นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 238

ปีที่ 50 ฉบับที่ 238 กันยายน - ตุลาคม 2565 17 นักเรียน : มีทั้งคำ�ตอบว่า แกว่งพร้อมกัน และไม่พร้อมกัน ครู : นักเรียนคิดว่ามีปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่อการแก่วงของ ลูกตุ้ม นักเรียน : มวล ความยาวเชือก แรงที่ใช้แกว่ง มวลมาก ใช้เวลาแกว่งนาน เชือกยาวจะใช้เวลามาก จากกิจกรรมดังกล่าวจะเห็นได้ว่านักเรียนเริ่มต้นจากการสังเกต และตอบคำ�ถามซึ่งจะนำ�ไปสู่คำ�ตอบที่หลากหลาย มีทั้งคำ�ตอบ ที่ถูกต้องและคำ�ตอบที่มีแนวคิดคลาดเคลื่อน เพื่อนำ�ไปสู่การสำ�รวจ ตรวจสอบร่วมกันผ่านประเด็นการโต้แย้ง ที่ว่า “ปัจจัยที่มีผลต่อการแกว่งของ ลูกตุ้มอย่างง่าย” ขั้นนี้นักเรียนจะได้คำ�ตอบของประเด็นการโต้แย้งชั่วคราว ที่ยังไม่ผ่านการสำ�รวจตรวจสอบ ขั้นที่ 2 การสร้างและการวิเคราะห์ข้อมูล (Generation and Analysis of Data) หลังจากขั้นที่ 1 นักเรียนแต่ละคนจะได้ข้อกล่าว อ้างของตนเองจากประเด็นการโต้แย้ง “ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแกว่งของลูกตุ้ม อย่างง่าย” ให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม กลุ่มละ 5 คน ร่วมกันค้นหาหลักฐาน เชิงประจักษ์จากการทดลองในกิจกรรม เรื่อง การแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย ดังภาพ 2 ตามหนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เล่ม 3 ตามผลการเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) หน้า 26 - 28 โดยใช้เวลาศึกษากิจกรรม 10 นาที มีอุปกรณ์ ดังนี้ 1) ลูกกลมโลหะ 2) เชือกเบา 3) ไม้เมตร 4) นาฬิกาจับเวลา 5) กระดาษฟลิปชาร์ท 6) กรรไกร 7) ชุดขาตั้ง 8) ปากกาสี อย่างไรก็ตาม จากกิจกรรมดังกล่าวมีข้อจำ�กัดในการวัดมุมที่น้อยกว่า 10 องศากับ แนวดิ่ง จะทำ�ให้ผลการทดลองเป็นไปตามสมการการแกว่งของลูกตุ้ม อย่างง่าย (Simple Pendulum) รายละเอียดในหนังสือเรียนรายวิชา เพิ่มเติม ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เล่ม 3 หน้า 29 คณะผู้เขียน จึงขอแนะนำ�แอปพลิเคชัน “Protractor Application” ซึ่งเป็น เครื่องมือที่ใช้ในการวัดมุมการแกว่งของลูกตุ้มที่สะดวกต่อการใช้งาน และสังเกตได้ง่ายรวมทั้งสะดวกกว่าการวัดมุมด้วยการใช้ครึ่งวงกลม แบบปกติ ที่สำ�คัญสามารถดาวน์โหลดใช้งานได้ฟรีทั้งระบบปฏิบัติการ แอนดรอยด์ (Android) และ ไอโอเอส (iOS) ภาพ 2 การทดลองในกิจกรรม เรื่อง การแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย ในขั้นตอนที่ 2 จะสังเกตได้ว่าครูทำ�หน้าที่ช่วยเหลือ ชี้แนะ และ เตรียมอุปกรณ์ที่จำ�เป็นให้กับนักเรียนเพื่อใช้ในการค้นหาหลักฐาน เชิงประจักษ์จากการทดลองดังกล่าว ได้แก่ กราฟความสัมพันธ์ระหว่างคาบ การแกว่งของลูกตุ่มกับความยาว และกราฟความสัมพันธ์ระหว่างคาบ การแกว่งของลูกตุ่มกับมวลของลูกตุ้มมาสนับสนุนข้อกล่าวอ้างของกลุ่ม ตนเอง ซึ่งหลักฐานเชิงประจักษ์ถือเป็นหัวใจสำ�คัญของการสร้างคำ�อธิบาย ทางวิทยาศาสตร์ (McNeill & Berland, 2017) ขั้นที่ 3 การสร้างข้อโต้แย้งเบื้องต้น (Production of a Tentative Argumentation) หลังจากที่นักเรียนได้หลักฐานเชิงประจักษ์จากการทดลอง เรียบร้อยแล้ว นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันเขียนอธิบายเหตุผล โดยเชื่อมโยง หลักฐานเชิงประจักษ์ที่ได้เพื่อยืนยันข้อกล้าวอ้างของกลุ่มตนเอง อีกทั้ง นักเรียนสามารถสืบค้นจากแหล่งเรียนรู้ต่างๆ มาประกอบกับหลักฐานของ กลุ่มตนเองได้ หลังจากนั้นเขียนอธิบายลงในกระดาษฟลิปชาร์ท โดยมี ตัวอย่างการสร้างคำ�อธิบายของนักเรียนกลุ่ม 1 และกลุ่ม 2 ดังตาราง 1 ตาราง 1 การสร้างคำ�อธิบายของนักเรียนกลุ่ม 1 และกลุ่ม 2 ข้อกล่าวอ้าง สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม ผลการทดลอง (หลักฐานเชิงประจักษ์) ความยาวเชือกมีผลต่อการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย “ถ้าความยาวเชือกเพิ่มมากขึ้น เวลาในการแกว่งจะมากขึ้น” ความยาวเชือก เวลาในการแกว่ง จำ�นวนรอบในการแกว่ง มวลของลูกตุ้ม กราฟความสัมพันธ์ระหว่างคาบการแกว่งของลูกตุ้มกับ ความยาวเชือก มีลักษณะเป็นกราฟเส้นโค้งแบบพาราโบลา ดังภาพ 3 มวลไม่มีผลต่อการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย “ถ้ามวลมากขึ้น เวลาในการแกว่งจะเท่าเดิม” มวล เวลาในการแกว่ง จำ�นวนรอบในการแกว่ง ความยาวเชือก กราฟความสัมพันธ์ระหว่างคาบการแกว่งของลูกตุ้มกับมวล ของลูกตุ้ม มีลักษณะเป็นกราฟเส้นตรง ดังภาพ 4 รายการเปรียบเทียบ กลุ่ม 1 กลุ่ม 2