ผศ. ดร.ลฎาภา ลดาชาติ สาขาวิชาชีววทิ ยา ภาควิชาหลักสตู ร การสอนและการเรียนรู้ คณะศึกษาศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เชียงใหม่
• Science • Nature of Science • Scientific Inquiry • Scientific Processes • Scientific Skills • Scientific Methods • Scientific Minds/ Scientific Attitude • Attitude toward Science
What is science? ➢ Body of Knowledge ➢ The Nature of Science ➢ Attitude toward science & Scientific Attitude
วทิ ยาศาสตร์ เป็นวชิ าท่ีสืบคน้ หาความจริงเก่ียวกบั ธรรมชาติโดย ใชก้ ระบวนการแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ วธิ ีการทาง วิทยาศาสตร์และเจตคติทางวิทยาศาสตร์ เพอ่ื ใหไ้ ดม้ าซ่ึงความรู้ ทางวทิ ยาศาสตร์ที่เป็นท่ียอมรับโดยทว่ั ไป (ภพ เลาหไพบูรณ์, 2534)
Scientific Knowledge : 1. Fact 2. Concept 3. Principle 4. Law 5. Theory 6. Model
Scientific Facts: A fact is often a thought of a truth and the state of things. Facts represent what we can perceive through the senses. In science, an observation that has been repeatedly confirmed and for all practical purposes is accepted as “true.” ข้อเทจ็ จริง ➔ ความจริง ได้จากการสังเกตและการวดั สามารถทดสอบได้ผลเหมือนเดมิ ทุกคร้ัง
Scientific Concepts: The relationship between facts is called a concept. Therefore a concept is an abstraction of events, or phenomenon that seems to have certain properties or attributes in common. A concept has five attributes/elements. These are: 1.Name 2.Definition 3.Attributes 4.Values 5.Example
มโนมติ ➔ ความคดิ รวบยอด สังกปั มโนทศั น์ มโนภาพ เป็ นความคดิ ความเข้าใจเกย่ี วกบั ส่ิงใดส่ิงหนึง่ เกดิ จากการเชื่อมโยงส่ิงท่ีสังเกตกบั ประสบการณ์ ประมวลเป็ นข้อสรุปหรือคาจากดั ความ ประเภทมโนมติ ➔ 1. มโนมตเิ กยี่ วกบั การแบ่งประเภท (สตั วแ์ บ่งออกเป็น 2 ประเภทคือสัตวม์ ีกระดูกสันหลงั และสัตวไ์ ม่มีกระดูกสันหลงั ) 2. มโนมตทิ างทฤษฎี (โปรตีนเป็นสารอาหารท่ีมีอยมู่ ากในเน้ือสัตว)์ 3. มโนมตเิ กยี่ วกบั ความสัมพนั ธ์ (อาหารใหพ้ ลงั งานทาใหร้ ่างกายอบอุน่ )
Principle and Law : Laws and principles are composed of concepts and facts. They describe phenomena and patterns of nature e.g. gas laws หลกั การ ➔ ความสัมพนั ธ์ระหว่างเหตุและผล ทดสอบว่าเป็ นจริงแล้ว สามารถอ้างองิ ได้ มีความเป็ นปรนัยและเป็ นท่เี ข้าใจตรงกนั กฎ ➔ ความสัมพนั ธ์ระหว่างเหตุและผล เปลยี่ นเป็ นสูตรหรือสมการทางคณติ ศาสตร์ได้
ตวั อย่าง : • สสารเมื่อไดร้ ับความร้อนจะขยายตวั • ข้วั แม่เหลก็ ชนิดเดียวกนั จะผลกั กนั ข้วั ต่างกนั จะดูดกนั • คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมนั เป็นสารอาหารที่ใหพ้ ลงั งานแก่ ส่ิงมีชีวิต • ถา้ อุณหภูมิคงท่ี ปริมาตรของแก๊สอยา่ งหน่ึงจะเป็นสดั ส่วนผกผนั กบั ความดนั • ยนี ท่ีอยคู่ ู่กนั จะแยกตวั ออกจากกนั ไปอยใู่ นแต่ละเซลลส์ ืบพนั ธุ์ ดงั น้นั ภายในเซลลส์ ืบพนั ธุจ์ ะไม่มียนี ท่ีเป็นคู่กนั เลย
Theory and Model : Theories are used to explain underlying patterns and forces. They remain tentative until disproved or revised A scientific model is a representation of phenomenon that we cannot see or observe directly. It can either be in the form of a concrete structure or a mathematical model e.g. 1.The Bohr Model of the atom 2.the planetary model of the solar system 3.the double helix of the DNA
ทฤษฎี ➔ เป็นขอ้ ความซ่ึงเป็นที่ยอมรับกนั ทว่ั ไปในการอธิบาย กฎ หลกั การ หรือขอ้ เทจ็ จริง เป็นขอ้ ความท่ีใชใ้ นการอธิบายหรือทานายเหตุการณ์ ต่างๆ ทฤษฎี ➔ การยอมรับหรือความน่าเช่ือถือ 1. ตอ้ งอธิบายกฎ หลกั การ และขอ้ เทจ็ จริงทานองเดียวกนั ได้ 2. ตอ้ งอนุมานออกไปเป็นกฎหรือหลกั การบางอยา่ งได้ 3. ตอ้ งทานายปรากฏการณ์ท่ีอาจเกิดข้ึนตามมาได้ ทฤษฎีเซลลอ์ ธิบายไดด้ งั น้ี 1. สิ่งมีชีวติ ทุกชนิดประกอบดว้ ยเซลลห์ น่ึงเซลลห์ รือมากกวา่ 2. เซลลเ์ ป็นหน่วยโครงสร้าง การทาหนา้ ท่ีและการจดั ระเบียบพ้นื ฐานในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด 3. ทุกเซลลม์ าจากเซลลท์ ่ีมีชีวติ อยกู่ ่อน
แบบจาลอง ➔ สิ่งที่นกั วทิ ยาศาสตร์สร้างข้ึนเพอ่ื ใชแ้ ทนวตั ถุ เหตุการณ์ กระบวนการ ความสัมพนั ธ์ หรือ ปรากฏการณ์บางอยา่ ง ท้งั น้ีเพื่อช่วยใหเ้ กิดความ เขา้ ใจเรื่องน้นั ๆ มากข้ึนและ ง่ายข้ึน ➔ ใชใ้ นการบรรยาย อธิบาย ทานายและสร้าง สมมติฐานใหม่
Model-based Instruction ➢แบบจำลองขนำด (Scale model) ➢ แบบจำลองทำงทฤษฎี (Theoretical model) ➢แบบจำลองเชิงอุปมำอุปไมยเพื่อกำรสอน ➢ แบบจำลองท่ีเป็นแผนภำพและตำรำง (Diagrams and tables) (Pedagogical analogical model) ➢ แบบจำลองแนวคิดและกระบวนกำร (Concept-process model) ➢ แบบจำลองทำงคณิตศำสตร์ (Mathematical model) ➢ แบบจำลองคอมพิวเตอร์ (Simulations)
ทดสอบ !!
What is science? ➢ Body of Knowledge ➢ The Nature of Science ➢ Attitude toward science & Scientific Attitude
The Nature of Science Scientific World View Scientific Inquiry Scientific Enterprise (Science for All American, Project 2061)
สรุปเป็นแผนภาพ
การไดม้ าซงึ่ ความรูท้ างวทิ ยาศาสตร์ นกั วทิ ยาศาสตร์ ใหป้ ระสบการณ์ สรา้ ง ความจรงิ เกย่ี วกบั ปรากฏการณ์ ขอ้ จากดั ทางกายภาพ กฎธรรมชาติ ทางธรรมชาติ เป็นตวั แทน ควบคมุ กฎธรรมชาติ
Activity for Introduction about Nature of Science
กิจกรรมคลา้ ยกบั การทางานของนกั วิทยาศาสตร์
ลกั ษณะเด่น 6 ประการของวทิ ยาศาสตร์ (ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์: Nature of Science)
ธรรมชาตขิ องวทิ ยาศาสตร์ (NOS) 1. ความรูท้ างวทิ ยาศาสตรม์ พี ืน้ ฐานมาจากหลกั ฐาน แมห้ ลกั ฐานเพียงอยา่ งเดียวยงั ไมเ่ พียงพอในการพัฒนาความรูท้ าง วทิ ยาศาสตร์ (Empirical NOS) 2. นกั วิทยาศาสตรจ์ าเป็นตอ้ งตีความและลงขอ้ สรุปจากหลกั ฐาน ดงั นนั้ ความรูท้ างวทิ ยาศาสตรส์ ว่ นหน่งึ จงึ เป็นผลจาก การลงขอ้ สรุปจากหลกั ฐาน (Inferential NOS) 3. ความรู้ มมุ มอง และประสบการณเ์ ดมิ ของนกั วทิ ยาศาสตร์ มอี ิทธิพลต่อการตีความและการลงขอ้ สรุปของ นกั วิทยาศาสตร์ ดงั นน้ั นกั วิทยาศาสตรแ์ ตล่ ะคนอาจตีความและลงขอ้ สรุปหลกั ฐานชนิ้ เดียวกนั ไดแ้ ตกต่างกนั (Subjective NOS) 4. นกั วทิ ยาศาสตรใ์ ชจ้ ินตนาการและความคิดสรา้ งสรรคใ์ นทกุ ขนั้ ตอนของการพฒั นาความรูท้ างวิทยาศาสตร์ ดงั นน้ั วธิ ีการทางวิทยาศาสตรจ์ งึ มีไดห้ ลากหลาย และอาจไมเ่ ป็นไปตามลาดบั ขน้ั ตอนท่ีแน่นอน (Imaginative and Creative NOS) 5. แมค้ วามรูท้ างวิทยาศาสตรม์ คี วามน่าเช่ือถือ แตค่ วามรูท้ างวทิ ยาศาสตรเ์ ป็นส่งิ ช่วั คราวท่ีสามารถเปล่ียนแปลงได้ ซง่ึ จะเกิดขนึ้ เม่อื นกั วิทยาศาสตรม์ ีหลกั ฐานใหมท่ ่ีขดั แยง้ กบั ความรูท้ างวทิ ยาศาสตรเ์ ดมิ และ/หรอื เม่อื นกั วิทยาศาสตร์ ตีความและลงขอ้ สรุปหลกั ฐานเดมิ ดว้ ยมมุ มองหรอื ทฤษฎีใหม่ (Tentative NOS) 6. การพฒั นาความรูท้ างวิทยาศาสตรอ์ ยภู่ ายใตอ้ ิทธิพลของความคดิ ความเช่ือ ค่านิยม และวฒั นธรรมของคนในสงั คม และในทางกลบั กนั ความรูท้ างวทิ ยาศาสตรก์ ็สามารถมีอิทธิพลตอ่ ความคดิ ความเช่ือ ค่านิยม และวฒั นธรรมของคนใน สงั คมไดเ้ ชน่ กนั (Sociocultural NOS)
การสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ Scientific Inquiry Instruction “สอนวทิ ยาศาสตร์อย่างทวี่ ทิ ยาศาสตร์เป็น” “อย่าสอนวทิ ยาศาสตร์ใหเ้ หมอื นกบั สอนศาสนา” Inquiry = การถาม 1. การสงสัยและการต้งั คาถาม 2. การเกบ็ รวบรวมข้อมูลหาคาตอบ/หาหลกั ฐานมายืนยนั คาตอบ 3. การคดิ วเิ คราะห์ คดิ ตัดสินใจ และลงข้อสรุป 4. การนาเสนอและแลกเปลย่ี นเรียนรู้
การจดั การเรียนการสอนโดยการสืบเสาะทาง วิทยาศาสตร์ (Scientific Inquiry)
5Es Inquiry Cycle 1. Engagement : ข้นั สร้ำงควำมสนใจ 2. Exploration : ข้นั สำรวจและคน้ หำ 3. Explanation : ข้นั อธิบำยและลงขอ้ สรุป 4. Elaboration : ข้นั ขยำยควำมรู้ 5. Evaluation : ข้นั ประเมิน
ในข้นั Engagement ครูอาจกระตุน้ ความอยากรู้ของนกั เรียนดว้ ยคาถามท่ีวา่ “เราเห็นลูกศรเปลี่ยนทิศไดอ้ ยา่ งไร เมื่อเรารินน้าลงไปในแกว้ ” โดยนกั เรียนช่วยกนั เสนอคาอธิบายที่เป็นไปได้
ในข้นั Exploration ครูเปิ ดโอกาสใหน้ กั เรียนลองสารวจดว้ ยตวั เอง และเกบ็ รวบรวมหลกั ฐานต่าง ๆ เก่ียวกบั ปรากฏการณ์น้ี ถำ้ เปล่ียนเป็นแบบน้นั แบบน้ี แลว้ ภำพลูกศรจะเป็นยงั ไง
ในข้นั Explanation ครูใหน้ กั เรียนสร้างคาอธิบายจากหลกั ฐานเหล่าน้นั
ในข้นั Explanation น้ี นกั เรียนอำจอธิบำยปรำกฏกำรณ์น้ีไม่ไดโ้ ดยลำพงั ครูจึงอำจจำเป็นตอ้ งช่วยเสนอแนวทำงในกำรอธิบำย เช่น กำรเขียนแผนภำพรังสีของแสงเพอ่ื อธิบำยกำรมองเห็นสิ่งต่ำง ๆ กำรทบทวนเร่ืองกำรเกิดภำพจำกกระจกเวำ้ และกระจกนูน
เมื่อนกั เรียนเขา้ ใจการเขียนแผนภาพรังสีของแสง เพื่ออธิบายการเกิดภาพแลว้ ในข้นั Elaboration ครูใหน้ กั เรียนลองนาวธิ ีการน้ีไปอธิบายปรากฏการณ์อ่ืน ๆ เช่น การเห็นภาพกลบั หวั บนชอ้ นโลหะ
ในข้นั Evaluation ครูประเมินความเขา้ ใจของนกั เรียนดว้ ยวธิ ีการต่าง ๆ [นกั เรียนเปลี่ยนแปลงความคิดไปจากเดิมหรือไม่]
ลกั ษณะสาคญั ของการเรียนการสอน ดว้ ยการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ 1. นกั เรียนตอ้ งมีส่วนร่วมในความพยายามท่ีจะตอบคาถามทางวิทยาศาสตร์ 2. นกั เรียนตอ้ งใหค้ วามสาคญั กบั หลกั ฐานในการตอบคาถามทางวิทยาศาสตร์ 3. นกั เรียนตอ้ งสร้างคาอธิบายท่ีตอบคาถามทางวทิ ยาศาสตร์น้นั ดว้ ยหลกั ฐาน 4. นกั เรียนตอ้ งเช่ือมโยงคาอธิบายที่ตนเองสร้างข้ึนกบั ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ 5. นกั เรียนตอ้ งส่ือสารและช้ีแจงความน่าเช่ือถือของคาอธิบายน้นั กบั ผอู้ ่ืน
ครูหลายคนมกั บิดเบือนแนวทางน้ี จนไม่เหลือลกั ษณะสาคญั ของการสืบเสาะทางวทิ ยาศาสตร์ 1. ข้นั Engagement: ครูให้นกั เรียนร้องเพลง หรือทากิจกรรมกายบริหาร หรือ กิจกรรมอื่น ๆ ท่ีไม่เกี่ยวขอ้ งกบั การสร้างความสงสัยเก่ียวกบั ปรากฏการณ์ทาง ธรรมชาติ 2. ข้นั Exploration: ครูให้นกั เรียนอ่านใบความรู้ท่ีครูเตรียมมา ซ่ึงในน้นั มี คาอธิบายทางวทิ ยาศาสตร์อยา่ งละเอียด 3. ข้นั Explanation: ครูพดู อธิบายซ้ากบั นกั เรียนอีกทีหน่ึง 4. ข้นั Elaboration: ครูใหน้ กั เรียนทาโจทยห์ รือแบบฝึกหดั ซ่ึงส่วนใหญ่ถามพวก ความรู้/ความจาเน้ือหาในใบความรู้ 5. ข้นั Evaluation: ครูเฉลยแบบฝึกหดั
Scientific Processes
Scientific Method
Scientific Processes Skills
Scientific Skills
กิจกรรม “ร่องรอยปริศนา” ทกั ษะการสงั เกตและการลงความคิดเห็นจากขอ้ มลู
จากรอ่ งรอยนี้ นกั ศกึ ษาคดิ วา่ มอี ะไรเกิดขนึ้
Search
