Category: Constructivism

ความก้าวหน้าในการเรียนรู้เกี่ยวกับการเกิดฤดู

ผมไม่แปลกใจเลยครับที่เห็นงานวิจัยเกี่ยวกับ “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้” ของนักเรียนเรื่องต่างๆ ทยอยปรากฏออกมาสู่สาธารณะเป็นระยะๆ งานวิจัยเรื่องล่าสุดนี้มีชื่อว่า “Building a Learning Progression for Celestial Motion: An Exploration of Students’ Reasoning About the Seasons” [ผู้ที่สนใจสามารถอ่านต้นฉบับได้ครับ] โดยงานวิจัยนี้เป็นการศึกษา “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้” ของนักเรียนชั้น ม.2 เรื่องการเกิดฤดู ผู้อ่านท่านใดที่ยังไม่คุ้นเคยกับคำว่า “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้” สามารถอ่านเนื้อหาเก่าๆ ที่ผมเคยเขียนบันทึกไว้ ดังนี้ครับ

ผมขอสรุปอีกครั้งหนึ่งนะครับว่า “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้” คืออะไร

โดยทั่วไปแล้ว ความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องใดๆ ก็ตามคือ “คำบรรยาย” เกี่ยวกับว่า ความเข้าใจของนักเรียน(จำนวนหนึ่ง)ในเรื่องนั้นมีความซับซ้อนและมีความถูกต้องมากขึ้นได้อย่างไร คำบรรยายนี้มักปรากฏในรูปแบบของลำดับขั้นต่างๆ โดยขั้นล่างสุดก็คือคำบรรยายความเข้าใจเดิมของนักเรียน “ก่อน” การจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ ซึ่งมักขัดแย้งหรือไม่สอดคล้องกับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ ในขณะที่ขั้นบนสุดก็คือคำบรรยายความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นเป้าหมายของการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ ในระหว่างขั้นล่างสุดและขั้นบนสุดนี้ก็คือขั้นตรงกลางที่บรรยายว่า ความเข้าใจขั้นล่างสุดจะถูกพัฒนาขึ้นไปเป็นความเข้าใจขั้นบนสุดได้อย่างไร ขั้นตรงกลางนี้มีจำนวนไม่แน่นอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของแนวคิดทางวิทยาศาสตร์แต่ละเรื่อง โดยขั้นตรงกลางแต่ละขั้นจะบ่งบอกว่า อะไรเป็นสิ่งจำเป็นที่จะช่วยให้นักเรียนพัฒนาความเข้าใจ “ไปทีละขั้นๆ” เราอาจมองว่า ลำดับขั้นเหล่านี้เป็นเสมือน “ขั้นบันได” ที่นักเรียนจะ “ก้าว” ขึ้นไปจากความเข้าใจเดิมที่คลาดเคลื่อนสู่ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์

ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดเกี่ยวกับ “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องการเกิดฤดู”  ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 5 ขั้น ดังนี้ครับ

seasonLPขั้นที่ 1 เป็นขั้นล่างสุด ซึ่งบรรยายความเข้าใจเดิมของนักเรียนเกี่ยวกับการเกิดฤดู นักเรียนที่อยู่ในขั้นนี้ยังขาดความเข้าใจที่จำเป็นหลายประการ ไม่ว่าจะเป็นการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ (ทั้งรูปร่างของวงโคจร ระยะทางของวงโคจร และเวลาที่โลกใช้ในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ) ขนาดสัมพัทธ์ระหว่างดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ รวมทั้งลักษณะการหมุนรอบตัวเองของโลก เป็นต้น นักเรียนในขั้นนี้จึงมักเข้าใจคลาดเคลื่อนในลักษณะที่ว่า ฤดูร้อนเกิดขึ้นเมื่อโลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ และฤดูหนาวเกิดขึ้นเมื่อโลกอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์

ขั้นที่ 2 มีความซับซ้อนกว่าขั้นอื่นๆ ในแง่ที่ว่า ขั้นนี้ถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ขั้น 2A และขั้น 2B ขั้น 2A เป็นความเข้าใจพื้นฐานทางทฤษฎี ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับมุมมองจากอวกาศ (Space-Based Perspective) ในขณะที่ขั้น 2B เป็นความเข้าใจจากการสังเกตปรากฏการณ์ในชีวิตประจำวัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับมุมมองจากโลก (Earth-Based Perspective) กล่าวคือ นักเรียนที่อยู่ในขั้น 2A เข้าใจเกี่ยวกับระบบดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ (The Sun-Earth-Moon System) ไม่ว่าจะเป็นความเข้าใจเกี่ยวกับขนาดสัมพัทธ์และระยะทางสัมพันธ์ระหว่างดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ ตลอดจนความเข้าใจที่ว่า โลกใช้เวลาประมาณ 1 วันในการหมุนรอบตัวเอง และใช้เวลาประมาณ 1 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์แม้มีรูปร่างเป็นวงรี แต่ก็เป็นวงรีที่ค่อนข้างกลม ในขณะที่นักเรียนที่อยู่ในขั้น 2B เข้าใจปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในโลก อาทิ โลกมีช่วงเวลากลางวัน/กลางคืนแตกต่างกันไปในแต่ละฤดู และเส้นสุริยวิถีบนท้องฟ้าในแต่ละฤดูก็แตกต่างกันด้วยเช่นกัน นักเรียนในขั้นที่ 2 นี้มีความเข้าใจในขั้น 2A และความเข้าใจในขั้น 2B เพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง

ขั้นที่ 3 เป็นขั้นที่นักเรียนมีทั้งความเข้าใจในขั้น 2A และความเข้าใจในขั้น 2B กล่าวคือ นักเรียนมีทั้งความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับระบบดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ และความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในโลก แต่นักเรียนในขั้นนี้ยังไม่ได้เชื่อมโยงความเข้าใจทั้งสองด้านเข้าด้วยกัน กล่าวคือ นักเรียนในขั้นนี้ยังไม่เชื่อมโยงการมองปรากฏการณ์เดียวกันจาก 2 มุมมองได้ครับ

ขั้นที่ 4 เป็นขั้นที่นักเรียนสามารถใช้ความเข้าใจพื้นฐานเพื่ออธิบายการเกิดฤดูได้บ้างแล้ว แต่คำอธิบายนั้นยังไม่สมบูรณ์มากนัก นักเรียนในขั้นนี้เข้าใจแล้วว่า ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า(เมื่อมองจากโลก)เกิดจากตำแหน่งสัมพันธ์ระหว่างผู้สังเกตบนโลกและดวงอาทิตย์ ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้านี้เกี่ยวข้องกับความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นโลก กล่าวคือ พื้นที่ที่แสงอาทิตย์ตกกระทบโดยตรง (90 องศา) จะมีความเข้มของแสงอาทิตย์มากกว่าพื้นที่ที่แสงอาทิตย์ตกกระทบด้วยมุมที่น้อยกว่า 90 องศา ความเข้มของแสงอาทิตย์นี้ยังเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิบนพื้นโลกอีกทอดหนึ่ง นั่นหมายความว่า นักเรียนนำความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนรูปของพลังงาน (ซึ่งในที่นี้คือการเปลี่ยนรูปของพลังงานแสงเป็นพลังงานความร้อน) มาใช้ในการอธิบายอุณหภูมิของโลกที่แตกต่างกันในแต่ละฤดู อย่างไรก็ดี นักเรียนในขั้นนี้ยังไม่เข้าใจว่า (เมื่อมองจากอวกาศ) แกนหมุนรอบตัวเองของโลกที่เอียง (ประมาณ 23.5 องศาจากระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์) เกี่ยวข้องกับช่วงเวลากลางวัน/กลางคืนที่แตกต่างกันไปในแต่ละฤดูได้อย่างไร ถึงแม้ว่านักเรียนที่อยู่ในขั้นนี้มีทั้งมุมมองจากโลกและจากอวกาศ และเชื่อมโยงทั้งสองมุมมองได้บ้างแล้ว แต่การเชื่อโยงนี้ยังไม่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะเรื่องของแกนหมุนของโลกที่เอียงกับช่วงเวลากลางวัน/กลางคืนที่ไม่เท่ากัน

ขั้นที่ 5 เป็นขั้นที่นักเรียนอธิบายการเกิดฤดูได้อย่างสมบูรณ์ นักเรียนในขั้นนี้สามารถมองปรากฏการณ์นี้ได้จากทั้ง 2 มุมมอง และเชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่าง 2 มุมมองได้ กล่าวคือ นักเรียนที่อยู่ในขั้นนี้ไม่เพียงแค่เข้าใจว่า ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ที่ปรากฏบนท้องฟ้าเกิดจากตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างผู้สังเกตบนพื้นโลกและดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้แสงอาทิตย์ตกกระทบพื้นที่ต่างๆ บนโลกด้วยมุมที่แตกต่างกัน มุมที่แสงอาทิตย์ตกกระทบแต่ละพื้นที่บนโลกแตกต่างกันทำให้ความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบแต่ละพื้นที่แตกต่างกันด้วย  แต่นักเรียนในขั้นนี้ยังเข้าใจด้วยว่า ในขณะที่โลกกำลังโคจรไปยังตำแหน่งต่างๆ รอบดวงอาทิตย์ แกนหมุนรอบตัวเองของโลกที่เอียงทำให้ซีกโลกหนึ่งมีช่วงเวลาได้รับแสงอาทิตย์ยาวนานกว่า(และช่วงเวลาที่ไม่ได้รับแสงอาทิตย์สั้นกว่า)อีกซีกโลกหนึ่ง ผู้คนบนโลกสามารถรับรู้ได้จากช่วงเวลากลางวัน/กลางคืนที่ไม่เท่ากันใน 1 วัน  ทั้งความแตกต่างของความเข้มของแสงอาทิตย์และความแตกต่างของช่วงเวลาได้รับแสงอาทิตย์นี้ส่งผลร่วมกันให้อุณหภูมิเฉลี่ยบนโลกในแต่ละพื้นที่แตกต่างกันไป ณ เวลาเดียวกัน และเมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปเรื่อยๆ ตำแหน่งของโลกเทียบกับดวงอาทิตย์ก็จะเปลี่ยนไป บริเวณที่เคยได้รับแสงอาทิตย์มากและนานก็กลับเป็นบริเวณที่ได้รับแสงอาทิตย์น้อยและสั้น สิ่งเหล่านี้ปรากฏให้ผู้คนบนโลกรับรู้ได้ในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงของฤดูนั่นเอง

ผมเองก็เคยวิเคราะห์ “องค์ประกอบพื้นฐานของความเข้าใจเกี่ยวกับฤดู” แต่การวิเคราะห์ครั้งนั้นตั้งอยู่บนพื้นฐานของตรรกะเพียงอย่างเดียวโดยปราศจากข้อมูลจากนักเรียนโดยตรง ในขณะที่การวิจัยเพื่อพัฒนา “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้” เน้นการนำข้อมูลจากนักเรียนมาใช้ร่วมกับการวิเคราะห์ทางตรรกะ (ซึ่งมีความน่าเชื่อถือมากกว่า) เราจะเห็นได้จากผลการวิจัยนี้ว่า หากเราต้องจัดการเรียนการสอนเรื่องการเกิดฤดู เราสามารถออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ที่จะพาให้นักเรียน “ก้าว” ขึ้นไปทีละขั้นตามลำดับของความก้าวหน้าในการเรียนรู้นี้ นอกจากนี้ เรายังสามารถวิเคราะห์นักเรียนเป็นรายบุคคลได้เลยว่า นักเรียนคนใดอยู่ในขั้นใด และอะไรคือสิ่งที่นักเรียนคนนั้นต้องการเพื่อที่จะก้าวขึ้นไปยังขั้นที่สูงขึ้นต่อไป ผู้วิจัยคนนี้ใจดีมากครับ เธอเผยแพร่ทั้งลำดับกิจกรรมการเรียนรู้และเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์ผู้เรียน ประเด็นสำคัญที่ผู้วิจัยคนนี้ย้ำอยู่ตลอดคือว่า หากครูต้องการให้นักเรียนเข้าใจการเกิดฤดูอย่างถ่องแท้แล้ว ครูจำเป็นต้องส่งเสริมให้นักเรียนเชื่อมโยง “มุมมองจากโลก” และ “มุมมองจากอวกาศ” ให้ได้ครับ