เรายังอยู่กับบทความวิจัยเรื่อง “Developing a Learning Progression for Scientific Modelling: Making Scientific Modeling Accessible and Meaningful for Learners” นะครับ ซึ่งก่อนหน้านี้ผมได้นำเสนอความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องการสร้างและใช้แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ไปแล้ว ส่วนคราวนี้เป็นเรื่องของความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ครับ
ผมขอเกริ่นนิดนึงก่อนนะครับ ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของ “ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์” (Nature of science) ก็คือว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (ซึ่งหมายรวมถึงแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์) สามารถเปลี่ยนแปลงได้ โดยเฉพาะเมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้รับหลักฐานเพิ่มเติม หรือเมื่อนักวิทยาศาสตร์มีมุมมองทางทฤษฎีใหม่ๆ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ไม่ใช่ความจริงแท้แน่นอน ที่เปลี่ยนแปลงไม่ได้ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้นจากข้อมูลและหลักฐานที่มีอยู่ ณ ช่วงเวลาหนึ่งๆ ซึ่งข้อมูลหรือหลักฐานนั้นอาจจำกัดหรือยังไม่สมบูรณ์ ดังนั้น ความรู้ทางวิทยาศาสตร์จึงเปลี่ยนแปลงได้ครับ
ในบทความวิจัยข้างต้น ผู้วิจัยศึกษาว่า นักเรียนประถมศึกษาตอนปลาย และนักเรียนมัธยมศึกษาตอนต้น มีความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์อย่างไร และความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องนี้ควรเป็นอย่างไร ผลการวิจัยเป็นดังนี้ครับ (หน้า 647)
ผู้วิจัยจัดลำดับออกเป็น 4 ขั้น ดังนี้ครับ
ในขั้นที่ 1 นักเรียนเข้าใจว่า แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์เป็น “สำเนา” ของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ หากแบบจำลองนั้นไม่ถูกต้อง (หรือเหมือนปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทั้งหมด) แบบจำลองนั้นก็ผิดไปเลย
ในขั้นที่ 2 นักเรียนเข้าใจว่า แบบจำลองสามารถเปลี่ยนแปลงได้้ครับ แต่การเปลี่ยนแปลงในที่นี้เป็นการเปลี่ยนแปลงตามข้อมูลจากผู้รู้ครับ ซึ่งอาจเป็นคุณครู หรือหนังสือ รวมทั้งการชักจูงจากเพื่อนๆ
ในขั้นที่ 3 นักเรียนเข้าใจว่า แบบจำลองสามารถเปลี่ยนแปลงได้ครับ โดยการเปลี่ยนแปลงในที่นี้เป็นการเปลี่ยนแปลงตามข้อมูลหรือหลักฐานที่นักเรียนได้จากการศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติครับ
ในขั้นที่ 4 ซึ่งเป็นขั้นสูงสุด นักเรียนเข้าใจว่า แบบจำลองสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามข้อมูลหรือหลักฐานที่นักเรียนได้จากการศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ (เช่นเดียวกับนักเรียนในขั้นที่ 3) แต่ในขั้นนี้ นักเรียนมีการเปลี่ยนแปลงแบบจำลองเพื่อทดสอบสมมติฐานหรือความคิดบางอย่างของตัวเอง กล่าวคือ นักเรียนมีการเปลี่ยนแปลงแบบจำลองเพื่อให้ได้รับข้อมูลหรือหลักฐานเพิ่มเติมครับ
อันนี้ก็เป็นตัวอย่างเกี่ยวกับความก้าวหน้าในการเรียนรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ครับ