สืบค้น สืบหา กับวิธีสอนแบบสืบเสาะ

ถ้าเข้าใจว่า การสืบเสาะมีแค่ 5 ขั้น ถูกค่ะ ที่ยังถูกไม่หมด

       "Science: A way of explanating the natural world"

      มนุษย์พยายามจะอธิบายและเรียนรู้เกี่ยวกับธรรมชาติ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นวิธีการที่น่าสนใจและยังใช้ได้ดีในการทำสิ่งนี้

        "ควารู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับธรรมชาติมีพื้นฐานมาจากการสังเกตและการทดลอง ในการอธิบายการทำงานของธรรมชาตินั้นต้องประเมินผลต้องข้อมูลเชิงประจักษ์"

        Bybee เขียนถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่เรามักจะเจอในคู่มือหรือข้อแนะนำที่มีอยู่ทั่วไป เริ่มต้นด้วยการสังเกต, ตั้งสมมติฐาน สมมติฐานต้องมีลักษณะ "ถ้า...ดังนั้น" (If-then) สมติฐานคือการทำนายอย่างมีคุณภาพสามารถ ทดสอบหรือหรือยืนยันด้วยการสืบค้นหาความจริงต่อไป (investigations)  กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นทั้งตรรกศาสตร์ รูปธรรมและนามธรรม ส่วนมากของหนังสือเรียนและการสอนนักเรียน กระบวนการทางวิทยาศาสตร์จะเป็นอย่างที่กล่าวมา

     "ถูก แต่ยังไม่ทั้งหมด"

      ลองมาดูกันสักตัวอย่าง Einstein ไม่ได้เริ่มต้นด้วยการสังเกตและการทดลอง แสดงให้เห็นว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่เรารู้กันอยู่ยังไม่หลากหลายในแต่ละวิชา เช่น ส่วนของฟิสิกส์และระบบนิเวศ นักวิวัฒนาการต้องพิจารณาความเปลี่ยนแปลงของประชาชนในมาตรเวลาที่ยาวนานในขณะที่นักชีวโมเลกุล ศึกษาความเข้าใจหน้าที่ของเซลล์จากรุปแบบการวิวัฒนาการในปัจจุบัน

      ความแตกต่างของหลักการที่มาจากการตั้งคำถามของแต่ละวิชาแสดงให้เห็นว่า การสืบเสาะเป็นสิ่งที่สำคัญ นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะพัฒนาความเข้าใจและอธิบายเกี่ยวกับธรรมชาติของโลก โดยการใช้เหตุผลที่ตั้งอยู่บนข้อมูลเชิงประจักษ์สร้างคำอธิบายนั้น โดยหลีกเลี่ยงความคิดเห็นส่วนตัว วิธีการอธบายข้อสงสัยของนักวิทยาศาสตร์นั่นแหละคือกระบวนการทางวิทยาศาสตร์  สรุปก็คือการใช้วิธีการที่เหมาะสมในการอธิบาย โดยใช้ข้อมูล การจินตนาการตรรก และนำเสนอต่อสารธารณะ วิทยาศาสตร์คือกิจกรรมของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์จะแลกเปลี่ยนข้อสัณนิษฐานที่จำเป็นในการค้นหาข้อมูล พัฒนาตรรกะและอธิบายจากหลักฐาน แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้ความสามารถ การจินตนาการ ความเชี่ยวชาญในงานและความกระตือรือร้น 

       รูปแบบการทำงานของนักวิทยาศาสตร์คล้ายๆกับนักเรียนสองกลุ่ม กลุ่มแรกจะอธิบายอย่างรอบคอบจากผลการทดลอง ในขณะอีกกลุ่มจะอธิบายอย่างกล้าหาญ การอภิปรายนี้จะนำไปสู่สิ่งที่เราต้องการจัดเตรียมให้ผู้เรียนมีมุมมองที่กว้างขึ้นในการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์(scientific inquiry) และธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (nature of science) 

        Prof.Bybee ชวนเราไปคิดต่อเกี่ยวกับ การสืบเสาะ : เป้าหมายของวิทยาศาสตร์และวิธีการสอน

     

       หลักสูตรมารตฐานการศึการแกนกลาง มีตัวชี้วัดและมาตรฐานการเรียนรู้เป็นเป้าหมายของครูที่จะต้องออกแบบโปรแกรมการเรียนการสอนที่นำไปผู้เรียนไปสู่จุดหมาย สิ่งแรกที่ครูสามารถทำได้คือระบุผลการศึกษา (educational outcome) วิธีการที่เหมาะสมในการวัดผลสัมฤทธิของผู้เรียน และการวัดระดับความตั้งใจของผู้เรียน 

 

     Prof.Bybee พยายามอธิบายให้คุณครูเข้าใจของมาตรฐานของการสืบเสาะที่กำหนดมาดังนี้  มาดูตัวอย่างแรกกันค่ะ

     มาตรฐานการสอนวิทยศาสตร์ในเกรด 5-8    
     กิจกรรมในเกรด 5-8 ควรได้รับการพัฒนาคือ ความสามารถจำเป็นในการปฏิบัติกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ และความเข้าใจเกี่ยวกับการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์

    ซึ่งมาตรฐานกสำหรับเกรด 4, 9-12 ก็จะคล้ายๆกัน ซึ่งลักษณะก็จะคล้ายๆกับหลักสูตรแกนกลางของประเทศเราค่ะ (เอ่อ....ก็เราใช้รูปแบบการศึกษาตามอเมริกาเนาะ)  

 

ความสามารถที่จำเป็นในกระบวนการสืบเสาะ (Ability Necessary to Do Scientific Inquiry)	ความเข้าใจกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ (Understandings about Scientific Inquiry)
ระบุคำถามที่สามารถตอบได้กระบวนการตรวจสอบ ความจริงทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Investigation)	ความแตกต่างของคำถาม, ความแตกต่างของการตรวจสอบหาความจริงทางวิทยาศาสตร์
ออกแบบและดำเนินการตรวจสอบ ความจริงทางวิทยาศาสตร์	ความรู้วทิยาศาสตร์ในปัจจุบันและเข้าใจแนวทางของ การตรวจสอบหาความจริงทางวิทยาศาสตร์
ใช้เครื่องมือและเทคนิคที่เหมาะสมในการเก็บรวบรวมข้อมูลวิเคราะห์และตีความข้อมูล	คณิตศาสตร์มีความสำคัญในกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์
พัฒนาการบรรยาย, การอธิบาย,การทำนายและโมเดล ของหลักฐาน	เทคโนโลยีใช้ในการรวบรวมข้อมูลช่วยให้เกิดความแม่นยำและวิเคราะห์ข้อมูล
คิดอย่างมีวิจารณญาณและตรรกะในการสร้างความสัมพันธ์ ระหว่างหลักฐานและการอธิบาย	การอธิบายทางวิทยาศาสตร์ให้ความสำคัญที่หลักฐาน, ความคงที่ของหลักตรรกศาสตร์ และใช้หลักการ, รูปแบบ รวมถึงทฤษฎี
รับรู้และวิเคราะห์ทางเลือกในการอธิบายและทำนาย	วิทยาศาสตร์ขั้นสูงมีความโปร่งใส
สื่อสารกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และการอธิบาย	การตรวจสอบหาความจริงทางวิทยาศาสตร์บางครั้งผลที่ได้ เป็นความคิดใหม่และปรากฏการณ์ จะช่วยสร้างวิธีการหรือ ปรากฏการณ์ใหม่ๆในการตรวจสอบหาความจริง หรือพัฒนาเทคนิคใหม่ๆเพื่อพัฒนาการเก็บรวบรวมข้อมูล
ใช้คณิตศาสตร์ในกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์

         มาดูตารางที่ 2 ที่จะสรุปความคิดที่เป็นกุญแจจากมาตรฐาน ในมาตรฐานแรกอ้างอิงถึงโปรแกรมการสืบเสาะเป็นฐานของผู้เรียน คือ Science as Inquiry  เพราะเป็นผลของการสอนและการเรียนรู้ มาตรฐานการสอนแสดงถึงความหลากหลายของปัจจัยที่จะส่งเสริมให้เกิดผลคือ การอำนวยความสะดวก การเรียนรู้ การวัดผล การจัดเตรียมเวลา สถานที่และแหล่งข้อมูล การพัฒนาสังคมของผู้เรียนและการออกแบบโปรแกรมการสอน 

 

A ครูจัดเตรียมโปรแกรมการสอนแบบสืบเสาะเป็นฐานสำหรับผู้เรียนของตนเอง

B ครูเป็นผู้แนะนำและอำนวยความสะดวก

C ครูต้องสนใจการดำเนินการวัดการสอนและการเรียนรู้ของผู้เรียน

D ครูต้องออกแบบและจัดการสิ่งแวดล้อมที่จัดเตรียมใหเผู้เรียน เช่น เวลา สถานที่ และทรัพยากรที่จำเป็นต่อการเรียนรู้

E ครูพัฒนาการสังคมของนักเรียนที่ช่วยสะท้อนผลทางปัญญาในกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์และเจตคติ คุณค่าทางสังคมในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

F ครูจัดกิจกรรมแบบมีส่วนร่วมในการวางแผนและพัฒนาโปรแกรมการสอนวิทยาศาสตร์

      เดี๋ยวอันนี้จบแค่นี้ก่อนนะค่ะ ฝากคุณครูไปคิดต่อว่า เราเคยเอามาตรฐาน ชี้วัด ของหลักสูตรแกนกลางมาศึกษาอย่างจริงจังไหมนะ จริงๆแล้วเค้าต้องการให้เด็กเกิดอะไร และที่สำคัญเราได้รับโอกาสให้เป็นผู้ออกแบบโปรแกรมสำหรับนักเรียนของเราอย่างเต็มที่ เราได้ใช้โอกาสอย่างคุ้มค่าหรือยังค่ะ