>>การสอนโลก-ดาราศาสตร์ โดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน เพื่อพัฒนาสมรรถนะทางวิทยาศาสตร์ PISA<<



หากพูดถึงดาราศาสตร์แล้วนั้น นักเรียนอาจมีความคิดที่ว่า "ดาราศาสตร์เป็นเรื่องยากสำหรับเขา" เพราะเป็นสิ่งที่อยู่ห่างไกลตัว

เรามากหรือเป็นสิ่งที่จับต้องได้ยาก การเรียนการสอนส่วนใหญ่มักใช้การบรรยายด้วยรูปภาพ วิดีทัศน์เพื่อให้นักเรียนเข้าใจและเห็นภาพเกี่ยวกับดาราศาสตร์ แต่นักเรียนบางส่วนก็ยังไม่สามารถเข้าใจดาราศาสตร์ได้ดีโดยใช้การเรียนการสอนด้วยรูปแบบดังกล่าว

โดยพื้นฐานของผมนั้นเป็นครูผู้สอนในวิชาชีววิทยา ในระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย แต่ผมมีความชอบในความเป็นดาราศาสตร์

มีสิ่งต่างๆ ที่น่าสนใจให้ศึกษาค้นหา และอยากจัดการเรียนการสอนดาราศาสตร์ที่ทำให้นักเรียนรู้สึก Wow และสนุกกับการเรียนดาราศาสตร์ จึงสนใจและเข้ารับการอบรมดาราศาสตร์ตามการประเมินผลนานาชาติ PISA ของโรงเรียนสาธิตจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ฝ่ายมัธยม จำนวน 2 ครั้งด้วยกัน สิ่งที่ได้จากการอบรมได้พัฒนาความรู้และทักษะกระบวนการคิด วิเคราะห์ข้อมูล ได้ลงมือปฏิบัติกิจกรรมต่างๆ อาทิ กิจกรรมความสัมพันธ์ของโลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ กิจกรรมสร้างอุปกรณ์ในการสอนดาราศาสตร์ กิจกรรมดูดาวในกลางกรุง ฯ กิจกรรมต่างๆ นอกจากได้ความรู้ ทักษะการสอนดาราศาสตร์แล้ว ยังทำให้เรา Wow อีกว่า "ดาราศาสตร์เราจับต้องมันได้"

โดยเราต้องการพัฒนานักเรียนให้เป็นผู้ที่สามารถสื่อสารหรือโต้แย้งในประเด็นที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างเป็นเหตุเป็นผล ตามกรอบโครงสร้างการประเมินวิทยาศาสตร์ ในองค์ประกอบ สมรรถนะทางวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความสามารถในการอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์ การประเมินและออกแบบกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ และการแปลความหมายข้อมูลและใช้ประจักษ์พยานเชิงวิทยาศาสตร์

ผมจึงนำทักษะ กระบวนการเรียนรู้และการสอนดาราศาสตร์โดยใช้แบบจำลองเป็นฐานที่เราสามารถจับต้องได้ มาปรับใช้ใน

กิจกรรมการเรียนการสอนรายวิชาดาราศาสตร์ตามแนว PISA ซึ่งเป็นวิชาเลือกเสรี ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษาพัฒนาการ รัชดา เพื่อให้นักเรียนได้เรียนรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของโลก ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ การระบุตำแหน่งระบบพิกัดโลก ได้เกิดกระบวนการคิด วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อสร้างความรู้ของตนขึ้นมา และที่สำคัญ เพื่อให้นักเรียนรักและสนุกกับดาราศาสตร์ และมีการพัฒนาทักษะ สมรรถนะตามการประเมินผล PISA

>>การเตรียมอุปกรณ์ในการสอนดาราศาสตร์โดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน

การเตรียมอุปกรณ์ในการสอนดาราศาสตร์อาจมีการเตรียมที่ค่อนข้างมาก เนื่องจากผมให้นักเรียนได้รับอุปกรณ์ 1 คนต่อ 1 ชุด เพื่อให้

นักเรียนแต่ละคนเกิดกระบวนการคิด และทักษะการแก้ปัญหาด้วยตนเอง ซึ่งอุปกรณ์ต่างๆ หาซื้อได้ตามตลาดทั่วไป แต่บางชิ้นอาจไม่ได้มีขายตามทั้งตลาดทั่วไปมากนัก คือ บอลลูกโลกจำลอง ผมซื้อมาจากสำเพ็ง กรุงเทพมหานคร หรือหากอยู่ต่างจังหวัดอาจสั่งซื้อทางออนไลน์ได้ครับ

อุปกรณ์และวัสดุที่ใช้เป็นสื่อในการสอน

1.    บอลลูกโลกจำลอง

2.    ตะเกียบ (ใช้เป็น แกนโลก)

3.    ยางรัดผม หรือ สติกเกอร์แบบเส้น จำนวน 4 สี (ใช้แทนเส้นศูนย์สูตร เส้นเมอริเดียน เส้นละติจูด และเส้นลองจิจูด)

4.    สติกเกอร์เขียนข้อความ

5.    แผ่นฟิวเจอร์บอร์ดขนาด 11x11 ซม. (ใช้แทน พื้นดินของผู้สังเกต)

6.    ตุ๊กตา หรือ เข็มหมุด (ใช้แทน ตำแหน่งผู้สังเกต)

7.    ฝาครอบแก้วชาไข่มุก (ใช้แทน ทรงกลมฟ้า)

8.    ใบกิจกรรม ตามที่ครูผู้สอนกำหนด ให้เหมาะสมกับบริบทของนักเรียนและโรงเรียน

9.    อุปกรณ์อื่นๆ เช่น กรรไกร เทปใส ปากกาเมจิก ดินน้ำมัน เป็นต้น

>>การจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน (เรื่อง การระบุตำแหน่งในระบบพิกัดโลก)

ขั้นตอนหลักๆ ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ เพื่อให้นักเรียนเกิดทักษะการคิด วิเคราะห์ และอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ด้วยหลักการทาง

วิทยาศาสตร์ และสร้างความรู้ของตนเอง ดังนี้

ขั้นที่ 1 นำเข้าสู่บทเรียน โดยการตั้งคำถามกับนักเรียน

ให้นักเรียนเกิดความสงสัย และกระตุ้นการเรียนรู้ของนักเรียน เพื่อตรวจสอบความรู้และประสบการณ์เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับโครงสร้างโลก ตำแหน่งต่างๆ บนโลก

ขั้นที่ 2 ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียน โดยการวาดภาพแบบจำลอง

โดยนักเรียนแต่ละคนวาดภาพแบบจำลองของโลกพร้อมระบุตำแหน่งพิกัดต่าง ๆ จากความรู้และประสบการณ์เดิมออกมาเป็นภาพวาด เพื่อแสดงความรู้และประสบการณ์เดิมของนักเรียนออกมาภายนอก และทำให้ครูผู้สอนได้ทราบความรู้เดิมของนักเรียนในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนให้สอดคล้องและเหมาะสมกับความรู้ พัฒนาการของนักเรียน

ขั้นที่ 3 สร้างแบบจำลอง 3 มิติ ด้วยตนเอง

นักเรียนนำความรู้และประสบการณ์เดิมที่แสดงออกทางภาพวาดแบบจำลอง สู่การสร้างแบบจำลองตามความคิดและความรู้เดิมของนักเรียน ให้ออกมาเป็นแบบจำลอง 3 มิติ ขั้นนี้นักเรียนได้จับ สัมผัส และลงมือทำกิจกรรมด้วยตนเอง ตามความเข้าใจของตนเอง โดยครูผู้สอนเป็นผู้กระตุ้นการคิดของนักเรียนโดยใช้คำถาม และทำให้นักเรียนรู้สึกผ่อนคลาย ไม่ตึงเครียดในการเรียนรู้ และให้นักเรียนสามารถใช้อุปกรณ์ต่างๆ ได้ทุกอย่าง เพื่อเป็นการเปิดความคิดของนักเรียนและกล้าที่จะลงมือทำกิจกรรมที่แสดงถึงความรู้และทักษะของตนเอง

ขั้นที่ 4 ปรับภาพแบบจำลองด้วยตนเอง ครั้งที่ 1 (ด้วยตนเอง)

ครูกระตุ้นนักเรียนด้วยคำถาม เพื่อให้นักเรียนสังเกตภาพวาดแบบจำลองของตนสอดคล้องกับแบบจำลอง 3 มิติหรือไม่ และให้นักเรียนพิจารณาแบบจำลอง 3 มิติและปรับภาพแบบจำลองของตนเองอีกครั้ง

ขั้นที่ 5 อภิปรายแบบจำลองและศึกษาความรู้เพิ่มเติม

เมื่อนักเรียนได้สร้างแบบจำลอง 3 มิติของตนเสร็จสิ้น จะให้นักเรียนแลกเปลี่ยนและนำเสนอแบบจำลองของตนเองต่อเพื่อนในกลุ่ม เพื่อแลกเปลี่ยนเรียนรู้เกี่ยวกับการระบุพิกัดบนโลก และตรวจสอบความเข้าใจของตนเองและเพื่อนที่ได้นำเสนอร่วมกัน จากนั้นนักเรียนนำผลที่ได้จากการแลกเปลียนความรู้และนำเสนอมาปรับภาพแบบจำลองของตนเอง

ขั้นที่ 6 ปรับภาพแบบจำลองครั้งที่ 2 ด้วยตนเอง

นักเรียนนำความรู้ที่ได้จากการอภิปราย แลกเปลี่ยนความรู้ และนำเสนอกับเพื่อนๆ มาปรับภาพแบบจำลองของตนเองอีกครั้ง

ขั้นที่ 7 สร้างแบบจำลอง 3 มิติ และภาพแบบจำลองเป็นกลุ่มร่วมกัน

ขั้นที่ 8 นำเสนอแบบจำลอง 3 มิติ พร้อมภาพแบบจำลอง และอภิปรายร่วมกันทั้งห้อง

นักเรียนและครูร่วมกันอภิปรายร่วมกันในการสร้างแบบจำลอง 3 มิติและการระบุตำแหน่งในระบบพิกัดโลก เพื่อให้นักเรียนทุกคนมีความเข้าใจที่ถูกต้องตรงกัน และไม่ให้เกิดความคลาดเคลื่อนในเนื้อหา โดยนักเรียนจะสามารถระบุตำแหน่งต่างๆ ได้ถูกต้อง ดังนี้

• แกนโลก
• ขั้วโลกเหนือ (North Pole ; NP)
• ขั้วโลกใต้ (South Pole ; SP)
• เส้นศูนย์สูตรโลก (Equator ; EQ)
• เส้นเมอริเดียนหลัก (Prime meridian) 
• เส้นละติจูดที่ผ่านโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษาพัฒนาการ รัชดา
• เส้นลองจิจูดที่ผ่านโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษาพัฒนาการ รัชดา

ขั้นที่ 9 ประยุกต์ใช้ความรู้จากที่ทำกิจกรรมมา ในการทำแบบฝึกหัด

สรุปผลการจัดการเรียนรู้

นักเรียนแต่ละคนสามารถสร้างความเข้าใจ และสร้างความรู้ของตนเองขึ้นมาได้ใน เรื่องการระบุตำแหน่งในระบบพิกัดโลก และนักเรียนสามารถแปลความหมายข้อมูลและใช้ประจักษ์พยานเชิงวิทยาศาสตร์ ซึ่งในการสร้างแบบจำลองและภาพวาดแบบจำลองเป็นการวัดและประเมินสมรรถนะวิทยาศาสตร์ PISA ของนักเรียนในการแปลความหมายของแบบจำลอง และมีการใช้ประจักษ์พยานเชิงวิทยาศาสตร์ที่สอดคล้องกับความรู้ ทฤษฎีที่เป็นจริง ส่งผลให้นักเรียนสามารถนำความรู้ดังกล่าวเชื่อมโยงกับความรู้เรื่องโลกและดาราศาสตร์อื่น ๆ ได้ และทำให้เกิดทักษะ ส

>>ตัวอย่างผลงานนักเรียน