นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 240

ปีที่ 51 ฉบับที่ 240 มกราคม - กุมภาพันธ์ 2566 17 จากปัญหาดังกล่าว ได้มีการพัฒนาแนวทางในการทำ�เกษตรกรรม ที่สามารถรับมือกับปัญหาภัยแล้งหลากหลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นการเกษตร แบบระบบน้ำ�หยด การใช้อุปกรณ์รดน้ำ�อัตโนมัติเมื่อระดับความชื้น ในดินไม่เหมาะสมสำ�หรับการเจริญเติบโตของพืชเพื่อให้การใช้น้ำ�เป็นไป อย่างมีประสิทธิภาพในปริมาณที่ใช้น้อยลง การใช้วัสดุคลุมหน้าดินหรือ ผสมวัสดุที่มีคุณสมบัติเก็บกักความชื้นลงในดินเพื่อเพิ่มความสามารถ ในการเก็บความชื้นให้แก่ดิน ด้วยเหตุนี้การนำ�วัสดุเหลือใช้จากวัสดุธรรมชาติที่มีคุณสมบัติ ในการเก็บความชื้นได้ดีมาพัฒนาต่อยอดผลิตเป็นกระถางจึงเป็นเรื่องน่าสนใจ และวัสดุเหลือใช้ที่คณะผู้เขียนสนใจคือรังไหม (Silk Cocoon) จากกากคัดทิ้ง ของร้านเสริมสวยและโรงงานอุตสาหกรรมทอผ้าซึ่งมีปัญหาในการกำ�จัด และส่งกลิ่นเหม็นก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศในท้องถิ่น จากการศึกษาพบว่า รังไหมมีสารสำ�คัญ คือ โปรตีนเซริซิน (Sericin Protein) ที่มีคุณสมบัติ ดูดน้ำ�และพองตัว เนื่องจากเซริซินประกอบด้วยกรดอะมิโน คือ เซอรีน และกรดแอสพาร์ติก ในปริมาณที่สูงมากถึงร้อยละ 70 จึงรักษาความชุ่มชื้น ได้เป็นเวลานานกว่าโปรตีนก้อนกลมอื่นๆ ปัจจุบันมีแนวทางในการเพิ่ม มูลค่าให้กับรังไหมเหล่านี้โดยนำ�เซริซินที่สกัดได้ไปใช้เป็นส่วนผสมใน เครื่องสำ�อางนานาชนิด ผลิตภัณฑ์ดูแลผิวและผม เนื่องจากคุณสมบัติของ เซริซินที่รักษาความชุ่มชื้น ยึดติดกับผิวหนังได้ดี และซึมเข้าไปในผิวหนังได้ (อมรรัตน์ พรหมบุญ, 2558) อย่างไรก็ตาม คณะผู้เขียนได้ให้ความสนใจใน การนำ�รังไหมและน้ำ�ลอกกาวไหมซึ่งมีเซริซินมาพัฒนาเป็นกระถางโดย คาดหวังว่าจะเป็นแนวทางในการพัฒนาวัสดุจากธรรมชาติที่สามารถ ช่วยให้การใช้น้ำ�ในการเพาะปลูกคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เป็นการรับมือและแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืนต่อไปและยังช่วย แก้ไขปัญหาขยะอินทรีย์เหลือทิ้งได้ด้วย จากที่กล่าวมานี้ คณะผู้เขียนจึงขอนำ�เสนอตัวอย่างการจัดการ เรียนรู้ในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์ รายวิชาโครงงานวิทยาศาสตร์ของนักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่องกระถางรังไหมรักษ์โลก ซึ่งนักเรียนจะได้รับ ประสบการณ์การเรียนรู้ที่ต้องเผชิญและแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบโดยใช้ การจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา (STEM Education) ที่ส่งเสริม ให้นักเรียนเกิดการบูรณาการความรู้และทักษะ 4 สาขาวิชา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เพื่อแก้ปัญหาผ่านการประยุกต์ใช้ ภาพ 2 กรอบแนวคิดพื้นฐานการบูรณาการความรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) (NRC, 2012) โดยมีขั้นตอนการจัดการเรียนรู้ ดังต่อไปนี้ ขั้นที่ 1 ระบุปัญหา (Problem Identification) ครูกำ�หนดสถานการณ์ “สมชายมีบ้านติดกับโรงงานทอผ้าและ ร้านสปาหลายร้าน เขามักพบกับปัญหากลิ่นเหม็นจากรังไหมที่คัดทิ้งจาก โรงงานทอผ้าและรังไหมที่ใช้แล้วจากสปาเป็นประจำ� เขาจึงต้องการแก้ปัญหา โดยได้หาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับรังไหมและพบว่า รังไหมประกอบด้วย โปรตีนไฟโบรอิน (Fibroin Protein) และโปรตีนเซริซิน (Siricin Protein) โดยเซริซินเป็นโปรตีนก้อนกลม (Globular Protein) ทำ�หน้าที่เสมือน เป็นกาวเชื่อมเส้นใยไฟโบรอิน 2 เส้นให้ติดกันก่อให้เกิดรังไหม ซึ่งใน กระบวนการที่จะนำ�เส้นไหมมาใช้จำ�เป็นต้องลอกกาวไหมนี้ออก เซริซิน มีคุณสมบัติดูดน้ำ�และพองตัว รักษาความชุ่มชื้นได้ดีมาก ประกอบกับสมชาย เป็นผู้ที่ชอบปลูกผักคะน้าแต่ไม่ค่อยมีเวลาในการรดน้ำ� ทำ�ให้ผักคะน้า ที่ปลูกงอกและเจริญเติบโตช้า สมชายจึงคิดจะทำ�กระถางที่เก็บความชื้น ได้ดีและช่วยให้ผักคะน้างอกและเจริญเติบโตได้ดี” จากนั้นครูเปิดโอกาส ให้นักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาและแนวทางในการแก้ปัญหาของสมชาย โดยใช้คำ�ถามดังนี้ นักเรียนคิดว่าหากนำ�รังไหมมาใช้เป็นวัสดุในทำ�กระถางต้นไม้ ทำ�ได้อย่างไร นักเรียนคิดว่ากระถางที่ทำ�จากรังไหมอัตราส่วนต่างกันเก็บ ความชื้นแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร นักเรียนคิดว่ากระถางที่ทำ�จากรังไหมด้วยอัตราส่วนต่างกัน ส่งผลต่อการงอกและการเจริญเติบโตของต้นไม้ที่ใช้ศึกษาอย่างไร ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวทางที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) ครูแบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่มๆ ละ 5 คน และให้นักเรียน สืบค้นข้อมูลโดยครูยกตัวอย่างการสืบค้นข้อมูลจากแหล่งข้อมูลที่มี ความน่าเชื่อถือพร้อมทั้งยกตัวอย่างการเขียนอ้างอิงที่ถูกต้อง เช่น หนังสือเรียน ห้องสมุด แหล่งข้อมูลออนไลน์ เมื่อนักเรียนสืบค้นข้อมูลเสร็จ ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนนำ�เสนอและสื่อสารสิ่งที่ได้สืบค้นความรู้ให้กับ สมาชิกภายในกลุ่มตัวอย่างเนื้อหาที่นักเรียนสืบค้นเป็นดังภาพ 2 วิทยาศาสตร์ การเจริญเติบโตของพืช วัสดุศาสตร์ เช่น การเก็บความชื้น วิศวกรรมศาสตร์ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (โดยเน้นการออกแบบวิธีการแก้ปัญหาและลงมือแก้ปัญหา ภายใต้เงื่อนไขและข้อจำ�กัด) เทคโนโลยี การต่ออุปกรณ์และเขียนโค้ดคำ�สั่งจากบอร์ด Arduino Uno 3 และโมดูล Micro SD Card วิธีการใช้เครื่องอัดขึ้นรูปกระถาง คณิตศาสตร์ สถิติพื้นฐาน รูปทรงเรขาคณิต