นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 220 กันยายน - ตุลาคม 2562

18 นิตยสาร สสวท รอบรู้ วิทย์ อนุพงศ์ ไพรศรี • ครูผู้ช่วย โรงเรียนนารีรัตน์จังหวัดแพร่ • e-mail: anupong.pr@ku.th ชาตรี ฝ่ายค�ำตา • รองศาสตราจารย์ สาขาวิทยาศาสตร์ศึกษา ภาควิชาการศึกษา คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ • e-mail: chatreechem@yahoo.com การจัดการเรียนรู้วิชาเคมี โดยใช้แบบจ�ำลองเป็นฐานที่เน้นกระบวนการโต้แย้ง (Argumentation within Model-based Learning in Chemistry) เคมีเป็นศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับสสาร (Matter) และการเปลี่ยนแปลงของสสาร เนื้อหาส่วนใหญ่เป็นนามธรรมซึ่ง มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า นักเคมีมักจะอธิบายการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของสสารใน 3 ระดับ ได้แก่ ระดับมหภาค ระดับจุลภาค และระดับสัญลักษณ์ (Johnstone, 1993, 2000) ตัวอย่างการเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของสสารใน 3 ระดับ เรื่องปฏิกิริยาผันกลับได้ แสดงดังภาพ 1 จากภาพ 1 นักเคมีเริ่มต้นจากการสังเกตปรากฏการณ์ที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งพบว่าสีของสารละลายเปลี่ยน สลับไปมาระหว่างสีชมพูกับสีน�้ำเงิน เมื่อน�ำสารละลายผสมระหว่างโคบอลล์ (II) ซัลเฟตกับกรดไฮโดรคลอริก ไปท�ำให้มี อุณหภูมิลดลง และให้ความร้อนสลับไปมา เรียกการอธิบายการเปลี่ยนแปลงเช่นนี้ว่า การเปลี่ยนแปลงระดับมหภาค (Macroscopic level) แต่การที่จะอธิบายพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงของสสารเหล่านั้นว่าท�ำไมจึงเกิดเช่นนั้น ต้องใช้การอธิบายในระดับ จุลภาค (Microscopic level) โดยกล่าวว่า อนุภาคของสารตั้งต้นท�ำปฏิกิริยากันแล้วเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ จากนั้นอนุภาคของ ผลิตภัณฑ์สามารถท�ำปฏิกิริยากันกลับมาเป็นสารตั้งต้นได้ ทั้งนี้ในปฏิกิริยาจะต้องมีอนุภาคสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ เหลืออยู่ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับ เมื่อจะสื่อสารให้เข้าใจและเห็นภาพ จึงจ�ำเป็นต้องเชื่อมโยง การเปลี่ยนแปลงทั้ง 2 ระดับด้วยการเปลี่ยนแปลงในระดับสัญลักษณ์ (Symbolic level) ซึ่งสัญลักษณ์ทางเคมีที่ก�ำหนดขึ้นมา คือ สมการเคมีที่มีหัวลูกศรชี้ไปข้างหน้าและย้อนกลับ เพื่อแสดงการเกิดปฏิกิริยาเคมีผันกลับได้ อย่างไรก็ตาม การอธิบาย การเปลี่ยนแปลงทั้ง 3 ระดับล้วนมีความเชื่อมโยงไม่ได้แยกออกจากกัน (Devetak, 2005 cited in Abd Halim et al., 2013) ภาพ 1 การเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของสสารใน 3 ระดับเรื่องปฏิกิริยาผันกลับได้ (Devetak, 2005) ระดับมหภาค ระดับสัญลักษณ์ แบบจ�ำลอง ทางความคิด Co(H 2 O) 6 2+ (aq) + 4Cl - (aq) ? CoCl 4 2- (aq) + 6H 2 O (l) ? ? ระดับจุลภาค 0 100 0 100 0 100 ํC