ในคาบแรกของวิชาฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4ภาคเรียนแรกของปีการศึกษา 2561 ผมได้นำสถานการณ์และข้อคำถามหนึ่งPISA ปี 2012 เป็นเรื่องราวการทำงานของนายแพทย์ เซมเมลไวส์ (Ignaz Semmelweis) แพทย์ชาวฮังการี ในระหว่างปี ค.ศ. 1844 – 1848 ในฐานะสูตินารีแพทย์ ในโรงพยาบาลกลางกรุงเวียนนา เขาพบว่ามีคุณแม่ที่คลอดลูกมาแล้วหลังจากนั้นเสียชีวิตด้วยโรคครรภ์เป็นพิษเป็นจำนวนมาก ขณะเดียวกันที่โรงพยาบาลดังกล่าวมีแผนกที่ทำคลอดสองแห่ง แต่อัตราการตายของคุณแม่หลังคลอดแตกต่างกัน และนำมาซึ่งสมมติฐานและการแสวงหาคำตอบของคุณหมอเซมเลไวส์ ความสำคัญของเรื่องนี้ปรากฎในหนังสือ ปรัชญาแห่งวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ (Philosophy of Natural Science) ของ Carl Hemple (ในที่นี้ผมอ้างอิงหนังสือแปลของ รศ.เอกศักดิ์ ยุกตนันทน์) ในบทที่ 2 การค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์:การสร้างข้อสันนิษฐานและการทดสอบข้อสันนิษฐาน บทนี้ เฮมเพล พยายามนำผู้อ่านและชี้แสดงถึงวิถีทางตั้งข้ออ้างขึ้นจากปรากฎการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์สนใจและหนทางการตรวจสอบ ทดลอง ตลอดจนแสวงหาหลักฐานมาหักล้างหรือสนับสนุนข้ออ้างดังกล่าวนั้น ซึ่งผมจะพักไว้ตรงนี้ก่อนในเรื่องนี้
เรายอมรับกันว่าการสร้างองค์ความรู้วิทยาศาสตร์คือกระบวนการสร้างข้อโต้แย้ง (argument) ในกระบวนการพื้นฐานที่สุด คือ สร้างข้ออ้าง (Claim) แสวงหาทดลองเพื่อให้ได้หลักฐาน (Evidence)และให้เหตุผลเชื่อมโยงหลักฐานเข้ากับข้ออ้าง (Reasoning/Warrant)และสมรรถนะ (Scientific Competency) ของ PISAซึ่งประกอบด้วย สมรรรถนะในการระบุประเด็นทางวิทยาศาสตร์ (Identify scientific issue) สมรรถนะการอธิบายปรากฎการณ์ทางวิทยาศาสตร์ (Explaining phenomena scientifically) และการใช้ประจักษ์พยานทางวิทยาศาสตร์ (Using scientific evidence) ตั้งอยู่บนแนวคิดของการสร้างข้อโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ดังกล่าวนั้น
เหตุใหญ่ที่ได้ตัดยกข้อคำถามใน PISA ปี 2015 ขึ้นมานั้นก็ด้วยความข้างต้น นักเรียนก็ควรจะได้สร้างความเข้าใจ และฝึกฝนหนทางเดียวกันกับที่ผู้ทำงานด้านวิทยาศาสตร์กระทำเป็นปกติ ผมไม่ได้จะกล่าวเหมารวม(overclaim)ว่า สถานการณ์นี้เป็นสถานการณ์สำคัญที่สุดในการทำงานด้านวิทยาศาสตร์ แต่เป็นกรณีหนึ่งทีน่าสนใจ และเป็นประโยชน์ที่จะส่งเสริมการเรียนรู้ของนักเรียน จากการสำรวจประเด็นที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาสนใจศึกษาวิจัยสำหรับส่งเสริมการเรียนรู้ การโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ (Scientfiic Argumentation) เป็นความสามารถหนึ่งที่ถูกให้ความสำคัญและมีการศึกษาวิจัยเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ความสำคัญของการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ถูกวางไว้ในตำแหน่งที่เปรียบเสมือนเครื่องมือของนักเรียนที่จะ ตรวจสอบ วิเคราะห์ วิพากษ์วิจารณ์สิ่งที่เขากำลังเผชิญบนประจักษ์พยานที่นาเชื่อถือ ตลอดจนสื่อสาร โต้แย้งความคิดความเห็นของตนกับผู้อื่นได้อย่างมีเหตุผล แน่นอนว่าความสามารถนี้เรียกร้องให้นักเรียนต้องแสวงหาความเข้าใจแนวคิดวิทยาศาสตร์(Scientfiic Conception understanding) ทักษะการคิด (Thinking skill) และรวมไปถึงทักษะอื่นๆ
สถาการณ์ตามบทความที่ 1 ในข้อคำถามPISA ปี 2012 ได้ถูกนำเสนอเข้าไปในชั้นเรียน พร้อมกับคำถามว่า “สมมติว่านักเรียนเป็นเซมเมลไวส์ จงบอกเหตุผล (ใช้ข้อมูลที่เมซเมลไวส์รวบรวมได้เป็นฐานคิด) ว่าทำไมไข้หลังคลอดจึงไม่น่าจะเกิดจากการเกิดแผ่นดินไหว” เป็นคำถามแรกในชุดคำถามของเรื่องดังกล่าว วัตถุประสงค์ของคำถามข้อนี้ คือต้องการให้นักเรียน หยิบใช้หลักฐาน (Evidence)ที่ปรากฎในบทความที่ 1 มาอธิบายให้เหตุผล (Reasoning)สนับสนุนข้ออ้าง (Claim) ของหมอเซมเมลไวส์
ในลำดับการจัดการเรียนการสอนชั่วโมงแรก จึงให้นักเรียนแสดงข้ออ้างออกมาก่อน โดยให้นักเรียนแต่ละคนอ่านบทความและเขียนข้ออ้างที่นักเรียนพบ หลังจากนั้นให้เข้ากลุ่มแบบคละ (โดยได้เขียนลำดับหมายเลขกลุ่มไว้บนหัวมุมของใบงานไว้แล้ว) เมื่อนักเรียนเข้ากลุ่มเรียบร้อยพวกเขาจะได้รับโอกาสให้ดูข้ออ้างของเพื่อนสมาชิกแล้วอภิปรายกัน ถกเถียงกัน เพื่อเลือกเพียงหนึ่งข้ออ้างเพื่อมานำเสนอหน้าชั้นเรียน(บนกระดาน) (สอนเมือ วันที่ 16 พฤษภาคม 2561 เวลา 13:00-14:00น.)
หลังจากเมื่อวานที่นักเรียนแต่ละกลุ่มได้เขียนข้ออ้างของกลุ่มและนำเสนอหน้าชั้นเรียนแล้ว นักเรียนจะได้รับการช่วยเหลือโดยครูจะแสดงภาพรวมหรือโครงสร้างการสร้างข้อโต้แย้ง สิ่งที่นักเรียนช่วยกันคิดเมือวานนั้นคือ “ข้ออ้าง” ซึ่งจะต้องมีหลักฐานที่เกี่ยวข้องมาสนับสนุนเพื่อให้มีน้ำหนัก มีความน่าเชื่อถือ นักเรียนจะต้องหาหลักฐานที่ปรากฎในบทความที่ 1 ซึ่งครูจะต้องเน้นย้ำ กำกับว่าหลักฐานที่เลือกมานั้นเกี้ยวข้องกับข้ออ้างหรือไม่อย่างไร ในขั้นต่อไปนักเรียนจะต้องให้เหตุผลเชื่อมโยงหลักฐานกับข้ออ้าง กระบวนการนี้เป็นความยากที่นักเรียนเผชิญเป็นปกติ(งานวิจัยจำนวนมากสนับสนุน) ในชั่วโมงต่อไปนักเรียนจะได้นำเสนอ “ข้อโต้แย้ง” ของแต่ละกลุ่มหน้าชั้นเรียน เพื่อร่วมอภิปรายกัน (สอนเมื่อ วันที่ 17 พฤษภาคม 2561 เวลา 10:20-11:10 น.)
