จันทร์เอ๋ย จันทร์เจ้า ฉบับ โค๊ดดิ้ง



ดูคลิปประกอบได้ที่

youtube.com/watch?v=nRdMWQNZnF8

หากถามนักเรียนระดับประถมศึกษาว่า “รู้จักดวงจันทร์ไหม?” ทุกคนต้องตอบว่ารู้จักแน่นอน นักเรียนต่างมีประสบการณ์จากการสังเกตมาแล้ว เรื่องนี้ไม่น่ายาก เรามาเริ่มต้นการสอนกันเลย

ภารกิจที่ 1 : เปิดเผยความรู้

         ในภารกิจนี้นักเรียนจะถูกกระตุ้นด้วยคำถามที่เกี่ยวข้องกับดวงจันทร์รายบุคคล เพื่อตรวจสอบความรู้เดิม โดยนักเรียนแสดงแนวคิดเกี่ยวกับดวงจันทร์ผ่านการพูด การวาดภาพ และการปั้นดินน้ำมัน ผลที่เกิดขึ้นจากการเปิดเผยความรู้เดิม ทำให้เกิดความประหลาดใจ เราพบแนวคิดที่คลาดเคลื่อนอย่างมากมายทั้งที่เกิดจากการสังเกตของนักเรียน และการนำนิทานท้องถิ่นมาอธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับดวงจันทร์ ดังนี้

“ดวงจันทร์มีลักษณะกลมแบนๆ บางครั้งก็เหมือนกล้วย”

         “ดวงจันทร์มีแสงของมันเอง”

         “ดวงจันทร์เป็นสิ่งมีชีวิต เพราะมันเคลื่อนที่ได้ไปทางซ้ายกับชวา”

         “ดวงจันทร์อยู่ที่เดิมตลอด ไม่เคลื่อนที่”

         “แสงดวงจันทร์ เกิดจากดำกับขาวมาตีกัน วันไหนที่ดำชนะเราจะไม่เห็นดวงจันทร์”

         “บนดวงจันทร์มีกระต่ายอยู่”

         “วันที่เราไม่เห็นดวงจันทร์ เกิดจากราหูอมจันทร์”

แนวคิดการออกแบบการสอนใน ภารกิจที่ 1

• ภารกิจนี้มุ่งเน้นการตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนในเชิงลึก พบว่านักเรียนมีแนวคิดที่คลาดเคลื่อนเกี่ยวกับดวงจันทร์จำนวนมาก เกิดจาก (1) ประสบการณ์จากการสังเกตที่ไม่เพียงพอ (2) การสอนดาราศาสตร์ต้องใช้แนวคิดเรื่อง แสง แรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแนวคิดที่มีความเป็นนามธรรมมาก (3) การสอนดาราศาสตร์เป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ ขนาด และระยะห่างที่มีขนาดใหญ่มาก ต้องใช้ทักษะด้านมิติสัมพันธ์ในการสร้างความเข้าใจ
• ภารกิจนี้ได้ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียน ซึ่งเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากในการสอนวิทยาศาสตร์ เราเชื่อว่านักเรียนมีประสบการณ์ความรู้เดิมก่อนเข้ามาในชั้นเรียน การจัดการเรียนการสอนที่เน้นเพียงการท่องจำไม่สามารถที่ปรับเปลี่ยนแนวคิดที่คลาดเคลื่อนได้
• นักเรียนระดับประถมศึกษาที่ใช้ภาษาไทยยังไม่คล่อง ควรใช้วิธีการที่หลากหลายในการตรวจสอบความรู้เดิม ทั้งการพูด การวาด และการปั้นดินน้ำมัน เพื่อที่ครูจะสามารถเข้าใจถึงแนวคิดของนักเรียนในเชิงลึก และนำแนวคิดเหล่านั้นไปออกแบบการสอน

ภารกิจที่ 2 : ดวงจันทร์เป็นอย่างไร?

1. นักเรียนดูวีดีโอที่แสดงรูปร่างลักษณะของดวงจันทร์

2. อภิปรายในประเด็นคำถาม “ทำไมเมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้ากลับเห็นด้วยจันทร์แบน แทนที่จะเป็นลักษณะทรงกลมตามรูปร่างที่แท้จริง”

3. นักเรียนหยิบลูกบอล หลังจากนั้นวาดภาพลูกบอลที่มองเห็นเมื่อเคลื่อนเข้ามาใกล้ดวงตา และวาดภาพลูกบอลที่มองเห็นเมื่อเคลื่อนออกห่างจากดวงตา ผลที่เกิดขึ้นจากภารกิจนี้ จะช่วยแก้ไขแนวคิดที่คลาดเคลื่อนที่เชื่อว่าดวงจันทร์เป็นสิ่งมีชีวิต และทำให้นักเรียนเข้าใจว่าดวงจันทร์เป็นวัตถุทรงกลม การที่เรามองขึ้นไปบนท้องฟ้าแล้วเราเห็นดวงจันทร์มีลักษณะแบนเนื่องจากข้อจำกัดจากการสังเกต ดวงจันทร์มีขนาดที่ใหญ่มากเมื่อเทียบกับเรา เราจึงมองเห็นเฉพาะผิวหน้า ไม่สามารถมองเห็นความโค้งที่ผิวของดวงจันทร์ เช่นเดียวกับลักษณะลูกบอลที่มองเห็นเมื่อเคลื่อนเข้ามาใกล้ดวงตา

แนวคิดการออกแบบการสอนใน ภารกิจที่ 2

• ภารกิจนี้ส่งเสริมการมองภาพ จิตนาการภาพ เข้าใจเรื่องวัตถุ 2 มิติ และวัตถุ 3 มิติ ข้อจำกัดของการมองภาพ ทำให้การสอนดาราศาสตร์ไม่ใช่เป็นเพียงแค่การท่องจำแต่ช่วยพัฒนาทักษะมิติสัมพันธ์ด้วย

ภารกิจที่ 3 : เฝ้ามองดวงจันทร์

1. นักเรียนทำกิจกรรม Move it Move it เพื่อสร้างความเข้าเรื่อง ทิศ (กิจกรรมนี้พัฒนามาจากหลักสูตรฝึกอบรมเชิงปฏิบัติการ การส่งเสริมการเรียนรู้ เพื่อพัฒนาทักษะด้านโค๊ดดิ้ง สู่สังคมดิจิทัลในอนาคต ระดับประถมศึกษา)

คำชี้แจง ให้นักเรียนทำท่าทางที่ให้ผู้เล่นส่งสัญญาณแขน ให้ผู้เล่นอีกคนเดินทางที่ถูกต้อง

1) ด้านล่างเป็นท่าทางที่ให้ผู้เล่นส่งสัญญาณแขน ให้ผู้เล่นอีกคนเดินตาม

2) ฝึกฝน 2-3 ครั้ง เพื่อให้ผู้เล่นทั้ง 2 คน แน่ใจแต่ละสัญญาณนี้ตรงกัน

คำชี้แจง ให้นักเรียนศึกษาท่าทางของคำสั่ง เพื่อส่งสัญญาณในการเดินที่ถูกต้อง

1) กระจาย แบ่งกลุ่มนักเรียนเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 2-3 คน แจกชุดของแผนที่ Move it, Move it และกระดาษตารางเปล่าให้แต่ละกลุ่ม อาจให้นักเรียนตัดหรือพับแผนที่ออกเป็นครึ่งหนึ่ง

2) Set-Up ในแต่ละกลุ่ม

ผู้เล่นคนที่ 1 เลือกแผนที่ที่จะเล่น

ผู้เล่นคนที่ 2 Programmer

ผู้เล่นคนที่ 3 หุ่นยนต์เคลื่อนที่

3) ดำเนินกิจกรรม ดังคำชี้แจงด้านล่าง

3.1) เลือกว่าใครจะทำหน้าที่อะไร

3.2) ให้ผู้เล่นคนที่ 1 ทำแผนที่กระดานบนพื้น (แผนที่ 1 ชุด ประกอบด้วยกระดาษ A4 ที่มีรูปเข็มทิศ 1 แผ่น กระดาษที่มีรูปเพชร 1 แผ่น กระดาษเปล่าอีก 4 แผ่น) โดยให้มีขนาดใหญ่พอให้นักเรียนยืนได้ (แผนที่มีลักษณะเหมือนกับที่แสดงในแผนที่ Move it) ยกเว้นตรงที่เป็นสมบัติ (เพชร) ให้คว่ำไว้

3.3) ให้ผู้เล่นคนที่ 3 เริ่มด้วยการยืนที่เข็มทิศ

3.4) ให้ผู้เล่นคนที่ 2 บอกให้ผู้เล่นคนที่ 3 เดินไปทีละขั้นตอน โดยใช้สัญญาณแขน

3.5) เมื่อผู้เล่นคนที่ 2 ให้สัญญาณว่า “หยุด” ให้ผู้เล่นคนที่ 3 พลิกกระดาษแผ่นที่ยืนอยู่ ถ้ากระดาษแผ่นนั้นเป็นรูปเพชร ก็จบเกม

3.6) หากยังไม่หมดเวลา ให้ผู้เล่นแต่ละคนสลับหน้าที่กันบ้าง

2. ครูสาธิตการวัดมุมเงยให้แก่นักเรียน

         “วิธีหาค่ามุมเงยของดวงดาวดวงหนึ่ง ทำได้โดยเหยียดแขนออกไปจนสุดแขน หลับตาข้างหนึ่งเล็งไปที่ปลายมือ ใช้มือวัดมุมเงยโดยเริ่มต้นจากเส้นขอบฟ้าต่อขึ้นไปเรื่อย ๆ จนถึงตำแหน่งดาวที่ต้องการทราบค่ามุมเงย”

3. นักเรียนบันทึกรูปร่างปรากฏของดวงจันทร์ในเวลา 5 สัปดาห์ โดยระบุทิศ และมุมเงยที่สังเกตดวงจันทร์ 

หมายเหตุ ในทุกๆสัปดาห์ นักเรียนนำผลที่ได้จากการสังเกตมาอภิปรายในประเด็นต่อไปนี้

- ดวงจันทร์ที่มองเห็นแต่ละคืนมีรูปร่างต่างกันหรือไม่อย่างไร

- ในวันเดียวกัน ณ เวลา 18.00 น. และเวลา 21.00 น. ดวงจันทร์ที่มองเห็นแต่ละมีรูปร่างต่างกันหรือไม่อย่างไร

- ในวันเดียวกัน ณ เวลา 18.00 น. และเวลา 21.00 น. ดวงจันทร์ที่มองเห็นมีตำแหน่งที่ปรากฏบนท้องฟ้าต่างกันหรือไม่อย่างไร

-ให้นักเรียนทำนายตำแหน่งและรูปร่างของดวงจันทร์ในสัปดาห์ถัดไป

แนวคิดการออกแบบการสอนใน ภารกิจที่ 3

• ภารกิจนี้นักเรียนได้พัฒนาการคิดเชิงคำนวณ ผ่านกิจกรรม Move it Move it เพื่อสร้างความเข้าเรื่อง ทิศ
• ภารกิจนี้นักเรียนเรียนรู้คอนเซ็ปต์ที่เกี่ยวข้องกับดวงจันทร์ โดยเริ่มจากการสังเกตและจดบันทึกอย่างเป็นระบบ ซึ่งเป็นลักษณะของการทำงานของนักดาราศาสตร์

ภารกิจที่ 4 : แบบรูปของดวงจันทร์ กับ Micro:bit

 ครูมอบหมายงาน และดำเนินกิจกรรมตามหลักการคิดเชิงคำนวณ

“เมื่อสังเกตไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน นักเรียนจะมองเห็นส่วนสว่างของดวงจันทร์เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละวัน เกิดเป็นปรากฏการณ์ข้างขึ้น-ข้างแรม ซึ่งถูกใช้เพื่อกำหนดพิธีกรรมที่สำคัญในท้องถิ่นของนักเรียน ดังนั้นเพื่อให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับแบบรูปของดวงจันทร์ ให้นักเรียนออกแบบและโปรแกรมบอร์ด Micro:bit รับค่าและแสดงผลข้อมูลแสดงแบบรูปของดวงจันทร์”

ขั้นตอนที่ 1 การย่อยปัญหา (Decomposition)

นักเรียนระบุปัญหา และวินิจฉัยคำตอบที่ทำได้ เป็นการวิเคราะห์งาน การวิเคราะห์ภารกิจ เป้าหมาย และรายการภารกิจที่จะต้องทำ ผลลัพธ์เหล่านี้จะถูกนำเข้าไปยังขั้นตอนการออกแบบต่อไป

ขั้นตอนที่ 2 การจดจำรูปแบบ (Pattern Recognition)

นักเรียนนำภาพที่ได้จากการสังเกตดวงจันทร์ตลอด 5 สัปดาห์ มาจัดจำแนกภาพเป็นกลุ่มตามแนวคิด Machine learning (หลักการป้อนข้อมูลข้อมูลให้คอมพิวเตอร์ แล้วคอมพิวเตอร์จะนำข้อมูลที่คล้ายกันไปจัดกลุ่มให้อยู่กลุ่มเดียวกัน) ผลที่เกิดขึ้นจากภารกิจนี้ นักเรียนสามารถจำแนกดวงจันทร์ เป็นดวงจันทร์เต็มดวง จันทร์เสี้ยว จันทร์ครึ่งดวง เดือนดับ ตามภาพที่ได้จากการสังเกต

ขั้นตอนที่ 3 ความคิดด้านนามธรรม (Abstraction)

นักเรียนทำกิจกรรม Sorting โดยเคลื่อนภาพดวงจันทร์ไปตามเงื่อนไข จนสามารถเรียงแบบรูปของดวงจันทร์ได้ เกิดคอนเซ็ปต์ “ดวงจันทร์ที่มองเห็นแตกต่างกันไปในแต่ละวัน โดยบางวันดวงจันทร์จะมีรูปร่างปรากฏเป็นเสี้ยว เต็มดวง หรือบางวันมองไม่เห็นดวงจันทร์เลย การเปลี่ยนแปลงเช่นนี้เป็นแบบรูปซ้ำกันทุกเดือน” 

ขั้นตอนที่ 4 การออกแบบอัลกอริทึม (Algorithm Design)

1. นักเรียนสรุปแบบรูปของดวงจันทร์ เขียนขั้นตอนพัฒนาโปรแกรม Micro:bit

2. นักเรียนหาความเชื่อมโยงระหว่างแบบรูปของดวงจันทร์กับพิธีกรรมที่สำคัญในท้องถิ่นและโปรแกรมบอร์ด Micro:bit รับค่าและแสดงผลข้อมูลแสดงแบบรูปของดวงจันทร์

3. นักเรียนแต่ละกลุ่มเสนอโปรแกรมบอร์ด Micro:bit การรับค่าและแสดงผลข้อมูลแสดงแบบรูปของดวงจันทร์หน้าชั้นเรียน หลังจากนั้นนักเรียนใช้โปรแกรม ClassDojo ในการประเมินชิ้นงานของแต่ละกลุ่ม

แนวคิดการออกแบบการสอนใน ภารกิจที่ 4

·     ภารกิจนี้นอกจากจะเน้นสร้างคอนเซ็ปต์ เรื่อง แบบรูปของดวงจันทร์ นักเรียนจะเข้าใจหลักการทำงานของนักวิทยาศาสตร์ “เมื่อนักวิทยาศาสตร์มองเห็นแบบรูปในธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถทำนายปรากฏกการณ์ในธรรมชาติได้อย่างแม่นยำ”

·     ภารกิจนี้พยายามเชื่อมต่อความรู้ทางวิทยาศาสตร์กับความเชื่อ วัฒนธรรม วิถีชีวิตในท้องถิ่น เพื่อให้เกิดการเรียนรู้อย่างมีความหมาย

·     ภารกิจนี้มีการประยุกต์ใช้คอนเซ็ปต์ เรื่อง อัลกอริทึมแบบวนซ้ำ

บทส่งท้าย

         “การเรียนรู้คอนเซ็ปต์เกี่ยวกับดวงจันทร์ ถือว่าเป็นแนวคิดขั้นพื้นฐาน หากนักเรียนเกิดแนวคิดที่คลาดเคลื่อนจะส่งผลต่อการเรียนคอนเซ็ปต์การเกิดข้างขึ้น-ข้างแรม การเกิดอุปราคาในระดับสูง ซึ่งจัดเป็นคอนเซ็ปต์ที่มีความซับซ้อน นอกจากนี้การสอนดาราศาสตร์ไม่ใช่การเรียนรู้ผ่านการท่องจำเพียงอย่างเดียว ดังนั้นควรพัฒนาทักษะการสังเกต ทักษะมิติสัมพันธ์ และการคิดเชิงคำนวณไปพร้อม ๆ กัน”