วิทยาศาตร์เพื่อพัฒนาทักษะชีวิตหน่วย 1

วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร ์ (Scientific Method) เป็ นวธิ กี ารแสวงหา ความรทู ้ มี่ รี ะบบแบบแผนและเป็ นไปตามขนั้ ตอนอย่างมเี หตผุ ล ประกอบดว้ ย 5 ขน้ั ตอน ไดแ้ ก่ 1. การระบุปัญหา 2. การตง้ั สมมตฐิ าน 3 . ก า ร ท ด ล อ ง เ พื่อ ต ร ว จ ส อ บ สมมตฐิ าน 4. การวเิ คราะหข์ อ้ มูล 5. การสรุปผลการทดลอง

ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร ์ (Process of Science) แบ่งไว ้ 13 ทกั ษะทสี่ าคญั ประกอบดว้ ย ทกั ษะขน้ั พนื้ ฐาน 8 ทกั ษะ และทกั ษะ ขนั้ บูรณาการ 5 ทกั ษะ 1.2.1 ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ น้ั พนื้ ฐาน มี 8 ทกั ษะ ป1ร.ะกทอกั บษดะว้ กยารสงั เกต (Observation) หมายถงึ ความสามารถใน การใชป้ ระสาทสมั ผสั อยา่ งใดอย่างหนึ่งหรอื หลายอย่างรวมกนั ขอ้ มูลทไี่ ดจ้ ากการสงั เกต แบ่งได้ 2 ประเภท คอื (1) ขอ้ มูลเชงิ คณุ ภาพ (2) ขอ้ มูลเชงิ ปรมิ าณ

ตาราง ตวั อย่างขอ้ มูลการสงั เกตเชงิ คณุ ภาพ การสงั เกตเชงิ คุณภาพ ประสาทสมั ผสั ทใี่ ช้ วตั ถมุ รี ปู รา่ งกลม สดี า สแี ดง ตา วตั ถเุ มอื่ เคาะกบั โตะ๊ มเี สยี งดงั หู จมูก แกรก๊ ลนิ ้ วตั ถมุ กี ลนิ่ หอม เหม็น ฉุน วตั ถมุ รี สหวาน รสเค็ม รสขม วตั ถผุ วิ ขรขุ ระ ผวิ เรยี บ แข็ง ผวิ กาย ตาราง ตวั อย่างขอ้ มูลนกิ่มารสงั เกตเชงิ ปรมิ าณ วตั ถุทสี่ งั เกต ขอ้ มูลการสงั เกตเชงิ ปรมิ าณ แตงโมผลนีม้ มี วลประมาณ 2 กโิ ลกรมั ปลาตะเพยี นตวั นีย้ าวประมาณ 30 เซนตเิ มตร

อยา่ งไรก็ตามกรณีทตี่ อ้ งสงั เกตขอ้ มูลเกยี่ วกบั การเปลยี่ นแปลงจะตอ้ ง บรรยายการสงั เกตในแต่ละช่วง เรมิ่ จาก ก่อน ระหว่าง และหลงั การ เปลยี่ นแปลงทเี่ กดิ ขนึ้ ตวั อยา่ งเชน่ การสงั เกตการคว่ั ขา้ วโพด กอ่ นคว่ั ขา้ วโพดมรี ปู รา่ งคลา้ ยหยดน้า มขี นาดเมล็ด ประมาณ 1 cm  1.5 cm  1.5 cm มสี นี า้ ตาลออ่ น มเี ปลอื กหมุ ้ เมล็ดทแี่ ข็งและลนื่ ระหวา่ งคว่ั เปลอื กขา้ วโพดจะแตกออก เนือ้ สขี าวจะขยายตวั และ แตกออกจากเปลอื ก มเี สยี งแตกของเมล็ดดงั แป๊ ก ๆ หลงั จากคว่ั ขา้ วโพดมรี ปู รา่ งไม่แน่นอน มขี นาดประมาณ 3 cm  2 cm  3 cm มเี นือ้ สขี าวปยุ ออกมา และมรี สคลา้ ยขา้ วโพด จะเห็นวา่ ขอ้ มูลทไี่ ดจ้ ากการสงั เกตมที งั้ ขอ้ มลู เชงิ คณุ ภาพและขอ้ มูลเชงิ ปรมิ าณรวมกนั อยู่

ตวั อย่าง ขอ้ มูลการสงั เกตทถี่ กู ตอ้ ง บรรยายสงิ่ ทสี่ งั เกตโดยไม่ ใสค่ วามคดิ เห็น ลกู บลิ เลยี ดมรี ปู รา่ งกลมและมสี เี เดง (ใชป้ ระสาทสมั ผสั ตา) มะม่วงมกี ลนิ่ หอมและมรี สหวาน ลนิ้ ) (ใชป้ ระสาทสมั ผสั จมูกและ วตั ถมุ ผี วิ เรยี บและนิ่ม (ใชป้ ระสาทสมั ผสั ผวิ กาย) ตวั อย่าวงตั ถขเุอ้ มมอื่ ลู เคกาะรกสบังโเกตตะ๊ มทเี ไี่สมยี ่ถงดกู งตั แอ้ กงร(ก๊ใสค่ วามค(ใดิ ชเหป้ ็นระลสงาไปท)สมั ผสั ห)ู ปลามงั กรตวั นีม้ ีสที อง น่าจะเป็ นลูกผสมต่างประเทศ คาว่า “น่าจะ เป็ นลูกผสมต่างประเทศ” เป็ นการใส่ความคดิ เห็นของตนเองลงไป จงึ เป็ น ขอ้ มูลการสงั เกตทไี่ ม่ถูกตอ้ ง ดงั น้ันขอ้ มูลทถี่ ูกตอ้ งควรบนั ทึกผลว่า “ปลา มงั กรตวั นีม้ สี ที อง”

2. ทกั ษะการวดั (Measurement) หมายถงึ ความสามารถในการ เลอื กใชเ้ ครอื่ งมอื เพอื่ วดั หาปรมิ าณของสงิ่ ต่าง ๆ ออกมาเป็ นตวั เลขทแี่ น่นอน ไดอ้ ยา่ งเหมาะสมและถกู ตอ้ ง 3. ทกั ษะการคานวณ (Using Number) หมายถึง ความสามารถในการนับจานวนทไี่ ดจ้ ากการสงั เกต การวดั การทดลอง และ จากแหล่งอื่น ๆ และนามาคิดคานวณโดยการ บวก ลบ คูณ หาร หรอื หา คา่ เฉลยี่ 4. ทกั ษะการจาแนกประเภท (Classification) หมายถึง ความสามารถในการจาแนกกลุ่มหรอื พวก หรอื เรยี งลาดบั วตั ถุหรอื สงิ่ ทอี่ ยู่ใน ปรากฏการณ์ โดยใชเ้ กณฑค์ วามเหมอื น ความแตกต่าง หรอื ความสมั พนั ธ ์ อตยวั า่ องใยดา่ องยเชา่ งน่ หนหึ่งากตอ้ งการแบ่งนักเรยี นในหอ้ งออกเป็ น 2 กลมุ่ สามารถใช ้ เกณฑด์ งั ตอ่ ไปนี้ ” 18 18

5. ทกั ษะการหาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสเปสกบั สเปส และสเปส กบั เวลา (Space/Space Relationship and Space/Time Relationship) แบ่งออกเป็ น (1) ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสเปสกบั สเปสของวตั ถุ ไดแ้ ก่ ความสมั พนั ธ ์ ระหวา่ ง 3 มติ กิ บั 2 มติ ิ (2) ความสมั พนั ธร์ ะหว่างสเปสของวตั ถกุ บั เวลา ไดแ้ ก่ ความสมั พนั ธ ์ ระหว่างการเปลยี่ นตาแหน่งทอี่ ยู่ของวตั ถุกบั เวลา หรอื ความสมั พนั ธร์ ะหว่าง สเปสของวตั ถทุ เี่ ปลยี่ นไปกบั เวลา 6. ทกั ษะการจดั กระทาและสอื่ ความหมายขอ้ มูล หมายถงึ การ นาขอ้ มูลทไี่ ดจ้ ากการสงั เกต การวดั การทดลอง และจากแหล่งอนื่ ๆ มาจดั กระทาใหม่

ตวั อย่างเชน่ หากตอ้ งการจะอธบิ ายเกยี่ วกบั ชว่ งชวี ติ ของแมลงหวตี่ ง้ั แต่เกดิ จนตาย ถา้ จะเขยี นบรรยายเป็ นขอ้ ความอาจทาใหเ้ ขา้ ใจยาก จงึ ตอ้ งจดั กระทา กบั ขอ้ มูลใหม่เพอื่ สอื่ ความหมายใหเ้ ขา้ ใจง่ายขนึ้ ในรปู ของวงชวี ติ ดงั รปู วงชวี ติ ของแมลงหวี่

การสอื่ ความหมายขอ้ มูลจากการสารวจความพึงพอใจของนักเรยี น วิทยาลยั แห่งหนึ่งที่มีต่อการลงโทษผูก้ ระทาผิดกฎจราจร สามารถเสนอใน รปู กราฟวงกลม ดงั รปู การสอื่ ความหมายขอ้ มูลดว้ ยกราฟวงกลม

7. ทกั ษะการลงความเหน็ จากขอ้ มูล (Inferring) หมายถงึ ความสามารถในการอธบิ ายขอ้ มูลหรอื สรปุ พรอ้ มทง้ั เพมิ่ ความคดิ เห็นใหก้ บั ขอ้ มูลทไี่ ดจ้ ากการสงั เกตอย่างมเี หตผุ ล โดยใชค้ วามรหู ้ รอื ประสบการณเ์ ดมิ มาชว่ ย ขอ้ มูลทไี่ ดจ้ าก การลงความเหน็ สว่ นตวั การสงั เกต (ใชค้ วามรแู ้ ละประสบการณ์ (ใชป้ ระสาทสมั ผสั ทงั้ เดมิ ) 5) ลงความเหน็ จาก ขอ้ มูล

ตวั อย่างเช่น มองเห็น ดอกกุหลาบ มีสแี ดง ลาตน้ มีหนาม และเสน้ ใบเป็ น รา่ งแห ขอ้ มลู นีเ้ ป็ นขอ้ มูลทไี่ ดจ้ ากการสงั เกตโดยใชป้ ระสาทสมั ผสั ตา จากนั้น อาศยั ความรูแ้ ละประสบการณเ์ ดมิ เขา้ มาประกอบ เพอื่ ลงความเห็นจากขอ้ มูล ทไี่ ดจ้ ากการสงั เกต เชน่ ดอกกุหลาบ มีสแี ดง ลาตน้ มีหนาม และเสน้ ใบเป็ น รา่ งแห ดอกกหุ ลาบ “ดอกกุหลาบจงึ เป็ นพชื ใบเลยี้ งคู่” คาว่าดอกกุหลาบเป็ นพืชใบ เลยี้ งคเู่ ป็ นการลงความเห็นจากขอ้ มลู ทไี่ ดจ้ ากการสงั เกต

8. ทกั ษะการพยากรณ์ (Prediction) หมายถงึ ความสามารถใน การทานายหรอื คาดคะเนคาตอบล่วงหน้าก่อนการทดลอง โดยอาศัย ปรากฏการณท์ เี่ กดิ ขนึ้ ซา้ ๆ การพยากรณข์ อ้ มูลเกยี่ วกบั ตวั เลข ไดแ้ ก่ ขอ้ มูลทเี่ ป็ นตารางหรอื กราฟ ทาได ้ 2 แบบ คอื (1) การพยากรณภ์ ายในขอบเขตของขอ้ มูลทมี่ อี ยู่ (2) การพยากรณภ์ ายนอกขอบเขตของขอ้ มูลทมี่ อี ยู่

ตวั อยา่ งเชน่ การทดลองหาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งระยะเวลาในการปลกู ตน้ ไม้ กบั ความสงู ของตน้ ไม้ โดยทาการวดั ความสงู ของตน้ ไมท้ กุ ๆ 2 สปั ดาห ์ ไดผ้ ล ตกาารรทาดงลคอวงาดมงั สตงูาขราองงตน้ ไมส้ ปั ดาหท์ ี่ 1 ถงึ 9 สปั ดาหท์ ี่ ความสูงเฉลยี่ ของ ตน้ ไม้ (cm) 15 39 5 13 7 17 9 21 จากขอ้ มลู ในตาราง สามารถพยากรณไ์ ดว้ า่ สปั ดาหท์ ี่ 4 ความสูงของ ตน้ ไมจ้ ะเท่ากบั 11 cm ซงึ่ เป็ นการพยากรณภ์ ายในขอบเขตขอ้ มูล สว่ น การพยากรณน์ อกขอบเขตขอ้ มูลในตารางที่มีอยู่ เช่น ในสปั ดาหท์ ี่ 10 สามารถพยากรณไ์ ดว้ ่า ความสงู ของตน้ ไมจ้ ะเท่ากบั 23 cm จากขอ้ มูลใน ตารางจะเห็นว่ามกี ารเก็บขอ้ มูลเพยี ง 9 สปั ดาห ์ การพยากรณค์ วามสูงของ ต ้ นไ ม้ ใ น สั ป ด า ห ์ ที่ 10 จึ ง เ ป็ น

1.2.2 ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ น้ั บูรณาการ มี 5 ทกั ษะ ประกอบดว้ ย 1. ทกั ษะกา รตงั้ สมม ติฐาน (Formulation Hypothesis) หมายถงึ ความสามารถคดิ หาคาตอบล่วงหนา้ กอ่ นทาการทดลอง โดยอาศัย การสงั เกต ความรู ้ ประสบการณเ์ ดมิ เป็ นพนื้ ฐาน ตวั อย่างเชน่ นักเรยี นคนหนึ่งตอ้ งการจะทราบว่า รปู ทรงของภาชนะรูปแบบ ใดทใี่ ชห้ งุ ตม้ อาหารจะประหยดั พลงั งานมากทสี่ ดุ เขาจงึ ใชส้ เตนเลสมาทาเป็ น ภาชนะรูปทรงต่าง ๆ เชน่ รูปทรงลูกบาศก ์ รูปทรงกระบอก รูปทรงหกเหลยี่ ม และรปู ทรงกรวย โดยใหภ้ าชนะทุกรปู ทรงมปี รมิ าตรเท่ากนั ในการศกึ ษาครงั้ นี้ เขาต้ังสมมติฐานว่า ภาชนะหุงตม้ ที่มีรูปทรงกรวยจะประหยัดพลงั งาน มากกวา่ รปู ทรงลกู บาศกร์ ปู ทรงกระบอก และรปู ทรงหกเหลยี่ ม

2. ทกั ษะการกาหนดนิยามเชงิ ปฏิบตั ิการ (Defining Operationally) หมายถึง ความสามารถในการกาหนดความหมายและ ขอบเขตของคาตา่ ง ๆ ทมี่ อี ย่ใู นสมมตฐิ าน ตวั อย่างเช่น การทดสอบความแข็งของหนิ โดยตอ้ งการแบ่งหนิ ออกเป็ น 3 ประเภท คือ แข็งน้อย แข็งปานกลาง แข็งมาก อาจจะกาหนดนิยามเชงิ ปฏบิ ตั กิ าร ไดด้ งั นี้ แขง็ น้อย หมายถงึ ความแข็งของหนิ ทวี่ ดั ไดจ้ ากการเอาเหรยี ญบาท ขดี ลงบนหนิ ทาใหเ้ ห็นเป็ นรอยได ้ แข็งปานกลาง หมายถงึ ความแข็งของหนิ ทวี่ ดั ไดจ้ ากการเอาตะปู เหล็กขนาด 3 นิว้ ขดี ลงบนหนิ ใหเ้ ห็นรอยได ้ สว่ นการขดี ดว้ ยเหรยี ญบาทจะ ไม่เห็นรอย แขง็ มาก หมายถงึ ความแข็งของหนิ ทวี่ ดั ไดจ้ ากการเอากระจกขดี ลงบนหนิ ทาใหเ้ ห็นรอยได ้ สว่ นการขดี ดว้ ยตะปเู หล็กขนาด 3 นิว้ จะไม่เห็น รอย

3. ทกั ษะการกาหนดและควบคุมตวั แปร (Identifying and Controlling Variables) หมายถงึ การบ่งชตี้ วั แปรตน้ ตวั แปรตาม และตวั แปรทตี่ อ้ งควบคมุ ในสมมตฐิ านหนึ่ง ๆ ตวั แปรตน้ คอื สงิ่ ทเี่ ป็ นสาเหตทุ ที่ าใหเ้ กดิ ผลตา่ ง ๆ ตวั แปรตาม คอื สงิ่ ทเี่ ป็ นผลตอ่ เนื่องมาจากตวั แปรตน้ ตวั แปรควบคุม คอื สงิ่ อนื่ ๆ นอกเหนือจากตวั แปรตน้ ทมี่ ผี ลตอ่ การ ทดลองและ ตตอว้ั งอคยวา่ บงคเชมุ ใน่หเ้ หจามกอื สนมๆมตกฐินั านทวี่ า่ “ถา้ ขเี้ ลอื่ ยดูดซบั กลนิ่ ได้ ดงั นน้ั คอก หมูทปี่ ูพนื้ ดว้ ยขเี้ ลอื่ ย กลนิ่ ขหี้ มูจะลดลง” ตวั แปรตน้ ไดแ้ ก่ ขเี้ ลอื่ ยทใี่ ชป้ พู นื้ คอก ตวั แปรตาม ไดแ้ ก่ กลนิ่ ขหี้ มู ตวั แปรควบคมุ ไดแ้ ก่ ชนิดของสายพนั ธหุ ์ มู จานวนหมู อายขุ อง หมู ลกั ษณะคอก การทาความสะอาดคอก

4. ทกั ษะการทดลอง (Experimenting) หมายถงึ กระบวนการ ปฏบิ ตั กิ ารเพื่อหาคาตอบจากสมมตฐิ านทตี่ ง้ั ไวใ้ นการทดลอง ประกอบดว้ ย กจิ กรรม 3 ขน้ั ตอน คอื (1) การออกแบบการทดลอง (2) การปฏบิ ตั กิ ารทดลอง (3) การบนั ทกึ ผลการทดลอง 5. ก า ร ตี ค ว า ม ห ม า ย ข้ อ มู ล แ ล ะ ก า ร ล ง ข้ อ ส รุ ป (Interpreting Data and Making Conclusion) การตีความหมายขอ้ มูล หมายถึง การแปลความหมายหรอื บรรยายลกั ษณะขอ้ มูลทมี่ อี ยู่ การลงขอ้ สรุป หมายถงึ การสรุปความสมั พนั ธข์ องขอ้ มูลทง้ั หมด ความสามารถทแี่ สดงใหเ้ ห็นวา่ เกดิ ทกั ษะ การลงขอ้ สรปุ

คุณลกั ษณะนิสยั ทีก่ ่อใหเ้ กิดประโยชนใ์ นการแสวงหาความรูท้ าง วทิ ยาศาสตรน์ ี ้ เรยี กวา่ จติ วทิ ยาศาสตร ์ซงึ่ มลี กั ษณะดงั ตอ่ ไปนี ้ 1. มคี วามละเอยี ดถถี่ ว้ นและอตุ สาหะ 2. มคี วามอดทน 3. มีเหตุผล ไม่เชอื่ สงิ่ ใดง่าย ๆ โดยปราศจากขอ้ เท็จจรงิ สนับสนุน อยา่ งเพยี งพอ 4. มใี จกวา้ ง ยอมรบั ฟังความคดิ เห็นของผูอ้ นื่ ไม่ยดึ ม่นั ในความคดิ ของตนเองฝ่ ายเดยี ว 5. สามารถทางานรว่ มกบั ผูอ้ นื่ ได ้ 6. มคี วามกระตอื รอื รน้ ทจี่ ะคน้ ควา้ หาความรู ้ 7. มคี วามซอื่ สตั ยส์ จุ รติ 8. ยอมรบั การเปลยี่ นแปลงและความกา้ วหนา้ ใหม่ ๆ ดงั นั้นจะเห็นว่ากระบวนการทางวทิ ยาศาสตร ์ เป็ นกระบวนการแสวงหา ความรูอ้ ย่างเป็ นระบบอันประกอบดว้ ย วิธีการทางวิทยาศาสตร ์ ทักษะ ่