นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 246

18 นิตยสาร สสวท. แ นวคิดคลาดเคลื่อนของผู้เรียนเป็นปัจจัยหนึ่งที่สำ �คัญที่อาจขัดขวาง ไม่ให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างมีความหมายและ อาจทำ �ให้ไม่เกิดการเรียนรู้อย่างถาวร และอาจส่งผลต่อทั้งการเรียน วิทยาศาสตร์ในระดับสูงขึ้น หรือการนำ �ความรู้ไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำ �วัน ที่ไม่ถูกต้อง การแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนของผู้เรียนจึงเป็นสิ่งจำ �เป็น อย่างมาก (สมเจตน์ อุระศิลป์ และ ศักดิ์ศรี สุภาษร, 2553; สลิลทิพย์ บุญเลิศ และคณะ, 2562) แนวคิดเรื่องไฟฟ้าเป็นแนวคิดหนึ่งที่ผู้เรียนสามารถนำ �ไปใช้ใน ชีวิตประจำ �วันได้หากผู้เรียนมีแนวคิดเรื่องไฟฟ้าที่ถูกต้อง เช่น การใช้ อุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง เหมาะสมกับการใช้งาน ประหยัด ปลอดภัย ต่อชีวิตและทรัพย์สิน รวมถึงเป็นแนวคิดพื้นฐานสำ �คัญในการเรียนวิชา ไฟฟ้าในระดับมัธยมศึกษาตอนปลายและอุดมศึกษา แนวคิดคลาดเคลื่อน เรื่องไฟฟ้าส่วนใหญ่ของผู้เรียนเป็นความเข้าใจผิดเกี่ยวกับมโนทัศน์ (Conceptual Misunderstanding) เช่น ผู้เรียนไม่เข้าใจและไม่สามารถ แยกแยะความแตกต่างระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า กำ �ลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้าได้ (Turgut et al., 2011) ไม่สามารถแยกแยะความ แตกต่างของวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนานได้ (Widodo et al., 2018) ตาราง 1 แสดงตัวอย่างของแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าที่พบได้บ่อย โดยในตารางได้แสดงแนวคิดที่ถูกต้องไว้ด้วย ผู้สอนสามารถนำ �แนวคิด คลาดเคลื่อนนี้ไปใช้พิจารณาประกอบการออกแบบการจัดการเรียนการสอนได้ ตาราง 1 ตัวอย่างแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าและแนวคิดที่ถูกต้อง ลำ �ดับ 1 2 3 4 5 แนวคิดคลาดเคลื่อน แบตเตอรี่เป็นแหล่งกำ �เนิดไฟฟ้าที่ให้กระแสไฟฟ้าคงที่ มี ความต่างศักย์ไฟฟ้าไม่คงที่ (Heller & Finley, 1992; Setyani et al., 2017) ประจุไฟฟ้าบวกเคลื่อนที่ออกจากขั้วบวกของแหล่งกำ �เนิดไฟฟ้า ส่วนประจุไฟฟ้าลบเคลื่อนที่ออกจากขั้วลบของแหล่งกำ �เนิดไฟฟ้า และประจุไฟฟ้าทั้งสองชนิดจะเคลื่อนที่มาชนกันที่อุปกรณ์ไฟฟ้า (แบบจำ �ลองการชนกันของกระแสไฟฟ้า (Clashing Current Model)) (Heller & Finley, 1992; Chambers & Andre, 1997) ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรเป็นผลมาจากกระแสไฟฟ้า ถ้าวงจรเปิด ไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจร ก็จะไม่มีความต่างศักย์ ไฟฟ้าด้วย (Setyani et al., 2017) กระแสไฟฟ้าจะมีค่าลดลงเมื่อผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า (แบบจำ �ลอง กระแสอ่อนลง (Weakening Current Model)) (Heller & Finley, 1992; Chambers & Andre, 1997) ในวงจรไฟฟ้าที่มีหลอดไฟฟ้า 2 ดวง ที่เหมือนกันต่อกันแบบ อนุกรม หลอดไฟฟ้าที่อยู่ไกลจากแบตเตอรี่จะสว่างน้อยกว่า หลอดไฟฟ้าที่อยู่ใกล้กว่า (Heller & Finley, 1992) แนวคิดที่ถูกต้อง แบตเตอรี่เป็นแหล่งกำ �เนิดไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า คงที่ และจะให้กระแสไฟฟ้าที่มีค่าแตกต่างกันไปตาม อุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคมี ประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอนอิสระที่อยู่ในอะตอมของ ตัวนำ �ไฟฟ้า เมื่อวงจรไฟฟ้าทำ �งาน อิเล็กตรอนจะ เคลื่อนที่เกิดเป็นกระแสไฟฟ้าในวงจร และถ่ายโอน พลังงานไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยไม่มีการชนกัน ของประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบ ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรไม่ได้เป็นผล มาจากกระแสไฟฟ้า แต่เป็นผลมาจากความแตกต่าง ของขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงและขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ �ของ แหล่งกำ �เนิดไฟฟ้า ถึงแม้ว่าวงจรไฟฟ้าจะเป็นวงจรเปิด ก็ยังมีความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วของแหล่งกำ �เนิด ไฟฟ้านั้น กระแสไฟฟ้าเมื่อผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าจะยังคงมีค่าเท่าเดิม แต่สิ่งที่ลดลงคือพลังงานไฟฟ้าที่ลดลงโดยการเปลี่ยน รูปพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานอื่นโดยอุปกรณ์ไฟฟ้า ในวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้ามีค่าเท่ากัน ทั้งวงจร ดังนั้น ไม่ว่าหลอดไฟฟ้าจะอยู่ใกล้หรืออยู่ไกล จากแบตเตอรี่ หลอดไฟฟ้า 2 ดวง ที่เหมือนกันก็จะ สว่างเท่า ๆ กัน การแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าในการจัดการเรียน การสอนสามารถทำ �ได้หลายวิธี เช่น การใช้สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน เรื่อง การต่อวงจรไฟฟ้า ของ สสวท. ซึ่งเป็นสื่อจำ �ลองการต่อวงจรไฟฟ้า อย่างง่ายที่ช่วยแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนได้โดยการที่ผู้ใช้สื่อสามารถต่อ วงจรไฟฟ้าได้ตามต้องการ ได้เห็นหลักฐานเชิงประจักษ์จากการวัดค่า กระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าด้วยแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ สื่อนี้ สามารถเข้าถึงได้ง่ายโดยใช้งานผ่านเว็บเบราว์เซอร์ได้ทั้งในคอมพิวเตอร์ และสมาร์ตโฟน ตามลิงก์ดังภาพ 1