แนวคิดคลาดเคลื่อนหรือมโนทัศน์ที่คลาดเคลื่อนทางวิทยาศาสตร์ เป็นความรู้ความเข้าใจหรือความคิดที่ไม่สมบูรณ์ แตกต่างหรือเบี่ยงเบนไปจากแนวความคิดที่เป็นที่ยอมรับทางวิทยาศาสตร์ในขณะนั้น (วันเพ็ญ คำเทศ, 2560) ซึ่งอาจเกิดจากประสบการณ์เดิมหรือการได้รับความรู้ที่ไม่ถูกต้อง ไม่สมบูรณ์ คลุมเครือ (สมเจตน์ อุระศิลป์ และศักดิ์ศรี สุภาษร, 2553) แนวคิดคลาดเคลื่อนอาจแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท ได้แก่ 1) อุปาทาน (Preconceived Notion) 2) ความเชื่อที่ไม่เป็นวิทยาศาสตร์ (Nonscientific Belief) 3) ความเข้าใจผิดเกี่ยวกับมโนทัศน์ (Conceptual Misunderstanding) 4) มโนทัศน์ที่คลาดเคลื่อนเนื่องจากภาษา (Vernacular Misconception) และ 5) มโนทัศน์ที่คลาดเคลื่อนเกี่ยวกับข้อเท็จจริง (Factual Misconception) (NRC, 1997; วันเพ็ญ คำเทศ, 2560)

     แนวคิดคลาดเคลื่อนของผู้เรียนเป็นปัจจัยหนึ่งที่สำคัญที่อาจขัดขวางไม่ให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างมีความหมาย และอาจทำให้ไม่เกิดการเรียนรู้อย่างถาวร และอาจส่งผลต่อทั้งการเรียนวิทยาศาสตร์ในระดับสูงขึ้น หรือการนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน ที่ไม่ถูกต้อง การแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนของผู้เรียนจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างมาก (สมเจตน์ อุระศิลป์ และศักดิ์ศรี สุภาษร, 2553; สลิลทิพย์ บุญเลิศ และคณะ, 2562)

     แนวคิดเรื่องไฟฟ้าเป็นแนวคิดหนึ่งที่ผู้เรียนสามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้ หากผู้เรียนมีแนวคิดเรื่องไฟฟ้าที่ถูกต้อง เช่น การใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง เหมาะสมกับการใช้งาน ประหยัด ปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน รวมถึงเป็นแนวคิดพื้นฐานสำคัญในการเรียนวิชาไฟฟ้าในระดับมัธยมศึกษาตอนปลายและอุดมศึกษา แนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าส่วนใหญ่ของผู้เรียนเป็นความเข้าใจผิดเกี่ยวกับมโนทัศน์ (Conceptual Misunderstanding) เช่น ผู้เรียนไม่เข้าใจและไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้าได้ (Turgut et al., 2011) ไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างของวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนานได้ (Widodo et al., 2018) ตาราง 1 แสดงตัวอย่างของแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าที่พบได้บ่อย โดยในตารางได้แสดงแนวคิดที่ถูกต้องไว้ด้วย ผู้สอนสามารถนำแนวคิดคลาดเคลื่อนนี้ไปใช้พิจารณาประกอบการออกแบบการจัดการเรียนการสอนได้

ตาราง 1 ตัวอย่างแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าและแนวคิดที่ถูกต้อง

     การแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าในการจัดการเรียนการสอนสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การใช้สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน เรื่อง การต่อวงจรไฟฟ้า ของ สสวท. ซึ่งเป็นสื่อจำลองการต่อวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายที่ช่วยแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนได้ โดยการที่ผู้ใช้สื่อสามารถต่อวงจรไฟฟ้าได้ตามต้องการ ได้เห็นหลักฐานเชิงประจักษ์จากการวัดค่ากระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าด้วยแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ สื่อนี้สามารถเข้าถึงได้ง่ายโดยใช้งานผ่านเว็บเบราว์เซอร์ได้ทั้งในคอมพิวเตอร์และสมาร์ตโฟน ตามลิงก์ดังภาพ 1

https://www.scimath.org/desktop-application/item/10653-2019-09-02-08-37-20

ภาพ 1 สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน เรื่อง การต่อวงจรไฟฟ้า

     สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน เรื่อง การต่อวงจรไฟฟ้านี้ ประกอบด้วยหน้าจอแสดงพื้นที่การต่อวงจรไฟฟ้าและกล่องอุปกรณ์ ดังภาพ 2 การใช้งานเริ่มต้นจากเลือกอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้แก่ ถ่านไฟฉาย หลอดไฟฟ้า สวิตช์ ในกล่องจากทางด้านซ้ายมาวางบนพื้นที่ว่างทางด้านขวา จากนั้นเชื่อมต่ออุปกรณ์ด้วยสายไฟฟ้าจนกลายเป็นวงจรไฟฟ้า ซึ่งอุปกรณ์แต่ละชิ้นสามารถปรับแต่งได้ เช่น เมื่อกดที่สวิตช์ จะปรากฏแถบสัญลักษณ์ให้เลือกเปิดหรือปิดสวิตช์ ลบสวิตช์ทิ้ง หรือเปลี่ยนทิศทางการวางสวิตช์ได้ ดังภาพ 3

ภาพ 2 หน้าจอแสดงพื้นที่การต่อวงจรไฟฟ้า

ภาพ 3 การปรับแต่งอุปกรณ์

     การใช้สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชันนี้ช่วยในการแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนในตาราง 1 ลำดับที่ 4 ที่กล่าวว่า กระแสไฟฟ้าจะมีค่าลดลงเมื่อผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า ทำได้โดยการต่อวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายที่มีแอมมิเตอร์ที่วัดกระแสไฟฟ้า 2 ตำแหน่ง คือ ตำแหน่งก่อนกระแสไฟฟ้าผ่านหลอดไฟฟ้า และหลังกระแสไฟฟ้าผ่านหลอดไฟฟ้า ดังภาพ 4 ซึ่งเมื่อกดสวิตช์ให้วงจรปิด จะพบว่าค่ากระแสไฟฟ้าก่อนผ่านและหลังผ่านหลอดไฟฟ้ายังคงมีค่าเท่าเดิม

ภาพ 4 วงจรไฟฟ้าที่มีแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้า

     สำหรับการแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนในตาราง 1 ลำดับที่ 5 ที่กล่าวว่า ในวงจรไฟฟ้าที่มีหลอดไฟฟ้า 2 ดวงที่เหมือนกันต่อกันแบบอนุกรม หลอดไฟฟ้าที่อยู่ไกลจากแบตเตอรี่จะสว่างน้อยกว่าหลอดไฟฟ้าที่อยู่ใกล้กว่า ทำได้โดยต่อวงจรไฟฟ้าที่มีหลอดไฟฟ้า 2 ดวงที่เหมือนกันแบบอนุกรม ดังภาพ 5 ซึ่งเมื่อกดสวิตช์ให้วงจรปิด จะพบว่ากระแสไฟฟ้าที่ผ่านหลอดไฟฟ้าทั้งสองมีค่าเท่ากัน ส่วนความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมหลอดไฟฟ้าทั้งสองก็มีค่าเท่ากัน นอกจากนี้ เมื่อสังเกตวงกลมสีเหลืองรอบหลอดไฟฟ้าซึ่งแทนความสว่างของหลอดไฟฟ้า พบว่ามีขนาดเท่ากันด้วย แสดงว่าหลอดไฟฟ้าที่อยู่ไกลจากแบตเตอรี่สว่างเท่ากับหลอดไฟฟ้าที่อยู่ใกล้แบตเตอรี่

     นอกจากการใช้สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน การแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนเรื่องไฟฟ้าอาจทำโดยวิธีอื่น ๆ ได้ เช่น การสร้างสถานการณ์หรือใช้คำถามที่เน้นการคิดวิเคราะห์เพื่อให้ผู้เรียนได้เผชิญความคิดที่คลาดเคลื่อนของผู้เรียนเอง การสร้างโอกาสให้นักเรียนได้สะท้อนความคิด หรือนำความรู้ความเข้าใจที่มีไปแก้ปัญหาหรือมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคม หรือการให้ผู้เรียนทำกิจกรรมการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) เพื่อกระตุ้นกระบวนการคิดของผู้เรียน เน้นให้ผู้เรียนได้ปฏิบัติ หรือให้เห็นหลักฐานเชิงประจักษ์จากการต่อวงจรไฟฟ้าจริง (สลิลทิพย์ บุญเลิศ และคณะ, 2562) ซึ่งในกรณีที่ห้องเรียนไม่มีอุปกรณ์ ผู้สอนอาจใช้สื่อการสอนอื่นมาช่วยได้ เช่น ให้ผู้เรียนศึกษาจากการอ่านใบความรู้ การดูวีดิทัศน์ หรือการใช้สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน อย่างไรก็ดี ควรให้ผู้เรียนลงมือปฏิบัติกับอุปกรณ์จริง ซึ่งจะช่วยให้ผู้เรียนสร้างความเข้าใจที่ถูกต้องได้ดีที่สุด

     ในการจัดการเรียนการสอนหรือการประเมินการเรียนรู้ หากพบว่าผู้เรียนมีแนวคิดคลาดเคลื่อน ควรต้องแก้ไขโดยทันที หรือเตรียมสื่อ เช่น สื่ออินเตอร์แอ็คทีฟซิมูเลชัน เรื่อง การต่อวงจรไฟฟ้า มาช่วยสอนเพื่อให้ผู้เรียนเข้าใจได้ถูกต้อง อันจะนำไปสู่การนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างถูกต้องต่อไป

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ปีที่ 52 ฉบับที่ 246 มกราคม – กุมภาพันธ์ 2567

ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://emagazine.ipst.ac.th/246/16/

บรรณานุกรม

Chambers, K. S. & Andre, T. (1997). Gender, Prior Knowledge, Interest, and Experience in Electricity and Conceptual Change Text Manipulations in Learning about Direct Current. Journal of Research in Science Teaching, 34: 107-123.

Heller, P. M. & Finley, F. N. (1992). Variable Uses of Alternative Conceptions: a case study in current electricity. Journal of Research in Science Teaching, 29(3): 259-275.

National Research Council. (1997). Science Teaching Reconsidered: a handbook. Washington, DC: National Academies Press.

Küçüközer and Kocakülah. (2007). Secondary School Students’ Misconceptions about Simple Electric Circuits. Journal of Turkish Science Education, 4(1): 101-115.

Setyani, N. D. & Suparmi, Sarwanto & Handhika, J. (2017). Students Conception and Perception of Simple Electrical Circuit. Journal of Physics: Conference Series, 909.

Turgut, U., Gürbüz, F., & Turgut, G. (2011). An Investigation 10th Grade Students’ Misconceptions about Electric Current. Procedia Social and Behavioral Sciences, 15, 1965–1971.

Widodo, W. and et. al. (2018). Revealing Student’s Multiple-Misconception on Electric Circuits. Journal of Physics: Conference Series, 1108.

วันเพ็ญ คำเทศ. (2560). มโนทัศน์ที่คลาดเคลื่อนทางวิทยาศาสตร์: ประเภทและเครื่องมือประเมิน. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช, 10(2): 54-64.

สมเจตน์ อุระศิลป์ และ ศักดิ์ศรี สุภาษร. (2553). การสำรวจและปรับแก้มโนมติที่คลาดเคลื่อน เรื่อง พันธะเคมี โดยใช้โมเดล การเรียนรู้ T5 แบบกระดาษ. [วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ศึกษา, มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี].

สลิลทิพย์ บุญเลิศ และคณะ. (2562). การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้เชิงรุก เพื่อแก้ปัญหาแนวคิดคลาดเคลื่อนวิทยาศาสตร์ เรื่อง วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3. วารสารการศึกษาและการพัฒนามนุษย์, 3(1): 1-14.