ไม่บ่อยครั้งที่เด็กและเยาวชนไทยจะได้ทำการทดลองบนโลกคู่ขนานกับการทดลองบนอวกาศ แต่ในที่สุดโอกาสดีๆ ก็มาถึงแล้ว เมื่อสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (Japan Aerospace Agency: JAXA) และหน่วยงานพันธมิตรจัดโครงการ Asian Herb in Space หรือ AHiS ขึ้นเมื่อต้นปี 2564 เพื่อให้เด็กและเยาวชนไทยกว่า 300 ทีมทั่วประเทศได้ทดลองปลูกโหระพา ราชาพืชสมุนไพรบนโลก เพื่อวิเคราะห์เปรียบเทียบผลกับที่นักบินอวกาศปลูกบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
กุลประภา นาวานุเคราะห์ ผู้ช่วยผู้อำนวยการ สวทช. กล่าวว่า โครงการ Asian Herb in Space เป็นโครงการที่เปิดโอกาสให้เด็กและเยาวชนไทยได้เข้าถึงองค์ความรู้และเทคโนโลยีด้านอวกาศ ในเรื่องปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชโดยเฉพาะเรื่องสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ (Microgravity) ซึ่งความรู้ที่ได้จะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนากระบวนการผลิตอาหารต่อไปในอนาคต ที่สำคัญการที่เด็กและเยาวชนได้ทำกิจกรรมนี้จะเป็นการส่งเสริมให้เกิดการพัฒนาทักษะด้าน STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) ผ่านการลงมือเรียนรู้ด้วยตนเอง (Project-based learning) อีกด้วย
“เด็กและเยาวชนที่สมัครเข้าร่วมโครงการ AHiS จะได้รับชุดอุปกรณ์สำหรับทำการทดลองปลูกต้นโหระพา 2 โครงงาน โครงงานแรกเป็นการทดลองปลูกต้นโหระพาเป็นระยะเวลา 30 วัน ด้วยปัจจัยควบคุมที่เหมือนกับบนสถานีอวกาศแทบทุกประการ ทั้งเมล็ด ภาชนะเพาะปลูก วัสดุเพาะปลูก ปุ๋ย อุณหภูมิ และความชื้น ฯลฯ เพื่อนำผลที่ได้มาวิเคราะห์ว่าการปลูกโหระพาบนโลกกับบนสถานีอวกาศที่มีระดับแรงโน้มถ่วงไม่เท่ากันจะส่งผลต่อการเจริญเติบโตอย่างไรบ้าง
ส่วนโครงงานที่ 2 เป็นโครงงานอิสระ ผู้สมัครสามารถเลือกว่าจะทำโครงงานนี้หรือไม่ก็ได้ โดยมีโจทย์คือให้ตั้งตัวแปรควบคุมที่คาดว่าจะมีผลต่ออัตราการเจริญเติบโตของต้นโหระพาเพิ่มเติม แล้วทำการทดลองอีก 1 การทดลอง เพื่อนำผลที่ได้มาวิเคราะห์ร่วมกับโครงงานที่ 1 จากนั้นหลังจากสิ้นสุดการทดลองเป็นระยะเวลา 30 วัน ให้ทุกทีมที่สมัครเข้าร่วมส่งสรุปการทดลองมายังโครงการฯ เพื่อให้คณะกรรมการพิจารณาสรุปการทดลองของแต่ละทีม แล้วคัดเลือกผู้ชนะที่มีกระบวนการการทดลองเป็นระบบ มีความถูกต้องตามหลักทางวิทยาศาสตร์ และมีการรายงานผลการทดลองที่สมบูรณ์ที่สุดเป็นผู้ชนะ ซึ่งเป็นที่น่ายินดีว่า เมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายนที่ผ่านมา โครงการ AHiS ได้ประกาศผลทีมผู้ชนะเป็นที่เรียบร้อยแล้ว คือ ทีม AHiS034 นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 จากโรงเรียนกรุงเทพคริสเตียนวิทยาลัย”
AHiS034 ใช้ “ทรัพยากรที่มี” เป็นตัวแปรควบคุม
เยาวชนทีม AHiS034 ประกอบด้วยเด็กชายปัณณทัต อรุณพัลลภ (เหว่ยซัน) เด็กชายปฐวี จารุกิจขจร (ต้าเหว่ย) และเด็กชายธชย จารุวิศิษฏ์ (คิริน) พวกเขาเริ่มต้นลงชื่อเข้าโครงการ AHiS ตั้งแต่ต้นปี 2564 ตอนที่เพิ่งเรียนจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 แบบหมาดๆ ก่อนจะใช้ความรู้และประสบการณ์ทั้งหมดที่มีวางแผนการทดลองอย่างรอบคอบ เพื่อพิสูจน์ข้อสันนิษฐานที่ตั้งไว้
ปัณณทัตเล่าถึงเหตุผลที่สมัครเข้าร่วมโครงการนี้ว่า ตนเองและเพื่อนอีก 2 คน ต่างมีความสนใจเรื่องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในมุมที่ต่างกัน แต่ความสนใจเหล่านั้นบังเอิญมาตรงกับโจทย์การทดลองของโครงการนี้พอดี ทั้งเรื่องพฤกษศาสตร์ ชีววิทยา และอวกาศ จึงเป็นเหตุผลให้ได้มารวมตัวกันสมัครเข้าการแข่งขันนี้ และได้ขอให้ครูที่โรงเรียนช่วยเป็นที่ปรึกษาประจำทีมให้
“ในการแข่งขันโครงการนี้ มีโจทย์การทดลองเป็น 2 โครงงาน คือ การปลูกโหระพาในปัจจัยควบคุมที่คล้ายกับบนสถานีอวกาศแทบทุกประการแตกต่างกันที่ระดับแรงโน้มถ่วง และอีกโครงงานเป็นโครงงานอิสระ ให้แต่ละทีมออกแบบตัวแปรควบคุมในการปลูกต้นโหระพาเพิ่มเติมด้วยตนเองเพื่อศึกษาความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นต่ออัตราการเจริญเติบโต ซึ่งจากการตัดสินใจร่วมกันในทีมได้ข้อสรุปว่า ‘จะทำการทดลองทั้ง 2 โครงงาน เพื่อให้ได้ศึกษาเกี่ยวกับเรื่องนี้เพิ่มมากขึ้น’
จากการศึกษาคู่มือหลายครั้งและศึกษาเกี่ยวกับต้นโหระพาอย่างละเอียดตามคำแนะนำของครูที่ปรึกษา จึงทำให้เห็นถึงข้อมูลสำคัญว่า ‘ปัจจัยที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของต้นโหระพา’ กับ ‘สภาพแวดล้อมบนสถานีอวกาศ’ มีจุดที่เชื่อมโยงกันคือ ‘ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)’ เพราะโหระพาเป็นพืชในกลุ่ม C3[1] ที่ต้องได้รับปริมาณ CO2 มากพอจึงจะสามารถสังเคราะห์อาหารได้มีประสิทธิภาพ ขณะที่บนสถานีอวกาศมีปริมาณ CO2 มากกว่าสภาพแวดล้อมปกติบนโลกถึง 10 เท่า (อ้างอิงจากคู่มือประกอบการทดลองของทาง JAXA) ทีมจึงตัดสินใจใช้ CO2 เป็นตัวแปรควบคุมในการทำโครงงานที่สอง เพื่อศึกษาว่าหากต้นโหระพาที่ปลูกบนโลกได้รับ CO2 ในปริมาณที่มากกว่าปกติ จะส่งผลให้มีอัตราการเจริญเติบโตที่มากขึ้นหรือไม่”
ไม่ราบรื่นอย่างที่คิด ตั้งสติรับมือกับปัญหา
หลังจากวางแผนการทดลองทั้ง 2 โครงงานเสร็จ ทีม AHiS034 ได้ตัดสินใจใช้ห้องทดลองรวมถึงอุปกรณ์ของโรงเรียนในการทำงาน แต่ด้วยสถานการณ์โควิด-19 ระบาดทั่วประเทศ โรงเรียนต้องปิดเพื่อควบคุมการระบาดของโรค ทีมจึงต้องวางแผนการทดลองกันใหม่อีกครั้งหนึ่ง
ปฐวีเล่าว่าตอนแรกที่เจอปัญหาก็หลงทางกันไปบ้าง ไม่รู้จะรับมืออย่างไรดี จะหยุดรอให้สถานการณ์คลี่คลายหรือลุยไปต่อเลย แต่ท้ายที่สุดเมื่อช่วยกันหาทางแก้ปัญหาก็สามารถหาสถานที่ทำการทดลองใหม่ได้ เป็นที่โรงเรียนกวดวิชาของครอบครัวปัณณทัต ซึ่งตอนนั้นต้องปิดให้บริการเนื่องด้วยสถานการณ์โรคระบาดเช่นกันพอดี สถานที่แห่งนั้นมีความเหมาะสมในการควบคุมสภาพแวดล้อมทั้งด้านอุณหภูมิ ความชื้น และแสง ส่วนทางด้านอุปกรณ์การทดลองทีมได้ช่วยกันดัดแปลงอุปกรณ์ที่หาได้ง่ายไม่ต้องลงทุนสูง มาใช้ทดแทน
“ภายหลังจากการเร่งติดตั้งอุปกรณ์การทดลองในพื้นที่ เพื่อให้สามารถทดลองได้เสร็จก่อนฤดูร้อนจะมาถึง ซึ่งจะส่งผลให้การควบคุมตัวแปรในการทดลองทำได้ยากลำบากยิ่งขึ้น ปัณณทัตในฐานะเจ้าของสถานที่ได้ทำหน้าที่เป็นผู้ดูแลพืช และส่งข้อมูลความเปลี่ยนแปลงของการทดลองตลอด 30 วันให้ทีมทางออนไลน์เพื่อช่วยกันวิเคราะห์ผล ก่อนจะนำผลทั้งหมดมาสรุปการทดลองร่วมกันอีกครั้งหนึ่งหลังจบการทดลอง โดยมีครูที่ปรึกษาเป็นผู้ช่วยตั้งคำถามให้ทีมได้คิดทบทวน และศึกษาเพิ่มเติม
จากการนำผลการทดลองของทั้ง 2 โครงงานมาเปรียบเทียบกัน ข้อสรุปของการทดลองเป็นไปตามข้อสันนิษฐานที่ตั้งไว้ คือ ต้นโหระพาที่ได้รับ CO2 มากกว่า จะมีอัตราการเจริญเติบโตที่สูงกว่า และนั่นทำให้สันนิษฐานต่อได้ว่าต้นโหระพาที่ปลูกบนสถานีอวกาศซึ่งมีปริมาณ CO2 สูงกว่าบนโลกถึง 10 เท่าน่าจะมีอัตราการเจริญเติบโตที่สูงกว่าเช่นกัน อย่างไรก็ตามบนสถานีอวกาศยังมีปัจจัยอื่นที่ส่งผลต่อรูปแบบการเจริญเติบโตของพืช เช่น สภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ (Microgravity) ทั้งนี้หลังจากที่นักวิจัยทำการวิเคราะห์ผลการปลูกบนสถานีอวกาศเสร็จเรียบร้อยในเดือนธันวาคมปีนี้ ก็จะทำให้ได้ผลสรุปที่ชัดเจนมากยิ่งขึ้น”
ดูสรุปการทดลองของทีม AHiS034 ได้ที่ : https://www.nstda.or.th/spaceeducation/ahis-best-report/
“อุปสรรค” นำมาซึ่งการเรียนรู้และการเติบโต
จากสถานการณ์การระบาดของโรคโควิด-19 ทำให้แผนการทดลองต้องปรับเปลี่ยน แต่ด้วยความมุ่งมั่นตั้งใจ ทำให้พวกเขาสามารถเอาชนะอุปสรรคต่างๆ ได้สำเร็จ นำมาสู่การเติบโตขึ้นระหว่างการทำกิจกรรม
ธชย เล่าว่า สิ่งที่ทีมได้เรียนรู้จากการทำการทดลองครั้งนี้และภูมิใจมากที่สุดที่ทำได้สำเร็จคือ “การรับมือกับปัญหา” เมื่อต้องหาสถานที่และอุปกรณ์การทดลองใหม่ แทนที่จะยอมแพ้หรือเปลี่ยนโจทย์การทดลองไปเลย ทุกคนเลือกที่จะแก้ปัญหาโดยการช่วยกันคิดว่าจะสามารถใช้อะไรทดแทนได้บ้างโดยไม่ต้องลงทุนสูง อยู่ในขอบเขตที่สามารถลงมือทำได้ในสถานการณ์ตอนนั้น บทเรียนในการแก้ปัญหาครั้งนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการรับมือปัญหาที่อาจต้องเจอในอนาคต
“อีกเรื่องหนึ่งที่ทุกคนในทีมได้เรียนรู้มากจากการทำกิจกรรมครั้งนี้ คือ การเขียนรายงานสรุปการทดลองแบบละเอียดซึ่งเป็นเรื่องใหม่ที่ยังไม่เคยทำมาก่อน ก่อนที่จะเรียบเรียงออกมาเป็นสรุปงานได้ จะต้องประมวลผลการทดลองทั้งหมด คัดกรองว่าควรนำเสนอข้อมูลอะไร และวิเคราะห์ว่านำเสนออย่างไรจึงจะเหมาะสม ซึ่งทีมได้ทำการปรับแก้สรุปงานกันมากกว่าสิบครั้ง กว่าจะได้เป็นสรุปงานฉบับที่ส่งให้คณะกรรมการพิจารณา คิดว่าประสบการณ์เหล่านี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากในการเรียนในอนาคตเช่นกัน”
ปัณณทัตในฐานะหัวหน้าทีมทิ้งท้ายว่า แม้การทำโครงงานนี้จะเหนื่อยแต่ทุกคนก็สนุกที่ได้เรียนรู้ไปด้วยกัน รู้สึกคุ้มค่าที่ได้ลงมือทำ ยิ่งตอนรู้ว่าได้ที่ 1 ดีใจมากหายเหนื่อยเป็นปลิดทิ้ง จากการคุยกันหลังจบงานก็พบว่าทุกคนในทีมชอบการเรียนรู้ผ่านการทำโครงงาน เพราะทำให้ได้เรียนรู้ในสิ่งที่ตัวเองสนใจ และเกิดความเข้าใจมากกว่าการอ่านหรือท่องจำเนื้อหาจากตำราเรียน ขอขอบคุณผู้จัดงานทุกท่าน อาจารย์ที่ปรึกษา และผู้ปกครอง ที่ทำให้มีโอกาสได้รับประสบการณ์นี้
ครูที่ปรึกษาหรือ “โค้ช” ผู้ตั้งคำถามให้เกิดการเรียนรู้
ในทีม AHiS034 นอกเยาวชนทั้ง 3 คนข้างต้นแล้ว ยังมีครูที่ปรึกษาที่ทำหน้าที่เป็น “โค้ช (Coach)” อีก 3 คน คือ ครูอดิเรก พิทักษ์ (ครูเรก) เชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์ ครูชนันท์ เกียรติสิริสาสน์ (ครูตั้ว) เชี่ยวชาญด้านชีววิทยา และครูวนิดา ภู่เอี่ยม (ครูกุ้ง) เชี่ยวชาญด้านการจัดการข้อมูลและการนำเสนอ
ครูอดิเรกเป็นตัวแทนเล่าถึงการรับบทบาทโค้ชให้กับนักเรียนในโครงงานนี้ว่า หลังจากได้รับคำขอจากนักเรียนให้ช่วยเป็นที่ปรึกษาในการแข่งขัน จึงได้แบ่งหน้าที่กับครูอีก 2 ท่านในการศึกษารายละเอียดของโครงการและศึกษาความรู้ที่เกี่ยวข้องเพื่อทำหน้าที่โค้ชนักเรียนตามความเชี่ยวชาญของตัวเอง
“ด้วยกิจกรรมนี้มีลักษณะเป็นการให้นักเรียนได้ศึกษาด้วยตนเองผ่านการลงมือทำโครงงาน (Project-based learning: PBL[2]) ครูจึงต้องรับบทบาทเป็น “โค้ช” ผู้ตั้งคำถามเพื่อให้พวกเขาได้คิดอย่างรอบคอบ คิดต่อยอด รวมถึงช่วยชี้แนะว่าอะไรที่ทำได้ดีแล้ว และอะไรที่ควรเสริมหรือควรศึกษาเพิ่มเติม เพราะเป้าหมายของการทำ PBL คือการที่นักเรียนได้ลงมือเรียนรู้ด้วยตัวเองและได้ความรู้เพิ่มเติมตามเป้าหมายที่วางไว้ ซึ่งประสบการณ์ที่ครูได้รับจากการโค้ชเด็กแต่ละครั้ง จะช่วยให้ครูได้พัฒนาทักษะของตัวเองด้วยเช่นกัน
แม้งานที่ทำจะเหนื่อย แต่พอได้เห็นนักเรียนตั้งใจเรียนรู้ เกิดการพัฒนา หรือประสบความสำเร็จ ก็ทำให้ความเหนื่อยหายไปหมด ภูมิใจในตัวนักเรียนมาก สิ่งเหล่านี้เป็นความสุขของคนเป็นครู ขอบคุณผู้จัดงานที่นำโอกาสในการเรียนรู้มาสู่เด็กๆ”
โครงการ Asian Herb in Space หรือ AHiS โดยความร่วมมือในการดำเนินงานของ สวทช. องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) และหน่วยงานพันธมิตร ได้มีการพัฒนาและดำเนินงานมา 2 ปี และบัดนี้ได้บรรลุผลสำเร็จตามเป้าหมายเป็นที่เรียบร้อยแล้ว การเรียนรู้และการเติบโตของเด็ก เยาวชน และครูที่ปรึกษา รวมถึงแรงสนับสนุนในการจัดกิจกรรมจากทุกท่าน จะเป็นแรงขับให้เกิดกิจกรรมเพื่อส่งเสริมการเรียนรู้ต่อไปในอนาคต
คำอธิบายเพิ่มเติม
[1] “โหระพา” เป็นพืชกลุ่ม C3 หรือ C3 carbon fixation ที่ต้องอาศัยการตรึง CO2 เพื่อใช้ในกระบวนการสร้างอาหาร (Calvin Cycle) ทำให้เมื่อเกิดสถานการณ์ที่พืชไม่สามารถตรึงคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้ได้มากพอ จะส่งผลให้ประสิทธิภาพในการสร้างอาหารของพืชกลุ่มนี้ลดลง
[2] Project-based learning (PBL) คือ รูปแบบการจัดการเรียนการสอนโดยให้ผู้เรียนได้ลงมือทำหรือเรียนรู้ด้วยตนเอง ทั้งการออกแบบกระบวนการเรียนรู้ การค้นคว้า การทดลอง การคิดวิเคราะห์ และการสรุปผลการเรียนรู้ผ่านการทำโครงงาน ทั้งนี้โจทย์ในการทำโครงงานขึ้นอยู่กับความสนใจของผู้เรียน หรือการออกแบบเป้าหมายในการเรียนรู้เพื่อพัฒนาทักษะของอาจารย์ที่ปรึกษา
รายชื่อทีมที่ได้รับรางวัลโครงการ Asian Herb in Space (AHiS)
รางวัลชนะเลิศ
- ทีม AHiS034 โรงเรียนกรุงเทพคริสเตียนวิทยาลัย
รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1
- ทีม AHiS219 โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยพะเยา
รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 2
- ทีม AHiS045 โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ตรัง
รางวัลนำเสนอดีเด่น (2 รางวัล)
- ทีม AHiS150 โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี
- ทีม AHiS167 โรงเรียนสุราษฎร์ธานี
รางวัลพิเศษจาก บริษัท กรีน อินโนเวทีฟ ไบโอเทคโนโลยี จำกัด (6 รางวัล)
- ทีม AHiS004 โรงเรียนกำเนิดวิทย์ / กรุงเทพคริสเตียนวิทยาลัย / มหิดลวิทยานุสรณ์
- ทีม AHiS006 โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบุรี
- ทีม AHiS013 โรงเรียนราชินีบน
- ทีม AHiS038 โรงเรียนหารเทารังสีประชาสรรค์
- ทีม AHiS057 โรงเรียนมงฟอร์ตวิทยาลัย
- ทีม AHiS100 โรงเรียนอุตรดิตถ์
รางวัลพิเศษจากสาขาวิชาชีวนวัตกรรมและผลิตภัณฑ์ฐานชีวภาพอัจฉริยะ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- ทีม AHiS261 โรงเรียนนครขอนแก่น
