ในหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ. 2551 ของกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เรามีตัวชี้วัดหนึ่งในสาระที่ 5 “พลังงาน” ในระดับชั้น ป. 4 ซึ่งระบุไว้ว่า “ทดลองและอธิบายการเคลื่อนที่ของแสงจากแหล่งกำเนิด” โดยสาระการเรียนรู้แกนกลางระบุไว้ว่า “แสงเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดทุกทิศทาง และเคลื่อนที่เป็นแนวตรง” (หน้า 64)
แนวคิดนี้ดูเหมือนจะไม่ยาก และไม่น่าจะมีอะไรคลาดเคลื่อนนะครับ แต่อันที่จริงแล้ว นักเรียนหลายคนเข้าใจคลาดเคลื่อน ในบทความวิจัยเรื่อง “Students’ Conceptual Change in Geometric Optics” ผู้วิจัยสรุปผลการวิจัยเกี่ยวกับการเดินทางของแสงจากแหล่งกำเนิด
ผมสรุปความได้ดังนี้ครับ
สำหรับความเข้าใจแบบที่ 1 นักเรียนเข้าใจว่า แสงอยู่ในบริเวณโดยรอบแหล่งกำเนิด และอาจมีเส้นตรงโดยรอบแหล่งกำเนิด ซึ่งแสดงถึงการมีอยู่ของแสง แต่เส้นตรงนั้นไม่มีการระบุทิศการเดินทางของแสง ดังภาพข้างล่าง
สำหรับความเข้าใจแบบที่ 2 นักเรียนเข้าใจว่า แสงเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดไปทุกทิศทาง และอาจมีลูกศรโดยรอบแหล่งกำเนิด ซึ่งแสดงทิศการเดินทางของแสง นักเรียนมักเข้าใจแบบนี้โดยเฉพาะเมื่อโจทย์สถานการณ์มีเพียงแค่แหล่งกำเนิดเท่านั้น ดังภาพข้างล่าง
สำหรับความเข้าใจแบบที่ 3 นักเรียนเข้าใจว่า แสงเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้สังเกต โดยลูกศรแสดงทิศการเิดินทางของแสง นักเรียนมักเข้าใจแบบนี้โดยเฉพาะเมื่อโจทย์สถานการณ์มีทั้งแหล่งกำเนิดและผู้สังเกต ดังภาพข้างล่าง
สำหรับความเข้าใจแบบที่ 4 นักเรียนเข้าใจถูกต้องว่า แสงเดินทางของจากแหล่งกำเนิดจากทุกๆ จุดไปในทุกทิศทาง ดังภาพข้างล่าง [ผมวาดแค่ 3 จุดนะครับ แต่อันที่จริงแล้ว ผมหมายถึงทุกจุด]
สิ่งสำคัญคือว่า ครูจำนวนหนึ่งมักคิดว่า ความเข้าใจแบบที่ 2 คือความเข้าใจที่ถูกต้องแล้ว เพราะมันสื่อความหมายได้ตรงกับตัวชี้วัดข้างต้นว่า แสงเดินทางจากแหล่งกำเนิดไปในทุกทิศทาง แต่ตัวชี้วัดนี้ยังไม่ระบุอย่างชัดเจนว่า แสงเดินทางจากทุกจุดบนแหล่งกำเนิดไปในทุกทิศทาง ความแตกต่างที่สำคัญคือว่า ณ ตำแหน่ง 1 จุดของแหล่งกำเนิด แสงจะเดินทางออกมาในทุกทิศทาง ไม่ใช่ 1 จุดมีเพียงแค่ 1 ทิศเท่านั้น