อวดลายสวยด้วยรูปทรงคณิตศาสตร์ “ไซคลอยด์”

อวดลวดลายศิลปะและงานประดิษฐ์สวยๆ ด้วยรูปทรงคณิตศาสตร์ “ไซคลอยด์” เส้นโค้งที่เกิดจากรอยการเคลื่อนที่ของจุดจุดหนึ่งบนเส้นรอบรูปวงกลมที่เคลื่อนที่ไปตามเส้นตรง ได้ทั้งลายดอกไม้ ลายใยแมงมุม ลายคลื่น บนงานศิลปะ

โครงงานคณิตศาสตร์  “ลวดลายสวยด้วยไซคลอยด์”  ผลงานของนายณัฐรงค์ แสนวรางกุล นางสาวภิรญา  จิตติเจริญเดช และนายณัฐสิทธิ์  วราวิกสิต ปัจจุบันศึกษาอยู่ชั้นมัธยมศึกษาปีที่  6 โรงเรียนประโคนชัยพิทยาคม จังหวัดบุรีรัมย์ โดยมีคุณครูชัชรีย์ อินประโคน และคุณครูอัมพร ชำนิจ เป็นที่ปรึกษา ซึ่งโครงงานนี้เพิ่งได้รับรางวัลเหรียญทองจากงานศิลปหัตถกรรมนักเรียนระดับชาติ ครั้งที่ 62 ไปเมื่อต้นปี 2556

ผลงานนี้เป็นการผสมผสานกันระหว่างคณิตศาสตร์ ศิลปะ การงานอาชีพและเทคโนโลยี โดยการสร้างรูปจากเส้นโค้งที่เกิดจากรอยการเคลื่อนที่ของจุดจุดหนึ่งบนเส้นรอบรูปวงกลมที่เคลื่อนที่ไปตามเส้นตรง ที่เรียกว่า ไซคลอยด์ (cycloid) ผ่านการใช้งานโปรแกรม The Geometer's Sketchpad หรือ GSP  ในการสร้างรูปที่เกิดจากไซคลอยด์

โปรแกรม GSP เป็นโปรแกรมที่สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ส่งเสริมให้โรงเรียนต่างๆ นำไปใช้ในการจัดการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ เพื่อให้นักเรียนสามารถคิด วิเคราะห์ แก้ปัญหาและนำคณิตศาสตร์ไปใช้ในชีวิตประจำวันได้ ช่วยให้นักเรียนบูรณาการคณิตศาสตร์เข้ากับเทคโนโลยีและวิชาต่างๆ ได้อย่างหลากหลาย

เด็กๆ เหล่านี้ได้ศึกษาและค้นคว้าเพิ่มเติมในเรื่องการหาสมการของไซคลอยด์  การหาพื้นที่ใต้เส้นโค้งของไซคลอยด์  ความยาวเส้นโค้ง และการเคลื่อนที่ของไซคลอยด์ จากการศึกษาทำให้พบว่า สามารถหาสมการเส้นโค้งนี้ได้โดยนำความรู้เรื่องตรีโกณมิติมาช่วยในการหาพิกัดของจุดบนเส้นโค้ง และพบว่า เส้นโค้งที่เรียกว่าไซคลอยด์นั้นสามารถนำมาสร้างเป็นลวดลายสวยงามได้หลากหลาย เช่น ลายดอกไม้ ลายใยแมงมุม ลายคลื่น แล้วนำลวดลายที่ได้มาประดิษฐ์ และใช้เป็นส่วนประกอบในการตกแต่งผลงานศิลปะต่างๆ

นางสาวภิรญา  จิตติเจริญเดช เล่าว่า โครงงานนี้เกิดจากความสนใจการเคลื่อนที่ของวงกลมที่ทำให้เกิดลวดลายต่างๆ จึงไปศึกษาค้นคว้าแล้วทำชิ้นงานขึ้นมา ลวยลายที่สร้างขึ้นสร้างจากโปรแกรม GSP นำไปประดับหรือตกแต่งในชิ้นงานหรือผลิตภัณฑ์ชุมชน

ส่วนนายณัฐสิทธิ์  วราวิกสิต เล่าถึงขั้นตอนของการทำโครงงานนี้ว่า เริ่มต้นจากศึกษาค้นคว้าถึงที่มา การเกิดไซคลอยด์ วัตถุประสงค์ สมมติฐานการทดลอง และวิธีการทดลอง  ทำการทดลองโดยการสร้างลายและหาพิกัดจุดบนเส้นโค้งไซคลอยด์  แล้วนำลายที่ออกแบบได้มาปรับใช้เข้ากับงานประดิษฐ์ในด้าน  ต่างๆ

“เราสามารถนำลายที่ออกแบบได้มาประยุกต์ใช้กับวัตถุดิบในท้องถิ่นเพื่อจัดทำผลิตภัณฑืประจำท้องถิ่นนั้นๆ สำหรับจำหน่ายเป็นของใช้และของฝาก เพื่อสร้างรายได้ให้แก่ผู้คนในท้องถิ่น” ณัฐสิทธิ์กล่าว 

ขณะที่ นายณัฐรงค์ แสนวรางกุล กล่าวว่า การเรียนรู้ผ่านการทำโครงงาน ทำให้เรารู้จักตั้งคำถาม มีความพยายามในการทำงาน ปฏิบัติ ทดลอง จนได้ผลทดลองที่ถูกต้องและเกิดความสำเร็จตามเป้าหมายที่วางไว้

นอกจากความสามารถทางด้านคณิตศาสตร์แล้ว เด็กๆ กลุ่มนี้ยังชอบเรียนวิชาอื่นๆ เช่นภาษาอังกฤษ ฟิสิกส์ เคมี และตั้งเป้าหมายว่าในอนาคตเมื่อพวกเขาเติบโตขึ้นอยากจะสร้างผลงานที่เป็นคุณประโยชน์แก่ประเทศชาติ และช่วยพัฒนาประเทศให้เป็นไปในทิศทางที่ดีขึ้น

โดยล่าสุด น้องๆ กลุ่มนี้ได้นำเสนอผลงานนี้ในงานประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อเยาวชน (วทท. เพื่อเยาวชน) ครั้งที่ 8 จัดโดย สสวท.ร่วมกับมหาวิทยาลัยศิลปากร ที่ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค บางนา กรุงเทพฯ ที่เพิ่งผ่านไป