เชื่อว่าผู้อ่านหลายๆ ท่านคงเคยได้ยินชื่อเสียงของภาพยนตร์ Interstellar ภาพยนตร์แนววิทยาศาสตร์ ผลงานจากผู้กำกับชื่อดังอย่าง คริสโตเฟอร์ โนแลนมาไม่มากก็น้อยโดยในภาพยนตร์จะพูดถึงเรื่องราวของโลกในยุคที่มนุษยชาติกำลังเผชิญกับวิกฤติด้านอาหารและภัยพิบัติทางธรรมชาติ ผู้คนใช้ชีวิตอยู่ท่ามกลางความสิ้นหวัง เด็กนักเรียนที่จบการศึกษาส่วนใหญ่ถูกผลักดันให้ไปทำอาชีพเกษตรกรอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ มีเพียงเด็กไม่กี่คนเท่านั้นที่จะได้รับโอกาสเรียนตามที่ตนเองฝันไว้

   คูเปอร์อดีตนักบินอวกาศของ NASA ผู้ผันตัวมาเป็นเกษตรกรทำไร่ข้าวโพด มีลูกชายคนโตชื่อว่าทอมและลูกสาวคนเล็กชื่อว่าเมิร์ฟ เธอเป็นเด็กที่ชื่นชอบวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะเรื่องราว เกี่ยวกับการสำรวจนอกโลก วันหนึ่งระหว่างที่คูเปอร์พาครอบครัวหนีพายุฝุ่นกลับมาบ้าน เขาและเมิร์ฟก็ได้พบกับรหัสลับบนฝุ่นที่พัดเข้ามาในบ้านโดยบังเอิญ นำพาให้พวกเขาเข้าไปพบกับฐานลับของ NASA โดยบังเอิญ ทางด้าน NASA นำโดยศาสตราจารย์จอห์น แบรนด์ในขณะนั้นได้คิดค้นภารกิจลาซาลัส เป็นแผนที่จะนำมวลมนุษยชาติ หลีกหนีจากวิกฤติที่กำลังเผชิญอยู่ในขณะนี้ โดยแบ่งเป็นแผน A คือ การส่งยานข้ามรูหนอน* เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติมจากชิงกูลาริดี้* ในหลุมดำมาแก้สมการที่จะช่วยทำให้ NASA สามารถปล่อยสถานีอวกาศโดยอาศัยค่าแรงโน้มถ่วงได้ และแผน B การใช้เอ็มบริโอแช่แข็งเดินทางไปกับยานเอ็นดูแรนซ์เพื่อเริ่มต้นสร้างอาณานิคมมนุษย์ แต่การจะปฏิบัติภารกิจสำเร็จได้นั้น จำเป็นต้องหานักบินที่มีประสบการณ์สูงอย่างคูเปอร์ ด้วยความหวังในการอยู่รอดของมวลมนุษยชาติ คูเปอร์จำยอมเข้าร่วมปฏิบัติภารกิจค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ ผ่านการเดินทางข้ามรูหนอนไปสู่กาแล็กซีอันไกลโพ้น การเดินทางไปสำรวจดาวเคราะห์ครั้งนี้เต็มไปด้วยอุปสรรคมากมาย เรื่องราวจะเป็นอย่างไรนั้นท่านผู้อ่านสามารถติดตามได้ในภาพยนตร์ interstellar (ทะยานดาวกู้โลก)

   *รูหนอนในภาพยนตร์ หมายถึง เส้นทางลัดผ่านห้วงเวลาในการเดินทางไปยังสถานที่ต่าง ๆ ในอวกาศ

   *ชิงกูลาริตี้หรือสภาวะเอกฐาน เป็นสภาวะที่มวลสารทุกอย่างในจักรวาลยุบตัวรวมกันเหลือปริมาตรเป็น 0 ไม่มีที่สิ้นสุด

   ด้วยความที่เป็นภาพยนตร์แนวไซไฟวิทยาศาสตร์ (Science-Fiction Movie) ดังนั้น ภาพยนตร์นี้จึงอัดแน่นไปด้วยเนื้อหาเชิงวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งความรู้ด้านฟิสิกส์ เพราะภาพยนตร์ได้ที่ปรึกษาเกี่ยวกับทฤษฎีทางฟิสิกส์ชั้นนำระดับโลกอย่าง คิป ธอร์น (Kip Thorne) มาช่วยเสริมให้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ในภาพยนตร์มีความสอดคล้องกับความเป็นจริงมากยิ่งขึ้น บทความนี้จะพาผู้อ่านทุกท่านมาทำความรู้จักกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (Nature of science) ที่สอดแทรกอยู่ในภาพยนตร์เรื่องนี้ผ่านเหตุการณ์ต่าง ๆ ในเรื่อง ซึ่งเราต้องขอบอกท่านผู้อ่านก่อนว่าในบทความนี้ มีเนื้อหาบางส่วนที่กล่าวถึงเหตุการณ์สำคัญในภาพยนตร์ ซึ่งอาจทำให้ท่านผู้อ่านที่ยังไม่ได้ชมภาพยนตร์มาก่อนเสียอรรถรสในการรับชมภาพยนตร์ได้

ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์คืออะไร

   ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์นั้นมีผู้ให้ความหมายไว้อย่างหลากหลาย เช่น สมาคมเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อเมริกัน (American Association for the Advancement of Science:AAAS, 1990) ระบุว่าธรรมชาติของวิทยาศาสตร์คือการอธิบายถึงลักษณะความรู้ทางวิทยาศาสตร์วิธีการได้มาซึ่งองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์กับสังคม หรือกล่าวให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือลักษณะเฉพาะของวิทยาศาสตร์ในแง่ต่าง ๆ เช่น ความรู้ทางวิทยาศาสตร์วิธีการได้มาซึ่งความรู้ การทำงานหรือสังคมของนักวิทยาศาสตร์และคุณค่าของวิทยาศาสตร์ต่อสังคม (ชาตรี ฝ่ายคำตา, 2563) บทความนี้ ใช้กรอบแนวคิดธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของ AAAS (1990) ในการอธิบายสถานการณ์ที่เกิดขึ้นในภาพยนตร์ดังนี้

วิทยาศาสตร์ต้องการหลักฐาน (Science Demands Evidence)

   ในภาพยนตร์กลุ่มคณะนักสำรวจต้องออกเดินทาง เพื่อไปหาหลักฐานมายืนยันว่าดาวเคราะห์ที่มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้นั้นมีอยู่จริง โดยจะเห็นฉากที่ ดร.อมิเลีย แบรนด์ พยายามไปเก็บกล่องดำจากซากยานของ ดร.มิลเลอร์ เพื่อใช้เป็นหลักฐานยืนยันว่าดาวเคราะห์มีสภาพไม่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ หรือแม้แต่ฉากกลับบ้านขณะที่เกิดพายุฝุ่น คูเปอร์และเมิร์ฟได้เข้ามาในห้องนอนของเมิร์ฟ เพื่อปิดหน้าต่างและสังเกตเห็นฝุ่นที่พัดมากับพายุเรียงตัวเป็นรหัสมอส โดยเมิร์ฟได้สรุปว่าเหตุการณ์ดังกล่าวเป็นฝีมือของผี แต่พ่อไม่เห็นด้วยและได้ทำการตรวจสอบโดยโยนเหรียญไปยังจุดเกิดเหตุครั้งแล้วครั้งเล่า จนสามารถสรุปได้ว่า การที่ฝุ่นตกลงมาบนพื้นได้นั้น เกิดจากแรงโน้มถ่วงไม่ใช่ผีแบบที่เมิร์ฟเข้าใจ จะเห็นได้ว่าการที่จะเชื่ออะไรสักอย่าง จำเป็นต้องมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์มายืนยัน โดยหลักฐานนั้นอาจมาจากการสังเกต การสำรวจตรวจสอบด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ซ้ำๆ อย่างการที่คูเปอร์โยนเหรียญซ้ำแล้วซ้ำเล่า เพื่อตรวจสอบว่าเกิดอะไรขึ้นกับการเรียงตัวของฝุ่นเหล่านั้น แสดงให้เห็นถึงการได้มาซึ่งองค์ความรู้ของนักวิทยาศาสตร์ที่จะต้องผ่านการตรวจสอบ หาหลักฐานมายืนยันเพิ่มความน่าเชื่อถือของข้อมูล อย่างการสำรวจดาวเคราะห์ของดร.มิลเลอร์ ที่ ดร.อมิเลีย แบรนด์ พยายามไปเก็บกล่องดำ เพื่อใช้เป็นหลักฐานในการยืนยันให้ทุกคนรู้ว่าดาวเคราะห์ดังกล่าวสภาพไม่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์

   นอกจากนี้ ฉากบนโต๊ะกินข้าว เมิร์ฟเดินถือแบบจำลองยานอวกาศที่สภาพขาดเป็นสองส่วนมา และได้อธิบายให้ทุกคนฟังว่าของดังกล่าวอยู่ ๆ ก็ตกลงชนเข้ากับชั้นวางของพังเสียหาย  ซึ่งเมิร์ฟได้ไปสืบค้นข้อมูลมาและพบว่าเป็นปรากฏการณ์ Poltergeist (ปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้โดยวิทยาศาสตร์) ซึ่งพอพ่อได้ฟังก็รีบบอกว่าสิ่งนั้นไม่เป็นวิทยาศาสตร์พร้อมบอกเมิร์ฟว่าอย่าเชื่ออะไรโดยไม่ผ่านกระบวนการพิสูจน์ โดยคูเปอร์ได้บอกกับลูกสาวทิ้งท้ายว่า "ลูกต้องลงลึกกว่านั้น บันทึกข้อมูล วิเคราะห์ศึกษาว่าอย่างไร ทำไม แล้วค่อยสรุป" 

  ในฉากนี้ นอกจากเราจะได้เห็นความคิดแบบนักวิทยาศาสตร์ของคูเปอร์ ที่ไม่เชื่ออะไรง่าย ๆ โดยปราศจากหลักฐานยืนยันแล้ว เราจะเห็นได้ว่าวิธีการได้มาซึ่งหลักฐานนั้น ไม่ได้มาจากกระบวนการทดลองเพียงอย่างเดียว โดยอาจมาจากกระบวนการทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ เช่น การสังเกต การสำรวจอย่างที่คูเปอร์ได้แนะนำให้เมิร์ฟสังเกต บันทึกข้อมูล จนมั่นใจจึงค่อยลงข้อสรุป

วิทยาศาสตร์มีการผสมผสานระหว่างตรรกศาสตร์ จินตนาการและการคิดสร้างสรรค์ (Science Is a Blend of Logic and Imagination)

   บางครั้งนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องใช้ความคิดสร้างสรรค์ และจินตนาการในการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งขั้นตอนการออกแบบกระบวนการสืบเสาะหาความรู้  จะหาความรู้ได้อย่างไร ซึ่งการจินตนาการก็สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คาดเดาความเป็นไปได้ของผลลัพธ์ที่จะเกิดขึ้น อย่างในภาพยนตร์ ศาสตราจารย์จอห์น แบรนด์ได้ทดลองทางความคิด (Thought Experiment) เกี่ยวกับแผนการ ที่จะช่วยดำรงเผ่าพันธุ์ของมนุษย์ โดยแบ่งเป็นแผน A คือ การส่งยานข้ามรูหนอนเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติมจากชิงกูลาริตี้ในหลุมดำมาแก้สมการ ที่จะช่วยทำให้ NASA สามารถปล่อยสถานีอวกาศโดยอาศัยค่าแรงโน้มถ่วงได้ และแผน B การใช้เอ็มบริโอแช่แข็งเดินทางไปกับยานเอ็นดูแรนซ์ เพื่อเริ่มต้นสร้างอาณานิคมมนุษย์  ซึ่งทั้งสองแผนนั้นไม่สามารถลงมือปฏิบัติให้เป็นจริงได้ เนื่องจากเหตุผลด้านงบประมาณ แสดงให้เห็นว่าในบางครั้งการได้มาซึ่งองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ยังต้องอาศัยจินตนาการและการคิดสร้างสรรค์ในการตีความ ตั้งสมมติฐาน การสร้างคำอธิบายและลงข้อสรุป ซึ่งการใช้ความคิดสร้างสรรค์และจินตนาการของนักวิทยาศาสตร์นั้น สามารถบูรณาการได้ในทุกขั้นตอนของการทำงานทางวิทยาศาสตร์ ตั้งแต่การตั้งปัญหาจนถึงการสรุปองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์

การใช้วิทยาศาสตร์อธิบายและพยากรณ์ (Science Explains and Predicts)

   ด้วยความที่วิทยาศาสตร์คือ การอธิบายถึงความเป็นไปของปรากฏการณ์ธรรมชาติ โดยอาศัยองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์อย่างกฎทฤษฎีต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์มาช่วยอธิบาย นอกจากเราจะใช้องค์ความรู้ในการอธิบายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ณ ปัจจุบันได้แล้ว เรายังสามารถใช้องค์ความรู้ที่ได้ในการคาดคะเนแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในอนาคต หรือคาดคะเนผลที่ผ่านมาในอดีตได้อีกด้วย ดังจะเห็นได้จากตัวอย่างในภาพยนตร์ที่ ศาสตราจารย์ จอห์น แบรนด์ ได้ทำการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการเกิดโรคในพืช และได้คาดการณ์ถึงผลกระทบของโลกในอนาคตที่ชั้นบรรยากาศเต็มไปด้วยแก๊สไนโตรเจน ซึ่งจะส่งผลให้เชื้อโรคที่ก่อให้เกิดโรคพืชนั้นเจริญเติบโตได้ดี และทำให้พืชที่ปลูกล้มตายและไม่สามารถเจริญเติบโตได้ ซึ่งจะส่งผลให้ประชากรบนโลกขาดแคลนอาหารในอนาคต เราจะเห็นได้ว่าฉากดังกล่าวศาสตราจารย์ จอห์น แบรนด์ มีการสร้างคำทำนายล่วงหน้าโดยใช้ข้อมูลที่เก็บรวบรวมได้จากการวิจัยมาพยากรณ์อนาคตของโลก

นักวิทยาศาสตร์พยายามบ่งชี้และหลีกเลี่ยงอคติ (Scientists Try to Identify and Avoid Bias)

   ในฉากที่ยานเอ็นดูแรนซ์เหลือเชื้อเพลิงสำหรับการไปสำรวจดาวเคราะห์เพียงหนึ่งดวง คณะสำรวจจึงจำใจต้องเลือกดาวเคราะห์ที่จะทำการสำรวจเพียงดวงเดียว หลังจากปรึกษาหารือกันอย่างเคร่งเครียดทีมได้ตัดสินใจลงจอดที่ดาวเคราะห์ ซึ่ง ดร.แมนน์ได้มาสำรวจล่วงหน้าเพราะคณะสำรวจเชื่อว่า ดร.แมนน์เก่งและฉลาดที่สุดในกลุ่ม ดังนั้นเป็นไปได้ว่าข้อมูลที่ได้จาก ดร.แมนน์น่าเชื่อถือกว่าคนอื่น จะเห็นได้ว่าการตัดสินใจของคณะสำรวจ ในการเดินทางไปดาวเพราะเชื่อว่า ดร.แมนน์เป็นคนเก่งที่สุดนั้น เป็นการกระทำที่ขัดกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ในแง่ที่ว่านักวิทยาศาสตร์จะพยายามหลีกเลี่ยงอคติ โดยการที่นักวิทยาศาสตร์จะลงข้อสรุปใด ๆ นั้น ต้องอิงจากหลักฐานเชิงประจักษ์เป็นหลัก โดยหลักฐานต้องสามารถตรวจสอบได้ ซึ่งจะไม่เกี่ยวข้องกับว่านักวิทยาศาสตร์คนนั้นมีชื่อเสียง เกียรติยศ ศาสนา หรือฐานะทางสังคมว่าเป็นอย่างไร ดังนั้น การที่ ดร.แมนน์ เป็นคนเก่ง หรือมีประสบการณ์มากกว่าก็ไม่ได้หมายความว่าเราจะต้องเชื่อถือในสิ่งที่เขาค้นพบ

วิทยาศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมในสังคมของมนุษย์ที่มีความซับซ้อน (Science Is a Complex Social Activity)

   ในภาพยนตร์เราจะสังเกตเห็นค่านิยมของคนในสังคม ที่ส่งผลต่อความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ เช่น ฉากต้นเรื่องครูประจำชั้นของเมิร์ฟได้บอกกับคูเปอร์ผู้เป็นพ่อของเมิร์ฟว่าไม่ควรปล่อยให้ลูกศึกษาเกี่ยวกับการค้นพบในอวกาศ เพราะไม่มีประโยชน์และไม่มีทางเป็นจริงได้ หรือแม้แต่คำพูดของครูใหญ่ที่บอกว่า "อาชีพที่สำคัญที่สุด ณ ตอนนี้คือ เกษตรกร เราต้องการเกษตรกรเพื่อผลิตผลผลิตมาเลี้ยงปากท้องของเรา" เนื่องจากในช่วงเวลานั้นโลกกำลังเผชิญกับสภาพอากาศที่เลวร้าย มีปัญหาเรื่องของพายุฝุ่น ทำให้อาชีพเกษตรกรซึ่งปลูกพืชเป็นอาหารเลี้ยงปากท้องของมนุษย์ มีความสำคัญกว่าการออกไปสำรวจนอกโลกที่ดูเป็นเรื่องไกลตัว และไม่มีงบประมาณที่มากเพียงพอ แสดงให้เห็นว่าปัจจัยทางสังคม เช่นวิถีชีวิตค่านิยม เศรษฐกิจ ความเชื่อทางสังคม มีผลต่อกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือวิทยาศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมในสังคมของมนุษย์ที่มีความซับซ้อน

วิทยาศาสตร์แตกแขนงเป็นสาขาต่าง ๆ และมีการดำเนินการในหลายองค์กร (Science Is Organized Into Content Disciplines and Is Conducted in Various Institutions)

   ภาพยนตร์เรื่องนี้สะท้อนให้เห็นความพยายาม ของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการค้นหาดาวดวงใหม่ เพื่อความอยู่รอดของมนุษย์โดยการสร้างยานอวกาศขึ้นไปสำรวจนอกโลก ซึ่งการสร้างยานอวกาศต้องอาศัยความรู้ต่าง ๆ ผสานเข้าด้วยกัน เช่น การคำนวณสมการทางคณิตศาสตร์ เพื่อระบุตำแหน่งของดาวที่ต้องการไปสำรวจหรือการคำนวณค่าพลังงาน ที่ต้องใช้ในการส่งยานอวกาศออกไปสำรวจ ในขณะเดียวกันต้องใช้ความรู้ทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ วัสดุศาสตร์  เทคโนโลยี ในการสร้างยานอวกาศที่มีความแข็งแรงและคงทนและสามารถสื่อสารและส่งข้อมูลกลับมายังโลก อีกทั้งใช้ความรู้ด้านชีววิทยา อธิบายวิธีการที่จะดำรงเผ่าพันธุ์ของมนุษย์บนดาวดวงใหม่ อธิบายการวิจัยในโรคพืช อธิบายการคำนวณปริมาณแก๊สที่เหมาะสมต่ออินทรีย์สาร จากภาพยนตร์จะเห็นได้ว่า การที่จะออกไปสำรวจเพื่อหาดาวดวงใหม่นั้น จำเป็นต้องใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และทักษะในศาสตร์ต่าง ๆ ร่วมกัน แสดงให้เห็นว่าวิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับศาสตร์อื่น และไม่สามารถแยกออกจากกันได้อย่างชัดเจน

วิทยาศาสตร์มีหลักการทางจริยธรรมในการดำเนินการ (There Are Generally Accepted Ethical Principles in the Conduct of Science)

   การกระทำของตัวละครในภาพยนตร์แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ มีจริยธรรมและขาดจริยธรรมโดยการกระทำของเมิร์ฟ ที่ทำงานค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์โดยคำนึงถึงประโยชน์ของมวลมนุษยชาติเป็นหลัก จนสามารถนำมนุษย์ขึ้นสถานีอวกาศไปตั้งอาณานิคมใหม่ได้ เป็นการกระทำของนักวิทยาศาสตร์ที่มีจริยธรรม นอกจากนี้ ในภาพยนตร์เราสามารถพบเห็นการกระทำที่ขาดจริยธรรมของ ดร.จอห์น แบรนด์ ที่หลอกคนเข้าร่วมภารกิจลาซาลัส เพื่อแอบนำเอ็มบริโอมนุษย์ไปสร้างอาณานิคมใหม่ ไม่เพียงเท่านี้ จากของ ดร.แมนน์ ที่ได้บิดเบือนข้อมูลการสำรวจดาวดวงใหม่ เพื่อขโมยยานอวกาศกลับมายังโลกและทิ้งนักบินอวกาศคนอื่นๆ ที่มาช่วยไว้ที่เดิม การกระทำเช่นนี้แสดงให้เห็นถึงการขาดคุณลักษณะของนักวิทยาศาสตร์ ที่จะต้องมีคุณธรรม จริยธรรมในการทำงาน รวมถึงมีความซื่อสัตย์ในการบันทึกข้อมูล เพราะข้อมูลที่ค้นพบนั้นอาจจะถูกนำไปต่อยอดเพื่อนำไปศึกษาต่อ ซึ่งหากเกิดการบิดเบือนข้อมูลขึ้นตั้งแต่แรก ก็จะส่งผลต่อการค้นพบใหม่ ดังนั้น การเป็นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องมีจรรยาบรรณ และจริยธรรมในการทำงาน

การนำความรู้จากบทความไปประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนรู้

   อ่านมาถึงตรงนี้เราเชื่อว่าผู้อ่านคงเกิดข้อสงสัยในใจว่า จะสามารถนำความรู้เรื่องธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ไปประยุกต์ใช้ได้อย่างไร ความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เป็นองค์ประกอบสำคัญของความรอบรู้ทางวิทยาศาสตร์ (scientific literacy) นอกจากนี้ ยังช่วยให้เข้าใจแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ได้ดีมากขึ้น และช่วยให้ผู้เรียนตัดสินใจบนฐานข้อมูลได้ในประเด็นที่เกี่ยวกับสังคมที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ (NSTA.2020, Online) นอกจากนี้ การเข้าใจธรรมชาติวิทยาศาสตร์ ยังช่วยส่งเสริมความสามารถหรือทักษะอื่น ๆ ของผู้เรียนได้ด้วย เช่น การเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง จะส่งผลให้ผู้เรียนสามารถโต้แย้งประเด็นทางสังคมที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ได้ดี (Khishfe, 2021)

   หลายประเทศถือว่าธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เป็นเป้าหมายสำคัญอย่างหนึ่งของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ทำให้การเรียนวิทยาศาสตร์เป็นการเรียนรู้อย่างมีความหมาย ผู้เรียนเห็นคุณค่าของวิทยาศาสตร์ ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของสังคม ซึ่งการจัดการเรียนรู้ที่ได้ผลคือ การสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์แบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนความคิด โดย กาญจนา มหาลี (2553) ได้ทำการวิจัยและค้นพบว่าการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้ง ในการสอนเนื้อหาและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ โดยให้เนื้อหาทางวิทยาศาสตร์มีความสำคัญเทียบเท่ากับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ในการจัดการเรียนรู้ผู้สอนสามารถสอนได้หลากหลายวิธี แต่การจัดการเรียนรู้ที่มีความเหมาะสมและมีอิทธิพลที่จะพัฒนาธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ เป็นการจัดการเรียนรู้แบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนความคิด จากการศึกษาของ Khishfe (2008) พบว่าการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์แบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนความคิด สามารถพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของผู้เรียนได้ดีกว่าแบบมีนัย โดยการสอนแบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนความคิดนั้น ผู้สอนสามารถสอดแทรกธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เข้าไปในบทเรียนได้ เริ่มจากการกำหนดคำถามหรือสถานการณ์เพื่อกระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดความสนใจ จนนำไปสู่การสืบเสาะหาความรู้ ในขั้นนี้ผู้สอนอาจเกริ่นถึงเรื่องย่อของภาพยนตร์เพื่อเร้าความสนใจของผู้เรียน จากนั้นในขั้นของการปฏิบัติกิจกรรมนั้น ผู้สอนอาจใช้ภาพยนตร์เป็นสื่อในการพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของผู้เรียน โดยมีการหยิบยกตัวอย่างสถานการณ์ในเรื่อง และนำไปอภิปรายร่วมกันกับผู้เรียน เพื่อชี้ให้ผู้เรียนเห็นว่าสอดคล้องกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ประเด็นใดบ้าง โดยอาจใช้รูปแบบการจัดการเรียนรู้ชัดแจ้งแบบอิงเนื้อหาหรือไม่อิงเนื้อหาก็ได้ โดยหากเป็นการอิงเนื้อหาผู้สอนอาจเชื่อมโยงเข้ากับเนื้อหาวิทยาศาสตร์ เช่น เรื่องขยายพันธุ์พืชหรือโรคพืช อาจใช้ฉากที่ศาสตราจารย์ จอห์น แบรนด์ ได้ทำการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการเกิดโรคในพืช และได้คาดการณ์ถึงผลกระทบของโลกในอนาคต มาสะท้อนให้เห็นถึงธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ในประเด็นที่ว่า วิทยาศาสตร์สามารถให้คำอธิบายและการพยากรณ์ หรือสอนดาราศาสตร์ เช่นเดียวกับภาพยนตร์ที่มีฉากการสร้างยานอวกาศไปสำรวจนอกโลก โดยอาจใช้สอนเรื่องแรงโน้มถ่วงของโลกความเร็วหลุดพ้น หรือใช้ประกอบการอธิบายเรื่องเทคโนโลยีอวกาศ ซึ่งอาจจัดการเรียนรู้โดยเชื่อมโยงธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ในประเด็นที่วิทยาศาสตร์แตกแขนงเป็นสาขาต่าง ๆ และมีการดำเนินการในหลายองค์กร เพื่อแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์ในแขนงต่าง ๆ หรือหากไม่มีการสอดแทรกเนื้อหาวิทยาศาสตร์ลงไป ผู้สอนอาจเปิดภาพยนตร์ให้ผู้เรียนได้ชม และนำไปอภิปรายหลังจากชมภาพยนตร์จบ ทั้งนี้ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ การให้ผู้เรียนได้สะท้อนความคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์หลังการเรียนรู้ เพื่อตรวจสอบว่าผู้เรียนเข้าใจในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์มากน้อยเพียงใด

   เราจะเห็นได้ว่าการจัดการเรียนรู้ด้วยวิธีการดังกล่าว ผู้เรียนสามารถสร้างองค์ความรู้ได้ด้วยตนเองผ่านกิจกรรม ไม่ได้เป็นการเรียนรู้ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์แบบท่องจำ นอกจากนี้ รูปแบบการเรียนการสอนเป็นการสืบเสาะหาความรู้ นอกจากผู้เรียนจะได้เรียนรู้เรื่องธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ด้วยแล้ว ยังได้ฝึกทักษะต่าง ๆ ร่วมด้วย

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ปีที่ 50 ฉบับที่ 235 มีนาคม - เมษายน 2565

ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://emagazine.ipst.ac.th/235/14/

บรรณานุกรม

American Association for the Advancement of Science (AAAS). (1990). Nature of science. Retrieved November, 2021,from: http://www.project2061.org/publications/sfaa/online/chap1.htm.

Khishfe, R. (2008). The development of seventh graders' views of nature of science. Journal of Research in Science Teaching. 45(4):
470-496. doi:10.1002/tea.20230

Khishfe, R. (2012). Relationship between nature of science understandings and argumentation skills: A role for counterargument and contextual factors.Journal of Research in Science Teaching. 49(4): 489-514. doi:10.1002/tea.21012

National Science Teaching Association. (2020). Nature of science. Retrieved November 5, 2021,
from: https://www.nsta.org/nstas-official-positions/nature-science.

กาญจนา มหาลี. (2553). การพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โดยการสอบแบบขัดเจน ร่วมกับการสะท้อนความคิด.(ปริญญาศึกษาศาสตรมหาบัณฑิต). กรุงเทพมหานคร: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

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