เรายังอยู่กับบทความวิจัยเรื่อง “Epistemologically Authentic Inquiry in Schools: A Theoretical Framework for Evaluating Inquiry Tasks” นะครับ หลังจากที่ผมนำเสนอสาระสำคัญของบทความวิจัยนี้ไปแล้ว ซึ่งใจความโดยสรุปก็มีอยู่ว่า “การสอนวิทยาศาสตร์โดยการสืบเสาะ” (ตามที่ปรากฏในหนังสือและในเอกสารวิจัยต่างๆ) ยังไม่สอดคล้องกับ “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” นักเรียนจึงขาดโอกาสในการพัฒนาความสามารถทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง เมื่ออ่านมาถึงตรงนี้ อาจารย์หลายคนก็อาจเกิดความสงสัยขึ้นมาว่า “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” เป็นอย่างไร
ผู้เขียนบทความวิจัยนี้ได้ทำรายการลักษณะต่างๆ ที่แสดงถึง “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” ไว้ดังนี้ครับ (ตารางที่ 4 หน้าที่ 201 – 203)
- การที่นักเรียนได้กำหนดหัวข้อหรือคำถามวิจัยด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้กำหนดและเลือกตัวแปรต่างๆ ด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้ออกแบบวิธีการควบคุมตัวแปรอื่นๆ ด้วยตัวเอง
- การที่นักเรียนได้วัดค่าของตัวแปรต่างๆ และประเมินประสิทธิภาพของการวัดเหล่านั้นด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้พัฒนา เสนอ และทดสอบ “แบบจำลองทางความคิด” เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่ตนเองศึกษาด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้หาวิธีการจัดกระทำข้อมูล และจัดกระทำข้อมูลให้มีความหมายด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้ตรวจสอบและทบทวนจุดบกพร่องของวิธีการที่ตนเองใช้ด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้พัฒนาและทดสอบ “ทฤษฎี” หรือ “คำอธิบาย” ของสิ่งที่ตนเองศึกษาด้วยตนเอง
- การที่นักเรียนได้ทำการศึกษาเรื่องใดเรื่องหนึ่งในมิติที่หลากหลาย (ตัวแปรต้นและตัวแปรตามหลายตัว)
- การที่นักเรียนได้ทบทวนเอกสารต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่ตนเองศึกษาด้วยตนเอง
ทั้งหมดนี้เป็นเพียง “บาง” ลักษณะของ “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” เท่านั้นนะครับ
อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่า ทุกบทเรียนที่เป็นการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จะต้องมีทุกลักษณะเหล่านี้ครบถ้วน ผู้เขียนบทความวิจัยนี้เขียนไว้อย่างชัดเจนว่า: (หน้าที่ 205)
… there is no need for every inquiry task to incorporate every feature of authentic science.
กล่าวคือ เราสามารถใช้กิจกรรมการเรียนการสอนที่มีเพียง “บางลักษณะ” ของ “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” โดยผู้วิจัยยกตัวอย่างไว้ 5 ประเภท ดังนี้ครับ (ตารางที่ 5 หน้่าที่ 207)
- กิจกรรมการลงมือปฏิบัติ (Hands-on inquiry)
- การทดลองเสมือนจริง (Computer-simulated experiments)
- การวิเคราะห์ฐานข้อมูล (Database)
- การประเมินหลักฐาน (Evidence evaluation)
- การออกแบบการศึกษาด้วยปากเปล่า (Verbal design of studies)
รายละเอียดของแต่ละประเภทมีดังนี้ครับ
ในกรณีของกิจกรรมการลงมือปฏิบัติ นักเรียนจะได้รับโอกาสให้ทำ “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” โดยนักเรียนต้องมีการกำหนดคำถามวิจัย กำหนดตัวแปร ออกแบบวิธีการ วัดค่าของตัวแปร (เก็บข้อมูล) จัดกระทำข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่มีความหมาย (วิเคราะห์ข้อมูล) ลงข้อสรุปบนพื้นฐานของข้อมูล สร้างคำอธิบาย และนำเสนอผลการศึกษา รวมทั้งเปิดโอกาสให้ผู้อื่นได้วิพากษ์วิจารณ์การศึกษาของตนเองอย่างละเอียด
ในกรณีของกิจกรรมการทดลองเสมือนจริง นักเรียนจะได้รับโอกาสให้ทำ “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์จริงๆ” ภายใต้สถานการณ์จำลองโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ กิจกรรมนี้เหมาะสำหรับหัวข้อของ “การสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์” ที่มีความซับซ้อนสูงมากหรือเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์หายากจนเกินไป หากเทียบกับกิจกรรมการลงมือปฏิบัติ กิจกรรมการทดลองเสมือนจริงจะประหยัดกว่า แต่ก็ลดทอนความซับซ้อนบางอย่างไป เช่น การกำหนดตัวแปร การควบคุมตัวแปร และการวัดค่าของตัวแปร เป็นต้น ทั้งนี้เพราะโปรแกรมคอมพิวเตอร์มักกำหนดตัวแปรต่างๆ ที่เกี่ยวข้องมาตั้งแต่ต้นแล้ว
ในกรณีของกิจกรรมการวิเคราะห์ฐานข้่อมูล นักเรียนจะต้องวิเคราะห์ข้อมูลที่มีความซับซ้อน (ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับหัวข้อที่นักเรียนกำลังศึกษาหรือไม่ก็ได้) ทั้งนี้เพื่อหาคำตอบหรือสร้างคำอธิบายจากข้อมูลที่ซับซ้อนเหล่านั้น ในการนี้ นักเรียนต้องนำเสนอคำอธิบายของตนเองต่อผู้อื่น และรับฟังคำอธิบายของผู้อื่น (ที่อาจแตกต่างไปจากของตนเอง) นอกจากนี้ นักเรียนต้องชี้แจงถึงความมีเหตุผลของคำอธิบายของตนเอง และชี้จุดบกพร่องของคำอธิบายของผู้อื่นๆ ทั้งนี้เพื่อหาคำอธิบายที่ดีที่สุดร่วมกัน
ในกรณีของกิจกรรมการประเมินหลักฐาน นักเรียนจะได้รับการนำเสนอคำกล่าวอ้างใดๆ จากนั้น นักเรียนต้องประเมินว่า คำกล่าวอ้างนั้นมีความน่าเชื่อถือเพียงใด โดยการพิจารณาว่า คำกล่าวอ้างนั้นมีหลักฐานมาสนับสนุนหรือไม่ ความสัมพันธ์ระหว่างคำกล่าวอ้างและหลักฐานเป็นอย่างไร และคำกล่าวอ้างนั้นเป็นผลมาจากการลงข้อสรุปบนหลักฐานที่ “เกินจริง” หรือไม่ และอย่างไร ในท้ายที่สุด นักเรียนต้องให้เหตุผลว่า ตนเองเชื่อคำกล่าวอ้างนั้นหรือไม่ และเพราะอะไร
ในกรณีของกิจกรรมการออกแบบการศึกษาด้วยปากเปล่า นักเรียนจะได้รับประเด็นของการศึกษา(หรือคำถามวิจัย) จากนั้น นักเรียนต้องออกแบบวิธีการเพื่อตอบคำถามวิจัยนั้นอย่างเป็บระบบ โดยที่นักเรียนไม่ต้องทำการศึกษานั้นจริงๆ ในการนี้ นักเรียนต้องคำนึงว่า ตัวแปรต้นและตัวแปรตามคืออะไร วิธีการวัดค่าของตัวแปรเหล่านั้นเป็นอย่างไร ปัจจัยอะไรบ้างที่ต้องได้รับการควบคุมให้คงตัว การจัดกระทำและวิเคราะห์ข้อมูลควรเป็นอย่างไร และผลที่ได้จะตอบคำถามวิจัยนั้นอย่างไร ในการนี้ นักเรียนต้องนำเสนอวิธีการที่ตนเองออกแบบขึ้น เพื่อให้ผู้อื่นวิพากษ์วิจารณ์ถึงจุดบกพร่องของวิธีการนั้น ซึ่งมักตามมาด้วยการชี้แจงถึงที่มาที่ไปของวิธีการนั้น
หากเราลองเทียบกิจกรรมทั้ง 5 ประเภทนี้กับข้อสอบ PISA ในปีต่างๆ ที่ผ่านมา เราจะพบว่า ข้อสอบ PISA หลายๆ ข้อ ก็เป็นไปในลักษณะนี้ครับ