“แดดกับเมฆ อะไรเป็นเหตุ อะไรเป็นผล”
เชื่อหรือไม่ว่า คำถามที่ดูเหมือนง่ายๆ นี้ หากลองสุ่มถามคนประมาณ 30 คน ประกอบด้วยนักศึกษา อาจารย์ และบุคคลทั่วไป คำตอบที่คนส่วนใหญ่ตอบคือ แดดเป็นเหตุ เมฆเป็นผล ซึ่งเป็นคำตอบที่ถูก
ทว่าสิ่งที่น่าสนใจคือ เมื่อแต่ละคนถูกถามต่อว่า ‘เพราะอะไร’ คนส่วนใหญ่กลับมีท่าทีลังเล ไม่มั่นใจในการให้เหตุผลหรือคำอธิบายของตัวเอง
สถานการณ์ข้างต้นเกิดขึ้นในการประชุมเชิงปฏิบัติการ (workshop) เรื่อง ‘การสอนสะเต็มเพื่อให้เข้าใจการพัฒนาอย่างยั่งยืนตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง’ เมื่อวันที่ 11 สิงหาคมที่ผ่านมา โดยมี รศ.ดร.สุธีระ ประเสริฐสรรพ์ อาจารย์ประจำคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ และหัวหน้าหน่วยจัดการกลางโครงการเพาะพันธุ์ปัญญา เป็นผู้บรรยาย
หลายคนอาจรู้จักหรือเคยได้ยินแนวคิดเรื่อง ‘สะเต็มศึกษา’ (STEM) มาบ้าง อันหมายถึงแนวทางในการจัดการศึกษา โดยการบูรณาการองค์ความรู้ใน 4 สาขา คือ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เข้าด้วยกัน โดยเน้นการนำความรู้ไปประยุกต์กับการแก้ปัญหาในชีวิตจริง
อาจารย์สุธีระชี้ว่า สิ่งที่เป็นเสมือนหัวใจสำคัญของการสอนสะเต็ม คือการสอน ‘วิธีคิดแบบเป็นเหตุและผล’ ซึ่งเป็นสิ่งที่ระบบการเรียนการสอนของไทยยังขาดอยู่ จึงไม่น่าแปลกใจอะไร หากคนจำนวนไม่น้อยจะรู้สึกว่าเป็นเรื่องยากเมื่อต้อง ‘ให้เหตุผล’ ต่อเรื่องใดเรื่องหนึ่ง เช่นเรื่องของ ‘แดดกับเมฆ’ ที่ยกตัวอย่างไปในช่วงต้น
“การเรียนการสอนที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน คือการที่เด็กรับเอาความรู้เข้าตัว และคายออกมาทีเดียวตอนสอบผ่านการใช้ความจำ การเรียนการสอนแบบ Research-based learning เป็นโอกาสที่ทำให้เด็กได้คายความรู้ออกจากตัว นำความรู้ที่มีอยู่มาประยุกต์ใช้กับปัญหายากๆ ที่เขาต้องเจอ ซึ่งเมื่อเด็กได้ exercise ความรู้ที่มีกับปัญหาจริงๆ เมื่อนั้นปัญญาก็เกิด”
ในรายงานชิ้นนี้ จะนำเสนอวิธีคิดและตัวอย่างการประยุกต์ใช้สะเต็มที่น่าสนใจที่อาจารย์สุธีระนำมาถ่ายทอดในการบรรยายครั้งนี้
ตัวอย่างที่ 1 : แดดกับเมฆ ขนมปังบูดกับรา ฟ้าร้องกับฟ้าแลบ
สำหรับตัวอย่างแรก ‘แดดกับเมฆ’ เป็นเสมือนการปูพื้นฐานของการคิดแบบเหตุและผล เชื่อมกับองค์ความรู้พื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์
จากคำถามที่เกริ่นไว้ตอนต้นว่า แดดกับเมฆ อะไรเป็นเหตุ อะไรเป็นผล – เพราะอะไร
อาจารย์สุธีระเฉลยว่า “แดดเป็นเหตุ เมฆเป็นผล เพราะแดดทำให้เกิดไอน้ำรวมตัวเป็นเมฆ”
จากคำตอบดังกล่าว จะเห็นว่าประกอบด้วยสามส่วนด้วยกัน คือ เหตุ (Cause) ผล (Effect) และ เหตุผล (Reason)
“Cause กับ Effect คือกฎตายตัว เป็นกฎพื้นฐานของจักรวาลว่าสิ่งนี้ทำให้เกิดสิ่งนี้ ส่วน Reason คือคำอธิบายกระบวนการเกิด Cause กับ Effect นั้นๆ”
อย่างไรก็ดี คำอธิบายสั้นๆ ว่า ‘เพราะแดดทำให้เกิดไอน้ำรวมตัวเป็นเมฆ’ อาจยังไม่ชัดเจนมากพอ อาจารย์สุธีระจึงเพิ่มรายละเอียดต่อไปอีกว่า
“แดดทำให้เกิดไอน้ำในอากาศ ไอน้ำเกิดเพราะความร้อนจากแดดระเหยน้ำ ไอน้ำในอากาศทำให้เกิดเมฆ เมฆเกิดเพราะไอน้ำในอากาศกระทบความเย็น”
จะเห็นว่าในส่วนของ ‘เหตุผล’ นั้นมีรายละเอียดมากขึ้น และมีการอธิบายเป็นขั้นเป็นตอน โดยอิงจากความรู้พื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์
“การตอบคำถามนี้ได้ ต้องหาเหตุผลบวกกับองค์ความรู้มาอธิบาย ซึ่งความรู้ก็มีหลายระดับ หากเด็กประถมหรือชาวบ้านที่มีความรู้น้อยอาจตอบแค่ว่า แดดทำให้น้ำระเหย แต่ถ้าคนที่มีความรู้ระดับสูงขึ้นมา อาจลงไปในรายละเอียดด้วยว่า น้ำที่ระเหยรวมกันเป็นก้อนเมฆได้อย่างไร”
นอกจากตัวอย่างที่ว่ามา อาจารย์สุธีระยังยกตัวอย่างอื่นๆ ในทำนองเดียวกันนี้ ที่ต้องอาศัยทั้งความเป็นเหตุผลและความรู้มาประกอบกัน เป็นต้นว่า ขนมปังบูดกับรา ฟ้าร้องกับฟ้าแลบ ตัวร้อนกับเป็นไข้ โดยถามคำถามเดียวกันว่าอะไรเป็นเหตุ อะไรเป็นผล ก่อนจะทิ้งท้ายว่า หัวใจสำคัญของการฝึกฝนโจทย์ในลักษณะนี้ไม่ได้อยู่ที่การหาคำตอบที่ถูกต้องเท่านั้น แต่อยู่ที่การอธิบายความเป็นเหตุเป็นผลของคำตอบนั้นๆ
ตัวอย่างที่ 2 : ความสัมพันธ์ของราคาขาย ต้นทุน และกำไร
ในตัวอย่างที่ 2 เป็นการแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ของเหตุและผลที่ซับซ้อนไปอีกขั้น โดยมีเรื่องของคณิตศาสตร์เข้ามาเกี่ยวข้อง โดยตัวอย่างที่อาจารย์สุธีระยกมาอธิบาย คือการแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ของราคาขาย ต้นทุน และกำไร ซึ่งเป็นเหตุเป็นผลต่อกัน
หากพิจารณาว่าในสามตัวแปรนี้ อะไรเป็นเหตุ อะไรเป็นผล แน่นอนว่า ‘ราคาขาย’ กับ ‘ต้นทุน’ คือเหตุ ซึ่งนำไปสู่ผล ก็คือ ‘กำไร’
จุดที่น่าสังเกตคือ แม้ราคาขายกับต้นทุนจะมีผลต่อกำไรเหมือนกัน แต่ความสัมพันธ์นั้นต่างกันโดยสิ้นเชิง กล่าวคือ หากราคาเพิ่มขึ้นจะส่งผลแบบแปรผันตรง คือทำให้กำไรเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน หากต้นทุนเพิ่มขึ้นจะส่งผลแบบแปรผกผัน คือทำให้กำไรลดลง
เมื่อนำมาเขียนเป็นสมการแบบคณิตศาสตร์แบบทั่วไป จะเขียนได้ว่า กำไร = ราคาขาย – ต้นทุน โดยที่ ‘กำไร’ เทียบได้กับผล และ ‘ราคาขาย-ต้นทุน’ เทียบได้กับการกระทำของเหตุนั่นเอง
อาจารย์สุธีระอธิบายเพิ่มเติมว่า นี่คือการเอาคณิตศาสตร์มาประยุกต์ใช้กับวิธีคิดแบบเหตุและผล ซึ่งถ้าเราสามารถสอนให้เด็กเข้าใจความสัมพันธ์แบบนี้ได้ และนำไปใช้กับการคิดงานหรือแก้ปัญหาบางอย่าง เช่น เวลาทำโครงงาน จะช่วยให้เขาเข้าถึงหัวใจของสะเต็มไปโดยปริยาย โดยไม่จำเป็นต้องแยกสาระวิชาใดวิชาหนึ่งออกจากกัน
อีกตัวอย่างหนึ่งที่อาจารย์สุธีระยกขึ้นมา เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น คือความสัมพันธ์ของ ความเร็ว ระยะทาง และเวลา ซึ่งเป็นการประยุกต์ทั้งวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์
ความเร็วคือผล ซึ่งเกิดจากเหตุคือ ระยะทางและเวลา ซึ่งถ้าเขียนเป็นสมการคณิตศาสตร์ จะได้ว่า ความเร็ว = ระยะทาง/เวลา
ทั้งนี้ อาจารย์สุธีระได้สาธิตการเขียนอธิบายความสัมพันธ์ดังกล่าว โดยใช้ลูกศร เส้นทึบ และเส้นประ เพื่อแทนค่าต่างๆ กล่าวคือ ใช้ลูกศรเพื่อแสดงความเป็นเหตุเป็นผล ใช้เส้นทึบแสดงความสัมพันธ์แบบแปรผันตรง และใช้เส้นประแทนความสัมพันธ์แบบแปรผกผัน ดังที่เห็นในรูปด้านบน
“สาระวิทยาศาสตร์คือการใช้ลูกศร สาระคณิตศาสตร์คือการใช้เส้นทึบเส้นประ นี่คือการใช้สะเต็มเข้าไปบูรณาการ โดยไม่จำเป็นต้องให้เขาเขียนแยกด้วยซ้ำในการทำโครงงานนี้ว่า S คืออะไร M คืออะไร แต่ถ้ายังขืนให้เขาเขียนแบบนั้น รับรองได้เลยว่าสีข้างถลอก เพราะต้องพยายามแถให้ครบ S T E M”
ทั้งสองตัวอย่างที่ว่ามา คือพื้นฐานของการใช้สะเต็มมาปรับใช้กับการเรียนการสอน โดยอาจารย์สุธีระเน้นย้ำว่า จุดสำคัญของกระบวนการนี้คือการทำให้เด็กรู้ ‘Why’ ไม่ใช่รู้แค่ ‘What’
ที่สำคัญ การสอนเรื่องสะเต็มนั้น ไม่ควรยึดติดแต่การใช้เทคโนโลยีเท่านั้น อันจะทำให้ทิศทางการสอนผิดเพี้ยนและไปไม่ถึงแก่นของสะเต็มที่แท้จริง
“สะเต็มแบบที่ควรจะเป็นไม่ใช่เน้นแต่การติดเทคโนโลยี แต่คือการพัฒนาวิธีคิด สะเต็มคือการเรียนรู้ที่ยึดอยู่บนฐานของการทราบเหตุ ไม่ใช่เน้นแต่การเสพผลโดยการเอาเทคโนโลยีมาใช้แบบฉาบฉวย ซึ่งอาจทำได้แค่คำตอบ แต่ไม่รู้ที่มาที่ไปของมัน”
“เพราะสุดท้ายแล้ว T (Technology) เป็นปลายทางของ SEM”
หมายเหตุ: ชมคลิปการเวิร์คช็อปฉบับเต็ม ได้ ที่นี่