เคยเป็นไหม เมื่อเห็นกล่องสวยๆ แล้วสงสัยว่ามันมีปริมาตรเท่าไหร่? ถ้าใส่ขนมลงไปจะใส่ได้กี่ชิ้น? ถ้าคำตอบของคุณคือ “ใส่ๆ ไปเถอะเท่าไหร่เท่านั้น...ก็ไม่รู้นิ...จำสูตรคำนวนไม่ได้!” ต้องกราบขอให้หยุดบ่นการศึกษาไทย แล้วเริ่มแก้ไขที่ตัวเองก่อนเลย!
นายปรี๊ดเลือกเรียนชีววิทยา เพราะไม่เก่งคณิตศาสตร์ เชื่อว่าหนีมาไกลคงไม่เจอกันอีกแล้ว แต่ที่ไหนได้ พึ่งจะรู้ว่า “เอ้า...ชีวิตนี้ หนีคณิตศาสตร์ไม่พ้น” เพราะสุดท้ายวิทยาศาสตร์ คือ มวลความรู้และข้อเท็จจริงที่สกัดจากธรรมชาติ ทั้งหมดเป็นเนื้อเดียวกัน ต่างกันเพียงมุมมองเฉพาะด้าน เฉพาะสาขา แต่มีเจ้าคณิตศาสตร์นี่แหละเป็นภาษาสากลเพื่อสื่อสารให้ตรงกัน
หลายครั้งที่ได้รับโจทย์จัดกิจกรรมเสริมทักษะวิทยาศาสตร์ นายปรี๊ดมักถอดหมวกนักชีววิทยาวางไว้ และใช้สายตาของนักวิทยาศาสตร์ พยายามหามุมมองง่ายๆ เพื่อสร้างกระบวนการคิดจากสิ่งใกล้ตัว การหาแรงบันดาลจากเพื่อน พี่น้อง และอาจารย์ ผู้สนใจวิทยาศาสตร์ศึกษาจึงเป็นสิ่งสำคัญ ในการแลกเปลี่ยน แบ่งปันโจทย์สนุกๆ จากเรื่องรอบตัวระหว่างกัน
นายปรี๊ดเป็นแฟนคลับ ของนักคณิตศาสตร์ศึกษา อย่าง อ.สุรัชน์ อินทสังข์ อาจารย์ประจำภาควิชาหลักสูตรและการสอน คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง คนรุ่นนายปรี๊ด อาจจะคุ้นชื่อ เพราะ อ.สุรัชน์ ตั้งแต่สมัยที่เป็นคอลัมนิสต์ในนิตยสารวิทยาศาสตร์ฉบับดัง จนปัจจุบันอาจารย์เป็นหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญด้านการสอนวิทยาศาสตร์ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)
อ.สุรัชน์ มีมุมมองน่าสนใจเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ในชีวิตประจำวันมาแบ่งปันแฟนเพจในเฟซบุ๊กเสมอ โดยเฉพาะแรงบันดาลเรื่อง “รูปร่างและรูปทรง” ของสิ่งรอบตัว ซึ่งเป็นคณิตศาสตร์ที่เข้าใจง่าย พบเห็นทุกวัน และนำไปประยุกต์ใช้ได้จริงในชีวิตประจำวัน
นายปรี๊ดตื่นเต้นทุกครั้งที่เห็น อ.สุรัชน์ โพสภาพและตั้งคำถามใหม่ๆ เกี่ยวกับ ปริมาตรบรรจุภัณฑ์รูปทรงแปลกๆ คุกกี้ที่เรียงใส่โหลแบบต่างๆ ขนมห่อใบตองทรงต่างๆ องศาการตัดชิ้นเค้กที่ทำให้มีปริมาตรไม่เท่ากัน รัศมีการวางไข่ของแมลง ขนาดเส้นรอบวงของของกระทงที่ต้องแปะบายศรีรูปใบตองสามเหลี่ยมลงไปให้ได้มากที่สุดฯลฯ ทั้งหมดเป็นคำถามชวนคิด และเป็นคณิตศาสตร์แบบง่ายๆ ที่สามารถคิดตาม พลิกแพลงอย่างสนุก ด้วยความรู้ระดับประถมเท่านั้น
หนึ่งในกิจกรรมที่ อ.สุรัชน์ทดลองทำแล้วนายปรี๊ดกรี๊ดมาก คือ การทดลองจุดเทียนขนาดต่างๆ ในโหลแก้วซึ่งมีรูปทรง เป็นกิจกรรมง่ายๆ แต่แฝงด้วยวิทยาศาสตร์หลายแขนงทั้งคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และเคมี คำถามมากมายเกิดขึ้นตามธรรชาติ เช่น ขวดรูปทรงต่างๆ บรรจุอากาศได้เท่าไหร่บ้าง? ก๊าซชนิดใดที่ทำให้เทียนจุดติด? ปริมาตรของอากาศมีผลต่อเวลาและขนาดของเทียนจุดจริงหรือไม่ สัมพันธ์กันอย่างไร?
กิจกรรมแบบนี้ใช้งบประมาณน้อย อุปกรณ์น้อย สถานที่น้อย เวลาน้อย แต่เป็นการลงทุนที่ได้ความรู้และความเข้าใจมหาศาล อยู่ที่ครูและผู้ปกครองจะสามารถดัดแปลงและจัดการความรู้ให้เด็กๆ ได้มากขนาดไหน
จนล่าสุด เมื่อนายปรี๊ดได้รับโจทย์ให้จัดกิจกรรมเพื่อกระตุ้นกระบวนการคิดและการทำงานกลุ่มให้กับค่ายวิทยาศาสตร์สำหรับองค์กรหนึ่ง เพื่อพัฒนาไอเดียใหม่ๆ ให้กับน้องๆ ระดับมัธยมปลาย แรงบันดาลใจจากวิธีคิดของอ.สุรัชน์ จึงทำให้เกิดกิจกรรม “ส่งไอเดียไปดวงดาว” ซึ่งทำนายปรี๊ดเองได้เรียนรู้ไปพร้อมกับน้องๆ ด้วยเช่นกัน
กิจกรรม “ส่งไอเดียไปดวงดาว” เป็นการจำลองฉากในหนังอวกาศดังเรื่อง interstellar ที่น้องๆ ต้องสวมหมวกเป็นวิศวกร และนักวิทยาศาสตร์ ผู้มีภารกิจต้องขนส่ง “วัสดุเอ็กซ์” (ดินน้ำมันธรรมดาๆ นี่แหละ) ใส่บรรจุภัณฑ์ 2 รูปทรง ขึ้นไปบนสถานีอวกาศ 2 แห่ง
โจทย์ฟังดูเหมือนง่าย แต่ท้าทายมากขึ้น เมื่อกำหนดให้ทั้ง วัสดุเอ็กซ์ และ กระดาษที่ให้สร้างบรรจุ ล้วนแต่มีต้นทุนโดย เมื่อคำนวนและแบ่งงานกันเสร็จ ต้องไปยื่นแบบขอซื้อที่ตลาดเทคโนโลยีจำลอง โดยแบ่งขายเป็นกรัม ของที่เหลือใช้ถือเป็นการใช้ทรัพยากรเกินจำเป็นจะถูกจะนำไปหักลบ ผลกำไรในขั้นตอนสุดท้ายที่ต้องนำมาเสนอขาย ดังนั้นถ้ากลุ่มไหนตำนวนไม่ได้ ซื้อวัสดุมากเกินไปแบบมั่วๆ ก็อาจจะขาดทุนได้เมื่อนำมาเสนอขาย
ข้อจำกัดหลายๆ อย่าง เพิ่มความท้าทายขึ้นไปอีก เช่น รูปทรงของบรรจุภัณฑ์ที่กำหนดให้เลือกทำ 2 แบบ จาก 9 แบบ มีตัวคูณต่างกันออกไปตามความยากง่ายของการสร้าง ต้องสร้างขึ้นด้วยตนเองให้ใกล้เคียงกับต้นแบบมากที่สุด และสุดท้ายต้องสามารถใส่ วัสดุเอ็กซ์ที่ต้องปั้นให้มีรูปร่างที่พอดีกับบรรจุภัณฑ์ 2 รูปทรง ที่ต่างกัน ให้พอดีที่สุด ภายในเวลาเพียง 1 ชั่วโมง
เมื่อสิ้นเสียงนกหวีดหมดเวลา แต่ละกลุ่มนำผลงานมานำเสนอ สิ่งที่น่าสนใจ คือ หลายโรงเรียน ยอมรับว่า ไม่สามารถสร้างบรรจุรูปทรงยากๆ ซึ่งมีตัวคูณผลกำไรสูงกว่า เช่น ทรงหัวใจ และทรงพีระมิด เพราะไม่รู้ว่ารูปทรงนั้นคำนวนปริมาตรอย่างไร หลายโรงเรียนค้นหาสูตรที่ซับซ้อนจากกูเกิล เพื่อคำนวนหน้าตัดของรูปหัวใจ รูปห้าเหลี่ยม และรูปสี่เหลี่ยมคางหมู ทั้งๆ ที่ความจริงแล้ว สามารถตัดแบ่งเพื่อคำนวนพื้นที่อย่างง่ายด้วยความรู้ระดับประถมได้ในไม่กี่ขั้นตอน
สิ่งที่น่าตกใจ คือ บางคนเรียกรูปทรงที่ตนเองสร้างไม่ถูก แต่ท่องจำสูตรและนำสูตรมาคำนวนอย่างคล่องแคล่ว ทั้งๆ ที่ผลลัพธ์คือผิดตั้งแต่ต้น จนไม่สามารถนำมาประยุกต์ได้ ดังนั้นสิ่งที่ปฏิเสธไม่ได้ คือ น้องๆ ระดับมัธยมปลายหลายคน ขาดกระบวนการคิดที่ถูกต้อง คิดว่าการการแก้ปัญหาลอกจำจากตำราได้ ไม่ต้องเข้าใจ ประยุกต์ใช้จริงไม่ได้ ทั้งๆ ที่วิทยาศาสตร์พื้นฐานเช่นนี้ ถูกใช้ในชีวิตประจำวันตลอดเวลา
การเรียนที่นำมาใช้ประโยชน์จริงไม่ได้ อาจไม่ได้ขึ้นกับผู้เรียนทั้งหมด แต่อาจต้องยอมรับว่า กิจกรรมในห้องเรียนในปัจจุบัน ถูกเร่งรัด แข็งตัว และติดกรอบ ครูและนักเรียนของเราต้องว้าวุ่นและหมกหมุ่นกับการวัดผล การสอบสารพัด เกินกว่าจะหาเวลาเพื่อทดลอง ค้นหาวิธีสอนแบบใหม่ๆ เพื่อพัฒนาวิธีคิดของผู้เรียน เพราะสิ่งสำคัญที่สุดในปรัชญาการสอนวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ คือ “การวิจัยในชั้นเรียน เพื่อแก้ปัญหาที่พบ และแก้ไขปัญหาของผู้เรียนได้จริง” ไม่ใช่การวัดผลจากการสอบเพียงอย่างเดียว
การออกแบบกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ เพื่อแก้ปัญหาที่ครูพบในห้องเรียน ต้องอาศัยเวลา ผู้สอนเองต้องเข้าใจกระบวนการทำวิจัยเพื่อพัฒนา ต้องฝึกสังเกตปัญหา พัฒนาวิธีการ ลองผิดลองถูกหลายครั้ง กว่าจะเป็นกิจกรรมที่ทำแล้วมีประสิทธิภาพจริง
ผลดีของการหาวิธีสอน ทำให้ครูเรียนรู้และพัฒนาเทคนิคใหม่ๆ ได้ด้วยตนเอง ไม่ต้องรอเรียกอบรม ไม่ต้องรอคัดลอกจากใคร เป็นการมองหาเห็นหาปัญหาเล็กๆ ที่ซ่อนอยู่ในขั้นตอนการคิดของนักเรียน แต่ปัจจุบันถูกมองข้ามไป เพราะห้องเรียนของเรากลายห้องเรียน "เร่งปุ๋ย เร่งโต" ไม่ใช่พัฒนาจากผลของ "งานวิจัยในชั้นเรียน" อย่างที่ควรเป็น
ปัญหานี้อาจใหญ่โตเกินไป และต้องแก้ในเชิงระบบ แล้วผู้ปกครองหรือคุณครูที่อยากเริ่มต้นแก้ไขจะทำอย่างไรดี นอกจากนั่งบ่นและกลุ้มใจ? โวยวายกันว่า องค์กรนั้นทำให้ล่ม องค์กรนี้ทำให้ถดถอย หยุดบ่นและเรามาลงมือแก้ไขกันดีกว่า
ข้อแนะนำของนายปรี๊ดคือ อย่างมองข้ามสิ่งรอบตัว และ กิจกรรมง่ายๆ อย่างการปั้นดินน้ำมัน หล่อปูนพลาสเตอร์ หรือการปะติดโมเดลกระดาษ ครูคณิตศาสตร์ยุคนายปรี๊ดให้นักเรียนปั้นดินน้ำมันเป็นรูปทรงต่างๆ แล้วตัดแบ่งเพื่อเรียนรู้ภาพตัดขวางตามแนวต่างๆ การหล่อปูนพลาสเตอร์ช่วยให้เข้าใจการชั่งตวงวัด และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรตามรูปทรงที่เปลี่ยนไป การปะติดโมเดลช่วยให้เข้าใจรูปทรงเราขาคณิตต่างๆ จนสามารถพลิกแพลงสร้างกล่องขึ้นได้ด้วยตนเองตามต้องการ
ถ้าอยากใช้เครื่องมือไฮเทค มีฟรีโปรแกรมมากมาย ที่ช่วยให้เด็กๆ ได้ทดลองเรียนรู้เรื่องรูปทรง เช่น google sketchup ที่สามารถดึงภาพสองมิติให้กลายเป็นสามมิติได้ด้วยปลายนิ้ว หรือเว็บไซด์ที่สามารถดาวน์โหลด ต้นแบบกล่องรูปทรงต่างๆ ตามขนาดที่กำหนด ปริยท์ออกมามา ตัด ปะ ติด ขึ้นรูปเอง เช่น www.templatemaker.nl ก็สามารถนำมาใช้งานในห้องเรียนและกิจกรรมเรียนรู้ในบ้านได้เป็นอย่างดี
หรือง่ายที่สุด คือ ชวนกันมองรูปทรงแปลกๆ จากสิ่งรอบตัว แล้วหาวิธีคำนวณขนาดและปริมาตร สร้างอัจฉริยะคณิตศาสตร์ได้ในซูเปอร์มาร์เก็ต บางทีคุณอาจจะไม่เชื่อว่าลูกหลานของคุณอาจจะสนุกเกินคาด แม้แต่คุณเองก็อาจจะลดโอกาสเป็นโรคอัลไซเมอร์ เพราะได้ลองลับสมองตัวเองตลอดเวลา....ไม่เชื่อก็ลองทำดูครับ
เกี่ยวกับผู้เขียน
“นายปรี๊ด” นักศึกษาทุนปริญญาเอกด้านชีววิทยา ซึ่งมีประสบการณ์ในแวดวงวิทยาศาสตร์อย่างหลากหลาย ทั้งงานสอน บทความเชิงสารคดี ผลงานตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ ทำสื่อการสอน ของเล่นเชิงวิทยาศาสตร์กรรมการตัดสินโครงงาน วิทยากรบรรยายและนักจัดกิจกรรมเพื่อการจุดประกายวิทยาศาสตร์จากสิ่งใกล้ตัว
ติดตามอ่านบทความของนายปรี๊ดที่จะมาแคะคุ้ยเรื่องวิทย์ๆ...สะกิดต่อมคิด ให้เรื่องเล็กแสนธรรมดากลายเป็นความรู้ก้อนใหม่ ได้ทุกวันอาทิตย์เว้นอาทิตย์
