การนำ Backward Design มาใช้ในการประเมินผลการเรียน

หลักการของ  Backward  Design

                    กระบวนการออกแบบถอยหลังกลับ (Backward  Design) ของ Wiggins  และ McTighc  เริ่มจากคิดทุกอย่างให้จบสิ้นสุดจากนั้นจึงเริ่มต้นจากปลายทางที่ผลผลิตที่ต้องการ (เป้าหมายหรือมาตรฐานการเรียนรู้)  สิ่งนี้ได้มาจากหลักสูตร  เป็นหลักฐานพยานแห่งการเรียนรู้ (Performances)   ซึ่งเรียกว่า มาตรฐานการเรียนรู้  แล้วจึงวางแผนการเรียนการสอนในสิ่งที่จำเป็นให้กับนักเรียนเพื่อเป็นเครื่องมือที่นำไปสู่การสร้างผลงานหลักฐานแห่งการเรียนรู้นั้นได้

                        กระบวนการออกแบบการวางแผนของครูผู้สอนเกี่ยวเนื่องสัมพันธ์กันอย่างต่อเนื่องกัน  3 ขั้นตอน   แต่ละขั้นตอนประกอบด้วยคำถามที่ว่า

           ขั้นตอน 1 :  อะไรคือความเข้าใจที่ต้องการและมีคุณค่า

           ขั้นตอน 2 :  อะไรคือพยานหลักฐานของความเข้าใจ

           ขั้นตอน 3 :  ประสบการณ์การเรียนรู้และการสอนอะไรที่จะสนับสนุน

                                ทำให้เกิดความเข้าใจ  ความสนใจและความยอดเยี่ยม

                                หลักฐานนั้นๆ …

 ขั้นตอนที่ 1  : อะไรคือความเข้าใจที่ต้องการและมีคุณค่า

                   การใช้หลักการออกแบบแบบถอยหลังกลับ   อันดับแรกครูผู้สอนควรทำคือการให้ความสำคัญที่เป้าหมายการเรียนรู้ (Learning goals) หรือเป้าหมายของความเข้าใจ  ความเข้าใจที่ว่านี้คือ ความเข้าใจที่ฝังใจอย่างยั่งยืน (Enduring Understanding)  ที่ครูผู้สอนทุกคนต้องการให้นักเรียนของพวกเขาได้รับการพัฒนาไปให้ถึงจุดหมายปลายทางตามลำดับขั้นการเรียนรู้บรรลุผลที่สำเร็จสมบูรณ์ที่สุด สิ่งนี้ก็เป็น จุดเน้นสำคัญที่จะขาดเสียมิได้รวมทั้งแนวทางดำเนินการ,  ชุดคำถามที่สำคัญด้วยเช่นกัน  ความเข้าใจที่ฝังใจอย่างยั่งยืนมีระดับที่เหนือกว่าสูงกว่าข้อเท็จจริงต่าง ๆ และทักษะต่างๆ ที่มุ่งไปสู่ความคิดรวบยอดใหญ่ๆ หลักการต่าง ๆ  หรือกระบวนการต่างๆ

            ตัวอย่าง ความเข้าใจที่ฝังใจอย่างยั่งยืนในตัวผู้เรียน  และชุดคำถามที่สำคัญหรือแนวทาง ชุดคำถาม  ประกอบด้วย

Ÿ เรามีวิธีการใดที่จะทำให้มนุษย์ทุกคนสามารถสร้างสรรค์ได้เท่าทียมกัน ?

Ÿ มีวิธีการใดที่จะดำเนินชีวิตให้มีสุขภาพอนามัยที่ดี ?

Ÿ มีวิธีการใดที่เป็นอิสระเป็นตัวของตัวเอง ?

Ÿ จะดำรงชีวิตอย่างไรในท่ามกลางความเปลี่ยนแปลงWiggins  and  McTighe  เสนอแนะให้ใช้เครื่องกรอง “Filters”  เพื่อให้ได้มาซึ่งความเข้าใจคุ้มค่ากับเวลาที่เสียไปคือ

Ÿ เป็นตัวแทนความคิดที่สำคัญ (big idea) มีคุณค่าฝังแน่นฝังใจมีระดับที่เหนือกว่าสูงกว่าในระดับชั้นเรียน

Ÿ เป็นหัวใจที่สำคัญที่บรรจุลงลงในรายวิชา (ซึ่งมีผลต่อ “การลงมือทำ”  ในเนื้อหาวิชา)

Ÿ ต้องไม่จำกัดขอบเขต (เพราะว่ามันเป็นนามธรรมและทำให้เกิดความคิดที่เข้าใจผิดอยู่เป็นประจำ)

Ÿ สนับสนุนความสามารถที่ซ่อนเร้นอยู่ในตัวผู้เรียนความเข้าใจที่ได้คัดเลือกไว้บางทีอาจเป็นความเข้าใจที่สำคัญมากๆ หรือความเข้าใจในระดับหน่วยการเรียนรู้,  ลำดับขั้นตอนความเข้าใจ  (สิ่งเหล่านี้ พวกเราหวังว่าจะเป็นตัวช่วยให้บรรลุผลความเข้าใจในแต่ละระดับ  ตลอดระยะเวลาในลำดับขั้นตอนของการเรียนรู้)   ซึ่งเป็นความเข้าใจที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น

ขั้นตอนที่ 2   : อะไรคือหลักฐานพยานของความเข้าใจ

           ครูผู้สอนต้องตัดสินใจต่อไปว่า  ความเข้าใจเหล่านี้ นักเรียนจะนำเสนอหรือสาธิต, แสดงออกให้เห็นได้อย่างไรว่านักเรียนได้เกิดความรู้ความเข้าใจอย่างแท้จริง Wiggins and Mctighe ได้ให้รายละเอียดของความเข้าใจ 6 ประการ (Six  facets  of  understanding)  โดยเชื่อว่านักเรียนจะมีความเข้าใจอย่างแท้จริง  เมื่อนักเรียนสามารถ

Ÿ อธิบายชี้แจงเหตุผล (can  explain)

Ÿ แปลความตีความ (can interpret)

Ÿ ประยุกต์ (can apply)

Ÿ มีเทคนิคการเขียนภาพที่เห็นด้วยตาจริง (have  perspective)

Ÿ สามารถหยั่งรู้มีความรู้สึกร่วม (can empathise)

Ÿ มีองค์ความรู้เป็นของตนเอง (have  self – knowledge)

ทั้ง 6 ด้านของความเข้าใจสามารถช่วยสนับสนุน  ให้เกิดความเข้าใจตามธรรมชาติของความเข้าใจและมีหนทางหลากหลาย  ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไปเกี่ยวกับความเข้าใจ  เพื่อความสมเหตุสมผลกับรูปแบบการเรียนรู้ (Learning  styles)  นักเรียนจะนิยมชมชอบบางข้อเท็จจริง หรือมีความเข้มแข็งบางด้าน (some facets) ของความเข้าใจมากกว่าพวกคนอื่น ๆ ที่เขามีอีกด้านอื่นๆ สิ่งเหล่านี้เป็นความท้าทายสำหรับครูผู้สอนที่จะพัฒนาความเข้าใจในแต่ละด้านให้กับนักเรียนทุกคน ทั้งหกด้าน (six facets)  ของความเข้าใจซึ่งได้ให้ความสำคัญอย่างต่อเนื่องในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการออกแบบการประเมินผลและการเรียน
การสอน  โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นที่ 2 – คือการกำหนดหลักฐานพยานที่ยอมรับได้ว่านักเรียนรู้จริงทำได้จริงมีความเข้าใจตามเป้าหมายที่ต้องการ ในส่วนของกระบวนการวางแผนนี้ อะไรที่ทำให้ “backward design” แตกต่างจากระบวนการวางแผนที่เคยปฏิบัติเป็นประเพณีมาตั้งแต่ดั้งเดิม  ก่อนการวางแผนการจัดประสบการณ์การเรียนรู้เพื่อพัฒนาความเข้าใจต่าง ๆ  คณะครูผู้สอน  มีความจำเป็นต้องวางแผนเพื่อกำหนดแนวทางการประเมินผลขึ้นก่อน ในขณะเดียวกันก็เน้นถึงความสำคัญให้เกิดความชัดเจนในการพัฒนาผลงาน / ภาระงานความสามารถ  (Performance  tasks) ด้วย Wiggins  and  Mctighe  สนับสนุนความพอเหมาะที่ได้สัดส่วนของการใช้การประเมินผล ซึ่งเป็นการใช้การประเมินผลที่มากกว่าแบบดั้งเดิม  อันประกอบด้วย  การสังเกต,การสอบย่อย, การใช้แบบสอบประเภทต่างๆ เป็นต้น

การกำหนดแนวทางเพื่อใช้คัดเลือกขอบเขตของการประเมินผล ผลงาน/ภาระงาน ต่างๆ  และการแสดงความสามารถต่าง ๆ  ต้อง :

Ÿ สนับสนุน ช่วยเหลือให้นักเรียนได้มีการพัฒนาความเข้าใจ (Developing  understand) 

Ÿ ให้โอกาสกับนักเรียนได้นำเสนอ  อธิบายถึงความสามารถในความเข้าใจ

ผลงาน / ภาระงาน (tasks) ต้องมีการจำแนกแยกแยะและระดับของความแตกต่างหรือชั้นของความเข้าใจอีกด้วย

ขอเน้นถึงความสำคัญ   การประเมินผลเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเรียนรู้ และควรจะมีอยู่ (มีการประเมินผลอยู่ตลอด) ตั้งแต่ต้นจนจบของลำดับขั้นตอน  มิใช่นำมาใช้เมื่อจบหน่วยหรือจบรายวิชาเท่านั้น

              ขั้นตอนที่ 3  :  อะไรคือประสบการณ์การเรียนรู้และจะสอนอย่างไร

              ในขั้นตอนที่3–ของกระบวนการ backward design ครูผู้สอนออกแบบในลำดับขั้นตอนคิดกิจกรรมประสบการณ์การเรียนรู้เพื่อให้นักเรียนรับผิดชอบดำเนินการในกิจกรรมต่างๆ เพื่อเป็นการพัฒนาความเข้าใจ(develop  understanding)

                        การเรียนรู้ที่เกิดขึ้นกับผู้เรียนจะมีระดับที่เหนือกว่ามากกว่าการจำได้ในเนื้อหาวิชาที่เรียน  นักเรียนต้องได้รับการจัดกิจกรรมตามแผนการเรียนรู้ที่เป็นไปได้สำหรับพวกเขาที่สืบค้น (inquiries)  ประสบการณ์โดยตรง กระบวนการให้เหตุผล (arguments) การประยุกต์นำไปใช้และจุดของภาพที่ซ้อนเร้นอยู่ข้างล่างของข้อเท็จจริงและข้อคิดเห็นต่างๆ ที่พวกเขาเรียนรู้ ถ้าพวกเขามีความเข้าใจในสิ่งนั้น ๆ 

                        ประสบการณ์แห่งการเรียนรู้ต้องการให้ผู้เรียน :

                        -  สร้างทฤษฎี  อธิบายชี้แจง แปลความ  ตีความ,ใช้หรือมองเห็นด้วยจินตทัศน์ (perspective) ในสิ่งที่พวกเขาต้องการเรียนรู้...ซึ่งพวกเขาก็ไม่จำเป็นว่าจะต้อง มีความเข้าใจที่เหมือนๆ กัน  หรือมีความสามารถในความเข้าใจในสิ่งเหล่านี้ซึ่งเป็นสิ่งที่มีคุณค่ามากกว่าที่จะจดจำ

                        ประสบการณ์ต่างๆ  เหล่านี้  ต้องผสมกลมกลืนทั้งในแนวกว้างและแนวลึก  และจะต้องเป็นทางเลือกที่ต้องการและได้รับการยอมรับ ประสบการณ์เหล่านี้ที่จะถูกนำไปดำเนินการในเชิงลึกซึ่งต้องการให้นักเรียนเจาะลึก (unearth) วิเคราะห์แยกแยะ  ตั้งคำถาม  พิสูจน์และวางหลักเกณฑ์ทั่วๆ  ไป   การที่ให้ประสบการณ์มีลักษณะกว้างเพื่อต้องการให้นักเรียนทำการเชื่อมโยง  มองเห็นภาพ (ตัวแทนหรือรูปจำลอง)  และขยายความคิดให้กว้างแผ่ออกไป

                       สิ่งที่สำคัญก็คือความชัดเจนในวิธีการที่อิงแนวทางแสวงหาความรู้ (inquiry – based  approach) ที่ต้องการ “ไม่จำกัดขอบเขต (uncovering)”  ในการเลือกเนื้อหา

        การทบทวนและขัดเกลา  (Review  and  Refine)

                        ดูเหมือนว่าในแบบจำลองของการวางแผนทั้งหมดของ “backward  design”  ต้องการกระบวนการปรับปรุงแก้ไขและสิ่งที่ได้รับการปรับปรุงแก้ไขขัดเกลาแล้วในทุกขั้นตอนในกระบวนการของการวางแผน

                        “การคิดสร้างสรรค์ของการใช้หน่วยการเรียนรู้ของกระบวนการวางแผนด้วย 

                        backward  design มิใช่สิ่งอัศจรรย์ยิ่งใหญ่  สบายหรือกระบวนการง่าย ๆ  มัน

                        คือสิ่งหนึ่งที่หยิบยกขึ้นมาพิจารณากันใหม่  คุณจะต้องกลับไปและผ่าให้ทะลุเข้าในแผนผังหลักสูตร  ทำการปรับปรุงกระบวนการและขัดเกลาตลอดเวลา  เมื่อคุณผนวกบางสิ่งบางอย่างลงไปในส่วนของการวางแผนของคุณ”

                               Backward design และการเรียนรู้ในสิ่งที่สำคัญๆ กรอบแนวความคิดนี้มีประโยชน์ต่อการใช้สอย เมื่อแบบจำลอง backward design ถูกนำไปใช้เป็นกรอบแนวความคิดเชื่อมโยงกันทั้ง 3 ขั้นตอนของแบบจำลอง (model)  เกี่ยวข้องกับกรอบแนวความคิดการเรียนรู้ที่สำคัญและเอกสารด้านอื่น ๆ ที่มีประโยชน์

 อ.วีระศักดิ์  อรุณโน

โรงเรียนวัดท่าเยี่ยม สพป.บร.4 : 089-8486830

-------------------------

เอกสารอ้างอิง  Planning05 November  2004 http://www. ltag.education.tas.gov. au/ planning/models/princbackdesign.htm.

วิสัยทัศน์ เป็นคำค่อนข้างใหม่ เมื่อ ได้ฟัง

วิสัยทัศน์ เป็นคำค่อนข้างใหม่ เมื่อ ได้ฟัง – ได้เห็นแล้ว มีความรู้สึกเหมือนจะเข้าใจได้ง่าย ๆ คงจะเป็นเพราะคุ้นเคยอยู่กับคำ ทัศนวิสัย แต่เมื่อจะอธิบาย หรือคุย ให้คนอื่นเข้าใจตามไปด้วย กลับพบว่า ไม่ง่ายอย่างที่คิด จึงต้องค้นดูความหมายจากพจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน ๒๕๒๕ ที่ได้ใช้เป็นคู่มือมาหลายปีแล้ว

                    วิสัยทัศน์ ไม่ปรากฏอยู่ในพจนานุกรม คงมีแต่คำ ทัศนวิสัย วิสัย และ ทัศน์ ดังนี้

                    วิสัย เป็นคำนาม หมายถึง ขอบ เขต แดน ลักษณะที่เป็นอยู่

                    ทัศน์ เป็นคำนาม หมายถึง ความเห็น การเห็น เครื่องรู้เห็น สิ่งที่เห็น การแสดง

                    ทัศนวิสัย เป็นคำนาม หมายถึง ระยะทางไกลที่สุดซึ่งสามารถมองเห็นวัตถุด้วยตาเปล่า และบอกได้ว่าวัตถุนั้นเป็นอะไร เหตุที่ วิสัยทัศน์ เป็นคำใหม่ จึงมิได้ปรากฏอยู่ในพจนานุกรม เช่นเดียวกับคำใหม่อื่น ๆ ที่มักจะแปลมาจากภาษาต่างประเทศ เช่น คอมพิวเตอร์ ปัญญาประดิษฐ์ ทรัพย์สินทางปัญญา เป็นต้น ซึ่งเมื่อแปลเป็นภาษาไทยแล้ว มักจะต้องทำความเข้าใจกัน อีกขั้นตอนหนึ่งหากจะนำความหมายของคำ วิสัย กับ ทัศน์ มาปรุงให้เป็นความหมายของคำ วิสัยทัศน์ อาจจะได้ความหมายหลายอย่าง เช่น ขอบความเห็น เขตการเห็น แดนเครื่องรู้เห็น หรืออื่น ๆ ซึ่งไม่อาจสื่อให้ผู้อื่นเข้าใจได้ คงจะต้องขอให้ปราชญ์ทางภาษาไทยช่วยเหลือต่อไป

                    วิสัยทัศน์ มาจากภาษาอังกฤษ Vision ซึ่งแปลว่า สายตา สายตาไกล เกี่ยวกับสายตา เกี่ยวกับการดู การหลับตามองเห็น ภาพ ภาพประหลาด นิมิต ปีศาจ ทัศนวิสัย มาจากภาษาอังกฤษ Visibility ซึ่งแปลว่า เห็นได้ ชัด ความกระจ่าง(ของอากาศ) ผู้เขียนมีความเห็นว่า ทัศนวิสัย เป็นเรื่องของรูปธรรม สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า และบอกได้ว่าเป็นอะไร ส่วน วิสัยทัศน์ เป็นเรื่องของนามธรรม เป็นเรื่องของจินตนาการที่เป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของบุคคลใดบุคคลหนึ่ง บอกไม่ได้ว่าสิ่งที่จินตนาการเห็นได้นั้นเป็นอะไร นอกจากนั้นจะพบว่า ทัศนวิสัย เป็นสิ่งที่เกิดอยู่ในปัจจุบัน ต่อหน้าผู้พบเห็น ส่ววิสัยทัศน์นั้น อยู่ในอนาคต ต้องรอพิสูจน์เมื่อเวลามาถึงว่า จินตนาการนั้นจะเป็นจริงหรือไม่ ปฏิบัติได้หรือไม่ หากมีผลเกิดขึ้นจริง หรือปฏิบัติได้จริง ย่อมจะเป็นข้อสรุปว่าบุคคลนั้นเป็นผู้ที่มีวิสัยทัศน์ไกล  สตีเว่น สปีลเบิร์ก อาจจะเป็นตัวอย่างของผู้ที่มีวิสัยทัศน์ไกล ในด้านการทำกำไรจากการสร้าง

ภาพยนตร์ เขามองเห็นในวิสัยทัศน์ของเขาว่า สร้างภาพยนตร์อย่างไรจึงจะถูกใจ หรือโดนใจคนดู ประกอบกับความเข้าใจในเทคโนโลยี และขีดความสามารถของเครื่องมือสำหรับการสร้างภาพยนตร์ และผสมผสานกับความสามารถของทีมงาน ทำให้ผลงานสร้างภาพยนตร์ของเขาเป็นที่ยอมรับไปทั่วโลก สตีเว่น สปีลเบิร์ก เป็นผู้ที่มีปัญญาที่เกิดตามธรรมชาติที่สูงส่งผู้หนึ่ง ผลงานภาพยนตร์ใหม่ที่จะออกสู่สายตาชาวโลก ด้วยวิสัยทัศน์ที่ยาวไกล เพื่อการบันเทิงบนพื้นฐานของความโกหกของเขา เป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับความฉลาดของคอมพิวเตอร์ที่มีปัญญาที่มนุษย์ประดิษฐ์ให้ คือเรื่อง Artificial Intelligence หรือ ปัญญาประดิษฐ์ ซึ่งน่าจะเรียกว่า ปัญญาที่ถูกประดิษฐ์ขึ้น นั่นเองขอย้ำความเข้าใจว่า บทความนี้อยู่ภายใต้ Web Page ชื่อ คุยเฟื่องถึงเรื่องที่รู้อยู่แล้ว ดังนั้น อาจจะมีเนื้อหาที่ใคร ๆ ก็รู้กันอยู่แล้ว แต่ในที่นี้เป็นการบันทึกแนวความคิดถึงเรื่องที่รู้อยู่แล้ว เพื่อผู้ที่ยังไม่รู้อยู่บ้าง และที่ยกตัวอย่างมาจากภาพยนตร์ ซึ่งเป็นภาพยนตร์ที่มีผู้ได้ชมจำนวนมาก ก็เนื่องจากเห็นว่าเป็นแบบอย่างที่นำมาเปรียบเทียบได้เท่านั้น ไม่ได้เป็นการเชื้อเชิญให้ไปช่วยกันสละเงินออกนอกประเทศแต่อย่างใด

จากโรงเรียนวัดท่าเยี่ยม

เยี่ยมบ้านนักเรียน

ด้วยสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐานตระหนักถึงความสำคัญและความจำเป็นในการดูแลช่วยเหลือนักเรียนให้สามารถเรียนรู้ได้อย่างประสบผลสำเร็จ มีสมรรถนะและคุณลักษณะที่พึงประสงค์ ตามเจตนารมณ์ของหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ รวมทั้งการเฝ้าระวังปัญหานักเรียนออกกลางคันและปัญหาพฤติกรรมเสี่ยงของนักเรียน จึงได้กำหนดให้ปีการศึกษา ๒๕๕๓ และปีการศึกษา ๒๕๕๔ เป็นปีแห่งการดูแลช่วยเหลือนักเรียนอย่างรอบด้าน เพื่อรณรงค์ให้สถานศึกษา และหน่วยงานที่เกี่ยวข้องดำเนินการพัฒนาการดูแลช่วยเหลือนักเรียนให้มีความเข้มแข็ง

ในการนี้ สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน ขอให้สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาร่วมกับสถานศึกษาและเครือข่ายองค์กรที่เกี่ยวข้อง จัดกิจกรรมรณรงค์ใน ๒ กิจกรรมหลัก ได้แก่

- กิจกรรมการประชุมผู้ปกครองชั้นเรียน ครั้งที่ ๑ เดือนกรกฎาคม ครั้ง ๒ เดือนพฤศจิกายน

-กิจกรรมการเยี่ยมบ้าน ครั้งที่ ๑ เดือนสิงหาคม ครั้งที่ ๒ เดือนธันวาคม

และแสวงหาแนวทางสนับสนุนให้สถานศึกษาดำเนินการจัดกิจกรรมเสริมสร้างทักษะชีวิต กิจกรรมนักเรียนเพื่อนที่ปรึกษา (นักเรียน YC) การจัดบริการแนะแนวอย่างมีคุณภาพ กิจกรรมเสริมสร้างวินัยเชิงบวกหรือกิจกรรมอื่น ๆ ตามที่เห็นว่าเหมาะสม

ทั้งนี้ สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน จะติดตามผลการดำเนินงานและประสานขอข้อมูลรายละเอียดในการดำเนินงานของแต่ละเขตพื้นที่การศึกษาต่อไป

จึงให้สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาแจ้งสถานศึกษา รวมทั้งนิเทศติดตาม กระตุ้นเตือน และสนับสนุนส่งเสริมสถานศึกษาให้ดำเนินการจัดกิจกรรมต่าง ๆ ตามที่เห็นสมควรด้วย 

จากโรงเรียนวัดท่าเยี่ยม

รูปภาพกิจกรรม

พลังงานจากใต้พื้นดินกลายเป็นไฟฟ้า

พลังงานจากใต้พื้นดินกลายเป็นไฟฟ้า พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal energy) เกิดจากความร้อนที่เก็บสะสมอยู่ภายใต้ผิวโลก หากนับจากใต้เปลือกโลก (Crust) ลงไปชั้นแรก คือ ชั้นที่ห่อหุ้มแกนกลางอยู่ (Mantle) เป็นชั้นของหินและหินที่หลอมละลายจนเหลวเรียกว่า "Magma" ปกติแล้วยิ่งลึกลงไปภายใต้ผิวดิน อุณหภูมิจะเพิ่มสูงขึ้นๆ ชั้นเปลือกโลกหรือที่ความลึกราว 25-30 กิโลเมตร มีอุณหภูมิ 250-1,000 °C ในขณะที่แกนกลางอุณหภูมิสูงถึง 3,500-4,500 °C ด้วยเหตุนี้ หินภายใต้ผิวโลกร้อนมากจึงทำให้น้ำที่อยู่ในชั้นหินนี้เป็นน้ำร้อนหรือไอน้ำได้ เมื่อความร้อนออกมาตามรอยแตกของเปลือกโลกจะเป็นในลักษณะของน้ำพุร้อน, ไอน้ำร้อนและบ่อน้ำร้อน ฯลฯ พลังงานความร้อนใต้พิภพมักพบในบริเวณที่มีการไหลหรือการแผ่กระจายของความร้อนจากใต้ผิวโลกขึ้นสู่ผิวดินมากกว่าปกติและมีค่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามความลึกมากกว่าปกติ 1.5-5 เท่า ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกทำให้เกิดรอยแตกของชั้นหิน เมื่อฝนตกในบริเวณนั้นจะมีน้ำบางส่วนไหลไปตามรอยแตกซึมลงใต้เปลือกโลก รวมตัวกันและรับความร้อนจากชั้นหินที่ร้อนจนกลายเป็นน้ำร้อนและไอน้ำ จากนั้นแทรกออกมาตามรอยแตกของเปลือกโลก บริเวณที่พบพลังงานนี้ ได้แก่ บริเวณที่เปลือกโลกมีการเคลื่อนไหว มีแนวภูเขาไฟอย่างต่อเนื่อง หรือมีชั้นเปลือกโลกบาง เช่น แถบตะวันตกของทวีปอเมริกาเหนือและอเมริกาใต้, อิตาลี, ออสเตรเลีย, นิวซีแลนด์, จีน, ญี่ปุ่น, ฟิลิปปินส์และอินโดนีเซีย ฯลฯ ส่วนในประเทศไทยพบแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่อำเภอสันกำแพงและอำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ และได้มีการตั้งโรงไฟฟ้าสาธิตการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกที่อำเภอฝาง การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ต้องเจาะหลุมลึกลงไปใต้เปลือกโลกและให้ความร้อนไหลออกมาโดยต่อท่อไปยังสถานที่ใช้งานซึ่งจะแยกน้ำร้อนและไอน้ำ การใช้ประโยชน์จากความร้อนโดยตรง น้ำร้อนและไอน้ำนำมาให้ความร้อนแก่บ้านพักอาศัยและอาคาร ใช้ในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม เช่น เพาะต้นไม้ในเรือนกระจก, เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ, พลาสเจอร์ไรซ์น้ำนม, ทำน้ำร้อนในสระและสปาเพื่อสุขภาพ ฯลฯ การผลิตไฟฟ้า จะนำไอน้ำไปหมุนกังหันโดยตรงเพื่อหมุนไดนาโมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนน้ำร้อนจะนำไปต้มจนเดือดเป็นไอจึงนำไปหมุนกังหัน นอกจากนี้ยังใช้แหล่งหินร้อนแห้ง (Hot dry rock) ในการผลิตไฟฟ้าอีกด้วย อ้างอิง เส้นทางสู่พลังงานสีเขียว http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/greenway06.php

บักกี้บอลอาจช่วยรักษาโรคภูมิแพ้ได้ในอนาคต

อนุภาคระดับนาโนเมตรรูปทรงกลมคล้ายลูกบอลที่เรารู้จักกันดีในชื่อ “บักกี้บอล” อาจช่วยผู้ป่วยโรคภูมิแพ้ให้พ้นจากความทุกข์ทรมาน งานวิจัยได้รับการเปิดเผยขึ้น โดยมีการดัดแปลงบักกี้บอลเพื่อนำไปใช้ยับยั้งวิถีการตอบสนองอาการภูมิแพ้ในเซลล์ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์

บักมินสเตอร์ฟูลเลอรีน (Buckminsterfullerenes) หรือบักกี้บอล เป็นโครงสร้างรูปตาข่ายทรงกลมขนาด 1-10 นาโนเมตร สร้างจากคาร์บอน 60 อะตอม มันได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุศาสตร์เป็นเวลาหลายปีแล้วในเรื่องของความแข็งแรง การที่มีน้ำหนักเบา พร้อมทั้งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่น่าดึงดูดใจ ทำให้มันได้รับความสนใจเพื่อนำมาใช้ทางการแพทย์เช่นกัน
เป็นที่ทราบกันดีว่า บักกี้บอลมีคุณสมบัติพิเศษในการเก็บกวาดรีแอคทีฟออกซิเจนสปีชีส์ (reactive oxygen species) หรือที่รู้จักกันในชื่อ “อนุมูลอิสระ” กลุ่มหนึ่ง ซึ่งอนุมูลอิสระมักจะสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงในระบบทางชีวภาพ “C60 (บักกี้บอล) มีความชอบพออิเล็กตรอนอย่างมาก มันจับกับอิเล็กตรอนได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นมันจึงสามารถหยุดการทำงานของอนุมูลอิสระได้โดยการทำให้เกิดความเป็นกลางทางไฟฟ้า” James Cross นักเคมีผู้วิจัยฟูลเลอรีน แห่งมหาวิทยาลัยเยล ในเมือง New Haven รัฐ Connecticut ได้อธิบาย การศึกษาก่อนหน้านี้ยังสนับสนุนให้เห็นว่าบักกี้บอลมีความสามารถในการปกป้องเซลล์ประสาทจากการทำลายของรีแอคทีฟออกซิเจนสปีชีส์อีกด้วย
Chris Kepley นักภูมิคุ้มกันวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียคอมมอนเวลท์ (Virginia Commonwealth University) ในเมืองริชมอนด์ แสดงความประหลาดใจว่าเจ้าลูกบอลคาร์บอนนี้ยังสามารถนำมาเป็นประโยชน์ในระบบภูมิคุ้มกัน

การทำปฏิกิริยาที่น่าตกตะลึง
ทีมงานของ Kepley ได้ทำวิจัยร่วมกับบริษัทวัสดุศาสตร์ในรัฐเวอร์จิเนียชื่อว่า Luna Innovations โดยได้ทดสอบเจ้าอนุภาคทรงกลมขนาดนาโนเมตรในรูปแบบที่ปรับปรุงโครงสร้างใหม่ในเซลล์มนุษย์และหนูไมส์ แม้ว่าสูตรโครงสร้างที่จำเพาะของเจ้าอนุภาคนี้ยังคงถูกเก็บเป็นความลับอยู่ในขณะนี้ แต่พวกเขาก็บอกว่ามันจะเพิ่มความสามารถในการทำงานได้โดยการเติมหมู่ข้างเคียงซึ่งจะทำให้ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามงายวิจัยบางเรื่องบ่งชี้ให้เห็นว่าฟูลเลอรีนอาจเป็นพิษก็ได้ แต่ฟูลเลอรีนในรูปแบบที่ปรับปรุงนี้ไม่พบว่าทำให้เกิดผลเสียใดๆ Kepley กล่าว

ทางกลุ่มวิจัยได้นำ mast cell ซึ่งเป็นเซลล์ชนิดหนึ่งในระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์มาเลี้ยงในจานเพาะเชื้อ กลุ่มหนึ่งเลี้ยงไว้พร้อมกับบักกี้บอล อีกกลุ่มไม่มี จากนั้นนำเซลล์มาสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์ก่อภูมิแพ้ อาทิ ละอองเกสรดอกไม้ พบว่ากลุ่มที่ให้บักกี้บอลร่วมด้วยมีการหลั่งฮิสตามีนน้อยกว่ากลุ่มควบคุมถึง 50 เท่า อิสตามีนจัดเป็นสารเคมีตัวหนึ่งในร่างกายที่ตอบสนองในกระบวนการอักเสบและการหดเกร็งของทางเดินหายใจในโรคหอบหืด นอกจากนี้บักกี้บอลยังยับยั้งสารสื่อสารระหว่างเซลล์ (mediators) ชนิดอื่นๆกว่า 30-40 ชนิดที่เกี่ยวข้องในการตอบสนองต่ออาการภูมิแพ้อีกด้วย

เมื่อทำการฉีดบักกี้บอลเข้าไปในหนูไมส์ พบว่ามีการหลั่งฮิสตามินน้อยกว่ากลุ่มที่ไม่ฉีดเมื่อกระตุ้นด้วยสารก่อภูมิแพ้ ทีมวิจัยได้รายงานเรื่องนี้ในวารสาร the Journal of Immunology หนูกลุ่มที่ไม่ได้รับบักกี้บอลจะไวต่อการลดลงของอุณหภูมิในร่างกายอันเกี่ยวเนื่องมาจากการเกิด anaphylaxis ซึ่งเป็นการตอบสนองต่ออาการแพ้ที่เกิดขึ้นแบบเฉียบพลันและรุนแรง เป็นสาเหตุทำให้เสียชีวิตภายในเวลาไม่กี่นาที

“ฮิสตามีนไม่ได้เป็นสารที่ก่อให้เกิดปฏิกิรยาภูมิแพ้ทุกประเภท” Brian Lipworth ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคภูมิแพ้แห่ง the Perth Royal Infirmary สก็อตแลนด์ ได้ย้ำเตือนในเรื่องนี้ และเขาจะคอยเฝ้าดูผลเมื่อนำมาศึกษาทางคลินิกในมนุษย์ “มันค่อนข้างน่าสนใจทีเดียว” “แต่เราจะต้องรอดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อโมเลกุลนี้นำมาทดสอบในอาสาสมัคร”

ออกซิเจนตัวร้ายที่หายไป
ยังไม่ทราบกลไกที่แท้จริงที่บักกี้บอลทำให้ mast cell หลั่งฮิสตามินลดลง “เรายังไม่ทราบแน่นอนว่าการหลั่งฮิสตามินนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร” Kepley กล่าว “เรารู้แต่เพียงว่ารีแอคทีฟออกซิเจนสปีชีส์จะเพิ่มขึ้นไปพร้อมๆกับการหลั่งฮิสตามิน” เขากล่าวเพิ่มเติม ดังนั้นทฤษฎีการทำงานของบักกี้บอลที่ทางทีมงานคาดการณ์ไว้คือการที่มันไปจับอนุมูลอิสระเอาไว้ ทำให้ยับยั้งการตอบสนองต่ออาการภูมิแพ้ได้

เราทราบกันดีว่าสารต้านอนุมูลอิสระมีประโยชน์ในการช่วยลดการตอบสนองต่ออาการภูมิแพ้ แต่มันก็ไม่สามารถนำมารักษาอาการเหล่านี้ได้ทั้งหมด

ความคิดที่นำอนุภาคขนาดนาโนเมตรมาใช้จัดการกับโรคภูมิแพ้นั้นจึงเป็น “แนวทางใหม่” ที่ยังไม่เคยมีมาก่อน Clifford Bassett แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านภูมิคุ้มกัน แห่งวิทยาลัยโรคภูมิแพ้หอบหืดและภูมิคุ้มกันอเมริกัน ในเมืองนิวยอร์ก ให้ความเห็น “ภูมิคุ้มกันวิทยาระดับนาโนเทคโนโลยี (nanoimmunology) เพิ่งจะเกิดขึ้นเมื่อไม่กี่ปีทีผ่านมานี้เอง”
Kepley เชื่อมั่นว่างานวิจัยของเขาจะได้ประโยชน์ในการรักษาเพื่อนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในโรคภูมิแพ้และโรคภูมิต้านทานเนื้อเยื่อตัวเอง ได้แก่ โรคข้ออักเสบ ปัจจุบันเขากำลังดำเนินการที่จะศึกษาผลทางคลินิกในมนุษย์ เพื่อพิสูจน์ว่าบักกี้บอลอาจควบคุมโรคอย่างอื่นในระบบภูมิคุ้มกันได้ เช่น ไข้ละอองฟาง (hay fever) หอบหืด และ มัลติเปิ้ล สเคลอโรซิส (multiple sclerosis) หรือโรคปลอกหุ้มเส้นประสาทหลุดลอก

References (ในข่าว)
Dugan, L. L. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. 94 , 9434-9439 (1997).
Ryan, J. J. et al. J. Immunol. 179 , 665-672 (2007).

ที่มา
http://www.nature.com/news/2007/070702/full/070702-16.html