เรียนออนไลน์แค่ทดลอง!
แล้วทำการทดลองวิทย์ทางออนไลน์ล่ะ เป็นเรื่องจริงหรือเปล่า?


ท่ามกลางความวุ่นวายกับการเรียนออนไลน์ในยุคโควิด ก็ยังมีคำพูดปลอบใจว่า “เป็นแค่ช่วงทดลอง” แล้วถ้าต่อไปต้องเรียนวิชาทดลองวิทยาศาสตร์ทางออนไลน์ด้วยล่ะ “เรื่องนี้จริงหรือแค่ฝันไป?”

เมื่อก่อนการทดลองวิทยาศาสตร์ต้องลงมือทำในห้องปฏิบัติการ แต่เดี๋ยวนี้แค่มีคอมพิวเตอร์กับอินเทอร์เน็ตก็เรียนออนไลน์เองได้ใน ‘Remote Laboratory’ และ ‘Virtual Reality Laboratory’

รู้จักกับการเรียนออนไลน์ผ่านห้องปฏิบัติการทางไกลและการทดลองวิทยาศาสตร์โดยใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เสมือน

วิธีเรียนออนไลน์ที่ใกล้เคียงกับการทดลองวิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการมากที่สุด ก็คือ Remote Laboratory ซึ่งผู้เรียนจะได้ลงมือทำการทดลองจริงโดยส่งคำสั่งออนไลน์ไปยังอุปกรณ์ที่ควบคุมเครื่องมือวิทยาศาสตร์เพื่อให้ทำการอย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น เทหรือกวนสาร เป็นต้น คล้ายกับการบังคับแขนกลของหุ่นยนต์ให้ทำงานตามที่ต้องการ วิธีนี้ต้องใช้สารเคมี อุปกรณ์ และเครื่องแก้วต่าง ๆ เพียงแต่ผู้เรียนไม่ต้องหยิบจับสิ่งเหล่านั้นด้วยมือตัวเอง โดยสามารถทำการทดลองในพื้นที่ห่างไกลที่ไหนเมื่อไรกี่ครั้งก็ได้ และยังสามารถบันทึกการทดลองผ่านกล้องเว็บแคมเพื่อส่งผลการทดลองให้อาจารย์ได้อีกด้วย แต่มีข้อจำกัดตรงที่ผู้เรียนจะไม่ได้สัมผัสกับบรรยากาศการทำงานในห้องปฏิบัติการจริง ไม่ได้กลิ่นสารเคมี ไอร้อนจากเตา ไม่ต้องเตรียมและทำความสะอาดอุปกรณ์บนโต๊ะปฏิบัติการรวมทั้งขาดทักษะบางประการ เช่น การชั่งตวงวัดปริมาณสารต่าง ๆ นอกจากนี้ การเรียนผ่านห้องปฏิบัติการทางไกลมีค่าใช้จ่ายสูงในการบริหารจัดการ และโจทย์การทดลองที่ผู้เรียนสามารถศึกษาได้ก็มีอยู่ค่อนข้างจำกัด

ผู้สอนต้องเตรียมการทดลองจริงในห้องปฏิบัติการพร้อมสนับสนุนหรือให้คำแนะนำแก่นักเรียนในระบบ Remote Laboratory


การทดลองวิทยาศาสตร์ทางออนไลน์อีกวิธีมีการใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เสมือนร่วมด้วย ซึ่งเรียกว่า Virtual Reality Laboratory โดยผู้เรียนจะได้ลงมือทำการทดลองในโปรแกรมซอฟแวร์ ไม่มีการใช้สารเคมีหรือเครื่องมือวิทยาศาสตร์ใด ๆ จึงไม่ต้องกังวลเรื่องความปลอดภัย แถมการเรียนออนไลน์ด้วยวิธีนี้ยังมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าอีกวิธี อย่างไรก็ตาม การทำการทดลองผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์จะทำให้ผู้เรียนตัดขาดจากสภาพการทำงานจริงในห้องปฏิบัติการโดยสิ้นเชิง ไม่ได้ฝึกการแก้ปัญหาเฉพาะหน้า นอกจากนี้ โจทย์ที่ผู้เรียนสามารถทำได้ก็มีเพียงการทดลองง่าย ๆ เท่านั้น


อยากเรียนออนไลน์วิชาปฏิบัติการเคมีก็ต้องติดตั้งโปรแกรมกันก่อน

ตัวอย่างโปรแกรมที่ใช้ได้ฟรี เช่น PhET Interactive Simulations (https://phet.colorado.edu/en/simulations/category/chemistry) ซึ่งมีทดลองพื้นฐานเกี่ยวกับแรงดึงดูดระหว่างอะตอม รูปร่างและความมีขั้วของโมเลกุล สารละลายกรดเบส พีเอชของสารละลาย ความเข้มข้นสารละลาย การแพร่ของสาร ปฏิกิริยาเคมีและอัตราการเกิดปฏิกิริยา คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัม ฯลฯ

ส่วนอีกโปรแกรมก็คือ ChemCollective (http://chemcollective.org/vlabs) โดยผู้เรียนจะได้ฝึกฝนทักษะต่าง ๆ เช่น เตรียมสารละลายมาตรฐานจากของแข็ง เตรียมสารละลายเจือจางจากสารละลายมาตรฐาน เตรียมสารละลายบัฟเฟอร์ ฯลฯ รวมทั้งจะได้ทดลองไทเทรตหาความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดร็อกไซด์ด้วยสารละลายมาตรฐาน KHP และวิเคราะห์หาความเข้มข้นของซิลเวอร์ไนเทรตในสารละลายตัวอย่างด้วยวิธี Gravimetric Analysis

การทดลองไทเทรตหาความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดร็อกไซด์ด้วยสารละลายมาตรฐาน KHP โดยใช้โปรแกรม ChemCollective


นอกจากสองโปรแกรมนี้แล้ว เว็บไซต์ https://www.acs.org/content/acs/en/education/students/highschool/chemistryclubs/activities/simulations.html ยังรวบรวมโปรแกรมปฏิบัติการเคมีออนไลน์ให้ทดลองเรียนกัน หรือหากใครไม่ชอบก็อาจหาความรู้จากคลิปวิดีโอการทดลองต่าง ๆ ในอินเทอร์เน็ตแทนกันก็ได้

การเรียนวิชาปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ทางออนไลน์ ไม่ใช่แค่การทดลอง แต่เป็นเรื่องจริงที่ช่วยให้ผู้เรียนเข้าใจเนื้อหาวิชาได้ดีขึ้น อย่างไรก็ดี การฝึกฝนทักษะการทำงานในห้องปฏิบัติการจริงน่าจะช่วยเตรียมความพร้อมให้ผู้เรียนสามารถพัฒนาตัวเองไปสู่อาชีพนักวิจัยได้ดีกว่า

แหล่งอ้างอิงข้อมูล:

– Elio, S. C.; Herranz, J. P.; Carro, G.; Contreras, A.; Camacho, E. M.; Garcia-Loro, F.; Gil, M. C. From a Hands-on Chemistry Lab to a Remote Chemistry Lab: Challenges and Constrains. Online Engineering & Internet of Things Lecture Notes in Networks and Systems 2017, 125–131.
– Menéndez, M. H.; Guevara, A. V.; Menendez, R, M. From Virtual reality laboratories: a review of experiences. International Journal on Interactive Design and Manufacturing 2019, 13: 947–966.
https://www.acs.org/content/acs/en/education/students/highschool/ chemistryclubs/activities/simulations.html [Accessed on 19 May 2020]
– https://phet.colorado.edu/en/simulations/category/chemistry [Accessed on 19 May 2020]
– http://chemcollective.org/vlabs [Accessed on 19 May 2020]
– Photo by mcmurryjulie from Pixabay
– Photo by RAEng_Publications from Pixabay

เรื่องโดย Supawich Chankow #PETROMAT #COVID-19 #โควิด-19 #StayAtHome #LearnFromHome #eLearning #เรียนออนไลน์ #เรียนฟรี