สอนวิชาเริ่มต้นโครงงานวิทยาศาสตร์ให้นักเรียนชั้น ม.1 มานานแล้ว ตั้งแต่หลักสูตร 2521 ซึ่งเป็นวิชาเลือกเสรี จนมาเป็นสาระการเรียนรู้เพิ่มเติมในหลักสูตร 2544 และ 2551 สาระสำคัญต้องการปูพื้นให้รู้และศึกษาหาความรู้ด้วยวิธีการและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้ ในระดับชั้นมัธยมเรียกการค้นคว้าลักษณะนี้ว่า “โครงงาน” 

เมื่อภาคเรียนที่แล้ว ฝึกให้นักเรียนแก้ปัญหาโดยใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ฝึกให้ช่างสังเกตด้วยประสาทรับสัมผัสต่างๆ อาทิ ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย รวมถึงสร้างความตระหนักของการเป็นผู้ที่มีเหตุผล มาภาคเรียนนี้ ตั้งใจจะฝึกให้นักเรียนค้นคว้าหาความรู้ หรือแก้ปัญหาด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วย การระบุปัญหา ตั้งสมมติฐาน ตรวจสอบสมมติฐาน และสรุปผล กิจกรรมต่างๆวางแผนจะร่วมกันคิดกับนักเรียนในชั้นตามสถานการณ์จริง ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงไป 

ความเห็นส่วนตัวแล้ว ไม่ว่านักเรียนจะแก้ปัญหา หรือต้องการจะรู้อะไรสักอย่าง ถ้าทุกคนทำตามขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ไม่ด่วนเชื่ออะไรง่ายๆ ตรวจสอบก่อนทุกครั้ง จนมีข้อมูลน่าเชื่อถือมากพอ จึงค่อยสรุป ค่อยเชื่อ อย่างนี้จึงจะถือได้ว่าการเรียนของนักเรียนประสบความสำเร็จ 

การตรวจสอบสมมติฐานอาจทำได้หลายวิธี มิใช่แค่การทดลอง อาจทำง่ายๆด้วยการถามจากผู้รู้ โดยเฉพาะภูมิปัญญาท้องถิ่นทั้งหลาย อาจค้นคว้าจากตำรับตำราในห้องสมุด หรือสืบค้นจากอินเทอร์เน็ต “ครูกูเกิลเก่งมาก(ฮา) ไม่เชื่อพิสูจน์ได้” ทดลองเป็นวิธีหนึ่งเท่านั้น ย้ำเรื่องนี้บ่อย ร้อยทั้งร้อย หากถามวิทยาศาสตร์เป็นศาสตร์เกี่ยวกับอะไร นักเรียนตอบว่าการทดลองแน่ 

แต่ถ้าจะตรวจสอบสมมติฐานด้วยการทดลอง จำเป็นที่ต้องรู้จักตัวแปรต่างๆ ทั้งตัวแปรต้น(อิสระ) ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม นักเรียนมักสับสนและออกแบบการทดลองได้ไม่ดี เพราะไม่เข้าใจตัวแปร 

การสอนให้รู้จักตัวแปร ทดลองมาหลายแบบแล้ว แบบหนึ่งคิดว่าจะเข้าใจดีกว่า ตัวเองเพิ่งเรียนรู้เมื่อการสอนครั้งล่าสุดครับ ก่อนโน้น บรรยายเลย ตัวแปรคืออะไร มีกี่แบบ แล้วจึงให้ออกแบบการทดลอง อย่างนี้นักเรียนจะงง ความไม่เข้าใจน่าจะเกิดจากเกร็งเรื่องความถูกผิดของตัวแปร จนลืมการตรวจสอบทั่วๆไป ซึ่งทุกคนน่าจะคิดได้อย่างเป็นธรรมชาติอยู่แล้ว 

บางครั้งให้นักเรียนเขียนวิธีการทดลองส่ง แล้วค่อยชี้ ค่อยอธิบาย ว่าตัวแปรต่างๆในการทดลองนั้นคืออะไร บางคราวก็ยกการทดลองหนึ่งขึ้นมาให้ร่วมกันพิจารณาพร้อมตั้งคำถาม สิ่งนี้ทำไมต้องเท่า ต้องเหมือน สิ่งนี้ทำไมต้องต่าง แล้วค่อยสรุปเปรียบเทียบถึงตัวแปร 

ครั้งล่าสุด เมื่อต้นภาคเรียนนี้เอง ผมเริ่มด้วยการถามนักเรียนอย่างไม่มีปี่ไม่มีขลุ่ยถึงปัจจัยการงอกและการเจริญของเมล็ด นักเรียนคงงงๆ งอกกับเจริญคล้ายกัน ปัจจัยต่างๆที่เกี่ยวข้องให้นักเรียนช่วยกันคิด ช่วยกันตอบ หากไม่ครบครูก็เสริมเพิ่มเข้าไป แล้วช่วยกันสรุป 

จากนั้นให้ช่วยกันคิดข้อสงสัยเกี่ยวกับเมล็ดถั่วซึ่งหาได้ง่าย ไม่ไปไหนดอกครับ ค่อนข้างแน่นอนว่า นักเรียนจะระบุปัญหาเกี่ยวกับปัจจัยการงอกหรือการเจริญของเมล็ดนั่นเอง อย่างนั้นคิดว่าคำตอบจะเป็นอย่างไร ลองเดาอย่างมีเหตุมีผลดู แล้วจะพิสูจน์ได้อย่างไรว่าคำตอบซึ่งเดาถูกหรือผิด ค่อยๆตั้งคำถามให้นักเรียนคิดไปทีละขั้นๆครับ 

ชั่วโมงต่อจากนั้น ก็ปล่อยให้นักเรียนเพาะถั่ว เพื่อหาคำตอบตามที่แต่ละกลุ่มคิด กว่าเมล็ดถั่วจะงอกหรือจะเจริญก็อีกสัปดาห์ข้างหน้า นักเรียนช่วยกันเพาะถั่วไม่นานนัก เวลาที่เหลือ ผมแนะวิธีและหัวข้อเขียนรายงานผลการทดลอง โดยย้ำ..ชั่วโมงหน้าแต่ละกลุ่มต้องเขียนรายงานผลการทดลองส่ง รวมถึงนำถั่วที่เพาะมาอวดเพื่อนๆด้วย 

สัปดาห์ต่อมา นักเรียนนำต้นถั่วที่งอกและเจริญมาอย่างพร้อมเพรียง ผมให้แต่ละกลุ่มออกมาเล่าหน้าชั้นว่าทำอย่างไรไปบ้าง โดยให้บอกข้อสงสัย คำตอบที่เดา วิธีตรวจสอบ และผลการทดลองที่ได้ หลังเล่าเสร็จ ทุกกลุ่มจะถูกถามด้วยคำถามเดียวกัน การทดลองทั้งสองชุดนั้นอะไรต่างกัน อะไรเหมือนกัน สังเกตบันทึกผลอะไรจึงนำไปสู่ข้อสรุปได้ บางกลุ่มออกแบบและทดลองมาอย่างไม่เข้าใจนัก ครูก็ถือโอกาสนี้อธิบายให้ทุกคนฟังเป็นความรู้เสียเลย เล่าและอธิบายหลายๆกลุ่มเข้า ดูอาการแล้ว น่าจะเข้าใจขึ้นครับ จากนั้น จึงค่อยเฉลยว่าตัวแปรต่างๆเป็นอะไร

การเรียนในสัปดาห์ถัดจากนั้น ผมให้นักเรียนตั้งสมมติฐานและตรวจสอบ ด้วยการออกแบบการทดลอง พร้อมระบุตัวแปรต่างๆก่อน หากวิธีและตัวแปรถูกต้องทั้งหมดแล้ว จึงจะอนุญาตให้ลงมือทำจริงได้ ปัญหาที่นำมาใช้เป็นโจทย์ครั้งแรก คือ โทรศัพท์แบบใดเสียงจะดังชัดเจนที่สุด ครั้งต่อมานักเรียนเสนอ“ปืนก้านกล้วย”ของเล่นพื้นบ้านมาใช้ในการเรียนรู้ คำถามคล้ายเดิม ความดังของปืนก้านกล้วยขึ้นอยู่กับอะไร

เริ่มต้นด้วยการให้ลองคิดลองทำไปก่อนเลย ผิดถูกไม่ต้องกังวล หลังจากนั้นจึงค่อยถาม ค่อยชี้ และค่อยเน้น..เป็นอีกวิธีที่นักเรียนน่าจะเข้าใจตัวแปรได้ดีกว่า