ประสบการณ์สุดมันส์ จากการเข้าร่วมโครงการครูฟิสิกส์ ภาคฤดูร้อนเซิร์น ของครูสุพัตรา ทองเนื้อห้า

สถาบันเซิร์น นอกจากจะมีการทดลองวิจัยระดับโลกแล้ว ยังมีพันธกิจหลักในการพัฒนาครูด้วยซึ่งสามารถสังเกตได้จากมีการจัดอบรมครูเกือบตลอดทั้งปี แต่เนื่องจากโครงการอบรมครูส่วนใหญ่จะเปิดโอกาสให้กับครูในประเทศสมาชิกเท่านั้น จึงมีโอกาสน้อยที่ประเทศที่ไม่ใช่สมาชิกจะได้รับโอกาสในการเข้ารับการอบรม โครงการนี้จึงเป็นโครงการเดียวในขณะนี้ที่เปิดโอกาสให้ครูฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาจากทั่วโลกเข้าร่วมโครงการ

โครงการครูฟิสิกส์ภาคฤดูร้อนเซิร์น (CERN Physics High School Teachers Programme) เป็นโครงการที่สถาบันเซิร์นจัดขึ้นทุกปี โดยมีเป้าหมายที่จะสนับสนุนการสอนฟิสิกส์ โดยเฉพาะฟิสิกส์อนุภาค ในระดับมัธยมศึกษา สนับสนุนการแลกเปลี่ยนความรู้และประสบการณ์ระหว่างครูในระดับนานาชาติ เปิดโลกทัศน์ของครูผู้สอนวิชาฟิสิกส์ไปสู่งานวิจัยระดับโลกในการเข้าร่วมโครงการครูฟิสิกส์ภาคฤดูร้อน ประจำปี พ.ศ. 2553 (CERN Physics High School Teachers Programme 2010) มีครูฟิสิกส์จากประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกเข้าร่วมโครงการ 22 ประเทศ จำนวน 40 คน

กิจกรรมที่เข้าร่วมระหว่างวันที่ 4-23 กรกฎาคม 2553 จึงมีทั้งการฟังบรรยาย การเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการและศูนย์ควบคุมระบบ วิเคราะห์ข้อมูล การฝึกปฏิบัติการทดลอง การทำกิจกรรมกลุ่ม การนำเสนอข้อมูล/ผลการทำกิจกรรมกลุ่ม และกิจกรรมอื่น ๆ มากมาย โดยสำหรับการฝึกปฏิบัติการทดลองและทำกิจกรรมกลุ่ม มีดังนี้

1. Build a Cloud Chamber การสร้าง Cloud Chamber ซึ่งเป็นอุปกรณ์หนึ่งที่ใช้ตรวจวัดอนุภาคที่เกิดจากรังสีคอสมิก(อนุภาคที่มีประจุ) โดยมีวัสดุอุปกรณ์คือ กล่องพลาสติกใส กล่องไม้ แผ่นอะลูมิเนียม ตาข่าย แผ่นโลหะสีดำ Isopropyl แอลกอฮอล์ น้ำแข็งแห้ง โฟมบาง ไฟฉาย แว่นตา ถุงมือ เชือก/ลวด ขั้นตอนการสร้างมีดังนี้
          1) นำกล่องพลาสติก เจาะรูที่ก้นประมาณ 6 รู แล้วนำโฟมบางมาผูก ไว้
          2) นำกล่องไม้รองด้วยแผ่นอะลูมิเนียมและตาข่ายแล้วนำน้ำแข็งแห้งบรรจุให้เต็มกล่องไม้
          3) นำแผ่นโลหะสีดำวางบนน้ำแข็งแห้ง
          4) ฉีด พ่น Isopropyl แอลกอฮอล ์ให้ชุ่มโฟมบาง จากนั้นนำกล่องพลาสติกใสมาครอบด้านบนแผ่นโลหะสีดำ
          5) ปิดไฟในห้องให้มืด จากนั้นใช้ไฟฉายส่องบริเวณฐาน สังเกตการเปลี่ยนแปลง

            เพื่อความปลอดภัยขณะทำการทดลองต้องใส่แว่นตาและถุงมือขณะจับน้ำแข็งแห้ง ระหว่างรอผลการทดลอง ผู้บรรยายได้อธิบายเกี่ยวกับประวัติการสร้างเครื่องตรวจวัด จากนั้นเมื่อผู้เข้าร่วมโครงการสังเกตผลการทดลองได้ทุกกลุ่มแล้ว ผู้เข้าร่วมโครงการและผู้บรรยายจึงร่วมวิเคราะห์ผลการ

ทดลองที่เกิดขึ้น

2. Introducing the Teachers Lab 
การแนะนำการทดลองในห้อง Teachers Lab โดยเจ้าหน้าที่ประจำห้อง มีการทดลองทั้งสิ้น 4 การทดลอง คือ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (photoelectric-effect) การเบนของลำอิเล็กตรอน (finebeam tube) อนุภาคสปิน และการแทรกสอดของแสงผ่านกระจกและเลนส์ (Michelson Interferometer) ซึ่งสามารถช่วยให้นักเรียนเข้าใจเนื้อหาเกี่ยวกับฟิสิกส์ยุคใหม่ (Modern Physics) ได้ดียิ่งขึ้น

3. Working Groups กิจกรรม Working Groups เป็นกิจกรรมที่ให้ผู้เข้าร่วมโครงการเลือกกลุ่มทำงานตามความสนใจ (working Groups) โดยมีทั้งหมด 6 กลุ่ม ดังนี้
          1) Teacher’ Lab
          2) Teaching Module
          3) Master classes
          4) The International Bacculaureate Diploma
          5) Pre-Visit Pack
          6) How do you know?

ผู้เข้าร่วมโครงการจะเลือกกลุ่มที่ตนเองสนใจ 2 อันดับ จากนั้นทีมผู้จัดโครงการจะเลือกกลุ่มจากความสนใจในอันดับแรกของแต่ละคน เมื่อกลุ่มใดมีจำนวนสมาชิกมากกว่าที่กำหนดไว้ ก็จะเปิดโอกาสให้ผู้เข้าร่วมโครงการพิจารณาตัดสินใจยืนยันอีกครั้งว่าตนเองจะเลือกกลุ่มใด 

สำหรับข้าพเจ้าได้เลือกกลุ่ม Teacher’ Lab โดยสมาชิกในกลุ่มของข้าพเจ้ามีทั้งสิ้น 10 คน ในครั้งแรกสมาชิกในกลุ่มทุกคนต้องเข้าฝึกปฏิบัติการทดลองภายในห้อง Teachers Lab อีกครั้ง (หลังจากที่เข้าฝึกปฏิบัติรวมกับผู้เข้าร่วมโครงการคนอื่น ๆ แล้ว) ในวันต่อมาก็ได้รับการฝึกปฏิบัติการทดลองศึกษาอุปกรณ์การทดลอง เครื่องมือวัดและโปรแกรม Cobra4 ของบริษัท PHYWE แล้วจึงประชุมกลุ่มแบ่งสมาชิกเป็นกลุ่มย่อย ๆ ตามความสนใจ กลุ่มละ 3-4 คน แล้วจึงเข้าเยี่ยมชม Microcosm เพื่อร่วมกันวางแผนการจัด Workshop ให้กับผู้เยี่ยมชม

ข้าพเจ้าได้เลือกกลุ่มย่อยเป็นการพัฒนาการสร้าง Cloud chamber โดยมุ่งหวังที่จะใช้วัสดุที่หาได้ง่ายในโรงเรียน วัสดุที่กลุ่มใช้เป็น ถ้วยอะลูมิเนียมทาสีดำด้วยน้ำยาทาเล็บทิ้งไว้ให้แห้ง แก้วพลาสติกใส โฟมบางเป็นวัสดุที่ใช้ทำความสะอาดโต๊ะ ซึ่งอุปกรณ์ต่าง ๆ เหล่านี้ล้วนเป็นอุปกรณ์ที่เหลือจาก งาน International Evening ทั้งสิ้น เรายังคงต้องใช้ Isopropyl แอลกอฮอล์ และน้ำแข็งแห้ง ทำการทดลองเช่นเดียวกับการสร้าง Cloud chamber ปกติ จากนั้นสังเกตการเปลี่ยนแปลง ผลการทดลองที่ได้เป็นที่น่าพอใจ เราสามารถเห็นร่องรอยของรังสีคอสมิกซึ่งมีอนุภาคที่มีประจุที่เราไม่สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน อีกทั้งยังใช้เวลาน้อยกว่าการทดลองปกติที่เคยทดลองมา จากนั้นผู้เข้าร่วมโครงการต้องช่วยกันนำเสนองานที่แต่ละกลุ่มทำ เพื่อเป็นการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ในวันสุดท้ายของโครงการ มีจำนวน 4 กลุ่มๆละ 30 นาที โดยมีทีมผู้จัดโครงการและผู้บริหารของสถาบันเซิร์นเข้าร่วมรับฟังด้วย

4) Dark Matter & Quantum workshop
การฝึกปฏิบัติเริ่มจาก hands-on ที่ให้นักเรียนรู้จักกับคำว่า “อนุภาค” โดยใช้ทรายสีเป็นสื่อการสอน จากนั้นใช้แผ่นใสสองแผ่นซึ่งเขียนลวดลายของคลื่นไว้ สังเกตการแทรกสอดของคลื่นสองขบวน แล้วให้นึกคำที่เกี่ยวกับ “คลื่น” เปรียบเทียบให้เห็นความแตกต่างระหว่างคลื่นและอนุภาคโดยเน้นคำที่ใช้เพื่อให้นักเรียนแยกแยะได้และไม่เกิดความเข้าใจคลาดเคลื่อน จากนั้นจึงสังเกตการแทรกสอดของแสงโดยเป็นกิจกรรมที่นำเข้าสู่เรื่องทวิภาพของคลื่นและอนุภาคซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของ ฟิสิกส์ยุคใหม่ (Modern Physics)

จากนั้นดูวีดีทัศน์เกี่ยวกับ Quantum แล้วทำการทดลองการเคลื่อนที่วงกลม เพื่อนำเข้าสู่เรื่องเครื่องเร่งอนุภาค แล้วเชื่อมโยงความรู้ดังกล่าวกับเอกภพ จากนั้นเป็นกิจกรรมการคำนวณหาตำแหน่งโดยใช้ระบบ GPS คำนวณง่าย ๆ ซึ่งนักเรียนสามารถเรียนรู้ได้

ประโยชน์ที่ได้รับจากการเข้าร่วมโครงการ
ข้าพเจ้าได้รับความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาค เทคโนโลยีที่ทันสมัย แนวการจัดการเรียนการสอนฟิสิกส์อนุภาค อีกทั้งยังได้แลกเปลี่ยนความรู้และประสบการณ์กับเพื่อนครูนานาชาติ ซึ่งเป็นการเปิดโอกาสให้เกิดความร่วมมือกันในการพัฒนาการเรียนการสอนฟิสิกส์ในอนาคต การเยี่ยมชมสถานีวิจัยระดับโลกและการพบปะกับนักฟิสิกส์ภายในสถาบันเซิร์นช่วยเพิ่มแรงบันดาลใจในการทำงานเพื่อพัฒนาประเทศชาติต่อไป และแรงกระตุ้นให้ข้าพเจ้าต้องเรียนรู้ตลอดเวลา เนื่องจากความรู้ต่าง ๆ ในโลกนี้ยังไม่หยุดนิ่ง ครูไม่สามารถสอนเนื้อหาเฉพาะจากในหนังสือเรียน หากแต่จะต้องสืบค้นความรู้อยู่ตลอดเวลา ประสบการณ์การใช้ชีวิตในต่างแดนช่วยพัฒนาทักษะการสื่อสารและความกล้าแสดงออกในทางที่สร้างสรรค์ และทำให้ข้าพเจ้าได้เพื่อนใหม่มากมายและปัจจุบันก็ยังคงติดต่อเพื่อนครูนานาชาติผ่านทางอีเมล์และทางเว็บไซต์

นอกจากนี้ ยังทำให้ทราบถึงแนวทางในการจัดการศึกษาของแต่ละประเทศ ซึ่งบางนโยบายเป็นประโยชน์และควรนำมาปรับปรุงใช้กับระบบการศึกษาในประเทศของเรา เช่น การมอบหมายให้ครูต้องพัฒนาตนเองในช่วงปิดเทอม โดยกำหนดชั่วโมงอย่างต่ำที่ต้องเข้ารับการพัฒนาและให้ทุนสนับสนุน เป็นต้น ซึ่งจะทำให้ครูกระตือรือร้นในการพัฒนางานของตนเองและเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ ตลอดเวลา

ปัจจุบันต่างประเทศกำลังพยายามจัดความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาคลงในหลักสูตรการศึกษา ซึ่งในอนาคตประเทศของเราก็ควรต้องทำเช่นกัน จึงควรเตรียมกำลังคน (ครูผู้สอน) ให้มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาคอย่างเร่งด่วน หากประเทศของเราสามารถส่งครูฟิสิกส์หรือนักศึกษาเข้าร่วมกิจกรรมในทุก ๆ ปี ประเทศอื่น ๆ ก็จะเล็งเห็นศักยภาพของคนไทยและประเทศไทย ซึ่งมีคุณภาพไม่แพ้ชาติใดในโลกนี้เช่นกัน

แผนการดำเนินการหลังจากเข้าร่วมกิจกรรม
ข้าพเจ้าจะถ่ายทอดประสบการณ์ให้กับเพื่อนครูและนักเรียนในโรงเรียน ผ่านทางสื่อต่าง ๆ รวมถึงถ่ายทอดความรู้และประสบการณ์ที่ข้าพเจ้าได้รับให้แก่เพื่อนครูท่านอื่น ๆ เพื่อสร้างเครือข่ายการพัฒนาการเรียนการสอนฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาให้เกิดขึ้นและการพัฒนาเยาวชนของชาติต่อไป ข้าพเจ้าจึงวางแผนจัดประชุมเชิงปฏิบัติการฟิสิกส์อนุภาคในโรงเรียน โดยกำหนดให้โรงเรียนที่ประสงค์จะเข้าร่วมโครงการส่งนักเรียนระดับม.ปลาย โรงเรียนละ 2 คน พร้อมครูฟิสิกส์ 1 คน เข้าร่วมกิจกรรม โดยครอบคลุมเนื้อหาเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาค การฝึกปฏิบัติการทดลองสร้าง Cloud Chamber และแนะนำให้รู้จักกับสถาบันเซิร์นซึ่งมีเครื่องเร่งอนุภาค LHC อุปกรณ์วิจัยระดับโลก และสถาบันแสงซินโครตรอน ซึ่งมีเครื่องเร่งอนุภาคระดับชาติ โดยวางแผนในการดำเนินการดังกล่าวในภาคเรียนที่ 2/2553 นี้

คำแนะนำเพิ่มเติมสำหรับผู้เข้าร่วมโครงการรุ่นต่อไป
1. การคัดเลือกครูฟิสิกส์รุ่นต่อไปควรเป็นผู้ที่สอนในระดับชั้นม.6 หรือสอนฟิสิกส์อะตอม เพื่อการเชื่อมโยงความรู้และโอกาสในการถ่ายทอดความรู้ให้กับนักเรียน
2. เนื้อหาความรู้พื้นฐานที่จำเป็นต่อการเข้าร่วมโครงการ ได้แก่ กลศาสตร์ ฟิสิกส์อะตอม ฟิสิกส์ยุคใหม่ ไฟฟ้าแม่เหล็ก และผู้เข้าร่วมโครงการควรตั้งใจศึกษาความรู้ในช่วงการเตรียมความพร้อมที่สถาบันแสงซินโครตรอน เพราะสามารถช่วยในการทำความเข้าใจได้ง่ายขึ้น
3. ระยะเวลาในการเข้าร่วมโครงการเป็นช่วงเปิดภาคเรียนที่1จึงควรเตรียมการสอนนักเรียนโดยสอนเสริมล่วงหน้าหรือมอบหมายงานให้นักเรียนในช่วงระยะเวลาที่ครูไม่อยู่
4. การเตรียมเอกสารต่าง ๆ โดยเฉพาะการขออนุญาตเดินทางไปต่างประเทศและการรายงานตัวกลับจากต่างประเทศ ต้องใช้ระยะเวลาพอสมควร เพราะต้องทำหนังสือขออนุญาตไปยัง สพท. และ สพฐ. แล้วรอคำสั่งอนุญาตให้ข้าราชการไปต่างประเทศ ส่วนการรายงานตัวกลับจากต่างประเทศ ให้กรอกแบบรายงานตัวกลับจากต่างประเทศ พร้อมแนบรายงานการศึกษาดูงาน เกียรติบัตร สำเนาบัญชีลงเวลาปฏิบัติราชการวันแรก ส่งไปยังต้นสังกัด
5. การทำวีซ่า ควรเตรียมเอกสารให้พร้อมตามที่สถานฑูตกำหนด โดยเฉพาะเอกสารรับรองจากโรงเรียนเป็นภาษาอังกฤษ เอกสารเชิญจากสถาบันเซิร์น
6. การติดต่อประสานงานกับสถาบันเซิร์น ส่วนใหญ่เป็นการติดต่อประสานงานทางอีเมล์ จึงควรให้อีเมล์ที่ติดต่อได้และควรเช็คข้อความบ่อย ๆ
7. การเข้าออกภายในสถาบันเซิร์น ซึ่งมีระบบรักษาความปลอดภัยที่เข้มงวด หากไม่ใช่ผู้ที่เกี่ยวข้องกับเซิร์น ก็ไม่สามารถเข้าออกได้เด็ดขาด ดังนั้น ในครั้งแรกให้ผู้เข้าร่วมโครงการยื่นเอกสารเชิญเข้าร่วมกิจกรรมให้กับเจ้าหน้าที่ เขาจะมอบกุญแจห้องและเอกสารต่าง ๆ ให้กับเรา รวมทั้ง ID Cards ชั่วคราว การเดินทางเข้าออกทุกครั้งผู้เข้าร่วมโครงการควรนำพาสปอร์ตและ ID Cards ติดตัวตลอดเวลา
8. สถานที่พักตั้งอยู่ภายในสถาบันเซิร์น ภายในห้องสะดวกสบายและมีสัญญาณอินเทอร์เน็ต ห้องครัวและห้องซักรีดอยู่ชั้นล่าง ผู้เข้าร่วมโครงการอาจนำจาน ช้อน หม้อ กระทะ ไปทำอาหารเองได้ โดยสามารถซื้อของสดหรือซื้อของมาอุ่นด้วยเตาไมโครเวฟได้ มีน้ำดื่ม (น้ำเปล่า) ทั้งเย็น และร้อนฟรีในบริเวณที่พักและบริเวณอาคารทั่ว ๆ ไปภายในเซิร์น
9. การแต่งกาย เนื่องจากเป็นช่วงฤดูร้อน ครูสามารถแต่งตัวตามสบายได้ ควรเตรียมหมวก และควรนำรองเท้าผ้าใบไปด้วย เนื่องจากในการเยี่ยมชมสถานที่ต่าง ๆ ภายในเซิร์น ต้องสวมรองเท้าหุ้มส้นเพื่อความปลอดภัย และในการเข้าร่วมกิจกรรมต้องเดินเป็นระยะทางไกลทุกวัน
10. ครูฟิสิกส์ที่ได้รับเงินสนับสนุนจากสถาบันเซิร์นควรเตรียมเงินสำรองไว้ใช้ประมาณ 1 สัปดาห์ โดยในแต่ละวันจะใช้เงินไม่เกิน 50 ฟรังสวิส (ประมาณ 1,500 บาท ขึ้นกับอัตราการแลกเปลี่ยนเงินในขณะนั้น) โดยเอกสารรับเงินใช้เฉพาะพาสปอร์ต รับเงินที่ไปรษณีย์ภายในเซิร์น
11. การสื่อสารภาษาอังกฤษควรเน้นเกี่ยวกับการบอกตำแหน่งและทิศทางสำคัญมาก นอกจาก ภาษาอังกฤษแล้วควรศึกษาภาษาฝรั่งเศสบ้างจะเป็นประโยชน์มาก
12. เว็บไซต์ ที่เป็นประโยชน์ต่อผู้เข้าร่วมโครงการคือ [http://teachers.cern.ch/] ซึ่งสามารถดาวน์โหลดเอกสารได้ฟรีหรือลิงค์ไปยังเว็บไซต์ที่เกี่ยวข้องเพื่อสืบค้นข้อมูลต่างๆ ได้

ที่มา : วารสาร สควค. ฉบับที่ 15 หน้าที่ 5-7 เขียนโดย  ครูสุพัตรา   ทองเนื้อห้า สควค. รุ่น 7 ครู ร.ร.ทุ่งสง จ.นครศรีธรรมราช