ไอเดียนี้เกิดจากการเปิดหนังสือรวมไอเดียการออกแบบการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ Physics วิทย์ยายุทธเปลี่ยนห้องเรียนวิทย์ให้เป็นยุทธภพที่เป็นมิตรต่อการเรียนรู้ ของสำนักมาตรฐานการศึกษาและพัฒนาการเรียนรู้ สำนักงานเลขาธิการสภาการศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ ไปเจอไอเดียในหนังสือชื่อว่า ไล่จับ "คลื่น" พอลองอ่านไอเดียแล้วรู้สึกว่าน่าสนใจมาก เป็นกิจกรรมที่ทำให้นักเรียนได้เล่นและเรียนรู้เรื่องคลื่นจากประสบการณ์การเล่นที่เป็นธรรมชาติมาก ๆ โดยครูไม่ต้องบรรยายให้นักเรียนฟังเพียงอย่างเดียว ประกอบกับหลังสอบกลางภาคเสร็จแล้ว เรื่องต่อไปที่นักเรียนจะต้องเรียนในวิชาวิทยาศาสตร์กายภาพ 2 คือ เรื่องคลื่น เราเองก็อยากจะหาวิธีการสอนที่ทำยังไงให้นักเรียน ม.5 ที่ไม่ใช่แผนการเรียนวิทย์-คณิตรู้สึกสนุกกับการเรียนเรื่องนี้ ได้ฝึกการสังเกต สืบค้นข้อมูล วิเคราะห์ และสังเคราะห์จนสามารถสรุปออกมาเป็นองค์ความรู้เรื่องคลื่นได้ จึงเป็นที่มาของไอเดียนี้นั่นเองครับ โดยเราตั้งจุดประสงค์ไว้ 3 ข้อ ได่แก่ 1. บอกความหมายของคลื่นได้ 2. จำแนกชนิดของคลื่นตามเกณฑ์ต่าง ๆ ได้ และ 3. อธิบายส่วนประกอบต่าง ๆ ของคลื่นและปริมาณที่เกี่ยวข้องได้

เราแบ่งกิจกรรมออกเป็น 2 ตอน

ตอนที่ 1 ความหมายและชนิดของคลื่น

1) ให้นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่มละ 10 คน จำนวน 4 กลุ่ม และขอตัวแทนกรรมการตัดสินกลุ่มละ 1 คน ทำให้มีผู้เล่นเหลือกลุ่มละ 9 คน (ในคาบเรียนจริง แนะนำว่าให้ดูจำนวนนักเรียนที่เข้าเรียนในคาบนั้นจริง)

2) ให้นักเรียนทั้ง 4 กลุ่ม ออกมายืนเรียงแถวหน้ากระดาน แล้วจับมือประสานกันไว้

3) เมื่อครูให้สัญญาณ คนแรกของแถวจะต้องยกมือข้างที่กำลังจับกับเพื่อนอีกคนหนึ่งขึ้นสุดแขนแล้วเอามือลง

4) คนถัดจากคนแรกก็ยกมืออีกข้างหนึ่งขึ้นสุดแขนแล้วเอามือลงส่งต่อกันไปเรื่อย ๆ จนถึงคนสุดท้าย

5) คนสุดท้ายยกมือส่งต่อย้อนกลับมายังคนแรก เมื่อยกมือมาถึงคนแรกแล้วจะต้องส่งเสียงร้องว่า Hey ! แล้วทุกคนในกลุ่มจะต้องรีบนั่งลง

6) กรรมการตัดสินจำนวน 4 คน จะต้องจับเวลาและคอยสังเกตว่ามีคนใดทำผิดกติกาหรือไม่ ทั้งนี้ต้องไปตัดสินและสังเกตกลุ่มอื่นที่ไม่ใช่กลุ่มตัวเอง

7) กรรมการตัดสินจะหยุดจับเวลาเมื่อทุกคนในกลุ่มนั่งลงเรียบร้อยแล้ว

8) ให้ทุกกลุ่มเล่นแบบเดิมอีกรอบหนึ่ง แต่เปลี่ยนให้ยกมือขึ้นเพียงแค่ระดับหัวไหล่ของตนเอง

9) สะท้อนความรู้สึกและความคิดร่วมกันผ่านคำถามท้ายกิจกรรม (จับคู่ 2 คน)

ก่อนเล่นจริง เราขอนักเรียนตัวแทนจำนวนหนึ่งออกมาแสดงเป็นชุดสาธิตให้เพื่อน ๆ ในห้องดูก่อนเล่น แล้วปรากฏว่า พอเล่นจริงไป 1 รอบ นักเรียนติดใจ อยากเล่นอีก ครูอย่างเราก็สนองความต้องการให้นักเรียนเลยเล่นไปทั้งหมด 4 รอบ โดยที่ 3 รอบแรก ให้นักเรียนทุกทีมยกมือขึ้นสุดแขนและเอามือลงสุดแขน ส่วนรอบพิเศษรอบที่ 4 เราให้นักเรียนยกมือขึ้นเพียงแค่ระดับหัวไหล่ของตนเอง แล้วเก็บข้อมูลเวลาของทุกรอบมาเปรียบเทียบและอภิปรายกัน โดยครูนำอภิปรายด้วยชุดคำถาม 12 ข้อดังนี้

1) นักเรียนรู้สึกอย่างไรหลังทำกิจกรรม

2) ขณะทำกิจกรรม นักเรียนแต่ละคนจะต้องทำอะไรบ้าง

3) นักเรียนคิดว่ากิจกรรมที่นักเรียนทำมีความคล้ายคลึงกับการเกิดคลื่นอย่างไรบ้าง

4) ในขณะที่นักเรียนขยับแขนขึ้นและลง คลื่นเคลื่อนที่ไปในทิศทางใด แขนนักเรียนขยับในทิศทางใด และลำตัวกับแขนนักเรียนได้ขยับไปพร้อมคลื่นหรือไม่

5) หากต้องส่งคลื่นจากคนแรกไปคนสุดท้ายอีกรอบ นักเรียนคิดว่าจะมีวิธีการใดอีกที่สามารถทำให้เกิดคลื่นส่งต่อจากคนแรกไปคนสุดท้ายได้ นอกจากการขยับแขนขึ้นและลง

6) การเล่น 3 รอบแรก กลุ่มใดที่ใช้เวลาเฉลี่ยทำกิจกรรมน้อยที่สุด เพราะเหตุใด/ปัจจัยใดจึงทำให้ใช้เวลาน้อยที่สุด และลองคิดต่อไปว่าถ้าต้องการทำเวลาให้เร็วขึ้นอีก จะทำอย่างไรได้บ้าง

7) การเล่นรอบที่ 1 กลุ่มใดที่ใช้เวลาทำกิจกรรมมากที่สุดเพราะเหตุใด/ปัจจัยใดจึงทำให้ใช้เวลามากที่สุด และลองคิดต่อไปว่าถ้าต้องการทำเวลาให้เร็วขึ้นจะทำอย่างไรได้บ้าง

8) ลักษณะการขยับแขนขึ้นและลงในการเล่น 3 รอบแรกกับการเล่นรอบพิเศษแตกต่างกันอย่างไร

9) ลักษณะการขยับแขนขึ้นและลงในการเล่น 3 รอบแรกกับการเล่นรอบพิเศษแบบใดที่นักเรียนรู้สึกว่าเหนื่อยหรือต้องใช้พลังงานมากกว่ากัน

10) ยิ่งคลื่นมีขนาดใหญ่จะต้องใช้พลังงานในการสร้างและส่งต่อเป็นอย่างไร

11) ให้นักเรียนสืบค้นความหมายของคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาวพร้อมยกตัวอย่างคลื่นแต่ละชนิด

12) ให้นักเรียนสืบค้นความหมายของคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพร้อมยกตัวอย่างคลื่นแต่ละชนิด

คำถามอาจจะเยอะซักหน่อยนะครับ แต่เชื่อเถอะครับว่าด้วยการถอดประสบการณ์และความรู้สึกผ่านคำถามแบบนี้ทีละข้อ นักเรียนเขาจะได้องค์ความรู้เรื่องคลื่นขึ้นมาได้เอง โดยที่ครูแทบไม่ต้องบรรยายบอกเลยครับ

หลังจากนักเรียนบอกความหมายของคลื่นได้และจำแนกชนิดของคลื่นตามเกณฑ์ต่าง ๆ ได้แล้ว เราก็มีสื่อการสอนเป็นสปริงสาธิตการเกิดคลื่น ให้ตัวแทนนักเรียนลองใช้สปรืงสาธิตการเกิดคลื่นตามยาวและการเกิดคลื่นตามขวาง ให้นักเรียนที่เหลือลองสังเกตทิศการขยับของอนุภาคบนสปริงซึ่งใช้เชือกที่ผูกบนสปริงเป็นตัวแทนเปรียบเทียบกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น

จากนั้นเราก็นำเข้าสู่กิจกรรมตอนที่ 2 เพื่อให้นักเรียนได้ทำความเข้าใจกับส่วนประกอบของคลื่นและปริมาณสำคัญที่เกี่ยวข้องกับคลื่นผ่านการสังเกตจากการทดลองบนเว็บไซต์ ‪‪Wave on a String‬ 1.1.38‬ และ ‪Waves Intro‬ ซึ่งขั้นตอนการทำกิจกรรมตอนที่ 2 ส่วนประกอบต่าง ๆ ของคลื่น จะอยู่ในใบกิจกรรมที่แนบไว้ในไฟล์นะครับ จะระบุขั้นตอนค่อนข้างละเอียดถึง 29 ข้อ แล้วก็มีส่วนที่ให้นักเรียนได้บันทึกผลการทดลองผ่านการวาดรูป จากนั้นมีคำถามหลังการทดลองจำนวน 15 ข้อ ได้แก่

1) นักเรียนสืบค้นความหมายของคำว่า สันคลื่น (Crest) และท้องคลื่น (Trough) จากหนังสือเรียนและแหล่งข้อมูลในอินเทอร์เน็ตแล้วสรุปความหมายของคำทั้งสอง

2) นักเรียนสืบค้นความหมายของคำว่า แอมพลิจูดของคลื่น (Amplitude) จากหนังสือเรียนและแหล่งข้อมูลในอินเทอร์เน็ต แล้วสรุปความหมายของคำดังกล่าว

3) frequency (ความถี่) 1.00 Hz จุดสีดำบนแหล่งกำเนิดคลื่นใช้เวลาประมาณเท่าใดในการหมุนเป็นวงกลมครบ 1 รอบ

4) frequency (ความถี่) 1.00 Hz จุดสีดำบนแหล่งกำเนิดคลื่นใช้เวลาประมาณเท่าใดในการหมุนเป็นวงกลมครบ 10 รอบพอดี

5) frequency (ความถี่) 1.00 Hz อนุภาคกลม ๆ สีเขียวที่ติดกับแหล่งกำเนิดคลื่นมีลักษณะการเคลื่อนที่เป็นอย่างไร

6) frequency (ความถี่) 1.00 Hz อนุภาคกลม ๆ สีเขียวที่ติดกับแหล่งกำเนิดคลื่นใช้เวลาประมาณเท่าใดในการเคลื่อนที่จากจุดสูงสุดครั้งแรกจนถึงจุดสูงสุดครั้งถัดไป และระยะเวลานี้สัมพันธ์กับระยะเวลาในข้อ 3. อย่างไร

7) frequency (ความถี่) 2.00 Hz จุดสีดำบนแหล่งกำเนิดคลื่น และอนุภาคกลม ๆ สีเขียวซึ่งติดกับแหล่งกำเนิดคลื่นมีลักษณะการเคลื่อนที่ต่างจากความถี่ 1.00 Hz หรือไม่ อย่างไร

8) ในระยะเวลาที่เท่ากัน จำนวนลูกคลื่นที่เกิดขึ้นกรณี frequency 1.00 Hz และกรณี frequency 2.00 Hz กรณีใดที่ได้ลูกคลื่นจำนวนมากกว่า

9) ทิศการเคลื่อนที่ของอนุภาคกลม ๆ บนเส้นเชือกและทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร

10) นักเรียนสืบค้นความหมายของคำว่า คาบ (Period) และ ความถี่ (Frequency) จากหนังสือเรียนและแหล่งข้อมูลในอินเทอร์เน็ต แล้วสรุปความหมายของคำทั้งสอง

11) นักเรียนสืบค้นความหมายของความยาวคลื่น (Wavelength) จากหนังสือเรียนและแหล่งข้อมูลในอินเทอร์เน็ต แล้วสรุปความหมายของคำดังกล่าว

12) เมื่อมองจากด้านบน (Top View) เห็นลักษณะของคลื่นผิวน้ำเป็นอย่างไร (สามารถวาดรูปประกอบได้)

13) เมื่อมองจากด้านข้าง (Side View) เห็นลักษณะของคลื่นผิวน้ำเป็นอย่างไร (สามารถวาดรูปประกอบได้)

14) ลักษณะของคลื่นผิวน้ำที่เกิดขึ้น ส่วนที่สูงที่สุดของคลื่นตรงกับแถบสว่างหรือแถบมืด และตรงกับสันคลื่นหรือท้องคลื่น

15) ลักษณะของคลื่นผิวน้ำที่เกิดขึ้น ส่วนที่ต่ำที่สุดของคลื่นตรงกับแถบสว่างหรือแถบมืด และตรงกับสันคลื่นหรือท้องคลื่น

ก่อนทำกิจกรรมตอนที่ 2 เราก็แนะนำเว็บไซต์ให้นักเรียนดูแล้วก็สาธิตการใช้บางขั้นตอนให้นักเรียนดู ระหว่างนักเรียนทำกิจกรรม เราก็คอยเดินดูและให้คำปรึกษานักเรียน เมื่อนักเรียนยกมือถาม

สุดท้ายเราก็มาช่วยกันสรุปในตอนสุดท้ายเพื่อช่วยกันสังเคราะห์องค์ความรู้ในส่วนประกอบต่าง ๆ ของคลื่นและปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคลื่น

ช่วงกิจกรรมตอนที่ 1 ห้องเรียนระเบิดมาก เสียงดังมาก 5555555 แล้วก็ช่วงที่ช่วยกันอภิปรายคำถามหลังกิจกรรมตอนที่ 1 นักเรียนก็ช่วยกันตอบคำถามออกมาได้คำตอบที่หลากหลายมาก เราเองก็มีหน้าที่จดคำตอบที่นักเรียนตอบมาบนกระดาน แล้วก็กระตุ้นให้นักเรียนช่วยกันตอบตามประสบการณ์ที่นักเรียนได้รับจากการเล่นผ่านชุดคำถามจำนวน 12 ข้อ

ช่วงกิจกรรมตอนที่ 2 นักเรียนก็ทำกิจกรรมอย่างตั้งใจ ช่วงอภิปรายหลังการทำกิจกรรม นักเรียนสามารถที่จะตอบออกมาได้เองว่าส่วนประกอบของคลื่นแต่ละส่วนเรียกว่าอะไร แล้วก็มีเสียงสะท้อนจากนักเรียนด้วยว่า "คำถามของครูมันดูเยอะนะ แล้วก็คิดว่าน่าจะยาก แต่พอลองตั้งใจทำจริง ๆ มันก็ไม่มีอะไรเลย คำถามครูมันไล่สเต็ปมาทีละขั้นอยู่แล้ว"

อันนี้เป็นเสียงสะท้อนจากนักเรียนคนหนึ่งสำหรับกิจกรรมตอนที่ 1 ครับ "ไม่น่าเบื่อหรือทำให้ง่วง รู้สึกว่าทุกคน สนุก และก็ตั้งใจทำให้กลุ่มของตัวเองเร็วที่สุด ส่วนตัวหนูจับเวลาหนูก็ได้สนุกไปกับเพื่อนด้วย เพราะได้ลองสาธิตแล้ววค่ะ5555 ภาพรวมกิจกรรมคือ ชอบค่ะ ทำให้มูทฟิลในห้องมีแต่เรื่องดีๆ ไม่ได้เหนื่อยหรือหนักต้องมาเครียดจนเกินไป ส่วนใบงาน หนูโอเคมากๆเลยค่ะในวันนี้ รู้สึกว่า สามารถคิดคำตอบได้เองด้วยเพราะอาจจะเพราะได้ทำกิจกรรม แต่ถ้าเป็นการอ่าน หรือเสิรช รู้สึกว่ามันก็โอเคค่ะแต่่แบบบจดๆกะอาจจะลืม ชอบแบบบนี้มากค่ะได้เห็นทั้งภาพได้ทั้งเล่นด้วย พอมาทำใบงาน ไม่มีอะไรที่ไม่เข้าใจเลยค่ะครู"

ภาพบรรยากาศในห้องบางส่วนครับ

ส่วนอันนี้เป็นตัวอย่างภาพแบบจำลองแสดงการเกิดคลื่นน่ารัก ๆ จากนักเรียนบางส่วนครับ

กิจกรรมนี้จะมีข้อจำกัดคือต้องใช้ระยะเวลาค่อนข้างมากเพื่อให้นักเรียนได้มีเวลาเล่น ค้นหา สังเกต สะท้อนคิด และอภิปรายสิ่งที่ได้ค้นพบร่วมกับเพื่อนและครู หากครูมีเวลาก็อยากให้ลองดูครับ ผมว่ามันคุ้มค่านะ นักเรียนเรียนอย่างมีความสุขจากการเล่น ได้ค้นพบความรู้ด้วยตัวของเขาเองจากการสังเกตจากการทดลองและผ่านการตอบคำถามเพื่อถอดประสบการณ์อย่างค่อยเป็นค่อยไป เชื่อว่า องค์ความรู้ที่นักเรียนได้จะติดตัวคงทนมากกว่าเราที่เราบรรยายบอกเขาไปเลยครับ :)