ปัจจุบันสถานการณ์การแพร่ระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) ส่งผลกระทบต่อการจัดการศึกษาในประเทศไทยเป็นอย่างมาก สถานศึกษาทุกแห่งต้องงดจัดการเรียนการสอนแบบพบหน้ากันในห้องเรียน ครูทุกโรงเรียนต้องปรับเปลี่ยนรูปแบบการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์ ซึ่งถือเป็นความท้าทายอย่างมากโดยเฉพาะครูวิทยาศาสตร์ เนื่องจากการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ซึ่งมุ่งเน้นให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ผ่านกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (Inquiry-Based Learning) ได้ลงมือทำปฏิบัติการ สังเกต ตั้งสมมติฐาน รวบรวมข้อมูลและให้เหตุผล เพื่อให้สอดคล้องกับกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการแสวงหาความรู้ (ชาตรี ฝ่ายคำตา, 2563;Bybee, 2006) เมื่อการจัดการเรียนรู้เปลี่ยนไปเป็นแบบออนไลน์ ครูบางท่านอาจเกิดความกังวลและไม่สามารถออกแบบการจัดการเรียนรู้ได้ เพราะคิดว่าการจัดการเรียนรู้แบบออนไลน์ นักเรียนไม่สามารถทำกิจกรรมที่เน้นกระบวนการสืบเสาะได้ จึงเปลี่ยนการจัดการเรียนรู้เป็นการบรรยาย การมอบหมายงานให้นักเรียนศึกษาจากสื่อวีดิทัศน์ทำใบกิจกรรมเท่านั้น หรือครูบางท่านอาจทำเว็บไซต์และมีสื่อเทคโนโลยีที่หลากหลายเพื่อนำเสนอให้นักเรียนศึกษาและจดบันทึกตาม

   ในบทความนี้ผู้เขียนขอแลกเปลี่ยนเทคนิค และแนวทางการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์ที่เน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (Online Inquiry-Based Learning) รวมทั้งเชิญชวนให้พิจารณาด้วยว่า การจัดการเรียนรู้ที่กล่าวไว้ในบทความนี้สอดคล้องกับเป้าหมายของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์หรือไม่ ทั้งนี้เทคนิคและแนวทางการจัดการเรียนรู้นี้ได้มาจากประสบการณ์การสอนในรายวิชาเคมีเพิ่มเติม ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย ตลอดระยะเวลา 1 ปีการศึกษา ในสถานการณ์การแพร่ระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 เนื่องจากเนื้อหารายวิชานี้ส่วนใหญ่เป็นแนวคิดเชิงนามธรรม และต้องนำหลักการของกระบวนการสืบเสาะหาความรู้มาประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนรู้ ผู้เขียนจึงได้อ้างอิงลักษณะของการสืบเสาะหาความรู้ตามกรอบแนวคิดจากคู่มือการใช้หลักสูตรรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ วิชาเคมี ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ที่กล่าวไว้ว่านักเรียนต้อง 1) มีส่วนร่วมในการตั้งประเด็นคำถามทางวิทยาศาสตร์ 2) เก็บข้อมูลหลักฐานในการอธิบายและประเมินหาคำตอบ 3) อธิบายหลักฐานเชิงประจักษ์ที่พบโดยตั้งอยู่บนพื้นฐานของเหตุผล 4) ประเมินคำตอบของตนกับคำอธิบายอื่น ๆ ที่สะท้อนให้เห็นถึงความเข้าใจแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ และ 5) สื่อสารการค้นพบของตนเองให้ผู้อื่นเข้าใจ จากนั้นนำลักษณะสำคัญของกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ดังกล่าวมาใช้เป็นกรอบในการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์

   เมื่อกล่าวถึงการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์ คงขาดประเด็นของการนำเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้การจัดการเรียนรู้ไปไม่ได้ การใช้เทคโนโลยีควรมีเป้าหมายเพื่อให้นักเรียนได้ทำปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Practice) รวมทั้งใช้เทคโนโลยีเป็นสิ่งอำนวยความสะดวก ในการออกแบบการจัดการเรียนรู้ให้เหมาะสมกับเนื้อหาในรายวิชา (Waight & Abd-El-Khalick, 2012) มากกว่ามุ่งการใช้เทคโนโลยีเพียงอย่างเดียวเท่านั้น ดังนั้นเทคนิคและลักษณะการจัดการเรียนรู้ออนไลน์ที่เน้นกระบวนการสืบเสาะ ผนวกกับการใช้เทคโนโลยีเพื่ออำนวยความสะดวกในการจัดการเรียนรู้ จึงควรมีรายละเอียดดังนี้

   1) ครูกำหนดสถานการณ์ที่มีความท้าทาย เพื่อกระตุ้นความสนใจของนักเรียน

   2) นักเรียนร่วมกันตั้งคำถามจากสถานการณ์ที่ครูกำหนดให้ ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่อาจทำให้นักเรียนเกิดความขัดแย้งทางความคิด หรือเกิดความสนใจนำไปสู่การพยายามหาคำตอบทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงให้นักเรียนร่วมกันหาหลักฐานเชิงประจักษ์ผ่านการฝึกปฏิบัติโดยใช้เทคโนโลยี เช่น แอนิเมชันการทดลองเสมือนจริง วีดิทัศน์แสดงวิธีและผลการทดลอง

   3) นักเรียนอธิบายและให้เหตุผลของหลักฐานเชิงประจักษ์ที่ตนเองได้จากการใช้เทคโนโลยี โดยครูเปิดโอกาสให้นักเรียนวิเคราะห์และเชื่อมโยงข้อมูลหลักฐาน แล้วสร้างคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Explanation) ครูอาจนำหลักฐานจากการทดลอง หรือจากข้อมูลเชิงประจักษ์เพิ่มเติมให้นักเรียนวิเคราะห์ พร้อมตั้งคำถามและอภิปราย รวมถึงนำเสนอสื่อ มโนภาพเพื่อขยายความเข้าใจ และทำให้นักเรียนเห็นภาพของเนื้อหามากขึ้น

   4) นักเรียนร่วมกันประเมินผลลัพธ์ที่ได้จากการสืบเสาะหาความรู้เพื่อหาข้อสรุปของคำตอบ ส่วนครูใช้คำถามหรือเครื่องมือเพื่อประเมินการเรียนรู้ของนักเรียน เช่น การประเมินผ่านเกม การสะท้อนคิดของนักเรียน เพื่อให้ทราบว่านักเรียนคิดอะไร เรียนรู้อะไร ยังไม่เรียนรู้อะไร หากครูทำให้การเรียนของนักเรียนชัดเจนขึ้น ครูจะสามารถคิดและสะท้อนการสอนของตนขณะนั้นได้ว่าจะทำอย่างไรต่อไป รวมถึงการปรับเปลี่ยนรูปแบบการจัดการเรียนรู้ให้เหมาะสมต่อไป

ตัวอย่างกิจกรรมการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์ที่เน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ เรื่อง ไอโซเมอร์

   กิจกรรมนี้มีจุดประสงค์เพื่อ ให้นักเรียนอธิบายความหมายของไอโซเมอร์โครงสร้าง (Structural Isomer หรือ Constitutional Isomer) สามารถวิเคราะห์ ตีความหมาย และลงข้อสรุปข้อมูล โดยใช้การจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์แบบที่เน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ผ่านแอปพลิเคชัน Google Meet ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

   1. นักเรียนดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน ModeIAR Organic Chemistry เพื่อใช้สร้างแบบจำลองของสารประกอบอินทรีย์สามารถดาวน์โหลดฟรีได้ทั้งระบบ Google Play และ App Store ดังภาพ 1 (สาเหตุที่เลือกใช้แอปพลิเคชันนี้ เนื่องจากหลักการทำงานมีความสอดคล้องกับแบบจำลองอะตอมลูกพลาสติกกลม ซึ่งนักเรียนสามารถเห็นโครงสร้างโมเลกุลสามมิติของสารประกอบอินทรีย์ได้ชัดเจน) จากนั้น ครูอธิบายหลักการใช้งานของแอปพลิเคชัน และให้นักเรียนวิเคราะห์ว่า สารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตร

ภาพ 1 ตัวอย่างแอปพลิเคชัน ModelAR Organic Chemistry
ที่มา Alchemie Solutions, Inc

   โมเลกุลเหมือนกัน จะมีสูตรโครงสร้างต่างกันได้หรือไม่ โดยครูนำเสนอโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรโมเลกุล C₄H₁₀ พร้อมตั้งคำถามว่า นักเรียนคิดว่าสารประกอบอินทรีย์ดังกล่าวมีโครงสร้างเป็นไปได้กี่แบบ จากคำตอบทางแชตทำให้ทราบว่านักเรียนเข้าใจว่ามีโครงสร้างเพียงแบบเดียวคือเป็นโซ่ตรง ดังนั้น ครูจึงตั้งคำถามเพิ่มเติมเพื่อให้นักเรียนเกิดความสงสัยว่า "จำเป็นหรือไม่ว่าโครงสร้างต้องเป็นโซ่ตรงเสมอไป สามารถเป็นแบบอื่นได้หรือไม่" และให้นักเรียนทำกิจกรรมต่อโครงสร้างสารประกอบอินทรีย์ดังกล่าวผ่านแอปพลิเคชัน ซึ่งมีข้อกำหนดว่านักเรียนสามารถต่อโครงสร้างเป็นรูปแบบใดก็ได้ให้ได้มากที่สุด แต่โครงสร้างนั้นต้องมีความแตกต่างกัน นักเรียนสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างของโครงสร้างได้ แต่สูตรโมเลกุลยังต้องคงเดิม จากนั้นให้ถ่ายภาพหน้าจอโครงสร้างโมเลกุลสารประกอบแล้วส่งภาพลงในอัลบั้มใน LINE กลุ่มของชั้นเรียนที่ครูสร้างขึ้น จากขั้นตอนที่กล่าวข้างต้นสอดคล้องกับลักษณะการจัดการเรียนรู้ตามที่กล่าวไปในข้อ 1 และ 2 ซึ่งนักเรียนต้องใช้กระบวนการวิเคราะห์ ตีความรูปแบบโครงสร้างโมเลกุลที่ตนเองสร้างโดยอาศัยเทคโนโลยีแอนิเมชันเสมือนจริง เพื่อสืบเสาะหาคำตอบจากสถานการณ์ที่มีความท้าทายที่ครูกำหนดขึ้นซึ่งให้แสดงสูตรโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์เพื่อให้นักเรียนรู้สึกขัดแย้งกับความเข้าใจของตนเองในขั้นแรก

   2. นักเรียนอธิบายโครงสร้างโมเลกุลและความเป็นไปได้ของรูปแบบต่าง ๆ ดังภาพ 2 โดยพิจารณาในประเด็นของจำนวนพันธะ สูตรโมเลกุล รวมถึงโครงสร้างต่าง ๆ ที่นักเรียนแสดงนั้นเหมือนหรือแตกต่างจากคำตอบในข้อ 1 อย่างไร โดยอาศัยหลักฐานจากรูปแบบโครงสร้างที่นักเรียนแต่ละคนได้มาเพื่อโต้แย้ง ให้นักเรียนแสดงคำอธิบายผ่านการนำเสนอใน Google Meet รวมถึงพิมพ์ลงใน LINE กลุ่มของชั้นเรียน ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนเห็นคำตอบของเพื่อน ๆ อย่างทั่วถึง  จะเห็นได้ว่าขั้นตอนข้างต้นมีความสอดคล้องกับลักษณะของการจัดการเรียนรู้ที่กล่าวในข้อ 3 คือ นักเรียนสามารถนำหลักฐานเชิงประจักษ์ที่ได้จากการใช้เทคโนโลยีมาอธิบายและให้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์

ภาพ 2 ตัวอย่างการต่อโครงสร้าง C₄H₁₀ ของนักเรียน

   3. นักเรียนแต่ละกลุ่มนำเสนอรูปแบบโครงสร้างของ C₄H₁₀  ที่เป็นไปได้ตามข้อกำหนด จากการนำเสนอพบว่า นักเรียนบางกลุ่มมีความเข้าใจคลาดเคลื่อนในประเด็นการหมุนแบบจำลอง ตรงตำแหน่งพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนที่ปลายโครงสร้างแบบโซ่ตรง แล้วคิดว่ามีโครงสร้างต่างไปจากเดิม เนื่องจากทิศทางของอะตอมในโครงสร้างเปลี่ยนไป อย่างไรก็ตามการนำเสนอของนักเรียนกลุ่มอื่น ๆ ที่ได้รูปแบบโครงสร้างไม่เหมือนกับกลุ่มดังกล่าว ทำให้เกิดการโต้แย้งผ่านการให้เหตุผลกับกลุ่มที่มีความคลาดเคลื่อนว่า การหมุนแบบจำลองตรงตำแหน่งพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอน ไม่ทำให้มีจำนวนไอโซเมอร์โครงสร้างเพิ่มขึ้น เพราะไม่มีการสลายหรือสร้างพันธะใหม่ ลำดับการต่อกันของอะตอมและพันธะจึงเหมือนเดิม ส่วนทิศทางของอะตอมในโครงสร้างที่เปลี่ยนไปนั้นก็สามารถหมุนกลับคืนมาได้เหมือนเดิม เพื่อยืนยันผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจากการโต้แย้งดังกล่าว ครูให้นักเรียนกลุ่มที่มีความเข้าใจคลาดเคลื่อนทดลองหมุนแบบจำลองของโครงสร้างในแอปพลิเคชันอีกครั้ง ซึ่งพบว่าหลังจากนักเรียนทำการทดลองเพิ่มเติม ทำให้นักเรียนกลุ่มดังกล่าวเข้าใจว่า การหมุนแบบจำลองตรงตำแหน่งพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนที่ส่วนปลายโครงสร้างแบบโซ่ตรง  ทำให้ทิศทางของอะตอมในโครงสร้างเปลี่ยนไปเท่านั้น และสามารถหมุนกลับมาให้มีทิศทางเดิมได้ ไม่มีการสลายหรือสร้างพันธะใหม่ที่ทำให้ลำดับการต่อกันของอะตอมหรือพันธะเปลี่ยนไป จึงไม่ใช่ไอโซเมอร์โครงสร้างแต่คือโครงสร้างเดิม จะเห็นได้ว่าการอธิบายการได้มาซึ่งหลักฐานเชิงประจักษ์ของโครงสร้างสารที่แตกต่างกันของนักเรียนแต่ละคนช่วยส่งเสริมกระบวนการโต้แย้งให้เกิดขึ้นในชั้นเรียนได้ และการใช้เทคโนโลยีเพื่อตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้จากการโต้แย้ง จะยังช่วยส่งเสริมการปรับเปลี่ยนแนวคิดที่คลาดเคลื่อนของนักเรียนอีกด้วย

   4. ครูถามคำถามเพิ่มเติมว่า "ถ้าครูเพิ่มธาตุ O 1 อะตอม เข้าไปในโมเลกุล C₄H₁₀  เป็น C₄H₁₀O นักเรียนคิดว่าโครงสร้างที่ได้จะแตกต่างจากเดิมอย่างไร และโครงสร้างที่เป็นไปได้มีทั้งหมดกี่แบบ" จากนั้นครูให้นักเรียนต่อโครงสร้างของโมเลกุล C₄H₁₀O และพิจารณาว่ามีโครงสร้างที่เป็นไปได้ทั้งหมดกี่แบบ ซึ่งได้ผลลัพธ์ดังภาพ 3

ภาพ 3 ตัวอย่างการต่อโครงสร้าง C₄H₁₀O ของนักเรียน

5. นักเรียนร่วมกันประเมินผลกระทำกิจกรรม โดยสรุปผลที่ได้จากการทำกิจกรรมแล้วพิมพ์คำตอบลงใน Google Forms และ Google Meet ตัวอย่างคำตอบของนักเรียนใน Google Forms ดังภาพ 4 จากคำตอบชี้ให้เห็นว่าการทำกิจกรรมผ่านแอปพลิเคชัน ModelAR Organic Chemistry ทำให้นักเรียนเข้าใจว่าสูตรโมเลกุลที่ครูกำหนดให้นั้น มีโครงสร้างได้หลายแบบ ซึ่งกระบวนการดังกล่าวทำให้นักเรียนสามารถสร้างองค์ความรู้และลงข้อสรุปข้อมูลได้ด้วยตนเองโดยผ่านการปฏิบัติ

ภาพ 4 ตัวอย่างการสรุปผลการทำกิจกรรมของนักเรียนใน Google Forms

   เมื่อนักเรียนสรุปผลแล้ว ครูนำเสนอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ จุดเดือดและจุดหลอมเหลวของ C₄H₁₀ และ C₄H₁₀O ที่มีโครงสร้างต่างๆและให้นักเรียนสรุปร่วมกันผ่านการตอบคำถาม โดยพิมพ์แชตใน Google Meet หลังจากทำกิจกรรมพบว่า นักเรียนสามารถสรุปได้ว่าสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่มีสูตรโครงสร้างต่างกันจะมีสมบัติทางกายภาพต่างกัน ซึ่งเมื่อครูให้นักเรียนแต่ละคนนำข้อสรุปจากการทำกิจกรรมมาเขียนนิยามเกี่ยวกับไอโซเมอร์ พบว่านักเรียนสามารถให้นิยามไอโซเมอร์ได้ โดยที่ผู้เขียนไม่ได้บรรยายไปก่อน ดังภาพ 5

ภาพ 5 ตัวอย่างการให้นิยามไฮโซเมอโครงสร้างนักเรียนจาก Google Forms นิยามไอโซเมอร์ของนักเรียน

   ในขั้นตอนที่ 4-5 ซึ่งแสดงลักษณะสำคัญของการจัดการเรียนรู้ในข้อ 3 และ 4 จะเห็นได้ว่าผู้เขียนไม่ได้ใช้กระบวนการหรือเทคโนโลยีที่ซับซ้อน เป็นเพียงการใช้เทคโนโลยีพื้นฐานที่นักเรียนสามารถเข้าถึงได้ในการสร้างคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์และลงข้อสรุปข้อมูล นอกจากนี้ การประเมินผลการทำกิจกรรมเพื่อตอบจุดประสงค์การเรียนรู้ ครูสามารถประเมินและติดตามการเรียนรู้ของนักเรียนได้ตลอด การจัดการเรียนรู้ผ่านการตรวจสอบคำตอบ ผ่านแชตและการตอบสนองของนักเรียนในขณะนำเสนอผ่าน Google Meet การส่งผ่าน LINE กลุ่มของชั้นเรียน และการตอบคำถามหรือแสดงแนวคิดวิทยาศาสตร์ผ่าน Google Forms ซึ่งการประเมินมีส่วนช่วยให้ครูทราบความเข้าใจของนักเรียน รวมถึงทราบปัญหาเพื่อนำไปปรับปรุงแก้ไขรูปแบบการจัดการเรียนรู้ต่อไป

บทสรุป

   ตัวอย่างกิจกรรมข้างต้นแสดงให้ทุกท่านเห็นแล้วว่า แม้เป็นการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์ ครูก็สามารถจัดการเรียนรู้โดยมุ่งเน้นให้นักเรียนเกิดกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ได้ การจัดการเรียนรู้ดังกล่าว ไม่ได้ยุ่งยากแตกต่างไปจากการเรียนการสอนในสถานการณ์ปกติ อีกทั้งมีความสะดวกเนื่องจากนักเรียนทุกคนต้องลงมือทำกิจกรรมด้วยตนเอง ผ่านการใช้แอปพลิเคชันเสมือนจริงเพื่อหาหลักฐานเชิงประจักษ์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ผ่านการปฏิบัติโดยใช้เทคโนโลยี มองเห็นประโยชน์ของการนำเทคโนโลยีมาใช้ เพื่อให้นักเรียนเกิดกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ ให้สอดคล้องตามเป้าหมายของการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่ควรเป็นอย่างแท้จริง สุดท้ายนี้ผู้เขียนเชื่อว่าผู้อ่านคงเห็นภาพและมุมมองของการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบออนไลน์ที่เน้นกระบวนการสืบเสาะหาความรู้มากขึ้น

ข้อมูลเพิ่มเติม

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ปีที่ 49 ฉบับที่ 230 พฤษภาคม - มิถุนายน 2564

ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://emagazine.ipst.ac.th/230/40/

บรรณานุกรม

Bybee, R. W. (2006). Scientific inquiry and science teaching. In Scientific inquiry and nature of science. Springer, Dordrecht. 1-14.

Waight, N., & Abd-El-Khalick, F. (2012). Nature of technology: Implications for design, development, and enactment of technological tools in school science classrooms. International Journal of Science Education. 34(18), 2875-2905.

ชาตรี ฝ่ายคำตา. (2563). กลยุทธ์การจัดการเรียนรู้เคมี. กรุงเทพมหานคร: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2561). คู่มือการใช้หลักสูตรรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 วิชาเคมี ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย.สืบค้นเมื่อ 2 มิถุนายน 2564, จาก https://www.scimath.org/ebook-chemistry/item/8417-2-2560-2551 

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2563). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เคมี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5. กรุงเทพมหานคร: สกสค. ลาดพร้าว.