นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 261

10 | นิตยสาร สสวท. กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยาของบัวหลวง การทำ�ความเข้าใจในโครงสร้างพืชเป็นพื้นฐานสำ�คัญของ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ชีวภาพ บัวหลวงเป็นพืชน้ำ�ที่มีการปรับตัวทาง กายวิภาคอย่างซับซ้อนเพื่อให้สามารถดำ�รงชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มี การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีและนวัตกรรมในยุคปัจจุบันส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อวิถีชีวิตและการทำ�งาน ทำ�ให้ทักษะในศตวรรษที่ 21 กลายเป็นหัวใจสำ�คัญของการเตรียมความพร้อมให้กับเยาวชน การจัดการศึกษา ตามแนวนโยบาย Thailand 4.0 จึงมุ่งเน้นให้นักเรียนสามารถคิดเองได้ ทำ�เองเป็น และสร้างสรรค์นวัตกรรม ที่เป็นประโยชน์ต่อสังคมโดยใช้กระบวนการเรียนรู้ที่เป็นระบบและบูรณาการผ่านกิจกรรมสะตีมศึกษา(STEAM Education) ซึ่งเป็นการบูรณาการศาสตร์ด้านวิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) ศิลปะ (Arts) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริง โดยกิจกรรมการเรียนรู้ ที่นำ�มาเสนอในบทความนี้เป็นกิจกรรมที่ใช้ “บัวหลวง” (Sacred Lotus หรือ Nelumbo nucifera ) เป็นสื่อกลางในการเรียนรู้สำ�หรับนักเรียนระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาตอนต้น โดยมีเป้าหมายสำ�คัญคือ การนำ�ความรู้ด้านพฤกษศาสตร์ โดยเฉพาะกายวิภาคศาสตร์ของระบบท่อลำ�เลียงในใบและก้านใบมาประยุกต์ใช้ ร่วมกับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อสร้าง “ฝักบัวอาบน้ำ�จากใบบัว” ที่ใช้งานได้จริง โดยเฉพาะ ในช่วงเทศกาลสงกรานต์ สามารถนำ�มาเล่นเพื่อความสนุกสนานได้ และหวังว่ากิจกรรมการเรียนการสอน แบบบูรณาการนี้ เมื่อครูทั้ง 5 สาขาวิชามีการนำ�มาใช้ในการจัดการเรียนการสอนร่วมกันจะช่วยลดภาระงานของ นักเรียนและครูผ่านการจัดการเรียนการสอนแบบบูรณาการข้ามกลุ่มสาระการเรียนรู้นี้ได้ น้ำ�ท่วมขัง ขาดแก๊สออกซิเจน และต้องเผชิญกับแสงแดดจัดตลอดทั้งวัน เพื่อให้นักเรียนได้เรียนรู้กลไกการปรับตัวดังกล่าว กิจกรรมนี้จึงมุ่งเน้นไปที่ การศึกษาโครงสร้างที่สำ�คัญของบัวหลวง ได้แก่ ก้านใบ (Petiole) และ แผ่นใบ (Leaf Blade) ภาพ 1 แสดงส่วนประกอบภายนอกของบัวหลวง (Sacred lotus) A. แผ่นใบและก้านใบ (AI generative image) B. ภาพตัดขวางของก้านใบ (Trang, Thao & Hong, 2019) ภาพ 1 แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างทางกายวิภาคที่สำ�คัญของ บัวหลวงซึ่งสัมพันธ์โดยตรงกับสรีรวิทยาและการดำ�รงชีวิตในสภาพแวดล้อม ทางน้ำ� โดยแบ่งรายละเอียดออกเป็น 3 ส่วนหลัก ดังนี้ 1. โครงสร้างภายนอก • แผ่นใบ (Leaf Blade) มีลักษณะกลมขนาดใหญ่ ผิวหน้าใบเรียบ และมีสมบัติที่ไม่เปียกน้ำ� (Hydrophobic) สัมพันธ์กับ “ปรากฏการณ์น้ำ� กลิ้งบนใบบัว (Lotus effect)” • ก้านใบ (Petiole) เป็นส่วนที่ชูแผ่นใบขึ้นเหนือผิวน้ำ� ทำ�หน้าที่ ทรงตัวและเป็นทางลำ�เลียงสารและน้ำ�ขึ้นสู่แผ่นใบ 2. ภาพตัดขวางของก้านใบ (Petiole Cross-section) ก้านใบของบัวหลวงมีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาว เมื่อทำ�การ ตัดขวาง (Cross Section) จะพบโครงสร้างที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อพาเรงคิมา (Parenchyma) ที่มีการพัฒนากลายเป็นช่องว่างอากาศขนาดใหญ่ใน เนื้อเยื่อก้านใบที่เรียกว่า เอเรนคิมา (Aerenchyma) ช่องอากาศเหล่านี้ ทำ�หน้าที่หลักในการกักเก็บและลำ�เลียงแก๊ส (Gas Canals) โดยเฉพาะ แก๊สออกซิเจนจากใบลงสู่รากและเหง้าที่อยู่ใต้ดินซึ่งมีแก๊สออกซิเจนต่ำ� และยังช่วยเพิ่มแรงลอยตัวให้กับบัวผ่านระบบท่อที่เชื่อมโยงระหว่างใบ และส่วนที่อยู่ใต้น้ำ� ภายในก้านใบประกอบด้วยช่องอากาศหลักหลายคู่ (A, B, c และ d Canals ภาพ 2) ช่องอากาศเหล่านี้คือหัวใจสำ�คัญ