เอกสารปรับพื้นฐานวิทยาศาสตร์ 63

เอกสารประกอบการเรียนปรบั พืน้ ฐาน วิชา วิทยาศาสตร์ โดย อาจารยธ์ วัชชัย จิตวารินทร์ ครู วิทยฐานะครเู ชี่ยวชาญ รองผ้อู านวยการวทิ ยาลยั ชมุ ชนพงั งา วิทยาลยั ชุมชนพงั งา สถาบันวิทยาลยั ชมุ ชน กระทรวงการอดุ มศึกษา วทิ ยาศาสตร์ วิจัย และนวตั กรรม

หน่วยท่ี 1 ขอบขา่ ยความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ ความเจริญก้าวหน้าในด้านชวี ติ ความเป็นอยขู่ องมนษุ ย์ในปจั จุบนั น้ี เปน็ ผลสืบเน่ืองจากการสะสม และการถ่ายทอดความรู้ จากธรรมชาติสืบต่อกันมานาน การประยุกตซ์ งึ่ ความรู้เหล่าน่เี กิดจาการช่างสังเกต ความอยากรู้อยากเห็น ความเป็นนักประดษิ ฐ์คิดคน้ เพอ่ื ประโยชนใ์ นการดารงชีวิตความเป็นอยู่ทั้งด้านการ บรโิ ภค อุปโภค สืบตอ่ กันมา ความหมายของวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ ภาษาอังกฤษคือ Science มาจากภาษาลาติน “Scienctia” ซึ่งหมายถึงความรู้ (Knowledge) เมอื่ นกั วทิ ยาศาสตร์พบปรากฏการณ์ธรรมชาติอย่างใดอย่างหน่ึงในการค้นหาคาตอบ เขาจะตงั้ คาถาม 3 ขอ้ คอื What question มีอะไรเกิดขึ้น How question มันเกดิ ขน้ึ อยา่ งไร Why question ทาไมจงึ เกิดข้ึน คาถามท้ัง 3 คาถามเป็นกญุ แจสาคัญทาใหน้ ักวทิ ยาศาสตร์ได้คาตอบของปัญหา ลาดับข้นั ตอนของการคน้ พบทางวิทยาศาสตร์ แบง่ เป็น 3 ขน้ั ตอน คือ ข้ันแรก เป็นการค้นพบปรากฏการณธ์ รรมชาติ ขนั้ ทส่ี อง เป็นการค้นหาคาตอบของปญั หา ขน้ั ที่สาม เป็นคาตอบของปัญหา หรอื ตัวความร้ทู างวิทยาศาสตร์ เมอ่ื นักวทิ ยาศาสตร์ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ พบปรากฏการณ์ธรรมชาติ ค้นหาคาตอบ (Science knowledge) (Natural phenomena) (Scientific process) จะใช้คาถาม - มอี ะไรเกดิ ขนึ้ มีกระบวนการดงั น้ี ความรมู้ ีดงั นี้ - เกิดขึน้ ได้อยา่ งไร - การสงั เกต - ข้อเท็จจริง - ทาไมจึงเกดิ ข้ึน - การวดั - มโนมติ - การจดั ประเภท - หลักการ - สมมุติฐาน - การคานวณ - ทฤษฎี - การควบคุมตัวแปร - กฎ - การตั้งสมมตฐิ าน - การกาหนดนยิ ามเชิงปฏบิ ตั ิการ - การทดลอง ฯลฯ

ดงั นั้นนยิ ามทางวิทยาศาสตร์ จงึ หมายถึง การค้นหาความรู้จากธรรมชาติ โดยใช้กระบวนการทาง วทิ ยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Knowledge) ความรวู้ ิทยาศาสตร์ หมายถึง องค์ความรู้ซึ่งเป็นความรู้ของโลกธรรมชาติ เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา เป็นตน้ ความรู้เก่ียวกับวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรใู้ นวิธกี ารหรอื กระบวนการหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ หรอื วธิ ีทางทีน่ าไปส่เู ปา้ หมายของการไดม้ าซ่งึ ความรไู้ ด้จากการสบื แสวงหา ประเภทของสาขาของวทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เป็นความรู้ทีไ่ ดจ้ ากการศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆที่เกิดข้ึนในธรรมชาติ ซ่ึงความรู้ ตา่ งๆ เหล่าน้มี ีอย่อู ย่างมากมาย ดังน้ัน เพ่ือความเป็นระเบียบจึงต้องมีการจัดความรู้ต่างๆ ออกเป็น หมวดหมูต่ ามแตล่ ะสาขา เชน่ ถ้าเปน็ ความร้เู กย่ี วกับสิง่ มีชวี ติ จาพวกพชื หรอื พรรณไม้ต่างๆ จัดอยู่ในสาขา พฤกษาศาสตร์ ส่วนเร่ืองท่เี ก่ียวกับสงิ่ มีชีวิตขนาดเลก็ เช่น สัตว์เซลลเ์ ดียวหรอื เช้ือจุลินทรีย์ จัดอยู่ในสาขา จุลชีววิทยา เปน็ ต้น อย่างไรก็ตามความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้แบ่งออกอย่างกว้างๆ เป็น 2 ประเภท ตามจดุ ประสงคข์ องการแสวงหาความรู้ คือ วทิ ยาศาสตรบ์ ริสทุ ธ์ิ และวิทยาศาสตรป์ ระยุกต์ 1. วทิ ยาศาสตร์บริสุทธิ์ (Pure science) เป็นความรูพ้ ื้นฐานล้วนๆ ซ่ึงประกอบด้วย ข้อเท็จจริง มโนมติ หลักการ ทฤษฎี กฎ นกั วิทยาศาสตร์ค้นคว้าหาความรู้ประเภทนี้เพ่ือความใคร่รู้ เพ่ือตอบสนอง ความต้องการทางจติ ใจ โดยไมค่ ิดหวงั ผลประโยชน์จากการคน้ ควา้ นเี้ ลย ไดแ้ ก่ 1.1 วิทยาศาสตร์กายภาพ (Physical science) ศึกษา หาความรู้จา กธรรมชาติที่ เก่ียวกับส่ิงไม่มีชีวิต ได้แก่ ฟิสิกส์ (Physic) เคมี (Chemistry) ธรณีวิทยา (Geology) ดาราศาสตร์ (Astronomy) อตุ นุ ยิ มวิทยา (Meteorology) เป็นต้น 1.2 วิทยาศาสตร์ชวี ภาพ (Biological Science) เปน็ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาหาความรู้จาก ธรรมชาตเิ ก่ียวกบั สิง่ มีชวี ิตได้แก่ พฤกษศาสตร์ (Botany) สัตวศาสตร์ (Zoology) 1.3 วทิ ยาศาสตร์สงั คม (Social Science) ศกึ ษาเกย่ี วกับการจดั ระบบให้มนุษย์ดารงชีวิต ได้อย่างสงบสุขในสงั คมได้แก่ จติ วิทยา (Psychology) รฐั ศาสตร์ (Political Science) 2. วิทยาศาสตร์ประยกุ ต์ (Applied Science) เปน็ การนาความรู้จากวิทยาศาสตร์บริสุทธ์ิมา ปร ะยุ กต์เพ่ือให้เกิดประโยชน์ด้าน ต่า งๆ เช่น แพทย์ศาสตร์ เกษตรศาสตร์ วิศวกรร มศาสตร์ เทคโนโลยีการเกษตร เทคโนโลยกี ารอาหาร เทคโนโลยสี งิ่ แวดล้อม เป็นต้น โดยสรปุ คือ วิทยาศาสตร์บรสิ ุทธิเ์ ป็นความรใู้ นเร่ืองต่างๆ ซ่ึงมักเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ พื้นฐา น ท่ีมีลักษณะเป็นทฤษฏี หลักกา ร กฎ หรือสูตร ต่างๆ เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา เป็นต้น ส่วนวทิ ยาศาสตร์ประยุกตเ์ ปน็ การใชค้ วามรู้เพื่อให้เกิดประโยชน์ โดยเน้นในทางปฏิบัติม ากกว่าทฤษฎี และมกั เป็นสาขาวิชาเฉพาะทาง เช่น แพทย์ศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ เกษตรศาสตร์ วิทยาศาสตร์ สง่ิ แวดลอ้ ม เปน็ ต้น

ความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ (Type of Scientific Knowledge) ความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์เปน็ ผลลัพธจ์ ากการกระทาของนักวิทยาศาสตร์ สามารถแบ่งความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ จากงา่ ยไปยาก 6 ระดบั คอื 1. ขอ้ เท็จจริง (Fact) 2. ความคิดรวบยอด หรอื มโนมติ (Concept) 3. หลักการ (Principle) 4. สมมติฐาน (Hypothesis) 5. ทฤษฎี (Theory) 6. กฎ (Law) 1. ข้อเท็จจรงิ (Fact) พจนานกุ รมฉบับราชบณั ฑติ ยสถาน พ.ศ. 2542 ได้ให้ความหมายของ“ขอ้ เท็จจริง” ว่า เปน็ ข้อความหรือเหตุการณท์ เ่ี ปน็ มาหรือเป็นอยู่ตามจริง ข้อเท็จจรงิ เป็นความร้พู ื้นฐานเบอ้ื งตน้ ทางวทิ ยาศาสตร์ ที่เกดิ จากการสงั เกตปรากฏการณ์ ธรรมชาตแิ ละส่ิงต่างๆโดยตรง โดยใชป้ ระสาทสัมผสั ทั้งหา้ ไดแ้ ก่ ตา หู จมกู ล้ิน และผิวกาย หรือจากการ ตรวจวดั โดยวธิ ีการอย่างง่ายๆ โดยผลท่ีไดจ้ ากการสังเกตและการวัดตอ้ งเหมอื นเดิมไมว่ ่าจะกระทากคี่ รัง้ ก็ ตาม และเปน็ ข้อมูลท่ีเป็นจรงิ เสมอไม่เปลย่ี นแปลงตามกาลเวลา ขอ้ เทจ็ จรงิ มีลักษณะเปน็ ข้อความเดีย่ วๆ ทีต่ รงไปตรงมา ขอ้ เท็จจรงิ เดี่ยวยงั ถอื วา่ ยังไม่เป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์โดยตรง แต่ถ้าหากมีขอ้ เท็จจริงหลาย ขอ้ เทจ็ จรงิ มาประมวลรวมกนั แลว้ จึงถอื ว่าเป็นความรู้ เช่น การสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติ หรือสิ่งใดๆ ทเ่ี ป็นอยจู่ ริงไม่เปล่ียนแปลง และเปน็ ส่ิงทไ่ี ด้ จากการสังเกตโดยตรง หรอื โดยออ้ ม (ขอ้ เท็จจรงิ ในธรรมชาตยิ ่อมถกู ตอ้ งเสมอ แตก่ ารสงั เกตขอ้ เท็จจริง อาจผิดพลาดได)้ ความรทู้ ่ไี ดน้ ี้ เมือ่ ทดสอบในสถานการณ์หรอื สภาวะเดียวกันจะได้ผลเหมอื นเดิมทุกคร้ัง เช่น “น้าไหลจากทสี่ ูงสู่ท่ีตา” “นา้ จะเดอื ดที่อุณหภมู ิ 100 องศาเซลเซียส ณ บรเิ วณท่รี ะดบั น้าทะเล” “เกลือมีรสเค็ม” “สเปรคตรัมของแสงอาทติ ยม์ ี 7 สี คอื มว่ ง คราม น้าเงนิ เขยี ว เหลือง แสด แดง” (ใชอ้ ปุ กรณ์ชว่ ย) “น้าแข็งลอยน้าได้” “พระอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวนั ตก” 2. มโนมตหิ รือความคิดรวบยอด (Concept) คาว่ามโนมตนิ น้ั บางคนใชค้ าวา่ ความคิดรวบยอด มโนทศั น์ มโนภาพ หรือสังกัป ซึ่งเป็นคาที่มี ความหมายเดียวกนั มโนมติ คือ ความคดิ หลัก (Main idea) ของแต่ละบคุ คลท่ีมีต่อเหตุการณ์หรือปรากฏการณ์นั้นๆ มโนมติเกดิ จากการนาข้อเท็จจริงมาศึกษาหรือเปรียบเทียบความแตกต่าง สรุปรวมลักษณะท่ีสาคัญ มองเหน็ ความสมั พันธข์ องสงิ่ น้ันๆ สร้างเป็นความคิดหลักในรูปท่ีแสดงถึงความคิด ความเข้าใจ ทาให้ นาไปใช้ในการบรรยาย อธิบาย หรอื พยากรณ์เหตุการณ์ วัตถุ และปรากฏการณท์ เี่ กย่ี วข้อง ซ่งึ แต่ละคนอาจ มีนโนมติต่อส่ิงใดส่ิงหนึ่งท่แี ตกตา่ งกนั ขึ้นอยู่กบั ประสบการณ์ ความรู้เดิม วัยวุฒิ และ เหตุผลของบุคคล นนั้ ๆ

ตวั อยา่ ง 1. โปรตนี เปน็ สารอาหารท่ีมีอยู่ในเนือ้ สัตว์ 2. ใบไมแ้ ตล่ ะชนดิ มรี ปู รา่ งลกั ษณะแตกตา่ งกัน 3. พชื ใบเลี้ยงเดีย่ วเปน็ พืชทมี่ ีใบเลยี้ งออกมาเพยี งใบเดียวและมเี ส้นใบขนานกนั 4. แมลง คือสัตวท์ มี่ เี ขาและลาตัวแบ่งออกเป็น 3 สว่ น 5. สัตว์ แบง่ ออกเป็น 2 ประเภท คือ สัตวไ์ ม่มกี ระดูกสันหลัง กบั สตั ว์ทีม่ กี ระดกู สันหลงั 6. ความหนาแนน่ เปน็ ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งมวลกับปรมิ าตร 7. ยีนที่อยู่บนโครโมโซมจะเปน็ ตวั กาหนดลักษณะทางพันธุกรรม 8. หัวใจเป็นอวยั วะทส่ี าคัญท่สี ุด สรุป \"มโนมติ คือ ความคิด ความเข้าใจท่สี รปุ เกี่ยวกบั ส่ิงใดส่ิงหนง่ึ หรือเรอื่ งใดเร่ืองหนึ่งอันเกิดจาก การสงั เกต หรอื การได้รบั ประสบการณ์เกย่ี วกับส่งิ น้นั หรือเรอื่ งนัน้ หลายๆ แบบ แล้วใช้คุณลักษณะของส่ิง นัน้ หรือเรือ่ งน้ันนามาประมวลเข้าด้วยกนั เป็นขอ้ สรปุ ของเรือ่ งนั้น 3. หลักการ (Principle) หรอื \"ความจริงหลกั \" เปน็ ความจรงิ ที่ใชเ้ ปน็ หลกั ในการอา้ งองิ ได้ โดยนากลมุ่ มโนมตทิ ่เี ก่ยี วกับความสัมพันธ์ซึ่งได้รับการ ทดสอบวา่ เปน็ จริงแล้วว่าเป็นจรงิ แลว้ นาไปใช้อา้ งอิงและพยากรณเ์ หตกุ ารณ์หรือปรากฏการณ์ท่ีเกี่ยวข้อง ได้ (หลักการตอ้ งเป็นความจริงที่สามารถทดสอบได้ และได้ผลเหมือนเดิม มีความเป็นปรนัย และเป็นท่ี เขา้ ใจตรงกนั ) ดว้ ยเหตนุ ห้ี ลกั การมีลกั ษณะแตกต่างจากมโนมติตรงที่หลักการเป็น ส่ิงที่ทุกคนเข้าใจตรงกัน สามารถใช้อา้ งอิงได้ แตม่ โนมตเิ ก่ยี วกับสิ่งเดียวกันของแตล่ ะคนอาจไม่เหมือนกัน ทั้งน้ีขึ้นกับประสบการณ์ ของแต่ละบุคคล (สุโขทยั ธรรมาธริ าช, 2541 : 26) หลักการอาจผสมผสานจากมโนมติ ตั้งแต่ 2 มโนมติท่ี สมั พันธก์ ันเขา้ ด้วยกัน ตัวอยา่ งท่ี 1 \"ทองแดง เมอ่ื ได้รับความร้อนจะขยายตัว\" หลกั การ \"อลูมิเนียม เม่ือไดร้ บั ความร้อนจะขยายตัว\" กลุ่มมโนมติ \"โลหะทกุ ชนิดเม่อื ได้รบั ความรอ้ น \"เหลก็ เมื่อได้รบั ความร้อนจะขยายตัว\" จะขยายตัว\" ตวั อย่างที่ 2 \"ขวั้ บวกกบั ขั้วบวกจะผลักกนั \" หลักการ \"ข้วั ลบกับขว้ั ลบจะผลกั กนั \" กลุ่มมโนมติ \"ขว้ั แมเ่ หล็กชนดิ เดียวกนั จะผลักกนั \"ขว้ั ลบกบั ขั้วขั้วบวกจะดดู กัน\" ขั้วตา่ งกันจะดูดกัน\" ตวั อย่างที่ 3 \"แสงจะหักเหเมื่อเดินทางผา่ นอากาศไปสูน่ ้า\" หลกั การ \"แสงจะหกั เหเมื่อเดนิ ทางผา่ นอากาศไปสแู่ ก้ว\" \"แสงจะหกั เหเม่อื เดินทางผา่ นแก้วไปสู่น้า\" ดงั นน้ั \"แสงจะหักเหเมือ่ เดินทางผ่านตัวกลาง หนึง่ ไปสู่ตวั กลางหนึ่งซึง่ มีความ หนาแน่นตา่ งกัน\" 4. สมมติฐาน (Hypothesis)

สมมติฐาน คือ ขอ้ คดิ เห็นหรอื ถอ้ ยแถลงทีเ่ ป็นมลู ฐานแห่งการหาเหตุผล การทดลอง หรือการวิจัย (ราชบณั ฑิตยสถาน, 2542) หรือ สมมติฐาน หมายถึง ขอ้ ความท่นี กั วทิ ยาศาสตร์สรา้ งข้นึ เพือ่ คาดคะเนคาตอบของปัญหาล่วงหน้า ก่อนทีจ่ ะดาเนินการทดลอง สมมตฐิ านใดจะเป็นทย่ี อมรบั หรือไมข่ ึ้นอยู่กับหลักฐาน เหตุผลท่ีจะสนับสนุน หรอื คดั ค้าน (ขอ้ ความทเ่ี ปน็ สมมตฐิ านต้องเปน็ ขอ้ ความคาดคะเนคาตอบโดยทีบ่ คุ คลนนั้ ยังไม่เคยรู้หรือเรียน มากอ่ น) สมมตฐิ านไมส่ ามารถนาไปใชอ้ ้างอิงหรือพยากรณ์ได้ เพราะยังไม่ได้ผ่านการทดสอบยืนยันว่าเป็น ความจริง ดังน้นั สถานภาพของมันจึงเป็นเพยี งหลักการวิทยาศาสตร์ชว่ั คราวท่ียกรา่ งข้ึนเพื่อรอการทดสอบ ตอ่ ไป (เพยี ร ซา้ ยขวัญ, 2536:18) ในทางวทิ ยาศาสตร์ สมมตฐิ านมคี วามจาเปน็ และมีความสาคัญมาก เพราะสมมติฐานจะเป็นสิ่งท่ี ช่วยชีแ้ นะแนวทางวา่ จะค้นหาขอ้ มูลอะไรและจะทาการทดลองได้อย่างไร ถา้ ปราศจากสมมติฐานแล้วการ คน้ หาความรวู้ ทิ ยาศาสตร์จะไมเ่ กดิ ขึ้น ตัวอย่าง ยาเพนิซิลนิ ซ่งึ เป็นยาปฏิชีวนะใช้สาหรับรักษาโรคต่างๆ คงไม่เกิดขึ้น ถา้ เซอร์ อเลก็ ซานเดอร์ เฟลมิง ไม่ตั้งสมมติฐานว่า “สารเคมีที่ผลิตโดยเชื้อรา Penicillium Notatum มีฤทธติ์ า้ นและทาลายแบคทีเรยี ได้” เปน็ ต้น ตวั อยา่ ง \"เมื่อพชื ไดร้ ับแสงมากขึน้ พืชนะเจริญเตบิ โตขึน้ \" \"ถา้ เพม่ิ ทาละลาย จดุ เดือดของสารละลายจะเพิ่มขนึ้ \" \"ถา้ เพม่ิ ปริมาณปุ๋ยให้กับพืชมากเกนิ ไป พชื จะเฉาตาย\" \"ถา้ อณุ หภมู ิทแี่ วดลอ้ มมีผลต่อการเจรญิ เติบโตของบคั เตรี ดังนัน้ บัคเตรที อี่ ยใู่ นอณุ หภูมิพอเหมาะจะ เจริญเติบโตมากกว่าบัคเตรีที่อยู่ในอุณหภูมไิ ม่เหมาะสม\" \"ถ้าช่วงขาทม่ี ีผลตอ่ เวลาที่ใชใ้ นการว่งิ ดังน้ัน นาย ก. ซึ่งมชี ว่ งขายาวกวา่ นาย ข. จะใช้เวลาในการวิ่ง 100 เมตร น้อยกว่า\" \"ในการปล่อยลกู บอลจากระดบั ท่ีสงู ขึน้ ลงสู่พนื้ มีผลต่อความสูงทลี่ กู บอลกระเด้งขึ้น ดังนน้ั ลูกบอลที่ ปลอ่ ยจากระดับที่สงู กว่าจะกระเดง้ สูงกว่าบอลที่ปล่อยจากระดับท่ตี า่ กวา่ \" สมมตุ ฐิ านจะเปน็ ท่ยี อมรับก็ต่อเม่ือพิสูจน์ได้ว่าสมมติฐานนั้นถูกต้องมีหลักฐานหรือเหตุผลมา สนับสนนุ ในกรณีที่สมมตฐิ านมีหลักฐานมาสนบั สนนุ ไมเ่ พียงพอหรือมีข้อคัดค้าน สมมติฐานนั้นก็ใช้ไม่ได้ ตอ้ งถกู ยกเลกิ ไป นกั วทิ ยาศาสตร์ก็จะเสาะหาสมมติฐานอนั ใหม่ต่อไป แต่อย่างไรก็ตาม สมมติฐานที่เป็นท่ี ยอมรบั ในสมยั หนง่ึ อาจต้องมีการเปลย่ี นแปลงหรือยกเลิกไป เม่อื มีผู้ค้นพบหลกั ฐานท่ีคัดค้านสมมติฐานนั้น และกม็ บี างสมมติฐานที่ต้งั ขึน้ เปน็ เวลานานโดยไม่มีผลการสงั เกตหรอื ผลการทดลองมาคดั ค้านได้ สมมติฐาน นนั้ กจ็ ะไดร้ บั การยอมรับ และเปลยี่ นไปเปน็ หลักการ ทฤษฎี และกฎตอ่ ไป สรุป ความสัมพนั ธข์ องความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ 5.ทฤษฎี (Theory)

ทฤษฎี คือ ความเห็น ลักษณะท่ีคดิ คาดเอาตามหลกั วิชาการเพ่ือเสริมเหตุผล และรากฐานให้แก่ ปรากฏการณ์หรือข้อมูลในภาคปฏิบัติ ซ่ึงเกิดขึ้นมาอย่างมีระเบียบ (ราชบัณฑิตยสถาน, 2542 ) ทฤษฎี เปน็ ความรู้วิทยาศาสตรป์ ระเภทหนึ่ง มีลักษณะเปน็ ข้อความที่ใช้ในการอธิบายข้อเท็จจริง หลักการ และกฎต่างๆ หรอื กลา่ วได้ว่า ทฤษฏีเป็นข้อความที่ใชอ้ ธิบายปรากฏการณ์ทั้งหลาย (สุโขทัยธรร มาธิราช, 2541 : 30) ทฤษฎีเป็นขอ้ ความที่นักวิทยาศาสตรส์ รา้ งขึน้ เปน็ คาอธิบายหรอื ความคิดท่ีได้จากสมมติฐานท่ีผ่าน การตรวจสอบหลายๆ ครั้ง และใชอ้ า้ งองิ ได้ หรอื ทานายปรากฏการณท์ ีค่ อ่ นขา้ งกวา้ ง สามารถใชอ้ ธบิ ายกฎ หลักการ และการคาดคะเนข้อเทจ็ จริงในเรื่องทานองเดียวกันได้ (ทฤษฎี เป็นความคิดของนักวิทยาศาสตร์ อาจจะถูกหรือผิดก็ได้ ซ่ึงมีการเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อได้รับข้อเท็จจริงเพ่ิมข้ึนและน่าเชื่อถือมากข้ึน ) ในการแสวงหาความจรงิ ของนกั วิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ใช้การสังเกตการสรุปรวมข้อมูล การคาดคะเนซ่ึงทาให้เกดิ ความรูว้ ทิ ยาศาสตรต์ า่ งๆ ตัง้ แต่ขอ้ เทจ็ จรงิ หลกั การ สมมติฐาน และกฎ แต่การ จะรูแ้ ตเ่ พียงวา่ ข้อเทจ็ จริงหรอื หลกั การเกย่ี วกับสิง่ ใดส่งิ หนึ่งเป็นอย่างไร เท่าน้ันยังไม่พอ นักวิทยาศาสตร์ จะต้องสามารถอธิบายขอ้ เท็จจรงิ หรือหลักการนน้ั ไดด้ ว้ ยวา่ ทาไมจึงเปน็ เช่นนั้น ดงั น้ัน นักวิทยาศาสตร์จึง พยายามสร้างแบบจาลอง (model) ขน้ึ และเขียนคาอธบิ ายกวา้ งๆเกย่ี วกบั สิง่ นนั้ โดยทคี่ ดิ ว่าแบบจาลองท่ี สร้างขน้ึ จะใช้อธบิ ายข้อเท็จจรงิ ย่อยในขอบเขตทเี่ กย่ี วข้องน้ันได้และสามารถทานายปรากฏการณ์ท่ียังไม่ เคยพบในขอบเขตของแบบจาลองน้ันได้ เราเรยี กแบบจาลองทีส่ ร้างขนึ้ นี้วา่ ทฤษฎี (สโุ ขทัยธรรมาธริ าช, 2541 : 30) ความสมั พันธ์ระหว่างทฤษฎกี บั กฎ กฎนนั้ อธิบายโดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกับผลเป็นหลัก คือบอกไดแ้ ต่เพียงวา่ ผลที่ปรากฏใหเ้ ห็นนี้มีสาเหตอุ ะไร หรือเหตุกับผลสัมพันธ์กันอย่างไร แต่ไม่สามารถ อธบิ ายไดว้ ่าทาไมจึงเป็นเช่นน้ัน ส่วนทฤษฎีนั้นสามารถอธิบายความสัมพันธ์ในกฎได้ เช่น “ถ้าเอา ขั้วแม่เหล็กทเ่ี หมือนกันมาวางใกล้กันมันจะผลกั กันแต่ถ้าขัว้ ตา่ งกนั มันจะดดู กัน” นี่คือความสัมพันธ์ท่ีอยู่ใน รูปของกฎ ถา้ จะถามวา่ ทาไมขั้วแมเ่ หล็กเหมือนกันจึงผลักกัน การอธิบายความสัมพันธ์นี้ต้องใช้ทฤษฏี โมเลกลุ แมเ่ หล็กมาอธิบายจงึ จะเข้าใจ (เพยี ร ซา้ ยขวญั , 2536 : 15) - เป็นขอ้ ความซงึ่ เปน็ ทีย่ อมรับกนั โดยทัว่ ไปในการอธิบายกฎ หลกั การ หรือขอ้ เทจ็ จริง - เป็นขอ้ ความทใี่ ชอ้ ธิบายหรอื ทานายปรากฏการณ์ตา่ งๆ ทอ่ี าจเกดิ ขนึ้ - เป็นที่น่าเชื่อถือไดแ้ ละสามารถอนมุ านไปเปน็ หลกั การ กฎ บางอยา่ งได้ สรปุ

การสรา้ งทฤษฎี ตอ้ งอาศยั ขอ้ มูลทร่ี วบรวมได้โดยใชว้ ิธีอนมุ านรว่ มกบั การสรา้ งจินตนาการ เพื่อกาหนดขอ้ ความท่ี จะนาไปอธบิ ายถึงความสัมพนั ธ์ของเหตแุ ละผลทีเ่ ก่ียวข้อง (บางครง้ั ต้องอาศยั จนิ ตนาการ ความคดิ ริเริ่ม สรา้ งสรรคท์ ฤษฎีข้นึ มา เช่น ตัวอย่าง \"ทฤษฎีโมเลกุลของแม่เหล็ก กล่าวว่า สารแม่เหล็กทุกชนิดจะมีโมเลกุลซ่ึงมีอานาจ แม่เหล็กอยแู่ ต่ละโมเลกุลจะประกอบด้วยข้ัวเหนอื และขว้ั ใต้ หากโมเลกุลแม่เหล็กเหล่านี้เรียงตัวกันไม่เป็น ระเบยี บ อานาจแม่เหลก็ จะถกู ทาลายกันเอง เพราะขั้วเหนือและข้ัวใต้มีอานาจคนละชนิด แต่ถ้าหาก โมเลกลุ ของแมเ่ หลก็ นน้ั เรียงตัวเปน็ ระเบียบ ขว้ั เหนือจะชไี้ ปทางปลายหนงึ่ ของแท่งแม่เหล็ก ส่วนทางข้ัวใต้ จะชี้ไปอีกปลายดา้ นหนึง่ ซึ่งเกิดมีขั้วอิสระทปี่ ลายท้ังสองข้าง\" ทฤษฎีทเ่ี ป็นที่ยอมรบั กันทั่วไปเพราะ 1. สามารถนาไปอธิบายขอ้ เทจ็ จรงิ ทวี่ ่า \"แม่เหลก็ ดูดเหล็กได้ แม่เหล็กขัว้ เหมือนกนั จะผลักกัน ขัว้ ต่างกนั จะดดู กนั \" 2. สามารถอนุมานไปเปน็ กฎเก่ียวกับการดึงดดู และการผลกั กันระหวา่ งขว้ั แม่เหล็กได้ กฎ \"แม่เหล็กขวั้ เหมอื นกันจะผลกั กัน ขว้ั ตา่ งกันจะดดู กัน\" กฎ \"แรงที่เกดิ ข้ึนระหวา่ งข้ัวจะเปน็ สัดสว่ นโดยตรงกับผลคณู ของกาลงั แมเ่ หล็กและเปน็ สว่ น ผกผนั กบั ระยะทางทห่ี า่ งกนั ยกกาลังสอง\" ถา้ ตอ้ งการใหท้ ฤษฎีใดทฤษฎหี นึ่งนา่ เชอ่ื ถือและเป็นที่ยอมรับกันท่ัวไปน้ันจะต้องนาทฤษฎีน้ันไป ทานายปรากฏการณต์ า่ งๆ ใหไ้ ด้หลายๆ คร้งั และหลายๆ ปรากฏการณ์ 3. สามารถพยากรณไ์ ด้ว่า ถ้านาแมเ่ หล็กไปตัดออกเปน็ ทอ่ นๆ แตล่ ะทอ่ นคงสภาพเป็นแมเ่ หล็ก เพราะแตล่ ะท่อนมีโมเลกุลท่ีเปน็ แมเ่ หล็กเรียงตัวกนั อย่างเปน็ ระเบยี บอยู่แล้ว เกณฑใ์ นการยอมรบั ทฤษฎที างวทิ ยาศาสตร์

6.กฎ (Law) เปน็ หลกั การอย่างหนึ่งซง่ึ เป็นข้อความท่ีระบคุ วามสัมพนั ธก์ ันระหวา่ ง เหตกุ ับผล และอาจเขยี นในรปู สมการแทนได้ ผ่านการทดสอบจนเปน็ ที่นา่ เชือ่ ถือไดม้ าแล้ว (กฎ มคี วามจริงในตัวของมันเอง ไมม่ ขี ้อโตแ้ ยง้ สมารถทดสอบได้เหมอื นเดมิ ทุกประการ) กฎอาจเกดิ มาได้ 2 ทาง ดว้ ยกนั จากการอุปมานขอ้ เท็จจรงิ โดยการรวบรวมจากขอ้ เทจ็ จรงิ หลายๆ ขอ้ เท็จจรงิ มาสรุปเป็น มโนมติ หลักการ จากการอนมุ านทฤษฎี โดยการดงึ สว่ นยอ่ ยของทฤษฎมี าเปน็ กฎ เชน่ กฎสัดส่วนพหคู ณู แยกยอ่ ยมา จากทฤษฎีอะตอม ตัวอย่าง กฎของบอยส์ กลา่ วว่า \"ปรมิ าณของกา๊ ซจะเป็นปฏภิ าคผกผันกับความดัน ถา้ อุณหภูมิคงท\"ี่ เมอ่ื T คงท่ี กฎการแยกตัวโดยอิสระของยนี กลา่ วว่า \"ยนี ทค่ี วบคุมลักษณะเดยี วกันจะแยกออกจากการโดย อสิ ระเพ่อื สู่หนว่ ยสบื พนั ธุ\"์ กฎสดั ส่วนคงที่ กล่าววา่ \"อตั ราสว่ นระหวา่ งมวลของสารของธาตุทรี่ วมกนั เปน็ สารประกอบชนิดใด ชนดิ หน่งึ จะมคี า่ คงที่เสมอ\" ประโยชนข์ องวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สปิ ปนนท์ เกตทุ ัต (ม.ป.ป. : 80) กลา่ วว่า วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีความจาเป็นและเพ่ิม ความสาคญั เปน็ ลาดบั มากขึน้ ตอ่ การดารงชีวติ ของมนษุ ย์แม้ว่าการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะ เอ้อื อานวยในด้านชีวติ ความเป็นอยทู่ สี่ ะดวกสบายและอายุยืนนานข้ึน หากการการนาวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยมี าใช้ โดยมไิ ด้พิจารณาอย่างสุขุมรอบคอบและกว้างไกลแล้ว ย่อมเกิดผลเสียต่อสภาพแวดล้อม และสมดุลทางธรรมชาติอยา่ งมหนั ต์ เมือ่ มองไปข้างหน้า วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควรช่วยเตรียมให้ มนษุ ย์มคี วามพรอ้ มท่จี ะเผชญิ กบั ปัจจัยพน้ื ฐานในการดารงชีวิต และปัญหาอันเกี่ยวเน่ืองกับมนุษย์และ สง่ิ แวดลอ้ ม ข้อท่พี งึ ตระหนัก คอื การดารงชวี ิตของมนุษย์มใิ ชเ่ พือ่ กอบโกยผลประโยชน์จากธรรมชาติ หรือ การทาตนอยูเ่ หนือธรรมชาติ หากแต่มนุษย์ต้องเรียนรู้ธรรมชาติท่ีจะดารงชีวิตอย่างสันติร่วมกับผู้อ่ืน กบั สงั คมวัฒนธรรม และกับธรรมชาติ ดังน้ันในชีวิตประจาวันของมนุษย์ทุกคน จะต้องเกี่ยวข้องกับ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอยู่ตลอดเวลา เกยี่ วข้องกับววิ ัฒนาการทางด้านความรู้ ทาใหม้ ีการเปลี่ยนแปลง หลาย ๆ ดา้ น จึงมคี วามจาเปน็ อยา่ งยิง่ ทจ่ี ะทาให้บุคคลในสังคม รู้จักวิธีการคิดอย่างมีเหตุผล มีวิธีการ แก้ปญั หาตา่ ง ๆ ทีม่ ีระบบ อันจะสง่ ผลใหเ้ กดิ การพัฒนาดา้ นสตปิ ญั ญาซึ่งวธิ กี ารคิดน้ันเป็นวิธีเดียวกันกับที่ ใช้อยใู่ นกระบวนการแสวงหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์

สเุ ทพ อุสาหะ (2526 : 10-11) กล่าววา่ คงเป็นทย่ี อมรับกันวา่ ขณะน้เี ราอย่ใู นยคุ ที่วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเจรญิ สูงสุด ทุกอย่างทีเ่ กี่ยวขอ้ งกับตวั เรานน้ั เป็นผลมาจากการพัฒนาของวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยที ัง้ สน้ิ อย่างไรกต็ ามอิทธิพลของวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีส่วนใหญ่ที่มีต่อเศรษฐกิจ และการ เสาะแสวงหาความรู้นั้นยังไม่เป็นท่ีเด่นชัดสาหรับประชาชนส่วนใหญ่ เฮอร์ด (Hurd. 1970 : 13-15) ได้ชี้ใหเ้ หน็ ว่า ประชาชนส่วนใหญ่ได้รบั ข้อมลู ผิดพลาดเกีย่ วกับความหมาย และอิทธิพลของวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ท่ีมีต่ อ วัตถุ สังคม และชีวิตความเป็นอยู่ ดังนั้นการให้ควา มรู้หรือการศึกษาทา ง วิทยาศาสตร์ จะเป็นการเตรียมคนเพื่อแก้ปัญหาตา่ งๆ ในสงั คมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในอนาคต และความเปลย่ี นแปลงต่าง ๆ จะย่ิงเกดิ ข้นึ มากเร่ือยๆ ขณะเดยี วกันวิทยาศาสตรก์ ็จะเข้ามามีส่วนเก่ียวข้อง กบั สงั คมมากขึ้น จึงเป็นสงิ่ ทแี่ นน่ อนวา่ ความสาคญั ของวชิ าวิทยาศาสตรใ์ นฐานะที่เป็นส่วนหน่ึงของการให้ การศกึ ษาพื้นฐานท่ัวไป (general education) จะมีมากขึ้น จะเห็นได้ว่าทุกคนจาเป็นที่จะต้องเรียนรู้ เกีย่ วกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซงึ่ ระดบั ของการศกึ ษาของแต่ละคนนั้นย่อมข้ึนอยู่กับเป้าหมายและ ความสนใจของแต่ละบคุ คล ดงั ที่ เอกิน (Agin. 1974 : 404) ได้ชี้ใหเ้ หน็ ถงึ ความจาเป็นของบุคคลกลุ่มต่าง ๆ ท่ตี อ้ งเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยตี ามภาพที่ 3 ภาพ แสดงการแยกสาขาของวิทยาศาสตร์ 1. เตรียมนักวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยใี นสาขาตา่ งๆ 2. ให้พน้ื ฐานของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สาหรบั ผู้ทจ่ี ะประกอบอาชพี หรอื วชิ าชพี ทอี่ าศัยเทคโนโลยี 3. ให้การศึกษาพน้ื ฐานเพือ่ เปน็ พลเมืองท่ีมีประสิทธภิ าพ จากภาพ ระดับของกลุ่มบุคคลที่เรียนรูว้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จากภาพ จะเหน็ ได้วา่ พลเมืองกลุม่ ท่ี 3 ซง่ึ เปน็ กลุ่มใหญ่สุดมีความจาเป็นตอ้ งศึกษาวทิ ยาศาสตร์ และเทคโนโลยี เพ่ือจะเป็นพลเมอื งทมี่ ปี ระสิทธิภาพ พรอ้ มกบั นาวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปใชใ้ นการ แกป้ ัญหาในชีวิตประจาวันของพวกเขา ซึง่ ประโยชนข์ องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สรุปไดพ้ อสังเขป ดังน้ีคือประโยชนข์ องวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1. การแก้ปญั หาในชีวติ ประจาวัน ในชวี ิตประจาวันเมอื่ มีปัญหา หรือข้อสงสยั อย่างใดเกิดข้นึ เรา ตอ้ งใชเ้ หตุผลเพ่อื หาคาตอบหรอื แก้ข้อสงสยั ต่างๆ เสมอมา ในชีวิตประจาวนั เราคงจะประสบกับปญั หาใน ดา้ นต่างๆ ท้งั กบั ตัวเราเองหรือบคุ คลใกล้ชดิ การพยายามหาขอ้ มูลตา่ งๆ เพ่ือหาสาเหตขุ องปญั หานน้ั อยา่ ง มีเหตผุ ล สามารถทาให้เราแก้ปญั หาได้อยา่ งถกู ตอ้ ง 2. วเิ คราะหป์ ัญหาในสถานการณท์ เ่ี ป็นจริงในชีวิตประจาวันเพอ่ื การแกป้ ัญหา วิทยาศาสตรน์ า บุคคลไปสกู่ ารมีทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์และเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ ซงึ่ จะเปน็ กระบวนการของ การคน้ พบส่ิงใหม่ๆ เพ่อื นาไปสคู่ ุณภาพชีวิตท่ีดแี ละการแก้ปัญหา 3. สรา้ งคนใหม้ ีกระบวนการคิด มเี หตมุ ผี ล ไมห่ ลงงมงายในสง่ิ ที่ไรส้ าระ กระบวนการทาง

วทิ ยาศาสตร์เป็นวธิ กี ารท่ียดื หยุน่ ท่ีแตล่ ะบุคคลจะปรับเอาไปใช้แก้ปัญหาของตน แม้วา่ มันจะช่อื ว่า กระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ต่จรงิ ๆ แล้ว ศาสตรไ์ หนๆ กใ็ ช้ได้ทงั้ นน้ั เร่อื งการสงั เกต การจดบนั ทึกและ แปรความ การพยากรณ์ สรา้ งคนให้มเี หตผุ ล ไม่ใหเ้ ช่ือถอื โชคลางหรอื หลงงมงาย เหลา่ น้นี าไปใช้ได้ทงั้ หมด ลิขติ ธีรเวคิน (2535 : 10) กลา่ ววา่ ประเทศใดก็ตามจะพฒั นาไปเปน็ ประเทศมหาอานาจ จะต้อง ประกอบดว้ ยตวั แปรสาคัญๆ หา้ ตัวแปร และในหา้ ตวั แปรน้ันตัวแปรสาคญั หน่ึงคือการมีจติ วทิ ยาอันทันสมัย หมายความวา่ มีการคดิ แบบมเี หตมุ ผี ล ไมห่ ลงงมงาย ไมเ่ ช่ืออะไรทเ่ี กดิ จากศรัทธาแต่อย่างเดียวพูดง่ายๆ คือ \"มีจิตวทิ ยาศาสตร์\" ชยั วัฒน์ คปุ ระตกลุ (2528 : 87-88) ได้กลา่ วถงึ บทบาทของวิทยาศาสตร์ท่ีสร้างคนให้มีมานะ อดทน เป็นคนไม่หลงงมงาย เปน็ คนมเี หตุผล เป็นคนทไ่ี มถ่ ูกชกั จูงไปในทางเสื่อมทรามได้ง่ายๆ นอกจากนี้ วทิ ยาศาสตร์ยังชว่ ยใหส้ มาชิกในสังคม ตระหนักถึงความสาคัญของการทางานเป็นระบบเป็นทีมหรือเป็นหมู่ คณะ ตระหนกั ถงึ ผลกระทบทีจ่ ะเกดิ ขน้ึ กบั สังคมส่วนรวมจากพฤติกรรม หรือการกระทาของสมาชิกแม้ เพยี งคนเดยี วหรือกลุ่มหนงึ่ จากท่กี ลา่ วมา จะเห็นได้วา่ มคี วามจาเป็นอยา่ งย่ิงทีจ่ ะตอ้ งนาวิทยาศาสตร์มาใช้เพื่อสร้างคนให้มี เหตผุ ล มคี วามเชอื่ มน่ั ในตนเองมากข้ึน เมอื่ มคี วามเชื่อมนั่ ในตนเองมากข้ึน ความเชื่อ งมงาย ความเช่ือใน โชคลาง ชะตาราศี ดวง และเรอ่ื งพรหมลขิ ิตจะจางหายไป ความลุ่มหลงในการพนัน หวังรวยทางลัด และ การวิเคราะหส์ ภาพการณห์ รือปัญหาในชีวิตประจาวนั กจ็ ะอยู่ในแนวของเหตุและผล ตามหลักตรรกวิทยา ศาสตร์ เปน็ คุณลกั ษณะของพลเมืองในสงั คมประชาธิปไตย เป็นสงั คมที่เราทกุ คนตอ้ งการ เป็นสังคมที่นามา ซ่งึ ความมีสิทธิ เสรีภาพ อย่างมีเหตมุ ีผล 4. ปรับปรงุ คณุ ภาพของชวี ิต วทิ ยาศาสตร์จะเก่ียวพนั กับมนุษย์ทุกคนตลอดชีพในชีวิตประจาวัน ตั้งแตล่ ืมตาตนื่ จนกระท่ังเขา้ นอนจะเกี่ยวพันกบั วทิ ยาศาสตร์ คงจะไม่มีใครปฏิเสธได้ว่าวิทยาศาสตร์ได้นา ความสขุ ความสะดวกสบายมาส่กู ารดารงชวี ติ ในเรือ่ งตา่ งๆ ตอ่ ไปนี้ 4.1 อาหาร ได้รูจ้ กั วิธีรักษาอาหารไม่ใหบ้ ูดเสยี รจู้ ักคุณค่าของอาหารว่ามนุษย์เรา ต้องการ แปง้ ไขมนั โปรตนี วติ ามิน แรธ่ าตตุ ่างๆ อยา่ งเพียงพอได้อย่างไรและคิดประดิษฐ์อาหารข้ึนได้ เสาะแสวงหาอาหารให้พอเลย้ี งพลโลกจากแหลง่ ทมี่ าจากทะเล อากาศ บนพื้นโลก จากทะเล ได้ผลิตเกลือ รับประทาน (NaCI) ผลิตไอโอดีนจากสาหร่ายทะเล ซงึ่ เอามาทาวุ้นและแยกไอโอดนี ออก ไดโ้ ปรตีนจากสัตว์ และพชื เช่น Algae ในทะเลนามาเปน็ อาหาร 4.2 เครื่องนุ่งหม่ ไดร้ ู้จักสยี อ้ มผา้ สมยั กอ่ นมกั ใชส้ จี ากพชื มาย้อมผ้า แต่พอถึง ค.ศ. 1856 William Perkin ไดเ้ ริ่มใช้สที ี่เตรียมจากถา่ นหนิ หรือสสี ังเคราะห์ นอกจากน้ันนักเคมยี ังรู้จกั วิธีทาไหม เทียม ทาพลาสติก ทาไนลอน เพื่อทาเสื้อผ้าสวยๆ ใช้ เช่น และสารสังเคราะห์ใช้แทนยาง เป็นต้น 4.3 สุขภาพอนามยั แตก่ อ่ นนีอ้ ตั ราคนตายมมี าก แตต่ อ่ มาจนปัจจบุ นั อัตรานน้ั ได้ลดนอ้ ยลงไป ท้ังนเ้ี พราะกนิ อาหารดขี ึน้ มที อี่ ย่อู าศัยและน้าบริโภคดขี น้ึ เช่น น้าประปาก็ตอ้ งใชค้ วามรู้ของวิชาเคมีทาให้ บรสิ ุทธ์ิ โดยฆา่ เชอ่ื โรคด้วย CI2 ทาให้ฟันแข็งโดยเติมฟลอู อไรดล์ งไปในน้าดื่ม นอกจากนี้ยังมียาใหม่ๆ ที่ใช้ เป็นผลดเี ป็นอันมาก เชน่ ยาปฏชิ วี นะ ยาพวกซลั ฟา ยาสาหรบั ฆ่าเชื้อโรค การต้นพบยาชา (Anaesthetic) ช่วยใหศ้ ัลยกรรมเป็นผลดยี ิ่งขึน้ การพบคลอโรฟอร์ม โคเคน ก๊าซหวั เราะ อีเทอร์ (ซึง่ เป็นยาชา) ได้ช่วยชีวิต และบรรเทาความปวดทรมานของคนไขไ้ วเ้ ปน็ อนั มาก 4.4 ท่อี ยู่อาศัยและเครอื่ งใช้ มีไม้ขีดไฟทใี่ ชอ้ ยใู่ นปจั จบุ นั นี้ สบู่ หม้อ เคร่ืองภาชนะ เครื่องใช้ ไมส้ อยทีท่ าดว้ ยโลหะและปลาสติก ก๊าซถ่านหิน รถยนต์ น้ามัน ผงซักฟอก เครื่องก่อสร้าง เช่นเหล็ก

เหล็กกลา้ Stainless Steel (Fe + Cr) อะลูมิเนยี ม ซเี มนต์ คอนกรตี กระจกแตกไม่บาด (Nonsplintered glass) ข้อเสอื ในเคร่ืองยนตก์ ใ็ ชท้ าด้วย Alloy ของเหลก็ (เหล็กผสมกับมงั กานีส) เป็นตน้ 4.5 การสังเคราะห์ใชเ้ ทียมของจริง ยางเทียม ไหมเทียม การบูร ยาควินนิน ยารักษาโรค แกรฟไฟต์ ฯลฯ ล้วนแต่เปน็ ผลิตภัณฑซ์ ่ึงทาขึน้ โดยอาศัยวิทยาศาสตรท์ งั้ นน้ั 4.6 เคร่ืองอานวยความบนั เทิง เชน่ ภาพยนตร์ โทรทัศน์ การถ่ายรูป เป็นต้น เกิดมีขึ้นได้ เพราะวิทยาศาสตร์ วิชาเคมสี อนให้รู้จักการถ่ายรูป วิทยุน้ันก็อาศัยความรู้จากวิทยาศาสตร์ กระดาษ หนงั สอื ฟุตบอล ลูกเทนนสิ ลกู ปงิ ปอง ฯลฯ ลว้ นแตเ่ ป็นผลิตพันธุ์ขึ้นมาได้โดยอาศัยมาจากวิทยาศาสตร์ ทงั้ นน้ั (ทองสขุ พงศทตั และคณะ. 2525: 7 - 8) เสรมิ พล รัตสขุ (2526 : 12) ไดก้ ล่าวถงึ ความจาเป็นและเหตุผลที่มนษุ ยจ์ าเป็นทจ่ี ะต้องนา วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (โดยเฉพาะเทคโนโลย)ี มาใช้ คอื 1. มคี วามตอ้ งการทจี่ ะแกป้ ัญหาในการดารงชีวิตประจาวนั หรือปญั หาในดา้ นการประกอบอาชพี ท้งั นเ้ี พือ่ ปรบั ปรงุ ยกระดับฐานะความเปน็ อยูห่ รือเพื่อแสวงหากาไรในการคา้ ตัวอย่างเช่น เจา้ ของโรงงาน สนใจท่ีจะนาเทคโนโลยใี หมเ่ ขา้ มาใช้ เพื่อลดตน้ ทนุ การผลิตและลดปญั หาสิ่งแวดลอ้ ม ชาวนาสนใจทจ่ี ะนา ก๊าซชีวภาพมาใชเ้ พราะตอ้ งการทุ่นเวลาในการไปหาฟืน ชาวนาสนใจทจี่ ะใชร้ ถไถนาเอนกประสงคเ์ พราะ ต้องการเพมิ่ ผลผลติ เป็นต้น 2. เลง็ เห็นโอกาสในการลงทุน (investment opportunity) เชน่ คาดวา่ จะมีตลาดมากสาหรับกะทิ สาเร็จรปู จงึ ตอ้ งการเทคโนโลยีการผลติ กะทิสาเร็จรปู ฯลฯ 3. เตรยี มการเปลย่ี นแปลงทางเทคโนโลยี ในอนาคตคาดว่าราคาน้ามนั ทส่ี ูงขึ้นทุกปจี ะทาให้เกดิ ความ ต้องการเคร่ืองยนต์ ทข่ี บั เคลือ่ นด้วยก๊าซจากถ่านหรือไม้ (wood gasifier) มากขน้ึ จงึ ต้องการพัฒนา เทคโนโลยกี ารผลติ ก๊าซจากถ่านหรอื ไม้ 4. การแข่งขนั ในด้านการตลาดทาใหต้ ้องเร่งพฒั นาเทคโนโลยเี พื่อลดต้นทุนการผลิตพัฒนาผลิตภัณฑ์ ใหม่ ปรบั ปรงุ คณุ ภาพ ฯลฯ ในปัจจุบนั จงึ กล่าวได้ว่า วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยีมีความสาคัญ และมีความจาเป็นต่อการพัฒนา ในดา้ นต่างๆ ของประเทศ มขี อบเขตการใชอ้ ย่างกว้างขวาง มผี ลให้ชวี ิตมนษุ ย์และสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลง ไปจากเดมิ มนษุ ยม์ คี วามเปน็ อยทู่ ี่สขุ สบายข้ึน โรคภัยลดลงหรอื สามารถแกป้ ญั หาได้ การเดินทางและการ ติดต่อสะดวกและรวดเร็วขึ้น การศึกษาก้าวหน้ากว่าอดีตมากมายนัก ซึ่งส่ิงเหล่าน้ีเป็นผลมาจา ก วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยแี ทบทั้งส้นิ สุดทา้ ย โชว์วอลเตอร์(showalter. 1974: 2) ไดก้ ลา่ วถึงคณุ สมบตั ขิ องการเปน็ ผรู้ ูว้ ทิ ยาศาสตร์ (scientific literacy) ซง่ึ สามารถนามาเชื่อมโยงกบั ประโยชนข์ องวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ ดังน้ี คือ 1. เข้าใจธรรมชาตคิ วามรูท้ างวิทยาศาสตร์ 2. สามารถนามโนทศั น์ หลักสาคัญ กฎ และทฤษฎีที่เหมาะสมไปใชอ้ ย่างถูกต้อง 3. สามารถใชก้ ระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการแก้ปัญหา การตดั สนิ ใจ และการศึกษาเกย่ี วกบั สง่ิ แวดลอ้ มไดอ้ ยา่ งดี 4. ยึดมั่นในคา่ นยิ มที่มรี ากฐานมาจากวิทยาศาสตร์ 5. เข้าใจและซาบซึง้ ในความสัมพนั ธ์ระหวา่ งวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยีและสงั คม 6. พัฒนาความคิดทแ่ี ปลกและนา่ พอใจ เกี่ยวกบั สังคมไดม้ ากวา่ คนอ่นื อนั เป็นผลจากการศึกษา วิทยาศาสตร์ และใฝ่ใจศึกษาอยตู่ ลอดเวลา 7. ได้พัฒนาทกั ษะต่างๆ ท่เี กย่ี วขอ้ งกับการทดลอง

สรปุ วิทยาศาสตร์ มปี ระโยชน์ตอ่ มนุษย์ในด้านต่างๆ ดงั น้ี 1. ด้านอาหาร มกี ารนาความรู้ดา้ นวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยมี าใช้ในเรือ่ งการผลติ การแปรรูป และการถนอมอาหาร เช่น ก. การแปรรปู อาหาร 1. ผลติ ภณั ฑจ์ ากกระเทยี ม เชน่ กระเทยี มดอง 2. ผลิตภัณฑจ์ ากถัว่ เหลอื ง เชน่ นา้ นมถว่ั เหลอื ง เต้าเจี้ยว ข. การถนอมอาหาร 1. นมพาสเจอไรส์ เป็นการใหค้ วามร้อนในข้นั การทาลายจุลินทรีย์ ที่ทาให้เกิดโรค เทา่ นนั้ ไมไ่ ดฆ้ า่ จลุ นิ ทรีย์ท้งั หมด อาจทาได้ 2 แบบคือ แบบชา้ โดยให้ความร้อน 63C 20 นาที แบบเรว็ โดยให้ความรอ้ น 72C 15 นาที นมพาสเจอไรสจ์ ะเก็บในตเู้ ยน็ อุณหภูมไิ ม่เกิน 10C และเก็บไวไ้ ด้ไมน่ าน 2. นมสเตอรไิ ลส์ ใช้อุณหภูมิ 150C เวลา 2 - 3 วินาที แล้วทาให้เย็นลงอย่าง รวดเร็ว วธิ นี ีท้ าลายจุลนิ ทรียท์ ัง้ หมด อาจเรยี กวา่ UHT นมชนิดน้ีเก็บได้นานไม่น้อยกว่า 6 เดอื น 3. นมเปร้ียว ทาโดยใช้น มท่ีขาดมันเนย (Skim milk) แล้วเติมแบคทีเรีย Lactobacillus casci หรอื Lactobacillus สายพันธ์อน่ื แล้วบ่มไว้ที่อุณหภูมิ 37 - 43 C นาน 4 - 18 ช่วั โมงขน้ึ อย่กู ับแบคทีเรยี ทเ่ี ติมลงไป เชน่ ยาคลู ท์ 4. การถนอมอาหารโดยการทาให้แห้งในสภาพแช่แข็ง โดยทาให้น้าในอาหาร กลายเป็นนา้ แข็ง อาจใชต้ ูแ้ ช่แข็งหรือนา้ แข็งแหง้ หรอื ไนโตรเจนเหลว ต่อจากน้นั ไล่นา้ ให้ออกจากอาหารโดย การระเหดิ อาหารประเภทนี้เป็นอาหารแหง้ รพู รนุ นา้ หนักเบา 2. ท่อี ย่อู าศัย สมัยโบราณมนษุ ย์อาศยั ในถ้า ใต้ต้นไม้ ส่งิ กอ่ สร้างสร้างอย่างงา่ ยๆ จากวัสดุที่เป็น พวกใบไม้ ใบตอง ต่อมาไดพ้ ฒั นาใช้สิ่งก่อสรา้ งทีถ่ าวรเชน่ อิฐ คอนกรตี พัฒนาท่ีอยูอ่ าศัยโดยใช้วัสดุก่อสร้าง ทอ่ี านวยความสะดวกและประหยัดเช่น ใชก้ ระจกพลาสติกเพอื่ รับแสงมากขึ้น 3. เครอื่ งน่งุ ห่ม การนาความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องในเร่ือง เคร่ืองนุง่ ห่ม เช่น 4. การแพทยแ์ ละสาธารณสขุ ไดม้ ผี จู้ าแนกสาเหตุแห่งโรคภัยไข้เจ็บของมนุษย์ ดังนี้ 4.1 มาจากเชอ้ื โรค หรอื สง่ิ มชี ีวติ ที่มาแทะกนิ ในรา่ งกาย 4.2 มาจากการขาดแคลนสิ่งทรี่ ่างกายต้องการ 4.3 มาจากการเจรญิ ผดิ ปกตขิ องเน้ือเย่อื บางสว่ น 4.4 มาจากการผดิ ปกตทิ างจิต การนาความรทู้ างวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยีมาใช้เกยี่ วกบั ดา้ นการแพทย์และสาธารณสขุ ในดา้ น - ก่อให้เกิดความก้าวหน้าในดา้ นเทคนคิ วธิ ีการทางด้านสุขภาพอนามัย เช่น การผ่าตัด หัวใจ การผ่าตัดสมอง การใชอ้ วัยวะเทยี ม - นามาซ่ึงอุปกรณท์ ีอ่ านวยความสะดวกในการรักษาบาบัดโรคภยั ไข้เจ็บ เชน่ เครื่อง x - ray เครอื่ งอัลตราซาวด์ เครื่องผา่ ตดั ด้วยแสงเลเซอร์ - นามาซง่ึ อปุ กรณช์ ่วยปอ้ งกนั สารพิษเข้าสรู่ า่ งกาย เชน่ ถงุ มือ หนา้ กาก

- นามาซึ่งเทคนิควิธีการใหค้ วามรทู้ ี่ถูกต้องแก่บุคคล โดยใช้ส่ือเช่น ภาพ วิทยุ โทรทั ศน์ วารสาร เพ่อื ให้บุคคลทราบถึงพิษภยั การหลกี เล่ยี ง การปอ้ งกนั รักษาจากส่งิ ท่กี าลงั เผชิญอยู่ - การผลติ วคั ซนี และเซรมุ่ วคั ซนี เป็นเชือ้ โรคท่ีทาให้ออ่ นกาลังลง แลว้ ฉดี เข้าไปในร่างกาย เพื่อกระตุ้นใหร้ ่างกายสรา้ งภมู ิคุ้มกนั เชน่ วคั ซนี โปลโิ อ สว่ นเซรมุ่ เป็นภมู ิตา้ นทานโรคทฉี่ ีดเข้าไปในร่างกาย เมอื่ รา่ งกายได้รบั โรคนัน้ ๆ เข้าสรู่ า่ งกาย เช่น เซรุ่มแกพ้ ิษงู เซรุม่ แกพ้ ิษสนุ ัขบ้า 5. ดา้ นการสอื่ สารโทรคมนาคม สอื่ หลกั ทใี่ ช้มี 3 แบบคือ 5.1 สื่อดา้ นเสยี ง ไดแ้ ก่ โทรศัพท์ 5.2 สอื่ ด้านภาพ ได้แก่ โทรทัศน์ 5.3 สอ่ื ด้านขอ้ มลู ได้แก่ ดา้ นคอมพิวเตอร์ ควา มเจริญก้าวหน้าด้าน น้ีได้แก่ การ ส่ือสา รด้วย Laser โดยรีดแก้วเป็น เส้นใย เส้นผ่าศนู ยก์ ลางประมาณ 0.01 mm. แสงจะเดินในใยแกว้ ได้โดยไม่ทะลุสู่เส้นใยแก้วเส้นอื่น ซ่ึงเรียกว่า ใยแกว้ นาแสง โดยใช้ laser เป็นพาหนะนาข้อมูลจากต้นทางไปสู่ปลายทาง โดยผ่านใยแก้ว นอกจากนี้ ส่อื สารโดยใชด้ าวเทียม วทิ ยุ โทรทศั น์ โทรเลข โทรสาร และอน่ื ๆ อย่างมปี ระสิทธภิ าพ 6. ดา้ นการคมนาคมและการขนส่ง มีการพัฒนาด้านยานพาหนะและถนนหาทางอย่างมี ประสทิ ธิภาพ เช่น รถไฟฟา้ เครอื่ งบิน เรือเดินสมุทร มกี ารสรา้ งทางดว่ น 7. ดา้ นการแก้ปญั หาตา่ งๆ โดยกระบวนการวิทยาศาสตร์ หรือวธิ ีการแก้ปัญหาโดยวิธีการทาง วธิ ีวิทยาศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วยปัญหา การรวบรวมข้อมลู การวเิ คราะห์ข้อมูล และการสรุปผล ซ่ึงทาให้ มนุษยห์ าวิธกี ารแกป้ ญั หาทีด่ ีที่สุดได้ 8. ด้านเจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ ทาให้มนุษยเ์ ปน็ คนมเี หตุผล มีความอยากร้อู ยากเห็น มีความใจ กว้าง มีความเพยี รพยายาม มคี วามซื่อสตั ย์สุจริต 9. ความเข้าใจปญั หาสิง่ แวดล้อม ทาใหม้ นุษยร์ ้จู ักกระบวนการท่ีจะทาให้โลกเกิดความสมดุล ตามธรรมชาติ ทาให้มนุษยต์ ระหนักท่จี ะไมท่ าลายสิ่งแวดลอ้ มเหล่านี้ จิตวิทยาศาสตร์ (Scientific mind) หรอื เจตคตทิ างวิทยาศาสตร์ (Scientific attitude) จิตวิทยาศาสตร์ หมายถึง ลักษณะนิสัยของบุคคลท่ีเกิดขึ้นจ ากการศึกษาหาความรู้โดยใช้ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จิตวทิ ยาศาสตร์ประกอบดว้ ยลกั ษณะต่างๆ ได้แก่ ความสนใจใฝ่รู้ ความมุ่งมั่น อดทน รอบคอบ ความรับผดิ ชอบ ความซ่อื สตั ย์ ประหยัด การร่วมแสดงความคิดเห็นและยอมรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น ความมีเหตผุ ล การทางานรว่ มกับผู้อืน่ ได้อย่างสร้างสรรค์ เจตคติมาจากภาษาองั กฤษวา่ “Attitude” มีรากศัพท์มาจากภาษาลิตินว่า “Aptus” แปลว่า โน้มเอียง เหมาะสม เจตคติ หมายถึง ทา่ ที ความรสู้ ึกของคน ซ่ึงเป็นอานาจหรือแรงขบั อย่างหน่ึงทม่ี ีอยใู่ นจิตใจมนุษย์ และพร้อมที่จะกระทาอย่างใดอย่างหนง่ึ เช่น ชอบ ไม่ชอบ สนับสนนุ ตอ่ ตา้ น เปน็ ตน้ เจตคติจะเกิดขนึ้ ได้ จะตอ้ งมีองค์ประกอบ 3 ประการคือ 1. ความคดิ (Cognitive Component) เมื่อมีการปะทะต่อสิ่งต่างๆ หรือสถานการณ์ต่างๆ มนุษย์จะเกิดความคิดเหน็ ต่อส่ิงตา่ งๆ และเกดิ การรบั รู้ หลงั จากการรบั รู้ ทาให้มนุษย์เกิดแนวคิดว่า ส่ิงน้ัน หรือสถานการณ์น้นั ๆ ถกู ต้องหรือไม่ เหมาะสมหรอื ไม่ ดหี รือไม่ เปน็ ต้น

2. ความรูส้ กึ (Affective Component) เป็นลักษณะทางอารมณข์ องบุคคล ทม่ี ีผลสืบเนื่องจาก แนวความคดิ ต่อสิ่งต่างๆ ถ้าบุคคลมคี วามคิดท่ีดีต่อสิ่งใด ก็จะมีความรู้สึกท่ีดีต่อสิ่งน้ัน ชอบหรือไม่ชอบ ความรัก ความโกรธ ความเกลยี ด ความพอใจ ความไม่พอใจ เป็นตน้ 3. พฤตกิ รรม (Behavioral Component) เมอ่ื บคุ คลมคี วามคิด ความรู้สึกเกิดข้ึน ผลท่ีตามมา คอื การแสดงพฤตกิ รรมเพอ่ื ตอบสนองตอ่ สง่ิ นั้น เช่น แสดงออกในการยอมรับ ไม่ยอมรับ ปฏิเสธ หรือ สนับสนุน หรือคดั ค้าน คณุ สมบัตขิ องบคุ คลทม่ี เี จตคติทางวทิ ยาศาสตร์ เจตคติทางวิทยาศาสตรไ์ ม่เหมือนเจตคติของบคุ คลที่แสดงพฤติกรรมต่อสิ่งต่างๆ โดยท่ัวไป เจตคติ ทางวิทยาศาสตรเ์ ป็นประบวนการท่ีนกั วิทยาศาสตร์ได้กระทา เพื่อค้นหาความรู้ และให้ได้มาซึ่งความรู้ที่ ถูกตอ้ ง เป็นจริง และเปน็ ทยี่ อมรับ บุคคลที่มเี จตคตทิ างวทิ ยาศาสตรม์ สี มบัติ ดังนี้ 1. มีเหตผุ ล - ตอ้ งเป็นคนที่ยอมรับ และเชื่อในความสาคญั ของเหตผุ ล - ไม่เชื่อโชคลาง คาทานายหรือสิง่ ศักดิส์ ิทธ์ติ ่างๆ ท่ีไม่สามารถอธบิ ายด้วยวธิ ที าง วทิ ยาศาสตร์ - คน้ หาสาเหตขุ องปัญหา หรอื เหตุการณ์ และหาความสมั พันธ์ของสาเหตกุ บั ผลที่เกดิ ข้ึน - สนใจปรากฏการณ์ที่เกดิ ขนึ้ และเปน็ บคุ คลที่พยายามค้นหาคาตอบว่าปรากฏการณ์นัน้ เกดิ ขน้ึ ได้อยา่ งไร ทาไมจึงเกดิ เหตกุ ารณน์ ้ัน 2. เปน็ บคุ คลท่ีมีความอยากรู้อยากเหน็ - ตระหนักถงึ ความสาคัญของการแสวงหาความรใู้ นสถานการณใ์ หม่ๆ และแสวงหาขอ้ มูล เพิม่ เติมเสมอ - เป็นบุคคลที่ชอบซกั ถาม ค้นหาความรโู้ ดยวธิ กี ารต่างๆ อยู่เสมอ 3. เปน็ บคุ คลทใี่ จกวา้ ง - ยอมรบั การวพิ ากษ์วิจารณ์ - ยอมรับความคิดเหน็ ใหม่ๆ อย่เู สมอ - เต็มใจเผยแพร่ความรู้และความคิดให้แก่บคุ คลอ่นื - ตระหนกั และยอมรบั ข้อจากดั ของความรทู้ คี่ ้นพบในปัจจุบัน 4. เปน็ บคุ คลทม่ี คี วามซ่อื สตั ย์ และมใี จเป็นกลาง - มีความซือ่ ตรง อดทน ยตุ ธิ รรม - ไมย่ อมใหค้ วามชอบ ไม่ชอบส่วนตวั มามีอิทธพิ ลเหนอื สิ่งอื่นใด - สังเกตบนั ทกึ ผลต่างๆ โดยไม่มคี วามลาเอยี งหรอื มอี คติ 5. มคี วามเพยี รพยายาม - ทากจิ กรรมตา่ งๆ ท่ีได้รับมอบหมายใหเ้ สรจ็ สมบรู ณ์ - ไมท่ อ้ ถอย เมอ่ื ผลการทดลองลม้ เหลว หรอื มอี ุปสรรค - มคี วามต้งั ใจแน่วแนต่ ่อการค้นหาความรู้ 6. มคี วามละเอยี ดรอบคอบ - รูจ้ ักใชว้ ิจารญาณก่อนการตดั สินใจ - ไม่ยอมรับส่ิงใดทนั ที จนกว่าจะมกี ารพิสูจน์ทเี่ ช่ือถอื ได้ - หลกี เลยี่ งการตดั สินใจและการสรุปผลที่ยังไม่มีการวเิ คราะห์

หนว่ ยที่ 2 วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ จากการศกึ ษาการทางานของนกั วิทยาศาสตรจ์ ากอดตี จนถงึ ปัจจุบันพบว่า การทางานของนกั วทิ ยาศาสตร์ มีวิธีการทางานอย่างมีระบบมีข้ันตอนได้วิวัฒนาการสืบทอดต่อกันมา ตามลาดับจนได้ชือ่ วา่ เป็นวธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ซ่งึ วิธกี ารทางานดงั กล่าวเป็นองค์ประกอบที่สาคัญอย่าง หนงึ่ ทที่ าให้การศึกษาคน้ คว้าทางวทิ ยาศาสตรป์ ระสบผลสาเร็จ และเจริญก้าวหน้าอย่างรว ดเร็ว จนถึง ปัจจบุ นั นบี้ คุ คลตา่ งๆ ในสาขาอน่ื ๆ กไ็ ด้มองเหน็ ความสาคญั และประโยชน์จากวิธีการทางวิทยาศาสตร์ว่า สามารถนาไปใชก้ ับกระบวนการศึกษาค้นควา้ และรวบรวมความร้ทู กุ สาขาวิชา ดังน้ันวิธีการดังกล่าวจึงไม่ ควรเป็นวิธีการเฉพาะของนักวทิ ยาศาสตรเ์ ท่าน้ัน แต่ควรเป็นวิธีการแสวงหาความรู้ท่ัวๆ ไป ที่เรียกว่า “วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์” วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ 1. กระบวนการ (Process) ได้แก่ ขัน้ กาหนดปญั หา ขั้นต้ังสมมตุ ฐิ าน ข้ันเก็บรวบรวมข้อมูล (การ ตรวจสอบสมมุตฐิ านหรือการทดลอง) ข้นั วิเคราะห์ขอ้ มลู และขัน้ สรปุ ผล 2. ความรู้ (Knowledge) ไดแ้ ก่ ข้อเท็จจรงิ มโนมติ กฎ ทฤษฎี ส่ิงเหล่านี้เป็นผลลัพธ์จากการ กระทาของนกั วทิ ยาศาสตร์ วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ เป็นวธิ ีแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เป็นวิธีการแก้ปัญหาตาม ระเบยี บวธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์ เปน็ ระบบและมีลาดับข้นั ตอนแน่นอน ประกอบดว้ ย 5 ขัน้ ตอน คอื ภาพขน้ั ตอนของวธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์

วิธกี ารทางวทิ ยาศาสตร์ อาจแยกพิจารณาไดด้ งั นี้ แบบที่ 1 ระบุปญั หา ตัง้ สมมุตฐิ าน ทดลอง สรปุ ผล แบบที่ 2 ระบุปญั หา ตั้งสมมตุ ิฐาน ศึกษาค้นควา้ และรวบรวมขอ้ มูล สรปุ ผล แบบที่ 3 ระบุปัญหา ตั้งสมมตุ ิฐาน ศกึ ษาค้นควา้ และรวบรวมขอ้ มูล ทดลอง สรปุ ผล 1. ข้ันกาหนดปัญหา (State Problem) เป็นการกาหนดปัญหาโดยท่ัวไป นิยมใช้คาถาม What How Why ปญั หาเกดิ จากการสงั เกต การสังเกตเป็นคุณสมบัติของนักวิทยาศาสตร์ การสังเกต อาจจะเร่ิมจากสง่ิ แวดลอ้ มรอบตวั เรา อาจจะเปน็ ปรากฏการณธ์ รรมชาติ หรอื การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต เช่น การสังเกตของ อเลก็ ซานเดอร์เฟลมมงิ (Alexander Fleming) เกี่ยวกับการเจริญของเช้ือแบคทีเรีย ในจานเพาะเล้ียง พบว่าบางสว่ นปราศจากแบคทีเรยี แตก่ ลบั มีเชื้อราเพนนิซิเลียมเกิดแทน ซึ่งนาไปสู่การ ผลิตยาเพนนิซิลนิ จากการสกัดจากเชื้อราเพนนซิ ลิ เลียม การสังเกตจึงเป็นข้ันตอนทสี่ าคัญนาไปสขู่ อ้ เท็จจรงิ และทาให้เกิดการระบุปัญหา การสังเกตจึง สงั เกตอย่างรอบคอบ ละเอียดถ่ถี ว้ น ในการตง้ั ปญั หาที่ดี ควรอยูใ่ นลกั ษณะทีเ่ ป็นไปได้ ตรวจสอบหาคาตอบ ไดง้ ่าย 2. ข้นั ตั้งสมมตฐิ าน (Formulation of Hypothesis) คือการคาดคะเนคาตอบท่ีอาจเป็นไป ไดห้ รือคดิ หาคาตอบล่วงหน้าบนฐานข้อมูลที่ไดจ้ ากการสังเกตปรากฏการณ์ และการศึกษาเอกสารต่างๆ โดยคาตอบของปญั หาซึง่ คดิ ไวน้ ีอ้ าจถกู ตอ้ งแต่ยังไมเ่ ป็นทยี่ อมรบั จนกวา่ จะมกี ารทดลองเพ่ือตรวจสอบอย่าง รอบคอบเสียกอ่ น จึงจะทราบวา่ สมมตฐิ านทต่ี ั้งไวน้ ้ันถูกต้องหรือไม่ ดังน้ันควรต้ังสมมติฐานไว้หลายๆ ข้อ และทดลองเพ่ือตรวจสอบสมมติฐานไปพรอ้ มๆ กัน สมมตฐิ านท่ีดีควรมลี กั ษณะดงั น้ี 1. เปน็ สมมตฐิ านทีเ่ ขา้ ใจงา่ ย มักนิยมใชว้ ลี \"ถ้า…ดงั นนั้ \" 2. เปน็ สมมติฐานทแ่ี นะลู่ทางที่จะตรวจสอบได้ 3. เปน็ สมมติฐานท่ตี รวจได้โดยการทดลอง 4. เป็นสมมตฐิ านทีส่ อดคล้องและอยใู่ นขอบเขตข้อเท็จจรงิ ทไ่ี ดจ้ ากการสังเกตและสัมพนั ธ์กับ ปญั หาทีต่ งั้ ไว้ สมมติฐานท่ีเคยยอมรับอาจล้มเลิกได้ถ้ามีข้อมูลจากการทดลองใหม่ๆ มาลบล้าง แต่ก็มีบาง สมมติฐานทไ่ี มม่ ขี อ้ มลู จากการทดลองมาคัดค้านทาให้สมมติฐานเหล่าน้ันเป็นที่ยอมรับว่าถูกต้อง เช่น สมมติฐานของเมนเดลเก่ยี วกับหน่วยกรรมพันธ์ุ ซึง่ เปลี่ยนกฎการแยกตวั ของยีน หรือสมมติฐานของอโวกา โดรซง่ึ เปล่ียนเปน็ กฎของอโวกาโดร ตัวอย่าง \"ถา้ ราเพนนิซิลเลยี มยบั ย้งั การเจริญของแบคทีเรีย ดังน้ันแบคทีเรียจะไม่เจริญเม่ือมีราเพนนิซิล เลยี มขึน้ รวมอยดู่ ว้ ย\" \"ถา้ แสงแดดมีส่วนเกี่ยวข้องกบั การเจริญงอกงอมของต้นหญ้า ดังนั้นต้นหญ้าบริเวณท่ีไม่ได้รับ แสงแดดจะไมง่ อกงามหรือตายไป\" หรอื \"ถา้ แสงแดดมสี ว่ นเกีย่ วขอ้ งกบั การเจริญงอกงามของต้นหญ้า ดังน้ันต้นหญ้าบริเวณที่ได้รับ แสงแดดจะเจรญิ งอกงาม\" 3. ขั้นเกบ็ รวบรวมขอ้ มูล (หรือการทดลอง) (Data Collection) ในการตรวจสอบสมมติฐาน จะตอ้ งยดึ ขอ้ กาหนดสมมตฐิ านไวเ้ ป็นหลกั เสมอ เนอื่ งจากสมมติฐานท่ีดีได้แนะลู่ทางตรวจสอบและการ ออกแบบการตรวจสอบไวแ้ ลว้

วิธีการตรวจสอบสมมตฐิ าน ไดแ้ ก่ 3.1 การสงั เกต และการรวบรมข้อเท็จจรงิ ตา่ งๆ ท่เี กดิ จากประสบการณธ์ รรมชาติ 3.2 การทดลอง เปน็ กระบวนการปฏิบัติ หรอื หาคาตอบหรือตรวจสอบสมมติฐานที่ต้ังไว้โดยการ ทดลองเพื่อทาการค้นคว้าหาข้อมูลและตรวจ สอบดูว่าสมมติฐาน ข้อใด เป็น คาตอบที่ถูกต้องที่สุด ประกอบด้วยกจิ กรรม 3 กระบวนการ คอื 3.2.1 การออกแบบการทดลอง คือ การวางแผนการทดลองกอ่ นท่จี ะลงมือปฏิบัติ จรงิ โดยใหส้ อดคลอ้ งกบั สมมติฐานทต่ี ้งั ไว้เสมอ และควบคมุ ปัจจัยหรือตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อการทดลอง แบง่ ไดเ้ ป็น 3 ชนิด คือ - ตัวแปรอสิ ระหรอื ตวั แปรต้น (Independent Variable or Manipulated Variable) คอื ปัจจัยท่เี ป็นสาเหตทุ าใหเ้ กิดผลการทดลองหรือตวั แปรที่ตอ้ งศึกษาทาการตรวจสอบดูว่าเ ป็นสาเหตุท่ี กอ่ ให้เกิดผลเชน่ กนั - ตัวแปรตาม (Dependent Variable) คือ ผลที่เกิดจากการทดลอง ซ่ึงต้องใช้ วธิ ีการสังเกตหรือวัดผลด้วยวิธีการต่างๆ เพ่ือเก็บข้อมูลไว้ และจะเปล่ียนแปลงไปตามตัวแปรอิสระ - ตวั แปรทต่ี อ้ งควบคุม (Control Variable) คอื ปจั จัยอืน่ ๆ ท่นี อกเหนือจากตัวแปร ต้นทมี่ ีผลต่อการทดลอง และตอ้ งควบคุมให้เหมอื นกันทกุ ชดุ การทดลอง เพื่อป้องกนั ไม่ให้ผลการทดลองเกิด ความคลาดเคล่ือน ในการตรวจสอบสมมติฐาน นอกจากจะควบคุมปัจจัยที่มีผลต่อการทดลองจะต้องแบ่งชุดการ ทดลองออกเปน็ 2 ชุด ดังน้ี ชุดทดลอง หมายถงึ ชดุ ทเ่ี ราใช้ศกึ ษาผลของตวั แปรอสิ ระ ชุดควบคุม หมา ยถึง ชุดของกา รทดลองท่ีใช้เป็นมาตาฐานอ้างอิง เพ่ือ เปรยี บเทียบข้อมลู ท่ีไดจ้ ากการทดลอง ซ่ึงชุดควบคุมน้จี ะมีตัวแปรต่างๆ เหมือนชุดทดลองแต่จะแตกต่าง จากชุดทดลองเพียง 1 ตัวแปรเทา่ น้ัน คอื ตวั แปรท่ีเราจะตรวจสอบหรอื ตัวแปรอสิ ระ 3.2.2 การปฏิบตั ิการทดลอง ในกจิ กรรมนจี้ ะลงมือปฏิบัตกิ ารทดลองจริงโดยจะ ดาเนนิ การไปตามขน้ั ตอนที่ไดอ้ อกแบบไว้ และควรจะทดลองซา้ ๆ หลายๆ คร้ังเพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลเช่นนั้น จรงิ 3.3 การบันทกึ ผลการทดลอง หมายถงึ การจดบันทกึ ทไี่ ดจ้ ากการทดลองซ่ึงข้อมูลที่ได้น้ี สามารถรวบรวมไว้ใชส้ าหรับยืนยันวา่ สมมติฐานท่ตี ้งั ไว้ถูกตอ้ งหรือไม่ ในบางครงั้ ขอ้ มลู อาจไดม้ าจากการสรา้ งข้อเทจ็ จริง เอกสาร จากการสงั เกตปรากฏการณ์ หรือจาก การซักถามผรู้ อบรู้ แลว้ นาขอ้ มูลท่ีไดม้ านนั้ ไปแปรผลและลงข้อสรุปในต่อไป ดั้งนั้น การรวบรวมข้อมูลเป็น สงิ่ จาเป็นในวิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ ตัวอยา่ ง เมอ่ื คาดคะเนคาตอบวา่ \"แสงแดดทาให้ต้นหญ้าเจริญงอกงาม ดงั นนั้ ตน้ หญา้ ที่ถูกแสงแดดจะเจริญ งอกงาม ส่วนต้นหญ้าทไ่ี มถ่ กู แสงแดดจะไม่เจริญงอกงามหรือเฉาตายไป\" ดังน้ันในขั้นน้ีจะเป็นขั้นที่จะ ตรวจสอบว่า คาตอบทีเ่ ราคาดคะเนไว้นจ้ี ะถกู ต้องหรือไม่ โดยอาจออกแบบการทดลองได้ดงั น้ี นาต้นหญา้ (หรอื พชื ชนิดอ่ืนก็ไดเ้ ชน่ ถั่วเขยี วทีต่ ้องเหมือนกนั ทง้ั 2 กลุ่มชุดการทดลอง) ปลูกในทีมี แสงแดด ส่วนอีกหนึง่ กลุ่มปลูกใชส้ ังกะสีมาครอบไว้ไมใ่ ห้ได้รบั แสงแดด (จดั ชกุ ารทดลองและชุดควบคุมให้ เหมอื นกนั ทุกประการยกเว้นการได้รับแสงแดด กับไมไ่ ด้รับแสงแดด) ทาการควบคุมท้ังปริมาณน้าท่ีรดท้ัง 2 กลมุ่ น้เี ทา่ ๆ กัน ประมาณ 2 สัปดาห์ ทาการสงั เกตและบนั ทกึ ผล

* ตัวแปรตน้ หรือตวั แปรอิสระ คอื แสงแดด * ตวั แปรตาม คือ ตน้ หญ้าเจริญงอกงาม (หรอื การเจริญเติบโตของต้นหญา้ ) * ตวั แปรท่ีต้องควบคุม คอื ปรมิ าณนา้ , ชนิดของดิน, ปริมาณของดิน, ชนิดของกระถางที่ใช้ปลูก, ชนิดของต้นหญ้า นาขอ้ มูลที่ได้มาวเิ คราะหห์ าค่าเฉล่ยี ความสงู ของตน้ หญ้า หรือการนาจานวนใบของต้นหญ้า ซึ่งเรา พบวา่ ต้นหญ้าท่ีไดร้ บั แสงแดดจะเจรญิ เติบโตงอกงามดีส่วนต้นหญ้าที่ไม่ได้รับแสงแดดจะมีสีเหลืองหรือสี ขาวซีด และไม่งอกงาม จากน้ันก็สรปุ ผลการทดลอง การออกแบบการทดลอง 4. ขน้ั วิเคราะห์ข้อมูล (Analysis of Data) เป็นการนาข้อมูลจากการสังเกต การทดลอง มาทาการวิเคราะห์ผล อธบิ ายความหมายของข้อเท็จจริง แล้วนาไปเปรียบเทียบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ ว่าสอดคลอ้ งกบั สมมตฐิ านขอ้ ใด 5. ขัน้ สรุปผล (Conclusion of Result) การสรุปผล เป็นข้ันตอนท่ีนาเอาข้อมูลท่ีได้จาก ข้นั ตอนของการรวบรวมข้อมลู แล้วมาสรุป พิจารณาว่า ผลสรุปนั้นเหมือนกับสมมติฐานที่ตั้งไว้หรือไม่ ถา้ เหมอื นกบั สมมติฐานทตี่ งั้ ไว้ สมมติฐานจะกลายเป็นทฤษฎี (Theory) และทฤษฎีนั้นก็สามารถนาไป อธิบายข้อเท็จจรงิ หรือเหตุการณต์ ่างๆ ได้อยา่ งกว้างขวาง ตวั อย่าง สรปุ ผลไดว้ า่ แสงแดดมสี ่วนเกย่ี วขอ้ งกบั การเจริญงอกงามของต้นหญ้าและสามารถนาผลสรุป ในเร่อื งนไี้ ปใชใ้ นการปลกู พืช น่นั คือ เมอื่ จะปลกู พืชควรปลูกในบริเวณทแ่ี สงแดดส่องถึง จึงจะทาให้พืชเจริญ งอกงามดี

หนว่ ยท่ี 3 ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพ้ืนฐาน ทกั ษะและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เปน็ องคป์ ระกอบทีส่ าคญั อย่างหนง่ึ ในการเสาะแสวงหา ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ทักษะ หมายถงึ ความชานาญ กระบวนการ หมายถึง ลาดบั การกระทาซึ่งดาเนินต่อเน่อื งกนั ไป จนสาเร็จลงในระดบั หน่ึง ดังนั้น ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จงึ หมายถงึ ความชานาญเกีย่ วกับวิธีคิด และวิธีปฏิบัติ ทางวิทยาศาสตร์ เพอื่ ใหก้ ารกระทาดาเนินตอ่ เน่อื งกันไปจนไดค้ วามรอู้ อกมาในระดบั หนง่ึ ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ จะมีการพฒั นาตามลาดบั ขั้นตอน เร่ิมจากทักษะข้ันพ้ืนฐาน ไปสทู่ กั ษะขนั้ สงู ซ่ึงทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรม์ ี 13 ทักษะดงั ต่อไปนี้ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ แบ่งได้ 2 ระดบั 13 ทักษะ 1. ทักษะกระบวนการข้ันพน้ื ฐาน 1. การสังเกต 2. การวดั 3. การใช้ตวั เลข 4. การจาแนกประเภท 5. การหาความสมั พันธร์ ะหวา่ งสเปสกับสเปสและสเปสกบั เวลา 6. การจดั กระทาและสือ่ ความหมายขอ้ มูล 7. การลงความคิดเห็นจากข้อมูล 2. ทกั ษะกระบวนการข้ันผสมผสาน 1. การพยากรณ์ 2. การต้ังสมมติฐาน 3. การกาหนดนิยามเชิงปฏบิ ัติการ 4. การกาหนดและควบคุมตวั แปร 5. การออกแบบและดาเนนิ การทดลอง 6. การตีความหมายข้อมลู และการลงขอ้ สรปุ ในหน่วยที่ 3 น้ี ขอกลา่ วถึงทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน จานวน 7 ทักษะ ประกอบด้วย การสังเกต การวัด การใชต้ วั เลข การจาแนกประเภท การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปส กบั สเปสและสเปสกบั เวลา การจดั กระทาและสื่อความหมายข้อมูล และการลงความคิดเห็นจากข้อมูล ส่วนทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ ั้นผสมผสานจะกล่าวต่อไปในหนว่ ยที่ 4 1. ทักษะการสงั เกต (Observing) การสังเกต หมายถึง การใชป้ ระสาทสัมผสั อยา่ งใดอย่างหนงึ่ หรือประสาทสัมผสั ทง้ั 5 เข้าไปสารวจ วตั ถุหรอื ปรากฏการณต์ ่างๆ ในธรรมชาติ หรือจากการทดลอง โดยไม่ลงความคิดเห็นของผู้สังเกตลงไป ประสาทสัมผสั ไดแ้ ก่ หู ตา จมกู ลนิ้ ผวิ กาย

การมองเหน็ เป็นการสงั เกตที่ใช้ตาช่วยในการสงั เกตลกั ษณะและสมบตั ขิ องวตั ถุ เชน่ ขนาด รูปร่าง และสีของวัตถแุ ละสงั เกตว่าวตั ถุเหลา่ นัน้ อาจมปี ฏิสัมพันธ์กนั อย่างไร การได้ยิน เป็นการสงั เกตที่ใชห้ ูช่วยในการสงั เกตลกั ษณะและสมบัติของวัตถุ เช่น ความดัง ระดับ เสยี ง และจงั หวะของเสียง การสัมผัส เป็นการสังเกตทใี่ ชผ้ วิ กายชว่ ยในการสงั เกตถึงความหมาย หรือความละเอียดของเน้ือ วตั ถถุ งึ ขนาดและรูปร่างของวัตถอุ ีกด้วย การชมิ เปน็ การสงั เกตท่ใี ชล้ ้นิ ช่วยในการสงั เกตสมบตั ขิ องสิ่งน้ันว่ารสขม เค็ม เปร้ียว และหวาน เป็นอย่างไร การได้กลน่ิ เป็นการสงั เกตทใ่ี ช้จมูกช่วยในการสงั เกตความสมั พนั ธ์ของวัตถุกับกลิ่นที่ได้พบน้ัน แต่ เนอื่ งจากการบรรยายเกย่ี วกบั กลนิ่ เป็นเรอ่ื งยาก จึงมกั บอกในลกั ษณะทแี่ สดงความสัมพันธ์ของกลิ่นท่ีได้รับ นั้นกับกลนิ่ ของวตั ถุที่คุน้ เคย เชน่ กลนิ่ กล้วยหอม กลิน่ มะนาว กลิ่นชา และกล่นิ กาแฟ เป็นต้น การศกึ ษาค้นควา้ ต่างๆ ทางวทิ ยาศาสตร์เกอื บทง้ั หมด มีรากฐานมาจากการสังเกต ความเป็นคน ชา่ งสงั เกต มลี กั ษณะนิสยั ทีท่ ุกคนฝกึ ได้ ไม่ใชเ่ กิดขน้ึ เฉพาะนักวิทยาศาสตร์ วัตถปุ ระสงค์ของการสงั เกต 1. เพอื่ ตรวจสอบลกั ษณะต่างๆ ของวัตถุ ทั้งปรมิ าณและคุณภาพ โดยเลือกใช้ประสาทสัมผัสให้ ถูกต้องและเหมาะสม 2. เพ่ือสงั เกตการเปลี่ยนแปลงของวัตถุ หรอื สถานการณต์ ่างๆ 3. เพ่อื เปรียบเทยี บลักษณะตา่ งๆ ของวัตถุ หรอื สถานการณ์ประเภทเดยี วกนั แต่ตา่ งชนิดกัน ข้อมลู ที่ได้จากการสงั เกตมี 2 ประเภทคือ 1. ข้อมลู เชงิ คุณภาพ เป็นขอ้ มูลทีไ่ ด้จากการสังเกตลักษณะทั่วไปของส่ิงต่างๆ เช่น สี กลิ่น รส รูปรา่ ง 2. ขอ้ มลู เชิงปรมิ าณ เป็นข้อมูลทไ่ี ด้จากการสังเกต ขนาด ความยาว ความสงู นา้ หนัก ฯลฯ ขน้ั ตอนการสังเกต มดี ังตอ่ ไปนี้ 1. การรบั รู้ในสงิ่ ท่จี ะสังเกต 2. การร้จู กั ครา่ วๆ ในส่ิงที่สังเกต 3. การบรรยายในส่ิงที่สังเกตได้ ตารางแสดงข้อมลู ในการสงั เกต ใชป้ ระสาทสัมผัส ข้อมูลเชิงคณุ ภาพ ขอ้ มลู เชงิ ปริมาณ ตา รูปรา่ งเปน็ แทง่ สีเ่ หลีย่ มผนื ผ้าสีเทา กว้างประมาณ 2 เซนติเมตร จมกู มกี ล่นิ ยาง ยาวประมาณ 4.5 เซนตเิ มตร ลนิ้ มรี สฝาด หนาประมาณ 0.7 เซนติเมตร หนักประมาณ 2 กรัม กายสมั ผสั ผวิ เรียบ, น่ิม หู เมอื่ ตกกระทบพืน้ มีเสยี งดัง

การบนั ทกึ ผลการสงั เกต การบนั ทกึ ผลเป็นส่วนหนงึ่ ของกิจกรรมการสังเกต เพื่อจะได้เก็บไว้เป็นหลักฐาน สาหรับกล่าว อา้ งองิ หรอื ยนื ยนั ตอ่ ไป ในการสังเกตของบางคน มักจะจาเอาไว้แล้วบันทึกภายหลัง การทาเชน่ น้ีเป็นผลเสีย มากกว่าผลดี เพราะอาจจะทาให้ลืมรายละเอียดบางอย่าง และอาจทาให้เกิดความผิดพลาดได้ง่าย นอกจากนีเ้ วลาทดลองซ้า หรอื สังเกตซ้าในครั้งตอ่ ไป กไ็ มม่ อี ะไรเป็นหลักฐานสาหรับเปรียบเทียบความถูก ผดิ จะหาค่าเฉลีย่ ของตวั เลขก็ทาไม่ได้ ฉะนัน้ ควรบันทกึ ขอ้ มูลไปพร้อมๆ กับการสังเกต และบันทึกข้อมูล ตอ้ งบันทกึ ตามความเปน็ จรงิ ในการสงั เกตนั้น ไมล่ งความคดิ เห็นของผสู้ ังเกตลงไป วิธีการตรวจสอบว่า การบันทึกผลใส่ความ คดิ เหน็ กโ็ ดยตั้งคาถามวา่ หลักฐานท่ีบันทกึ ลงไปน้ไี ด้มาจากประสาทสัมผัสส่วนใด ถ้าตอบว่าใช้ประสาท ส่วนใดสังเกต ก็ถือวา่ เปน็ การสงั เกต แต่ถ้าตอบไม่ไดถ้ อื เปน็ การลงความคดิ เห็นลงไป เช่น ผลการสงั เกต 1. ขนมปงั แขง็ 2. ขนมปงั กล่นิ หอม 3. ขนมปงั เป็นส่เี หลยี่ มผืนผ้า การลงความคิดเห็นของผูท้ ่ีสังเกต 1. ขนมปงั ทามาจากแป้งขา้ วโพด 2. ขนมปังกล่ินหืนเพราะทิ้งไว้นาน การสังเกตเชงิ คณุ ภาพ 1. ขนมปังสีเหลอื ง 2. ขนมปังมีเกลด็ สีขาวเลก็ ๆ ขา้ งบน การสังเกตเชงิ ปรมิ าณ 1. ขนมปังยาวประมาณ 6 cm. กว้างประมาณ 2 cm. 2. ขนมปงั หนกั ประมาณ 20 g. ข้อควรคานงึ ในการสังเกต 1. ใชป้ ระสาทสัมผสั ใหม้ ากท่สี ุด 2. ในการสงั เกตควรมีท้งั เชิงคณุ ภาพและเชงิ ปริมาณ 3. ในการสังเกตตอ้ งไมล่ งความคิดเห็นลงไป 4. ในการใชล้ ้นิ สัมผัสต้องแนใ่ จว่าจะไม่เกดิ อันตราย พฤติกรรมท่ีแสดงว่าเกดิ ทักษะการสังเกต จะต้องมคี วามสามารถดงั ตอ่ ไปนี้ 1. ชี้บ่งและบรรยายสมบตั ิของวัตถุได้ โดยการใช้ประสาทสัมผสั อยา่ งใดอยา่ งหนง่ึ หรือหลายอยา่ ง 2. บรรยายการเปลยี่ นแปลงของสิง่ ทสี่ ังเกตได้ เช่น ลักษณะของสถานการณ์ท่ีทาได้ เกิดการ เปลย่ี นแปลง ลาดับขั้นตอนของการเปล่ยี นแปลง 2. ทักษะการวัด (Measuring) ทักษะการวดั หมายถึง ความสามารถในการเลอื กใชเ้ ครื่องมอื อยา่ งเหมาะสม และใช้เคร่ืองมือนั้น หาปรมิ าณของสิง่ ตา่ งๆ ออกมาเป็นตัวเลขโดยมีหนว่ ยกากบั ตลอดจนสามารถอ่านค่าท่ีวัดได้ถูกต้อง และ ใกลเ้ คียงกับความเป็นจรงิ มากที่สดุ

จาเปน็ ตอ้ งมีการวดั เพราะประสาทสัมผัสทางกายเพียงอย่างเดียว เพ่ือที่จะหาข้อมูล เราก็ไม่ สามารถจะใชไ้ ด้ เช่น ความเรว็ ลม แรงเคลื่อนไฟฟ้า ปริมาณกัมมันตรังสี เป็นต้น หรือบางคร้ังประสาท สัมผัสทางกายกเ็ ช่อื ถอื ไมไ่ ดเ้ สมอไป จงึ จาเปน็ ต้องใช้เคร่อื งมือช่วยเพ่ือให้ได้ข้อมูลใกล้เคียงความเป็นจริง มขี อ้ ผิดพลาดน้อยที่สุด เช่น ใหจ้ ุม่ มอื ซ้ายลงในขนั ใบท่ี 1 ซึง่ ใส่นา้ ผสมนา้ แขง็ จ่มุ มือขวาลงในขนั ใบท่ี 2 ซ่งึ ใส่น้าอนุ่ แล้วแช่ทง้ิ ไวป้ ระมาณ 30 วนิ าที แลว้ ยกมือทง้ั สองจุ่มลงในขันใบท่ี 3 ซึ่งใส่น้าท่ีอุณหภูมิห้องจะ รู้สึกว่า มือซา้ ย จะรสู้ กึ ร้อน มอื ขวา จะรูส้ กึ เย็น กระบวนการวัด ต้องประกอบดว้ ย 1. เครือ่ งมือสาหรบั การวดั เชน่ ตาชงั่ ไมเ้ มตร นาฬิกา 2. แสดงค่าตัวเลข และมีหน่วยกากับ เช่น 12 เมตร 5 นาที 3. ความเหมาะสมในการเลือกเครือ่ งมือวัด ส่งิ จาเปน็ ท่คี วรทราบในการวัด ได้แก่ 1. วดั ออกมาเป็นกลุ่มหรอื ประเภท (Nominal scale) เปน็ การวดั ง่ายทส่ี ดุ โดยวัดออกมาเป็นกลุ่ม หมู่ พวก หรือประเภท 2. วดั ออกมาเปน็ ลาดับ (Ordinal scale) การวัดแบบน้ี จะตอ้ งมเี กณฑอ์ ยู่ในใจว่า จะวัดอะไร ในแง่ ไหน เป็นการเปรยี บเทียบความสาคญั หรอื การเรยี งลาดบั อย่างมีความหมาย เช่น เงินนาไฟฟ้าได้ดีเป็น อนั ดบั 1 ทองแดงนาไฟฟ้าไดด้ เี ปน็ อันดับ 2 3. วัดออกมาเป็นเลขจานวนศนู ยแ์ ท้ (Ratio scale) ไดแ้ ก่ การวัดนา้ หนกั ความยาว ความสูง และ ปริมาตร 4. วดั ออกมาเปน็ เลขจานวนศนู ยส์ มมติ (Interval scale) หมายถึง ศูนย์ที่สมมติข้ึนไม่ใช่ศูนย์แห่ง ความวา่ งเปลา่ เช่น นายแดงสอบได้คะแนน 0 ไม่ได้หมายความว่านายแดงไมม่ ีความรู้เลย แต่เป็นการออก ขอ้ สอบแบบสุม่ เนือ้ หามาออกข้อสอบ ในการวดั ปริมาณใดๆ ต้องใชเ้ ครอ่ื งมือวัด การเลอื กและการใช้เคร่ืองมือวัดท่ีเหมาะสมจะทาให้ได้ ขอ้ มลู ท่ถี ูกตอ้ ง ดงั นัน้ ในการท่ีจะทาการวัดปรมิ าณใดๆ ผทู้ าการวัดจะตอ้ งสามารถใช้เครือ่ งมือวัดเพ่ือให้เกิด ความคลาดเคลื่อนน้อยท่ีสดุ โดย 1. เลือกใชเ้ ครื่องมอื ได้เหมาะสมกับปริมาณท่ีต้องการวัด เช่น ต้องการวัดความกว้างของห้อง ก็เลือกใชต้ ลบั เมตรแทนทจ่ี ะเลอื กใชไ้ ม้บรรทัด เปน็ ตน้ 2. ใช้เครือ่ งมือไดถ้ ูกต้อง รูว้ ิธกี ารใช้เครอ่ื งมอื และข้อจากดั ของเครื่องมอื ที่ใช้ 3. อ่านค่าทว่ี ดั ไดจ้ ากเครือ่ งมอื พรอ้ มทั้งระบหุ นว่ ยไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง ในการอา่ นค่าจากหน้าปัท ม์ของ เครื่องมอื วดั ใด ๆ ควรจะตอ้ งศกึ ษาก่อนวา่ ค่าที่อา่ นได้มหี นว่ ยเปน็ อะไร ต้องเร่ิมอ่านอย่างไร และเข็ มของ เคร่ืองมือวดั เร่มิ ตน้ ที่ขดี ศนู ยห์ รือไม่ เพอ่ื ใหค้ า่ ทอี่ ่านออกถูกต้องมากท่ีสุด ในการอ่านค่าท่ีได้จากเคร่ืองมือ วดั สายตาของผูอ้ ่านจะตอ้ งอยใู่ นระดบั เดียวกันกบั เข็มทช่ี ้สี เกล หรือตาแหน่งของวัตถุที่อยู่ตรงสเกลของ เครื่องมอื วัด 4. สามารถคดิ วธิ ีการทีจ่ ะหาค่าปริมาณต่างๆ ในกรณที ี่วัตถุไม่สามารถใช้เครื่องวัดหาปริมาณได้ เนื่องจากข้อจากัดของเครอ่ื งมือหรอื รปู ร่างของวัตถุ เช่น การหาปริมาตรของวัตถุท่ีมีรูปร่างไม่เป็นทรง เรขาคณติ อาจจะหาปรมิ าตรโดยการแทนทีน่ า้

5. ทาการวดั ซา้ หลายๆ ครัง้ ดว้ ยเคร่อื งมือชนิดเดียวกัน ถ้าค่าที่วัดได้ในแต่ละคร้ังแตกต่างกันไป แสดงวา่ มีความคลาดเคล่ือนเกิดข้ึน เรียกว่า ความคลาดเคล่ือนแบบสุ่ม ซ่ึงอาจมากกว่าค่าจริงบ้าง น้อยกวา่ ค่าจริงบา้ ง และเมื่อวดั หลายๆ ครง้ั แลว้ รวมหาคา่ เฉล่ีย ผลรวมของความคลาดเคลื่อนแบบสุ่มจะ หกั ล้างกันเปน็ ศูนย์ การทาการวัดหลายๆ คร้ังและนาค่าเฉลี่ยไปใช้จึงเป็นการแก้ความคลาดเคล่ือนอีกวิธี หนงึ่ การวัดสงิ่ ใดสง่ิ หนึ่งมคี วามคลาดเคลื่อนเกิดขน้ึ ได้เสมอ ความคลาดเคล่ือนที่เกิดขึ้นจ ากการวัดมี 2 แบบ ได้แก่ ความคลาดเคล่ือนโดยบงั เอิญ ที่เกิดข้ึนจากการอ่านค่าท่ีวัดได้ผิดพลาด หรืออ่านค่าที่ได้ ถูกต้องแต่บันทึกผิดพลาด กบั ความคลาดเคล่อื นเป็นระบบ ท่ีเกดิ ข้ึนจากการใช้วิธีการวัดโดยไม่ถูกต้องใน การเก็บรวบรวมข้อมูล เราสามารถแก้ไขความคลาดเคล่อื นทเี่ กดิ ขน้ึ มีสาเหตุ ดงั น้ี 1. จากเคร่ืองมือทีใ่ ช้วัด เชน่ เครือ่ งมอื มีความละเอยี ดพอทจี่ ะวดั กับส่งิ ท่เี ราจะวัดได้หรือไม่ 2. จากสภาพแวดล้อม ทาให้เกิดความไม่แน่นอน เช่น การวัดความยาวของไส้เดือน ความสูงของ ตน้ ไม้ยนื ต้น 3. จากความสามารถของผู้วัด ผู้วดั จะต้องมคี วามชานาญในการวัดสิง่ ของนัน้ รูปแบบของการวดั กระทาได้ 3 วิธีคอื 1. การนับจานวน (Counting measurement) เปน็ การวัดจานวนของส่ิงตา่ ง ๆ ซึง่ จะนับออกมา เป็นจานวนเต็ม จะมีเศษไม่ได้ เป็นการวัดทงี่ า่ ยท่ีสุด ถา้ นบั โดยใช้เครือ่ งมือสาหรบั นับ กจ็ ัดเป็นทักษะการวัด แต่ถ้านับโดยการมองดดู ้วยตา หรือนับด้วยมือแลว้ บอกจานวนท้ังหมดออกมา ก็ถือวา่ เป็นทักษะการสงั เกต 2. การวัดโดยตรง (Direct measurement) เป็นการวัดท่ีใช้เคร่ืองมือวัดหาปริมาณ อ่านค่า ออกมาได้โดยตรง เช่น วัดความยาวของหอ้ ง วัดอณุ หภูมิของรา่ งกายโดยใช้เทอรโ์ มมิเตอร์ เป็นต้น 3. การวดั ทางอ้อม (Indirect measurement) เป็นการวดั โดยใชเ้ ครอ่ื งมือวดั แล้วต้องนาผลที่ได้ ทาการคานวณตอ่ ไป จึงจะทราบปริมาณจานวนทแ่ี น่นอน เชน่ การวดั พน้ื ที่ของห้องเรียน หาปริมาตรของ วตั ถุเรขาคณิต การวดั ทางอ้อม แบง่ ไดเ้ ป็น 2 ประเภท 3.1 การวัดโดยใช้เครื่องมืออยา่ งใดอย่างหน่ึงวดั แลว้ มีการคานวณโดยใชส้ ตู รอีกชน้ั หน่ึง จงึ จะไดค้ ่าท่ีต้องการทราบ ท้ังน้เี น่ืองจากไม่มีเคร่อื งมือวดั โยตรง เช่น การหาพื้นท่หี อ้ ง ตอ้ งวัดความกวา้ ง และความยาวแลว้ นามาคณู กนั จึงจะไดป้ ริมาณพ้นื ที่ 3.2 การวดั ท่ีมขี นาดใหญห่ รือเลก็ มาก หรอื อยู่ไกลมากจนไม่สามารถวัดได้โดยตรง เช่น ขนาดของดวงอาทิตย์ ดวงจนั ทร์ และอะตอม หรือระยะทางจากโลกถงึ ดวงอาทิตย์ เส้นรอบโลกการวัดส่ิง เหลา่ นีโ้ ดยใช้การเปรียบเทียบกบั สิ่งทที่ ราบค่าแลว้ หนว่ ยการวดั การบอกปรมิ าณทไี่ ดจ้ ากการวัดทกุ คร้งั ตอ้ งมีหนว่ ยกากับ ระบบหนว่ ยทีใ่ ช้มีหลายระบบ แต่ที่ตก ลงใช้กนั เป็นสากล คอื ระบบเอสไอ (SI Unit = International System of Unit) ปรมิ าณกายภาพ หน่วย สญั ลักษณ์ ความยาว เมตร m มวล กิโลกรัม Kg เวลา วินาที S กระแสไฟฟ้า แอมแปร์ A อณุ หภูมิ เคลวิน K

ปรมิ าณกายภาพ หนว่ ย สญั ลกั ษณ์ ความเข้มของแสงสวา่ ง แคนเดลา Cd ปรมิ าณของสาร โมล mol คา่ อปุ สรรค (Prefixes) เป็นตัวอักษรที่ใช้เขียนแทนตัวเลขท่ีมีค่ามากๆ หรือค่าน้อย ๆ เช่น 0.000005 = 5 x 10-6 สามารถเขยี นแทนด้วยค่าอุปสรรค 5 , 10-6 เรียกว่า ตัวพหคุ ูณ ตวั พหุคณู คาอุปสรรคทีใ่ ชแ้ ทนตัวพหุคูณ ชื่อ สญั ลกั ษณ์ 1012 109 Tera T 106 Giga G 103 Mega M 102 Kilo K 10 10-1 Hecto h 10-2 Deca da 10-3 Deci d 10-6 Centi c 10-9 milli m 10-12 Micro  10-15 Nano n 10-16 Pico p Femto f Atto a หน่วยอนุพนั ธ์ เป็นหน่วยที่เกดิ จากการนาหนว่ ยพนื้ ฐานหลายๆ หนว่ ยมาสัมพันธ์กัน เช่น หน่วย ความเรว็ เปน็ เมตร/วนิ าที การเขียนสัญลักษณข์ องหนว่ ยต่างๆ มีหลกั เกณฑ์ดงั นี้ 1. เขียนสัญลกั ษณข์ องคาอปุ สรรคติดกบั สัญลักษณข์ องหนว่ ยโดยไมม่ ีช่องว่าง เช่น cm nm.Kw. 2. ไม่นยิ มเขยี นมหัพภาคหลังสัญลักษณ์ของหน่วยท้ายสุด สาหรับหน่วยอนุพันธ์น้ันให้ใช้จุด มหพั ภาคคน่ั ระหวา่ งหน่วย เชน่ mol.l-1 , m.s-1 3. สาหรับหนว่ ยซงึ่ เปน็ ตัวหาร อาจใช้ขีดเส้นเอนคั่น หรือยกกาลังลบก็ได้ เช่น mol/l หรือ mol.l-1 , m/s หรือ ms-1 4. การเขียนชอ่ื หน่วยโดยไมใ่ ช่สญั ลักษณใ์ ห้เขียนช่ือเตม็ เช่น g/cm3 เขียนเป็น กรัม/ลูกบาศก์ เซนติเมตร

หลกั ในการบวก และลบปรมิ าณทไ่ี ดจ้ ากการวัด ในการบวกและลบปรมิ าณท่ีได้จากการวดั ผลลัพธ์ที่ได้จะมีความละเอียดของปริมาณที่มีความ ละเอียดน้อยทส่ี ุด เช่น 7.4 cm + 11.19 cm = 18.6 ไม่ใช่ 18.59 cm หลกั ในการคูณและหารปรมิ าณทไ่ี ดจ้ ากการวัด การคูณและหารปริมาณที่ได้จากการวัด ผลลัพธ์ที่ได้จะมีเลขนั ยสาคัญ เท่ากับจานวนเลข นัยสาคญั ของปรมิ าณทีม่ ีเลขนยั สาคัญน้อยทส่ี ดุ เช่น 7.4 cm x 11.19 cm เท่ากับ 83 cm2 ไมใ่ ช่ 82.806 cm2 เพราะ 7.4 มีเลขนัยสาคัญ 2 ตัว ความคลาดเคล่อื นจากการวัด มี 2 แบบ 1. ความคลาดเคล่ือนโดยบังเอญิ เกิดจากการอ่านค่าทวี่ ัดได้ผดิ พลาด หรืออ่านได้ถูกต้องแต่เวลา ทบ่ี นั ทกึ ผล บนั ทกึ ผิดพลาด 2. ความคลาดเคลื่อนเปน็ ระบบ ซ่งึ เกิดข้ึนจากทใี่ ช้วธิ วี ดั ไมถ่ กู ต้องในการเก็บรวบรวมขอ้ มูล ในการลดความคลาดเคล่อื น จะต้องทาการวดั หลายครั้งๆ แล้วใช้คา่ เฉล่ยี พฤติกรรมท่แี สดงว่าเกดิ ทักษะการวัด 1. เลือกเคร่ืองมือได้เหมาะสมกบั ส่ิงทีจ่ ะวดั 2. บอกเหตผุ ลในการเลือกเครื่องมอื วัดได้ 3. บอกวิธวี ัดและวิธีใชเ้ ครอ่ื งมอื ได้ถูกตอ้ ง 4. ทาการวัด ความกวา้ ง ความยาว ความสงู ปริมาตร น้าหนกั และอน่ื ๆ ได้ถูกต้อง 5. ระบุหนว่ ยของตวั เลขที่ได้จากการวัดได้ 3. ทักษะการใช้ตวั เลข (Using numbers) การใช้ตวั เลข หมายถงึ การนาค่าท่ีได้จากการวัด การนับ มาจัดกระทาให้เกิดค่าใหม่ โดยใช้ ความสัมพนั ธ์เชิงปรมิ าณของสง่ิ ต่างๆ มาบวก ลบ คณู หาร หรอื ทกั ษะการใช้ตัวเลข คือ การนาจานวนท่ีได้จากการสงั เกต การวดั การทดลอง และจากแหล่งอื่นๆ มาจดั กระทาให้เกิดคา่ ใหม่ เช่น การบวก ลบ คูณ หาร การหาค่าเฉล่ยี การยกกาลงั การถอดกรณฑ์ เป็นต้น ใชใ้ นการสรปุ ผลการทดลอง การอธบิ ายและทดสอบสมมติฐาน ค่าใหม่ท่ีได้จากการคานวณจะทาให้สื่อ ความหมายชัดเจน และเหมาะสมย่ิงข้นึ การคานวณมปี ระโยชน์ เพราะเป็นการนาคา่ ใหมท่ ไ่ี ดน้ นั้ มาสอ่ื ความหมายให้ชดั เจน และเหมาะสม ตวั อยา่ งทกั ษะในการคานวณ 1. สาร C มีมวล 60 g ปริมาตร 40 cm3 มคี วามหนาแน่นเท่าไร ความหนาแน่นของสาร C = 60/40 = 1.5 g/cm3 2. แท่งวัตถุรปู ลกู บาศก์ ยาวด้านละ 10 cm3 ช่ังได้ 7,000 g จงหา ก. ความหนาแนน่ ของวตั ถุ ข. ถ้าวางวัตถุในภาชนะทีใ่ สน่ า้ เตม็ จะมนี า้ ลน้ ออกมาปริมาณเท่าไร ก. ปริมาตรของวัตถุ = 10 x 10 x 10 = 1,000 cm3 เพราะฉะนน้ั ความหนาแนน่ = 7,000/1,000 g/cm3 ข. ความหนาแน่นของนา้ 1 g/cm3

ดงั นั้น ปริมาตรนา้ ทีล่ น้ ออกมา = ปรมิ าตรส่วนจมของวัตถุ พฤตกิ รรมทแี่ สดงว่า เกิดทกั ษะการใชต้ วั เลข จะต้องมีความสามารถดงั นี้ 1. นับจานวนสง่ิ ของได้ถูกต้อง 2. ใช้ตวั เลขแสดงจานวนทน่ี บั ได้ 3. บอกวธิ คี านวณได้ 4. คดิ คานวณได้ถูกต้อง 5. แสดงวธิ ีคดิ คานวณได้ 4. ทกั ษะการจาแนกประเภท (Classifying) การจาแนก หมายถึง การจาแนกสิง่ ของหรอื เหตุการณอ์ อกเป็นประเภทต่างๆ โดยพิจารณาจาก ลกั ษณะท่เี หมือนกนั สัมพนั ธก์ ัน หรือแตกต่างกนั กับสิง่ ของหรือเหตุการณ์ หรือปรากฏการณ์ ทักษะการจาแนกประเภท หมายถงึ ความสามารถในการจัดกลุ่มสิ่งต่างๆ โดยใช้เกณฑ์ เช่น ความเหมือน ความแตกต่าง ความสมั พันธ์ เปน็ ต้น นักธรณวี ิทยา ใชเ้ กณฑ์ ลกั ษณะการเกิด เป็นเกณฑ์ในการจาแนกหิน เช่น หินชั้น หินอัคนี หินแปร นักเคมี ใชเ้ กณฑ์ ลกั ษณะของเน้อื สาร เป็นเกณฑใ์ นการจาแนกเป็นสารเนื้อเดียว และสารเนื้อ ผสม นกั ชวี วทิ ยา ใชเ้ กณฑ์ กระดูกสนั หลัง เปน็ เกณฑแ์ บ่งเป็นสัตว์ มีกระดูกสันหลังและไม่มีกระดูก สันหลงั การจาแนกประเภทและการเรยี งลาดบั ขึน้ อยกู่ บั เกณฑท์ ตี่ ้ังขน้ึ การตัง้ เกณฑข์ ้ึนอยู่กับวัตถุประสงค์ ในการจาแนกประเภท ดงั นัน้ ส่ิงของกลมุ่ เดียวกันอาจจาแนกประเภทไดห้ ลายวธิ ี เช่น การจาแนกประเภท ของนักศึกษาในกลมุ่ เรยี นอาจจะใช้ เพศเป็นเกณฑ์ ใช้โปรแกรมวิชาเป็นเกณฑ์ เป็นต้น ซึ่งเมื่อเกณฑ์ เปลย่ี นไป จานวนกลุ่มท่ีถกู จาแนกออกกจ็ ะเปล่ยี นไปดว้ ย นอกจากน้ีกลุ่มย่อยที่ได้จาแนกแล้วยังสา มารถ จาแนกประเภทต่อไปได้อกี หลายๆ ข้ัน วธิ จี าแนกวัตถุหรอื ส่งิ ใดสงิ่ หนึ่ง ออกเป็นหมวดหมู่ เริ่มตน้ ดว้ ยต้ังเกณฑอ์ ยา่ งหน่ึงขึ้น แล้วใช้เกณฑ์ นัน้ แบง่ วตั ถุออกเป็นกลุ่มย่อยๆ โดยท่ัวไปมักแบ่งวตั ถุเหล่าน้นั เป็นสองกลุ่มก่อนแล้วค่อยๆ เลือกเกณฑ์อ่ืน แบง่ กล่มุ ยอ่ ยสองกลมุ่ นนั้ ออกเป็นกลุม่ ย่อยๆ ต่อไป เช่น กาหนดสัตว์ ต่อไปนี้ กา ไก่ เปด็ หา่ น กบ อ่งึ อา่ ง หมู ช้าง มา้ วัว ควาย สุนขั ก) ใช้เกณฑ์ การเลี้ยงลูกอ่อนดว้ ยน้านม เป็นเกณฑแ์ บ่งได้ 2 พวก 1. พวกเลี้ยงลูกด้วยนม ไดแ้ ก่ ชา้ ง หมู มา้ ววั ควาย สุนัข 2. พวกไมไ่ ด้เลยี้ งลกู ด้วยนม ไดแ้ ก่ กา ไก่ เป็ด หา่ น งู กบ อึง่ อ่าง พวกทไ่ี มไ่ ด้เลี้ยงลูกด้วยนม ยงั ใชเ้ กณฑท์ อี่ ยู่อาศัย แบง่ เป็น 1. สตั ว์บก ได้แก่ กา ไก่ เป็ด หา่ น งู 2. สตั วค์ รง่ึ บกครึง่ น้า ไดแ้ ก่ กบ อ่ึงอ่าง ในการแบ่งโดยใชเ้ กณฑน์ ้ันในบางคร้ังใช้เกณฑ์หน่ึงจะอยู่ในกลุ่มเดียวกัน ถ้าใช้อีกเกณฑ์หนึ่ง อาจจะอยูค่ นละกลุม่ กไ็ ด้ พฤติกรรมทีแ่ สดงว่าเกิดทักษะการจาแนกประเภท จะตอ้ งมคี วามสามารถดังตอ่ ไปนี้ 1. เรียงลาดับหรือแบง่ พวกสงิ่ ต่างๆ จากเกณฑ์ท่ผี อู้ ืน่ กาหนดให้ได้

2. เรยี งลาดบั หรอื แบ่งพวกสง่ิ ต่างๆ โดยใชเ้ กณฑ์ของตนเองได้ 3. บอกเกณฑ์ท่ผี ้อู ื่นใชเ้ รียงลาดบั หรือแบง่ พวกได้ 5.ทกั ษะการหาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสเปสกับสเปส และสเปสกับเวลา (Space/Space relationship and Space/time relationship) สเปสของวัตถุ หมายถึง ทว่ี ่างท่วี ตั ถุนนั้ ครอบครองอยู่ ซง่ึ มีรปู รา่ งลักษณะ เชน่ เดียวกันกับวัตถนุ ้นั สเปสของวตั ถุจะมี 3 มติ ิ คือ ความกวา้ ง ความยาว และความสูง ทักษะการใช้ความสมั พันธร์ ะหวา่ งสเปสกบั สเปสและสเปสกบั เวลา หมายถึง ความชานาญในการ สังเกตรูปรา่ งของวัตถุ โดยการเปรยี บเทียบกับตาแหน่งของผสู้ งั เกตกบั การมองในทิศทางต่างๆ กัน โดยการ เคล่ือนท่ี การผา่ การหมุน การตดั วัตถุ ผลทเี่ กิดขนึ้ จากการเปล่ียนแปลงได้ สงั เกตการเคล่ือนไหวของวัตถุ โดยสามารถนกึ เห็นและจัดกระทากบั วตั ถุ และเหตุการณเ์ กยี่ วกับรูปรา่ ง เวลา ระยะทาง ความเร็ว ทิศทาง และการเคลือ่ นไหว เพื่อบอกความสัมพันธ์ของมิติ และภาวการณ์น้ัน หรือ ความสามารถในการหา ความสมั พันธ์ระหวา่ ง 3 มติ ิ กับ 2 มิติ ระหว่างตาแหนง่ ทอี่ ยู่ของวตั ถหุ นง่ึ กบั อีกวตั ถุ หน่ึงระหว่างสเปสของ วตั ถุกับเวลา ซ่ึงได้แก่ ความสมั พนั ธ์ระหว่างการเปลย่ี นแปลงตาแหน่งท่ีอยู่ของวัตถุกับเวลาห รือระหว่าง สเปสของวตั ถุที่เปลีย่ นไปกับเวลา ความสมั พันธ์ระหว่างสเปสกบั สเปสของวัตถุ เป็นความสัมพันธ์ระหว่างตาแหน่งท่ีอยู่ของวัตถุ หนง่ึ กบั อีกวัตถหุ นึ่ง ความสามารถทแี่ สดงให้เหน็ ว่า เกิดทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปส ไดแ้ ก่ การชี้บง่ รูป 2 มติ ิ และ 3 มติ ิได้ สามารถวาดภาพ 2 มิติ จากวตั ถุหรอื ภาพ 3 มิติได้ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสเปสกบั เวลา เปน็ ความสัมพนั ธร์ ะหว่างการเปลี่ยนตาแหน่งท่ีอยู่ของวัตถุ กบั เวลาหรือความสัมพันธ์ระหวางเสปสกับวัตถุที่เปล่ียนไปกับเวลา ความสามารถท่ีแสดงให้เห็นว่า เกดิ ทักษะ การหาความสมั พันธร์ ะหวา่ งสเปกกบั เวลา ได้แก่ การบอกตาแหน่งและทิศทางของวัตถุโดยใช้ ตวั เอง หรอื วตั ถอุ ่นื เปน็ เกณฑ์ บอกความสมั พนั ธ์ระหว่างการเปลย่ี นตาแหน่ง เปลี่ยนขนาดหรือปริมาณของ วตั ถุกับเวลาได้ ดงั น้นั การหาความสมั พันธ์ระหวา่ งสเปสและเวลา จึงเป็นความสาคัญในการหาควา มสัมพันธ์ ระหวา่ งรูป 1 มติ ิ 2 มติ ิ และ 3 มิติ รวมทั้งความสามารถในการระบุรูปทรงต่างๆ ขนาด ตาแหน่งและทิศ ทางการเคลือ่ นของวตั ถทุ เี่ วลาต่างๆ กัน สง่ิ เหลา่ น้ีล้วนเปน็ พื้นฐานของการศึกษาเร่ืองอืน่ ๆ เช่น การบอกตาแหน่ง และทิศทางของวัตถุเม่ือ เทยี บกบั สิง่ อ่ืนๆ การศกึ ษาความสามารถของสัตว์และพชื การศึกษาภาคตัดกรวยและภาคความยาวของ เซลล์สิ่งมีชีวติ ต่างๆ ในวิชาชีววทิ ยา การศกึ ษาเกยี่ วกับผลกึ ของสารๆ ในวิชาเคมี สิ่งเหล่านี้ล้วนต้องอาศัย ทกั ษะความสมั พนั ธร์ ะหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลาท้งั สิ้น เส้นสมมาตร คอื เส้นตรงท่ีลากผา่ นรูป 2 มิติ โดยที่เมื่อพับรูป 2 มิติตามเส้นที่ลากผ่านน้ันจะ ซ้อนทับกนั สนทิ วตั ถุ 2 มิติบางรูปจะมีเส้นสมมาตร 1 เส้น หรือมากกวา่ 1 เส้น หรือบางรูปอาจไม่มีเส้นสมมาตร เลยกไ็ ด้ ระนาบสมมาตร เปน็ ระนาบท่แี บง่ เป็นรปู สามมติ ิ ออกเปน็ 2 ส่วนซ่ึงนาสว่ นหนง่ึ ไปวางหน้ากระจก เงา จะไดภ้ าพทเ่ี กดิ ขน้ึ เหมอื นกบั ส่วนท่เี หลอื รูปสามมิตบิ างรูปมรี ะนาบสมมาตร ได้หลายระนาบ บางรูป อาจไม่มีระนาบสมมาตรเลย มิตขิ องวัตถุ

สเปส 1 มติ ิ มีความยาวอย่างเดยี ว ความกว้าง และความหนามนี ้อยมาก เช่น ลวด ทองแดง สเปส 2 มิติ มคี วามกวา้ ง ความยาว ความหนานอ้ ยมาก เชน่ แผน่ กระดาษ สเปส 3 มติ ิ มีความกว้าง ความยาว ความหนา การเกดิ เงาของวตั ถุ - วตั ถุ 1 มิติ เงาของวตั ถุจะมลี ักษณะ เหมอื นวัตถุ - วตั ถุ 2 มิติ เงาของวัตถุจะเป็นรูป 2 มิติ - วัตถุ 3 มิติ เงาของวัตถุจะเป็นรูป 2 มิติ เช่น วัตถุทรงกระบอก ถ้าแสงถูกกระทบ ด้านบน เงาจะเปน็ รูปวงกลม แต่ถา้ เปน็ ดา้ นข้าง เงาจะเป็นรูปส่เี หลยี่ มผนื ผ้า ภาพวัตถทุ ี่ปรากฏบนกระจกเงาระนาบ ภาพทปี่ รากฏในกระจกเงากับวตั ถุจะมีลกั ษณะกลับกัน เช่น สวมนาฬิกาข้อมือซ้าย แต่ภาพใน กระจกเงาจะสวมข้อมือขวา พฤตกิ รรมที่แสดงวา่ เกดิ ทักษะความสมั พนั ธ์ระหวางสเปสกับสเปสกับสเปสกบั เวลา 1. บอกช่ือของรปู ทรงเราขาคณติ 2. บอกความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งรูป 2 มติ ิ และ 3 มิตไิ ด้ 3. บอกตาแหนง่ และทศิ ทางของวัตถุโดยใชต้ วั เอง หรอื วัตถุอ่ืนเป็นเกณฑ์ 4. บอกความสมั พนั ธร์ ะหว่างการเปลยี่ นตาแหนง่ เปล่ียนขนาด หรือปริมาณของวตั ถุกับเวลาได้ 6. ทักษะการจัดกระทาและส่ือความหมายข้อมูล (manipulating and communicating data) การจดั กระทาข้อมูล คอื การนาขอ้ มูลมาจดั กระทาในรูปแบบใหม่โดยจัดเรียงใหม่ ทาเป็นตาราง ความถ่ี จัดเรียงลาดับ จัดจาแนกประเภท เป็นหมวดหมู่ โดยที่ข้อมูลได้มาจากการสังเกต การวัด การ ทดลอง การสารวจ ข้อมลู ทีไ่ ดจ้ ะถูกเกบ็ โดยการจดบนั ทึกไว้ ไม่ได้มีวัตถปุ ระสงค์ที่จะทาให้เกิดความหมาย ขน้ึ มาทนั ที ซ่ึงการเก็บข้อมูลไว้โดยการบันทึกจะทาให้เข้าใจยาก มองไม่เห็นความหมายของข้อมูล มคี วามหมายน้อย หรือบางทีไม่ทาใหเ้ กดิ ความหมายด้วยซา้ ไป ถา้ บคุ คลอืน่ ซึง่ ไมม่ ปี ระสบการณ์โดยตรงเมื่อ มาอา่ นขอ้ มูล อาจจะไม่เข้าใจ เพ่ือทาให้เกดิ ความเข้าใจไดต้ รงกนั ต้องนาข้อมูลเหลา่ นน้ั มาจัดกระทาเสยี ใหม่ ข้อมูลดบิ จัดกระทาขอ้ มูล สอื่ ความหมาย - เรียงลาดับ - แยกประเภท - หาความถี่ - คานวณใหม่ ฯลฯ การส่ือความหมายขอ้ มูล หมายถึง ความสามารถในการใช้ภาษาพดู หรอื ภาษาท่าทาง เพื่อให้ผู้อ่ืน เข้าใจ ในส่งิ ทีต่ ้องการสือ่ ความหมายใหช้ ดั เจน และรวดเร็ว องคป์ ระกอบ การสอื่ ความหมายมี 4 ชนดิ คือ 1. ผสู้ ่งสาร 2. ผู้รบั สาร 3. สาร 4. ช่องทางรับสาร การสอ่ื ความหมาย มี 2 ประเภท

1. การสอื่ ความหมายทางเดยี ว เปน็ การติดต่อส่ือสารโดยผู้ส่งสารไม่เปิดโอกาส ให้ผู้รับสารได้ ซกั ถามขอ้ สงสัยใดๆ เช่น การเขียนรายงานผลการทดลอง 2. การส่ือความหมายสองทาง เป็นการติดต่อสื่อสารที่ผู้ส่งสารเปิดโอกาสให้โอกาสผู้รับสาร ซกั ถามขอ้ สงสยั มีการตอบสนอง ตลอดจนเสนอความคดิ เห็นได้ดว้ ย การส่อื ความหมายท่ีดี ควรใช้ภาษาท่ีเขา้ ใจง่าย ถกู ตอ้ ง การสอื่ ความหมายมหี ลายรปู แบบ ตัวอย่าง รปู แบบการสอื่ ความหมายข้อมลู 1. โดยการบรรยายข้อมูล เชน่ - เม่ืออุณหภมู คิ งท่ี ปรมิ าตรของกา๊ ซจะแปรผกผันกบั ความดัน - สสารทกุ ชนดิ เม่ือไดร้ บั ความร้อนจะขยายตัว 2. ใชส้ ัญลักษณซ์ ึ่งอาจเปน็ ตวั อกั ษรทแ่ี ทนภาพหรอื ขอ้ ความบางอยา่ ง เช่น T = อณุ หภมู ิสัมบูรณ์ V = ปรมิ าตรของกา๊ ซ R = ความตา้ นทานไฟฟา้ 3. ใชส้ มการทางวิทยาศาสตร์ เชน่ V  1 เมือ่ T คงท่ี p 4. ใชแ้ ผนภาพ แสดงส่งิ ท่ตี ้องการสอ่ื ความหมาย เชน่ แผนภาพเซล กลั วานิก 5. ใชแ้ ผนที่แสดงให้เห็นการเปลย่ี นแปลง หรือตาแหน่งของสงิ่ ที่สงั เกตได้ เช่น แผนทอี่ ากาศแสดง การเคล่อื นท่ีของลม 6. โดยใช้ภาพวาดรูปแทนของจริง หรอื ภาพถ่ายของจริง เพื่อแสดงให้เหน็ ขอ้ มูลท่ีเหมือนของจริง ที่ไดจ้ ากการสงั เกต เช่น ภาพถา่ ยแสดงภูเขาไฟระเบิด 7. โดยใชแ้ ผนสถิติ (graph) เสนอขอ้ มลู ที่เป็นตัวเลขเพ่ือแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรท่ี ต้องการศกึ ษา แผนสถติ ิมีหลายแบบ 8. โดยใช้ตารางแสดงขอ้ มูลที่ได้จากการสงั เกต การวดั หรือการทดลอง พฤตกิ รรมท่แี สดงวา่ เกิดทักษะการจัดกระทาข้อมลู และสอ่ื ความหมาย 1. เลือกรปู แบบทีเ่ สนอข้อมูลไดเ้ หมาะสม เชน่ ตาราง กราฟ 2. บอกเหตผุ ลในการเลอื กรูปแบบท่ีจะใช้ในการเสนอข้อมูล 3. ออกแบบการเสนอขอ้ มลู ตามรปู แบบท่เี ลอื กไวไ้ ด้ 4. เปล่ียนแปลงข้อมลู ให้อยู่ในรูปใหม่ทีเ่ ขา้ ใจดีขน้ึ ได้ 5. บรรยายลกั ษณะของสง่ิ ใดสง่ิ หน่ึง ด้วยข้อความเหมาะสมกะทัดรัด 6. บรรยายหรือวาดแผนผัง แสดงตาแหนง่ ของสถานท่จี นสอ่ื ความหมายให้ผู้อนื่ เข้าใจได้

7. ทกั ษะการลงความคดิ เห็นของขอ้ มูล (Inferring) ทกั ษะการลงความคิดเห็นจากขอ้ มลู เป็นทักษะพ้ืนฐานของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เพอื่ ให้ผเู้ รียนเขา้ ใจความหมาย และสามารถลงความคิดเห็นได้อยา่ งชานาญตลอดจนให้เห็นความแตกต่าง ระหว่างการลงความคดิ เหน็ จากข้อมูลกบั การสงั เกตอยา่ งชดั เจน การลงความเห็นข้อมูล หมายถึง การใช้ประสาทสัมผัสท้ัง 5 เข้าไปสารวจปรากฏการณ์ใด ปรากฏการณ์หน่ึง แล้วเพมิ่ ความคิดเหน็ สว่ นตัวลงไปกบั ข้อมลู นั้น ข้อมูลจากการสงั เกต + การลงความเห็นสว่ นตวั (ใช้ประสาทสัมผัสทัง้ 5) (ความรู้ ประสบการณ์เดิมอยา่ งสมเหตสุ มผล) ลงความคดิ เหน็ จากขอ้ มูล การลงความคดิ เหน็ จากข้อมลู เป็นการตอบ เกบ็ ข้อมูลท่ีได้จากการสังเกต การลงความเห็นจาก ขอ้ มูลอาจถูกหรือผดิ ขึ้นอยกู่ ับเงือ่ นไขตอ่ ไปนี้ 1. ปรมิ าณและความกวา้ งของขอ้ มูล ว่ามีมากหรือนอ้ ยเพยี งใด 2. ความถูกตอ้ งของขอ้ มูล ว่าขอ้ มลู นน้ั ถกู ต้องเพยี งใด 3. ความรแู้ ละประสบการณเ์ ดิมของผู้ลงความเหน็ มีมากน้อยเพยี งใด 4. ความสามารถในการมองเห็นของผลู้ งความเหน็ เป็นแบบผิวเผนิ หรือมองได้ลึกและกว้างและมี ความสมเหตุสมผลมากนอ้ ยเพยี งใด ตัวอยา่ ง แสดงภาพตกั๊ แตนใบไม้ ใหอ้ ธิบายสงิ่ ทเ่ี หน็ จากภาพ เชน่ 1. มีต๊ักแตนใบไม้ 1 ตวั 2. ตั๊กแตนปรบั ตัวลกั ษณะเหมอื นใบไม้เพือ่ การอยู่รอด 3. ต๊กั แตนมีหนวด 2 เสน้ 4. ตก๊ั แตนเป็นโรค เพราะมจี ดุ สีน้าตาลบนปกี ตั๊กแตนมหี นวด 2 เสน้ เปน็ การสงั เกตโดยใชต้ า เป็นข้อมลู เชิงปรมิ าณ ตั๊กแตนปรบั ตวั เหมอื นใบไม้ เพอื่ การอยรู่ อด ไมใ่ ช่การสังเกต เพราะใช้ประสบการณ์เดิม ความรู้ เดมิ ไปอธบิ าย เป็นการเก็บข้อมูลท่ไี ดจ้ ากการสังเกต เปน็ การลงความคิดเห็นข้อมลู พฤติกรรมท่ีแสดงวา่ เกิดทักษะการลงความคิดเห็นจากข้อมูล 1. อธิบายหรือสรุปโดยเพ่ิมความคิดเห็นให้กับข้อมูลท่ีได้จากการสังเกตโดยใช้ความรู้หรือ ประสบการณ์เดิมชว่ ย 2. การลงความคดิ เห็นในเรอ่ื งเดียวกนั อาจลงความเห็นไดห้ ลายอย่างอาจจะถกู หรอื ผดิ กไ็ ด้

หนว่ ยที่ 4 ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ขั้นผสมผสาน ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์แบ่งเป็น 13 ทักษะ ซ่ึงในหน่วยท่ี 3 ได้กล่าวถึงทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขน้ั พ้นื ฐานไปแลว้ จานวน 7 ทกั ษะ และในหน่วยท่ี 4 น้ี จะกล่าวถึงทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขน้ั ผสมผสาน จานวน 6 ทกั ษะ ประกอบด้วย การพยากรณ์ การตง้ั สมมติฐาน การกาหนดนิยามเชิงปฏบิ ตั ิการ การกาหนดและควบคมุ ตวั แปร การออกแบบและดาเนินการทดลอง และ การตคี วามหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป 8. ทักษะการพยากรณ์ (Predicting) การพยากรณ์ คอื การคาดคะเนคาตอบ หรอื ค่าจากข้อมลู ที่ได้จาการสังเกต ปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึน ซ้าๆ กัน หรอื นาเอาความรูท้ ่เี ป็นหลักการ กฎ หรือ ทฤษฎีมาชว่ ยในการพยากรณ์ การวดั การสงั เกต ขอ้ มูล + ประสบการณท์ ี่มอี ยู่ ทานายส่งิ ทีเ่ กิดข้ึน (พยากรณ์) การหาความสมั พนั ธ์ของตวั แปรต่างๆ การพยากรณ์ แบ่งเปน็ 2 ประเภท คือ 1. การพยากรณ์ในขอบเขตข้อมูล หมายถึง การคาดคะเนคาตอบหรือค่าของข้อมูลที่มีอยู่ใน ขอบเขตของข้อมลู ที่สงั เกตหรอื วัดได้ 2. การพยากรณ์ภายนอกขอบเขตขอ้ มูล หมายถึง การคาดคะเนคาตอบหรือค่าของข้อมูลที่ มากกวา่ หรือนอ้ ยกวา่ ขอบเขตข้อมูลที่สงั เกตหรอื วัดได้ การพยากรณภ์ ายในขอบเขตข้อมูล จะเช่ือถือได้มากกว่าและมีความผิดพลาดน้อยกว่า การ พยากรณภ์ ายนอกขอบเขตของข้อมูล เพราะมขี อ้ มูลเพยี งพอเปน็ พื้นฐานให้สามารถพยากรณไ์ ด้

กราฟแสดงความสัมพนั ธ์ระหวา่ งน้าหนักท่ใี ช้ถว่ งกับระยะยดื ของยาง ระยะ ืยดของยาง 20 18 16 มวลทีใ่ ช้ถ่วง (นวิ ตนั ) 14 12 10 8 6 4 2 500 1000 1500 2000 ตุ้มหนัก 500 นิวตนั ถ่วงระยะยืดของยางเปน็ เทา่ ไร ตมุ้ หนกั 2,000 นิวตนั ถ่วงระยะยดื ของยางเปน็ เทา่ ไร เปน็ การพยากรณ์ภายในขอบเขตขอ้ มลู เส้นประทตี่ ่อออกมาเป็นการพยากรณภ์ ายนอกขอบเขตของข้อมูล เช่น ใช้ตมุ้ 400 นวิ ตนั ถ่วงระยะเปน็ เท่าไร ใช้ตุม้ 2500 นิวตัน ถ่วงระยะยดื เป็นเท่าไร การคาดคะเนคาตอบโดยใช้อาศัยเหตุการณ์ หรือปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึนซ้าๆ ก็เรียกว่า การ พยากรณ์ เช่น “เม่อื ไดเ้ ห็นฟ้าแลบ ก็สามารถคาดคะเนได้ว่า จะเกิดเสียงฟ้าร้องตามมา” เพราะเคยมี ประสบการณเ์ รอ่ื งนี้มากอ่ น เช่นน้ี ก็เรียกว่าการพยากรณ์ เมอ่ื แสงเดนิ ทางผา่ นตัวกลางที่มีความหนาแน่นนอ้ ย ไปยังตังกลางท่ีมีความหนาแน่น มากกว่า จะเกดิ การหกั เหเข้าหาเส้นปกติ ดังนนั้ ถา้ แสงเดินทางจากอากาศ ไปสนู่ ้าจะเป็นอย่างไร (แสงหักเหเข้าหา เสน้ ปกติ) การคาดคะเนคาตอบน้เี รียกวา่ การพยากรณ์ เพราะคาดคะเนจากคาตอบจากความรู้ที่ เรียกว่า หลักการซ้า เคยมปี ระสบการณห์ รอื ความรู้มากอ่ น พฤติกรรมทแี่ สดงวา่ เกิดทักษะการพยากรณ์ 1. ทานายผลทจ่ี ะเกดิ ขน้ึ จากข้อมลู ทเ่ี ปน็ กฎ หลักการ หรอื ทฤษฎที ี่มีอยู่ได้ 2. ทานายผลที่จะเกิดขนึ้ ภายในขอบเขตของข้อมูลเชงิ ปรมิ าณที่มีอยไู่ ด้ 3. ทานายผลทจ่ี ะเกดิ ข้นึ ภายนอกขอบเขตของขอ้ มลู เชิงปริมาณที่มอี ยไู่ ด้ 9. ทกั ษะการตง้ั สมมติฐาน (Formulation Hypotheses) สมมตฐิ าน หมายถึง คาตอบของปญั หาไดจ้ ากการคาดคะเนล่วงหน้าอย่างสมเหตุสมผล สมมติฐาน เป็นแนวทางในการออกแบบการทดลอง เพอ่ื พสิ จู นส์ มมตฐิ านทีต่ ง้ั ไว้ หรือเพ่อื ตอบปัญหา สมมติฐานหรอื คาตอบที่คิดไวล้ ว่ งหนา้ น้ี มกั เป็นข้อความทีบ่ อกความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอิ สระ กับตัวแปรตาม สมมติฐานท่ีต้ังขนึ้ อาจะถกู หรือผิดก็ได้ ซ่ึงจาเปน็ ตอ้ งมกี ารทดลองเพ่ือทดสอบสมมติฐานนั้น สมมตฐิ านจึงเป็นเคร่ืองกาหนดแนวทางในการออกแบบการทดลองเพื่อตรวจสอบว่าสมมติฐานท่ีต้ังข้ึนน้ัน

เป็นทย่ี อมรับ หรือไม่ยอมรบั สมมติฐานท่ตี ้ังขนึ้ อาจจะถูก หรอื ผิดกไ็ ด้ ซ่งึ จะทราบภายหลังการทดลองหา คาตอบแล้ว ในสถานการณท์ ดลองหน่งึ อาจมี 1 สมมติฐาน หรือหลายสมมติฐานก็ได้ ตวั อยา่ งการตง้ั สมมตฐิ าน “อัตราความเร็วในการเคลือ่ นที่ลงของวัตถุ ในของเหลวข้ึนอยกู่ ับมวลของวตั ถุ” “อตั ราความเร็วในการเคลือ่ นท่ขี องวตั ถุในของเหลว ข้ึนอยกู่ ับความหนืดของของเหลวนน้ั ” สมมติฐานท่ีต้ังข้ึนอาจถูกหรือผิดก็ได้ ซ่ึงจะทราบภายหลังจากการทดลองหาคาตอบแล้ว ในสถานการณ์หน่ึงอาจมี 1 สมมตฐิ านหรือหลายสมมตฐิ านกไ็ ด้ การตัง้ สมมติฐานมักเขยี นในรปู ถา้ ……………………ดงั นน้ั …………………. เช่น ถา้ ฮอร์โมนมผี ลต่อสีของปลาสวยงาม ดงั น้นั ปลาที่เลี้ยงโดยให้ฮอร์โมนจะมีสเี รว็ กว่าปลาที่เล้ียงโดย ไมใ่ หฮ้ อรโ์ มน ในชว่ งอายุเท่ากัน ถ้าควันบุรีมีผลตอ่ การเกิดมะเรง็ ดงั นน้ั คนทส่ี ูบบุหร่หี รือคลุกคลีกับคนที่สูบบุหร่ี จะมีโอกาสเป็น โรคมะเรง็ ได้มากกว่าคนไมส่ บู บุหร่ี หรอื คลกุ คลีกบั คนทส่ี บู บหุ ร่ี พฤติกรรมที่แสดงวา่ เกิดทักษะการตั้งสมมติฐาน 1. หาคาตอบล่วงหนา้ กอ่ นการทดลอง โดยอาศยั การสังเกต ความรแู้ ละประสบการณเ์ ดมิ 2. หาคาตอบลว่ งหนา้ โดยอาศยั ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งตัวแปรอิสระและตัวแปรตาม 10. ทกั ษะการกาหนดและควบคมุ ตัวแปร (Identifying and Controlling Variables) ตวั แปร คือ สิ่งท่ีเปลยี่ นแปลงหรือต่างไปจากทเี่ ปน็ เดมิ เมอื่ อย่ใู นสถานการณใ์ ดสถานการณห์ นึ่ง การกาหนดตัวแปร หมายถึง การช้บี ่งตวั แปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม ในสมมติฐาน หนง่ึ ๆ การควบคมุ ตัวแปร หมายถงึ การควบคุมตวั แปรอื่นๆ นอกจากตัวแปรต้นท่ีจะไปมีผลให้ผลการ ทดลองมคี วามคลาดเคลือ่ น จึงต้องควบคุมใหเ้ หมอื นกนั ทกุ กล่มุ ทดลอง ทกั ษะการกาหนดและควบคุมตวั แปร หมายถึง ความชานาญในการจาแนกตัวแปรต่างๆ ที่มีอยู่ใน ระบบ และเลือกตวั แปรทีต่ ้องการควบคุมให้คงท่ี (ตวั แปรควบคุม) จดั ตวั แปรท่ีต้องให้แตกต่างกัน (ตัวแปร อสิ ระ) เพอื่ ดผู ลทเี่ กดิ ขน้ึ การการทดลอง (ตวั แปรตาม) ตัวแปรท่เี กี่ยวขอ้ งกับการทดลองวทิ ยาศาสตรแ์ บง่ เป็น 3 อยา่ ง 1. ตวั แปรอสิ ระหรอื ตวั แปรตน้ (Independent Variable) คือ ส่ิงท่ีเป็นสาเหตุทาให้เกิดผลต่างๆ หรือสิ่งท่ตี ้องการศกึ ษาดูวา่ ก่อใหเ้ กดิ ผลเช่นนั้นหรอื ไม่ 2. ตัวแปรตาม (Dependent Variable) คือตัวแปรทเี่ ป็นผลตอ่ เนอื่ งมาจากตัวแปรอสิ ระ เมือ่ ตัวแปร อิสระเปล่ียนไป ตวั แปรตามจะเปล่ยี นตามไปด้วย 3. ตัวแปรควบคุม (Controlled Variable) คอื ตวั แปรอนื่ ๆ ทน่ี อกเหนือจากตัวแปรต้น ท่ีมีผลทา ใหผ้ ลการทดลองเกิดความคลาดเคล่อื นได้ ดังน้ันตวั แปรควบคุมต้องควบคุมให้เหมือนๆ กัน นอกเหนือจาก ตวั แปรต้น เพอื่ ใหผ้ ลการทดลองไม่คลาดเคล่ือน การกาหนดและควบคุมตวั แปร เป็นสว่ นสาคญั ยิง่ ในการทดลอง ท้งั น้ีเพ่ือจะให้ได้ผลสรุปที่ถูกต้อง แนน่ อนกว่า ผลทเี่ กดิ ขึน้ นน้ั เกดิ ขนึ้ จากตวั แปรทเ่ี ราต้องการจ ะศึกษาหรือไม่ ในสถานการณ์การทดลอง หนึ่งๆ ผลทีเ่ กดิ ข้นึ จากตัวแปรอาจจะมาจากหลายสาเหตุ จึงมีความจาเป็นต้องควบคุมส่ิงท่ีเราไม่ต้อง การศึกษา (ตัวแปรควบคมุ ) ใหเ้ หลอื เฉพาะตัวแปรท่ีเราต้องการจะทราบ (ตัวแปรอิสระ) เพื่อสะดวกใน การศกึ ษาเฉพาะสาเหตใุ ดสาเหตหุ นึ่งกอ่ น เชน่ เราต้องการศกึ ษาชนิดของดินทเี่ หมาะสมตอ่ การเจริญเติบโต

ของพืช แตก่ ารเจรญิ เตบิ โตของพชื มีองคป์ ระกอบอ่นื ๆ อีกนอกจากดิน เช่น แสงแดด ปยุ๋ น้า การดูแล เป็น ต้น สง่ิ เหล่านกี้ ็มีผลต่อการเจรญิ เติบโตของพชื แต่เรายังไม่ต้องการศึกษา จึงต้องมีการควบคุมเพื่อสะดวก ต่อการศกึ ษาเฉพาะสาเหตใุ ด สาเหตหุ นึง่ กอ่ น เพอื่ จะสรปุ ผลจากการทดลองได้ได้ตรงตามสาเหตุท่ีแท้จริง (ตวั แปรอสิ ระ) เชน่ การศึกษาการงอกของกหุ ลาบในดนิ ชนดิ ต่างๆ - ใหน้ าดนิ ชนิดตา่ งๆ มาใส่ในกระถาง แลว้ ปลูกกุหลาบ ชนดิ เดียวกนั ขนาดเท่ากัน รดน้า ใส่ปุ๋ย การถูกแสง การดแู ลรกั ษาเหมือนกัน และสังเกตการเจรญิ เตบิ โตของต้นกหุ ลาบ ตวั แปรตน้ คอื ดินชนิดต่างๆ ตวั แปรตาม คือ การเจริญเติบโตของตน้ กุหลาบ ตวั แปรควบคุม คือ ชนิดและขนาดของตน้ กุหลาบ การรดน้า ใส่ปุ๋ย การถูกแสง การดูแลรกั ษา 11. ทกั ษะการกาหนดนยิ มเชิงปฏิบัตกิ าร นยิ มเชงิ ปฏบิ ตั ิการ หมายถงึ การสร้างนยิ าม โดยบอกวา่ จะทาและสงั เกตอะไร หรือสร้างข้อความ เกย่ี วกบั วัตถหุ รือเหตกุ ารณ์เพือ่ ใหผ้ ้อู น่ื ได้ทราบวา่ จะสงั เกตหรือทาอะไร โดยบรรยายเชิงรปู ธรรม การกาหนดนยิ ามเชิงปฏบิ ัตกิ าร จะแตกต่างกับการกาหนดนยิ ามโดยทั่วๆ ไป เพราะการกาหนด นยิ ามทวั่ ๆ ไป เปน็ การใหค้ วามหมายของคา หรือข้อความอยา่ งกวา้ งๆ ส่วนการกาหนดนยิ ามเชิงปฏิบัติการ เป็นการกาหนดความหมายใหเ้ ขา้ ใจตรงกนั สามารถสงั เกตและวดั ได้ใน สถานการณ์น้ันๆ เช่น การให้นิยม ของกา๊ ซไนโตรเจน นยิ ามทั่วไป ออกซิเจนเปน็ กา๊ ซทีม่ เี ลขอะตอมเท่ากบั 8 และมวลอะตอมเท่ากับ 16 (ทุกคนเข้าใจ ตรงกัน แต่สังเกตและวดั ไมไ่ ด้) นิยามเชงิ ปฏบิ ัตกิ าร ออกซิเจนเปน็ ก๊าซที่ช่วยใหไ้ ฟติด เม่อื ก้อนถ่านแดงแหย่ลงไปในก๊าซนั้นแล้ว ก้อนถา่ ยนน้ั จะลุกเปน็ เปลวไฟ (ทุกคนเข้าใจตรงกนั สังเกตและวดั ได้) พฤตกิ รรมที่แสดงว่าเกิดทกั ษะนิยามเชงิ ปฏิบตั ิการ จะต้องกาหนดความหมายและขอบเขตของคา หรือตัวแปรต่างๆ ให้สงั เกตไดแ้ ละวัดได้ 12. ทกั ษะการทดลอง (Experimenting) การทดลอง หมายถงึ การปฏบิ ัตกิ ารเพ่อื หาคาตอบของสมมตฐิ านทต่ี ัง้ ไวป้ ระกอบด้วย ทกั ษะการทดลอง หมายถงึ ความสามารถในการปฏิบัตกิ ารเพอื่ หาคาตอบหรือทดสอบสมมติฐาน ที่ตั้งไว้ ในการดา เนินการ ทดลอง ผู้ทดลองจะต้องน าเอากร ะบวนกา รขั้นอื่นๆ มาใช้ประกอบกัน ความสาเรจ็ ของการทดลองจึงขึน้ อยู่กับองคป์ ระกอบหลายประการด้วยกัน ในการทดลองประกอบด้วย กจิ กรรม 3 ข้ันตอน คอื 1. การออกแบบการทดลอง เปน็ การวางแผนการปฏบิ ตั ิงานกอ่ นลงมือทดลอง การออกแบบ การ ทดลองจะต้องสมั พันธ์กบั สมมติฐานที่จะตรวจสอบ ในการออกแบบการทดลอง จะต้องกาหนดสิ่งต่อไปน้ี - วิธีทดลอง ตอ้ งระบตุ ัวแปรอิสระ ตวั แปรตาม ตวั แปรควบคุม หรือวิธีควบคุม และเขียนวิธี ทดลองตามลาดับขนั้ ตอนการปฏบิ ัติก่อนหลัง - วธิ วี ดั หรอื สงั เกตผลการทดลองรวมถงึ ระยะเวลาที่ใช้ในการบันทกึ ผลแตล่ ะครง้ั - ออกแบบบันทกึ ผลการทดลองให้สอดคล้องกับสิ่งทว่ี ัดได้จากการทดลอง

- วัสดุและอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง 2. การปฏบิ ัติการทดลอง หมายถึง ปฏิบตั ิการทดลองจริงตามท่ีกาหนดไวใ้ นวิธกี ารทดลอง 3. การบนั ทึกผลการทดลอง หมายถึง การจดบนั ทกึ ข้อมูลท่ีได้จากการทดลองซึ่งเป็นผลจากการ ทดลอง โดยบันทึกผลการทดลองตามแบบบันทกึ ผลการทดลองท่ีได้ออกแบบไว้แล้ว การออกแบบการทดลองให้สอดคล้องกับสมมติฐาน และปัญหา การเลือกวัสดุอุปกรณ์ท่ีถูกต้อง และเหมาะสมกับการดาเนนิ การทดลอง รวมทง้ั การบันทกึ ผลการทดลอง การทดลองเป็นการพิสจู นค์ วามจรงิ บางอยา่ ง หรือเป็นการพสิ ูจน์สมมติฐาน มปี ญั หาบางอย่างทาง วิทยาศาสตร์ทีไ่ ม่จาเป็นต้องมกี ารทดลอง ก็สามารถบอกคาตอบไดแ้ ต่บางปัญหาตอ้ งมีการทดลอง พฤตกิ รรมทแ่ี สดงว่า เกิดทกั ษะการทดลอง 1. กาหนดวิธกี ารทดลองได้ถกู ต้อง และเหมาะสมโดยคานึงถงึ ตัวแปร 2. ระบอุ ปุ กรณ์หรือสารเคมที ี่ต้องนามาใชใ้ นการทดลองได้ 3. ปฏบิ ตั กิ ารทดลองและอุปกรณ์ได้ถูกตอ้ งและเหมาะสม 4. บันทึกผลการทดลองไดค้ ลอ่ งแคลว่ และถูกตอ้ ง 13. ทกั ษะการตคี วามหมายขอ้ มลู และลงขอ้ สรุป (Interpreting data and making conclusion) การตคี วามหมายข้อมูล คือ การแปรความหมายหรอื การบรรยายลกั ษณะและสมบัติของข้อมูลท่ีมี อยู่ ในการตคี วามหมายขอ้ มลู จะตอ้ งใชท้ กั ษะอื่นๆ ประกอบดว้ ย เชน่ ทักษะการสังเกต ทักษะการคานวณ ทกั ษะการลงความเหน็ เปน็ ต้น ส่วนการลงขอ้ สรปุ เปน็ การสรปุ ความสมั พันธ์ของขอ้ มลู ทง้ั หมด ทักษะการตคี วามหมายข้อมูลและลงข้อสรุป เปน็ ความสามารถในการบรรยายความหมายของ ขอ้ มลู ที่ได้จัดกระทา และอยใู่ นรูปแบบทใี่ ช้ในการสอ่ื ความหมายแลว้ ส่วนการลงขอ้ สรุป คือ ความสามารถ ในการตคี วามหมายข้อมูล แล้วนาสกู่ ารระบุความสัมพันธ์ของข้อมูลที่เก่ียวข้องกับตัวแปรศึกษาได้เป็น ความรู้ใหม่ พฤติกรรมทีแ่ สดงว่ามที ักษะการตีความหมายขอ้ มูลและลงข้อสรุปจะมีความสามารถ ดังตอ่ ไปน้ี 1. แปลความหมายหรอื บรรยายลกั ษณะและสมบตั ขิ องขอ้ มูลได้ (ทักษะการตคี วามหมายขอ้ มูล) 2. บอกความสมั พนั ธข์ องข้อมูลที่มีอยูไ่ ด้ (ทักษะการลงข้อสรุป) ประโยชน์ 1. ชว่ ยในการบรรยายขอ้ มูล ให้เข้าใจงา่ ย ชดั เจน และเข้าใจตรงกัน 2. ช่วยในการบรรยายความคิดเหน็ การพยากรณ์ และการต้ังสมมติฐาน การตคี วามหมายขอ้ มลู และลงสรปุ นามาใชก้ ารอธบิ ายบรรยายหรือความสัมพันธ์ของข้อมูลที่มีอยู่ ในรูปแบบตา่ งๆ เชน่ ตารางรปู ภาพ กราฟ และส่ือความหมายใหผ้ อู้ ื่นเข้าใจตรงกัน