นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 249

ปีที่ 52 ฉบับที่ 249 กรกฎาคม - สิงหาคม 2567 33 ในการออกแบบครั้งแรกนักเรียนคนนี้คิดว่าจะใช้ Calcium Alginate ในการสร้างเจลเป็นทรงกลมปกป้องยีสต์จากการถูกทำ �ลาย เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาวะโดยรอบ จากนั้นนักเรียนจะใช้สารละลาย น้ำ �ตาลใส่ไว้ในภาชนะที่ 1 ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาระหว่างยีสต์กับน้ำ �ตาล และ ได้ผลผลิตเป็นเอทานอล อย่างไรก็ดี นักเรียนตระหนักว่าจำ �เป็น ต้องมีการควบคุมให้สภาวะนั้นเหมาะสมต่อการทำ �งานของยีสต์ นักเรียน จึงใส่อุปกรณ์สำ �หรับควบคุมอุณหภูมิในภาชนะที่ 1 นอกจากนี้ เพื่อให้ การผสมระหว่างยีสต์และน้ำ �ตาลเป็นไปอย่างทั่วถึง นักเรียนคิดว่าจะเอา สารละลายน้ำ �ตาลใส่ไว้ในภาชนะที่ 2 แล้วใช้ปั๊มน้ำ �ในการดึงสารละลายขึ้นมา ใส่ในภาชนะที่ 1 จากนั้นต่อท่อจากภาชนะที่ 1 ลงสู่ภาชนะที่ 2 เพื่อให้เกิด การหมุนเวียนของสารละลายน้ำ �ตาล หลังจากนักเรียนได้ใช้ความคิดของตนเองในการออกแบบแล้ว ครูซึ่งทำ �หน้าที่เป็นผู้อำ �นวยความสะดวกในการเรียนรู้จะนำ �เสนอ นักเรียนว่าให้นักเรียนในห้องอธิบายแนวคิดในการออกแบบของตนเอง แล้วบันทึกว่าอะไรที่เพื่อนในห้องใช้ในการออกแบบแต่นักเรียนลืมนึกถึง เช่น ในกรณีนี้นักเรียนรู้ว่าต้องควบคุมอุณหภูมิแต่ควบคุมให้อยู่ที่ อุณหภูมิเท่าไหร่ หรือแน่ใจได้อย่างไรว่ายีสต์ต้องการแค่น้ำ �ตาล มีความต้องการ สารอาหารอย่างอื่นอีกหรือไม่และต้องการปริมาณเท่าไร ซึ่งนักเรียนจะ จดบันทึกสิ่งที่นักเรียนยังไม่รู้ และค้นคว้าความรู้เพิ่มเติมเพื่อตอบคำ �ถาม เหล่านี้ในขั้นตอนถัดไป ขั้นการค้นหาความรู้ (Research) ตอนนี้นักเรียนจะรู้ว่ามีสิ่งที่ยังไม่รู้ (Unknown) ที่ต้องหา ความรู้เพิ่ม ขั้นตอนการค้นหาความรู้จะเปิดโอกาสให้นักเรียนค้นหา ข้อมูลไม่ว่าจะเป็นจากการอ่านหนังสือ หรือการค้นคว้าทางอินเทอร์เน็ต เช่น นักเรียนอาจจะค้นหาเกี่ยวกับกระบวนการผลิตเอทานอลจากการ หมักยีสต์กับน้ำ �ตาล กลไกในการคนสารละลายเข้าด้วยกัน เมื่อนักเรียนค้นหาความรู้แล้ว ครูอาจกระตุ้นด้วยคำ �ถามว่า นักเรียนคิดว่าจะสามารถออกแบบต้นแบบที่ใช้ในการแก้ปัญหาได้ดีกว่า ครั้งที่ผ่านมาได้หรือไม่ ซึ่งโดยปกติเมื่อนักเรียนค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมนักเรียน จะทราบว่าข้อบกพร่องของการออกแบบที่ผ่านมาคืออะไร การที่นักเรียน ออกแบบใหม่จะเป็นการสลับไปมาระหว่างการค้นแนวทางการแก้ปัญหา และการค้นหาความรู้ เพราะเมื่อนักเรียนออกแบบใหม่ครูอาจจะกระตุ้น ให้นัก เ รียนคิดว่าการออกแบบใหม่สามารถแก้ปัญหาได้หรือไม่ ความเป็นไปได้ในการผลิตวัสดุอุปกรณ์มีหรือไม่ เหตุผลในการออกแบบ การกระตุ้นด้วยคำ �ถามเหล่านี้ทำ �ให้นักเรียนต้องหาความรู้เพิ่มเติม กระบวนการนี้จะวนไปเรื่อยๆ ทำ �ให้นักเรียนได้เรียนรู้จากการสร้าง องค์ความรู้ด้วยตนเอง อย่างไรก็ดี ครูควรกระตุ้นให้นักเรียนจดบันทึก ลงในสมุดเพื่อประโยชน์ในการประเมินการพัฒนาความรู้และทักษะ การคิดของนักเรียน หลังจากที่นักเรียนได้ทำ �การค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม นักเรียนได้ออกแบบใหม่ดังภาพ 3 ภาพ 3 การออกแบบตัวต้นแบบในการแก้ปัญหาครั้งที่ 2 ของนักเรียน หลังจากที่นักเรียนได้ค้นคว้าข้อมูลแล้วนักเรียนได้ทราบว่า อุณหภูมิเป็นส่วนสำ �คัญที่จะทำ �ให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างยีสต์กับน้ำ �ตาล โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมในการเกิดปฏิกิริยาคือ 38 องศาเซลเซียส และ นักเรียนก็ทราบว่าในปฏิกิริยาจะมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นด้วย นักเรียนจึงใช้ความรู้ที่ได้มาในการออกแบบดังภาพ 3 โดยนำ �ขวดที่ใช้ สำ �หรับเกิดการหมักระหว่างยีสต์กับน้ำ �ตาลวางไว้ในอ่าง แล้วต่อกับท่อน้ำ � ที่สามารถปรับเป็นน้ำ �อุ่นที่อุณหภูมิ 38 องศาเซลเซียสไหลเข้ามาในอ่าง และมีการต่อท่อเพื่อระบายน้ำ �ล้นออกที่ก้นอ่าง นอกจากนี้ นักเรียนยังได้ ออกแบบให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นไหลออกจากปากขวดซึ่ง ต่อกับท่อนำ �แก๊สสู่ถ้วยน้ำ � ซึ่งนักเรียนคิดว่าระหว่างที่เกิดปฏิกิริยาจะเกิด ฟองอากาศแต่เมื่อไหร่ก็ตามที่ฟองอากาศหมดก็แสดงว่าปฏิกิริยาสิ้นสุด แล้ว อย่างไรก็ดี ในการออกแบบครั้งนี้ ครูสามารถนำ �การออกแบบ ของนักเรียนไปเปรียบทียบกับเกณฑ์วัดความสำ �เร็จ (Criteria) ที่ตั้งไว้ ตั้งแต่แรกว่าการออกแบบครั้งนี้ตอบสนองตามที่ต้องการหรือไม่และ ครูอาจจะตั้งคำ �ถามให้นักเรียนคิดเพื่อปรับปรุงการออกแบบสำ �หรับ ครั้งต่อๆ ไป อย่างเช่นในกรณีนี้ครูเห็นว่านักเรียนยังไม่ได้ใส่กลไก ในการคนสารละลาย รวมทั้งนักเรียนสังเกตว่าปฏิกิริยาสิ้นสุดจาก ฟองอากาศที่หมดไป ครูอาจตั้งคำ �ถามให้นักเรียนไปทบทวนว่านักเรียน ต้องมีฟังก์ชันอะไรบ้างเพื่อให้การออกแบบนี้สำ �เร็จ รวมทั้งถ้านักเรียน ไม่เก็บข้อมูลปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้น นักเรียนจะทราบได้อย่างไรว่าเอทานอล ที่ผลิตขึ้นมีปริมาณเท่าไร ซึ่งจะทำ �ให้นักเรียนต้องกลับไปค้นคว้า ข้อมูล เช่น ต้องใช้สารตั้งต้นเท่าไร เพื่อให้เกิดเอทานอลตามที่ต้องการ แล้วจะเก็บข้อมูลแก๊สที่เกิดขึ้นมาได้อย่างไร ซึ่งในกรณีนี้นักเรียนได้ คำ �นวณโดยใช้ปริมาณเอทานอล 1 โมลเท่ากับ 22.4 ลิตร ซึ่งไม่ถูกต้อง เพราะเอทานอลเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง ทำ �ให้นักเรียนเลือกใช้ ขวดที่ใช้หมักใหญ่กว่าความต้องการ รวมทั้งนักเรียนให้เหตุผลในการ