เอกสารประกอบการเรียน วิชา วิทยาศาสตร์ และสิ่งแวดล้อมเพื่อชีวิต ปีการศึกษา 2562

1 เอกสารประกอบการเรยี น สาหรับนกั ศกึ ษาระดับอนุปรญิ ญา วทิ ยาลยั ชมุ ชนพังงา รายวชิ า ศท 0303 วทิ ยาศาสตร์และสง่ิ แวดล้อมเพ่อื ชีวติ จานวนหน่วยกติ 3 (2 - 2 - 5) โดย นายธวชั ชยั จิตวารินทร์ ครูวทิ ยฐานะ ครูเชย่ี วชาญ วิทยาลยั ชุมชนพังงา สถาบันวิทยาลยั ชมุ ชน กระทรวงการอุดมศกึ ษา วิทยาศาสตร์ วจิ ยั และนวตั กรรม

ก2 คานา เอกสารประกอบการเรยี น วิชา วิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมเพื่อชีวิต เล่มน้ีเป็นเอกสารท่ีจัดทาข้ึน เพื่อใหน้ ักศกึ ษาระดบั อนปุ รญิ ญา วทิ ยาลัยชุมชนพงั งา ท่เี รยี นวชิ าวทิ ยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมเพ่ือชีวิต รหัส วิชา ศท 0303 ซง่ึ เปน็ วิชาหมวดศึกษาท่ัวไปในหลกั สูตรอนุปริญญา (ฉบับปรับปรุง) พุทธศักราช 2561 ได้ใช้ เป็นส่อื ในการเรยี นรู้ ทง้ั นี้นักศึกษาสามารถศึกษาประมวลเนือ้ หาสาระได้ด้วยตนเอง โดยมุ่งหวงั เป็นอยา่ งยงิ่ ว่า นกั ศึกษาระดับอนุปริญญา วิทยาลยั ชุมชนพงั งาจะความรู้ความเข้าใจ สามารถใช้เป็นเอกสารท่ีใช้เรียนรู้รู้ได้ ด้วยตนเอง และสง่ ผลให้มีผลสมั ฤทธท์ิ างการเรียนในรายวิชา วิทยาศาสตร์และส่ิงแวดล้อมเพื่อชวี ติ ที่สงู ขนึ้ สุดท้ายน้ผี ้เู ขยี นเอกสารประกอบการเรียน วิชา วิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมเพื่อชีวิต เล่มน้ีมีความ ภมู ิใจเป็นอยา่ งยิ่งท่ีจะเป็นส่วนหน่ึงในการส่งเสริมความรู้ และพัฒนาความรู้ของนักศึกษาระดับอนุปริญญา ของวิทยาลัยชุมชนพังงา และหวังเป็นอย่างยิ่งว่านักศึกษาจะได้นาเอาความรู้ที่ได้รับจากเอกสารประกอบ การเรียนนไ้ี ปประยุกต์ใชใ้ ห้เกดิ ประโยชนแ์ ก่ตนเอง และประเทศชาติต่อไป ธวัชชยั จิตวารินทร์ ครู วิทยฐานะครเู ช่ยี วชาญ วิทยาลัยชุมชนพังงา พฤศจิกายน 2562

สารบัญ 3 คานา หน้า รายละเอยี ด และเนื้อหารายวิชา ก หน่วยการเรียนรทู้ ่ี 1 4 วิทยาศาสตรแ์ ละกระบวนการแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ 7 หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 กระบวนการคดิ และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 29 หนว่ ยการเรยี นรทู้ ี่ 3 การประยกุ ตใ์ ช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ 44 หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 4 ส่ิงแวดล้อม พลงั งาน และมลพษิ 65 หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 5 การอนุรกั ษส์ ง่ิ แวดลอ้ มอยา่ งย่ังยนื 104 หน่วยการเรยี นรู้ที่ 6 โครงการอนั เนอ่ื งมาจากพระราชดาริ 115 ใบกจิ กรรมการเรยี นรู้ 138

4 รายละเอยี ด และเนอื้ หารายวิชา 1. รหสั และชื่อรายวชิ า ศท 0303 วทิ ยาศาสตร์และส่งิ แวดลอ้ มเพอ่ื ชีวิต 2. จานวนหนว่ ยกิต 3 (2 - 2 - 5) 3. หลกั สูตรและประเภทของรายวชิ า เป็นรายวชิ าศกึ ษาทั่วไป ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2561 กลุ่มวชิ าวทิ ยาศาสตร์ คณติ ศาสตร์และเทคโนโลยี 4. คาอธบิ ายรายวชิ า กระบวนการคิดและการแกป้ ญั หาทางวทิ ยาศาสตร์ มนษุ ย์และสง่ิ แวดล้อม ผลกระทบจากปญั หา ส่งิ แวดล้อม วกิ ฤตพลงั งาน ภาวะโลกรอ้ น และสารมลพิษในสง่ิ แวดล้อม การอนรุ กั ษส์ ง่ิ แวดล้อมอย่างยัง่ ยนื 5. จุดมุง่ หมายของรายวชิ า 1. เพ่ือใหน้ กั ศกึ ษามที กั ษะกระบวนการคิดและการแกป้ ญั หาทางวทิ ยาศาสตร์ 2. เพ่อื ใหน้ กั ศกึ ษามีความรู้ และความเขา้ ใจเกี่ยวกบั ความสัมพนั ธข์ องมนษุ ยแ์ ละสงิ่ แวดลอ้ ม 3. เพื่อให้นกั ศึกษาสามารถวิเคราะหผ์ ลกระทบจากปัญหาและการแกป้ ญั หาสิ่งแวดลอ้ ม วกิ ฤตพลงั งาน ภาวะโลกร้อน และสารมลพิษในสงิ่ แวดล้อม 4. เพือ่ ใหน้ ักศกึ ษามีความรู้ และความเขา้ ใจในการอนรุ กั ษ์สงิ่ แวดล้อมอยา่ งยง่ั ยืน

5 6. แผนการสอนและการประเมินผล สัปดาห์ หวั ข้อ/รายละเอยี ด จานวน กิจกรรมการเรียนการสอนและ ผ้สู อน ท่ี 1-2 1. วทิ ยาศาสตรแ์ ละกระบวนการ (ช่วั โมง) สื่อทใี่ ช้ อ.ธวัชชยั จิตวารินทร์ แสวงหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 3-5 1.1 ความหมายและความสาคญั ของ 8 -เอกสารประกอบการสอน อ.ธวชั ชัย จติ วารนิ ทร์ วทิ ยาศาสตร์ 6-8 1. 2 ขอบขา่ ยและประเภทของ -แบบฝกึ หดั วิทยาศาสตร์ 1.3 ความสมั พันธร์ ะหว่าง -บรรยายรว่ มกบั กจิ กรรมกลมุ่ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และ สงิ่ แวดล้อม -นาเสนองานที่ไดร้ บั มอบหมาย 1.4 ความก้าวหนา้ ทางวทิ ยาศาสตร์ และเทคโนโลยใี นปจั จบุ ัน รายบุคคล 1.5 ความสาคัญของวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสง่ิ แวดลอ้ ม 12 -เอกสารประกอบการสอน 2. กระบวนการคดิ และกระบวนการ -แบบฝึกหดั ทางวิทยาศาสตร์ -กรณศี กึ ษา 2.1 กระบวนการคิดเชิงวทิ ยาศาสตร์ -บรรยาย 2.2 วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ -นาเสนองานทไ่ี ด้รบั มอบหมาย 2.3 ทกั ษะกระบวนการทาง รายบุคคล วทิ ยาศาสตร์ขั้นพนื้ ฐาน และขน้ั สูง 2.4 เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ 12 -เอกสารประกอบการสอน 3. การประยุกต์ใช้กระบวนการทาง -แบบฝึกหดั วทิ ยาศาสตร์ -กรณีศกึ ษา/บรู ณาการการ 3.1 การประยุกต์ใช้กระบวนการทาง แก้ปญั หาในชมุ ชน วิทยาศาสตร์สาหรบั แก้ปญั หาใน -บรรยาย ชุมชน -นาเสนองานท่ไี ดร้ ับมอบหมาย 3.2 การประยกุ ต์ใชก้ ระบวนการทาง รายกลมุ่ วิทยาศาสตรส์ าหรบั การสรา้ งองค์ ความรใู้ หม่ในชุมชน สอบกลางภาคเรียน

6 สัปดาห์ หัวข้อ/รายละเอียด จานวน กิจกรรมการเรยี นการสอนและ ผู้สอน ท่ี 9-11 4. สิ่งแวดลอ้ ม พลังงาน และ (ช่ัวโมง) ส่อื ท่ีใช้ มลพษิ 12-13 .41 ความหมาย ประเภท และ 12 -เอกสารประกอบการสอน อ.ธวัชชัย จิตวารินทร์ ความสาคัญ ของสงิ่ แวดลอ้ มและ วิกฤตสิ ่งิ แวดล้อม -แบบฝกึ หดั 4.2 พลงั งานและวกิ ฤตพิ ลงั งาน 4.3 มลพิษและวกิ ฤตมิ ลพิษ -กรณีศึกษา 4 4.ความสมั พันธร์ ะหว่างมนุษย์ และสงิ่ แวดล้อม -บรรยาย 4.5 ปัญหาของสิง่ แวดลอ้ ม วิกฤติ พลงั งาน และมลพิษในปจั จบุ ัน -นาเสนองานท่ไี ด้รับมอบหมาย 4.6 ปัญหาของสงิ่ แวดล้อม วิกฤติ พลงั งาน และมลพิษในชมุ ชน รายบคุ คล 5. การอนรุ ักษส์ ิ่งแวดล้อมอย่าง ย่งั ยืน 8 -เอกสารประกอบการสอน อ.ธวชั ชยั จติ วารนิ ทร์ 5.1 แนวทางการอนุรกั ษ์และพฒั นา สิ่งแวดล้อมอยา่ งยงั่ ยนื -แบบฝึกหดั 5.2 แนวทางการอนรุ กั ษ์และพฒั นา -กรณีศึกษา /บรู ณาการการ สง่ิ แวดล้อมอยา่ งยงั่ ยนื สาหรบั ชุมชน แกป้ ัญหาในชุมชน -บรรยาย -นาเสนองานท่ีได้รบั มอบหมาย รายบคุ คล 14-15 6. โครงการอนั เนื่องมาจาก 8 -เอกสารประกอบการสอน พระราชดาริ -แบบฝกึ หัด -กรณีศกึ ษา 6.1 ความสาคญั และความเปน็ มา -บรรยาย ของโครงการอนั เนือ่ งมาจาก -นาเสนองานที่ไดร้ ับมอบหมาย พระราชดาริ รายบคุ คล 6.2 ตวั อย่างโครงการอันเนอื่ งมาจาก สอบปลายภาค พระราชดาริ 16

7 หน่วยการเรียนรูท้ ่ี 1 วิทยาศาสตรแ์ ละกระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (8 ชว่ั โมง) 1.1 ความหมายและความสาคัญของวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ ภาษาอังกฤษคือ Science มาจากภาษาลาติน “Scienctia” ซึ่งหมายถึง ความรู้ (Knowledge) ทง้ั น้ีมนี กั วชิ าการอีกหลายทา่ นได้ให้ความหมายของวทิ ยาศาสตร์ ไว้ดงั นี้ ราชบณั ฑติ ยสถาน (2556 : 1075) ให้ความหมายของ วิทยาศาสตร์ ไว้ว่า หมายถึง ความรู้ท่ีได้โดย การสงั เกต และคน้ ควา้ จากปรากฏการณธ์ รรมชาตแิ ล้วจัดเข้าเป็นระเบียบ หรือวิชาท่ีค้นคว้าได้หลักฐานและ เหตผุ ลแล้วจดั เข้าเปน็ ระเบยี บ ทิพยวัลย์ เรอื งขจร (2554 : 3) ได้สรุปความหมายของวทิ ยาศาสตร์ (Science) ไว้ 3 ประการ ดังน้ี 1. สาขาวชิ าท่ปี ระกอบดว้ ยองค์ความรูเ้ กีย่ วกบั ความจริงและปรากฏการณ์ท้ังหลายของโลกที่มนุษย์ ค้นพบด้วยวิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ 2. องค์ความรู้เก่ียวกับความจริงและปรากฏการณ์ทั้งหลายของโลกที่มนุษย์ค้นพบด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์ และรวบรวมไวเ้ ปน็ หมวดหมอู่ ย่างมีระเบยี บ 3. กระบวนการแสวงหาความจริงและปรากฏการณ์ท้ังหลายของโลก ท่ีเรียกว่า กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต (2555 : 2) ได้ให้ความหมายชอง วทิ ยาศาสตร์ สรุปไดว้ า่ หมายถึง ความรู้ ความจรงิ เกยี่ วกับธรรมชาติ ซึง่ ไดจ้ ากการรวบรวมข้อมูล แล้วจัดเข้า ไวอ้ ยา่ งเปน็ ระเบียบ รวมทัง้ วธิ ีการหรอกระบวนการในการแสวงหาความรดู้ งั กล่าวด้วย โดยทั่วไปเมื่อนักวิทยาศาสตร์พบปรากฏการณ์ธรรมชาติอย่างใดอย่างหนึ่งในการค้นหาคาตอบ มักจะต้งั คาถาม 3 คาถาม ซง่ึ คาถามทง้ั 3 คาถามเป็นกญุ แจสาคัญทาให้นักวิทยาศาสตร์ได้คาตอบของปัญหา ซง่ึ คาถามน้ันประกอบดว้ ย 1. What question คอื มีอะไรเกิดขนึ้ 2. How question คอื เกิดขน้ึ อยา่ งไร และ 3.Why question คือ ทาไมจงึ เกดิ ขน้ึ ซ่ึงในการคน้ พบทางวิทยาศาสตร์จะมีลาดับขนั้ ตอน แบ่งเปน็ 3 ขั้นตอน คือ 1. เป็นการค้นพบปรากฏการณ์ธรรมชาติ 2. เป็นการค้นหาคาตอบของปัญหา และ 3. เป็นคาตอบของ ปัญหา หรือความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งข้ันตอนการค้นพบวามรู้ทางวิทยาศาสตร์โดยใช้ 3 คาถาม และ 3 ขน้ั ตอนสรปุ ได้ดงั ภาพที่ 1.1 ดงั นี้ เมอ่ื นกั วทิ ยาศาสตร์ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ความรูท้ างวิทยาศาสตร์ พบปรากฏการณ์ธรรมชาติ ค้นหาคาตอบ (Science knowledge) (Natural phenomena) (Scientific process) ภาพที่ 1.1 ข้ันตอนการค้นพบวามรทู้ างวิทยาศาสตรโ์ ดยใช้ 3 คาถาม และ 3 ขนั้ ตอน ดังน้ันจึงกล่าวโดยสรุปได้ว่า วิทยาศาสตร์ หมายถึง การค้นหาความรู้จากธรรมชาติ โดยใช้ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ท้งั นี้วิทยาศาสตร์มีจุดมุง่ หมายในการแสวงหาความรอู้ ยา่ งเป็นระบบ โดยตง้ั ข้อ

8 สมมตฐิ าน พสิ จู นส์ มมติฐานดว้ ยกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ความรู้ หรือข้อเท็จจริงจากปรากฏการณ์นั้นๆ ถ้ามกี ารพิสูจน์ อกี กย็ งั คงใชข้ ้อเท็จจริงเหมือนเดมิ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นผลลัพธ์จากการกระทาของนักวิทยาศาสตร์ สามารถแบ่งความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ จากง่ายไปยาก 6 ระดับ ได้แก่ 1. ข้อเท็จจริง (Fact) 2. ความคิดรวบยอดหรือ มโนมติ (Concept) 3. หลักการ (Principle) 4. สมมติฐาน (Hypothesis) 5. ทฤษฎี (Theory) 6. กฎ (Law) โดย ความรู้แต่ละระดบั มรี ายละเอียดดังน้ี 1 ข้อเท็จจริง (Fact) ราชบัณฑิตยสถาน (2556 : 172) ไดใ้ ห้ความหมายของ“ขอ้ เทจ็ จรงิ ” ว่า เปน็ ข้อความหรือเหตกุ ารณ์ ท่ีเป็นมาหรือเป็นอยู่ตามจรงิ ขอ้ เท็จจรงิ เดีย่ วยงั ถือว่ายงั ไมเ่ ปน็ ความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์โดยตรง แตถ่ า้ หากมขี อ้ เท็จจริงหลาย ข้อเท็จจรงิ มาประมวลรวมกนั แล้วจงึ ถอื ว่าเป็นความรเู้ ชน่ การสังเกตปรากฏการณธ์ รรมชาติ หรือสิ่งใดๆ ที่ เปน็ อยจู่ รงิ ไมเ่ ปล่ียนแปลง และเปน็ สงิ่ ทไี่ ด้จากการสังเกตโดยตรง หรือโดยอ้อม (ข้อเทจ็ จรงิ ในธรรมชาตยิ ่อม ถูกตอ้ งเสมอ แต่การสงั เกตขอ้ เท็จจริงอาจผิดพลาดได้) ความรทู้ ไ่ี ด้น้ี เมอ่ื ทดสอบในสถานการณ์หรือสภาวะ เดยี วกนั จะได้ผลเหมอื นเดิมทุกครง้ั ดงั ตัวอยา่ ง - “น้าไหลจากที่สงู สู่ท่ีตา่ ” - “นา้ จะเดือดทีอ่ ณุ หภูมิ 100 องศาเซลเซยี ส ณ บริเวณทร่ี ะดบั นา้ ทะเล” - “เกลอื มรี สเคม็ ” - “สเปคตรมั ของแสงอาทติ ยม์ ี 7 สี คอื ม่วง คราม น้าเงิน เขยี ว เหลอื ง แสด แดง” - “น้าแข็งลอยนา้ ได”้ - “พระอาทติ ยข์ ึ้นทางทศิ ตะวันออกและตกทางทิศตะวันตก” ข้อเท็จจรงิ เป็นความร้พู ้นื ฐานเบ้ืองตน้ ทางวทิ ยาศาสตร์ ท่ีเกดิ จากการสงั เกตปรากฏการณ์ธรรมชาติ และสง่ิ ตา่ งๆ โดยตรง โดยใช้ประสาทสัมผสั ท้ังห้า ได้แก่ ตา หู จมูก ลน้ิ และผิวกาย หรอื จากการตรวจวัดโดย วิธีการอยา่ งง่ายๆ โดยผลทไ่ี ดจ้ ากการสงั เกตและการวัดตอ้ งเหมอื นเดิมไมว่ า่ จะกระทากคี่ รัง้ ก็ตาม และเป็น ขอ้ มลู ทเี่ ปน็ จรงิ เสมอไมเ่ ปลย่ี นแปลงตามกาลเวลา ขอ้ เทจ็ จรงิ มลี กั ษณะเปน็ ข้อความเดยี่ วๆ ทต่ี รงไปตรงมา 2 มโนมตหิ รอื ความคดิ รวบยอด (Concept) มโนมติ คือ ความคิดหลัก (Main idea) ของแต่ละบุคคลท่ีมีต่อเหตุการณ์หรือปรากฏการณ์น้ันๆ มโนมติเกดิ จากการนาขอ้ เทจ็ จรงิ มาศกึ ษาหรอื เปรียบเทยี บความแตกต่าง สรุปรวมลักษณะท่ีสาคัญ มองเห็น ความสัมพนั ธ์ของสิ่งน้ันๆ สรา้ งเป็นความคิดหลักในรูปท่ีแสดงถึงความคิด ความเข้าใจ ทาให้นาไปใช้ในการ บรรยาย อธบิ าย หรอื พยากรณเ์ หตุการณ์ วตั ถุ และปรากฏการณ์ที่เก่ียวข้อง ซ่ึงแต่ละคนอาจมีนโนมติต่อส่ิง ใดส่ิงหน่ึงทแ่ี ตกต่างกัน ขน้ึ อยูก่ ับ ประสบการณ์ ความรเู้ ดิม วัยวุฒิ และ เหตผุ ลของบุคคลน้ันๆ คาว่ามโน มตนิ ้ัน มีคาอ่นื ทีใ่ ช้แทนได้ เช่น ความคดิ รวบยอด มโนทัศน์ มโนภาพ หรือสงั กัป ดงั ตัวอยา่ ง - โปรตีนเปน็ สารอาหารทีม่ ีอยใู่ นเนือ้ สตั ว์ - ใบไม้แตล่ ะชนดิ มรี ูปร่างลักษณะแตกต่างกัน - พืชใบเล้ียงเดีย่ วเป็นพืชท่ีมใี บเล้ียงออกมาเพียงใบเดยี วและมเี ส้นใบขนานกัน - แมลง คอื สัตว์ทม่ี ีเขาและลาตวั แบง่ ออกเป็น 3 สว่ น

9 - สตั ว์ แบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คอื สตั ว์ไม่มกี ระดูกสนั หลงั กบั สัตว์ที่มกี ระดกู สันหลัง - ความหนาแน่น เป็นความสัมพันธร์ ะหว่างมวลกับปรมิ าตร - ยนี ทอ่ี ยูบ่ นโครโมโซมจะเปน็ ตัวกาหนดลักษณะทางพนั ธกุ รรม - หวั ใจเป็นอวัยวะที่สาคญั ทส่ี ุด กลา่ วโดยสรุป \"มโนมติ คือ ความคิด ความเข้าใจท่ีสรปุ เกยี่ วกบั สิ่งใดสิ่งหนึ่งหรือเร่ืองใดเร่ืองหนึ่งอัน เกิดจากการสงั เกต หรือการไดร้ ับประสบการณเ์ กยี่ วกับสง่ิ นั้นหรอื เรื่องนั้นหลายๆ แบบ แลว้ ใชค้ ณุ ลักษณะของ สง่ิ น้ันหรือเร่ืองน้ันนามาประมวลเขา้ ด้วยกันเปน็ ขอ้ สรุปของเรอื่ งน้นั 3 หลักการ (Principle) หรอื \"ความจรงิ หลัก\" หลักการ คือ ความจรงิ ท่ใี ช้เป็นหลักในการอ้างองิ ได้ โดยนากลุ่ม มโนมตทิ ี่เกี่ยวกับความสมั พันธซ์ งึ่ ไดร้ บั การทดสอบวา่ เปน็ จริงแลว้ ว่าเปน็ จริง แล้วนาไปใชอ้ ้างองิ และพยากรณเ์ หตกุ ารณ์หรอื ปรากฏการณท์ ี่ เกยี่ วขอ้ งได้ (หลกั การตอ้ งเปน็ ความจริงทส่ี ามารถทดสอบได้ และไดผ้ ลเหมอื นเดมิ มีความเป็นปรนยั และ เป็นทเี่ ขา้ ใจตรงกนั ) ด้วยเหตุน้ีหลกั การมลี กั ษณะแตกตา่ งจากมโนมติตรงทหี่ ลกั การเป็นส่ิงทท่ี ุกคนเขา้ ใจตรงกนั สามารถ ใชอ้ ้างองิ ได้ แตม่ โนมติเก่ยี วกบั สงิ่ เดยี วกันของแต่ละคนอาจไมเ่ หมอื นกนั ทงั้ น้ีขึ้นกบั ประสบการณ์ของแตล่ ะ บุคคล หลกั การอาจผสมผสานจากมโนมติ ต้ังแต่ 2 มโนมตทิ ่ีสมั พนั ธก์ ันเข้าดว้ ยกัน ตัวอย่างท่ี 1 \"ทองแดง เมื่อไดร้ บั ความรอ้ นจะขยายตัว\" กลุ่มมโนมติ หลกั การ \"อลมู เิ นียม เม่อื ได้รบั ความรอ้ นจะขยายตวั \" \"โลหะทกุ ชนดิ เม่ือไดร้ บั ความร้อน \"เหล็กเม่อื ไดร้ บั ความรอ้ นจะขยายตัว\" จะขยายตัว\" ตวั อย่างท่ี 2 กลุ่มมโนมติ หลักการ \"ขว้ั บวกกับขั้วบวกจะผลกั กัน\" \"ขว้ั แม่เหลก็ ชนดิ เดยี วกันจะผลัก \"ขว้ั ลบกบั ขว้ั ลบจะผลกั กัน\" กัน ข้วั ต่างกนั จะดูดกัน\" \"ขว้ั ลบกับข้วั ขั้วบวกจะดดู กนั \" ตัวอยา่ งท่ี 3 ดังนน้ั หลักการ \"แสงจะหกั เหเมอ่ื เดนิ ทางผา่ นอากาศไปสนู่ า้ \" \"แสงจะหกั เหเมอื่ เดนิ ทางผ่าน \"แสงจะหกั เหเมอื่ เดนิ ทางผ่านอากาศไปสู่แกว้ \" ตัวกลางหนง่ึ ไปสู่ตัวกลางหน่ึงซ่งึ มี \"แสงจะหกั เหเมอ่ื เดินทางผ่านแกว้ ไปสูน่ า้ \" ความหนาแนน่ ต่างกัน\" 4 สมมติฐาน (Hypothesis) สมมติฐาน คือ ข้อคิดเห็นหรอื ถอ้ ยแถลงท่เี ปน็ มูลฐานแหง่ การหาเหตผุ ล การทดลอง หรอื การวจิ ยั (ราชบัณฑติ ยสถาน, 2556 : 1127) นอกจากนี้คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต (2555 : 7) กล่าวว่า สมมติฐาน คอื คาตอบของปญั หาซ่งึ อาจถกู ต้องแต่ยงั ไม่เป็นท่ยี อมรับจนกว่าจะได้มีการทดลองเพื่อตรวจสอบ อย่างรอบคอบเสียกอ่ น จึงจะทราบว่าสมมติฐานทต่ี ัง้ ไวน้ ้นั ถกู ต้องหรือไม่ สมมตฐิ านทเ่ี คยยอมรบั อาจลม้ เลิกได้

10 ถ้ามขี อ้ มูลจากการทดลองใหมๆ่ มาลบล้างแต่ก็มีบางสมมติฐานที่ต้ังมานานโดยไม่มีข้อมูลจากการทดลองมา คดั คา้ นจงึ ทาใหส้ มมตฐิ านเหล่านั้นเป็นท่ียอมรับว่าถูกต้องซ่ึงมักอยู่ในรูปของกฎตัวอย่างเช่น สมมติฐานของ เมนเดลเกย่ี วกบั หน่วยกรรมพันธซ์ุ ึง่ เปลี่ยนเป็นกฎการแยกตัวของยีน (Law of segregation) ซ่ึงถ้าปราศจาก สมมติฐานแล้วการคน้ หาความรวู้ ิทยาศาสตร์จะไม่เกดิ ขึ้น การตง้ั สมมติฐานท่ีดีควรมีลกั ษณะดงั นี้ 1. เปน็ สมมตฐิ านทีเ่ ขา้ ใจงา่ ย มักนยิ มใช้วลี\"ถ้า…ดงั นน้ั \" 2. เป็นสมมตฐิ านท่ีแนะล่ทู างทีจ่ ะตรวจสอบได้ 3. เป็นสมมตฐิ านทต่ี รวจได้โดยการทดลอง 4. เปน็ สมมตฐิ านท่ีสอดคลอ้ งและอยใู่ นขอบเขตขอ้ เท็จจรงิ ท่ีได้จากการสังเกตและสัมพันธ์กับปัญหา ทต่ี ัง้ ไว้ ดงั ตัวอย่าง ยาเพนซิ ลิ ิน ซ่ึงเปน็ ยาปฏชิ ีวนะใชส้ าหรบั รักษาโรคตา่ งๆ คงไมเ่ กิดข้ึน ถา้ เซอร์อเล็กซานเดอร์ เฟลมิง (Sir Alexander Fleming) ไม่ต้ังสมมติฐานว่า “สารเคมีท่ีผลิตโดยเชื้อรา Penicillium Notatum มีฤทธ์ิ ตา้ นและทาลายแบคทีเรียได้” เปน็ ต้น \"เม่อื พชื ได้รับแสงมากขน้ึ พืชนะเจริญเตบิ โตขนึ้ \" \"ถา้ เพมิ่ ทาละลาย จุดเดอื ดของสารละลายจะเพ่มิ ขึ้น\" \"ถ้าเพ่ิมปริมาณปยุ๋ ใหก้ ับพชื มากเกนิ ไป พชื จะเฉาตาย\" \"ถ้าอุณหภูมิที่แวดล้อมมีผลต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ดังน้ัน แบคทีเรียที่อยู่ในอุณหภูมิ พอเหมาะจะเจริญเตบิ โตมากกว่าแบคทีเรียท่อี ยู่ในอณุ หภมู ไิ ม่เหมาะสม\" \"ถ้าช่วงขาที่มผี ลตอ่ เวลาท่ีใชใ้ นการว่ิง ดังน้ัน นาย ก. ซ่งึ มชี ่วงขายาวกว่า นาย ข. จะใช้เวลาในการ วงิ่ 100 เมตร นอ้ ยกว่า\" \"ในการปล่อยลูกบอลจากระดบั ทส่ี ูงขึน้ ลงสู่พื้นมีผลต่อความสูงท่ีลูกบอลกระเด้งขึ้น ดังน้ันลูกบอลท่ี ปลอ่ ยจากระดับท่ีสงู กวา่ จะกระเด้งสงู กว่าบอลที่ปลอ่ ยจากระดับท่ตี ่ากว่า\" สมมติฐานจะเปน็ ทยี่ อมรับก็ตอ่ เม่ือพสิ จู น์ได้วา่ สมมติฐานน้นั ถกู ต้องมีหลกั ฐานหรอื เหตผุ ลมาสนับสนนุ ในกรณีทีส่ มมตฐิ านมหี ลกั ฐานมาสนบั สนุนไมเ่ พียงพอหรอื มีข้อคัดค้าน สมมตฐิ านนน้ั กใ็ ชไ้ ม่ได้ต้องถกู ยกเลิกไป นักวทิ ยาศาสตรก์ ็จะเสาะหาสมมตฐิ านใหม่ต่อไป แต่อย่างไรก็ตามสมมติฐานท่ีเป็นท่ียอมรับในช่วงเวลาหนึ่ง อาจต้องมีการเปล่ียนแปลงหรือยกเลิกไป เมือ่ มีผู้ค้นพบหลักฐานท่ีคัดคา้ นสมมติฐานนนั้ และกม็ ีบางสมมตฐิ าน ท่ีต้ังขึ้นเป็นเวลานานโดยไม่มีผลการสังเกตหรือผลการทดลองมาคัดค้านได้ สมมติฐานน้ันก็จะได้รับ การยอมรบั และเปลีย่ นไปเปน็ หลักการ ทฤษฎี และกฎตอ่ ไป 5 ทฤษฎี (Theory) ทฤษฎี คือ ความเห็น ลักษณะท่ีคิด หรือคาดการณ์ตามหลักวิชาการเพ่ือเสริมเหตุผล และรากฐาน ใหแ้ ก่ปรากฏการณ์หรือข้อมูลในภาคปฏิบัติ ซ่ึงเกิดข้ึนมาอย่างมีระเบียบ (ราชบัณฑิตยสถาน, 2556 : 504) ทฤษฎีเปน็ ขอ้ ความทีน่ ักวิทยาศาสตร์สร้างข้ึน เป็นคาอธิบายหรือความคิดที่ได้จากสมมติฐานที่ผ่าน การตรวจสอบหลายๆ ครัง้ และใชอ้ ้างอิงได้ หรือ ทานายปรากฏการณ์ที่ค่อนข้างกว้าง สามารถใช้อธิบายกฎ หลักการ และการคาดคะเนข้อเท็จจรงิ ในเรอ่ื งทานองเดยี วกันได้ ทฤษฎี คอื การอธิบาย บอกรายละเอียดหรือ

11 อธิบายปรากฏการณ์ว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น (ทฤษฎี เป็นความคิดของนักวิทยาศาสตร์ อาจจะถูกหรือผิด กไ็ ด้ ซึ่งมีการเปล่ียนแปลงได้ เมื่อได้รบั ขอ้ เทจ็ จริงเพ่ิมขึ้นและน่าเช่อื ถือมากขน้ึ ) ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งทฤษฎกี บั กฎ กฎนน้ั อธบิ ายโดยใช้ความสมั พันธร์ ะหวา่ งเหตุกับผลเป็นหลัก คือ บอกได้แต่เพียงว่าผลที่ปรากฏใหเ้ หน็ นม้ี สี าเหตอุ ะไร หรือเหตกุ บั ผลสมั พนั ธ์กันอยา่ งไร แต่ไมส่ ามารถอธิบายได้ ว่าทาไมจึงเป็นเช่นนั้น ส่วนทฤษฎีนั้นสามารถอธิบายความสัมพันธ์ในกฎได้ เช่น “ถ้าเอาขั้วแม่เหล็กท่ี เหมอื นกันมาวางใกล้กนั มันจะผลักกนั แตถ่ า้ ขวั้ ตา่ งกนั มนั จะดูดกนั ” นี่คอื ความสัมพนั ธ์ท่ีอยู่ในรปู ของกฎ ถา้ จะ ถามว่าทาไมขั้วแม่เหล็กเหมือนกันจึงผลักกัน การอธิบายความสัมพันธ์น้ีต้องใช้ทฤษฏีโมเลกุลแม่เหล็กมา อธบิ ายจงึ จะเข้าใจ นอกจากนี้แล้วทฤษฎีเป็นข้อความซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยท่ัวไปในการอธิบายกฎ หลักการ หรือ ขอ้ เท็จจรงิ ที่ใชอ้ ธิบายหรอื ทานายปรากฏการณ์ต่างๆ ทอ่ี าจเกิดขน้ึ เป็นทน่ี ่าเชอื่ ถอื ได้ และสามารถอนุมานไป เป็นหลักการ กฎ บางอย่างได้ 6 กฎ (Law) กฎ คอื หลักการอยา่ งหน่ึงซึ่งเปน็ ข้อความทร่ี ะบุความสัมพันธก์ ันระหวา่ ง เหตุกับผล และอาจเขียนใน รปู สมการแทนได้ ผ่านการทดสอบจนเป็นที่น่าเช่ือถือได้มาแล้ว (กฎ มีความจริงในตัวของมันเอง ไม่มีข้อ โตแ้ ยง้ สามารถทดสอบได้เหมือนเดิมทกุ ประการ) กฎอาจเกิดมาได้ 2 ทาง คอื 1. จากการอุปมานข้อเท็จจริง โดยการรวบรวมจากข้อเท็จจริงหลายๆ ข้อเท็จจริงมาสรุปเป็น มโน มติ หลกั การ 2. จากการอนมุ านทฤษฎี โดยการดึงสว่ นย่อยของทฤษฎมี าเปน็ กฎ เชน่ กฎสัดส่วนพหูคณู แยกย่อย มาจากทฤษฎีอะตอม ตวั อย่าง กฎของบอยส์ กล่าวว่า \"ปริมาณของกา๊ ซจะเป็นปฏิภาคผกผันกับความดนั ถ้าอุณหภูมคิ งท\"่ี กฎการแยกตวั โดยอิสระของยนี กลา่ วว่า \"ยีนทคี่ วบคุมลกั ษณะเดียวกนั จะแยกออกจากการโดย อิสระเพอื่ สหู่ น่วยสืบพนั ธ\"์ุ กฎสัดส่วนคงท่ี กล่าววา่ \"อัตราสว่ นระหว่างมวลของสารของธาตุทีร่ วมกันเปน็ สารประกอบชนดิ ใด ชนดิ หนึ่ง จะมคี า่ คงทเี่ สมอ\" 1.2 ขอบข่ายและประเภทของวทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ไดแ้ บง่ ออก เป็น 2 ประเภท ตามจุดประสงค์ของการแสวงหาความรู้ คือ วิทยาศาสตร์ บริสุทธิ์ และวทิ ยาศาสตรป์ ระยกุ ต์ 1 วทิ ยาศาสตรบ์ รสิ ุทธิ์ (Pure science) เปน็ ความร้พู ื้นฐานล้วนๆ ซงึ่ ประกอบดว้ ย ขอ้ เท็จจริง มโน มติ หลักการ ทฤษฎี กฎ นักวิทยาศาสตร์ค้นคว้าหาความรู้ประเภทน้ีเพ่ือความใคร่รู้ เพ่ือตอบสนองความ ตอ้ งการทางจติ ใจ โดยไม่คิดหวังผลประโยชน์จากการค้นควา้ น้เี ลย ไดแ้ ก่

12 1.1 วิทยาศาสตร์กายภาพ (Physical science) ศึกษาหาความรู้จากธรรมชาติที่ เกี่ยวกับ สิ่งไม่มีชีวิต ได้แก่ ฟิสิกส์ (Physic) เคมี (Chemistry) ธรณีวิทยา (Geology) ดาราศาสตร์ (Astronomy) อตุ ุนิยมวิทยา (Meteorology) เป็นตน้ 1.2 วิทยาศาสตร์ชีวภาพ (Biological Science) เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาหาความรู้จาก ธรรมชาตเิ ก่ยี วกับสงิ่ มีชีวติ ไดแ้ ก่ พฤกษศาสตร์ (Botany) สัตวศาสตร์ (Zoology) 1.3 วทิ ยาศาสตรส์ ังคม (Social Science) ศกึ ษาเกีย่ วกับการจัดระบบให้มนุษย์ดารงชีวิตได้ อยา่ งสงบสขุ ในสังคม ไดแ้ ก่ จิตวทิ ยา (Psychology) รัฐศาสตร์ (Political Science) 2 วิทยาศาสตร์ประยุกต์ (Applied Science) เป็นการนาความรู้จากวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์มา ประยุกต์เพื่อให้เกิดประโยชน์ด้านต่างๆ เช่น แพทย์ศาสตร์ เกษตรศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ เทคโนโลยกี ารเกษตร เทคโนโลยกี ารอาหาร เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม เป็นตน้ โดยสรุป คือ วิทยาศาสตร์บริสุทธิ์เป็นความรู้ในเรื่องต่างๆ ซึ่งมักเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ พื้นฐาน ท่ีมีลักษณะเป็นทฤษฏี หลักการ กฎ หรือสูตรต่างๆ เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา เป็นต้น ส่วน วทิ ยาศาสตรป์ ระยุกตเ์ ปน็ การใช้ความรู้เพ่อื ใหเ้ กิดประโยชน์ โดยเน้นในทางปฏบิ ตั ิมากกว่าทฤษฎี และมักเป็น สาขาวิชาเฉพาะทาง เช่น แพทยศ์ าสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ เกษตรศาสตร์ วทิ ยาศาสตรส์ ่ิงแวดล้อม เป็นต้น ความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ (Type of Scientific Knowledge) 1.3 ความสมั พันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และส่ิงแวดลอ้ ม จากความหมายของคาว่า \"วิทยาศาสตร์\" และความหมายของคาว่า \"เทคโนโลยี\" ท่ีกล่าวมาข้างต้นจะ เห็นว่า วทิ ยาศาสตรเ์ ปน็ ความรู้ท่ีนาไปใช้อธิบายได้ว่า ทาไมจึงเป็นอย่างนั้น เช่น นักชีววิทยาจะอธิบายได้ว่า ทาไมเมื่อขวั้นและขูดเปลือกของพืชยืนต้นออกจะมีรากงอกออกมาได้ นักฟิสิกส์ก็จะอธิบายได้ว่า ทาไมเม่ือ ขดลวดตดั สนามแม่เหล็ก จึงมกี ระแสไฟฟ้าเกิดข้ึน เป็นต้น ส่วนเทคโนโลยีน้ันจะเป็นความรู้ว่าจะทาอย่างไร ตวั อยา่ งเชน่ จะขยายพนั ธุพ์ ืชโดยการตอนได้อยา่ งไร จะผลติ กระแสไฟฟา้ นามาใชป้ ระโยชน์ไดอ้ ยา่ งไร จะผลิต อปุ กรณ์เครื่องใช้ เครื่องอานวยความสะดวกในด้านต่าง ๆ โดยนาไฟฟ้ากระแสมาใชไ้ ด้อย่างไร เหล่านี้ เป็นต้น จะเห็นไดว้ ่าวทิ ยาศาสตรเ์ ป็นตวั ความรู้ ส่วนเทคโนโลยนี ้นั เปน็ การนาความรไู้ ปใชใ้ นทางปฏบิ ัตใิ ห้เกิดสิ่ง ท่ีเป็นรูปธรรมได้ วดั ได้ หรอื จับต้องได้ โดยการนาทรพั ยากรธรรมชาติ ต่าง ๆ มาใช้ในทางปฏบิ ตั ิ ความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ + ทรัพยากรธรรมชาติ --------------> เทคโนโลยี ภาพที่ 1.2 แผนภมู ิความสมั พันธร์ ะหว่างวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยีสมัยใหม่จาเป็นต้องมีความรู้วิทยาศาสตร์เป็นระบบต่อเนื่องเป็นฐานรองรับมิใช่แต่เพียง อาศัยประสบการณห์ รอื วิทยาศาสตรส์ งั เกตเท่าน้ัน และความรู้หรือทฤษฎีใหม่ทางวิทยาศาสตร์ท่ีถูกค้นพบก็ มใิ ช่วา่ จะถูกนาไปพัฒนาเปน็ เทคโนโลยีใหม่ตามมาเสมอไป ความรู้และทฤษฎีวิทยาศาสตร์บางอย่างแม้จะถูก ค้นพบมานานก็ยงั คงเป็นความรูพ้ ืน้ ฐานสะสมไวเ้ หมอื นเดิม ทั้งนเี้ พราะความร้วู ทิ ยาศาสตร์บางอยา่ งเปน็ ไปเพอื่ ความรคู้ วามสนใจจริง ๆ ไม่ได้เกิดมาจากปัญหาเฉพาะหน้า หรือสถานการณ์บังคับเพื่อแก้ปัญหาสังคมและ เศรษฐกิจ ไม่มแี รงผลกั ดนั ให้มีการพฒั นาเทคโนโลยขี ้นึ มา ความรูว้ ิทยาศาสตร์บางอย่างเกิดข้ึนมานานกว่าจะ ถกู พัฒนาขน้ึ มาเป็นเทคโนโลยี เช่น ความรู้ทางฟิสิกส์สุริยะมีมานานก่อนท่ีจะพัฒนาเป็นเทคโนโลยีพลังงาน

13 แสงอาทติ ย์ ทัง้ น้ีเพราะแต่เดมิ โลกไม่ขาดแคลนพลงั งาน จึงเห็นได้ว่า ช่วงเวลาระหว่างการค้นพบความรู้ทาง วทิ ยาศาสตร์กับเทคโนโลยที ่ีไดพ้ ฒั นาขึ้นมานน้ั อาจสัน้ หรอื ยาว ก็แลว้ แตค่ วามเรง่ ด่วนทางเศรษฐกจิ และสังคม และความยากง่ายของความรู้วทิ ยาศาสตรน์ ัน้ ๆ บางคร้งั เทคโนโลยใี หมก่ ็พัฒนามาจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ดัง้ เดิมได้ เช่น พวกอปุ กรณ์เครื่องไฟฟ้าบางอยา่ ง เช่น กระทะไฟฟ้า หม้อหุงข้าวไฟฟ้าอัตโนมัติ เป็นต้น และ ความรู้วิทยาศาสตร์จะไม่สามารถใช้ประโยชน์ด้านปฏิบัติได้ ถ้าไม่มีการนาความรู้น้ันไปประยุกต์ใช้ เมอ่ื กอ่ นวิทยาศาสตร์ไม่ต้องอาศัยเทคโนโลยีมากนัก แต่ปัจจุบันท้ังสองวิชานี้ต้องพ่ึงพาซึ่งกันและกัน วิทยาศาสตร์ตอนแรก ๆ ใชเ้ พียงวิธีสังเกตและเหตุผล เมื่อต้องทดลองบ้างก็เริ่มใช้เครื่องมือ เม่ือการทดลอง ยุ่งยากข้นึ ความตอ้ งการเครอ่ื งมอื กม็ มี ากข้นึ เคร่อื งมอื จะตอ้ งดแี ละมีประสิทธิภาพสูงขน้ึ ดว้ ย การทดลองทาง วทิ ยาศาสตรใ์ นระยะสน้ั ๆ น้ี ต้องอาศัยเทคโนโลยี เชน่ การวจิ ยั เกยี่ วกับพลงั งานนวิ เคลยี ร์และอวกาศ เปน็ ต้น จึงกลา่ วได้ว่า ปัจจุบันวิทยาศาสตร์พ่ึงเทคโนโลยี ไม่น้อยกว่าเทคโนโลยีพ่ึงวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันความรู้ทาง วิทยาศาสตรไ์ ด้กา้ วไปไกลและกว้างขวางมาก ปหี น่ึง ๆ มรี ายงานเสนอผลของการวิจัยพิมพ์ออกมาไม่น้อยกว่า ลา้ นเรื่อง ใครต้องการความรูเ้ หล่าน้นั ก็หาไดง้ ่าย ผดิ กบั ความรู้ทางเทคโนโลยี ซ่งึ หาได้ยากกวา่ มาก เทคโนโลยี สร้างข้ึนมาต้องอาศัยวิทยาศาสตร์ แต่วิทยาศาสตร์เกิดข้ึนโดยไม่ได้อาศัยเทคโนโลยี ต่อมาท้ังสองวิชาเร่ิมมี ความสัมพันธก์ ันมากข้นึ ถงึ แมบ้ างเรื่องต่างเจริญด้วยตนเอง แต่เทคโนโลยีก็ต้องอาศัยวิทยาศาสตร์มากกว่า และมคี วามเจริญกา้ วหน้าตามวิทยาศาสตรไ์ มท่ นั ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีจะถือกาเนิดมาจากวิทยาศาสตร์ ดังกล่าวข้างต้นก็ตาม แต่มีข้อควรพิจารณาท่ี สาคญั หลายประการ ดังน้ี 1. เ มื่ อ มี ก า ร ค้ น พ บ ค ว า ม รู้ ใ ห ม่ ท า ง วิ ท ย า ศ า ส ต ร์ ก็ มิ ได้ ห ม า ย คว า ม ว่ า จ ะ ต้ อ ง มี เทคโนโลยีใหมเ่ กดิ ข้ึนเสมอ โดยปกติจะมีช่วงเวลาเหล่ือมระหว่างการค้นพบความรู้ใหม่ทางวิทยาศาสตร์น้ัน ช่วงเวลาดังกล่าวจะส้ันหรือยาวหลายสิบปี หรือ 100 ปีก็ได้ สุดแท้แต่ความยากง่ายของความรู้ใหม่ ความ ต้องการ ความเหมาะสมทางเศรษฐกิจ ทางสังคมและอ่ืน ๆ ซึ่งจะเป็นปัจจัยหรือแรงผลักดันท่ีทาให้มีการ พยายามพฒั นาเทคโนโลยี 2. เทคโนโลยีใหม่นั้น อาจอาศัยความรู้ทางวิทยาศาสตร์ดั้งเดิมก็ได้ เช่น หม้อหุงข้าวไฟฟ้า เครอ่ื งคอมพิวเตอร์ อปุ กรณ์เกยี่ วกบั แสงเลเซอร์ เป็นเทคโนโลยีท่ีเก่ียวกับไฟฟ้าอิเล็กทรอนิคส์ และคลื่นแสง ซึ่งไม่ใชค่ วามรใู้ หม่ทางวิทยาศาสตร์แต่อย่างใด สรุปได้ว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์จะไม่มีคุณค่า ถ้าหากปราศจากเทคโนโลยีมาเชื่อมโยง และ เทคโนโลยีที่ปราศจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐานก็ไม่สามารถจะนาไปใช้ ให้เกิดประโยชน์ได้อย่าง สงู สดุ 1.4 ความกา้ วหน้าทางวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยใี นปัจจุบนั ในโลกยคุ ปัจจุบันท่ีเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าและพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว ทาให้ชีวิตของมนุษย์ต้อง พ่งึ พาเทคโนโลยีในการใชช้ ีวิตประจาวันอยู่เสมอ และในบางคร้ังคนเราก็ไม่รู้ตัวเลยด้วยซ้าไปว่ากาลังใช้และ พ่ึงพาเทคโนโลยี อุปกรณ์เครื่องใช้ในชีวิตประจาวันของเราในปัจจุบัน ล้วนได้รับการพัฒนามาจาก ความกา้ วหน้าของเทคโนโลยจี นนามาผลิตเป็นส่ิงของเครื่องใช้เพื่ออานวยความสะดวกให้กับมนุษย์มากมาย และเราไดใ้ ชเ้ ทคโนโลยีเพอื่ อานวยความสะดวกในชวี ติ ประจาวนั จนเกดิ ความเคยชิน การใช้ชวี ิตของคนเราในปจั จบุ ันได้มีการใช้เทคโนโลยตี งั้ แต่เร่ิมต่ืนนอนเพราะในการตื่นนอนก็จะต้องใช้ นาฬิกาปลกุ หรอื มือถือตง้ั ปลกุ มาถึงในเรอื่ งการรบั ประทานอาหารก็ต้องใช้ไมโครเวฟในการทาอาหาร ไม่ว่าจะ

14 ซกั ผา้ ทาความสะอาดบ้าน หรอื ทาอะไรกต็ ามมนุษย์เราก็มกั จะใชเ้ ครื่องใช้ไฟฟา้ และพง่ึ พิงเทคโนโลยีอยู่เสมอ การใชเ้ ทคโนโลยีของมนุษย์ทีเ่ หน็ ไดช้ ัดเจนก็คงจะหนีไม่พ้นการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการติดต่อส่ือสาร ระหว่างกนั โดยเฉพาะการใช้โทรศัพท์มือถือ ในยุคนี้คงยากที่จะปฏิเสธได้ว่าโทรศัพท์มือถือไม่มีความจาเป็น สาหรบั มนุษย์ เพราะคนสว่ นใหญต่ า่ งก็ใช้โทรศพั ทม์ อื ถือในการตดิ ต่อสอื่ สาร ไมว่ า่ จะไปไหนทกุ คนก็จะต้องนา มอื ถือติดตวั ไปด้วยตลอดเวลา โทรศพั ท์มือถือในสมัยนม้ี ีความสามารถมากกว่าการรับสายและโทรออก เพราะ เทคโนโลยที ี่ก้าวหน้าไดร้ วมเอากจิ กรรมความบันเทิงทุกอย่างเข้ามาโทรศัพท์มือถือ ไม่ว่าจะเป็นการฟังเพลง เลน่ เกม ท่องอินเทอรเ์ นต็ ดทู ีวี ถ่ายรูป ก็สามารถทาไดผ้ ่านโทรศพั ทม์ อื ถือเพยี งเครือ่ งเดียว ดว้ ยเหตุนจี้ งึ ทาให้ การพกพาโทรศัพท์มือถือได้รับความนิยมอย่างมากโดยเฉพาะอย่างย่ิงในสังคมไทยไม่ว่าจะเป็นเด็ก วัยรุ่น ผูใ้ หญ่ หรือคนชราทั้งในเมอื งและในชนบทกล็ ้วนมีโทรศพั ทม์ อื ถอื กันแทบท้งั ส้นิ นอกจากน้ีการใชค้ อมพวิ เตอร์ และอนิ เตอร์เนท็ ก็ได้รบั ความนิยมเป็นอยา่ งมากไม่ว่าจะเป็นการใชง้ านในโปรแกรมต่างๆ ที่ช่วยในการทางาน การหาขอ้ มลู และความบนั เทงิ จากอินเตอร์เนต็ การรบั -ส่ง E-mail การสนทนาออนไลน์ การเล่นเกมออนไลน์ หรือแม้กระทั่งการรับข้อมูลข่าวสาร การทางานผ่านคอมพิวเตอร์และอินเตอร์เน็ตก็สามารถอานวยความ สะดวกในเรอ่ื งการติดตอ่ สอ่ื สารระหวา่ งกนั ของมนุษย์ใหเ้ ป็นเรื่องที่ง่ายดายขึ้น ไมว่ ่าจะอยูท่ ี่ใดเวลาไหนเรากจ็ ะ สามารถท่จี ะหาขอ้ มูลและขา่ วสารทีเ่ กดิ ขนึ้ ในสถานท่ีต่างๆ ทั่วโลกได้อย่างทันท่วงที อย่างไรก็ตามในการใช้ เทคโนโลยีนน้ั เรากค็ วรใชเ้ ทคโนโลยใี นทางทก่ี ่อใหเ้ กดิ ประโยชน์แกต่ ัวเรามากที่สดุ ไมค่ วรใชเ้ ทคโนโลยใี นทางท่ี ผิด และในบางครั้งมนุษย์เราก็ควรหันมาทาอะไรด้วยตนเองโดยไม่พึ่งพิงเทคโนโลยีบ้างเพื่อให้เราได้รู้จักใช้ สมองและร่างกายของเราฝึกทาอะไรดว้ ยตนเองกอ่ นท่มี นุษย์เราจะตอ้ งตกเป็นทาสของเทคโนโลยี ความก้าวหน้าทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทาให้มนุษย์คิดค้นและพัฒนาส่ิงอานวยความ สะดวกต่อการดารงชีวิตมากขึ้น เทคโนโลยไี ดเ้ ข้ามาเสริมปจั จัยพืน้ ฐานการดารงชีวิตได้เป็นอย่างดี เทคโนโลยี ทาให้การสร้างท่ีพักอาศยั ใหม้ คี ุณภาพมาตรฐาน สามารถผลิตสินค้าและให้บริการต่างๆ เพื่อตอบสนองความ ตอ้ งการของมนุษย์มากขน้ึ ทาให้มกี ารติดต่อสื่อสารกันได้สะดวก นอกจากนี้เม่ือมีการพัฒนาอุปกรณ์ทางด้าน คอมพวิ เตอร์ ซ่ึงการใช้คอมพวิ เตอรเ์ พอ่ื ประโยชนท์ างด้านวิทยาศาสตร์มีมากข้ึนในสถาบนั การศึกษา ตลอดจน สถาบันวจิ ัยต่างๆ มีการใชค้ อมพิวเตอรเ์ พอ่ื การวจิ ัยทดลองทางด้านวิทยาศาสตร์ เชน่ การวจิ ยั ในทางนิวเคลยี ร์ ฟิสิกส์ การค้นคว้าทดลองทางวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆ ทาให้เกิดการพัฒนาประเทศอย่างไม่หยุดยั้ง เช่น ทางด้านวศิ วกรรมศาสตรม์ กี ารใชค้ อมพวิ เตอร์ช่วยในการออกแบบโครงสรา้ งทางวิศวกรรมท่ีซับซ้อน บทบาท ของคอมพิวเตอร์ทางด้านวิทยาศาสตร์จึงมีประโยชน์ต่อการพัฒนาข้อมูลสารสนเทศอย่างไม่หยุดยั้ง การใช้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มีสว่ นทาใหค้ ณุ ภาพชีวติ ของบุคคล สังคม และประเทศชาติพฒั นายิง่ ขนึ้ เช่น 1. การสง่ เสรมิ และพัฒนาคุณภาพชีวิตของบุคคลโดยรวม ให้ก้าวหน้า และก้าวทันโลก แม้จะอยู่ใน โลกไรพ้ รมแดน กม็ คี ณุ ภาพทดี่ ีข้ึน 2. การสร้างสรรคแ์ ละพฒั นาประเทศในทุกดา้ น ทั้งเศรษฐกิจ สังคม การเมอื ง และองค์ความรู้ ใหม่ๆ ที่จะชว่ ยให้เกิดการเรียนรู้ พึ่งตนเองได้ และแกป้ ญั หาประเทศได้ 3. การสรา้ งมูลคา่ เพ่ิมให้แกผ่ ผู้ ลติ โดยใชว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มาช่วยในการสร้าง การพัฒนา สนิ ค้า และบริการแบบใหม่ๆ เพ่อื สรา้ งรายได้ และยกระดบั คณุ ภาพชีวติ ดา้ นความเป็นอยู่ของคนในประเทศให้ ดีขึน้ 4. การศึกษาตลอดชีวิตมีบทบาทสาคัญมากขึ้น เน่ืองจากการเปล่ียนแปลงอย่างรวดเร็วทาง วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ทาให้การศึกษามคี วามสาคัญมากยิ่งขน้ึ โดยเปลีย่ นจากการศึกษาที่เกิดข้ึนเฉพาะ วัยเดก็ วัยหนมุ่ สาว เป็นการศกึ ษาตลอดชีวติ ทีม่ ีความจาเป็น ให้สามารถปรับตัวเข้ากับสังคมท่ีเปล่ียนแปลง ของเทคโนโลยี ทาใหเ้ กดิ การเรียนรไู้ ด้ด้วยตนเอง เช่น อนิ เตอร์เน็ต ดาวเทยี ม เป็นตน้

15 5. ด้านอตุ สาหกรรมการบริการ ซง่ึ เปน็ อุตสาหกรรมใหม่ ที่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และเทคโนโลยี อื่นๆ เขา้ ไปเช่อื มโยงกบั การบริการมากข้ึน เพ่ือสนองความต้องการของสังคม เช่น ธนาคาร ส่ือสารมวลชน การรักษาพยาบาล การท่องเท่ียว ด้านการศึกษา ช่วยให้สื่อการเรียนการสอน มีรูปแบบที่น่าสนใจมากข้ึน 6. ด้านการช่วยอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ให้ดีขึ้น เช่น การลดมลภาวะ ด้วยการ ผลติ ท่ใี ชเ้ ทคโนโลยีสะอาด การใชพ้ ลังงานทดแทน เปน็ ต้น 7. ด้านการสาธารณสุข วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีบทบาทสาคัญที่ช่วยสนองความต้องการของ บุคคล และชุมชน ท้ังด้านการป้องกัน การส่งเสริมสุขภาพอนามัย และวิทยาการ ด้วยเคร่ืองมือ วิธีการที่ ทนั สมัยมีประสิทธภิ าพสูง 8. ดา้ นการเกษตร วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ช่วยให้ลดการพ่ึงสารเคมี และหันมาพึ่ง สารชีวภาพ และวิธกี ารทางธรรมชาตมิ ากขึ้น ด้านการเกบ็ เกยี่ ว ต้องใชเ้ ครอ่ื งท่นุ แรง เพ่ือช่วยลดความเสยี หายระหว่างการ เกบ็ เก่ียว และชว่ ยยืดระยะเวลาการเก็บรกั ษาใหน้ านขึน้ ขณะเดียวกันการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ยังมีอิทธิพลต่อคุณภาพชีวิตของบุคคล ชุมชน และสังคมลดลง ดังน้ี 1. การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยไม่คานึงถึงส่ิงแวดล้อม การใช้พลังงานอย่าง ส้ินเปลือง กระทบตอ่ คุณภาพชวี ติ ของบุคคลและสังคม 2. การใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สร้างความได้เปรียบในการแข่งขัน ทั้งทางเศรษฐกิจ สังคม การเมือง ซึ่งส่งผลให้คุณภาพชีวิต ด้านจิตใจลดต่าลง เพราะมุ่งแต่ผลประโยชน์ส่วนตน เช่น การใช้อาวุธที่ ทันสมัย ทาลายล้างมนษุ ย์ดว้ ยกันเอง การโจรกรรมขอ้ มูลในระบบอินเตอร์เน็ต เป็นตน้ 3. ความหมกมุ่นกับเทคโนโลยเี กินพอดี ทาให้คนเราเหินห่างจากธรรมชาติ เช่น เดก็ ติดเลน่ เกม จนไม่ สนใจพอ่ แม่ การทางานโดยอาศยั เทคโนโลยี หรือเคร่อื งผ่อนแรง จนไมใ่ สใ่ จต่อความรู้สึกของผู้ร่วมงาน ทาให้ ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งมนษุ ยด์ ว้ ยกนั นอ้ ยลง 4. การใช้ชีวิตท่ีพึ่งพาเทคโนโลยีมากเกินไป โดยมุ่งหวังแต่ส่ิงอานวยความสะดวก ทาให้สู ญเสีย ศกั ยภาพในการพึง่ พาตนเอง และเกดิ ความเคยชิน ส่งผลใหม้ นษุ ย์ตกเป็นทาสของเทคโนโลยี ทั้งน้ีอาจกล่าวได้ว่า ในประเทศที่พัฒนาแล้ว ปัจจัยที่จาเป็นต่อการพัฒนาประเทศ และพัฒนา คุณภาพชีวิต ไปสู่การกนิ ดีอยดู่ ขี องประชากรโดยสว่ นรวมน้นั คือ การมีฐานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีท่ี เข้มแข็ง มีการนาเทคโนโลยีไปใช้ในการดาเนินชีวิต เพื่อประโยชน์ทางเศรษฐกิจ และสังคม ดังคากล่าว ที่ว่า “ผู้ใดครองเทคโนโลยี ผู้น้ันครองเศรษฐกิจ ผู้ใดครองเทคโนโลยี ผู้น้ันครองอานาจ ” ทั้งน้ีถึงแม้ว่า การศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะก้าวล้าเพียงใดก็ตาม หากไม่เรียนรู้ควบคู่กับคุณธรรม จริยธรรม และคุณค่าของวัฒนธรรมในสังคมของตนเองแล้ว ย่อมส่งผลให้คนในสังคมขาดสมดุล ดังนั้นการ เรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควบคู่กับการพัฒนาทางด้านสังคม แบบบูรณาการร่วมกัน แล้วย่อม ส่งผลใหค้ ุณภาพชีวิตของคนในสังคมนั้นๆ พฒั นาไปอย่างยัง่ ยืน

16 ตัวอย่างความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ผู้สอนขอยกตวั อยา่ งความกา้ วหน้าของเทคโนโลยี ในเรือ่ ง นาโนเทคโนโลยี ทเ่ี ขียนโดยสมนกึ บญุ พา ไสว (2555) โดยมีรายละเอยี ด ดงั น้ี 1.บทนา ในชว่ งระยะเวลาก่อนหน้านี้ 30 ปี (ประมาณปี พ.ศ. 2513) ขณะน้ันยังไม่มี โทรศัพท์เคลื่อนที่ เตา ไมโครเวฟ ไมโครคอมพิวเตอร์กล้องดิจิตอล ช่วงนัน้ ยังเป็นยุคของการ ทางานกับอุปกรณ์อะนาลอก ในระยะ 30 ปีต่อมามนุษย์เราได้มีการพัฒนาเทคโนโลยี ไมโครคอมพิวเตอร์ด้วย CPU ที่มีขนาดเล็กลงเร่ือยๆ แต่มี ประสทิ ธิภาพและความรวดเรว็ ในการ ทางานสูงขึน้ นอกจากนน้ั ยงั มคี วามก้าวหนา้ ทางเทคโนโลยชี วี ภาพ และ พันธุวิศวกรรมอย่าง มากมาย นกั วทิ ยาศาสตรเ์ ริ่มพูดถึงส่ิงท่ีมีขนาดเล็กมากข้ึน ในปีพ.ศ. 2523 (ค.ศ. 1980) เรื่องท่ี สาคัญได้เกิดข้ึนเม่ือเคร่ืองหมาย IBM สะกดโดยใช้อะตอมเพียง 35 ตัว เท่าน้ัน ส่ิงน้ีทาด้วย กล้อง จุลทรรศน์แบบใหมซ่ ึง่ ไมเ่ พียงแต่แสดงภาพของอะตอมแต่ละตัวไดเ้ ทา่ นั้น ยังสามารถเลอื่ น อะตอมไปรอบๆ ได้ ดว้ ย นีเ่ ปน็ ครั้งแรกที่พิสจู นไ์ ด้ว่ามนุษย์สามารถควบคุมและจัดการอะตอมให้ อยู่ในตาแหนง่ ทีเ่ ที่ยงตรงได้ และ นบั เปน็ การเรม่ิ ตน้ ของเทคโนโลยีขนาดเล็กที่เรียกวา่ นาโน เทคโนโลยี เครื่องหมาย IBM ที่สะกดโดยใช้อะตอม 35 ตวั 2. นาโนเทคโนโลยีคอื อะไร คาว่า “นาโน” หมายถึงเศษหน่ึงส่วนหนึ่งพันล้าน นาโน เมตรหมายถึงหน่วยการวัดความยาวซ่ึง เท่ากบั เมตร หรอื 10-9 เมตร อะตอม 10 ตวั นามาเรียงตดิ กนั เป็นแถวเด่ยี วในแนวตรงจะมคี วามยาวเทา่ กบั 1 นาโนเมตร มี ผู้ใหน้ ิยามของนาโนเทคโนโลยีมากมายแตกต่างกนั ไป เช่น นาโนเทคโนโลยหี มายถงึ การจัดการกับอะตอมหรอื โมเลกุลแตล่ ะตัว นาโนเทคโนโลยหี มายถงึ การศกึ ษาวสั ดุวิศวกรรม อุปกรณ์และระบบในระดับนา โนเมตร (ประมาณ 200 นาโนเมตร ซึง่ เป็นขีดจากดั ของกล้องจุลทรรศน์ทางแสง) นาโนเทคโนโลยหี มายถึงการออกแบบระบบขนาดตา่ งๆ ด้วยสว่ นประกอบระดบั นาโนเมตร นาโนเทคโนโลยีหมายถงึ การใชแ้ ละการพัฒนาวสั ดชุ นดิ ใหม่บนพ้นื ฐานของ ผลลพั ธด์ ้านคุณภาพ จาก โครงสร้างอะตอมโดยธรรมชาติ นาโนเทคโนโลยีเป็นวิชาที่รวมเอาสาขาวิชาทางด้านวิทยาศาสตร์ และ วิทยาศาสตร์ ประยุกตเ์ ขา้ ไวด้ ว้ ยกัน ถา้ กลา่ วโดยกว้างๆ นาโนเทคโนโลยีคือ หลักของการจัดการวัสดุใน ระดับอะตอมหรือโมเลกุล เพ่ือ สรา้ งอปุ กรณ์ในระดบั ท่ไี มส่ ามารถมองเหน็ ไดด้ ้วยตาเปลา่ เชน่ หุ่นยนต์ คอมพิวเตอรข์ นาดจ๋ิว นาโนเทคโนโลยี เป็นเทคโนโลยีของการสร้างส่ิงของโดยการนาอะตอมมาวางต่อกันที่ละตัวเพื่อให้ส่ิงท่ีสร้างขึ้นมามีลักษณะ พิเศษจากวัสดธุ รรมดาทวั่ ไป นางพยาบาลนาโนตน้ แบบ หนุ่ ยนตข์ นาดจ๋ิว คอมพวิ เตอร์ขนาดจวิ๋ Bionanochip 3. หลักการพ้นื ฐานของนาโนเทคโนโลยี ใน พ.ศ. 2502 (ค.ศ. 1959) ริชารด์ ฟายน์แมน นกั ฟสิ กิ ส์ไดก้ ล่าวปาฐกถาเรื่อง “There’s Plenty of Room at the Bottom” ซึง่ เก่ียวกับปัญหาการจัดการและควบคุมสิง่ ทม่ี ี ขนาดเล็ก เขาไม่ได้พูดเกี่ยวกับการ จัดการแต่ได้อธิบายถึงรายละเอยี ดทอ่ี าจจะทาไดส้ ิ่งแรกที่ ฟายน์แมนแนะนาคอื เราอาจจดั การกับอะตอมเพ่ือ สร้างวงจรเลก็ ๆ ทสี่ มบูรณ์โดยใช้อะตอม 7 ตัว หรือเพ่ือสาเนาตัวเอง (Replicate) คาพูดของฟายน์แมนเป็น การเร่ิมต้นจุดประกายความคิดใน การสร้างอุปกรณ์ในระดับโมเลกุลท่ีสามารถ คานวณ สาเนาตัวเอง และ ประดิษฐไ์ ด้ จากการศึกษาที่ผา่ นมา เราทราบว่าสสารทัง้ หลายต่างก็ประกอบขนึ้ จากอะตอมของธาตุตา่ งๆ ดว้ ย การจัดเรียงตัวของอะตอมในรูปแบบท่ีต่างกัน ทาให้สามารถแยกแยะสิ่งต่างๆ ออกจากกันได้ การจัดเรียง

17 อะตอมแบบหน่ึงอาจได้น้า อากาศ หรือดิน ขณะที่การจัดเรียงอะตอม อีกแบบหน่ึงอาจได้กล้วย ข้าวหรือ มะละกอ การจัดเรยี งตวั แบบหนงึ่ อาจทาใหเ้ ปน็ ตน้ ไม้และ อากาศทสี่ ดช่ืน ในขณะท่ีการจัดเรียงตวั อีกแบบหน่งึ จะทาให้เกดิ ขเี้ ถ้าและเขมา่ ควนั ความสามารถ ในการจัดเรียงอะตอมของมนุษย์เราเป็นส่ิงท่ีวางรากฐานของ เทคโนโลยี จากอารยะธรรมของมนษุ ย์พบว่าเทคโนโลยที มี่ นุษย์ได้พัฒนามาอาจแบ่งออกได้เป็น 2 แบบคอื 3.1 เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk technology) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันมาต้ังแต่สมัยโบราณ เป็นการจดั การกบั อะตอมและโมเลกุลในลักษณะทเ่ี ปน็ กอ้ นด้วยวธิ ีทางกล เชน่ การตัดกลึง ดัด ตี ข้ึนรูป และ อื่น ๆ ตัวอย่างเช่น การทามีดเราข้ึนรูปด้วยการเผาเหล็กให้ร้อนแล้วตีข้ึนรูป จากนั้นนาไปเจียระไนหรือ ลบั ให้คม ในปจั จบุ ันได้มกี ารพฒั นาการจดั การอะตอมและโมเลกุลในระดบั ขนาดเลก็ ลง เชน่ การอุปกรณ์ไมโคร อิเล็กทรอนิกสท์ มี่ ีขนาดเลก็ แตอ่ ปุ กรณเ์ หลา่ นีย้ ังคง ประกอบด้วยอะตอมเปน็ ล้านๆ ตัว และยังคงมองเห็นได้ ด้วยตาเปล่า ถึงแม้อุปกรณ์เหล่านี้จะทาให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพสูงข้ึน แต่การใช้ เทคโนโลยแี บบหยาบมาสร้างสงิ่ ท่ีมขี นาดเลก็ ยอ่ มขาดความเทย่ี งตรง และมีความบกพรอ่ งสูง 3.2 นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) หรือเทคโนโลยีระดับโมเลกุล (Molecular technology) เป็นเทคโนโลยีใหม่ท่ีสามารถจัดการกับอะตอมหรือโมเลกุลแต่ละตัวได้อย่างเท่ียงตรง เป็น เทคโนโลยีทไี่ ม่สามารถมองเห็นไดด้ ้วยตาเปล่า การจัดการกับสิ่งตา่ งๆ หรือผลติ ส่งิ ต่างๆ สามารถทาไดโ้ ดยการ นาอะตอมหรอื โมเลกุล มาวางในตาแหน่งท่ตี อ้ งการไดอ้ ยา่ งแม่นยา สงิ่ ท่ผี ลิตขึ้นมาจะมขี นาดเล็กหรอื ใหญ่ก็ได้ นาโนเทคโนโลยีมรี ากฐานอยู่บนการผลิตในระดับโมเลกุลที่ตอ้ งการ เปน็ การรวมเอาหลักการทางเคมีและทาง กลศาสตรม์ าประยุกต์ใช้งานท่ีแปลกใหม่ ในทางเคมีโดยทั่วไปโมเลกุล เคล่ือนที่โดยการแพร่และชนกันของ โมเลกลุ ในทกุ ตาแหนง่ และในทุกทิศทางทีเ่ ปน็ ไปได้ผลของปฏิกริ ยิ าเคมเี ปน็ สง่ิ ท่ียากจะควบคุม ในทางตรงกัน ขา้ มการสร้างโมเลกุลสามารถใชป้ ระโยชน์ ของการสงเคราะหท์ างกล คือ ใช้อุปกรณ์ทางกลเพ่ือนาการเคลื่อนที่ ของโมเลกลุ ท่ีทาปฏกิ ิริยา โดยประยุกตใ์ ชห้ ลกั การทางกลศาสตรข์ องการยึดและกาหนดตาแหน่งเข้ากับการทา ปฏิกริ ิยา เคมี การสงั เคราะหท์ างกลสามารถสรา้ งความพิเศษที่ทาใหโ้ มเลกุลเปลย่ี นแปลงไปเกิดใน ตาแหน่งท่ี เทย่ี งตรง และในลาดับท่ีเท่ียงตรง ตาแหนง่ ทเ่ี ชื่อถอื ไดเ้ ป็นสงิ่ ทีต่ ้องการสาหรบั การ สงั เคราะหท์ างกลเพอื่ สรา้ ง วัตถดุ ว้ ยการจดั เรยี งอะตอมจานวนล้านถึงพันล้านอะตอมอยา่ งเทีย่ งตรง 4. การประยกุ ต์ใช้นาโนเทคโนโลยี ในการผลิตหรือสร้างวัตถุท่ีมีขนาดเล็กระดับนาโนเมตรมีวิธีการ พื้นฐานอยู่ 2 วิธีคือ 1. เทคโนโลยีแบบบนลงล่าง (Top down technology) 2. เทคโนโลยีแบบล่างขึ้นบน (Bottom up technology) เทคโนโลยีแบบบนลงล่าง หมายถึงการทาโครงสร้างขนาดนาโนเมตรโดยใช้ เทคโนโลยแี บบ หยาบ ตัวอย่างของเทคโนโลยีแบบบนลงลา่ ง ดงั ตัวอย่างเช่น - โฟโตลิโทกราฟี (Photolithography) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตชิปคอมพิวเตอร์ และ ระบบไมโคร อเิ ล็กทรอนิกสอ์ ื่นๆ สามารถทาโครงสร้างที่มขี นาดเลก็ กว่า 100 นาโนเมตร แตท่ าไดย้ ากมาก ราคาแพงและไม่ สะดวก โฟโตลโิ ทกราฟีเปน็ เทคโนโลยีที่มีพ้ืนฐานมาจากการถ่ายรูป ขั้นตอนของโฟโตลิโทกราฟีมี 2 ข้ันตอน คือ 1. สร้างรปู แบบของส่วนของวงจรไมโครชิปบนแก้วท่ีเคลือบด้วยชั้นของโครเมียมโดยใช้ แสงเลเซอร์ซ่ึงมี ลักษณะเหมือนฟิลม์ เนกะตฟี เรยี กว่ามาสค์ (Mask) ข้ันตอนท่ี 1 ใชแ้ สงเลเซอร์เขียนรูปแบบวงจรสาหรบั ไมโคร ชิป 2. ใชร้ ูปแบบส่วนของวงจรไมโครชิปทส่ี ร้างในข้นั ตอนที่ 1 ผลติ รปู แบบวงจรบนแผน่ ซลิ กิ อนโดยใชแ้ สงอลุ ตราไวโอเลต ขั้นตอนท่ี 2 ผลิตวงจรไมโครชิปบนแผ่นซิลิกอน เทคโนโลยีโฟโตลิโทกราฟียังมีข้อจากัด อันเนอื่ งมาจากแสงอุลตราไวโอเลต การปรับปรุง เทคโนโลยีโฟโตลิโทกราฟียังคงมีการทาวิจัยอย่างต่อเน่ือง เพอ่ื ให้สามารถสร้างโครงสร้างทีม่ ขี นาดเล็กลง ทางานได้เร็วขึ้น และราคาถูก การนาลาอิเล็กตรอน และรังสี เอกซ์มาใช้ใน กระบวนการโฟโตลิโทกราฟกี เ็ ปน็ อกี หนทางเลอื กหนง่ึ ท่กี าลังศกึ ษาและวิจยั กนั อยู่

18 - ท่อนาโนคาร์บอน (Carbon nanotube) ท่อนาโนคาร์บอนเป็นวัสดุที่สามารถนากระแสไฟฟ้าได้ เหมือนกับเป็นแท่งโลหะ หรอื สามารถทาหนา้ ท่เี ป็นสารก่ึงตัวนา หรืออุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ประเภทไดโอด ซงึ่ ขน้ึ อย่กู บั ขนาดเสน้ ผา่ นศูนย์กลางของทอ่ นาโนคาร์บอนท่อนาโน คาร์บอนสามรถทาไดจ้ ากการให้ความร้อน กับคาร์บอนบริสุทธ์ิจนกระทั่งระเหยเป็นไอ แล้วปล่อย ให้ควบแน่นในสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อย จะได้แผ่น คารบ์ อนบริสทุ ธิ์ท่ปี ระกอบดว้ ยอะตอมของ คาร์บอนเพียงชัน้ เดียว จากแผ่นคารบ์ อนบริสทุ ธ์เิ มื่อนามามว้ นเปน็ ท่อทม่ี ีขนาดเล็กกวา่ เสน้ ผม ของมนุษย์50,000 เทา่ จะไดท้ ่อนาโนคารบ์ อน เมอ่ื สามารถสรา้ งทอ่ นาโนคาร์บอน ได้อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนิกสต์ ่างๆ ก็สามารถสร้างได้ จากท่อนาโนคาร์บอน รวมถึงคอมพวิ เตอร์ทอ่ นาโน ท่อนาโน คาร์บอน Nano rheostat - วัสดนุ าโน (Nano material) วัสดุนาโนเปน็ คาทั่วไปหมายถึงวัสดุท่ีประกอบด้วย อนุภาคท่ีมีขนาด โดยเฉลยี่ นอ้ ยกวา่ 100 นาโนเมตร และมขี นาดเลก็ กว่าขนาดของอนุภาคท่ัวๆ ไป 10,000 เท่า สมบัติของวัสดุ นาโนขึ้นอยกู่ ับการกระทาระหว่างกันของอะตอมทีต่ ่อกนั บนผิวของ อนุภาคหรอื ขอบของอนภุ าคที่รวมกันเป็น วัสดนุ าโน ซงึ่ ทาใหว้ ัสดนุ าโนแสดงสมบตั ทิ างกล เคมีไฟฟ้า แสง และแมเ่ หล็ก ผิดปกติไปจากเดิม วัสดุนาโนมี ศักยภาพในการนาไปทาเป็นชิ้นส่วนท่ีมีความแข็งแรง มีอายุการใช้งานท่ี นานกว่า เช่น ช้ินส่วนเคร่ืองบิน รถยนต์ นอกจากน้ันยังสามารถนาไปประยุกต์ใช้งานประเภท มีดตัด ดอกสว่าน วัสดุเชื่อมต่อเซรามิค ตลับลกู ปืนสมรรถนะสงู วงจรรวม แม่เหลก็ อานาจสงู สาหรบั เพมิ่ ประสทิ ธภิ าพของมอเตอร์ เทคโนโลยีแบบล่าง ข้นึ บน หมายถึงการทาโครงสรา้ งหรือผลิตส่งิ ของโดยการนาอะตอม/โมเลกุล มาจดั เรียงหรือประกอบกันทีละ อะตอม/โมเลกลุ เทคโนโลยีแบบลา่ งข้นึ บนกค็ ือเทคโนโลยี ระดบั โมเลกลุ หรือนาโนเทคโนโลยีน่ันเอง ตัวอย่าง ของเทคโนโลยแี บบล่างขึ้นบน - เคร่อื งมอื ระดับนาโน (Nano tools) เป็นเครื่องมือท่ีใช้ได้ในระดับนาโนเมตรเคร่ืองมือนี้ คือ AFM (Atomic Force Microscopy) และ STM (Scanning Tunneling Microscopy) AFM เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ สังเกตและจัดการเคล่ือนย้ายวัสดุขนาดนาโนเมตรได้ทั้งวัสดุที่เป็นตัวนาและฉนวน สามารถใช้งานได้ทั้งใน สง่ิ แวดลอ้ มทเี่ ป็นสุญญากาศ อากาศ กา๊ ซและของเหลว ส่วนประกอบที่สาคญั ของ AFM คือ คานยื่นท่ีทาจาก วัสดุที่สามารถเปล่ียนแปลงประจุได้เม่ือถูก แรงกระทา ท่ีปลายคานจะมีเข็มท่ีประกอบด้วยอะตอม 1 ตัว เม่ือเลือ่ นคานใหป้ ลายเขม็ อยู่ห่างจาก ผิววัสดุระหว่าง 0 - 100 นาโนเมตร แรงกระทาระหว่างอะตอมจะดึง คานและสามารถวัดระยะหรือ ใช้เคลอื่ นย้ายอะตอมทลี ะตัว แผนภาพวงจรการทางานของ AFM คานย่ืนและ เข็มที่ปลายคาน การเบ่ียงเบนของปลายคานทาให้แสงเลเซอร์ท่ีสะท้อนไปยังตัวรับแสง มีการเบ่ียงเบน จึงสามารถวัดขนาดหรือระยะได้ STM มีส่วนประกอบคล้ายกับ AFM เข็มของ STM เป็นตัวนาไฟฟ้า มกี ารปอ้ นแรงดนั ระหว่างปลายเข็มและวัสดุตัวอย่าง ที่ปลายเขม็ มปี ระจุเพยี งเล็กน้อย เมอ่ื เลอ่ื นปลายเข็มเข้า หาผวิ ของวัสดุตัวอยา่ งในระยะประมาณ 1 นาโนเมตร อิเลก็ ตรอนจะกระโดดข้ามช่องว่างระหว่างปลาย เข็ม กบั วสั ดุตวั อยา่ งทาใหส้ ามารถวดั กระแสและสร้างภาพของพื้นผิวได้ STM ใช้ไดก้ บั วสั ดุที่เป็นตัวนาไฟฟ้า วงจร การทางานของ STM - หุ่นยนต์นาโน (Nano robot) คือหุ่นยนต์หรือเคร่ืองจักรกลในระดับนาโนเมตร ซ่ึงอาจ สามารถ จดั การกับอะตอมหรือโมเลกลุ แต่ละตัว รวมข้อมูล และทาวสั ดใุ หม่หรอื สาเนาตัวเอง โปรตีนเป็นเครอ่ื งจักรกล นาโนหรือหุ่นยนต์นาโนท่ีนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรนาโนได้ให้ ความสนใจเป็นพิเศษ เพราะโปรตีนเป็น โมเลกุลท่ีมีชีวิตอยู่ในส่ิงมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่ช่วยกัน สังเคราะห์โปรตีนด้วยกันเอง ควบคุมปฏิกิริยาต่างๆ ที่ เกดิ ขึน้ เช่น การเผาผลาญอาหาร การกาจัดสิ่งแปลกปลอม เปน็ ตน้ ความน่าสนใจอีกอยา่ งหน่ึงของโปรตีนคือ ความสามารถในการ ประกอบตัวเองได้ (Self assembly) ได้มีผู้ทดลองแยกไรโบโซม (ribosome) ซึ่งเป็น อวัยวะหน่ึงใน เซลล์ทาหน้าทผ่ี ลิตโปรตีนออกเป็นโมเลกุลย่อยๆ ซึ่งประกอบดว้ ยโปรตีนถึง 50 ชนิดแล้วนามา

19 ผสมรวมกันใหมใ่ นหลอดทดลอง ผลที่ได้คือ โมเลกุลย่อย เหล่าน้นั รวมกันเองจนกลายเปน็ ไรโบโซมเหมือนเดิม ความสามารถในการประกอบตัวเองน้ีเป็นสิ่งสาคัญที่นาโนเทคโนโลยีท่ีสร้างโดย มนุษย์จะต้องมีเพราะเป็น พ้ืนฐานสาคัญทีท่ าใหห้ นุ่ ยนต/์ เครอ่ื งจกั รกลนาโนมีราคาถูกในการผลติ นอกจากความสามารถในการประกอบตัวเองได้แล้ว ความสามารถในการสาเนาตัวเอง (Self replication) หรือขยายพันธุ์เป็นสิ่งท่ีหุ่นยนต์นาโนสามารถทาได้ได้มีผู้ลองแยก RNA ออก จากเซลล์ใส่ใน หลอดทดลอง แล้วใส่วัตถุดบิ ท่ีจาเป็นตอ่ การสรา้ ง RNA ลงไป จากน้นั นาเอนไซม์ทีช่ ว่ ยในการสรา้ ง RNA ลงไป ด้วย ผลกค็ ือ RNA ทจี่ บั ค่กู ันอยูเ่ ร่ิมแยกออกจากกนั และเอนไซม์ที่ใส่ ลงไปจะค่อยๆ นาเอาวัตถุดิบมาสร้างคู่ ของ RNA ท่ีอยู่โดดเด่ียวขึ้นมาใหมเ่ ม่อื ได้ RNA ทีเ่ ป็นคู่ กนั แลว้ มนั จะแยกออกจากกันอีก แล้วเอ็นไซม์ก็จะนา วัตถุดบิ มาสร้างคูข่ องมนั อกี ทาซา้ อยอู่ ยา่ งนี้ จนกระทัง่ วัตถุดบิ ทีใ่ ชใ้ นการสรา้ ง RNA หมด จะเหน็ วา่ การสาเนา ตวั เองหรอื การขยายพนั ธุ์ สามารถเกดิ ขึน้ ไดน้ อกเซลลข์ องส่ิงมชี ีวิต และเป็นกลไกทมี่ นษุ ย์สามารถออกแบบให้ เกิดขึน้ กบั นาโนเทคโนโลยีได้ ในแงข่ องนาโนเทคโนโลยโี ปรตีนเป็นหนุ่ ยนต์นาโนท่ีได้รับคาส่ังให้ทางานตามท่ี มอบหมาย โดยมีระบบพนั ธุกรรม หรือ DNA เปน็ ตวั ควบคมุ การทางาน นักนาโนเทคโนโลยีจึงมีความสนใจที่ จะสรา้ งระบบควบคุมท่ีคล้ายๆ กับ DNA เพื่อควบคุมหุ่นยนต์นาโนท่ีมนุษย์สร้างข้ึน ซ่ึงรู้จักกันในนามนาโน คอมพิวเตอร์ (nano computer) โดยนาโนคอมพิวเตอรจ์ ะเป็นส่วนสมองของหุ่นยนต์นา โนท่ีมนุษย์สร้างข้ึน ควบคุมการทางานของหุ่นยนต์นาโน หุ่นยนต์นาโนกาลังซ่อมแซมปลายประสาท DNA ทาหน้าท่ีเป็น Software ของสงิ่ มชี วี ิต - ควอนตัมคอมพิวเตอร์(Quantum Computer) เปน็ เครอื่ งคอมพิวเตอร์ที่ใชป้ ฏิกิรยิ า ทางกลศาสตร์ ควอนตัมในการเข้าประมวลรหัสข้อมูลในอะตอม ถึงแม้ในปัจจุบันนี้จะยังไม่มี ควอนตัมคอมพิวเตอร์ แต่ แบบจาลองของควอนตัมคอมพวิ เตอร์ที่เสนอไวส้ ามารถประมวลผล ขอ้ มูลเรว็ กวา่ ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ท่ีมีอยู่ ในปจั จุบนั เป็นพันล้านเทา่ 5. ผลกระทบของนาโนเทคโนโลยี ศักยภาพของนาโนเทคโนโลยีมีครอบคลุมในทุกสาขาวิชาทาง วิทยาศาสตร์และ วิทยาศาสตร์ประยุกต์ซ่ึงจะส่งผลโดยตรงต่อการดาเนินชีวิตของมนุษย์ในอนาคต เราอาจ พจิ ารณา ผลกระทบของนาโนเทคโนโลยีในดา้ นต่างๆ ดงั น้ี 5.1 เทคโนโลยีสารสนเทศ สมาคมอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนา (Semiconductor Industry Association, SIA) ได้พัฒนาแผนการสง่ เสรมิ อย่างตอ่ เน่อื งในการผลิตชน้ิ ส่วนขนาดเลก็ เพ่อื เพ่ิม อัตราเร็วและ ลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ประมวลผลข้อมูลตัวรับรู้สาหรับการวัดสัญญาณ อุปกรณ์ตรรกะสาหรับการ ประมวลผล หนว่ ยความจาและจอภาพประมาณปี2010 โครงสร้างของ อปุ กรณจ์ ะมขี นาด 0.1 µm (100 nm) ซ่งึ จะสง่ ผลตอ่ เทคโนโลยีสารสนเทศในดา้ นต่างๆ ดังตัวอยา่ งเชน่ - การปรับปรุงการจัดขนาดในไมโครโปรเซสเซอร์-ทรานซิสเตอร์โครงสร้างนาโนจะมี แนวโนม้ ท่รี าคาตอ่ ตัวตา่ ลง ใช้พลังงานนอ้ ยลงทาใหส้ ามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของ คอมพิวเตอร์ได้ดีกว่า เดิมถึง 1,000,000เทา่ - การเปลยี่ นแปลงรูปแบบการสื่อสารด้วยความถ่ีสูง (อัตราเร็วสูง) มีช่วงกว้างมากกว่า 10 เทา่ - ขยายอปุ กรณ์เกบ็ ข้อมูลข่าวสารขนาดเลก็ ใหม้ ีความจุมากกวา่ ปัจจุบันกวา่ 100 เทา่ - ระบบตัวรับร้รู วม ทาหนา้ ท่เี กบ็ ข้อมลู โดยใช้พลงั งาน เน้อื ท่ี และมีนา้ หนักนอ้ ยทสี่ ดุ - สามารถจัดใหม้ ีสถานีท่มี ีสภาพการแทจ้ ริง เพื่อจดั การช่วยสอนแต่ละบคุ คลหรอื เพือ่ ความ บนั เทิง - มคี วามสามารถในการคานวณเพยี งพอ เพื่อควบคมุ ยานสรู้ บทไ่ี ม่มคี นขบั และยาน ขนส่งในเมืองใหญ่ - ความสามารถในการติดต่อส่อื สาร ซ่ึงลดการเดนิ ทางในการติดต่อธรุ กิจ (รวมถึงการ ตดิ ต่อไปยงั ท่ีทางาน) ใน ยคุ ทเี่ ช้ือเพลงิ สาหรบั การเดินทางมีราคาแพง

20 5.2 การแพทยแ์ ละสาธารณสุข จากการศึกษาวิจยั พบวา่ พฤติกรรมระดบั โมเลกุล ท่ีสเกล นา โนเมตรเป็นตัวควบคมุ ระบบของสงิ่ มชี วี ิต นักวทิ ยาศาสตรใ์ นสาขาวิชาชีววทิ ยา เคมีฟิสิกส์ และคอมพิวเตอร์ได้ ร่วมกันค้นคว้าวิจัย ทาให้เทคโนโลยีชีวภาพระดับนาโน (nano biotechnology) มีความก้าวหน้าแบบก้าว กระโดด ความสาเร็จทางดา้ นการแพทย์และสาธารณะสขุ มมี ากกว่า 10 ปี ท่ีผ่านมา มีการสร้างหุ่นยนต์นาโน จากโปรตนี ที่สามารถติดตามอาการผดิ ปกติของเซลลแ์ ละใช้ เคร่ืองมือดังกล่าวในการรักษาโรคในระดับเซลล์ หรือโมเลกลุ การใช้หุ่นยนต์นาโนในการป้องกัน เช้ือโรค ซ่อมแซมผนังเซลล์รักษาอาการไขมันอุดตันในเส้น เลือดหรอื การสรา้ งหุน่ ยนต์นาโนท่ี สามารถเคลื่อนท่ใี นกระแสเลือดเพ่ือเข้าทาลายเชื้อโรคหรือเซลล์มะเร็งใน รา่ งกายโดยที่ไม่ตอ้ งมี การผ่าตดั ท่เี ส่ียงอันตราย นอกจากน้ันยังสามารถสร้างอวัยวะข้ึนมาทดแทนได้ง่ายขึ้น Surgeon nanobot เอากอ้ นเลือดออกจากเส้นเลือดท่ีอุดตัน Stinger nanorobot เข้าทาการผ่าตัดเนื้องอก นอกเหนือจากการรักษาโรคแล้ว นาโนเทคโนโลยียังมีการพัฒนา ดีเอ็นเอชิป (DNA chip) ซึ่งเป็นไมโครชิป ชนิดหน่ึงท่ีใช้ค้นหายีนของสิ่งมีชีวิต สร้างขึ้นมาโดยใช้กระบวนการที่ใกล้เคียงกับ การสร้างไมโครชิป คอมพวิ เตอร์บนผิวของ ดีเอ็นเอชิปแต่ละแผ่นจะฉาบด้วย ดีเอ็นเอสังเคราะห์ท่ี เป็นสายเดียวและมีลักษณะ เหมือนกบั ดีเอ็นเอ สภาพปกติดเี อ็นเอชิปน้ใี ช้สาหรบั วเิ คราะห์ข้อมูล ทางพันธกุ รรมทาให้สามารถทานายการ เกิดโรคของบุคคลหนึ่งๆ ก่อนที่อาการของโรคจะปรากฏ นอกจากน้ันยังใช้เพ่ือหาการตอบสนองต่อยาของ ผู้ป่วย เพื่อค้นหายีนที่อาจก่อให้เกิดโรคใน อนาคต ความก้าวหน้าทางนาโนเทคโนโลยีจะทาให้มีผลต่อ การแพทยแ์ ละสาธารณสุขในดา้ นต่างๆ ดังน้ี - การรกั ษาโรคทาไดร้ วดเร็วข้นึ โดยประสทิ ธภิ าพของ ดเี อ็นเอชปิ - รูปแบบการให้ยาแบบใหม่จะเพ่ิมศักยภาพในการรักษา โดยการให้ยาในรูปแบบใหม่ สามารถส่งขาเขา้ ไปในร่างกายไปในบริเวณทีใ่ นปจั จุบนั ยงั ไม่สามารถเขา้ ถึงได้ - มกี ารพฒั นาอวยั วะประดิษฐ์จากวัสดุที่สามารถอยู่ร่วมกับเนื้อเยื่อได้ทาให้มีความทนทาน และไม่ถูกปฏิเสธหรอื ตอ่ ตา้ นจากร่างกาย - ระบบการรับรู้จะมีการตรวจจับเชื้อโรคที่ปรากฏขึ้นในร่างกายส่ิงมีชีวิต และเปล่ียนจาก การรักษาเยียวยามาเป็นการตรวจพบและปอ้ งกนั ตงั้ แตเ่ รมิ่ ตน้ 5.3 วัสดุและการผลิต นาโนเทคโนโลยีเปน็ รากฐานท่ีแทจ้ รงิ ของการเปลย่ี นแปลงวิธีการ ผลิต ของวัสดุและอุปกรณ์ในอนาคต รวมทั้งเซรามิก โลหะ พอลเิ มอร์และวสั ดุผสม ความสามารถ ในการสงั เคราะห์ บลอ็ กวัสดใุ นระดบั นาโนเมตรด้วยการควบคุมขนาดได้อย่างเท่ียงตรงแล้วนามาประกอบเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ กว่าพร้อมกับสมบัติและฟังก์ชันพิเศษจะปฏิวัติอุตสาหกรรมการผลิต วัสดุ ในปัจจุบันเราได้รับคาแนะนา แตเ่ พยี งขอ้ ดขี องโครงสร้างนาโนเชน่ เบากว่า แขง็ แรงกว่า วสั ดุสามารถโปรแกรมได้ ราคาถูก ช่วงอายุการใช้ งานยาวขึ้น และอัตราการเสียหายน้อยกว่า อุปกรณ์ใหม่ๆ มีพ้ืนฐานอยู่บนสถาปัตยกรรมและหลักการใหม่ และใช้การผลิตเชงิ โมเลกลุ หรอื เปน็ กอ้ น การผลติ เชิงโมเลกุลมคี วามได้เปรียบในด้านการประกอบที่ระดับนา โนสเกลสาหรบั วัตถปุ ระสงคท์ ีก่ าหนดไวแ้ ลว้ โครงสร้างทีไ่ มเ่ คยเหน็ มาก่อนในธรรมชาติสามารถพัฒนาข้ึนมา ได้ รวมถึงความทา้ ทายทางด้านการสังเคราะห์วสั ดุ โดยการออกแบบพัฒนาชวี วสั ดุ (bio-material) และวสั ดุที่ เกิดจากการกระตนุ้ โดยส่งิ มีชีวติ พัฒนาทางด้านเทคนิค การผลิตในสเกลที่สามารถทาได้และราคาท่ีเหมาะสม และการหาสาเหตุของความล้มเหลวของวสั ดุระดับนาโน ในการ ประยกุ ตใ์ ชง้ านจะรวมถงึ - การผลติ รปู รา่ งตาข่ายของโลหะและเซรามิกโครงสร้างนาโน –การปรับปรุงการพิมพ์โดย อนภุ าคระดบั นาโนเมตรซึ่งมีสมบัติดที ี่สุดทงั้ สีย้อมและเม็ดสี - การชุบเคลือบระดับนาโนสาหรับการประยุกต์ใช้ในงาน เครื่องมื อตัดข้ึนรูปโลหะ อิเล็กทรอนิกสเ์ คมแี ละโครงสรา้ ง

21 - การประกอบในระดับนาโนบนชปิ ที่มีความซับซอ้ นและมีฟงั ก์ชนั การทางานระดับสงู 5.4 มนษุ ย์อวกาศและการสารวจอวกาศ การส่งมนุษย์อวกาศและยานอวกาศสู่วงโคจรของ โลกและการตดั สินใจส่งยานอวกาศห่างไกลออกไปจากดวงอาทิตย์ (พลังงานท่ีได้รับจากดวง อาทิตย์ลดลง) เพ่อื ขยายภาระหน้าที่ เป็นสิ่งผลักดันให้มีการลดขนาดน้าหนัก และการใช้พลังงาน ของน้าหนักบรรทุกวัสดุ โครงสร้างนาโนเปน็ วสั ดุทสี่ ามารถทาใหม้ ีนา้ หนักเบา มีความแข็งแรงสูง เปน็ วสั ดทุ ่เี สถยี รต่อความร้อนสาหรับ ใชก้ ับเครือ่ งยนตจ์ รวด สถานีอวกาศ และสถานสี ารวจอวกาศพเนจรเป็นสถานทที่ ี่สภาพแวดล้อมมแี รงโนม้ ถ่วง น้อย และมีความดันสุญญากาศ อาจช่วยพัฒนาโครงสร้างนาโนและประกอบโครงสร้างนาโนท่ีไม่สามารถ ทาบนโลกได้ซึง่ อาจนามาประยกุ ตใ์ ช้งานกับคอมพิวเตอรป์ ระสทิ ธภิ าพสงู ใช้พลังงานต่า แผ่รังสีน้อย น้อยมาก หรือท้ังการพัฒนาเครื่องมอื วัดนาโมสาหรบั ยานอวกาศไมโคร การพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์สาหรับ การบิน การเคลือบโครงสรา้ งนาโนเพ่อื ต้านทานความรอ้ นและการสกึ หรอ 5.5 พลังงานและสิ่งแวดล้อม นาโนเทคโนโลยีมีศักยภาพที่ส่งผลกระทบที่สาคัญต่อ ประสทิ ธิภาพ การเกบ็ สะสม และการผลิตพลงั งาน และนาโนเทคโนโลยยี ังสามารถใช้เพอื่ คอย ตรวจและแก้ไข ปัญหาสิ่งแวดล้อมเช่น ปรับปรุงการควบคุมการปล่อยอากาศพิษจากแหล่งต่างๆ ได้และพัฒนาเทคโนโลยี กระบวนสะอาดขน้ึ ใหม่ ซึง่ จะลดการเกดิ ผลติ ผลพลอยได้ทีไ่ ม่ต้องการ ผลกระทบต่อการควบคุมอุตสาหกรรม และกระบวนการผลิตจะออกมาในรูปของการประหยัด พลังงาน และผลผลิตที่ออกมาจะไม่เป็นปัญหาต่อ สง่ิ แวดล้อม รวมถงึ การใชห้ ุ่นยนตน์ าโนและ ระบบอจั ฉรยิ ะสาหรับการจดั การกากนวิ เคลยี ร์และส่งิ แวดล้อม 5.6 ความมั่นคงของชาตใิ นอนาคตเม่อื การสรา้ งโครงสร้างนาโนเป็นผลสาเร็จจะทาให้มีการ เปล่ยี นแปลงในทางด้านการทหารในดา้ นต่างๆ ดังน้ี - ข้อมูลขา่ วสารทถ่ี กู ต้องรวดเรว็ สาหรับของทัพจะขึน้ อยู่กบั นาโนเทคโนโลยี - อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนกิ สจ์ ากโครงสรา้ งนาโนจะทาให้สามารถจัดการฝึกทหารได้เสมือนจริง และมปี ระสิทธิผล - การลดกาลังทหารสามารถทาได้โดยการเพิม่ การใช้โครงสร้างนาโนในการสรา้ งหนุ่ ยนต์ และ ระบบอัตโนมัติ - โครงสร้างนาโนจะช่วยเพม่ิ สมรรถนะของยุทโธปกรณท์ าให้มคี วามแขง็ แรงนา้ หนักเบา 5.7 การศึกษาและวิทยาศาสตร์ การศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์และ เทคโนโลยี สาหรบั นาโนเทคโนโลยตี อ้ งการโครงสร้างทท่ี าใหง้ า่ ย และมีความกา้ วหนา้ ของสาขาวชิ าฟิสิกส์ เคมี ชีววทิ ยา คณิตศาสตรแ์ ละวิศวกรรมศาสตร์ ในความกา้ วหน้าของแต่ละสาขาวิชา ท้ังหมดต้องพิจารณาตัวเอง พรอ้ มๆ กันว่าพร้อมทจ่ี ะบรรจเุ รอื่ งนาโนเทคโนโลยี หรือ โครงสรา้ งนาโนเขา้ ไปอยา่ งมีประสิทธิผล ส่งิ น้ีจะเปิด โอกาสให้มคี วามเกย่ี วเน่ืองกนั ในการศึกษาวิชาฟิสกิ ส์ เคมี ชีววิทยา คณติ ศาสตร์ และวศิ วกรรมศาสตร์ และยัง ทาให้มีการเปลี่ยนแปลงห้องปฏิบัติการ บุคคลากร และส่ิงอานวยความสะดวกในมหาวิทยาลัยและใน การศกึ ษาของอาชีพ นกั นาโนเทคโนโลยีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรม บทสรุป นาโนเทคโนโลยเี ปน็ เทคโนโลยที มี่ ศี ักยภาพสงู ในการสรา้ งผลติ ภัณฑห์ ลากหลายชนิด ซ่งึ ไมส่ ามารถทาไดด้ ว้ ยเทคโนโลยีในปจั จบุ ัน นาโนเทคโนโลยีมีความสามารถในสร้างสรรค์ส่ิงที่ เป็นไปได้ใน โลกจานวนมากมายซ่ึงจะถูกจากดั ด้วยความสามารถในการคิดและจนิ ตนาการของ มนษุ ยเ์ ท่าน้ัน อยา่ งไรก็ตาม ส่ิงท่เี ราต้องพึงระลึกไว้ก็คือในการใช้นาโนเทคโนโลยีมีความเป็นไปได้ ท่ีจะทาให้เกิดท้ังการสร้างสรรค์และ ความเสีย่ ง ปัญหาท่ีสาคัญคอื จะลดความเสยี่ งใหน้ ้อยที่สุดได้ อย่างไร สง่ิ นีเ้ ปน็ ส่ิงที่ทาไดค้ ่อนขา้ งยาก

22 1.5 ความสาคญั ของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสงิ่ แวดล้อม ความหมายของเทคโนโลยี เทคโนโลยีมาจากคาภาษาองั กฤษวา่ “Technology” ซ่ึงมาจากภาษากรกี วา่ “Technologia” มี การให้ความหมายของเทคโนโลยีไว้หลากหลาย ดงั ตอ่ ไปนี้ ราชบัณฑิตยสถาน (2556 : 538) ให้ความหมายของ เทคโนโลยี ไว้ว่า หมายถึง วิทยาการท่ีนาเอา ความร้ทู างวิทยาศาสตร์มาใชใ้ ห้เกิดประโยชนใ์ นทางปฏบิ ัตแิ ละอตุ สาหกรรม ทิพยวัลย์ เรอื งขจร (2554 : 5) สรปุ ความหมายของเทคโนโลยี ไว้ว่า องค์ความรู้ วัสดุ-อุปกรณ์ การ กระทา และระบบการผลิตหรือระบบการทางานท่ีประกอบด้วย คน วัสดุ-อุปกรณ์ วิธีการ และทักษะของผู้ ปฏบิ ตั ิ จากท่ีกล่าวมาสรุปได้ว่า เทคโนโลยี หมายถึง กระบวนการหรือวิธีการและเคร่ืองมือท่ีเกิดจากการ ประยกุ ต์ และผสมผสานความร้ทู างวทิ ยาศาสตร์และศาสตร์อ่ืนๆ เพอื่ ให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์เหมาะสมกับ เวลาและสถานที่ เทคโนโลยีเป็นวิทยาการที่เกิดจากการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และศาสตร์อื่นๆ ในการ แก้ปญั หา โดยมุ่งแสวงหากระบวนการหรอื วธิ กี าร (Know How) โดยอาศยั เคร่อื งมือและความรู้ต่างๆ ความสมั พนั ธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์กับเทคโนโลยี เทคโนโลยเี ปน็ ผลลพั ธ์ของการประยุกตใ์ ชค้ วามรู้วิทยาศาสตร์ เพอ่ื แกป้ ัญหาที่มนุษยป์ ระสบ หรอื เพื่อ ประโยชน์ในการดารงชีวิต หรือการทางานของมนุษย์ โดยเทคโนโลยีช่วยให้มนุษย์ควบคุมและปรับตัวเข้ากับ ส่ิงแวดล้อมได้ เช่น การใช้เทคโนโลยีเพื่อเพ่ิมผลิตผลทางการเกษตร เทคโนโลยีด้านการขนส่งทาให้มนุษย์ เดนิ ทางได้อย่างรวดเรว็ เทคโนโลยีสารสนเทศทาให้เข้าถึงแหล่งความรู้และสามารถเรียนรู้ได้ตลอดชีวิต หรือ เทคโนโลยที างการแพทย์ท่ชี ่วยควบคมุ การเพมิ่ จานวนประชากรไมใ่ หม้ ากเกินทรัพยากรธรรมชาติท่ีมีอยู่ ช่วย ให้มนุษย์มีอายุที่ยืนยาวขึ้น โดยที่เทคโนโลยีเหล่าน้ีก็ต้ังต้นจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์ทั้งสิ้น ดังน้ันคาว่า วิทยาศาสตรจ์ ึงมกั ตามด้วยเทคโนโลยี เปน็ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยเี สมอ อยา่ งไรกต็ ามเทคโนโลยไี ม่ไดม้ ีผลกระทบตอ่ มนษุ ย์ในทางบวกเทา่ น้ัน แต่ยังให้ผลในทางลบได้เช่นกัน เชน่ เทคโนโลยดี า้ นการขนสง่ ท่ีให้ความสะดวกรวดเรว็ ในการเดนิ ทาง สามารถนาผลติ ภัณฑจ์ ากแหล่งผลติ ไปสู่ ตลาดไดง้ า่ ยและรวดเรว็ แตก่ ็กอ่ ให้เกิดอบุ ัติเหตทุ ่ีเปน็ สาเหตุของการเสยี ชวี ติ หรือบาดเจบ็ หรอื พิการ ท่ีทาให้ มนุษย์สูญเสียคุณภาพชีวิต เทคโนโลยีทางการเกษตรไม่เพียงแต่ให้ประโยชน์ในการเพ่ิมผลผลิต แต่การใช้ เทคโนโลยอี ย่างขาดความรู้ท่ีถูกต้อง หรือขาดคณุ ธรรม ก็เป็นสาเหตุที่สาคัญที่ก่อให้เกิดมลพิษในส่ิงแวดล้อม หรือผลผลติ เป็นอนั ตรายต่อผูบ้ รโิ ภครวมท้ังตัวเกษตรกรเอง ดงั นั้นทง้ั วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจึงให้ทั้งคุณ และโทษต่อมวลมนุษย์ มนุษย์จึงจาเป็นต้องเรียนรู้เพ่ือให้ใช้ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้เป็น ประโยชน์ต่อการดารงชวี ิตและการทางาน แต่เกิดผลเสีย หรอื ผลกระทบน้อยท่สี ุด

23 ภาพท่ี 1.3 แบบจาลองแสดงความสัมพนั ธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทม่ี า : ดัดแปลงจาก สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2555 : 40-41) ประโยชนข์ องวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี จากการศึกษา และประมวลเอกสารของนักวิชาการ ได้แก่ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏสวนดสุ ิต (2555) และทพิ ย์วัลย์ เรืองขจร (2554) สรุปได้ว่าวิทยาศาสตร์ มีประโยชน์ต่อ มนุษยใ์ นด้านต่างๆ ดังนี้ 1. การแก้ปญั หาในชวี ิตประจาวัน ในชีวิตประจาวนั เมอื่ มปี ญั หา หรือข้อสงสัยอย่างใดเกิดข้ึนเราต้อง ใช้เหตุผลเพ่ือหาคาตอบหรือแก้ข้อสงสัยต่างๆ เสมอมา ในชีวิตประจาวันเราคงจะประสบกับปัญหาในด้าน ต่างๆ ท้ังกบั ตัวเราเองหรอื บคุ คลใกลช้ ิด การพยายามหาขอ้ มูลตา่ งๆ เพ่ือหาสาเหตุของปญั หานน้ั อย่างมีเหตผุ ล สามารถทาให้เราแก้ปญั หาได้อยา่ งถูกตอ้ ง 2. วเิ คราะห์ปัญหาในสถานการณท์ ีเ่ ปน็ จรงิ ในชวี ิตประจาวันเพ่อื การแก้ปัญหา วิทยาศาสตร์นาบุคคล ไปสู่การมีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และเจตคติทางวิทยาศาสตร์ ซ่ึงจะเป็นกระบวนการของการ ค้นพบสงิ่ ใหม่ๆ เพ่ือนาไปสู่คุณภาพชวี ิตทีด่ ีและการแกป้ ญั หา

24 3. สรา้ งคนให้มกี ระบวนการคิด มีเหตุมีผล ไม่หลงงมงายในสงิ่ ที่ไร้สาระ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ เป็นวิธกี ารท่ียืดหยนุ่ ท่แี ต่ละบคุ คลจะปรับเอาไปใช้แกป้ ัญหาของตน 4. ปรับปรุงคุณภาพของชีวิต วิทยาศาสตร์จะเกี่ยวพันกับมนุษย์ทุกคนตลอดชีพในชีวิตประจาวัน ต้ังแต่ลืมตาต่ืนจนกระทั่งเข้านอนจะเกี่ยวพันกับวิทยาศาสตร์ คงจะไม่มีใครปฏิเสธได้ว่าวิทยาศาสตร์ได้นา ความสขุ ความสะดวกสบายมาส่กู ารดารงชีวติ ในเรอื่ งต่างๆ เชน่ 4.1 ด้านอาหาร มีการนาความรดู้ า้ นวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาใช้ในเรื่องการผลิต การแปรรูป และการถนอมอาหาร และเก็บรกั ษาอาหารได้นานขน้ึ และเพิ่มความสะดวกสบายในการบรโิ ภคมากขน้ึ 4.2 ทอ่ี ย่อู าศยั และเครอ่ื งใช้ ในปจั จุบันได้พัฒนาใช้สิ่งก่อสร้างที่ถาวรเช่น อิฐ คอนกรีตพัฒนาที่อยู่ อาศยั โดยใชว้ สั ดกุ อ่ สร้างท่อี านวยความสะดวกและประหยดั เช่น ใช้กระจกพลาสติกเพื่อรับแสงมากข้ึน หรือ บ้านอนุรักษพ์ ลงั งาน เป็นตน้ อีกท้งั ได้มกี ารพฒั นาเครือ่ งใช้ และอุปกรณ์ตา่ งๆ ให้มีความทนทานมากข้ึน เช่น เหล็ก เหล็กกล้า Stainless Steel อะลูมิเนียม ซีเมนต์ คอนกรีต วัสดุนาโน เปน็ ต้น 4.3 เครื่องนุ่งห่ม การนาความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องในเรื่อง เคร่ืองนงุ่ ห่ม เชน่ ผลิตเส้นใยสงั เคราะหท์ ่สี ามารถลดกลน่ิ ไมด่ ูดซับเหงอื่ เสน้ ใยสังเคราะห์กันน้า เปน็ ต้น ซ่ึงทา ใหเ้ หมาะตอ่ สภาพภมู อิ ากาศทีเ่ ปลย่ี นแปลงไป 4.4 การแพทย์และสาธารณสุข ไดม้ ีการนาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาใช้เกี่ยวกับด้าน การแพทย์และสาธารณสุขในด้านก่อให้เกิดความก้าวหน้าในด้านเทคนิควิธีการทางด้านสุขภาพอนามัย เช่น การผ่าตดั หัวใจ การผา่ ตดั สมอง การใช้อวัยวะเทยี ม นามาซ่งึ อปุ กรณท์ ี่อานวยความสะดวกในการรักษาบาบัด โรคภยั ไข้เจ็บ เชน่ เครือ่ งเอกซเรยค์ อมพวิ เตอร์ (X-ray Computerized Tomography) หรอื ซีทีสแกน (CT- scan) เครอื่ งอัลตราซาวด์ 4 มติ ิ เครือ่ งผ่าตดั ด้วยแสงเลเซอร์ ดีเอน็ เอ ชปิ (DNA chip) ท่ใี ช้ในการทานายโรค เป็นตน้ 4.5 ด้านการส่ือสารโทรคมนาคม วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้สร้างความเจริญก้าวหน้าแก่ เทคโนโลยีการสื่อสารเป็นอยา่ งมาก ความเจรญิ ก้าวหน้าดา้ นนีไ้ ดแ้ ก่ การพัฒนาประสทิ ธภิ าพของอินเทอรเ์ น็ต ความเรว็ สูง การพัฒนาสมาร์ทโฟน (Smart phone) ที่สามารถใช้งานได้อย่างหลากหลาย (Multifunction) อย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ นาโนคอมพิวเตอร์ เป็นตน้ 4.6 ด้านการคมนาคมและการขนส่ง มีการพัฒนาด้านยานพาหนะและถนนหาทางอย่าง มีประสทิ ธภิ าพ เช่น รถไฟฟา้ รถไฟฟ้าความเร็วสูง เครอ่ื งบนิ ไอพน่ ความเรว็ สูง (sonic boom) เปน็ ตน้ 4.7 ดา้ นพลงั งาน ปจั จบุ นั วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทในการพัฒนาแหล่งพลังงาน โดยเฉพาะอยา่ งย่ิงการใชแ้ หล่งพลังงานทดแทนต่างๆ เช่น พลงั งานแสงอาทิตย์ พลงั งานลม พลงั งานน้า นอกจากนแ้ี ล้ววทิ ยาศาสตรย์ งั ช่วยพัฒนาด้านการแกป้ ญั หาต่างๆ โดยกระบวนการวทิ ยาศาสตร์ และ วิธีการแก้ปัญหาโดยวิธีการทางวิธีวิทยาศาสตร์ท่ีประกอบด้วยหลายๆ ขั้นตอน ได้แก่ ปัญหา การรวบรวม ข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล และการสรุปผล จะทาให้มนุษย์หาวิธีการแก้ปัญหาท่ีดีที่สุดได้ วิธีการทาง วทิ ยาศาสตร์ทาให้มนุษย์เป็นคนมเี หตผุ ล เกดิ ความคิดอย่างมวี ิจารณญาณ เกิดความอยากรู้อยากเห็น ความ สงสยั มคี วามใจกว้าง มีความเพียรพยายาม มีความซื่อสัตย์สุจริตอีกด้วย ซ่ึงจะก่อให้เกิดการพัฒนาตนเอง และสังคมต่อไป วิทยาศาสตร์กับเทคโนโลยี วิทยาศาสตร์มีความสาคัญในการช่วยสร้างความคิดที่พัฒนาให้มนุษย์ให้ว่าจะเป็นการคิดวิเคราะห์ ความคิดสร้างสรรค์ มีทักษะและศึกษาหาความรู้ในการแก้ไขปัญหาต่างๆได้อยู่เสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน

25 ปัจจบุ นั น้กี บั วฒั นธรรมสมยั ใหม่ ทเ่ี ปน็ สงั คมแห่งการค้นควา้ และเรยี นรู้ ทาให้ทกุ คนจาเปน็ ที่จะต้องคอยศกึ ษา ดา้ นวิทยาศาสตรอ์ ยู่เสมอ เพื่อทจี่ ะมาประยุกตใ์ ช้กับเทคโนโลยใี นปัจจบุ ันอยา่ งสรา้ งสรรค์ มเี หตุผลและพฒั นา คุณภาพชีวิตไดด้ มี ากยง่ิ ขึน้ เพราะฉะนน้ั เราจะเหน็ ไดว้ า่ ในปัจจบุ นั น้ีได้มเี ทคโนโลยแี ละนวัตกรรมใหม่ๆเกิดข้ึน อยา่ งตอ่ เนอ่ื งเพือ่ ใชใ้ นการอานวยความสะดวกใหก้ บั มนุษย์ โดยทัง้ หมดน้ลี ้วนมีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์ที่ ผสมผสานเข้ากบั เทคโนโลยีทั้งส้นิ วิทยาศาสตรก์ ับสิง่ แวดลอ้ ม ปจั จบุ ันนท้ี ุกคนลว้ นหนั มาใส่ใจกับทรัพยากรธรรมชาตแิ ละการรกั ษาสง่ิ แวดล้อมมากยิ่งขึ้นเพื่อโลกที่ ย่ังยนื วทิ ยาศาสตร์ได้เข้ามามสี ่วนช่วยในการพฒั นาด้านนวัตกรรมและเทคโนโลยีที่ส่งเสริมในการดูแลรักษา สง่ิ แวดลอ้ มใหส้ มดุล มกี ารสรา้ งพลงั งานทดแทน มีการคิดวิเคราะหถ์ งึ ผลเสียต่างๆพร้อมแนวการแก้ไข ทาให้ โลกมกี ารเปล่ยี นแปลงไปในทิศทางท่ีดีขึ้นแม้จะเกิดปัญหาธรรมชาติขึ้นบ่อยคร้ัง แต่เราก็สามารถควบคุมทุก อยา่ งใหส้ มดุลด้วยความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์กบั เศรษฐกิจ ปจั จบุ นั นคี้ วามรู้ด้านวิทยาศาสตร์ชว่ ยในการเพม่ิ ความสามารถพัฒนาดา้ นเศรษฐกิจ ทาให้ทุกประเทศ บนโลกสามารถทจ่ี ะตอ่ ยอด แข่งขันและดาเนินชีวิรว่ มกนั อยา่ งม่นั คง มรี ากฐานและมีความสุข เราจะเห็นได้ว่า มกี ารนาวิทยาศาสตร์มาประยุกต์เข้ากับเทคโนโลยตี า่ งๆและใช้ในด้านเศรษฐกจิ ไม่ว่าจะเป็นด้านธุรกิจ การเงิน รวมไปถงึ การสรา้ งผลผลติ และนาไปจัดจาหน่าย ท่เี รียกว่าเป็นส่ิงสาคัญอย่างมากสาหรับการดาเนินชีวิตของ มนุษย์ วทิ ยาศาสตร์กับการพัฒนาคุณภาพชวี ิต เรียกได้ว่าวิทยาศาสตร์น้ันมีความสาคัญในการพัฒนาคุณภาพของมนุษย์ให้ดีขึ้นเป็นอย่างยิ่งใน ชีวิตประจาวันและตลอดชีพ ต้ังแต่คุณลืมตาต่ืนขึ้นมาจนถึงกระทั่งก่อนนอนก็ต้องมีวิทยาศาสตร์เข้ามา เกีย่ วขอ้ งท้งั สนิ้ วิทยาศาสตร์นามาซึง่ ความสะดวกสบาย ความสุข รวดเร็วและทันสมัยในการดารงชีวิตในแต่ ละด้าน ดังตอ่ ไปน้ี 1. อาหาร วิทยาศาสตร์ช่วยในการเพม่ิ คณุ คา่ ทางสารอาหาร รักษาความสดใหม่และไม่ให้อาหารบูดเสีย สามารถเก็บได้ นาน สร้างสารอาหารทดแทน พรอ้ มทัง้ คิดประดิษฐ์และแสวงหาอาหารต่างๆท้ังในพ้ืนโลก ท้องทะเล อากาศ และอ่ืนอีกๆมากมาย เรียกได้วา่ วัตถุดบิ และอาหารในปจั จบุ นั นม้ี าจากการทดลอง วิจยั และประดิษฐ์ข้ึนมาโดย ใชก้ ระบวนการวิทยาศาสตร์เปน็ พนื้ ฐาน ยงิ่ โดยในปัจจุบันน้ไี ด้มีอาหารรูปแบบต่างๆเกิดข้ึนมากมาย โดยเน้น ความสะดวกสบายและเทคโนโลยตี ่างๆเขา้ มาดูแลเรื่องอาหารมากย่งิ ข้ึน 2. สขุ ภาพ ปจั จบุ ันนี้อัตราผเู้ สียชีวิตได้ลดนอ้ ยกวา่ แต่ก่อนมาก เนื่องจากมีเทคโนโลยี อาหารและยาเข้ามาช่วย ดแู ลรักษา มที างเลอื กในการดแู ลสขุ ภาพมากย่งิ ขนึ้ น้าบรโิ ภคทม่ี คี ณุ ภาพมากย่ิงขึน้ โดยการอาศัยวิชาเคมีจาก วทิ ยาศาสตรช์ ่วยกล่นั กรองและวเิ คราะห์ 3. การศลั ยกรรม เรียกได้ว่าปัจจุบันนี้การศัลยกรรมเข้ามาเป็นส่วนหน่ึงของมนุษย์และมีการพัฒนาต่อยอดให้มี ประสทิ ธิภาพมหี ลายทางเลอื ก มีการบรรเทาความเจ็บปวดและคดิ คน้ นวตั กรรมทรี่ วดเรว็ งา่ ยดายและสะดวก ตอ่ คนร่นุ ใหมม่ ากย่ิงขึน้

26 4. เครื่องใช้ตา่ งๆ จะเหน็ ได้ว่าในสมยั นเ้ี ต็มไปดว้ ยขา้ วของเคร่อื งใช้ ภาชนะต่างๆที่ได้มีการประยุกต์และพัฒนาให้ตอบ โจทยค์ ุณภาพชีวิตของคนรุ่นใหม่มากขน้ึ คุณสามารถทจ่ี ะใชส้ ิง่ ตา่ งๆได้อยา่ งปลอดภัย สะดวกรวดเร็ว ในทุกๆ ดา้ น ทง้ั การก่อสร้าง ,รถยนต์,อุปกรณ์เคร่ืองครัว,ของตกแต่งบ้าน เป็นต้น รวมปึงการสังเคราะห์ของเทียม สาหรับการใช้งาน เชน่ ยางเทียม,แกรฟไฟต์ เป็นต้น 5. อุปกรณเ์ ทคโนโลยตี า่ งๆ ส่ิงอานวยความสะดวกท่ีเสริมสร้างความบันเทิงและสามารถนามาใช้งานในด้านต่างๆก็ล้วนมาจาก วิทยาศาสตร์ท้ังสน้ิ ไม่วา่ จะเปน็ กล้องถ่ายรปู โทรทศั น์ สมารท์ โฟนและอ่ืนๆอีกมากมาย โดยทุกอยา่ งจะต้องมี หลกั การทางวิทยาศาสตร์มาเกย่ี วข้อง ย่ิงในปัจจุบันนี้ได้มีอุปกรณ์ไฮเทคต่างๆเกิดข้ึนอย่างต่อเนื่อง สามารถ ช่วยในการสร้างความสะดวกสบายและยังนามาประกอบอาชพี ไดอ้ ีกดว้ ย ที่สาคญั วทิ ยาศาสตร์ชว่ ยใหค้ นในปจั จบุ นั น้มี ชี ีวิตอย่บู นความเป็นจรงิ มกี ารคดิ วิเคราะห์อยา่ งสมเหตุสมผล ทกุ อย่างตงั้ อยู่บนรากฐานแหง่ การไตร่ตรองอยา่ งรอบคอบ ถงึ แม้จะมีเรื่องงมงาย ความเช่ือทางไสยศาสตร์ และ อน่ื ๆอกี มากมาย แต่วิทยาศาสตรก์ ส็ ามารถท่ีจะคัดกรองและหาความจริงเข้ามาเป็นตัวช่วยในการยืนยัน เพ่ือ ทาใหเ้ ราสามารดารงชีวิตได้เป็นอยา่ งดี วิทยาศาสตรส์ อนใหค้ นร้จู กั คิดและพฒั นา ซง่ึ จาเปน็ อย่างใน ปจั จุบันนท้ี ี่จะตอ้ งมีเรอื่ งราวตา่ งๆและเทคโนโลยเี ข้ามาเก่ยี วขอ้ ง เชื่อว่าในอนาคตวทิ ยาศาสตรจ์ ะตอ้ ง มีการพฒั นาอย่างต่อเนอ่ื งและไม่หยดุ ยั้ง เพอ่ื ทจี่ ะสร้างส่ิงใหมๆ่ ข้ึนมาเป็นตัวช่วยในการดาเนินชีวิตของมนุษย์ ทุกคนจะตอ้ งมีชวี ติ ทีส่ ะดวกสบาย มีการพฒั นา และมีคุณภาพชีวติ ท่ีดขี ึ้นอย่างแนน่ อน บทสรุป วทิ ยาศาสตร์ มปี ระโยชน์ตอ่ มนษุ ย์ในด้านต่าง ๆ ดังน้ี 1. ด้านอาหาร มีการนาความรูด้ ้านวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยีมาใชใ้ นเรอื่ งการผลิต การแปรรูป และการถนอมอาหาร เช่น ก. การแปรรปู อาหาร 1. ผลติ ภณั ฑ์จากกระเทยี ม เชน่ กระเทียมดอง 2. ผลิตภณั ฑจ์ ากถ่ัวเหลอื ง เช่น นา้ นมถว่ั เหลือง เต้าเจี้ยว ข. การถนอมอาหาร 1. นมพาสเจอไรส์ เป็นการให้ความร้อนในข้ันการทาลายจุลินทรีย์ ท่ีทาให้เกิดโรค เทา่ นั้น ไมไ่ ดฆ้ า่ จุลินทรียท์ ้ังหมด อาจทาได้ 2 แบบคือ แบบชา้ โดยใหค้ วามรอ้ น 63C 20 นาที แบบเรว็ โดยให้ความร้อน 72C 15 นาที นมพาสเจอไรสจ์ ะเก็บในตูเ้ ยน็ อุณหภมู ิไมเ่ กิน 10C และเก็บไว้ไดไ้ ม่นาน 2. นมสเตอรไิ ลส์ ใช้อณุ หภูมิ 150C เวลา 2 – 3 วนิ าที แลว้ ทาใหเ้ ยน็ ลงอย่างรวดเรว็ วธิ ีนีท้ าลายจุลินทรยี ท์ ้งั หมด อาจเรยี กวา่ UHT นมชนดิ นี้เก็บไดน้ านไม่น้อยกว่า 6 เดอื น 3. นมเปร้ียว ทาโดยใช้นมท่ีขาดมันเนย (Skim milk) แล้วเติมแบคทีเรีย Lactobacillus casci หรือ Lactobacillus สายพันธ์อื่น แล้วบ่มไว้ที่อุณหภูมิ 37 – 43 C นาน 4 – 18 ชั่วโมงขึน้ อย่กู บั แบคทเี รียที่เติมลงไป เช่น ยาคูลท์

27 4. การถนอมอาหารโดยการทาใหแ้ หง้ ในสภาพแช่แขง็ โดยทาใหน้ ้าในอาหารกลายเป็น น้าแข็ง อาจใช้ตูแ้ ช่แข็งหรือนา้ แขง็ แห้งหรอื ไนโตรเจนเหลว ต่อจากน้ันไล่นา้ ให้ออกจากอาหารโดยการระเหิด อาหารประเภทนเ้ี ป็นอาหารแห้ง รพู รนุ นา้ หนกั เบา 2. ทอ่ี ยอู่ าศัย สมัยโบราณมนุษย์อาศัยในถ้า ใต้ต้นไม้ ส่ิงก่อสร้างสร้างอย่างง่าย ๆ จากวัสดุที่ เป็นพวกใบไม้ ใบตอง ต่อมาได้พัฒนาใช้สิ่งก่อสร้างที่ถาวรเช่น อิฐ คอนกรีตพัฒนาที่อยู่อาศัยโดยใช้วัสดุ ก่อสร้างท่อี านวยความสะดวกและประหยดั เชน่ ใชก้ ระจกพลาสติกเพ่อื รบั แสงมากข้ึน - มีระบบปอ้ งกันขโมย - มรี ะบบปอ้ งกันยงุ และแมลงอ่นื ๆ - ใช้วัสดกุ ่อสร้างแทนวสั ดุธรรมชาติ เช่น หาวัสดแุ ทนไม้ 3. เครื่องนุ่งห่ม การนาความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องในเรื่อง เครื่องนงุ่ หม่ เชน่ - ปรับปรุงประสิทธิภาพในการผลติ ให้ได้จานวนมากและไดค้ ณุ ภาพ - ผลิตเสน้ ใยสังเคราะหจ์ ากวัตถดุ บิ อตุ สาหกรรมปโิ ตรเคมี - พัฒนาการผลติ โดยผลติ จากวตั ถุดิบออกมาเปน็ ผา้ ท่ีย้อมสี และพิมพ์สีเรียบรอ้ ย 4. การแพทยแ์ ละสาธารณสุข ได้มีผ้จู าแนกสาเหตแุ หง่ โรคภยั ไข้เจบ็ ของมนุษย์ ดังนี้ 4.1 มาจากเชื้อโรค หรอื สงิ่ มชี วี ิตทมี่ าแทะกนิ ในร่างกาย 4.2 มาจากการขาดแคลนสง่ิ ท่ีร่างกายตอ้ งการ 4.3 มาจากการเจรญิ ผิดปกติของเน้ือเยอ่ื บางสว่ น 4.4 มาจากการผิดปกตทิ างจติ การนาความรู้ทางวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยีมาใช้เก่ียวกับด้านการแพทย์และสาธารณสุขใน ด้าน - กอ่ ใหเ้ กดิ ความกา้ วหนา้ ในด้านเทคนคิ วธิ กี ารทางด้านสุขภาพอนามยั เชน่ การ ผ่าตัดหัวใจ การผา่ ตัดสมอง การใช้อวยั วะเทียม - นามาซ่งึ อปุ กรณท์ อี่ านวยความสะดวกในการรกั ษาบาบดั โรคภยั ไข้เจ็บ เช่น เคร่ือง x – ray เคร่ืองอัลตราซาวด์ เคร่อื งผา่ ตัดดว้ ยแสงเลเซอร์ - นามาซง่ึ อุปกรณช์ ่วยป้องกันสารพิษเข้าสู่รา่ งกาย เช่น ถุงมือ หนา้ กาก - นามาซ่ึงเทคนิควิธีการให้ความรู้ที่ถูกต้องแก่บุคคล โดยใช้ส่ือเช่น ภาพ วิทยุ โทรทัศน์ วารสาร เพอื่ ใหบ้ ุคคลทราบถึงพษิ ภยั การหลกี เล่ียง การปอ้ งกนั รกั ษาจากสิ่งทีก่ าลังเผชิญอยู่ - การผลติ วัคซีน และเซร่มุ วัคซีนเป็นเช้ือโรคท่ีทาให้อ่อนกาลังลง แล้วฉีดเข้าไปในร่างกาย เพ่อื กระตุ้นให้รา่ งกายสร้างภูมิคุ้มกันเช่น วัคซีนโปลิโอ ส่วนเซรุ่ม เป็นภูมิต้านทานโรคท่ีฉีดเข้าไปในร่างกาย เมื่อรา่ งกายได้รับโรคน้ัน ๆ เข้าสรู่ า่ งกาย เช่น เซรุม่ แกพ้ ิษงู เซรุ่มแก้พษิ สุนัขบา้ 5. ดา้ นการสอ่ื สารโทรคมนาคม สอื่ หลักท่ีใช้มี 3 แบบคอื 5.1 สอื่ ด้านเสยี ง ไดแ้ ก่ โทรศพั ท์ 5.2 สอื่ ดา้ นภาพ ได้แก่ โทรทศั น์ 5.3 สอ่ื ด้านข้อมูล ไดแ้ ก่ ดา้ นคอมพิวเตอร์ ความเจริญก้าวหน้าด้านนี้ได้แก่ การส่ือสารด้วย Laser โดยรีดแก้วเป็นเส้นใย เสน้ ผา่ ศนู ยก์ ลางประมาณ 0.01 mm. แสงจะเดินในใยแก้วได้โดยไม่ทะลุสู่เส้นใยแก้วเส้นอื่น ซึ่งเรียกว่า ใย

28 แกว้ นาแสง โดยใช้ laser เป็นพาหนะนาข้อมูลจากต้นทางไปสู่ปลายทาง โดยผ่านใยแก้ว นอกจากนี้สื่อสาร โดยใชด้ าวเทยี ม วิทยุ โทรทศั น์ โทรเลข โทรสาร และอ่นื ๆ อย่างมีประสิทธิภาพ 6. ด้านการคมนาคมและการขนส่ง มีการพัฒนาด้านยานพาหนะและถนนหาทางอย่างมี ประสทิ ธิภาพ เชน่ รถไฟฟา้ เครื่องบิน เรือเดนิ สมุทร มีการสร้างทางดว่ น 7. ด้านการแก้ปัญหาต่างๆ โดยกระบวนการวิทยาศาสตร์ หรือวิธีการแก้ปัญหาโดยวิธีการทางวิธี วิทยาศาสตร์ ซง่ึ ประกอบดว้ ยปัญหา การรวบรวมขอ้ มูล การวิเคราะหข์ ้อมลู และการสรปุ ผล ซง่ึ ทาใหม้ นุษย์ หาวธิ ีการแกป้ ญั หาทดี่ ที ี่สดุ ได้ 8. ดา้ นเจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ ทาใหม้ นษุ ยเ์ ปน็ คนมีเหตผุ ล มีความอยากรู้อยากเห็น มีความใจ กว้าง มคี วามเพยี รพยายาม มคี วามซอ่ื สัตยส์ ุจริต 9. ความเขา้ ใจปัญหาสิง่ แวดลอ้ ม ทาใหม้ นุษย์รูจ้ ักกระบวนการท่ีจะทาให้โลกเกิดความสมดุลตา มะรรมชาติ ทาใหม้ นษุ ยต์ ระหนักที่จะไม่ทาลายส่งิ แวดลอ้ มเหล่าน้ี บรรณานุกรม คณะวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั สวนดสุ ิต. (2555). เอกสารประกอบการสอน วทิ ยาศาสตร.์ ในชีวิตประจาวัน. พิมพค์ รง้ั ที่ 8. กรงุ เทพมหานคร : URAI GRAPHIC ทิพย์วลั ย์ เรอื งขจร (2554). วทิ ยาศาสตรเ์ พอื่ คุณภาพชีวติ . โปรแกรมวิชาวิทยาศาสตรส์ ุขภาพ คณะ วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั สงขลา. ราชบณั ฑิตยสถาน. (2556).พจนานกุ รม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2554 : เฉลมิ พระเกียรติพระบาทสมเดจ็ พระเจา้ อยหู่ ัว เนอื่ งในโอกาสพระราชพธิ ีมหามงคลเฉลมิ พระชนมพรรษา 7 รอบ 4 ธันวาคม 2554. กรุงเทพมหานคร : นานมีบุ๊คส์พบั ลเิ คชัน่ ส.์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลย.ี (2555). ครูวทิ ยาศาสตรม์ ืออาชีพ : แนวทางสู่การเรียน การสอนท่มี ปี ระสิทธภิ าพ. กรงุ เทพมหานคร : บรษิ ทั อินเตอรเ์ อ็ดดเู คชน่ั ซพั พลายส์ จากดั . สมนกึ บญุ พาไสว. (2555). “นาโนเทคโนโลยี เทคโนโลยใี นศตวรรษที่ 21” ค้นค้นวันที่ 3 มกราคม 2556. จาก https://library.ipst.ac.th/handle/ipst/260.

29 หนว่ ยการเรียนร้ทู ี่ 2 กระบวนการคิดและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (12 ช่ัวโมง) 2.1 กระบวนการคดิ เชงิ วทิ ยาศาสตร์ การคิดทางวิทยาศาสตร์ (Scientific thinking) หมายถึงการคิดอย่างเป็นระบบโดยใช้ technical reasoning เปน็ หลักบนพืน้ ฐานของข้อมลู ท่เี ป็นจริงหรอื องค์ความรู้ท่ไี ด้รับการพสิ ูจน์แล้ว ตอ้ งลดบทบาทของ psychological reasoning และ conflict of interest ให้เหลือน้อยที่สุดเท่าท่ีจะพึงกระทาได้ เพื่อการ ตัดสนิ ใจทีถ่ ูกต้องตามหลกั การทางวทิ ยาศาสตร์ ประโยชน์ของ การคิดทางวิทยาศาสตร์ นอกจากจะใช้ในงานวิจัยแล้ว ยังสามารถนาไปใช้ในการ แก้ปญั หาที่เกดิ จากการทางานและการดารงชีวิตประจาวันอย่างมีประสิทธิภาพ การคิดเชิงวิทยาศาสตร์วาง ฐานอยู่บนความเช่ือในความฉลาดของธรรมชาติท่ีมีกฎเกณฑ์แน่นอนตายตัวว่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกันผลจะ เกิดขึน้ ในแบบเดยี วกัน ดว้ ยผลของความเชือ่ ท่วี า่ นี้ นกั วทิ ยาศาสตร์จงึ ดาเนินการสู่เป้าประสงค์ต่อไปนี้ 1. การเฝ้าสังเกต สภาพเงือ่ นไขอะไรทจ่ี ะกระทบต่อปรากฏการณท์ เ่ี รากาลงั ทาการสงั เกตอยูใ่ นการพจิ ารณาถงึ ความสัมพันธข์ องปรากฏการณต์ า่ งๆ นกั วทิ ยาศาสตร์จะเสาะหาทจ่ี ะระบวุ า่ อะไรคือปจั จัยทีก่ ระทบตอ่ สงิ่ ทเี่ ขา กาลงั ศึกษา 2. การออกแบบการทดลอง เป็นการควบคมุ เพอ่ื ดูถงึ ปจั จยั สาคญั ทจี่ ะมีผลกระทบที่เกดิ ขนึ้ โดยตรงอนั เปน็ สาเหตทุ าใหเ้ กิดอกี ปรากฏการณ์หน่งึ และปจั จยั อะไรท่ีไมใ่ ช่ 3. การวดั ท่ีแน่นอน เป็นการวัดในเชงิ ปริมาณของความสมั พันธ์ระหวา่ งปัจจัยทสี่ าคัญและผลกระทบทเี่ กิดขึ้น 4. เสาะหาการสร้างกฎทางกายภาพ สามารถทจ่ี ะตีความความสมั พันธ์ท่ไี ดจ้ ากการทดลองทแ่ี น่ชัดออกมาเปน็ กฎในทางวิทยาศาสตรไ์ ด้ หรือไม่ เช่น กฎแห่งแรงโน้นถว่ ง 5. การศกึ ษาถึงปรากฏการณ์ท่คี ล้ายคลึงหรอื เชอื่ มโยงกัน เมื่อพจิ ารณาถึงปรากฏการณ์ท่คี ลา้ ยคลึงหรือเชอื่ มโยงว่าสามารถสรุปรวมใหร้ วมอยู่ในกลมุ่ หรอื กฎ เดียวกนั ไดห้ รือไม่ 6. การก่อรปู สมมติฐานทัว่ ไปหรอื ทฤษฎกี ายภาพ (Hypothesis and Physical Theories) เปน็ การกาหนดสรุปรวมออกมาเป็นทฤษฎี ดงั จะเหน็ ไดจ้ ากทฤษฎที างวิทยาศาสตร์ต่างๆท่ีมกี ารกาหนดขึ้น จากการทดลองและทดสอบ 7. การทดสอบ การดัดแปลงและการกล่ันกรองข้อสมมตฐิ าน การทดสอบ การดดั แปลงการกลน่ั กรองดาเนินการดว้ ยการศึกษาอยา่ งครอบคลุม รวมทงั้ การทดลอง ขยายผลสปู่ รากฏการณ์อน่ื ๆ ซ่งึ กจ็ ะชว่ ยใหเ้ กิดการคาดการณ์ ใหม่ๆได้ 8. นกั วิทยาศาสตร์เสาะหาการกาหนดกฎทวั่ ไป รวมทง้ั ทฤษฎที ่ีครอบคลมุ

30 กฎทัว่ ไปและทฤษฎีที่ครอบคลุมเป็นการนาไปใช้ประยุกต์ท่ีกว้างขวางในการคาดการณ์และอธิบาย ปรากฏการณ์อื่นๆที่ตามมา อาทิ เราใช้กฎของแรงโน้นถ่วงในการอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆได้อีกมากท่ี เชอ่ื มโยงกนั โดยสรุปแล้ว ความคิดเชิงวิทยาศาสตร์ (scientific thinking) ต่างกับความรู้เชิงวิทยาศาสตร์ (science literacy) ดังนี้ ความคิดเชิงวิทยาศาสตร์ เน้นท่ีวิธีคิดที่เป็นเหตุผล ไม่เชื่ออะไรง่ายๆ ต้องผ่านการ ใคร่ครวญตรวจสอบหลักฐานความแม่นยาเสียก่อน ก่อนส่งเสริมให้คนในสังคมมีความคิดเชิงวิทยาศาสตร์ ขนึ้ อยกู่ บั วิธสี อน หรือรูปแบบการเรียนรทู้ ีไ่ มเ่ นน้ เน้ือหาวิชา แตน่ ้นั “กระบวนการ” ต้งั คาถาม สังเกต ทดลอง และสรุปเหตุผล ทั้งนี้การสอนหรือการเรียนรู้แบบเน้นความรู้เชิงวิทยาศาสตร์ กับแบบเน้นความคิดเชิง วิทยาศาสตร์ เป็นเรื่องที่ขัดแย้งกันอยู่ตลอดเวลา ในความเป็นจริงของสังคมเราต้องการท้ังสองอย่าง คือ ตอ้ งการทงั้ คนแบบทเ่ี รียนให้ได้ “ความรู้” และ “ทกั ษะ” สาเรจ็ รปู สาหรบั นาไปใชไ้ ด้อย่างรวดเร็วจานวนหน่ึง และต้องการคนท่ีเรียนรู้ “วิธีเรียน” รู้วิธีการแสดงหาความรู้ ซ่ึงจะเป็นคนที่มีความสามารถเผชิญความ เปล่ียนแปลงและไม่แน่นอนของโลกได้ดีกว่าอีกจานวนหนึ่ง แต่อย่างไรก็ตามสังคมสมัยใหม่ เป็นสังคมที่เน้นการตัดสินใจโดยใช้ข้อมูล (informed decision- making) ความคิดเชิงวิทยาศาสตร์เป็นรากฐานสาคัญของการตัดสินในโดยใช้ข้อมูล แต่ความคิดเชิง วทิ ยาศาสตรเ์ พียงอยา่ งเดียวไมเ่ พยี งพอสาหรับการตัดสินใจโดยใช้ข้อมูล เน่ืองจากวิทยาศาสตร์ก็มิใช่ว่าจะมี ความชดั เจนแบง่ แยกขวั้ ไดอ้ ยา่ งชัดเจนเสมอไป สงั คมจึงต้องการคนที่มีความคิดเชิงวิทยาศาสตร์ที่ยอมรับข้อ โต้แย้ง ยอมรับความเหน็ ทีแ่ ตกต่าง และพรอ้ มท่จี ะเผชิญขอ้ โตแ้ ยง้ ดว้ ยเหตดุ ว้ ยผล 2.2 วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ เปน็ วิธกี ารแสวงหาความรู้อย่างมีระบบระเบยี บมแี บบแผน โดยเป็นส่วนหน่ึง ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ซ่ึงหมายถึงกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นคว้าหาความรู้จาก ธรรมชาติได้อย่างมีระบบและมีประสิทธิภาพ ซึ่งประกอบไปด้วยส่วนต่างๆ คือ 1) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) 2) ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (scientific process skill) และ 3) เจตคติทาง วทิ ยาศาสตร์ (scientific attitudes) วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ ประกอบดว้ ย 2 สว่ นคือ 1. กระบวนการ (Process) ได้แก่ ข้ันกาหนดปัญหา ข้ันต้ังสมมุติฐาน ข้ันเก็บรวบรวมข้อมูล (การ ตรวจสอบสมมตุ ิฐานหรอื การทดลอง) ข้ันวิเคราะห์ขอ้ มูล และขั้นสรุปผล 2. ความรู้ (Knowledge) ไดแ้ ก่ ขอ้ เทจ็ จรงิ มโนมติ กฎ ทฤษฎี ส่งิ เหลา่ น้เี ป็นผลลพั ธ์จากการกระทา ของนกั วิทยาศาสตร์ วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ แบง่ เปน็ ข้ันตอนตา่ งๆ ดงั นี้ 1. การตง้ั ปญั หา (problem) หรอื การกาหนดปัญหา จดุ เริม่ ตน้ ของปญั หามกั เรมิ่ มาจากการ สังเกตส่ิงต่างๆ เช่นสิ่งแวดล้อมรอบตัวเราปรากฏการณ์ตามธรรมชาติอาจเป็นสิ่งท่ีมีอยู่ปกติ หรือการ เปลยี่ นแปลงใดๆ กไ็ ด้ การสังเกตต้องทาอย่างรอบคอบ ละเอียดถี่ถ้วน การต้ังปัญหาท่ีดีควรจะตรวจสอบได้ ง่ายและยึดตามขอ้ เทจ็ จริงตา่ งๆ ที่รวบรวมมาได้ โดยทั่วไปการตั้งปัญหาจะอยู่ในรูปของคาถาม เช่น ฟ้าร้อง เกดิ ขึ้นไดอ้ ย่างไร เหตุใดการตม้ นา้ บนยอดเขาจงึ เดือดเร็วกวา่ ท่ีความสงู ระดบั น้าทะเล เป็นตน้ 2. การต้ังสมมติฐาน (hypothesis) เป็นการคาดคะเนคาตอบของปัญหาอย่างมีเหตุผล คาตอบจะถกู ยอมรับวา่ ถูกต้องเช่ือถอื ได้เม่ือมกี ารพิสูจนห์ รอื ตรวจสอบหลายๆ ครั้ง สาหรับปัญหาหนึ่งๆ อาจ

31 สร้างสมมตฐิ านได้หลายสมมตฐิ านแตจ่ ะมที ีถ่ กู ตอ้ งเพยี งสมมติฐานเดียว ลักษณะสมมตฐิ านทดี่ ีควรเขา้ ใจไดง้ ่าย สามารถตรวจสอบไดโ้ ดยการทดลอง เปน็ สมมตฐิ านที่สอดคล้องและอยู่ในขอบเขตของขอ้ เท็จจริงท่ีได้จากการ สังเกตและสัมพันธก์ ับปญั หาท่ีตั้งไว้ 3. การตรวจสอบสมมติฐาน (testing hypothesis) โดยการสังเกตและรวบรวมข้อเท็จจริง ต่างๆ ที่เกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ หรือโดยการทดลอง ซึ่งเป็นวิธีการที่นิยมใช้มากที่สุดใน กระบวนการทดลองทางวิทยาศาสตร์ เพอ่ื ทาการค้นคว้าหาข้อมูลและตรวจสอบว่าสมมตฐิ านขอ้ ใดเปน็ คาตอบ ที่ถกู ต้อง ในขน้ั ตอนการทาการทดลอง ผู้ทาการทดลองตอ้ งมกี ารออกแบบการทดลองแล้วดาเนินการทดลอง ตามขั้นตอนท่อี อกแบบไว้ และจะต้องควบคุมปัจจัยท่ีมีผลต่อการทดลอง ท่ีเรียกว่า ตัวแปร (variable) และ ควรจะกาหนดตัวแปรใหน้ อ้ ยท่ีสดุ การตรวจสอบสมมตฐิ านโดยการทาการทดลอง จะแบ่งชุดการทดลองเป็น 2 กลุ่มดังนี้ 1) กลมุ่ ทดลอง หมายถึง กลมุ่ ทเี่ ราใชศ้ ึกษาผลของตวั แปรอิสระ 2) กลุ่มควบคุม หมายถงึ ชดุ ของการทดลองที่ใช้เป็นมาตรฐานอ้างอิงเพ่ือเปรียบเทียบ ข้อมูลทไ่ี ด้จากการทดลอง กลุ่มควบคุมจะแตกต่างจากกลมุ่ ทดลอง เพียงตัวแปรอสิ ระทเ่ี ราจะตรวจสอบเทา่ น้ัน ในข้ันตอนน้ี จะต้องมีการบันทึกข้อมูลท่ีได้จากการสังเกตหรือการทดลอง แล้วนาข้อมูลท่ี ได้มาจดั ทาข้อมูลและสอื่ ความหมาย โดยมีการออกแบบการบันทึกข้อมูลให้อ่านเข้าใจง่าย การบันทึกข้อมูล อาจบนั ทกึ ในรูปตาราง กราฟ แผนภูมิ หรอื แผนภาพ 4. การวิเคราะห์ข้อมลู (data analysis) เป็นขั้นตอนที่นาเอาข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การ ค้นคว้า การทดลอง การรวบรวมข้อมูล หรือข้อเท็จจริง มาทาการวิเคราะห์ผล อธิบายความหมายของ ข้อเทจ็ จริง แล้วนาไปเปรียบเทยี บกบั สมมตฐิ านท่ีตงั้ ไว้ว่าสอดคล้องกบั สมมติฐานข้อใด 5. การสรุปผล (conclusion) เป็นข้ันสรุปข้อมูลท่ีได้จากการสังเกต หรือการทดลองว่า สมมติฐานใดถูกต้อง อาจเป็นการยอมรับหรือปฏิเสธสมมติฐาน ถ้ายอมรับสมมติฐานนั้นจะนาไปสร้างเป็น ทฤษฎที ่จี ะใชเ้ ป็นแนวทางสาหรับอธบิ ายปรากฏการณ์อ่ืนๆทีค่ ลา้ ยกัน และนาความรู้ไปใช้ปรับปรุงชีวิตความ เปน็ อยูข่ องมนุษยใ์ หด้ ขี ้นึ กล่าวได้ว่าวธิ ีการทางวทิ ยาศาสตร์ เป็นวธิ แี สวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เป็นวิธีการแกป้ ัญหา ตามระเบียบวิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ เป็นระบบและมลี าดบั ขน้ั ตอนแนน่ อน ประกอบดว้ ย 5 ขน้ั ตอน คือ

32 ภาพขนั้ ตอนของวธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์ สรุปผล วธิ ีการทางวทิ ยาศาสตร์ อาจแยกพจิ ารณาไดด้ ังน้ี แบบท่ี 1 ระบปุ ญั หา ตง้ั สมมตุ ฐิ าน ทดลอง สรปุ ผล แบบท่ี 2 ระบปุ ัญหา ตง้ั สมมุตฐิ าน ศึกษาคน้ คว้าและรวบรวมข้อมลู แบบที่ 3 ระบปุ ัญหา ตัง้ สมมตุ ฐิ าน ศึกษาคน้ ควา้ และรวบรวม ข้อมูล ทดลอง สรปุ ผล 1. ข้นั กาหนดปัญหา (State Problem) เป็นการกาหนดปัญหาโดยทั่วไป นิยมใช้คาถาม What How Why ปญั หาเกิดจากการสังเกต การสังเกตเป็นคุณสมบัติของนักวิทยาศาสตร์ เช่น การสังเกตของ อเลกซานเดอรเ์ ฟลมมิง (Alexander Fleming) เกีย่ วกบั การเจรญิ ของเชือ้ แบคทีเรียในจานเพาะเลี้ยง พบว่า บางสว่ นปราศจากแบคทเี รยี แต่กลบั มเี ชอื้ ราเพนนิซเิ ลยี มเกิดแทน ซึง่ นาไปสู่การผลิตยาเพนนิซิลิน จากการ สกัดจากเช้อื ราเพนนิซิลเลียม การสังเกตจึงเป็นขั้นตอนทส่ี าคญั นาไปสู่ขอ้ เทจ็ จรงิ และทาใหเ้ กดิ การระบุปญั หา การสงั เกตจึงสงั เกต อย่างรอบคอบ ละเอยี ดถี่ถว้ น ในการตัง้ ปัญหาท่ีดี ควรอยใู่ นลักษณะท่เี ป็นไปได้ ตรวจสอบหาคาตอบได้ง่าย 2. ขน้ั ต้ังสมมตฐิ าน (Formulation of Hypothesis) คือการคาดคะเนคาตอบท่ีอาจเป็นไปได้ หรือคิดหาคาตอบล่วงหน้าบนฐานข้อมูลที่ได้จากการสังเกตปรากฏการณ์ และการศึกษาเอกสารต่างๆ โดย คาตอบของปัญหาซึ่งคิดไว้นี้อาจถูกต้องแต่ยังไม่เป็นที่ยอมรับจนกว่าจะมีการทดลองเพ่ือตรวจสอบอย่าง รอบคอบเสียก่อน จึงจะทราบว่าสมมติฐานท่ีต้ังไว้น้ันถูกต้องหรือไม่ ดังนั้นควรต้ังสมมติฐานไว้หลายๆ ข้อ และทดลองเพ่ือตรวจสอบสมมติฐานไปพร้อมๆ กนั สมมติฐานท่ดี คี วรมีลักษณะดงั น้ี 1. เปน็ สมมติฐานทเี่ ข้าใจงา่ ย มกั นิยมใช้วลี \"ถ้า…ดงั นน้ั \" 2. เป็นสมมตฐิ านที่แนะลูท่ างที่จะตรวจสอบได้ 3. เปน็ สมมตฐิ านท่ีตรวจไดโ้ ดยการทดลอง 4. เปน็ สมมติฐานทส่ี อดคลอ้ งและอยใู่ นขอบเขตขอ้ เทจ็ จริงท่ไี ด้จากการสงั เกตและสมั พันธก์ ับปญั หา ที่ตงั้ ไว้ สมมติฐานที่เคยยอมรับอาจลม้ เลกิ ไดถ้ า้ มีขอ้ มูลจากการทดลองใหมๆ่ มาลบล้าง แต่กม็ บี างสมมตฐิ าน ทไี่ มม่ ีข้อมลู จากการทดลองมาคดั คา้ นทาใหส้ มมติฐานเหล่านน้ั เปน็ ทยี่ อมรบั วา่ ถกู ตอ้ ง เชน่ สมมตฐิ านของเมน เดลเกย่ี วกับหน่วยกรรมพนั ธุ์ ซงึ่ เปลย่ี นกฎการแยกตัวของยนี หรอื สมมตฐิ านของอโวกาโดรซงึ่ เปลย่ี นเป็นกฎ ของอโวกาโดร ตวั อยา่ ง

33 \"ถา้ ราเพนนิซลิ เลยี มยบั ยง้ั การเจริญของแบคทีเรีย ดงั น้ันแบคทีเรยี จะไมเ่ จรญิ เมื่อมรี าเพนนซิ ลิ เลียม ข้ึนรวมอยู่ด้วย\" \"ถ้าแสงแดดมสี ว่ นเกย่ี วข้องกบั การเจริญงอกงอมของต้นหญา้ ดงั นนั้ ตน้ หญ้าบรเิ วณที่ไม่ไดร้ บั แสงแดดจะไมง่ อกงามหรอื ตายไป\" หรอื \"ถา้ แสงแดดมสี ่วนเกี่ยวข้องกบั การเจริญงอกงามของตน้ หญ้า ดงั นัน้ ตน้ หญ้าบรเิ วณทไี่ ด้รับ แสงแดดจะเจริญงอกงาม\" 3. ข้ันเกบ็ รวบรวมขอ้ มลู (การตรวจสอบสมมุตฐิ านหรอื การทดลอง) (Data Collection) ใน การตรวจสอบสมมตฐิ านจะต้องยดึ ขอ้ กาหนดสมมติฐานไว้เปน็ หลักเสมอ เน่ืองจากสมมติฐานท่ดี ไี ดแ้ นะลู่ทาง ตรวจสอบและการออกแบบการตรวจสอบไวแ้ ล้ว วธิ ีการตรวจสอบสมมติฐาน ได้แก่ 3.1 การสังเกต และการรวบรมข้อเท็จจริงตา่ งๆ ทเ่ี กดิ จากประสบการณ์ธรรมชาติ 3.2 การทดลอง เป็นกระบวนการปฏบิ ตั ิ หรือหาคาตอบหรือตรวจสอบสมมตฐิ านท่ีต้งั ไวโ้ ดย การทดลองเพื่อทาการค้นคว้าหาขอ้ มลู และตรวจสอบดวู า่ สมมตฐิ านข้อใดเป็นคาตอบที่ถูกต้อง ทส่ี ุด ประกอบด้วยกจิ กรรม 3 กระบวนการ คือ 3.2.1 การออกแบบการทดลอง คือการวางแผนการทดลองกอ่ นทจี่ ะลงมือปฏบิ ตั ิ จริง โดยใหส้ อดคลอ้ งกบั สมมติฐานท่ีตงั้ ไว้เสมอ และควบคมุ ปัจจัยหรอื ตัวแปรตา่ งๆ ทม่ี ผี ลตอ่ การทดลอง แบ่งได้เปน็ 3 ชนิด คือ - ตัวแปรอสิ ระหรอื ตวั แปรตน้ (Independent Variable or Manipulated Variable) คือปจั จยั ทเี่ ปน็ สาเหตทุ าใหเ้ กดิ ผลการทดลองหรอื ตัวแปรที่ต้องศึกษาทาการตรวจสอบดวู ่าเปน็ สาเหตทุ ี่กอ่ ให้เกิดผลเช่นกนั - ตัวแปรตาม (Dependent Variable) คือ ผลทเี่ กดิ จากการทดลอง ซงึ่ ต้องใช้ วิธกี ารสงั เกตหรือวัดผลด้วยวิธกี ารต่างๆ เพ่อื เกบ็ ข้อมลู ไว้ และจะเปลีย่ นแปลงไปตามตัวแปรอสิ ระ - ตัวแปรทตี่ ้องควบคุม (Control Variable) คือปัจจยั อน่ื ๆ ทนี่ อกเหนอื จากตวั แปร ต้นท่ีมผี ลต่อการทดลอง และต้องควบคมุ ใหเ้ หมอื นกันทุกชดุ การทดลอง เพื่อป้องกันไม่ใหผ้ ลการทดลองเกดิ ความคลาดเคล่ือน ในการตรวจสอบสมมตฐิ าน นอกจากจะควบคมุ ปจั จยั ท่มี ผี ลตอ่ การทดลองจะตอ้ งแบ่งชุดการทดลอง ออกเปน็ 2 ชดุ ดังน้ี ชดุ ทดลอง หมายถงึ ชุดท่ีเราใชศ้ กึ ษาผลของตวั แปรอิสระ ชุดควบคมุ หมายถึง ชดุ ของการทดลองทใี่ ช้เป็นมาตาฐานอา้ งอิง เพ่ือเปรยี บเทียบ ขอ้ มลู ท่ีไดจ้ ากการทดลอง ซึ่งชดุ ควบคุมนจ้ี ะมตี วั แปรตา่ งๆ เหมอื นชุดทดลองแต่จะแตกตา่ งจากชดุ ทดลอง เพียง 1 ตัวแปรเทา่ นั้น คือตวั แปรทีเ่ ราจะตรวจสอบหรือตัวแปรอสิ ระ 3.2.1 การปฏบิ ัติการทดลอง ในกจิ กรรมนจ้ี ะลงมอื ปฏบิ ตั กิ ารทดลองจรงิ โดยจะดาเนินการ ไปตามข้ันตอนทไี่ ด้ออกแบบไว้ และควรจะทดลองซ้าๆ หลายๆ คร้ังเพอื่ ให้แนใ่ จวา่ ไดผ้ ลเชน่ น้นั จริง 3.3 การบันทกึ ผลการทดลอง หมายถึง การจดบนั ทกึ ที่ได้จากการทดลองซ่งึ ขอ้ มูลท่ไี ด้น้ี สามารถรวบรวมไวใ้ ชส้ าหรับยนื ยนั วา่ สมมติฐานท่ีตั้งไวถ้ กู ตอ้ งหรือไม่ ในบางครง้ั ข้อมูลอาจไดม้ าจากการสร้างขอ้ เท็จจรงิ เอกสาร จากการสงั เกตปรากฏการณ์ หรอื จาก การซกั ถามผรู้ อบรู้ แลว้ นาขอ้ มลู ทไ่ี ดม้ านนั้ ไปแปรผลและลงขอ้ สรปุ ในต่อไป ด้ังน้ัน การรวบรวมขอ้ มูลเปน็ สง่ิ จาเป็นในวธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์

34 ตัวอยา่ ง เมือ่ คาดคะเนคาตอบว่า \"แสงแดดทาให้ต้นหญา้ เจรญิ งอกงาม ดังน้นั ตน้ หญา้ ท่ีถูกแสงแดดจะเจรญิ งอกงาม ส่วนต้นหญ้าทไี่ มถ่ กู แสงแดดจะไม่เจรญิ งอกงามหรอื เฉาตายไป\" ดงั นั้นในขนั้ นจี้ ะเปน็ ข้นั ทีจ่ ะ ตรวจสอบว่า คาตอบที่เราคาดคะเนไว้นจี้ ะถูกตอ้ งหรอื ไม่ โดยอาจออกแบบการทดลองได้ดงั น้ี นาต้นหญา้ (หรอื พชื ชนดิ อ่ืนก็ได้เช่นถ่วั เขียวที่ต้องเหมอื นกันทั้ง 2 กลุ่มชุดการทดลอง) ปลูกในทมี ี แสงแดด ส่วนอีกหนงึ่ กลมุ่ ปลูกใชส้ งั กะสีมาครอบไวไ้ มใ่ หไ้ ดร้ บั แสงแดด (จดั ชุการทดลองและชดุ ควบคุมให้ เหมอื นกันทกุ ประการยกเวน้ การไดร้ ับแสงแดด กบั ไมไ่ ด้รบั แสงแดด) ทาการควบคมุ ท้งั ปรมิ าณนา้ ทร่ี ดทงั้ 2 กลุ่มนเี้ ท่าๆ กัน ประมาณ 2 สัปดาห์ ทาการสงั เกตและบันทกึ ผล * ตัวแปรตน้ หรอื ตัวแปรอิสระ คอื แสงแดด * ตวั แปรตาม คือ ตน้ หญ้าเจรญิ งอกงาม (หรอื การเจริญเตบิ โตของต้นหญา้ ) * ตัวแปรทต่ี อ้ งควบคุม คอื ปริมาณน้า, ชนิดของดิน, ปริมาณของดิน, ชนิดของกระถางท่ใี ชป้ ลกู , ชนดิ ของต้นหญา้ นาขอ้ มลู ทีไ่ ด้มาวิเคราะหห์ าคา่ เฉล่ยี ความสูงของต้นหญ้า หรอื การนาจานวนใบของต้นหญา้ ซง่ึ เรา พบว่าตน้ หญ้าที่ไดร้ บั แสงแดดจะเจริญเติบโตงอกงามดสี ่วนตน้ หญา้ ทไี่ ม่ได้รบั แสงแดดจะมีสเี หลืองหรือสีขาว ซดี และไม่งอกงาม จากน้ันก็สรปุ ผลการทดลอง การออกแบบการทดลอง 4. ข้นั วิเคราะหข์ ้อมลู (Analysis of Data) เป็นการนาข้อมลู จากการสงั เกต การทดลอง มาทา การวิเคราะห์ผล อธิบายความหมายของขอ้ เท็จจริง แลว้ นาไปเปรยี บเทียบกบั สมมติฐานท่ีตั้งไว้ ว่าสอดคล้อง กับสมมติฐานข้อใด 5. ขัน้ สรุปผล (Conclusion of Result) การสรปุ ผล เป็นข้นั ตอนที่นาเอาขอ้ มลู ทีไ่ ด้จาก ขัน้ ตอนของการรวบรวมขอ้ มลู แล้วมาสรุป พจิ ารณาว่า ผลสรปุ น้ันเหมอื นกับสมมตฐิ านทีต่ ้ังไว้หรือไม่ ถา้ เหมอื นกับสมมตฐิ านทต่ี ั้งไว้ สมมติฐานจะกลายเปน็ ทฤษฎี (Theory) และทฤษฎีน้ันกส็ ามารถนาไปอธิบาย ขอ้ เทจ็ จรงิ หรอื เหตกุ ารณต์ า่ งๆ ไดอ้ ย่างกว้างขวาง

35 2.3 ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ ้ันพืน้ ฐาน และขน้ั สงู กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ วิธีการและข้ันตอนที่ใช้ดาเนินการค้นคว้าหาความรู้ทาง วทิ ยาศาสตร์ กระบวนการทางวิทยาศาสตรแ์ บ่งออกเปน็ 3 ประเภท คอื 1. วิธกี ารทางวิทยาศาสตร์ เปน็ วธิ ีแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เป็นวิธีการแก้ปัญหาตามระเบียบ วธิ ีการทางวทิ ยาศาสตร์เป็นระบบและมีลาดบั ข้นั ตอนแนน่ อน 2. ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ เปน็ กระบวนการและองค์ประกอบที่สาคัญอย่างหนึ่ง ในการ แสวงหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ประกอบดว้ ย 13 ทกั ษะ (รายละเอียดดังทกี่ ลา่ วมาแล้วในใบความรทู้ ่ี 1/2) 3. จติ วทิ ยาศาสตร์ คือ คุณลกั ษณะหรือลกั ษณะนสิ ยั ของบคุ คลท่ีเกดิ ขึน้ จาก การศึกษาหาความรู้โดย ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จติ วิทยาศาสตรป์ ระกอบด้วยคุณลักษณะต่างๆ ได้แก่ ความสนใจใฝ่รู้ ความ มงุ่ มน่ั อดทน รอบคอบ ความรบั ผิดชอบ ความซื่อสัตย์ ประหยัด การร่วมแสดงความคิดเห็นและ ยอมรับฟัง ความคดิ เหน็ ของผอู้ ื่น ความมีเหตุผล การทางานรว่ มกบั ผู้อ่นื ไดอ้ ยา่ งสร้างสรรค์ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ หมายถึง ความสามารถความชานาญในการคิด การค้นคว้า และ การแกป้ ัญหา เพอื่ แสวงหาความร้ทู างวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการทาง ปญั ญา (intellectual skills) โดยทั้งน้ีAmerican Association for the Advancement of Science-AAAS (1989 : 20) หรือ สมาคมความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สหรัฐอเมริกา ได้กาหนดจุดมุ่งหมายของการใช้ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นเครื่องมือในการแสวงหาความรู้ทั้งส้ิน 13 ทักษะ โดยจัดแบ่งออกเป็น 2 ระดับ คือ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน (Basic Skills) และทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ข้ันสูงหรือข้ันบูรณาการ (Integrated Skills) ซ่ึงสอดคล้องกับสถาบันส่งเสริมการสอน วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (2546 : 12-20) สมเกียรติ พรพสิ ทุ ธมิ าศ (2551 : 28-32) คณะวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต (2552 : 9-20) และ ที่ได้แบ่งทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ออกเปน็ 2 กลุม่ และไดอ้ ธิบายตวั บง่ ชก้ี ารเกดิ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ (Competency Indicators) ในแตล่ ะระดับดงั น้ี 1. ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ ั้นพ้ืนฐาน (Basic Skills) เป็นทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข้ันต้นง่ายๆ ไม่ซับซ้อน ประกอบด้วยทักษะย่อย 8 ทกั ษะได้แก่ 1) ทกั ษะการสงั เกต (Observing) หมายถึง การใชป้ ระสาทสัมผสั อย่างใดอย่างหนึง่ หรือ หลายอย่างมารวมกัน ได้แก่ ตา หู จมูก ล้ิน และผิวกายเข้าไปสัมผัสโดยตรงกับวัตถุหรือเหตุการณ์ โดยมี จุดประสงค์ท่จี ะหาขอ้ มูลซง่ึ เป็นรายละเอียดของส่ิงน้นั ๆ โดยไม่ใส่ความคิดเหน็ ของผ้สู งั เกตลงไป นกั ศึกษาที่มที ักษะการสงั เกต มพี ฤตกิ รรมทบี่ ่งช้ี ดงั นี้ ก. ชบ้ี ่งและบรรยายสมบตั ิของวตั ถไุ ด้ โดยการใช้ ประสาทสัมผัสอยา่ งใดอยา่ งหนงึ่ หรอื หลายอยา่ ง ข. บรรยายสมบตั ิเชงิ ปริมาณของวตั ถุได้โดยการคาดคะเน ค. บรรยายการเปล่ยี นแปลงของสิง่ ทสี่ ังเกตได้ 2) ทักษะการวัด (Measuring) หมายถึง การเลือกและการใช้เครื่องมือทาการวัดหา ปริมาณของสง่ิ ต่างๆ ออกมาเป็นตวั เลขทแี่ นน่ อนได้อยา่ งเหมาะสมและถูกต้องโดยมีหนว่ ยกากบั เสมอ นักศกึ ษาที่มที ักษะการวดั มพี ฤติกรรมบง่ ช้ี ดังน้ี ก. เลือกเครอื่ งมอื ไดเ้ หมาะสมกบั ส่งิ ท่ีจะวดั

36 ข. บอกเหตุผลในการเลอื กเครื่องมอื วัดได้ ค. บอกวธิ ีใช้เคร่ืองมือวัดไดถ้ ูกตอ้ ง ง. ทาการวดั ความกว้าง ความยาว ความสงู อุณหภมู ิ ปรมิ าตร นา้ หนัก และอื่น ๆ ได้ถกู ต้อง จ. ระบหุ นว่ ยของตวั เลขท่ไี ด้จากการวัดได้ 3) ทกั ษะการจาแนกประเภท (Classifying) หมายถึง การแบ่งพวก หรือเรียงลาดับวัตถุ หรอื ส่ิงที่อยใู่ นปรากฏการณโ์ ดยมีเกณฑ์ เกณฑด์ ังกลา่ วอาจใชค้ วามเหมือน ความแตกต่าง หรือความสัมพันธ์ อยา่ งใดอยา่ งหนึ่งกไ็ ด้ นกั ศึกษาทมี่ ที ักษะการจาแนกประเภท มพี ฤติกรรมบ่งช้ี ดงั นี้ ก. เรียงลาดบั หรือแบง่ พวกของส่งิ ตา่ ง ๆ จากเกณฑ์ท่ีผอู้ ืน่ กาหนดให้ได้ ข. เรยี งลาดบั หรอื แบ่งพวกของสง่ิ ตา่ ง ๆ โดยใช้เกณฑ์ของตนเองได้ ค. บอกเกณฑท์ ่ผี ู้อืน่ ใชเ้ รียงลาดับหรือแบ่งพวกได้ 4) ทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปส และสเปสกับเวลา (Using Space/Space and Space/Time Relationship) หมายถงึ ทวี่ า่ งทีว่ ัตถนุ นั้ ครองซงึ่ จะมีรูปร่าง และลักษณะ เช่นเดยี วกบั วัตถนุ นั้ โดยทว่ั ไปแล้วสเปสของวัตถุจะมี 3 มิติ คือความกว้าง ความยาว ความสูง ความสัมพันธ์ ระหว่างสเปสกับสเปสของวัตถุ ได้แก่ความสัมพันธ์ระหว่างตาแหน่งที่อยู่ของวัตถุหน่ึงกับอีกวัตถุหน่ึง ความสัมพันธร์ ะหว่างสเปสของวัตถุกับเวลา ได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงตาแหน่งท่ีอยู่ของ วัตถุกับเวลา หรือความสัมพันธร์ ะหวา่ งสเปสของวตั ถุท่เี ปลี่ยนไปกับเวลา นักศึกษาที่มีทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปส และสเปสกับเวลา มีพฤติกรรมบ่งชี้ ดังนี้ ก. ชีบ้ ่งรูป 2 มิติ และวตั ถุ 3 มิติ ทีก่ าหนดให้ได้ ข. วาดรปู 2 มิตจิ ากวตั ถุ หรือรูป 3 มิติที่กาหนดให้ได้ ค. บอกชอ่ื ของรปู และรปู ทรงทางเรขาคณติ ได้ ง. บอกความสัมพนั ธข์ องมิติระหว่าง 2 มิติ กับ 3 มิตไิ ด้ จ. บอกตาแหนง่ หรอื ทศิ ของวัตถุหน่งึ ได้ ฉ. บอกได้วา่ วัตถหุ น่งึ อยู่ในตาแหน่งหรอื ทศิ ใดของอีกวัตถหุ น่ึง ช. บอกความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งส่ิงที่อยู่หน้ากระจกและภาพที่อยู่ในกระจก ว่าเปน็ ซ้ายหรอื ขวาของกนั และกัน ซ. บอกความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงตาแหน่งที่อยู่ของวัตถุกับ เวลาได้ ฌ. บอกความสมั พนั ธ์ระหวา่ งการเปลย่ี นแปลงขนาด หรือปรมิ าตรของส่งิ ต่าง ๆ กบั เวลาได้ 5) ทักษะการคานวณ (Using Numbers) หมายถงึ การนับจานวนของวัตถุ และการนา ตวั เลขแสดงจานวนท่นี ับไดม้ าคิดคานวณโดยการบวก ลบ คณู หาร หรอื หาค่าเฉลี่ย นกั ศกึ ษาทีม่ ที กั ษะการคานวณ มพี ฤตกิ รรมทบ่ี ง่ ชี้ ดงั น้ี ก. การนบั ได้ ได้แก่ นบั จานวนส่งิ ของได้ถกู ตอ้ ง ใชต้ ัวเลขแสดงจานวนที่นับ ได้ ข. การคานวณ (บวก ลบ คูณ หาร) ได้

37 ค. หาความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งตวั แปรจากข้อมลู ได้ ง. คานวณเกย่ี วกบั ปรมิ าณท่ีมีคาอปุ สรรคประกอบหน่วยได้ อยา่ งถูกตอ้ ง 6) ทักษะการจัดกระทา และสื่อความหมายข้อมูล (Organizing data and Communicating) หมายถงึ การนาข้อมูลท่ีได้จากการสงั เกต การวัด การทดลองและจากแหล่งอื่น ๆ มาจัด กระทาเสียใหม่โดยการหาความถ่ีเรียงลาดับ จัดแยกประเภทหรือคานวณหาค่าใหม่ เพื่อให้ผู้อ่ืนเข้าใจ ความหมายของข้อมูลชดุ นั้นดขี ึ้น โดยอาจเสนอในรปู ของตาราง แผนภูมิ แผนภาพ ไดอะแกรม วงจร กราฟ สมการ เขียนบรรยาย เป็นตน้ นกั ศกึ ษาทม่ี ีทกั ษะการจดั กระทาและสอ่ื ความหมายข้อมูล มพี ฤติกรรมบง่ ชี้ ดงั น้ี ก. เลือกรปู แบบทจี่ ะใชใ้ นการเสนอขอ้ มลู ได้เหมาะสม ข. บอกเหตผุ ลในการทจี่ ะใช้รูปแบบในการเสนอขอ้ มลู ได้ ค. ออกแบบการเสนอข้อมูลตามรปู แบบที่เลือกไวไ้ ด้ ง. เปลยี่ นแปลงขอ้ มลู ให้อยใู่ นรปู ใหม่ทเ่ี ข้าใจได้ดีข้นึ จ. บรรยายลักษณะของสง่ิ ใดสงิ่ หน่ึงด้วยข้อความทเี่ หมาะสมกะทัดรัดจน สอ่ื ความหมายใหผ้ อู้ ่ืนเขา้ ใจได้ ฉ. บรรยายหรือวาดแผนผงั แสดงตาแหน่งของสถานทจี่ นส่อื ความหมายให้ ผ้อู ่ืนเขา้ ใจได้ 7) ทักษะการลงความคิดเห็นจากขอ้ มูล (Inferring) หมายถึง การเพ่ิมความคิดเห็นที่ได้ จากขอ้ มลู ท่ไี ด้จากการสังเกตอย่างมเี หตผุ ล โดยอาศัยความรหู้ รือประสบการณเ์ ดิมมาช่วย นักศกึ ษาท่ีมีทกั ษะการลงความคดิ เห็นจากขอ้ มลู มพี ฤตกิ รรมท่ีบ่งช้ี คอื ต้องอธิบายหรอื สรปุ โดยเพิ่มความคิดเห็นให้กบั ข้อมลู ท่ไี ด้จากการสงั เกต โดยใชค้ วามรหู้ รือประสบการณเ์ ดิมมาชว่ ย 8) ทักษะการพยากรณ์ (Predicting) หมายถงึ การสรุปคาตอบล่วงหน้าก่อนจะทดลอง โดยอาศัยปรากฏการณ์ท่เี กดิ ขน้ึ ซ้าๆ หลักการ กฎหรือทฤษฎีที่มีอยู่แล้วในเร่ืองน้ันมาช่วยสรุป การพยากรณ์ ข้อมูลเก่ยี วกบั ตวั เลข ได้แก่ ขอ้ มูลที่เปน็ ตาราง หรือกราฟ ซง่ึ ทาได้ 2 แบบ คือ การพยาการณ์ภายในขอบเขต ขอ้ มลู ท่ีมอี ยู่ และพยากรณ์ภายนอกขอบเขตของข้อมลู ท่ีมีอยู่ นกั ศึกษาทม่ี ที ักษะการพยากรณ์ มีพฤติกรรมทบี่ ง่ ช้ี ดงั นี้ ก. ทานายผลท่ีเกิดข้ึนจากข้อมูลทเี่ ปน็ หลกั การ กฎ หรือทฤษฎที ี่มีอยู่ได้ ข. ทานายผลทีเ่ กดิ ขน้ึ ภายนอกขอบเขตของข้อมูลเชิงปรมิ าณที่มอี ยู่ได้ ค. ทานายผลท่ีเกิดขนึ้ ภายในขอบเขตของขอ้ มลู ท่มี อี ยู่ได้ 2. ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นบูรณาการ (Integrated Skills) เปน็ ทักษะทซ่ี ับซอ้ นตอ้ งอาศัยทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข้ันพ้ืนฐานหลายอย่างมา ผสมผสานกัน ทักษะแต่ละทักษะไมอ่ าจแยกอยู่อย่างโดดเด่ียวได้ จะมีความเก่ียวข้องสัมพันธ์กับทักษะอ่ืนๆ ด้วย ซ่ึงจาแนกเป็น 5 ทกั ษะยอ่ ย ไดแ้ ก่ 1) ทักษะการตั้งสมมติฐาน (Formulating Hypotheses) หมายถึง การคิดหาคาตอบ ล่วงหน้าก่อนจะทาการทดลองโดยอาศัยการสังเกต ความรู้ ประสบการณ์เดิมเป็นพื้นฐานคาตอบที่ติดตาม ล่วงหนา้ นย้ี งั ไม่ทราบหรือยังไมเ่ ป็นหลักการ กฎ ทฤษฎีมาก่อน สมมตฐิ านหรือคาตอบที่คดิ ไวล้ ่วงหน้ามักกล่าว เปน็ ขอ้ ความทบ่ี อกความสัมพันธ์ระหวา่ งตวั แปรอสิ ระ(ตวั แปรต้น) กบั ตวั แปรตาม สมมติฐานท่ีตั้งอาจถูกหรือ ผดิ ก็ได้ ซง่ึ จะทราบไดภ้ ายหลงั การทดลองหาคาตอบเพ่อื สนับสนนุ หรอื คดั ค้านสมมตฐิ านท่ีต้งั ไว้

38 นักศึกษาทีม่ ีทักษะการตง้ั สมมตฐิ าน มพี ฤตกิ รรมที่บง่ ช้ี ดงั น้ี ก. หาคาตอบลว่ งหน้าก่อนการทดลองโดยอาศัยการสังเกต ความรู้ และ ประสบการณเ์ ดมิ ข. สร้างหรอื แสดงใหเ้ หน็ วธิ ที ี่จะทดสอบสมมตฐิ านได้ ค. แยกแยะการสังเกตทีส่ นับสนนุ สมมติฐาน และไม่สนับสนุนสมมติฐาน ออกจากกนั ได้ 2) ทักษะการกาหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ (Defining Operationally) หมายถึง การ กาหนดความหมายและขอบเขตของคาต่าง ๆ (ที่มีอยู่ในสมมติฐานที่ต้องการทดสอบ) ให้เข้าใจตรงกันและ สามารถสงั เกตหรือวดั ได้ นักศึกษาท่ีมีทักษะการกาหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ มีพฤติกรรมที่บ่งชี้ คือ จะต้อง สามารถกาหนดความหมายและขอบเขตของคา หรอื ตวั แปรตา่ ง ๆ ใหส้ ังเกตไดแ้ ละวดั ได้ 3) ทักษะการกาหนดและควบคุมตัวแปร (Identifying and Controlling Variables) หมายถงึ การชบี้ ่งตัวแปรอสิ ระ ตวั แปรตาม และตัวแปรท่ีต้องควบคุมในสมมติฐานหน่ึงๆ รวมถึงการควบคุม ปัจจยั อ่นื ๆ นอกเหนอื จากตัวแปรอสิ ระ ทีจ่ ะทาใหผ้ ลการทดลองคลาดเคลือ่ นถา้ หากวา่ ไมค่ วบคุมให้เหมือนกนั นักศกึ ษาทมี่ ีทกั ษะการกาหนดและควบคุมตัวแปร มพี ฤตกิ รรมทีบ่ ง่ ช้ี คือจะตอ้ งสามารถ ชบ้ี ง่ และกาหนด ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรทต่ี อ้ งควบคมุ ได้ 4) ทักษะการทดลอง (Experimenting) หมายถงึ กระบวนการปฏิบัตกิ ารเพ่อื หาคาตอบ หรือเพ่ือทดสอบสมมติฐานท่ีต้ังไว้ ในการทดลองประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอน คือ การออกแบบการ ทดลอง การปฏบิ ตั กิ ารทดลอง และการบนั ทึกผลการทดลอง นักศกึ ษาท่มี ที ักษะการทดลอง มีพฤติกรรมทบี่ ง่ ช้ี ดงั น้ี ก. ออกแบบการทดลองโดย กาหนดวิธีการทดลองได้ถูกต้องและ เหมาะสม โดยคานึงถึงตัวแปรต้น ตัวแปรตามและ ตัวแปรท่ีต้อง ควบคมุ ดว้ ย ข. ระบอุ ุปกรณ์ และ/หรือสารเคมี ทจ่ี ะตอ้ งใช้ในการทดลองได้ ค. ปฏบิ ตั ิการทดลองและใช้อปุ กรณไ์ ดถ้ ูกต้องและเหมาะสม ง. บนั ทึกผลการทดลองได้คลอ่ งแคล่ว และถกู ตอ้ ง 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป (Interpretingdata and Making Conclusion) หมายถึง การแปลความหมายหรือบรรยายลักษณะหรือสมบัติของข้อมูลที่มีอยู่ ซ่ึงการ ตคี วามหมายของข้อมลู ในบางครั้ง อาจตอ้ งใชท้ ักษะอืน่ ๆ ด้วย เช่น ทกั ษะการสงั เกต ทักษะการคานวณ เป็น ตน้ ส่วนการลงข้อสรปุ หมายถงึ การสรุปความสัมพันธ์ของข้อมูลทั้งหมด นกั ศึกษาทีม่ ีทักษะการตคี วามหมายขอ้ มูลและลงข้อสรุป มพี ฤติกรรมท่ีบง่ ช้ี ดงั นี้ ก. แปลความหมาย หรอื บรรยายลักษณะและสมบัติของขอ้ มูล ทีม่ อี ยไู่ ด้ ข. บอกความสมั พันธข์ องข้อมลู ทม่ี อี ยู่ได้ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งท่ีแยกออกจากกันไม่ได้ เน่ืองจากการดาเนินวิธีการทางวิทยาศาสตร์จาเป็นต้องใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ระหว่างการ ดาเนินวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ท้ังน้ีเพื่อให้ได้ข้อมูลอย่างแม่ยาชัดเจน และเพ่ือให้ได้ข้อสรุป หรือวิธีการ แกป้ ัญหาทถ่ี กู ต้อง ตรงกับสาเหตุอย่างแท้จริง

39 2.4 เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ เจตคตทิ างวิทยาศาสตร์ และจรรยาบรรณของนักวิทยาศาสตร์ เปน็ สิ่งสาคญั ทผี่ ้เู รยี นวิทยาศาสตร์ทุก คน ต้องรู้และตระหนัก เน่ืองจากบางคร้ังผลจากวิทยาศาสตร์อาจส่งผลกระทบต่อบุคคลอ่ืน ดังนั้นเพื่อให้ นกั ศกึ ษาได้รู้ เข้าใจและตระหนกั ในเจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ และจรรยาบรรณของนกั วิทยาศาสตร์ ผูส้ อนจึงได้ รวบรวม และประมวลความร้ทู เ่ี ก่ยี วกับเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ และจรรยาบรรณของนกั วทิ ยาศาสตร์ลงในใบ ความรูน้ ี้ โดยมีรายละเอียด ดงั นี้ 1. เจตคติทางวิทยาศาสตร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2555 ก : 133 -136) กล่าวว่าเจตคติทาง วทิ ยาศาสตร์หรอื จติ วิทยาศาสตรค์ ือลักษณะนสิ ัยของบุคคลที่เกิดขึ้นจากการได้ศึกษาหาความรู้โดยใช้วิธีการ ทางวทิ ยาศาสตรโ์ ดยคณุ ลกั ษณะของเจตคตทิ างวิทยาศาสตร์ประกอบดว้ ย 6 ลักษณะได้แก่ 1) ความสนใจใฝ่รู้ หรือความอยากรู้อยากเห็น 2) ความรับผิดชอบความมุ่งม่ันอดทนและเพียรพยายาม 3) ความมีเหตุผล 4) ความมีระเบยี บและรอบคอบ 5) ความซ่ือสตั ย์ และ 6) ความใจกว้างร่วมแสดงความคิดเห็นและรับฟงั ความคดิ ของผ้อู ื่น ซ่งึ คณุ ลกั ษณะต่างๆ ทีก่ ลา่ วมาขา้ งต้นสงั เกตได้จากพฤตกิ รรมการแสดงออกของผู้เรยี นโดยผู้สอนต้อ สงั เกตพฤตกิ รรมอยา่ งใกลช้ ดิ โดยท่วั ไปลกั ษณะของเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตรแ์ บ่งไดเ้ ปน็ 2 ลักษณะคือ 1. เจตคติท่ีเกิดจากการใช้ความรู้กฎเกณฑ์ทฤษฎีและหลักการต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์การ อธบิ ายปรากฏการณธ์ รรมชาตใิ นเชิงวทิ ยาศาสตรโ์ ดยถอื ผลทเ่ี กดิ จากการสงั เกตทดลองตามทีเ่ กิดจริงโดยอาศัย ข้อมูลองคป์ ระกอบทีเ่ หมาะสม 2. เจตคติท่ีเกิดจากความรู้สึกกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์มุ่งท่ีก่อให้เกิดความคิดใหม่ๆ เพ่ือ อธิบายปรากฏการณธ์ รรมชาติคณุ คา่ สาคัญจงึ อยูท่ กี่ ารสรา้ งทฤษฎคี วามกา้ วหน้าทางวทิ ยาศาสตร์จะมีมากขึ้น ถ้าไดร้ บั การสนบั สนนุ จากบุคคลการเป็นนักวิทยาศาสตรห์ รอื การทางานที่ต้องใชค้ วามรูท้ างวิทยาศาสตร์จึงเปน็ สง่ิ ทีน่ ่าสนใจและมีคุณคา่ คณุ ลกั ษณะสาคัญ และพฤติกรรมการแสดงออกของผเู้ รยี นที่บ่งชถี้ ึงเจตคติทางวิทยาศาสตร์ แสดงดงั ตารางที่ 2.1 ตารางที่ 2.1 คณุ ลักษณะสาคญั และพฤติกรรมการแสดงออกของผู้เรยี นท่ีบ่งชถ้ี งึ เจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ คุณลกั ษณะ พฤตกิ รรม 1) ความสนใจใฝ่รหู้ รอื ความ - ยอมรบั วา่ การทดลองค้นควา้ จะใช้เปน็ วธิ ีในการแกป้ ัญหาได้ อยากรูอ้ ยากเหน็ - มคี วามใฝ่ใจ และพอใจใครจ่ ะสืบเสาะแสวงหาความรู้ใน สถานการณแ์ ละปญั หาใหมๆ่ อย่เู สมอ - มคี วามกระตือรือร้นตอ่ กจิ กรรม - ชอบการทดลอง คน้ คว้า ปฏบิ ตั ิการ

40 คณุ ลกั ษณะ พฤติกรรม - ชอบสนทนา ซกั ถาม ฟัง อ่าน เพ่อื ใหไ้ ด้รบั ความร้เู พม่ิ ข้ึน 2) ความรบั ผิดชอบความมงุ่ มั่น - ยอมรบั ผลการกระทาของตนเองทง้ั ทีเ่ ปน็ ผลดีและผลเสยี อดทนและเพียรพยายาม - เหน็ คณุ ค่าของความรับผดิ ชอบและความเพยี รพยายามว่าเปน็ ส่งิ ทีค่ วรปฏบิ ตั ิ - ทางานทีไ่ ด้รับมอบหมายใหส้ มบรู ณต์ ามกาหนด และตรงตอ่ เวลา - เว้นการกระทาอันเปน็ ผลเสยี หายตอ่ สว่ นรวม - ทางานเต็มความสามารถ - ดาเนนิ การแก้ปัญหาจนกวา่ จะไดค้ าตอบ - ไมท่ อ้ ถอยในการทางาน เมอ่ื มีอปุ สรรคหรือล้มเหลว - มคี วามอดทนแม้การดาเนนิ การแกป้ ญั หาจะยุ่งยากและใชเ้ วลา 3) ความมีเหตผุ ล - ยอมรบั ในคาอธบิ ายเมอื่ มหี ลักฐานหรือขอ้ มลู มาสนับสนุนอยา่ ง เพยี งพอ - เหน็ คณุ คา่ ในการใช้เหตุผลเร่อื งตา่ งๆ - พยายามอธบิ ายสง่ิ ต่างๆ ในแงเ่ หตแุ ละผลไมเ่ ชอ่ื โชคลางหรอื คา ทานายที่ไม่สามารถอธิบายตามวิธกี ารทางวทิ ยาศาสตรไ์ ด้ - อธิบายหรอื แสดงความสมั พนั ธอ์ ย่างมเี หตผุ ล - หาความสมั พันธ์ของเหตแุ ละผลท่ีเกิดขึน้ - ตรวจสอบความถูกต้องหรือความสมเหตุสมผลขงแนวความคิด ตา่ งๆ กับแหล่งขอ้ มลู ทเี่ ชอื่ ถือได้ - เสาะแสวงหาหลกั ฐาน ข้อมลู จากการสงั เกตหรือการทดลอง เพือ่ สนบั สนุนคาอธบิ าย - รวบรวมขอ้ มูลอยา่ งเพียงพอก่อนจะลงข้อสรุปเรื่องราวตา่ งๆ 4) ความมรี ะเบียบและรอบคอบ - ยอมรับว่าความมรี ะเบียบและรอบคอบเป็นสิ่งทม่ี ีประโยชน์ - เห็นคุณคา่ ของความมรี ะเบียบและรอบคอบ

41 คณุ ลักษณะ พฤติกรรม 5) ความซอ่ื สตั ย์ - นาวิธกี ารหลายๆ วิธีมาตรวจสอบผลหรือวธิ ีการทดลอง 6) ความใจกวา้ งรว่ มแสดงความ - มกี ารใครค่ รวญ ไตรต่ รอง พินิจพเิ คราะห์ คดิ เหน็ และรับฟงั ความคดิ ของ ผอู้ ืน่ - มคี วามละเอียด ถ่ีถว้ นในการทางาน - มกี ารวางแผนการทางานแลจัดระบบการทางาน - ตรวจสอบความเรยี บร้อย หรอื คณุ ภาพของเคร่อื งมือกอ่ น ทดลอง หรอื ปฏบิ ตั กิ าร - ทางานอยา่ งมรี ะเบยี บและเรียบรอ้ ย - เสนอความจรงิ ถึงแมจ้ ะเป็นผลทแ่ี ตกตา่ งจากผู้อืน่ - นาเสนอขอ้ มูลตามความจรงิ - บนั ทึกผลหรอื ขอ้ มลู ตามความเปน็ จริง และไม่ใช้ความคดิ เหน็ ของตนเองไปเกย่ี วขอ้ ง - ไมถ่ ือเอาสง่ิ ของ หรือแอบอา้ งผลงานของผู้อืน่ มาเปน็ ของตนเอง - ปฏิบัตติ นต่อผู้อื่นด้วยความซื่อตรง - ปฏบิ ตั ิตามคามั่นสัญญา - ประพฤติตรงตามความเปน็ จรงิ ตอ่ ผอู้ ่ืนทงั้ ทางกาย วาจา ใจ - รับฟังคาวิพากษ์วิจารณ์ ขอ้ โต้แยง้ หรอื ขอ้ คดิ เหน็ ทมี่ ีเหตผุ ลของ ผ้อู น่ื - ไม่ยดึ ม่ันในความคิดของตนเองและยอมรบั การเปลย่ี นแปลง - รบั ฟังความคิดเห็นท่ตี นเองยังไมเ่ ข้าใจ และพร้อมที่จะทาความ เขา้ ใจ - ยอมพิจารณาข้อมลู หรอื แนวความคิดทยี่ ังสรปุ แนน่ อนไมไ่ ด้ และพรอ้ มทจี่ ะหาขอ้ มูลเพม่ิ เตมิ ท่มี า : สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (2555 ก : 133 -141) จากที่กล่าวมาสรุปได้ว่า เจตคติทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย 6 ลักษณะ ประกอบด้วย 1. ความสนใจใฝ่รู้หรือความอยากรู้อยากเห็น 2. ความรับผิดชอบความมุ่งม่ันอดทนและเพียรพยายาม

42 3. ความมเี หตุผล 4. ความมรี ะเบียบและรอบคอบ 5. ความซอ่ื สตั ยแ์ ละ6.ความใจกว้างร่วมแสดงความคิดเห็น และรับฟังความคิดของผอู้ ่นื 2. จรรยาบรรณนักวทิ ยาศาสตร์ จรรยาบรรณ หมายถึง ประมวลความประพฤติที่ผู้ประกอบอาชีพการงานแต่ละอย่างกาหนดขึ้น เพื่อรักษาและส่งเสริมเกียติคุณ ช่ือเสียง และฐานะของสมาชิก อาจเขียนเป็นลายลักษณ์อักษร หรือไม่ก็ได้ (ราชบณั ฑิตยสถาน, 2556 : 289) สถาบนั ชวี วัตถุ (2554) ได้สรุปว่า นกั วิทยาศาสตร์จะต้องมจี รรยาบรรณ ดงั นี้ 1. เปน็ ผมู้ ศี ีลธรรมและคุณธรรมในการดารงชวี ติ และในการประกอบอาชพี 2. ประกอบอาชีพโดยความซื่อสัตย์สุจริต ไม่รับทรัพย์สินหรือผลประโยชน์สาหรับตนเองหรือผู้อื่น โดยมิชอบ 3. ต้องมีวินัยในตนเอง พัฒนาตนเองด้านวิชาชีพ บุคลิกภาพและวิสัยทัศน์ให้ทันต่อการพัฒนาทาง วิชาการ เศรษฐกจิ และสงั คม 4. ต้องไม่ทางานทางวทิ ยาศาสตรท์ ่ีขดั ตอ่ ความสงบเรียบร้อย ศีลธรรมอันดีของประชาชนและความ มั่นคงของชาติ 5. ประพฤตติ นเปน็ ผูต้ รงตอ่ เวลาและปฏิบัตหิ นา้ ทอี่ ยา่ งเต็มกาลังความสามารถ ดารงตนเป็นที่เชื่อถือ ของบคุ คลอน่ื รอบคอบ ขยันหม่ันเพียร ถกู ต้อง สมเหตุสมผล โดยคานึงถงึ ประโยชน์ องค์กรเปน็ สาคัญ 6. พงึ ช่วยเหลือเกือ้ กูลซ่งึ กนั และกันอยา่ งสรา้ งสรรค์ โดยยดึ ม่ันในระบบคุณธรรม สรา้ งความ สามัคคี ในหม่คู ณะ 7. ประพฤตปิ ฏบิ ัติตนเป็นผูน้ าในการอนุรักษ์วัฒนธรรม ภูมิปัญญา ส่ิงแวดล้อม รักษา ผลประโยชน์ ของส่วนรวมและยดึ มนั่ ในการปกครองระบอบประชาธปิ ไตย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2555 ข : 38-39) ได้กล่าวถึงหลักการทาง จรยิ ธรรมทัว่ ไปที่ต้องยอมรบั ในการทางานทางวทิ ยาศาสตร์ ไว้ดงั นี้ นกั วิทยาศาสตร์สว่ นมากทางานดว้ ยบรรทดั ฐานทางจริยธรรม ซง่ึ ได้แก่ การบนั ทึกข้อมลู อย่างแม่นยา เปดิ เผยและการทาซ้า เสนอผลงานให้เพ่อื นนกั วทิ ยาศาสตร์ดว้ ยกนั วิพากษ์วิจารณ์ ช่วยทาให้นักวิทยาศาสตร์ ส่วนมากมีจริยธรรมในวิชาชีพ บางครั้งมีความกดดันที่ต้องการการยอมรับในการตีพิมพ์ความคิด หรือการ สังเกตเป็นคนแรก อาจทาให้นกั วิทยาศาสตร์บางคนหนว่ งเหนยี วขอ้ มูล หรอื แมแ้ ตบ่ ิดเบอื นส่ิงท่ีค้นพบ เมื่อใด ทีพ่ ฤตกิ รรมเชน่ นป้ี รากฏออกมาก็จะถกู ตาหนอิ ย่างรุนแรงจากสังคมวิทยาศาสตร์ และหน่วยงานที่สนับสนุน งานวจิ ยั จรยิ ธรรมทางวิทยาศาสตร์อีกดา้ นหน่งึ คือ เก่ียวข้องกับความเป็นไปได้ที่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ จะก่อใหเ้ กดิ อันตราย ตัวอยา่ งหนง่ึ คอื การกระทาตอ่ กลุม่ ตวั อย่างที่มีชีวติ จรยิ ธรรมทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ จะตอ้ งคานึงถงึ สขุ ภาพและการมชี ีวติ ท่ีดขี องสัตวต์ วั อยา่ ง ยิง่ ไปกวา่ นนั้ สาหรับการวิจัยที่ใช้ตัวอย่างเป็นมนุษย์ จะต้องไดร้ ับการยินยอม ถึงแมว้ ่าขอ้ จากัดเหลา่ นี้จะกระทบตอ่ ผลการวิจัย ในใบยินยอมจะต้องแจ้งใหร้ ู้ถงึ ความ เส่ียง และผลที่จะได้จากการวจิ ัย และสิทธทิ จี่ ะปฏิเสธการเขา้ รว่ ม นอกจากนนั้ นกั วทิ ยาศาสตรจ์ ะต้องคานงึ ถึง ผู้รว่ มงาน นกั ศกึ ษา เพอื่ นบ้านหรอื ชุมชนที่อาจได้รบั ความเส่ยี งตอ่ สุขภาพหรืออื่นๆ โดยไม่มีความรู้หรือไม่ได้ ยนิ ยอม จริยธรรมทางวิทยาศาสตร์ยังเก่ียวข้องกับอันตรายที่เกิดจากการนาเอาผลงานวิจัยไปใช้ด้วย ผลกระทบทางวทิ ยาศาสตรร์ ะยะยาวอาจไมส่ ามารถทานายได้ แต่ความคิดท่ีจะนาผลงานทางวิทยาศาสตร์ไป ใช้อยา่ งไร จะดูวา่ ใครเป็นผู้สนับสนุนการวิจัยน้ัน ตัวอย่างเช่น กระทรวงกลาโหมให้การสนับสนุนนักวิจัยด้าน

43 คณติ ศาสตร์ทฤษฎี นักคณติ ศาสตร์อาจลงความเห็นได้ว่าทฤษฎีใหม่อาจนาไปใช้เกี่ยวกับเทคโนโลยีทางด้าน การทหาร ดงั น้นั อาจจะมีการต่อตา้ นได้ ความลับด้านการทหารและทางดา้ นอตุ สาหกรรมอาจไดร้ ับการยอมรบั จากนักวิทยาศาสตร์บางคน ไม่ว่านักวิทยาศาสตร์จะเลือกทางานวิจัยที่มีความเสี่ยงต่อมนุษย์ เช่น อาวุธ นวิ เคลยี ร์หรืออาวุธชวี ภาพ จะถูกพิจารณาโดยนกั วทิ ยาศาสตร์ว่าเป็นจริยธรรม ส่วนอาวุธไม่ใช่เป็นจริยธรรม ทางอาชีพ นอกจากจรรยาบรรณทไี่ ด้กลา่ วถึงขา้ งต้นแล้วนนั้ นกั วทิ ยาศาสตร์รวมถงึ บคุ คลทั่วไปจาเปน็ อย่างยิ่งท่ี จะต้องประพฤติ ปฏิบัติตนตามหลักคุณธรรม เช่น ความสามัคคี ความมีสติสัมปชัญญะ ความซื่อสัตย์สุจริต ความขยนั หมน่ั เพยี ร ความมีระเบยี บวินัย ความรับผิดชอบ ความมนี า้ ใจ ความประหยดั เปน็ ต้น บรรณานกุ รม คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดสุ ิต. (2552). เอกสารประกอบการสอน วทิ ยาศาสตร์ในชีวติ ประจาวนั . กรงุ เทพมหานคร : URAI GRAPHIC ราชบณั ฑิตยสถาน. (2556). พจนานกุ รม ฉบับราชบัณฑติ ยสถาน พ.ศ. 2554 : เฉลิมพระเกยี รติ พระบาทสมเดจ็ พระเจา้ อยู่หวั เนือ่ งในโอกาสพระราชพธิ มี หามงคลเฉลมิ พระชนมพรรษา 7 รอบ 4 ธนั วาคม 2554.กรุงเทพมหานคร : นานมบี ุ๊คสพ์ บั ลเิ คชนั่ ส.์ สถาบันชวี วตั ถ.ุ (2554). “จรรยาบรรณนกั วิทยาศาสตร”์ ค้นคนื วนั ท่ี 28 พฤศจกิ ายน 2555. จาก http://dmsc2.dmsc.moph.go.th/webroot/Biology/biop/MoralScientist.pdf สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี. (2546). การจัดสาระการเรียนรกู้ ล่มุ วิทยาศาสตร์ หลักสูตรการศึกษาขน้ั พ้ืนฐาน. กรงุ เทพมหานคร : สถาบันสง่ เสรมิ การสอน วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย.ี สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี. (2555 ก). การวดั ประเมนิ ผลวทิ ยาศาสตร.์ กรงุ เทพมหานคร : บริษทั ซีเอ็ดยเู คช่ัน จากัด (มหาชน). สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2555 ข). ครูวิทยาศาสตรม์ ืออาชีพ : แนวทาง สู่การเรียนการสอนทมี่ ีประสทิ ธผิ ล. กรงุ เทพมหานคร : บริษทั อนิ เตอรเ์ อด็ ดูเคชั่น ซพั พลายส์ จากัด. สมเกยี รติ พรพสิ ุทธิมาศ. (2551). “การสอนวิทยาศาสตรโ์ ดยเน้นทักษะกระบวนการ.” วารสารกา้ ว ทนั โลกวิทยาศาสตร์. 8, 2 (กรกฎาคม-ธนั วาคม) : 28-32. American Association for the Advancement of Science. (1989). American Association for the Advancement of Science Project 2061 : Science for All Americans. Washington DC : AAAS.

44 หนว่ ยการเรยี นร้ทู ี่ 3 การประยุกตใ์ ช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (12 ชั่วโมง) 3.1 การประยุกต์ใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตรส์ าหรบั แกป้ ัญหาในชุมชน ส่งิ สาคญั ในการประยกุ ต์ใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตรส์ าหรับแกป้ ัญหาในชมุ ชน คอื ความเขา้ ใจใน กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ นอกจากนีอ้ งคป์ ระกอบสาคญั ไม่น้อยไปกว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ กระบวนการคิดทางวิทยาศาสตร์ และความคิดสร้างสรรค์ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ซ่ึงประกอบด้วย 1. วิธีการทางวิทยาศาสตร์ เป็นวิธีแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ 2. ทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ เปน็ กระบวนการและองค์ประกอบทส่ี าคัญ และ 3. จติ วทิ ยาศาสตร์ นอกจากน้ีการวิเคราะห์ปัญหา (Problem Analysis) หรือเรียกส้ันๆ ว่า PA เป็นทางเลือกหน่ึง หลังจากทีไ่ ด้ทาการประเมนิ สถานการณ์ (Situation Assessment; SA) แลว้ ในกรณที ี่พบว่าประเดน็ หรอื สงิ่ ท่ี เราสนใจนั้นเป็นปัญหาท่ีเราต้องดาเนินการแก้ไข โดยการหาสาเหตุให้เจอแล้วจัดการกับต้นตอท่ีทาให้เกิด ปัญหาน้ัน การแก้ไขปัญหาในลักษณะเช่นนี้เราเรียกว่าเป็น “การแก้ปัญหาที่ต้นเหตุ” หรืออาจเรียกเป็น ภาษาองั กฤษว่า Corrective Action โดยมาตรการหรือวธิ ีการอาจต้องใช้เวลาระยะหนึ่ง ซึ่งจะมากหรือน้อย ข้ึนอยู่กับความซับซ้อนของปัญหา และปัจจัยต่างๆ ท่ีเก่ียวข้อง แต่อย่างไรก็ตามส่ิงที่จะทาในทันทีเพ่ือลด ความรูส้ กึ ไม่พงึ พอใจของลกู คา้ ก็ยังคงจะตอ้ งทาโดยเร่งด่วน ข้นั ตอนและวธิ ีการวิเคราะห์ปัญหาเพื่อหาสาเหตุ นั้นมขี ้นั ตอนหลักๆ อยู่ 5 ขน้ั ตอน ดังนี้ 1. การตระหนักถึงปัญหา ขั้นตอนน้ีเป็นการระบุปัญหาท่ีเราต้องการวิเคราะห์และแก้ไขให้ชัดเจน เพื่อไม่ให้หลงทาง ในขณะเดียวกันก็เป็นการยืนยันว่าบุคคลที่เกี่ยวข้องในการแก้ปัญหาน้ันมีความเข้าใจใน ปัญหาท่ตี รงกนั วิธกี ารท่งี ่ายคือการเขียนปัญหาใหม้ ีองค์ประกอบ ไดแ้ ก่ สง่ิ ท่ีมีปญั หา (ถ้าระบุเฉพาะเจาะจงลง ไปให้ชัดกจ็ ะด)ี และอาการผดิ ปกตทิ ่ีเกดิ ขน้ึ 2. การรวบรวมข้อเท็จจรงิ ของปญั หา เป็นการเจาะลึกลงไปในรายละเอียด เอกสาร หลักฐานต่างๆ ที่เก่ียวข้องกับปัญหาท่ีเราสนใจอยู่ โดยการตั้งคาถามใน 4 ลักษณะด้วยกัน คือ อะไร ที่ไหน เมื่อใด และ ปริมาณหรือขนาดเป็นอยา่ งไร 3. การคน้ หาสาเหตทุ เ่ี ปน็ ไปได้ แนน่ อนถงึ แม้วา่ เราจะได้รวบรวมข้อเท็จจริงมาครบถ้วนแล้ว แต่อาจ พบว่ามีหลายปัจจัยหรือสาเหตุท่ีน่าจะมีความเป็นไปได้ว่าจะเป็นต้นเหตุของปัญหา ( Root Cause of Problem) ถึงแม้ว่าจะได้พยายามตัดปัจจัยหลายๆ ตัวออกไปแล้วก็ตาม ท้ังนี้แนวทางและวิธีการในการตัด ปจั จัยที่เก่ียวข้องหรือที่มีความเป็นไปได้น้อยมาก สามารถทาได้โดยการใช้ความรู้หรือประสบการณ์ของผู้ที่ เก่ียวขอ้ ง ประกอบกับการสังเกตสงิ่ ทแี่ ตกต่างหรอื เปลยี่ นแปลงไปจากเดมิ ในกรณีหลังนจี้ ะมีความชดั เจนและ ทาไดง้ า่ ยมากสาหรับบริษัทหรือโรงงานที่มีระบบงานมาตรฐาน มีการระบุข้ันตอนและปัจจัยแวดล้อมต่างๆ ออกมาเป็นลายลักษณอ์ กั ษรท่ีชัดเจน อีกทง้ั ถา้ มกี ารบนั ทกึ คา่ ตา่ งๆ ท่ีเก่ยี วกับกระบวนนน้ั ๆ กจ็ ะทาใหส้ ามารถ สอบย้อนกลับไปได้ว่า ทาไมสินค้าหรือบริการในช่วงเวลานั้นจึงผิดปกติหรือคลาดเคล่ือนไป 4. การทดสอบสาเหตทุ ีเ่ ปน็ ไปได้ เป็นการตัดสาเหตุที่ไม่เกี่ยวข้องให้หลงเหลือเฉพาะสาเหตุท่ีคิดว่า เปน็ ไปไดม้ ากท่สี ุด วิธีการที่ง่ายทส่ี ดุ กค็ ือตดั สาเหตุออกทีละสาเหตุโดยพจิ ารณาจากขอ้ เทจ็ จริงท่ีรวบรวมมาได้ 5. การยนื ยนั สาเหตุทแี่ ทจ้ ริง ถึงแม้ว่าเราจะจับเจา้ ตน้ เหตขุ องปัญหาได้แล้วก็ตาม ก็อย่าเพ่ิงไปปักใจ เชือ่ ในทันทจี นกวา่ จะไดม้ ีการทดสอบแลว้ วา่ ใช่ต้นตอของปัญหาจริงๆ ส่ิงน้ีสามารถทาได้โดยการทดลองดูว่า

45 ถ้าคา่ หรือปจั จยั น้เี ปลย่ี นแปลงไปจากเดิมจะส่งผลตอ่ การผิดพลาดคลาดเคลือ่ นของสนิ ค้าและบรกิ ารหรอื ไม่ ถ้า ใช่กม็ าทาการกาหนดมาตรการหรือวิธีการเพอื่ จัดการกับปญั หานี้ ท้ังนผี้ สู้ อนได้ศึกษา รวบรวม และประมวลความรู้ และยกตัวอย่าง โดยกล่าวถึงความรู้เรื่องขิงท่ีเป็น ผลผลติ ทางการเกษตรท่ีมคี ณุ ค่า และปลกู มากในชมุ ชนบา้ นเขาตาหนอน ซ่ึงเป็นชุมชนที่ต้ังอยู่ในพ้ืนท่ีอาเภอ ทบั ปดุ จังหวดั พังงา โดยพนื้ ท่ีดงั กลา่ วยงั เป็นท่ีตั้งของวทิ ยาลัยชมุ ชนพังงา ท้งั นกี้ ล่มุ แม่บา้ นเกษตรกรบ้านเขา ตาหนอนไดน้ าขิงไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ขิงผง ขิงผงบรรจุแคปซูล และสร้างรายได้ ดังนั้นเพื่อ มุ่งเน้นให้นักศึกษาวิทยาลัยชุมชนได้ทราบถึงบริบทของชุมชน และทราบถึงประโยชน์ของของซ่ึงเป็นพืช สมนุ ไพรท่ีมคี ุณคา่ อกี ทงั้ ทาให้นักศึกษาได้ใช้ความร้รู วมถงึ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อใช้ในการพัฒนา ผลิตภัณฑ์จากขิง เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเป็นทางเลือกให้แก่กลุ่มแม่บ้านเกษตรกรต่อไป นอกจากน้ีแล้ว นกั ศกึ ษายังจะไดร้ ับความรู้ และประสบการณ์ตรง และทราบถึงบทบาทของวิทยาศาสตร์ในการสร้างความรู้ ใหม่ และพฒั นาชุมชนมากขึน้ ดว้ ย โดยมีตวั อยา่ ง และรายละเอยี ดของปัญหา ดังน้ี ตวั อยา่ งการประยุกตใ์ ช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์สาหรบั แก้ปญั หาในชุมชน สบื คน้ ข้อมูลทเี่ กี่ยวขอ้ งเพ่อื นาไปประยกุ ต์ใช้ในการแกป้ ญั หา 1. ขิงของดีจงั หวดั พังงา จงั หวดั พังงามแี หลง่ เพาะปลกู ขงิ ท่ีสาคัญ และมีชื่อเสียง คือ หมู่บ้านเขาตาหนอน ตาบลถ้าทองหลาง อาเภอทับปดุ ซง่ึ ผลผลติ ขงิ ในพน้ื ทด่ี งั กลา่ วจะถูกนาไปแปรรูปเป็นขิงผงผสมน้าตาล และขิงผงไม่ผสมน้าตาล โดยกลุ่มแม่บ้านเกษตรกรบ้านเขาตาหนอน (กิจกรรมแปรรูปผลผลิตเกษตร) มีสมาชิกจานวน 26 ราย นอกจากนี้แลว้ ผลิตภัณฑข์ งิ ผงไมผ่ สมน้าตาล (เลขสารบบอาหาร 82-2-01141-2-0004) สาเร็จรูปดังกล่าวยัง ไดร้ บั หนังสอื รับรองจากกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ให้เป็น “วัตถุดิบท่ีอยู่ในเกณฑ์รับรอง คุณภาพสมุนไพร ไทย” (หมายเลขทะเบียน กก 026/2545) อีกทงั้ ยงั เป็นผลิตภณั ฑ์ทไี่ ด้รับการรบั รองมาตรฐาน และรางวัลจาก หลายๆ หน่วยงาน ได้แก่ มาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชนขิงผงสาเร็จรูปเลขที่ 371-1/121(พง) จากสานักงาน มาตรฐานอตุ สาหกรรมได้รบั ใบอนุญาตใชต้ ราสญั ลักษณ์ “สนิ ค้าคณุ ภาพ กรมส่งเสริมการเกษตร” รางวัลภูมิ ปญั ญาดีเด่น ระดบั ประเทศ ประจาปี 2554 จากรางวลั หลายๆ รางวลั ทีไ่ ด้รบั จึงรบั ประกนั ได้ว่าผลติ ภัณฑข์ งิ ผง ไมผ่ สมนา้ ตาล จากกลมุ่ แม่บ้านเกษตรกรบา้ นเขาตาหนอนเป็นผลิตภณั ฑ์ที่มีคุณภาพ ผลิตภัณฑ์ขิงผงไม่ผสม น้าตาล น้ันได้มีการส่งไปจาหน่ายในหลายจังหวัด เช่น ร้านภูฟ้า กรุงเทพ ภูเก็ต กระบี่ การแปรรูปขิงผง สามารถสร้างรายได้ให้แก่เกษตรกร และกลุ่มแม่บ้านฯ เฉล่ียปีละ 420,000 บาท ต่อปี (สานักงานเกษตร อาเภอทับปุด, 2555) ขงิ เปน็ พืชสมุนไพรที่มกี ล่นิ หอม มีสรรพคณุ แกห้ วัด แกป้ วดประจาเดือน รักษาอาการท้องอืด จุกเสียด ปวดท้อง คลื่นไส้อาเจียน ขับลม ระงับอาการไอ และขับเสมหะ ฆ่าเช้ือโรคในช่องปาก ลดกลิ่นปาก รักษา อาการปวดหัวไมเกรน (กรมพฒั นาการแพทย์แผนไทยและการแพทย์ทางเลือก, 2556) อีกทั้งรุ่งระวี เต็มศิริ ฤกษก์ ุล (2554) จากสานกั งานข้อมูลสมุนไพร คณะเภสัชศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยมหิดล กล่าววา่ สารสาคัญในขิง ท่ีออกฤทธิ์บรรเทาอาการปวดและลดการอักเสบ คือ สารท่ีอยู่ในน้ามันหอมระเหย เช่น [ 6]-shogaol, gingerol และ 12-Dehydrogingerdione เปน็ ต้น สว่ นผลต่อระบบไหลเวียนเลือดนั้น พบว่าขิงมีผลช่วยเพ่ิม การไหลเวียนของเลือด โดยสารสาคัญในกลุ่มฟลาโวนอยด์ (Flavonoid) สารประกอบฟีนอลิก (Phenolic compound) และจิงเจอรอล (Gingerol) จากเหง้าขิงมีฤทธิ์ขยายหลอดเลือด ทาให้เลือดไหลเวียนได้ดีขึ้น อีกดว้ ย

46 2. ลักษณะทัว่ ไปของขงิ ราชบัณฑิตยสภา (2556 : 1889) ได้ให้ความหมายของคาว่า ขิง ว่าหมายถึง ชื่อไม้ล้มลุกชนิด Zingiber officinale Roscoe ในวงศ์ Zingiberaceae เหง้ามีกล่นิ รสเผ็ด ใช้ประกอบอาหารและทายาได้ สานกั งานโครงการอนุรักษพ์ นั ธุกรรมพชื อนั เน่ืองมาจากพระราชดาริ สมเด็จพระเทพรตั นราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี (2556) ไดอ้ ธิบายลักษณะทางพฤกษศาสตร์ของขงิ ไวด้ งั น้ี ขิงเป็นไม้ลม้ ลกุ มเี หง้าใตด้ ิน สี นา้ ตาลแกมเหลือง เนอ้ื ในสนี วล มกี ลน่ิ เฉพาะ จะแทงหน่อหรือลาต้นเทียมข้นึ มาเหนือพื้นดิน ใบ เป็นใบเด่ียว ออกเรยี งสลบั รูปขอบขนาน แกมรูปใบหอก กว้าง 1.5-2 ซม. ยาว 15-20 ซม. ขอบใบเรียบ แผ่นใบสีเขยี วเข้ม เปน็ มนั ดอก ออกเป็นชอ่ แทงออกจากเหงา้ ใต้ดนิ ใบประดบั เรยี งเวียนสลบั สเี ขียวออ่ น ดอกสเี หลืองแกมเขยี ว ผล เป็นผลแหง้ ทรงกลม ขนาดประมาณ 1 ซม. เปน็ 3 พู เมลด็ หลายเมล็ด ศนู ยส์ ารสนเทศการวจิ ยั (2556) ไดอ้ ธิบายลักษณะของขงิ โดยมีรายละเอยี ด ดังนี้ ช่อื วทิ ยาศาสตร์ : zingiber offcinale Roscoe ชอ่ื โดยทัว่ ไป : ขิง หรอื Ginger วงศ์ : Zingiber ช่อื ท้องถิน่ ตามแตล่ ะภมู ภิ าค ขิงแครง ขงิ เขา ขงิ บา้ น ขงิ ปา่ ขงิ ดอกเดียว (ภาค กลาง) ขงิ แดง ขิงแกลง (จันทบรุ )ี ขงิ เผือก (เชียงใหม)่ สารเคมี : เหง้าขิงมีสารสาคัญเป็นน้ามันชัน ( oleoresin ) ร้อยละ 5–8 เป็นสารหอมไม่ระเหย ทาให้ขิงมีรสเผ็ดร้อน คือ gingerol , zingiberene , zingiberone , zingibernol , shogaol fenchone camphene, cineol, citronellol ในน้ามันหอมระเหยซึ่งมีอยู่ร้อยละ 1 – 2 พบสาร bisaboline, zingiberone, zingiberol, zingiberene, limonene, citronellol, gingrol, camphene, borneol, cineol นอกจากน้ี คณะเภสัชศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั อบุ ลราชธานี (2551) กล่าวว่า เหงา้ ขงิ มกี ลิน่ ฉนุ มเี สน้ ใย ซ่ึงมีแป้งเป็น องค์ประกอบ มีน้ามันหอมระเหย pigments และ oleoresin สารสาคัญที่พบในน้ามัน หอมระเหยของขิงมี มากกวา่ 50 ชนิด ส่วนใหญเ่ ปน็ สารกลุ่ม monoterpenoids1,2 เช่น -phellandrene, (+)-camphene, cineole, geraniol, curcumene, citral, terpineol, borneol และกลุ่ม sesquiterpenoids ได้แก่ -zingiberene, -sesquiphellandrene, -bisabolene, -farnesene, ar-curcumene, zingiberol สารที่ทาใหข้ งิ มกี ล่ินฉุนคือสาร phenolics ในกลุ่ม gingerols ท่ีพบมาก ที่สุด คอื 6-gingerol อีกท้ังสานักงานข้อมูลสมุนไพร คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล (2555) กล่าวว่า อนุพันธ์ ของ gingerol, shogaol และ diarylheptanoids มีฤทธต์ิ า้ นการอาเจยี น และช่วยขับลม นอกจากนี้สารใน นา้ มนั หอมระเหย เชน่ menthol, cineole มีผลลดอาการจุกเสียดได้ ภาพท่ี 3.1 ต้นขงิ ภาพท่ี 3.2 เหง้าขิง ทมี่ า : กรมพฒั นาการแพทยแ์ ผนไทยและการแพทยท์ างเลอื ก (2556)

47 3.2 การประยกุ ต์ใชก้ ระบวนการทางวิทยาศาสตรส์ าหรบั การสรา้ งองคค์ วามร้ใู หมใ่ นชมุ ชน การประยุกต์ใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์สาหรบั การสรา้ งองค์ความรใู้ หมใ่ นชุมชนนั้นจาเป็นต้องมี การบูรณาการใชค้ วามรู้จากหลายสาขาวิชา เพ่อื ให้สามารถแกป้ ญั หา หรอื เกิดการพัฒนาไดอ้ ย่างย่ังยืน ผู้สอน ขอนาเสนอแนวทางการประยุกต์ใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์สาหรบั การสรา้ งองคค์ วามรใู้ หม่ในชุมชนตาม แนวทาง ดังนี้ การประยกุ ต์แนวทางท่ี 1 การแปรรปู อาหารมีมาต้ังแต่ยุคดึกดาบรรพ์แล้ว เพราะวิวัฒนาการของมนุษย์ได้พัฒนาข้ึน มนุษย์ก็ เรยี นรู้ทุกอยา่ งจากธรรมชาติ ตั้งแต่เริม่ ลา่ สตั วเ์ มือ่ ไฟไหมป้ ่าก็รจู้ กั การปรงุ เนื้อสตั ว์ใหส้ กุ พัฒนาตอ่ มาเรื่อยๆ ก็ เป็นเร่ืองของการถนอมอาหารให้เก็บไว้ได้นานมากข้ึน เร่ิมจากวิธีการง่ายๆ อย่างการเผาหรือป้ิงและย่าง พัฒนาเป็นการปรุงรสอาหารต่างๆ และถนอมอาหารโดยการตากแดดและดอง ส่วนมากอาหารท่ีอยู่ใน กระบวนการแปรรปู นั้นจะเปน็ ของแขง็ อยา่ งเน้อื สัตว์ ผัก และผลไม้ ในปัจจบุ ันการแปรรปู ให้เครอื่ งดม่ื สามารถเก็บไวไ้ ด้นานข้ึนเริ่มมีมากข้นึ จากอดีตที่มเี ฉพาะกาแฟหรอื โกโก้ และพัฒนาสกู่ ารแปรรูปนา้ ผลไมใ้ ห้สามารถเก็บไว้ได้นาน และพกพาสะดวก รว่ มกบั สามารถหาซือ้ ได้งา่ ย ขน้ึ เพอ่ื แก้ปัญหาของน้าผลไม้ทลี่ น้ ตลาดเม่อื ถึงฤดูกาล และอายุการกับรกั ษาที่มีนอ้ ย การน้าผลไม้ที่มีปริมาณ น้ามาก หรอื สามารถผสมกับน้าและไดร้ สชาตทิ ่ีดมี าแปรรูปเปน็ แบบผง และสามารถเก็บไว้ได้นานเป็นปี และ สามารถผสมกบั นา้ สะอาดด่มื ไดต้ ลอดตามความต้องการ เนอื่ งดว้ ยกลุ่มแมบ่ า้ นเกษตรกรบ้านเขาตาหนอน อาเภอทับปุด จังหวัดพังงา ได้แปรรูปขิงเป็นขิงผง เพื่อสร้างรายได้ เลยี้ งตนเองและครอบครัว จนผลิตภัณฑ์ขิงผงจากบา้ นเขาตาหนอนเปน็ ท่รี ู้จกั อย่างแพร่หลาย ดงั นัน้ เพอื่ ให้นักศกึ ษาไดท้ ราบถึงหลักการในการแปรรูปขงิ เปน็ ขิงผง ผู้สอนจึงไดศ้ ึกษา รวบรวม และประมวล ความรทู้ เ่ี กี่ยวขอ้ ง โดยมีรายละเอยี ดดังนี้ 1. วตั ถปุ ระสงคข์ องการแปรรูปอาหาร การแปรรปู อาหาร เปน็ กระบวนการต่างๆ ทก่ี ระทาต่ออาหารเพือ่ วัตถปุ ระสงค์ดังนี้ 1. เพื่อการถนอมอาหาร (food preservation) เนื่องจากวัตถุดิบที่ใช้เพื่อการแปรรูปอาหาร เป็น วตั ถุดิบทางการเกษตร เชน่ ผัก ผลไม้ เน้ือสัตว์ นม ซึ่งวตั ถุดิบเหล่านี้เส่อื มเสียได้ง่าย การแปรรปู อาหาร เป็นมี วัตถปุ ระสงค์เพื่อยดื อายุการเกบ็ รกั ษาอาหารถนอมรกั ษาคณุ ภาพอาหารด้านตา่ งๆ ของอาหารใหใ้ กล้เคียงของ สด ชะลอและป้องกันการเส่ือมเสีย (food spoilage) ของอาหารทั้งการเส่ือมเสียเน่ืองจากจุลินทรีย์ microbial spoilage) การเส่ือมเสยี เนอ่ื งจากปฏิกิรยิ าทางเคมี และ การเสื่อมเสยี ทางกายภาพเพื่อให้มอี าหาร บรโิ ภคได้ตลอดทัง้ ปี และสามารถจาหน่ายได้กว้างขวางขึ้น 2. เพื่อให้อาหารมีความปลอดภัยต่อบริโภค เพราะกระบวนการต่างๆ ที่ใช้เพ่ือการแปรรูปอาหาร ตั้งแต่การเตรียมวตั ถุดิบ เชน่ การล้างการคัดคุณภาพ รวมทั้งกรรมวิธีการถนอมอาหาร เช่น การแปรรูปอาหาร ด้วยความร้อน การแช่เยอื กแข็งอาหาร การทาแห้งมีเป้าหมายเพื่อให้อาหารปลอดภัย ลดความเสี่ยงจากอัน ตายในอาหาร (food hazard) ได้แก่ อันตรายจากจุลินทรีย์ที่ทาให้เกิดโรค (pathogen) สารเคมีที่อาจ ปนเปือ้ นมากบั อาหาร กาจัดสารพษิ ต่างๆ ท่มี ีอยใู่ นอาหารตามธรรมชาติ ทาให้อาหารมีคุณภาพสอดคล้องกับ มาตรฐานด้านความปลอดภัย (food safety) ในระดับชาติ และระดับสากล เช่น GMP, HACCP, BRC เปน็ ต้น

48 3. เพ่อื เพม่ิ มูลค่า (value added) ให้กับอาหาร ทาใหผ้ ปู้ ระกอบการได้รบั ผลกาไรซึ่งเปน็ วัตถปุ ระสงค์ หลัก ท่ีขับเคล่ือนอุตสาหกรรมอาหาร การเพิ่มมูลค่าอาหารอาจทาได้หลายมิติ เช่น ในแง่ของการผลิต อาจพิจารณาเรือ่ งการใช้ประโยชน์จากวัตถดุ ิบอย่างคุ้มค่า เพิ่มผลผลิต ลดการสูญเสีย เพ่ิมประสิทธิภาพการ ผลิตดว้ ยการใชเ้ ครอ่ื งจักรและอุปกรณ์แปรรูปอาหารในด้านการตลาดการเลือกใช้บรรจุภัณฑ์อาหารที่ดึงดูด ความสนใจ หรือ การพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ให้มีความแตกต่าง สาหรับผู้บริโภคเฉพาะกลุ่มมีคุณค่าทาง โภชนาการสูงขนึ้ 4. เพ่ือเพม่ิ ความหลากหลายให้กับผลิตภัณฑ์อาหาร ทาให้สามารถตอบสนองต่อความต้องการของ ผู้บริโภคได้อย่างกว้างขวางทั้งในวงกว้าง และตอบสนองผู้บริโภคกลุ่มท่ีมีความต้องการพิเศษ เช่น อาหาร สาหรับเดก็ อาหารสาหรบั ผรู้ กั สุขภาพ อาหารสาหรับนักกีฬา อาหารสาหรบั ผู้ปว่ ยเฉพาะโรค 5 เพ่อื สะดวกแกก่ ารบรโิ ภค ผลติ ภัณฑ์อาหารสาเร็จรปู ทาใหผ้ บู้ ริโภค งา่ ย สะดวก รวดเร็ว ในสภาวะ ทเี่ วลาทีเ่ ร่งรบี ลดเวลาในการเตรยี มอาหาร และการนาไปแปรรปู ต่อ 6. เพื่อความสะดวกการขนสง่ และยดื อายุการเก็บรักษา เชน่ เคร่ืองดมื่ ผง มนี า้ หนกั เบา ขนส่งสะดวก และเกบ็ รักษาได้นานทอ่ี ณุ หภมู ิหอ้ ง 2. อาหารแหง้ อาหารแห้ง (dried food หรืออาจเรียกว่า dehydrated food) หมายถึงอาหารท่ีผ่านการอบแห้ง หรอื การตากแห้ง (drying หรอื dehydration) เพอ่ื ลดปริมาณน้าในอาหาร เป็นการถนอมอาหารท่ีสาคัญวิธี หนึ่ง เพราะการลดปริมาณน้าเป็นการหยุดการทางานของเอนไซม์ (enzyme) และชะลอการเจริญของ จุลนิ ทรยี ์ที่เปน็ สาเหตขุ องการเสื่อมเสียของอาหาร (food spoilage) และจุลนิ ทรียก์ อ่ โรค (pathogen) สมบัติสาคัญและลักษณะเด่นของผลิตภัณฑ์อาหารแห้ง คืออาหารแห้ง เป็นอาหารท่ีมีค่าวอเตอร์ แอคทิวิตตี ่า (low water activity food) มคี ่าwater activity น้อยกว่า 0.6 มคี วามชนื้ (moisture content) นอ้ ย (ตา่ กวา่ 15%) เพอื่ ป้องกนั และควบคุมจุลิทรีย์ท่ีทาให้อาหารเสื่อมเสีย ท้ัง รายีสต์ และแบคทีเรีย หาก เป็นอาหารท่ีมีความช้ืนปานกลาง (intermediate moisture food, IMF) จะมีค่าวอเตอร์แอคทิวิตีระหว่าง 0.6-0.85 และมีความช้ืน 15-55% (Jay et all, 2005 : 110 ) สามารถเกบ็ ไวไ้ ดน้ านทีอ่ ณุ หภมู ิหอ้ ง โดยไม่เน่าเสีย ไม่ต้องแช่เย็น แต่ทั้งน้ีควรเก็บในที่แห้งและเย็น เพื่อรักษาคุณภาพและต้องเก็บรักษาในบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม และควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ ( relative humidity) ให้ตา่ เพอ่ื ปอ้ งกันการดดู น้ากลบั อาหารแหง้ มีน้าหนักเบา และปรมิ าตรลดลง เน่ืองจากนา้ เป็นส่วนประกอบสาคญั ของอาหารสด การ กาจัดนา้ ส่วนใหญ่ออกจากอาหาร ทาใหม้ ีความหนาแนน่ รวม (bulk density) ลดลง 2.1 ประเภทของอาหารแหง้ อาหารแหง้ ทเี่ ป็นผง เปน็ ผลิตภณั ฑ์ทมี่ ีความชื้นต่ามาก อาจทาแหง้ ด้วยเคร่อื งทาแห้งแบบพ่นฝอย (spray drier) เครือ่ งทาแหง้ แบบลกู กลง้ิ (drum drier) เครอ่ื งทาแหง้ สญุ ญากาศ (vacuum drier) เครือ่ งดม่ื ผงสาเรจ็ รปู เชน่ ชา กาแฟ นมผง กาแฟผง ครีมเทียม เคร่อื งด่ืมจากธญั ชาติ นา้ สมุนไพร พรอ้ มดม่ื ไดแ้ ก่ น้าขิง นา้ มะตมู ซ่ึงเตรียมบรโิ ภคได้งา่ ยโดยการผสมนา้ รอ้ น น้าอนุ่ หรอื น้าเยน็ คุณภาพทาง กายภาพที่สาคญั ของอาหารกลมุ่ นคี้ ือ ละลายในน้าไดด้ ี ไม่เกาะกนั เป็นกอ้ น และเทไหลได้อย่างเป็นอสิ ระ เครื่องเทศ (spice) แป้ง (flour) สตาร์ซ (starch) วตั ถเุ จือปนอาหาร (food additive)

49 น้าตาล ผักแหง้ ผลไมแ้ ห้ง อาหารแหง้ จากเนอื้ สตั ว์และสตั ว์น้า ลกู กวาด (confection) เมลด็ ธัญพชื (cereal grain) ถั่วเมล็ดแหง้ (legume) อาหารสตั ว์ ทั้งนีป้ ระเภทของอาหารแหง้ สามารถจาแนกได้ดงั ภาพท่ี 1 ภาพท่ี 3.3 ประเภทของอาหารแหง้ ทม่ี า : พิมพเ์ พญ็ พรเฉลมิ พงศ์ และนิธยิ า รัตนาปนนท์ (2556) 2.2 วิธกี ารผลิตอาหารแหง้ 2.2.1 การเตรียมวตั ถดุ ิบ การเตรียมวัตถุดิบก่อนเข้าสู่กระบวนการแปรรูปอาหาร (food processing) เป็น กระบวนการสาคัญเพ่ือเตรียมวัตถุดิบให้พร้อม อาจประกอบด้วยหลายข้ันตอน ขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุดิบ กาจัดส่งิ ทีไ่ มต่ อ้ งการออก ให้เหลือเฉพาะส่วนทีร่ บั ประทานได้ อยใู่ นสภาพทีเ่ หมาะสม ไดแ้ ก่ การทาความสะอาดวัตถุดบิ (raw material cleaning) การลา้ ง (washing) การปอกเปลือก (peeling) การคดั แยก (sorting)

50 การคดั ขนาด (sizing) การคัดเกรด (grading) การลดขนาด (size reduction) การลวก (blanching) 2.2.2 การทาแหง้ ในขัน้ ตอนการทาแห้งมีเครือ่ งมือท่ีใชใ้ นขั้นตอนนี้หลายรูปแบบ แตอ่ ยา่ งไร ก็ตามเครื่องมือทาแห้งทุกรูปแบบนั้นใช้หลักการลดความชื้น หรือลดปริมาณน้าท่ีมีในอาหารให้ลดลง ซ่งึ คณาจารย์คณาจารย์ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร (2552 : 283-295) และวิไล รังสาด ทอง (2556 : 278-292) ไดก้ ลา่ วถงึ เครื่องมือทาแหง้ ในรปู แบบต่างๆ สรุปไดด้ งั น้ี 1) เครอื่ งอบแหง้ แบบถาด เครอ่ื งอบแหง้ แบบถาดมีลักษณะเป็นตู้ที่มีถาดสาหรับใส่ อาหารเรยี งกันเป็นช้ันๆ ดังภาพที่ 2 ใช้ลมร้อนเป็นตัวกลางในการให้ความร้อนแก่ชิ้นอาหารและระเหยน้า ออกจากอาหาร อุณหภูมิของลมร้อนสามารถควบคุมได้ ตั้งแต่ 30-120 องศาเซลเซียส เครื่องชนิดน้ีเหมาะ สาหรบั อาหารทม่ี ชี ิ้นใหญ่ เปน็ ก้อน แผน่ หรอื มีรปู ทรงแนน่ อน เช่น เน้ือสัตว์ ผักและผลไม้ เป็นเครื่องท่ีใช้ได้ ง่ายและสะดวก เหมาะสมสาหรับการอบแหง้ ท่ไี ม่ย่งุ ยากซับซอ้ น ภาพที่ 3.4 เคร่อื งอบแหง้ แบบถาด ทมี่ า : พิมพ์เพญ็ พรเฉลิมพงศ์ และนธิ ิยา รตั นาปนนท์ (2556) 2) เคร่ืองอบแห้งแบบฟลูอิดไดซ์ เคร่ืองอบแห้งแบบฟลูอิดไดซ์เบดมีลักษณะเป็น ห้องอบท่ีมีลมร้อนเข้าด้านล่างและพัดพาชิ้นอาหารให้ลอยขึ้นและไหลตามกันไปจนกระทั่งความชื้นลดลง เคร่ืองอบแห้งนี้มีประสิทธิภาพสูงในการแลกเปลี่ยนความร้อนและพาความช้ืนออกจากอาหาร ดังภาพที่ 3 เนื่องจากลมร้อนสมั ผัสกบั ชิน้ อาหารแต่ละชน้ิ โดยตรง อาหารที่เหมาะกับการใช้เคร่ืองมือน้ีต้องมีน้าหนักเบา ทนต่อแรงฉีกขาด เชน่ เมลด็ พืช อาหารที่เป็นชิ้นเล็ก หรือมีลักษณะเป็นเม็ด อุณหภูมิท่ีใช้ในการอบแห้งเร่ิม จาก 30 – 200 องศาเซลเซียส