สมดุลเคมีเกิดสมรรถนะ Scientific Literacyได้อย่างไร

หลายครั้งที่สอนเรื่องสมดุลเคมี แล้วนักเรียนไม่อยากเรียน มันยากที่จะทำความใจ ส่วนใหญ่มักจะใช้วิธีการท่องจำ ทำโจทย์ได้ถูกต้องก็แสดงว่าเข้าใจแล้ว แต่ถ้าหากลองถามนักเรียนว่าที่ถึงภาวะสมดุลเคมีสารในนระบบเกิดอะไรขึ้น ซึ่งนักเรียนบางส่วนยังตอบไม่ได้ และยังไม่เข้าใจอย่างลึกซึ้งในเรื่องนี้ และบ่อยครั้งที่ครูจะต้องตอบคำถามนักเรียนเสมอว่า เรียนเอาไปใช้ทำอะไร ซึ่งนักเรียนเอาไปใช้ในชีวิตประจำวันหรือตัดสินใจในสถานการณ์ที่พบเจอได้อย่างไร เป็นสิ่งที่ครูควรจะฝึกให้กับนักเรียนให้ห้องเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนสู่สถานการณ์จริงที่เขาจะต้องพบเจอในอนาคต นั่นคือการพัฒนาสมรรถนะ “การรู้เรื่องวิทยาศาสตร์” (Scientific Literacy) ควรเริ่มอย่างไร มาร่วมแลกเปลี่ยนกันค่ะ

กิจกรรมที่ 1 สร้างแรงบันดาลใจ กระตุ้นความอยากรู้ (Inspiration)

การยกป้าย Q & A ยกตัวอย่างสถานการณ์และข้อคำถามเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงทางเคมี และปฏิกิริยาเคมี เพื่อนำไปสู่แนวคิดปฏิกิริยาสมบูรณ์ (Complete reaction) โดยครูสร้างประเด็นหรือสถานการณ์คลุมเครือเพื่อทำให้นักเรียนเกิดกระบวนการโต้แย้งเพื่อร่วมกันหาข้อสรุป ลักษณะกิจกรรมเป็นการให้นักเรียนแต่ละกลุ่มแสดงความคิดเห็น โดยการป้าย Q & A ยกตัวอย่างสถานการณ์และข้อคำถาม เช่น

- การหั่นผลไม้เป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือทางกายภาพ (ไม่มีการเปลี่ยนแปลง/เปลี่ยนแปลงทางกายภาพ) 

- นักเรียนคิดว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเหมือนหรือต่างจากปฏิกิริยาเคมี (เหมือน/ต่าง) เพื่อให้นักเรียนเกิดกระบวนการโต้แย้ง 

จากสถานการณ์ที่กำหนดที่มีได้หลายคำตอบ เพื่อให้นักเรียนเกิดกระบวนการโต้แย้ง และหาเหตุผลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล จากนั้นยกตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงของสารที่สังเกตเห็นได้ง่ายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวที่เกิดขึ้นค่อนข้างเร็วและดำเนินไปในทิศทางเดียว แล้วใช้คำถามนำว่า ปรากฏการณ์เหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงของสารเกิดขึ้นหรือไม่ เพราะเหตุใดจึงไม่สามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลง และหากต้องการตรวจสอบว่ามีการเปลี่ยนแปลงของสารอยู่หรือไม่จะทำได้อย่างไร เพื่อเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นออกมาอย่างเต็มที่ และฝึกให้นักเรียนยอมรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่นอย่างมีเหตุผล

(สอดคล้องสมรรถนะ PISA สมรรถนะที่ 1 ข้อ 1.1 การนำเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาใช้สร้างคำอธิบายที่สมเหตุสมผล)

กิจกรรมที่ 2 เปิดโอกาสให้ค้นหา (Self Study)

กิจกรรมการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ของระบบ โดยใช้คลิปหนีบกระดาษในการจำลองสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ของระบบของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ แล้วให้นักเรียนอภิปรายผลและสรุปกิจกรรม โดยจำนวนคลิปหนีบกระดาษในแต่ละกลุ่มมีค่าคงที่ เนื่องจากอัตราการย้ายลวดเสียบกระดาษจากลุ่ม A ไป B และจากกลุ่ม B ไป A ในแต่ละครั้งมีค่าเท่ากัน โดยเชื่อมโยงกิจกรรมการเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ การเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้า การเปลี่ยนแปลงย้อนกลับ สภาวะสมดุล และสมดุลพลวัต (สอดคล้องสมรรถนะ PISA สมรรถนะที่ 1 ข้อ 1.4 พยากรณ์การเปลี่ยนแปลงในเชิงวิทยาศาสตร์โดยใช้ความเป็นเหตุเป็นผลที่เป็นไปได้

กิจกรรมที่ 3 แบ่งกลุ่ม Team Project

การทดสอบ (Macro Level) การทดสอบปฏิกิริยาของไอร์ออน (III)ไอออน (Fe3+) และไอร์ออน(II) ไอออน (Fe2+) แสดงให้เห็นแนวคิดเรื่องปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้และใช้เป็นหลักฐานเชิงประจักษ์ (Evidence) สนับสนุนข้อกล่าวอ้าง (Claim) ประกอบกับการใช้คำถามซักไซ้ไล่เลียงเป็นลำดับขั้นตอนเป็นการเชื่อมความรู้เดิมเข้ากับความรู้ใหม่ โดยใช้สิ่งที่นักเรียนสังเกตได้จากการทดลองในการหาข้อสรุป (สอดคล้องสมรรถนะ PISA สมรรถนะที่ 2 ข้อ 2.3 เสนอวิธีสำรวจตรวจสอบปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่กำหนดให้)

ตัวอย่างการใช้ถามซักไซ้ไล่เลียง 

- นักเรียนคิดว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ 

- นักเรียนรู้ได้อย่างไร (คำถามนำไปสู่หลักฐาน) 

- แล้วปฏิกิริยานี้ผันกลับได้หรือไม่ (เชื่อมโยงความรู้เดิมเข้ากับความรู้ใหม่โดยแสดงหลักฐานสนับสนุน)   

กิจกรรมที่ 4 ยืนยันข้อค้นพบ

จากนั้นให้นักเรียนสร้างแบบจำลองทางความคิดแสดงการเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงระดับมหาภาคกับจุลภาคทำให้นักเรียนมองเห็นการเปลี่ยนแปลงเป็นรูปธรรมมากขึ้น และแก้ไขความเข้าใจคลาดเคลื่อน (misconception) ว่าปฏิกิริยาไปข้างหน้าต้องเกิดสมบูรณ์ก่อนแล้วค่อยเกิดย้อนกลับ เนื่องจากนักเรียนไม่สามารถมองเห็นโมเลกุลด้วยตาเปล่า โดยให้นักเรียนเลือกใช้วัสดุ-อุปกรณ์สร้างแบบจำลองทางความคิดอธิบายการเปลี่ยนแปลงระดับมหภาพซึ่งเป็นอีกหนึ่งหลักฐานที่สนับสนุนข้อกล่าวอ้าง เกิดกระบวนการคิดเพื่อใช้วัสดุต่างๆ เป็นตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงของสีในระดับจุลภาค และเกิดกระบวนการร่วมกันสร้างแบบจำลองกันในกลุ่ม โดยครูเข้าไปสำรวจการทำงานของทุกกลุ่ม ประกอบกับการใช้คำถาม โดยลักษณะคำถามของครูจะเป็นการเชื่อมโยงสิ่งที่นักเรียนสังเกตได้จากการทดสอบกับการสร้างแบบจำลองระดับจุลภาคและเปิดโอกาสให้นักเรียนอธิบายเหตุผลว่าของการได้มาซึ่งแบบจำลองนั้น

(สอดคล้องสมรรถนะ PISA สมรรถนะที่ 1 ข้อ 1.2 ระบุใช้ และสร้างตัวแบบ และนำเสนอข้อมูลเพื่อใช้ในการอธิบาย)

กิจกรรมที่ 5 นำเสนออย่างสร้างสรรค์ Creative Present

แต่ละกลุ่มนำเสนอแบบจำลองความคิดโดยนำเสนอข้อมูลในรูปแบบ Gallery Walk ให้ สมาชิกกลุ่มอื่นแสดงความคิดเห็นและแลกเปลี่ยนเรียนรู้โดยใช้ Post it (สอดคล้องกับสมรรถนะ PISA ข้อที่ 3.2 วิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ และลงข้อสรุป)

กิจกรรมที่ 6 สะท้อนคิดร่วมกัน ผ่าน Padlet

ประเมินแบบจำลองทางความคิดสมดุลเคมี โดยใช้ประเด็นคำถามต่อไปนี้

-ลักษณะของแบบจำลองนี้คืออะไร อธิบายว่าทำไมจึงใช้แบบจำลองนี้

-นักเรียนคิดว่าควรมีอะไรที่ต้องเพิ่มเติมในแบบจำลองนี้ เพื่อทำให้แบบจำลองสามาถช่วยคนอื่นที่ไม่เคยเรียนเรื่องนี้มาก่อนเข้าใจมากขึ้น

การจัดการเรียนรู้ไม่จำเป็นต้องเหมือนใคร แต่ทำในแบบที่เราเป็น ปรับให้เข้ากับบริบทในห้องเรียนของเรา จะช่วยให้นักเรียนเรียนได้เรียนรู้อย่างมีความหมาย เพราะเขาสามารถเชื่อมโยงสิ่งที่เรียนกับสิ่งที่ได้นำเอาไปใช้ในชีวิตจริง สุดท้ายแล้วสิ่งที่ได้ค้นพบนอกจากแนวปฏิบัติที่ดีในการสอนแล้วเกิดผล นั่นคือรอยยิ้มที่มาพร้อมกับการเรียนรู้ในห้องเรียน อย่างไรก็ตามในครั้งแรกอาจจะยังไม่สมบูรณ์แบบ การพัฒนาทักษะสมรรถนะ “การรู้เรื่องวิทยาศาสตร์” (Scientific Literacy)ก็เช่นเดียวกัน ต้องอาศัยเวลาและความมุ่งมั่นในการฝึกฝนทั้งตัวผู้เรียนและผู้สอน ไม่ละทิ้งความเป็นตัวเองและมาร่วมกันสร้างการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ ให้กับห้องเรียนของเรากันนะคะ