นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 249

ปีที่ 52 ฉบับที่ 249 กรกฎาคม - สิงหาคม 2567 35 แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์นั้นเกิดปัญหาคือขวดที่นำ �มาใช้มีความแข็งแรง ไม่เพียงพอจึงได้ทำ �การแก้ไขเปลี่ยนเป็นขวดที่แข็งแรงมากขึ้น รวมทั้ง ทดสอบการรั่วของแก๊สที่อาจจะออกจากระบบ การทดสอบระบบย่อยๆ เหล่านี้จะทำ �ให้นักเรียนมีความมั่นใจว่าระบบที่นักเรียนประกอบขึ้นมานั้น จะสามารถทำ �งานได้ตามที่ต้องการ ขั้นการประเมินผลลัพธ์ (Solution Evaluation) ขั้นตอนนี้นักเรียนนำ �ระบบที่สร้างขึ้นมาทดสอบว่าผลลัพธ์ ที่ได้นั้นสามารถผลิตเอทานอลได้ตามข้อกำ �หนดการออกแบบหรือไม่ ซึ่ง นักเรียนได้นำ �ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่บันทึกไว้ไปคำ �นวณ ย้อนกลับเพื่อหาปริมาณของเอทานอลที่ผลิตได้โดยใช้ความรู้ในวิชาฟิสิกส์ เรื่องกฎของปาสคาล กฎของแก๊สอุดมคติ และความรู้เกี่ยวกับปริมาณ สารสัมพันธ์ นำ �มาคำ �นวณย้อนกลับจากปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้น ปรากฏว่า ได้ปริมาณเอทานอลที่ผลิตเท่ากับ 7.22 มิลลิลิตร ซึ่งตรงกับความต้องการ ในการแก้ปัญหา นอกจากนี้ ครูยังสามารถกระตุ้นให้นักเรียนบันทึก กราฟระหว่างแก๊สคาร์บอนไดออกไซค์ที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป รวมทั้ง คำ �นวณหาความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นเพื่อให้นักเรียนมีความเข้าใจ และ นำ �เสนอความสัมพันธ์ในรูปแบบที่หลากหลายมากขึ้น ขั้นการปรับปรุง (Alteration) ขั้นตอนนี้นักเรียนอาจจะมีความเห็นว่านักเรียนสามารถสร้าง ตัวต้นแบบที่ทำ �งานได้ดีกว่าที่ผ่านมา เช่น ในกรณีนี้นักเรียนได้ระบุว่า อุณหภูมิเป็นสิ่งสำ �คัญที่ทำ �ให้เกิดปฏิกิริยาและที่ผ่านมาไม่ได้ควบคุมไว้ ดังนั้น หากมีเวลาเพียงพออาจจะให้นักเรียนทบทวน และออกแบบใหม่ อีกครั้งก็สามารถทำ �ได้ในขั้นตอนนี้ ขั้นการนำ �เสนอผลการเรียนรู้ (Learned Outcomes) ขั้นตอนนี้จะเป็นการเปิดโอกาสให้นักเรียนนำ �เสนอว่าตนเอง ออกแบบตัวต้นแบบในการแก้ปัญหาอย่างไร ใช้ความรู้อะไรในการออกแบบ รวมทั้งเมื่อทดลองใช้แล้วได้ผลลัพธ์ในการแก้ปัญหาอย่างไร ซึ่งครู สามารถใช้ขั้นตอนนี้ในการประเมินการเรียนรู้ของนักเรียนได้เช่นกัน จากกิจกรรมนี้นักเรียนได้เรียนรู้เกี่ยวกับการทำ �งานของยีสต์ ในการสร้างเอทานอล การดุลสมการเคมี ปริมาณสารสัมพันธ์ กฎของ ปาสคาล กฎของแก๊สอุดมคติ ซึ่งนักเรียนนำ �มาใช้ในการออกแบบและ คำ �นวณเพื่อหาปริมาณของเอทานอลที่ผลิตขึ้น รวมทั้งเข้าใจกลไกการคน สารละลาย การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ในการควบคุมมอเตอร์ การเขียน โปรแกรม การเขียนแบบ การออกแบบถังหมัก รวมถึงการใช้คณิตศาสตร์ ในการคำ �นวณเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจ ซึ่งเป็นการเรียนรู้แบบบูรณาการ โดยใช้การออกแบบทางวิศวกรรมในการจัดการเรียนรู้ ซึ่งเป็นการสอนที่ เป็นเอกลักษณ์ของ Integrative STEM Education Wells, J. (2016a). PIRPOSAL Model of Integrative STEM Education: conceptual and pedagogical framework for classroom implementation. Technology and Engineering Teacher, 75 : 12–19. Wells, J. G. (2023). Design Based Biotechnical Learning TM Teaching Guide 2023. Blacksburg, VA: Biosens, Inc. บรรณานุกรม ภาพจาก: https://www.ddefforkids.org/stories/2020/5/26/steam-in-david-douglas