ผมขอพูดถึงธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อีกหน่อยนะครับ อันนี้เป็นควันหลงจาก “การอบรมเชิงปฏิบัติการพัฒนาวิชาชีพครูวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาเพื่อส่งเสริมกิจกรรมการเรียนรู้ที่สะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” ซึ่งมีขึ้นในวันที่ 30 กันยายน – 3 ตุลาคม 2556 ที่ผ่านมา
เนิ้อหาในการอบรมนั้นเป็นการนำเสนอว่า “ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์” เป็นอย่างไร ซึ่งผมขอยกเนื้อหาบางตอนในบทความเรื่อง “ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการส่งเสริมการเรียนการสอน ‘ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์’ ภายนอกและภายในประเทศไทย” มาเลยแล้วกันนะครับ ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 6 ลักษณะใหญ่ บวกกับอีก 2 ลักษณะย่อย ดังนี้ครับ (หน้า 271 – 272)
6 ลักษณะใหญ่ประกอบด้วย:
- ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากหลักฐานเชิงประจักษ์ แม้ว่าหลักฐานเชิงประจักษ์เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอในการพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ [Empirical Nature of Science]
- นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องตีความและอนุมานหลักฐานเชิงประจักษ์ ดังนั้น ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ส่วนหนึ่งจึงเป็นผลการอนุมานหรือการลงข้อสรุปจากหลักฐานเชิงประจักษ์ของนักวิทยาศาสตร์ [Inferential Nature of Science]
- ความรู้ ประสบการณ์เดิม และค่านิยมของนักวิทยาศาสตร์ มีอิทธิพลต่อการตีความและการอนุมานของนักวิทยาศาสตร์ [Subjective Nature of Science]
- นักวิทยาศาสตร์ใช้จินตนาการและความคิดสร้างสรรค์ในทุกขั้นตอนของการพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้น วิธีการทางวิทยาศาสตร์จึงมีได้หลากหลาย และอาจไม่เป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่แน่นอน [Imaginative and Creative Nature of Science]
- แม้ว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์มีความน่าเชื่อถือ แต่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อมีหลักฐานเชิงประจักษ์ใหม่ที่ขัดแย้งกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์เดิม และ/หรือ เมื่อมีการตีความหลักฐานเชิงประจักษ์เดิมด้วยมุมมองหรือทฤษฎีใหม่ [Tentative Nature of Science]
- การพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์อยู่ภายใต้อิทธิพลของความคิด ความเชื่อ ค่านิยม และวัฒนธรรมของคนในสังคม และในทางกลับกัน ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ก็สามารถมีอิทธิพลต่อความคิด ความเชื่อ ค่านิยม และวัฒนธรรมของคนในสังคมได้เช่นเดียวกัน [Sociocultural Nature of Science]
2 ลักษณะย่อยประกอบด้วย:
- ความแตกต่างระหว่างการสังเกตและการอนุมาน [Difference between observation and inference]
- ความแตกต่างระหว่างกฎและทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ [Difference between law and theory]
นอกจากนี้ การอบรมเชิงปฏิบัติการดังกล่าวยังมีการนำเสนอแนวทางการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์เรื่องต่างๆ ที่บูรณาการธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อีกด้วย ประเด็นที่ผมจะนำเสนออยู่ตรงนี้ครับ
ในอดีต (ประมาณหลายสิบที่แล้ว) ซึ่งเป็นช่วงที่ความสนใจเกี่ยวกับการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์กำลังเพิ่มขึ้นนั้น นักวิจัยในต่างประเทศเกิดคำถามที่ว่า การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพนั้นควรเป็นอย่างไร ในช่วงแรกๆ นักวิทยาศาสตร์ศึกษาก็พยายามส่งเสริมความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์กันไปตามแนวทางของแต่ละคน บางคนก็ประสบผลสำเร็จมาก บางคนก็ประสบผลสำเร็จน้อยกว่าหรือไม่ประสบผลสำเร็จเลย เมื่อเวลาผ่านไปช่วงหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ศึกษาจึงได้มีการทบทวนงานวิจัยที่ผ่านมา เพื่อหาข้อสรุปว่า การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพควรเป็นอย่างไร คำตอบส่วนหนึ่งอยู่ในบทความเรื่อง “Improving Science Teachers’ Conceptions of Nature of Science: A Critical Review of the Literature” ครับ
จากบทความข้างต้น ผู้เขียนได้จัดกลุ่มแนวทางการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ออกเป็น 2 แบบ คือ
- การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างเป็นนัย (Implicit Approach to Teaching Nature of Science)
- การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้ง (Explicit Approach to Teaching Nature of Science)
ในการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างเป็นนัยนั้น ผู้สอนมุ่งเน้นให้นักเรียนทำกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ เช่น การทดลอง การสำรวจตรวจสอบ การสร้างแบบจำลอง การทำโครงการ หรืออื่นๆ โดยไม่ได้มีการนำลักษณะต่างๆ ของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์มาพูดและอภิปรายร่วมกันกับนักเรียน ในขณะที่การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้งนั้น ผู้สอนนำลักษณะต่างๆ ของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์มาพูดและอภิปรายร่วมกันกับนักเรียน ผู้เขียนพบว่า การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้งมีประสิทธิภาพมากกว่าการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างเป็นนัยครับ
หลังจากที่บทความดังกล่าวได้รับการเผยแพร่ไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์ศึกษาจำนวนหนึ่งยังไม่ได้ปักใจเชื่อทีเดียวเลย ทั้งนี้เพราะมันยังขาดหลักฐานเชิงประจักษ์ที่สนับสนุนข้อสรุปนั้น ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ศึกษาจึงออกแบบงานวิจัยขึ้นมาเพื่อตรวจสอบข้อสรุปดังกล่าวอีกครั้ง ตัวอย่างปรากฏในบทความวิจัยเรื่อง “Relationship between Instructional Context and Views of Nature of Science” และบทความวิจัยเรื่อง “Influence of Explicit and Reflective versus Implicit Inquiry-Oriented Instructional on Sixth Graders’ View of Nature of Science” สาระสำคัญของทั้งสองเรื่องเป็นดังนี้ครับ
ในงานวิจัยเรื่องแรก (Relationship between Instructional Context and Views of Nature of Science) ผู้วิจัยทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ “แบบบูรณาการธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เข้าเนื้อหาวิทยาศาสตร์” (Integrated) กับ “แบบไม่บูรณาการธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เข้ากับเนื้อหาวิทยาศาสตร์” (Non-Integrated) พลวิจัยเป็นนักเรียนชั้น ม. 3 จำนวน 89 คน และนักเรียนชั้น ม. 4 – 5 จำนวน 40 คน ซึ่งถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ผู้วิจัยเก็บข้อมูลโดยใช้แบบสอบถามร่วมกับการสัมภาษณ์ ผลการวิจัยปรากฏว่า การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ทั้ง 2 แบบ มีประสิทธิภาพไม่แตกต่างกัน ดังจะเห็นได้จากข้อความในบทคัดย่อที่ว่า
Results showed improvement in students’ NOS views regardless of whether NOS instruction was embedded within the content. Therefore, it was not possible to make claims about whether one instructional context is more effective than another in general terms.
ผล(การวิจัย)แสดงถึงการปรับปรุงมุมมองเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียน โดยไม่เกี่ยวกับว่า ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ได้รับการบูรณาการในเนื้อหาวิทยาศาสตร์หรือไม่ ดังนั้น มันจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปว่า การสอนแบบหนึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการสอนอีกแบบหนึ่ง
ในงานวิจัยเรื่องหลัง (Influence of Explicit and Reflective versus Implicit Inquiry-Oriented Instructional on Sixth Graders’ Views of Nature of Science) ผู้วิจัยทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติอย่างเป็นนัย (Implicit) และอย่างชัดแจ้ง (Explicit) พลวิจัยเป็นนักเรียนชั้น ป. 6 จำนวน 62 คน ซึ่งถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ผู้วิจัยเก็บข้อมูลโดยใช้แบบสอบถามร่วมกับการสัมภาษณ์ ผลการวิจัยปรากฏว่า การจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้งมีประสิทธิภาพมากกว่าการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างเป็นนัย ดังจะเห็นได้จากข้อความในบทคัดย่อที่ว่า
Before the intervention, the majority of participants in both groups held naive views of the target NOS aspects. The views of the implicit group participants were not different at the conclusion of the study. By comparison, substantially more participants in the explicit group articulated more informed views of one or more of the target NOS aspects. Thus, an explicit and reflective inquiry-oriented approach was more effective than an implicit inquiry-oriented approach in promoting participants’ NOS conceptions. These results do not support the intuitively appealing assumption that students would automatically learn about NOS through engagement in science-based inquiry activities. Developing informed conceptions of NOS is a cognitive instructional outcome that requires an explicit and reflective instructional approach.
ก่อนการสอน พลวิจัยส่วนใหญ่จากทั้ง 2 กลุ่มมีมุมมองเกี่ยวกับลักษณะของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์แบบไร้เดียงสา มุมมองของพลวิจัยจากกลุ่มที่เรียนผ่านการสอนอย่างเป็นนัยไม่แตกต่างจากเดิมในตอนสุดท้ายของการศึกษา เมื่อเปรียบเทียบกับพลวิจัยจากกลุ่มที่เรียนผ่านการสอนอย่างชัดแจ้ง จำนวนพลวิจัยที่มากกว่าอย่างมากมีมุมมองเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ที่ดีขึ้น ดังนั้น การเรียนการสอนอย่างชัดแจ้งจึงมีประสิทธิภาพในการส่งเสริมความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์มากกว่าการเรียนการสอนอย่างเป็นนัย ผลการวิจัยนี้ไม่สนับสนุนความคิดที่ว่า นักเรียนจะเรียนรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์จากการทำกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์โดยอัตโนมัติ การพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์คือผลการเรียนรู้ด้านพุทธิพิสัย ซึ่งต้องอาศัยการจัดการเรียนการสอนอย่างชัดแจ้ง
ในวันสุดท้ายของ “การอบรมเชิงปฏิบัติการพัฒนาวิชาชีพครูวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาเพื่อส่ง เสริมกิจกรรมการเรียนรู้ที่สะท้อนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” ครูวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่งได้แสดงความคิดเห็นว่า ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ก็คล้ายกับความรักนั่นแหละครับ เราเพียรพยายามดูแลเอาใจใส่คนที่เรารักเท่าไหร่ หากเราไม่พูดหรือสื่อถึงความรักนั้นอย่างชัดแจ้ง คนที่เรารักก็อาจไม่มีทางรู้และเข้าใจความรักของเราได้เลย นักเรียนก็เหมือนกันครับ ครูเพียรพยายามให้นักเรียนทำกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์เท่าไหร่ หากครูไม่นำเสนอและอภิปรายเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้งแล้ว นักเรียนก็อาจไม่เข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ได้เอง
เราลองมาดู “ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง” ของหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ. 2551 บ้าง เราจะเห็นว่า หลักสูตรฯ ต้องการให้ครูบูรณาการธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เข้ากับเนื้อหาวิทยาศาสตร์ ทั้งๆ ที่งานวิจัยเรื่องแรกระบุว่า การบูรณาการหรือไม่นั้นอาจไม่เกี่ยวข้องกับความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนเลย นอกจากนี้ ลักษณะต่างๆ ของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์แทบไม่ปรากฏอย่างชัดแจ้งใน “ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง” ของหลักสูตรฯ ทั้งๆ ที่งานวิจัยเรื่องหลังกลับเสนอให้มีการจัดการเรียนการสอนธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างชัดแจ้ง ตราบใดที่ลักษณะของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ยังไม่ปรากฏอย่างชัดแจ้งในหลักสูตรฯ ลักษณะเหล่านี้ก็คงยากที่จะปรากฏอย่างชัดแจ้งในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ของครู
ผมเขียนด้วยเจตนาดีครับ