โครงการมหาวิทยาลัยเด็ก ประเทศไทย โดยสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับ Frugal Science Academy, Georgia Institute of Technology สหรัฐอเมริกา จัดอบรมเชิงปฏิบัติการ เรื่อง Engaging Students in Low-cost Experiments: Which Banana is this? (ในวันที่ 19 เมษายน ที่ผ่านมา) ณ บ้านวิทยาศาสตร์สิรินธร อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย จังหวัดปทุมธานี โดยมีครูวิทยาศาสตร์เข้าร่วมกิจกรรมทั้งหมด 27 คน

นางฤทัย จงสฤษดิ์ ผู้อำนวยการฝ่ายอาวุโส ฝ่ายวิชาการ หลักสูตร และสื่อการเรียนรู้ สวทช. กล่าวว่า แนวทางวิทยาศาสตร์แบบประหยัด (Frugal Science) ช่วยลดความเหลื่อมล้ำทางการศึกษาได้อย่างดียิ่ง โดยเฉพาะโรงเรียนในพื้นที่ห่างไกลหรือโรงเรียนที่มีทรัพยากรจำกัด จะสามารถเรียนรู้และทดลองวิทยาศาสตร์ได้โดยไม่มีอุปสรรคด้านต้นทุน เพราะครูและนักการศึกษาได้พัฒนาและใช้เครื่องมือและวัสดุที่มีต้นทุนต่ำสำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่สำคัญและให้นักเรียนเรียนรู้ได้อย่างสนุก นอกจากนี้ยังช่วยปลูกฝังความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรม กระตุ้นให้นักเรียนและครูคิดค้นวิธีการใหม่ ๆ ในการแก้ปัญหาและทำการทดลอง ซึ่งเป็นทักษะที่สำคัญในโลกปัจจุบันที่ต้องการส่งเสริมเยาวชนให้มีความคิดสร้างสรรค์และการแก้ไขปัญหาอย่างมีนวัตกรรม

Janet Standeven เป็นครูมัธยมศึกษา มากว่า 28 ปี ปัจจุบันเป็นผู้อำนวยการของ Frugal Science Academy, Gorgia Institute of Technology สหรัฐอเมริกา ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการทำให้วิทยาศาสตร์เข้าถึงได้ง่ายว่า เป้าหมายของสถาบันคือทำให้วิทยาศาสตร์เข้าใจง่ายสำหรับนักเรียนและแสดงให้เห็นว่าการเรียนรู้ที่สำคัญสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยวัสดุและอุปกรณ์ที่หาได้ง่าย โดยการพัฒนาชุดอุปกรณ์ที่ใช้วัสดุที่มีราคาไม่แพง แต่อาศัยหลักการทำงานตามหลักการทางวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่ทำให้อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นสามารถใช้งานได้เทียบเท่าเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีขายทางการค้าทั่วไป ทำให้นักเรียนมีโอกาสทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น มีประสบการณ์สำคัญได้เรียนรู้และเข้าใจหลักการทางวิทยาศาสตร์ผ่านการลงมือทำด้วยตนเอง ซึ่งช่วยให้เข้าใจและจดจำได้ดีกว่าการเรียนแบบทฤษฎีเพียงอย่างเดียว

กิจกรรมที่ครูที่เข้าอบรมได้ลงมือทำ ได้แก่ การสกัดดีเอ็นเอจากกล้วย 4 ชนิด ได้แก่ กล้วยหอมทองปทุม กล้วยหอมคาเวนดิช กล้วยไข่ และกล้วยน้ำว้า เพื่อวิเคราะห์เปรียบเทียบลายพิมพ์ดีเอ็นเอว่ากล้วยแต่ละชนิดจะมีลายพิมพ์ดีเอ็นเอเหมือนหรือต่างกันอย่างไร เริ่มจากการสกัดดีเอ็นเอจากกล้วยด้วยวิธีที่ต่างกัน 2 วิธี คือ สกัดด้วยวิธีแบบง่ายด้วยการใช้อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ทั่วไป และการสกัดโดยใช้อุปกรณ์ที่ชื่อว่า OpenCell ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบและประดิษฐ์ขึ้นจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printing) เพื่อช่วยทำให้เซลล์แตก และสามารถปรับเปลี่ยนหัวเหวี่ยงเพื่อใช้งานเป็นเครื่องปั่นเหวี่ยงตกตะกอน (Centrifuge) ได้ จากนั้นนำตัวอย่างดีเอ็นเอไปทำปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (polymerase chain reaction; PCR) เพื่อสังเคราะห์ชิ้นส่วนดีเอ็นเอในหลอดทดลอง และนำมาวิเคราะห์ลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ด้วยเทคนิค Gel electrophoresis โดยอาศัยหลักการเคลื่อนที่ของสารบนเจลภายใต้สนามไฟฟ้า เพื่อวิเคราะห์ลายพิมพ์ดีเอ็นเอของกล้วยแต่ละชนิดต่อไป

นอกจากนี้ นางสาวสุปราณี สิทธิไพโรจน์สกุล นักวิชาการอาวุโส และทีมนักวิชาการ จากฝ่ายวิชาการ หลักสูตร และสื่อการเรียนรู้ สวทช. ได้นำชุดอุปกรณ์จำลองหลักการแยกของสารบนเจลภายใต้สนามไฟฟ้า (Gel electrophoresis) ซึ่งเป็นชุดอุปกรณ์ที่คิดค้นขึ้นโดยคนไทย ประยุกต์มาจากกล่องพลาสติก ลวดอะลูมิเนียม และใช้วุ้นทำอาหารทดแทนวุ้นอะกาโรสที่มีราคาแพง มาร่วมสาธิตและให้ครูผู้เข้ารับการอบรมได้ทดลองวิเคราะห์แยกตัวอย่างสีผสมอาหารด้วยตนเอง เพื่อให้เข้าใจเทคนิคและหลักการของการแยกสารบนเจลภายใต้สนามไฟฟ้าซึ่งเป็นหลักการเดียวกับที่ใช้แยกดีเอ็นเอด้วยวิธี Gel electrophoresis ในห้องปฏิบัติการจริง โดยทีมนักวิชาการได้เคยนำชุดอุปกรณ์นี้มาใช้จัดกิจกรรมค่ายนิติวิทยาศาสตร์สำหรับเยาวชนมาก่อนด้วย

นางสาวอำพร สิรวิกัย ครูผู้สอนวิชาชีววิทยา โรงเรียนกาญจนานุเคราะห์ จังหวัดกาญจนบุรี กล่าวว่ากิจกรรมที่ได้ทำในครั้งนี้มีประโยชน์มาก และชอบแนวแนวคิดที่นำองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาสร้างเป็นสื่อการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในรูปเครื่องมืออย่างง่ายซึ่งเหมาะสมกับประเทศไทยมาก เพราะเครื่องมือที่พัฒนาขึ้นจะช่วยให้กระบวนการเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร์ที่มีเนื้อหาที่มีความซับซ้อนและเข้าใจยากเห็นเป็นภาพที่ชัดเจนและเข้าใจได้ง่ายขึ้น อีกทั้งยังกระตุ้นให้เด็กอยากเรียนรู้วิทยาศาสตร์ได้อีกด้วย สำหรับอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่ได้เรียนรู้ในครั้งนี้ชอบอุปกรณ์เครื่องปั่นเหวี่ยงแบบมือดึง (3D-printed hand-powered centrifuge) ที่ได้แนวความคิดมาจากของเล่นเด็ก ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ได้จริงทดแทนเครื่องปั่นเหวี่ยงที่มีราคาแพง สะดวกต่อการนำไปใช้เวลาออกภาคสนามได้ด้วย เพราะมีขนาดเล็กและไม่ต้องใช้แบตเตอรี่

ส่วนนายพิษณุ ศรีกระกูล รองผู้อำนวยการโรงเรียนเบญจมราชรังสฤษฎิ์ 2 จังหวัดฉะเชิงเทรา ที่ได้เข้าร่วมอบรมในครั้งนี้กล่าวว่า รู้สึกดีใจมากที่ได้เข้าร่วมอบรม เพราะได้ทราบแนวความคิดในการพัฒนาเครื่องมือวิทยาศาสตร์อย่างง่ายด้วยหลักการ Frugal Science ซึ่งจะต่างจากหลักการ DIY ที่เน้นการทำด้วยตนเอง แต่ Frugal Science ใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์ทำสิ่งที่ยากและมีราคาแพงให้ใช้งานได้ง่ายและมีราคาถูก สามารถเข้าถึงได้ทุกที่ทุกเวลา anytime anywhere ส่วนอุปกรณ์ที่ชอบคือเครื่อง OpenCell ที่เป็นเครื่องปั่นเหวี่ยงตกตะกอน (Centrifuge) ซึ่งความสามารถของเครื่องนี้ใกล้เคียงกับเครื่องปั่นเหวี่ยงตกตะกอนที่มีราคาแพงได้เลย และสามารถปรับเปลี่ยนหัวปั่นเหวี่ยงได้หลายแบบอีกด้วย หลังจากอบรมมีแผนจะนำไปต่อยอดให้นักเรียนได้ลองใช้เครื่อง 3D Printing ที่โรงเรียนที่มีอยู่แล้วสร้างเป็นเครื่องปั่นเหวี่ยง OpenCell และนำไปใช้ในการทดลองจริงด้วย นอกจากนี้ยังชอบแนวความคิดของวิทยากรที่ให้นักเรียนจาก Frugal Science Academy ได้ลองผิดลองถูก ไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การประกวดหรือการแข่งขัน แต่เป็นสิ่งที่นักเรียนอยากเรียนรู้อยากทำด้วยตนเองซึ่งจะสำเร็จหรือไม่สำเร็จก็ได้ นักเรียนจะได้ใช้หลักการที่ได้เรียนรู้ไปพัฒนาต่อยอดเป็นสิ่งประดิษฐ์หรือเครื่องมือที่มีประโยชน์ต่อไป ซึ่งการลองผิดลองถูกก็ทำให้นักเรียนได้รับประสบการณ์ตรงและได้ทักษะกระบวนการแก้ปัญหาทุกขั้นตอนที่นักเรียนได้ลงมือทำด้วยตนเอง และหลักการของ Frugal Science ยังเป็นการบูรณาการศาสตร์หลายวิชาเข้าด้วยกัน เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา คณิตศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์

และ ดร.จิโรจน์ แสงรัตนประเสริฐ ครูชำนาญการ โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ จังหวัดนครปฐม กล่าวว่าประทับใจการอบรมครั้งนี้มาก ทุกกิจกรรมน่าสนใจ แต่สิ่งที่ประทับใจที่สุดคือเครื่องปั่นเหวี่ยงแบบมือดึง ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้หลักการที่เราคุ้นเคยจากของเล่นเด็กพัฒนาเป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่ใช้งานได้จริง มีราคาถูก และสามารถใช้ทดแทนเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีราคาแพงได้ ถือว่าเป็นการนำหลักการ back to the basic ที่น่าสนใจมาก ซึ่งวางแผนหลังการอบรมไว้ว่าอยากจะตั้งชุมนุมหรือวิชานวัตกรรมเพื่อให้นักเรียนได้ลองมาออกแบบสร้างเครื่องมือวิทยาศาสตร์ ถ้านักเรียนได้มารวมกันและช่วยกันคิดก็น่าจะพัฒนาต่อยอดเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีประโยชน์ได้มาก นอกจากนี้ทางโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ก็เป็นโรงเรียนแม่ข่ายที่จัดอบรมให้แก่โรงเรียนลูกข่าย ก็จะนำความรู้ที่ได้รับเกี่ยวกับการพัฒนาเครื่องมือที่ใช้หลักการ Frugal Science ไปถ่ายทอดต่อให้ครูโรงเรียนเครือข่ายและครูโรงเรียนทั่วไปได้นำเครื่องมือเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ในการเรียนการสอนก็จะช่วยให้การเรียนวิทยาศาสตร์สัมฤทธิ์ผลมากยิ่งขึ้น