือนกัน คำตอบนี้บอกให้เราทราบว่า นักเรียนไม่เข้าใจสภาวะจริงในทางปฏิบัติ และไม่สามารถคิดเชื่อมโยงระหว่างปัญหากับการหาความรู้เพื่อแก้ปัญหาได้ โจทย์นี้อาจจะยากเกินนักเรียน ม. 5 จริงหรือ ? อยากให้ครูที่อ่านลองเอาสถานการณ์นี้ทดสอบกับนักเรียนตนเองดูครับ
โครงงานที่ดีคือโครงงานที่มีบริบทของโลกความเป็นจริง การสอนจึงต้องให้นักเรียนรู้ว่าตนต้องหาความรู้จากโครงงานที่แตกประเด็นย่อย ต่อไปนี้
- มีเปลือกถั่วมากแค่ไหน สอดคล้องกับเวลาต้องการใช่หรือไม่ ราคาการจัดการ (ขนส่ง อบ บด) เท่าใด ?
- ทดลองกล้วยกับเปลือกถั่วในอัตราส่วนต่าง ๆ โดยวัดการสูญเสียกรดมาลิกและดูการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
- หาประสิทธิผลของการใช้ซ้ำ (recycling effectiveness) ของเปลือกถั่ว จากการเอาเปลือกถั่วมาทดลองซ้ำสัก 1-2 รอบ
- หาผลตอบแทนการเงินว่ามีความเหมาะสม (financially feasible) ไหม
- หากขั้น 1 และ 4 มีความเหมาะสม ให้เอาคำตอบ 1-3 มาใช้ตัดสินใจใช้งาน เช่น หากซื้อกล้วยอาทิตย์ละ 350 หวี ต้องใช้เปลือกถั่วเท่าไหร่ จัดการอย่างไร ?
คำตอบข้อ 5 คือผลเชิงประจักษ์ว่านักเรียนเกิดการเรียนรู้ที่เอาไปใช้ในชีวิตได้จริง สมมติการทดลองข้อ 2 และ 3 ได้คำตอบเป็นรูปที่ 1 เมื่อเปลือกถั่วมาก (1:1) ยืดอายุได้ 8 วัน และลดเป็น 4 วันเมื่อใช้สัดส่วน 5:1 หากเอามาใช้ซ้ำ ความสามารถชะลอการสุกจะลดลงเป็น 6.5 และ 2.5 วัน ตามลำดับ
 รูปที่ 1 ผลการชะลอการสุกด้วยเปลือกถั่ว ( สมมติ) |
สมมติว่าการศึกษาขั้นตอนที่ 4 มีความเหมาะสมทางการเงิน เช่น ซื้อกล้วยจำนวนมากราคาถูกลง ต้นทุนเปลือกถั่วและการจัดการมีความเหมาะสม มีสถานที่กว้างพอในการจัดเก็บ ฯลฯ นักเรียนต้องจินตนาการให้เห็นไทม์ไลน์การจัดการตามรูปที่ 2 เมื่อซื้อกล้วยสัปดาห์ละครั้ง (350 หวี)
 รูปที่ 2 ไทม์ไลน์การจัดการชะลอความสุกกล้วย |
ตัวอย่างวันเสาร์ซื้อกล้วย 350 หวี แบ่งที่ค่อนข้างแก่จัด 2 ระดับออกมา กล้วย 100 หวีไว้ใช้วันจันทร์และอังคาร (วันเสาร์และวันอาทิตย์ใช้กล้วยชุดก่อนหน้านี้ที่ชะลออายุได้ 7 และ 8 วัน) อีก 250 หวีจัดการชะลอการสุก วันพุธใช้กล้วยที่ชะลอได้ 4 วัน (กล้วย 5 ต่อเปลือกถั่ว 1) เรื่อยไปจนถึงวันอาทิตย์ที่ชะลอได้ 8 วัน (กล้วย 1 ต่อเปลือกถั่ว 1) และหากต้องการลดต้นทุนเปลือกถั่ว จะต้องนำข้อมูลผลการทดลองใช้เปลือกถั่วซ้ำในรูปที่ 1 มาวิเคราะห์เพื่อการจัดการซึ่งซับซ้อนขึ้นอีกมาก
หากคิดแบบนี้โครงงานหลักคือ คำตอบในรูปที่ 2 โดยมีโครงงานเปลือกถั่วชะลอการสุก (รูปที่ 1) เป็นโครงงานย่อยที่หาความรู้มาใช้จัดการ นักเรียนจะเห็นกระบวนการทำโครงงานว่าเป็นกิจกรรมหาความรู้อย่างมีเป้าหมาย
การใช้ความรู้แก้ปัญหาในชีวิตประจำวัน นักเรียนต้องจินตนาการเห็นรูปที่ 2 ก่อนว่า “ฉันต้องการความรู้เพื่อเอามาใช้จัดการแบบนี้” ดังนั้น “ฉันต้องทำโครงงานหาความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนกล้วยต่อเปลือกถั่วกับจำนวนวันที่ชะลอการสุกได้” (จินตนาการเห็นรูปที่ 1) จึงจะออกแบบการทำโครงงานได้ตลอดเส้นทางการเรียนรู้ รู้ว่าต้องใช้อะไรบ้าง ต้องใช้งบประมาณเท่าใด และเขียนข้อเสนอการทำโครงงานได้ถูกต้อง เป็นวิธีคิดที่ใช้จินตนาการถอยจากผลที่ต้องการไปหาความรู้ที่ต้องทำโครงงาน (backward thinking)
อยากให้ครูโครงงานถามตนเองว่าครูโคชนักเรียนทำโครงงานด้วยการคิดถอยหลังแบบนี้หรือไม่ ?
จบงานโคชออนไลน์ได้ 3 สัปดาห์ พอมีเวลาเขียนเรื่องนี้ ผมกดลิงก์เข้าไปอ่านเอกสารที่นักเรียนอ้าง เจอข้อความประโยคแรกในบทคัดย่อ “Resveratrol (3,4′,5-trihydroxy-trans-stilbene, RSV) has emerged as an important molecule in the biomedical area. This is due to its antioxidant and health benefits exerted in mammals.” ความรู้สึกคือ อ้าว… เป็นเรื่องของเซลล์สัตว์ เรื่องนี้ผิดปกติตั้งแต่ต้นแล้วสิ
ลองอ่านบทนำสักหน่อย “RSV biological significance in plants has been linked to the decrease of fungal cell viability to counteract pathogenic cellular proliferation… The toxic effect on plant-pathogenic fungal organisms is the outstanding purpose of RSV in plants” อ้าว… สารเรสเวอราทรอลยับยั้งการเข้าทำลายของเชื้อรา ก็แปลว่าลดการเน่าเสียนะสิ
และสุดท้ายในบทสรุป “Therefore, more clinical trials targeted at specific diseases are needed to search for safe concentrations of RSV supplementation. For example, the toxicity exerted by high doses of RSV could help to treat cancer.” อ๋อ… เป็นบทความเสนอแนวทางใช้ทางการแพทย์
สรุปจากเอกสารที่รีวิวมานี้ สารเรสเวอราทรอลไม่เกี่ยวอะไรกับการการชะลอการสุกของกล้วยน้ำว้าเลยใช่ไหม เป็นคำตอบว่าทำไมผมจึงเห็นผลการทดลองแปลก ๆ จำนวนมาก ผมคิดว่าครูและนักเรียนเห็นคำว่า “ยับยั้งการหายใจของเซลล์” แล้วกระโจนโยงกับการสุกของกล้วย จนได้ข้อสรุปว่า สารเรสเวอราทรอลชะลอการสุกได้
ความไม่ปกติแบบนี้เป็นเรื่องปกติที่พบเห็นทั่วไป หลายปีก่อนมีบทคัดย่อโครงงานซึ่งได้รางวัลเผยแพร่อยู่บนเว็บไซต์ เป็นโครงงานที่เอาปรากฏการณ์ของเนื้อเยื่อสัตว์มาเป็นสมมติฐานของเนื้อเยื่อพืช นักเรียน (และครูที่ปรึกษาโครงงาน) เชื่อว่าหากเอาไม้จิ้มฟันแทงขั้วผลมะนาวแล้วจะทำให้ผลโตขึ้น แบ่งการทดลองเป็น 4 กลุ่ม จนได้ข้อสรุปว่า เกษตรกรควรแทงขั้วผลให้ทะลุแล้วดึงออก ผมอ่านแค่บทคัดย่อก็นึกถึงปัญหาการประเมินและตัดสินรางวัลโครงงานต่าง ๆ ว่าเชื่อถือได้แค่ไหน
 โครงงานที่ไม่ใช้ความรู้กำหนดทิศทางแต่ได้รางวัลเผยแพร่ในเว็บไซต์ |
ผมเขียนเรื่องนี้ทั้ง ๆ ที่รู้ว่าโครงงานทำมาผิดทาง เพื่อให้เป็นข้อเรียนรู้แก่ครูโครงงาน อีกอย่างเพราะนักเรียนเกริ่นนำบอกผมว่า อยากทำต่อยอดตามที่ผู้ทรงคุณวุฒิแนะนำ
เมื่อนักเรียนนำเสนอจบ ผมถามว่า “ผู้ทรงคุณวุฒิเป็นใคร ?”
“อาจารย์มหาวิทยาลัย…” นักเรียนเอ่ยชื่อมหาวิทยาลัยที่เป็นเจ้าภาพจัดเวทีประกวดโครงงาน
“เขาแนะนำอะไร ?” ผมถามต่อ
“ให้วิเคราะห์ด้วยเครื่องมือห้องปฏิบัติการเพื่อให้มั่นใจว่าเป็นสารเรสเวอราทรอลจริง และศึกษาเจาะลึกการแพร่ของสารเรสเวอราทรอลเข้าไปในกล้วย” นักเรียนตอบ
“อาจารย์เขาคิดแบบทำวิทยานิพนธ์ปริญญาโท เกินกำลัง เกินความรู้มัธยม โรงเรียนไม่มีเครื่องมือวิเคราะห์ ต้องส่งตัวอย่างไปพึ่งมหาวิทยาลัย ได้คำตอบมาก็ใช้เพื่อจัดการไม่ได้” ผมตอบโดยขณะนั้นยังไม่อ่านเอกสารอ้างอิง ไม่ทราบความจริงว่าเรื่องนี้ผิดตั้งแต่ต้นแล้ว จึงเขียนเรื่องนี้ขึ้นมาเพื่อฝากไปยังกรรมการในการประกวดทั้งหลายว่าควรเอาใจใส่ให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ที่ถูกต้องด้วย
อีกประเด็นที่ผมอยากให้ครูพิจารณาคือ การวิเคราะห์การเงินของนักเรียนเพื่อสนับสนุนว่าเป็นโครงงานที่ควรทำ (ลอกมาจากสไลด์นักเรียน)
| กล้วยหวีละ 25 บาท เสียหายปีละ
2 x 365 x 25 = 18,250 บาท/ปี ใช้กล้วยวันละ 50 หวี ผลิตได้ 30 ถุง ราคาถุงละ 60 บาท รายได้ 30 x 365 x 60 = 657,000 บาท/ปี กำไร (คิด 30% ของรายได้) (0.3 x 657,000) – 18,250 = 178,850 บาท/ปี ถ้าชะลอกการสุกได้ 2 หวี/วัน จะมีรายได้เพิ่ม 2 x 365 x (3/5) x 60 = 26,280 บาท ดังนั้นถ้าเราชะลอการสุกได้จะมีรายได้ 657,000 + 26,280 = 683,280 บาท คิดเป็นกำไร = 0.3 x 683,280 = 204,984 บาท/ปี |
เราจะเห็นความสับสนในความคิดการประยุกต์คณิตศาสตร์ในชีวิตประจำวันของนักเรียน ม. 5 อย่างชัดเจน และสะท้อนความสามารถพื้นฐานของครูโครงงานซึ่งการศึกษาไทยควรทราบและรีบหาทางแก้ไข
โครงงานนี้จะดีขึ้นมากหากเชื่อมปัญหา ความรู้ และการตัดสินใจเข้าด้วยกัน แต่เราก็เห็นแล้วว่า นักเรียนทำโดยเน้นส่วน “ความรู้” ที่เชื่อมกับปัญหาอย่างผิวเผินมาก (ไม่ใช่ความรู้ที่สอดคล้องกับบริบทด้วยซ้ำ) และไปไม่ถึงการตัดสินใจ
About Author
