4 คำถามสำคัญ (Four Essential Questions)

         Arthur Eisenkraft ได้เสนอ 4 คำถามสำคัญ (Four Essential Questions) ในงานประชุมวิชาการของสมาคมครูวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา โดยที่ 4 คำถามสำคัญ มีดังนี้

1. มันหมายถึงอะไร (What does it mean?)

2. เรารู้ได้อย่างไร (How do we know?)

3. ทำไมเราจึงเชื่อ (Why do we believe?)

4. ทำไมเราต้องสนใจ (Why should we care?)

โดยแต่ละคำถามสำคัญครูสามารถนำมาใช้ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

1. มันหมายถึงอะไร (What does it mean?)

         มันหมายถึงอะไร เป็นคำถามที่ใช้เพื่อล้วงความรู้และความเข้าใจที่มีอยู่ของนักเรียน และใช้ในการตรวจสอบความรู้และความเข้าใจของนักเรียน

ตัวอย่างคำถามเช่น

• จากคำกล่าวที่ว่าดาวศุกร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ หมายความว่าอย่างไร
• กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน กล่าวว่าอะไร
• การอนุรักษ์พลังงานหมายถึงอะไร
• แก๊สอะไรที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

2. เรารู้ได้อย่างไร (How do we know?)

         เรารู้ได้อย่างไร เป็นคำถามที่นำไปสู่การสำรวจตรวจสอบหรือการทดลอง เพื่อจะได้ข้อมูลหรือหลักฐานเชิงประจักษ์สำหรับการสร้างคำอธิบาย มักมีลำดับคำถามโดยเริ่มต้นจาก มันหมายถึงอะไร (What does it mean?) เพื่อใช้ล้วงความรู้และความเข้าใจที่มีอยู่ของนักเรียน หลังจากนั้นใช้คำถาม เรารู้ได้อย่างไร (How do we know?) เพื่อช่วยให้เรารู้ที่มาข้อมูล หลักฐานเชิงประจักษ์ หรือเหตุผลที่ทำให้เราเข้าใจในมโนทัศน์ (concept)

ตัวอย่างคำถามเช่น

• จาก มันหมายถึงอะไร คือ จากคำกล่าวที่ว่าดาวศุกร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ หมายความว่าอย่างไร จะได้คำถามต่อไป เรารู้ได้อย่างไร คือ เรารู้ได้อย่างไรว่าดาวศุกร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์
• จาก มันหมายถึงอะไร คือ กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน กล่าวว่าอะไร จะได้คำถามต่อไป เรารู้ได้อย่างไร คือ อะไรบ้างที่เป็นหลักฐานเชิงประจักษ์ทำให้เรายอมรับกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน
• จาก มันหมายถึงอะไร คือ การอนุรักษ์พลังงานหมายถึงอะไร จะได้คำถามต่อไป เรารู้ได้อย่างไร คือ เรารู้ได้อย่างไรว่าพลังงานเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน
• จาก มันหมายถึงอะไร คือ แก๊สอะไรที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง จะได้คำถามต่อไป เรารู้ได้อย่างไร คือ เรารู้ได้อย่างไรว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

3. ทำไมเราจึงเชื่อ (Why do we believe?)

         เมื่อพิจารณาคำถามต่อไปนี้ ความจริงมีเพียงหนึ่งเดียวหรือไม่ หลักฐานจากการทดลองทำให้เกิดการตีความตามธรรมชาติเพียงอย่างเดียวหรือไม่ และหลักฐานจากการทดลองสามารถถูกตีความได้ทางเดียวเท่านั้นหรือไม่ อย่างไร จะเห็นว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์จากหนังสือหรือจากการทดลองอาจแตกต่างกันได้ ตลอดจนหลักฐานจากการทดลองสามารถถูกตีความได้หลายแนวทาง

         ครูจึงควรทำให้นักเรียนเชื่อในองค์ความรู้ที่สามารถพิสูจน์ได้หรือสมเหตุสมผล และความรู้ที่นำมาใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงได้ ดังนั้นคำถาม ทำไมเราจึงเชื่อ จึงเป็นการยืนยันถึงความเป็นเหตุผลของวิทยาศาสตร์ และเชื่อมโยงองค์ความรู้วิทยาศาสตร์ไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง

ตัวอย่างคำถามเช่น

• ทำไมเราจึงเชื่อว่าแรงดันน้ำขึ้นอยู่กับระดับความลึก
• ทำไมเราจึงเชื่อว่าการผสมของเหลวในวันนี้จะเหมือนกับการผสมของเหลวชนิดเดียวกันในวันพรุ่งนี้
• ทำไมเราจึงเชื่อว่าผลการทดลองในห้องปฏิบัติการ จะนำมาใช้ได้กับสถานการณ์จริง
• นักเรียนสามารถยกตัวอย่างของการนำหลักการนี้ไปใช้ในสถานการณ์จริงได้หรือไม่ อย่างไร
• ในโรงงานอุตสาหกรรมมีการใช้สารเคมีครั้งละหลายพันลิตร ทำไมคุณจึงคิดว่าจะได้ผลเช่นเดียวกันกับการที่เราใช้สารเคมีนั้นเพียง 20 มิลลิเมตร

4. ทำไมเราต้องสนใจ (Why should we care?)

         ทำไมเราต้องสนใจ เป็นคำถามที่นำพาให้นักเรียนคำนึงถึงประโยชน์ของความรู้ที่เรียนต่อการดำรงชีวิต เพื่อกระตุ้นให้นักเรียนเชื่อมโยงความรู้กับชีวิตประจำวัน ซึ่งจะทำให้นักเรียนเห็นความสำคัญ ตระหนัก และซาบซึ้งในวิทยาศาสตร์

ตัวอย่างคำถามเช่น

• ทำไมเราต้องสนใจฟิสิกส์ในกีฬา และการแสดงแสงและเสียง
• ทำไมเราต้องสนใจเคมีในการทำอาหาร และศิลปะ
• ทำไมเราต้องสนใจวิทยาศาสตร์โลกกับภาวะโลกร้อน
• ทำไมเราต้องสนใจชีววิทยากับเกษตรกรรม

ตัวอย่างการใช้คำถาม 4 คำถามสำคัญในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์

         ตัวอย่างการใช้คำถาม 4 คำถามสำคัญในการเรียนการสอนเรื่อง กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน

1. มันหมายถึงอะไร (What does it mean?) : กฎข้อที่สองของนิวตันระบุว่าความเร่งและมวลเป็นสัดส่วนผกผันหมายความว่าอย่างไร

2. เรารู้ได้อย่างไร (How do we know?) : อะไรบ้างในการสำรวจตรวจสอบที่ทำให้คุณเชื่อมั่นว่าแรงที่เพิ่มมากขึ้นทำให้เกิดความเร่งที่เพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย

3. ทำไมเราจึงเชื่อ (Why do we believe?) : ทำไมคุณจึงเชื่อว่าถ้าคุณผลักรถบรรทุกแล้วรถบรรทุกอาจมีความเร่งเล็กน้อย

4. ทำไมเราต้องสนใจ (Why should we care?) : หากคุณระบุความเร่งของบุคคลหรือวัตถุในกีฬา คุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับแรงที่ก่อให้เกิดการเร่งความเร็วนั้นได้ในขณะที่คุณส่งเสียงเชียร์กีฬาอย่างท้าทายเพื่อเชื่อมโยงให้นักเรียนตระหนักว่า ทำไมเราต้องสนใจฟิสิกส์ในกีฬา

แหล่งข้อมูล

Eisenkraft, A. (2010). Millikan Lecture 2009: Physics for all: From special needs to Olympiads. Am. J. Phys, 78.

Eisenkraft, A. (2014). Better Assessment Through Four Essential Questions. umb.edu/cosmic/nsta_and_narst_2012

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2555). ครูวิทยาศาสตร์มืออาชีพ แนวทางสู่การเรียนการสอนที่มีประสิทธิผล. อินเตอร์เอ็ดดูเคชั่น ซัพพลายส์.