ວິຊາທຳມະຊາດ ວິທະຍາສາດແລະເຕັກໂນໂລຊີ

30 บทท่ี 1 วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจากอดีตถงึ ปจั จบุ นั เอกสารอา้ งอิง ดรุณี แก้วม่วง และคณะ. (2546). เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชาวิถโี ลก. ม.ป.ท: สานักงาน สภาสถาบันราชภฏั . เติมศกั ดิ์ เศรษฐวัชราวนิช. (2540). วิทยาศาสตร์พัฒนาชีวิต. พิมพ์คร้งั ที่ 2. กรุงเทพมหานคร: คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สถาบนั ราชภัฏสวนดสุ ติ . พงศักด์ิ สงั ขภิญโญ. (ม.ป.ป.). พื้นฐานความรู้ด้านวรรณกรรม. นครศรีธรรมราช: คณะมนษุ ยศาสตร์ และสังคมศาสตร์ สถาบนั ราชภฏั นครศรธี รรมราช. อมรา ทองปาน และ วรี ศกั ด์ิ อุดมโชค. (2541). วทิ ยาศาสตรท์ ัว่ ไป. กรงุ เทพมหานคร : มหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์. เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

แผนบริการการสอนประจาบทท่ี 2 วธิ ีการสืบเสาะหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม หลังจากได้ศึกษาบทเรยี นนี้แลว้ นักศกึ ษาสามารถ 1. อธบิ ายความหมายของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ 2. จาแนกสาขาวชิ าของความรู้วิทยาศาสตร์ได้ 3. อธบิ ายกระบวนการเสาะแสวงหาความรขู้ องมนุษยใ์ นแตล่ ะวธิ ีได้ 4. อธิบายกระบวนการเสาะแสวงหาความรดู้ ้วยวธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ได้ 5. ตระหนักในความสาคัญของเจตคตแิ ละคา่ นิยมทางวทิ ยาศาสตร์ท่ีมผี ลต่อการทางานของ นกั วทิ ยาศาสตรแ์ ละบุคคลในอาชีพอื่น ๆ 6. ทางานรว่ มกบั ผู้อื่นได้และรับผิดชอบตอ่ หนา้ ที่ เนื้อหาสาระ เน้อื หาสาระในบทนี้ประกอบดว้ ย 1. ความหมายของวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2. สาขาของวทิ ยาศาสตร์ 3. วิธกี ารแสวงหาความรู้ของมนุษย์ 4. กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ 5. วธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์ 6. จิตวทิ ยาศาสตร์ เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ เจตคตติ อ่ วทิ ยาศาสตร์ กิจกรรมการเรียนการสอน 1. นักศึกษารบั ฟังบรรยายสรปุ เนือ้ หาสาระด้วย Microsoft Power Point พร้อมตอบ คาถามระหว่างการฟงั บรรยาย 2. นกั ศึกษาศึกษาเนื้อหา “วิธีการสืบเสาะหาความรขู้ องมนษุ ย์” จากเอกสารประกอบการ เรยี นการสอน 3. นกั ศึกษารว่ มกนั อภิปรายสรุปเน้ือหาสาคัญเกยี่ วกับวธิ ีการสืบเสาะหาความรู้ของมนุษย์ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชาธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

32 บทท่ี 2 วธิ ีการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 4. นกั ศึกษาทาแบบทดสอบเปนนรายบคุ คล คะแนนที่แตล่ ะคนในกลุม่ ได้รบั นามาหาเปนน คะแนนของกล่มุ 5. นกั ศกึ ษาแตล่ ะคนตอบคาถามท้ายบทเรยี นแล้วนาสง่ ภายในสปั ดาห์ถัดไป สือ่ การเรียนการสอน 1. เอกสารประกอบการเรยี นการสอน “วธิ กี ารเสาะแสวงหาความร้ทู างวทิ ยาศาสตร์” 2. การนาเสนอด้วย Microsoft Power Point 3. วดี ิทศั นเ์ หตกุ ารณ์ตา่ ง ๆ 4. เครือข่ายการเรยี นร้ทู างอนิ เตอร์เนต็ เก่ียวกับวธิ กี ารเสาะแสวงหาความร้ขู องมนษุ ย์ 5. ตารา หนงั สอื เรยี นเก่ียวกับวธิ ีการเสาะแสวงหาความรู้ของมนุษย์ การวัดผล 1. สังเกตพฤตกิ รรมระหวา่ งการรบั ฟังบรรยายและร่วมกิจกรรมกลมุ่ 2. ทดสอบย่อย 3. ตรวจสอบผลงานการตอบคาถามทา้ ยบทเรียนของนักศึกษาเปนนรายบุคคล เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วธิ กี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 33 บทท่ี 2 วธิ ีการสบื เสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เทวรปู เทพเจ้าเฮลอิ อส (อะพอล โล)่ ณ ประเทสกรซี สิง่ มหศั จรรยย์ ุคโบราณ มนษุ ยม์ คี วามสนใจในส่งิ ต่าง ๆ ทอ่ี ยรู่ อบตวั มานานนับตั้งแตย่ คุ เริม่ แรกมาแลว้ โดยเฉพาะ ความร้ทู ่จี ะนามาแกไ้ ขปัญหาต่าง ๆ ทอ่ี ยู่รอบตวั ความรู้ตา่ ง ๆ ในปจั จุบันนน้ี ับวนั จะมีข้อค้นพบมาก ยิง่ ข้นึ ไปตามระยะเวลา ซงึ่ ความรเู้ หล่านี้ช่วยให้มนุษยม์ ีความรู้ ความเข้าใจ สามารถทีจ่ ะอธบิ าย ควบคมุ หรอื พยากรณเ์ หตุการณต์ า่ ง ๆ ในสถานการณ์ท่กี าหนดใหไ้ ด้ การเสาะแสวงหาความรขู้ อง มนษุ ย์มใิ ช่กระบวนการทเ่ี กิดข้นึ เองโดยอัตโนมัติ แต่เปนน กระบวนการที่ต้องอาศยั สตปิ ัญญา และการ ฝกึ ฝนต่าง ๆ ซงึ่ มีวธิ กี ารเสาะแสวงหาความรขู้ องมนุษย์แตกตา่ งกันไปตามยุคสมยั ในบทนจี้ ะกล่าวถงึ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

34 บทท่ี 2 วธิ กี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ความหมายของวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สาขาของวทิ ยาศาสตร์และวิธกี ารท่ีมนษุ ย์ใชใ้ นการเสาะ แสวงหาความรูจ้ ากอดตี ถึงปัจจุบัน ความหมายของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1. ความหมายของวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ (Science) มีรากศัพท์มาจากภาษาลาตนิ วา่ Scientia แปลว่า ความรู้ ทว่ั ไป ซงึ่ เปนนความหมายที่กวา้ งมากท่ใี ช้ในอดตี (สุนนั ท์ บุราณรมย์ และคณะ, 2542: 2) เนือ่ งจากใน อดีตยังไม่มีการคน้ พบความรู้มากมายเหมอื นในปจั จบุ นั ดงั นน้ั วทิ ยาศาสตรจ์ งึ มีความหมายใน ลักษณะท่คี รอบคลุมความรูท้ ั้งหมดของมนุษย์ ตอ่ มาเมื่อมนุษยม์ ีการคน้ พบความรมู้ ากขึ้น และได้ พิสูจนค์ วามรตู้ ่างๆ สิง่ ใดเปนนจริงจะไดร้ บั การยอมรับ ส่วนสิ่งใดไมจ่ รงิ กจ็ ะถกู ปฏิเสธทาใหค้ วามหมาย ของคาว่าวทิ ยาศาสตร์เปลยี่ นแปลงไป ซึ่งความหมายของคาวา่ วิทยาศาสตร์ ในปจั จบุ ันมีผ้ใู ห้ ความหมายไว้หลายท่าน เชน่ ภพ เลาหไพบูลย์ (2540: 2) ได้ให้ความหมายไวว้ ่า วทิ ยาศาสตร์ หมายถงึ วชิ าทส่ี ืบ ค้นหาความจรงิ เก่ยี วกบั ธรรมชาติ โดยใช้กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ วิธกี ารทาง วิทยาศาสตร์และเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ เพื่อให้ไดม้ าซ่งึ ความร้ทู างวิทยาศาสตรท์ เ่ี ปนนทย่ี อมรบั โดยทัว่ ไป สนุ นั ท์ บรุ าณรมย์ และคณะ (2542: 2-3) ไดใ้ หค้ วามหมายไว้วา่ วทิ ยาศาสตร์ หมายถงึ ความร้ทู ีแ่ สดงหรือพสิ ูจน์ไดว้ า่ ถูกต้อง เปนนความจริง ซ่งึ ความร้ดู งั กล่าวได้มาจากการศึกษา ปรากฏการณธ์ รรมชาติ หรือจากการทดลอง โดยเริ่มตน้ จากการสงั เกต การต้งั สมมตฐิ าน การทดลอง อยา่ งมีแบบแผน แลว้ จึงสรุปเปนน ทฤษฏีหรอื กฎขึ้น แล้วนาแล้วนาทฤษฏหี รอื กฎท่ไี ด้ไปใชศ้ ึกษาหา ความรู้ต่อไปเร่อื ยๆ พจนานุกรมฉบบั ราชบณั ฑติ ยสถาน (2542: 1075) ได้ให้ความหมายวา่ วทิ ยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้ที่ได้โดยการสงั เกต และคน้ ควา้ จากปรากฏการณ์ธรรมชาตแิ ลว้ จดั เขา้ เปนนระเบียบ กลา่ วโดยสรุป วิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้ที่ได้มาจากการศกึ ษาปรากฏการณ์ ธรรมชาติ ซ่ึงสามารถแสดงหรือพสิ ูจนไ์ ดว้ ่าถูกต้อง และเปนนความจริง โดยใช้กระบวนการแสวงหา ความรู้ ทางวทิ ยาศาสตร์ แล้วจดั ความรนู้ น้ั เข้าเปนน ระเบยี บ เปนน หมวดหมู่ จากการนิยามดังกลา่ ว เม่ือพิจารณาจะพบวา่ ในความหมายของวิทยาศาสตร์นัน้ มี องคป์ ระกอบหลัก 3 สว่ น คือ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วิธีการสืบเสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 35 1. ความรทู้ างวิทยาศาสตร์ เปนนความรู้ที่ได้จากธรรมชาติ โดยวิธีการแสวงหาความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ แบ่งไดเ้ ปนน 6 ระดบั ได้แก่ ข้อเทจ็ จริง ความคดิ รวบยอดหรือมโนมติ สมมติฐาน หลกั การ กฎ และทฤษฏี 2. กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ เปนน กระบวนการท่ีทาให้นักวิทยาศาสตร์สามารถ คน้ หาความรูต้ า่ งๆ จากธรรมชาตไิ ด้อย่างมีระบบ และมีประสทิ ธภิ าพ ซ่งึ ประกอบด้วยวธิ ีการทาง วทิ ยาศาสตร์ (Scientific method) ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific skill) และ เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific attitude) 3. สาขาของวทิ ยาศาสตร์ เปนนการจดั แบ่งความรทู้ างวิทยาศาสตรท์ ี่มลี กั ษณะ เรอ่ื งราวท่ีเหมือนกนั เข้าอย่ใู นกลุ่มเดียวกนั ให้เปนน หมวดหมู่ เพอ่ื มีระบบระเบยี บให้ง่ายตอ่ การคน้ หา เปรยี บไดก้ ับถ้าเราจะค้นหาหนังสือสกั เลม่ ในห้องสมดุ ขนาดใหญท่ ่ีวางหนงั สอื ไม่เปนน ระเบียบ ทาให้ เสยี เวลาในการคน้ หาหนังสือเปนนเวลานานและอาจหาหนังสอื ที่ตอ้ งการไม่พบ เพราะไมร่ ู้วา่ หนงั สือถกู เกบ็ ไวท้ ี่ใดจงึ ตอ้ งตรวจหาหนงั สอื ในห้องสมุดทลี ะเลม่ ซ่ึงแตกตา่ งจากการหาหนงั สือเลม่ เดียวกนั นี้ที่ จัดไว้ในหอ้ งสมุดท่ีมีการจัดระบบไว้เปนนอย่างดีสามารถค้นหาไดง้ า่ ย ดังนั้น การจัดความรู้ทาง วิทยาศาสตรท์ ีม่ ีอย่อู ย่างมากมายให้เปนนระบบจงึ มีความสาคัญเปนน อยา่ งย่งิ การค้นพบสิง่ ใหม่ ๆ ในปรากฏการณธ์ รรมชาตขิ องนกั วทิ ยาศาสตร์ มักเรมิ่ จากคาถาม หลกั อยู่ 3 คาถาม (พนั ธ์ ทองชุมนมุ , 2547: 5) คอื 1. คาถาม What (อะไร) เปนน คาถามทนี่ กั วทิ ยาศาสตรไ์ ด้ข้อมูลจากการสงั เกตสภาพ จริงของวัตถุหรือปรากฏการณ์น้นั ๆ และมีการบันทึกไว้อย่างถกู ต้อง เพอ่ื นามาวเิ คราะห์ สังเคราะหใ์ ห้ เปนน ความรตู้ อ่ ไป 2. คาถาม How (อยา่ งไร) เปนนคาถามทใี่ ชถ้ ามการลาดับเหตุการณท์ เ่ี กิดก่อน-หลัง แล้วหาความสัมพนั ธ์ระหว่างตัวแปรต่างๆ และหาสมมตฐิ านในการตอบปัญหา เพื่อค้นคว้าหาตอบ ที่ จะออกมาเปนนความรวู้ ทิ ยาศาสตร์ต่อไป 3. คาถาม Why (ทาไม) เปนนคาถามท่นี ักวทิ ยาศาสตร์ใชอ้ ธิบายเหตผุ ลของการเกดิ ของปรากฏการณ์ใดๆ วา่ ทาไมเปนน เช่นนั้น 2. ความหมายของเทคโนโลยี เทคโนโลยี (Technology) มาจากภาษากรีกว่า Technologia หมายถึง การ กระทาอย่างมรี ะบบ แตค่ วามหมายของคาวา่ เทคโนโลยใี นปัจจุบนั หมายถงึ ความร้ทู างเทคนิคหรือ กระบวน การผลติ การสรา้ งหรือการกระทาส่งิ ตา่ งๆ เพอ่ื ให้เกดิ ประโยชนแ์ ก่สังคม เศรษฐกจิ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

36 บทท่ี 2 วธิ กี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ การเมือง และอื่นๆ (สุนนั ท์ บรุ าณรมย์ และคณะ, 2542: 2-3) อยา่ งไรกต็ ามจะสงั เกตได้วา่ ลกั ษณะ ของเทคโนโลยีจะมุ่งเน้นไปที่ กระบวนการ หรือการกระทาเปนน หลัก พจนานุกรมฉบับราชบณั ฑติ ยสถาน (2542: 538) ได้ใหค้ วามหมายวา่ เทคโนโลยี หมายถงึ วทิ ยาการที่นาเอาความร้ทู างวทิ ยาศาสตร์มาใช้ใหเ้ กิดประโยชนใ์ นทางปฏิบัติ และ อตุ สาหกรรม เทคโนโลยี หมายถงึ การนามาทาใหเ้ ปนนประโยชน์ซึง่ สามารถขยายความไดว้ ่าเปนน กระบวนการหรือวธิ กี ารที่นาเอาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์และศาสตร์ อื่น ๆ มาผสมผสาน หรอื ประยุกตใ์ ช้ เพ่อื ให้เกิดประโยชนต์ อ่ มนษุ ย์และสงั คมนน่ั เอง (เตมิ ศักดิ์ เศรษฐวัชราวนชิ , 2539: 3) กล่าวโดยสรุป เทคโนโลยี หมายถึง กระบวนการหรือวิธีการที่นาเอาความรู้ทาง วิทยาศาสตร์และศาสตร์อื่นๆ มาผสมผสาน ประยุกต์หรือใช้งานเพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ ดังน้ัน วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยจี ึงมีความสมั พนั ธ์กัน กล่าวคือ เมอ่ื มนุษย์มีความกระตือรือร้น สนใจ เสาะ แสวงหาความรู้ และพิสจู น์ความจรงิ ทเี่ กดิ ขน้ึ จนกระท่งั ไดเ้ ปนน หลกั การ ทฤษฏี หรอื กฎ ซ่ึงเปนนความรู้ วิทยาศาสตรแ์ ล้ว มนษุ ย์ก็จะใช้ความรวู้ ิทยาศาสตรน์ ัน้ มาประยกุ ต์ในการใชป้ ระโยชน์ต่าง ๆ ในยคุ แรกๆ นนั้ วิทยาศาสตร์มักเปนน การคน้ พบโดยบังเอญิ จากการสงั เกต และการพิสูจน์ ปรากฏการณ์ทวั่ ๆไปท่ีไม่มคี วามซับซ้อน จากนั้นจงึ นาความรู้ทไี่ ด้ไปประยุกต์ใช้จนได้เครอ่ื งมืออานวย ความสะดวกอย่างง่ายๆ ซงึ่ ในการท่จี ะพัฒนาเทคโนโลยตี า่ ง ๆ น้นั จาเปนน ตอ้ งอาศัยความรู้ พืน้ ฐานความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ที่ดี และถูกต้อง อยา่ งไรก็ดีในการพฒั นาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ การ พสิ จู น์คน้ ควา้ หาคาตอบเพื่อให้ได้ความร้ทู ลี่ ะเอียด และซบั ซ้อน ซงึ่ เปนน ความรูใ้ นช้นั สูงขึ้นไปนน้ั จาเปนนตอ้ งใช้เครื่องมอื หรือใช้เทคโนโลยีทสี่ ูงขึ้น สามารถใช้ประโยชนไ์ ดม้ ากข้ึน หรอื ตรวจวัดละเอยี ด ถกู ต้องแมน่ ยาข้นึ ดังนั้น จงึ เห็นไดว้ า่ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีความสัมพันธ์ในทางเอือ้ ประโยชน์ ให้กนั และกนั และมักมีการพัฒนาควบคูไ่ ปด้วยกันเสมอ สาขาของวิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ เปนน ความรูท้ ่ีได้จากการศึกษาปรากฏการณต์ ่างๆทเ่ี กิดข้นึ ในธรรมชาติ ซ่ึง ความรตู้ ่างๆ เหลา่ นี้มีอยอู่ ย่างมากมาย ดังนน้ั เพื่อความเปนนระเบียบจงึ ต้องมีการจัดความรตู้ ่างๆ ออกเปนนหมวดหมตู่ ามแต่ละสาขา เช่น ถา้ เปนน ความรเู้ ก่ียวกับส่งิ มชี วี ติ จาพวกพชื หรอื พรรณไม้ตา่ งๆ จดั อยูใ่ นสาขาพฤกษาศาสตร์ ส่วนเรอ่ื งทีเ่ กย่ี วกบั ส่ิงมีชีวติ ขนาดเลก็ เชน่ สัตว์เซลล์เดียวหรือ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาติวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วิธกี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 37 เชือ้ จลุ นิ ทรีย์ จดั อยใู่ นสาขาจุลชีววิทยา เปนน ตน้ อย่างไรกต็ าม ความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ได้แบง่ ออก อย่างกว้างๆ เปนน 2 ประเภท ตามจดุ ประสงค์ของการแสวงหาความรู้ ดงั นี้ 1. วทิ ยาศาสตรบ์ ริสทุ ธ์ิ วทิ ยาศาสตร์บรสิ ทุ ธิ์ หรอื วทิ ยาศาสตร์ธรรมชาติ (Natural science) คือ ความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ ท่ีบรรยายถึงความเปนน ไปของปรากฏการณต์ า่ งๆ ในธรรมชาติ อนั ประกอบไปดว้ ย ขอ้ เท็จจริง หลกั การ ทฤษฏี กฎ และสตู รตา่ งๆ เปนน ความรู้พืน้ ฐานของนักวิทยาศาสตร์ ซ่ึงได้มาเพื่อ สนองความต้องการอยากรู้ อยากเห็น โดยไม่คานงึ ถึงประโยชนข์ องการคน้ หา วิทยาศาสตรบ์ รสิ ุทธ์ิ สามารถแบง่ ออกเปนนกลุ่มย่อยได้ 3 กล่มุ ดงั น้ี 1.1 วทิ ยาศาสตร์กายภาพ (Physical Science) คอื วทิ ยาศาสตรท์ ่วี ่าดว้ ยเร่อื งราว ตา่ งๆ ของส่งิ ไม่มชี ีวติ เชน่ เคมี ฟิสกิ ส์ คณิตศาสตร์ ดาราศาสตร์ รวมถึงอตุ ุนิยมวทิ ยา และธรณวี ทิ ยา เปนนต้น 1.2 วทิ ยาศาสตร์ชีวภาพ (Biological Science) คือ วทิ ยาศาสตรท์ ่ีวา่ ด้วยเร่ืองราว ตา่ งๆ ของส่งิ มชี ีวิต เชน่ สตั ววิทยา พฤกษศาสตร์ จลุ ชีววทิ ยา นเิ วศวทิ ยา เปนน ตน้ 1.3 วทิ ยาศาสตร์สังคม (Social Science) เปนนวิทยาศาสตรท์ ่ศี ึกษาหาความรเู้ พ่ือ จัด ระบบให้มนุษยม์ ีการดารงชีวติ อยู่ดว้ ยกนั อย่างมแี บบแผน เพ่ือความสงบสุขของสงั คม ประกอบด้วย วิชาจิตวทิ ยา วิชาการศกึ ษา วชิ ารัฐศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ เปนนตน้ 2. วทิ ยาศาสตร์ประยกุ ต์ วทิ ยาศาสตร์ประยุกต์ คือ วิทยาศาสตร์ท่ีวา่ ด้วยเร่ืองราวต่างๆ ทมี่ งุ่ ประโยชน์ในทาง ปฏบิ ตั ิย่ิงกวา่ ทฤษฏี เช่น วศิ วกรรมศาสตร์ แพทย์ศาสตร์ เกษตรศาสตร์ เปนน ต้น ดังนนั้ วทิ ยาศาสตร์ ประยุกต์ เปนนวิทยาศาสตร์ท่ีนาเอาความรู้จากวทิ ยาศาสตร์บริสทุ ธ์ิ มาประยุกตเ์ พื่อใหเ้ กิดประโยชน์ ตอ่ สงั คม สนองความตอ้ งการของมนษุ ย์ในด้านตา่ งๆ เช่น การแพทย์ การเกษตร การอุตสาหกรรม ทาให้เกดิ วิทยาศาสตร์สาขาใหม่ เชน่ แพทย์ศาสตร์ สตั วแพทย์ศาสตร์ เกษตรศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และโภชนาการ เปนน ต้น หากพจิ ารณาในสาขาวชิ าแพทยศาสตร์ ซง่ึ เปนนวิทยาศาสตรป์ ระยกุ ต์สาขาหน่งึ นน้ั จะพบว่าเปนนการผสมผสานความรูจ้ ากสาขาวิชาวิทยาศาสตรบ์ ริสุทธห์ิ ลายสาขาประกอบกนั เพื่อ ประโยชนใ์ นการรักษาโรค โดยไมไ่ ด้ใชค้ วามรู้ในวิทยาศาสตรบ์ รสิ ทุ ธิส์ าขานั้นทงั้ หมด ยกตวั อยา่ งเชน่ ความรดู้ ้านชีววิทยาใชเ้ ฉพาะทเ่ี ก่ียวกบั เรื่องการทางานของอวัยวะ และระบบตา่ งๆ ของร่างกาย ความรดู้ ้านฟสิ ิกส์ใช้ในส่วนทเี่ ปนนเร่อื งเกย่ี วกับโครงสร้างของรา่ งกาย และการเคลื่อนไหว ใช้ความรู้ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

38 บทท่ี 2 วธิ กี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ ด้านเคมี เชน่ คุณสมบัตขิ องสารเคมีตา่ งๆ ที่สามารถนามาทายารกั ษาโรค ดา้ นจลุ ชีววทิ ยาไดแ้ ก่ ความรู้ทีเ่ ก่ียวข้องกับเชอ้ื จุลินทรยี ์ และเชอ้ื โรคตา่ งๆ เปนนต้น จะเห็นไดว้ ่าสาขาวิชาแพทยศ์ าสตรน์ ัน้ เปนน การดงึ เอาความรู้บางส่วนท่ีเกยี่ วข้องกบั การทางานของร่างกายมนุษย์ และการบาบัด รักษา โรคภัยไข้เจบ็ จากสาขาวชิ าวทิ ยาศาสตร์บริสุทธ์ิหลายๆ แขนงมาประยุกต์รวมกนั เพ่ือประโยชน์ ทางดา้ นใดด้านหนึ่งเท่านัน้ กล่าวโดยสรปุ วทิ ยาศาสตร์บริสทุ ธ์ิเปนนความรูใ้ นเรื่องต่าง ๆ ซง่ึ มกั เปนน สาขา วทิ ยาศาสตรพ์ ื้นฐาน ท่ีมลี กั ษณะเปนนทฤษฏี หลักการ กฎ หรือสตู รตา่ ง ๆ เช่น ฟสิ ิกส์ เคมี ชวี วิทยา เปนนตน้ ส่วนวทิ ยาศาสตรป์ ระยุกตเ์ ปนนการใช้ความร้เู พ่ือใหเ้ กดิ ประโยชน์ โดยเนน้ ในทางปฏบิ ัติ มากกว่าทฤษฎี และมักเปนนสาขาวชิ าเฉพาะทาง เชน่ แพทย์ศาสตร์ วศิ วกรรมศาสตร์ เกษตรศาสตร์ วิทยาศาสตรส์ งิ่ แวดล้อม เปนน ตน้ วิธีการแสวงหาความร้ขู องมนษุ ย์ ความรตู้ ่างๆของมนุษย์ประกอบด้วยขอ้ เท็จจรงิ และทฤษฎีต่างๆ ซง่ึ เมื่อมนุษย์มคี วามรู้ ความเข้าใจ สามารถท่จี ะอธิบาย ควบคุมหรือพยากรณเ์ หตุการณต์ ่างๆในสถานการณ์ท่กี าหนดใหไ้ ด้ การแสวงหาความรู้ของมนุษย์เปนน กระบวนการท่ตี ้องอาศัยสตปิ ัญญาและการฝกึ ฝนต่างๆ วธิ ีแสวงหา ความรขู้ องมนษุ ย์ จาแนกได้ 4 วธิ ี (นภิ า ศรไี พโรจน์, ม.ป.ป.: 2) ดงั น้ี 1. วิธโี บราณ ในสมัยโบราณมนษุ ย์ได้ความรู้มาโดย 1.1 การสอบถามผ้รู หู้ รือผู้มีอานาจ (Authority) เปนนการไดค้ วามร้จู ากการสอบถามผู้รู้ หรอื ผมู้ ีอานาจ เช่น ในสมัยโบราณเกิดโรคระบาด ผูค้ นกจ็ ะถามจากผู้ที่มอี านาจว่าควรทาอย่างไร ซง่ึ ในสมยั นั้นผ้มู อี านาจก็จะแนะนาให้ทาพิธีสวดมนต์ออ้ นวอนต่อส่ิงศักด์ิสทิ ธิต์ า่ ง ๆ ใหช้ ่วยคลี่คลาย เหตกุ ารณ์ต่าง ๆ คนจึงเชือ่ ถอื โดยไมม่ ีการพสิ ูจน์เปนน การหาความรทู้ ่ไี ดจ้ ากผู้รอบรู้ทีม่ ีช่ือเสยี งหรือท่ี เรยี กวา่ นกั ปราชญ์ ซ่งึ เปนน ผมู้ ีอทิ ธพิ ลหรอื มอี านาจในสงั คม ความรู้ที่ได้น้ีอาจจะถูกหรอื ผิดกไ็ ด้ เช่น อรสิ โตเตลิ (Aristotle) ปราชญ์ในสมัยโบราณ กลา่ ววา่ “ผหู้ ญิงมฟี นั มากกวา่ ผ้ชู าย” หรอื ที่ปโตเลมี (Ptolemy) เชื่อว่า “โลกเปนน ศนู ย์กลางของระบบสุรยิ จักรวาล” ซึ่งก็มีการเช่อื ถือกนั มาโดยไม่มีใคร กล้าตรวจนับ เปรียบเทยี บหรือพิสจู น์ 1.2 ความบังเอิญ (Chance) เปนน การได้ความรมู้ าโดยไมต่ ง้ั ใจ ซ่ึงไม่ไดเ้ จตนาท่จี ะศึกษา เรื่องน้นั โดยตรง แตบ่ ังเอิญเกิดเหตกุ ารณ์หรือปรากฏการณ์บางอยา่ งทาใหม้ นุษย์ไดร้ บั ความรู้น้นั เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 39 ความรูค้ วามจรงิ ประเภทนี้ เปนนความรคู้ วามจริงท่ีเกดิ ขึ้นโดยมิไดค้ าดฝันหรอื ไม่เจตนาโดยตรง แต่ บังเอญิ เหตุการณ์หรือปรากฏการณ์บางอยา่ งทาใหม้ นุษย์ได้รับความรู้ เช่น การค้นพบยาเพนนซิ ลิ นิ ของ อเลก็ ซานเดอร์ เฟลมมิง (Alexander Flemming) การคน้ พบวัคซีนป้องกันอหวิ าตกโรคของ หลุยส์ ปาสเตอร์ (Louise Paster) การค้นพบรงั สีเอกซ์ (X-ray) ของเริงทแ์ กน (Raentgen) การ ค้นพบว่ายางพาราดบิ เมื่อถูกความรอ้ นจะช่วยใหย้ างนัน้ แข็งตัว และมคี วามทนทานเพม่ิ ขึ้นของชารล์ ส์ กดู เยยี ร์ (Charls Goodyear) ซ่งึ นาไปสกู่ ารประดษิ ฐ์ยางรถยนต์ท่ีแพร่หลายในปจั จุบันนี้ เปนนตน้ การ ค้นพบดังกล่าวนีเ้ กิดขึ้นในขณะทาการศึกษาคน้ คว้าในเร่ืองนัน้ และพบปรากฏการณโ์ ดยบังเอิญ ซง่ึ เปนนความรู้ใหมท่ ี่ไม่ได้คาดหวังเอาไว้ 1.3 ขนบธรรมเนียมประเพณี (Tradition) เปนนการไดค้ วามรู้มาจากส่ิงท่ีคนในสังคม ประพฤตปิ ฏิบัตสิ ืบทอดกันมาจนเปนนขนบธรรมเนยี มประเพณี และวฒั นธรรม ผู้ทใ่ี ช้วิธกี ารน้ี ควร ตระหนกั ดว้ ยว่าสง่ิ ต่าง ๆ ท่ีเกิดขน้ึ ในอดตี จนเปนน ขนบธรรมเนียมประเพณีนน้ั ไมใ่ ช่จะเปนน สงิ่ ที่ถูกต้อง และเทยี่ งตรงเสมอไป ดงั นนั้ ผูท้ ่ใี ชว้ ิธกี ารนีค้ วรจะไดน้ ามาประเมนิ อยา่ งรอบคอบเสียก่อนทจี่ ะยอมรบั วา่ เปนนข้อเท็จจรงิ 1.4 ผเู้ ชย่ี วชาญ (Expert) เปนน การได้ความรู้จากผเู้ ชยี่ วชาญเฉพาะเรื่อง เม่ือมีปัญหา หรอื ต้องการคาตอบเกี่ยวกับเรอื่ งใดกไ็ ปถามผเู้ ชย่ี วชาญเฉพาะเร่ืองนน้ั เชน่ เรื่องดวงดาวตา่ ง ๆ ใน ทอ้ งฟา้ จากนักดาราศาสตร์ เรือ่ งความเจ็บปว่ ยจากนายแพทย์ 1.5 ประสบการณส์ ่วนตวั (Personal experience) เปนน การไดค้ วามรจู้ ากประสบการณ์ ท่ตี นเคยผา่ นมา ประสบการณ์ของแตล่ ะบุคคลช่วยเพม่ิ ความร้ใู ห้บคุ คลนน้ั เมื่อประสบปัญหาก็ พยายามระลึกถึงเหตกุ ารณ ห์ รือวิธกี ารแก้ปญั หาในอดีตเพื่อเปนนแนวทางในการแกป้ ญั หาท่ีประสบอยู่ 1.6 การลองผดิ ลองถูก (Trial and error) เปนน การได้ความรมู้ าโดยการลอง แกป้ ัญหา เฉพาะหน้า หรือปญั หาท่ไี ม่เคยทราบมาก่อน เมอื่ แกป้ ญั หาน้นั ได้ถูกตอ้ งเปนน ท่ีพงึ พอใจ กจ็ ะกลายเปนน ความรูใ้ หมท่ จ่ี ดจาไวใ้ ชต้ อ่ ไป ถา้ แกป้ ัญหาผดิ กจ็ ะไม่ใช้วิธีการน้ีอีก 2. วธิ ีการอนุมาน วิธกี ารอนุมาน (Deductive method) คิดข้ึนโดยอรสิ โตเติล (Aristotle) เปนนวิธกี ารคดิ เชงิ เหตุผล ซงึ่ เปนนกระบวนการคิดค้นจากเรื่องทั่ว ๆ ไปสูเ่ รอ่ื งเฉพาะเจาะจง หรือคิดจากสว่ นใหญ่ไปสู่ ส่วนยอ่ ยจากส่งิ ทีร่ ไู้ ปสู่สง่ิ ทไ่ี ม่รู้ ดงั แสงดในตวั อยา่ งท่ี 1และ 2 วธิ กี ารอนมุ านน้จี ะประกอบด้วย 2.1 ข้อเทจ็ จริงใหญ่ ซงึ่ เปนน เหตกุ ารณท์ ีเ่ ปนนจริงอยู่ในตัวมันเอง หรอื เปนน ขอ้ ตกลงที่ กาหนดข้นึ เปนนกฎเกณฑ์ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

40 บทท่ี 2 วิธกี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 2.2 ข้อเท็จจริงย่อย ซึง่ มีความสมั พันธ์กบั ขอ้ เท็จจริงใหญ่ หรอื เปนน เหตุผลเฉพาะกรณีท่ี ตอ้ งการทราบความจรงิ 2.3 ผลสรปุ เปนน ขอ้ สรุปท่ีได้จากการพิจารณาความสมั พันธข์ องเหตุใหญแ่ ละ เหตยุ ่อย ตัวอย่างท่ี 1 ขอ้ เท็จจริงใหญ่ : ส่งิ มีชีวิตทกุ ชนดิ ตอ้ งตาย ตัวอยา่ งที่ 2 ขอ้ เทจ็ จรงิ ย่อย : คนเปนนสัตวช์ นดิ หน่ึง ผลสรปุ : คนตอ้ งตาย ข้อเท็จจริงใหญ่ : ถา้ มหาวทิ ยาลยั จดั ประชมุ อาจารยจ์ ะไม่สอน ขอ้ เทจ็ จรงิ ย่อย : วันน้ีมหาวทิ ยาลัยมีงานประชุม ผลสรุป : อาจารย์ไมส่ อน ถึงแมว้ ่าการแสวงหาความรโู้ ดยวธิ ีการอนมุ าน จะเปนนวธิ ีการที่มปี ระโยชน์อยา่ งย่ิง แตก่ ็มี ข้อจากัด ดังน้ี 1. ผลสรปุ จะถูกตอ้ งหรือไม่ ขึ้นอย่กู ับข้อเท็จจริงใหญ่กับข้อเทจ็ จรงิ ย่อย หรือทง้ั คู่ ไม่ ถูกต้องก็จะทาใหข้ ้อสรปุ พลาด ไปดว้ ย ดังเชน่ ตัวอย่างที่ 2 นัน้ การทมี่ หาวิทยาลยั มีงานประชุม อาจารยอ์ าจสอนตามปกติ 2. ผลสรปุ ท่ีได้เปนนวธิ กี ารสรุปจากสิง่ ที่รไู้ ปส่สู ิง่ ทีไ่ ม่รู้ แตว่ ิธกี ารน้ไี มไ่ ดเ้ ปนนการยนื ยนั เสมอไปวา่ ผลสรุปท่ไี ด้จะเช่ือถอื ไดเ้ สมอไป เนื่องจากถา้ สิ่งท่ีรแู้ ตแ่ รกเปนนข้อมูลที่คลาดเคลอ่ื นก็จะ สง่ ผลให้ข้อสรุปนนั้ คลาดเคล่ือนไปดว้ ย 3. วิธีการอปุ มาน วิธีการอปุ มาน (Inductive Method) พฒั นาข้ึนในโดยฟรานซสิ เบคอน เขาได้ วพิ ากษ์วจิ ารณว์ ิธีการหาเหตุผลของอริสโตเตลิ ว่ามีขอ้ บกพร่องดังกลา่ วแล้ว จงึ เปนน เหตุให้เบคอนได้ เสนอวิธกี ารหาความรูค้ วามจริงข้ึน ซ่ึงเรยี กวา่ วิธอี ปุ มาน (Inductive reasoning) เปนน วธิ ที อ่ี าศัยการ เกบ็ รวบรวมขอ้ มลู ย่อยก่อนแลว้ จึงทาการวิเคราะห์ขอ้ มลู (เหตุยอ่ ย) เพื่อดูความสมั พันธ์ระหวา่ งข้อมูล เหลา่ นัน้ เพอื่ ท่จี ะนามาสรปุ เปนนเหตหุ รือผลหรือตัง้ เปนนทฤษฎี (เหตใุ หญ)่ ดังนน้ั องค์ประกอบหรือ ขน้ั ตอนในการอุปมานจึงอาจแบง่ ได้เปนน 3 ขน้ั คือ 3.1 เก็บรวบรวมขอ้ มลู หรือข้อเทจ็ จริงทเ่ี ปนน รายละเอยี ดยอ่ ย ๆ กอ่ น 3.2 วิเคราะหข์ ้อมูลเพ่ือดูความสัมพันธร์ ะหวา่ งข้อเท็จจรงิ ย่อยเหล่าน้นั 3.3 สรปุ ผล เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วธิ ีการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 41 การแสวงหาความรูโ้ ดยวธิ ีอุปมานของฟรานซสิ เบคอน มี 3 แบบ ดงั น้ี 1. การอปุ มานอยา่ งสมบรู ณ์ (Perfect induction) เปนนการเก็บรวบรวมขอ้ มูลทุก ๆ หน่วยในหมู่ประชากร เพ่อื ดรู ายละเอียดของหน่วยยอ่ ยทงั้ หมดแล้วจงึ วิเคราะห์ข้อมลู แปลผล และ สรุป โดยวธิ ีการนจ้ี ะทาให้ได้ความรูค้ วามจรงิ ท่เี ช่ือถือได้อย่างสมบรู ณ์ แตใ่ นทางปฏิบตั ิอาจทาไม่ได้ เพราะเปนนการสน้ิ เปลอื งเวลา แรงงานและคา่ ใช้จ่ายสูง อีกท้ังประชากรบางอย่างเราไมส่ ามารถ ตรวจสอบให้ครบถว้ นทุกหนว่ ยได้ เชน่ เช้ือโรค อากาศ น้า เปนน ตน้ ดังแสดงในตวั อยา่ งต่อไปนี้ ตวั อยา่ ง ในการศึกษาความต้องการด้านการจดั กิจกรรมของนกั ศึกษามหาวิทยาลัย ราชภัฏอุดรธานี โดยใชแ้ บบสอบถาม ถามนักศึกษาทุกคน แล้วรวบรวมขอ้ มลู เพื่อ นามาวเิ คราะห์และสรปุ ผลได้วา่ นกั ศกึ ษามหาวิทยาลยั ราชภฏั อุดรธานี มคี วาม ตอ้ งการจัดกิจกรรมในดา้ นใดบา้ ง 2. การอปุ มานทไ่ี ม่สมบูรณ์ (Imperfect induction) การอุปมานแบบน้ีจะเลือก ตรวจสอบวเิ คราะหข์ ้อมูลกับกลุ่มตวั อย่างท่เี ปนนตัวแทนของมวลประชากร แล้วจึงสรุป หรืออปุ มานว่า ประชากรท้งั หมดมีลกั ษณะเช่นไร วิธีการน้ีขน้ึ อยู่กบั การสมุ่ กลมุ่ ตัวอย่างเปนนอย่างมาก แตก่ ็สะดวกใน การปฏบิ ัตเิ พราะประหยัดแรงงาน เวลา และคา่ ใชจ้ า่ ย ดงั แสดงในตวั อยา่ งต่อไปน้ี ตัวอย่าง ในการศกึ ษาความตอ้ งการด้านการจัดกิจกรรมของนกั ศึกษามหาวทิ ยาลัย ราชภฏั อุดรธานี โดยใช้แบบสอบถาม ข้นั แรกจะต้องสุ่มนักศึกษาจานวนหน่งึ จากแต่ ละช้ันปีมาเปนนกลุม่ ตัวอย่างก่อน แลว้ รวบรวมขอ้ มลู เพ่อื นามาวเิ คราะห์และสรุปผลได้ ว่า นักศึกษามหาวทิ ยาลัยราชภฏั อุดรธานี มคี วามต้องการจัดกิจกรรมในดา้ นใดบา้ ง 3. แบบอุปมานแบบเบคอเนียน (Baconian induction) เปนนการอปุ มานท่ีไม่ สมบูรณ์วิธหี นง่ึ ซ่งึ เบคอนเสนอวา่ ในการตรวจสอบข้อมูลน้นั ควรแจงนบั หรอื ศึกษารายละเอียดของ ขอ้ มูลเปนน 3 กรณี คือ 3.1 พจิ ารณาส่วนทม่ี ลี ักษณะเหมือนกัน 3.2 พจิ ารณาสว่ นที่มีลักษณะแตกต่างกนั 3.3 พจิ ารณาสว่ นทม่ี ีความแปรเปล่ยี นไป ผลจากการศึกษารายละเอยี ดของข้อมลู เปนน 3 กรณดี ังกลา่ วน้ี จะทาให้สรปุ เปนน ความรู้ใหม่ได้ วิธกี ารศึกษาหาความรู้ความจรงิ ตามวธิ ีการของเบคอน ถงึ แมจ้ ะเปนน การช่วยใหค้ น้ พบ ความรูใ้ หม่ แต่กถ็ ูกวิพากษว์ จิ ารณว์ า่ การคน้ พบความรูใ้ หม่ตามวธิ ีการของเบคอนนี้เปนนการค้นพบท่ี ปราศจากจดุ มุ่งหมายที่แน่นอน และบางครงั้ ความรูค้ วามจรงิ ทไ่ี ด้อาจไมส่ อดคล้องกับความตอ้ งการ หรือไม่อาจสรปุ เปนนความรูค้ วามจริงได้ ถา้ หากรายละเอยี ดนัน้ ไม่แน่นอนหรอื มคี วามแปรเปลี่ยนมาก เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

42 บทที่ 2 วิธกี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 4. วิธกี ารทางวิทยาศาสตร์ ในครสิ ตศ์ ตวรรษท่ี 19 ชารล์ ส์ ดารว์ ิน (Charles Darwin) ได้เสนอวีการคน้ หาความรู้ ความจรงิ โดยเอาวธิ กี ารของอรสิ โตเติลและฟรานซิล เบคอน มารวมกันเรยี กวธิ ีน้ีวา่ วิธกี ารอนมุ าน และอปุ มาน (Deductive - Inductive method) ซงึ่ ต่อมาได้มีผู้ดัดแปลงแก้ไขให้ช่อื ใหม่วา่ Reflective Thinking เพราะกระบวนการคดิ แบบน้ีเปนน การคิดกลบั ไปกลับมาหรือคิดอย่างใคร่ครวญ รอบคอบ ผู้ทีค่ ดิ วิธกี ารนี้คือ จอหน์ ดิวอี้ (John Dewey) ถูกเขยี นไว้ในหนังสือ “How We Think” เม่ือปีค.ศ.1910 แบง่ ขั้นการคิดไว้ 5 ข้นั ดงั น้ี 1. ขัน้ ปรากฏความยุง่ ยากเปนนปัญหาข้ึน (A felt difficulty) หรอื ข้ันปญั หานัน่ เอง 2. ขั้นจากัดขอบเขตและนิยามความย่งุ ยาก (Location and definition of the difficulty) เปนนข้นั ที่พยายามทาใหป้ ญั หากระจ่างขน้ึ ซ่ึงอาจไดจ้ ากการสังเกต การเกบ็ รวบรวม ขอ้ เทจ็ จริง 3. ขัน้ เสนอแนะการแกป้ ัญหาหรอื สมมตฐิ าน (Suggested solutions of the problem hypotheses) ขั้นนี้ไดจ้ ากการค้นคว้าขอ้ เทจ็ จริงแลว้ ใชป้ ัญญาของตนเดาคาตอบของ ปญั หาท่ีเกิดขนึ้ จึงเรียกกนั ว่า ข้นั ตงั้ สมมติฐาน 4. ขัน้ อนมุ านเหตผุ ลของสมมตฐิ านทีต่ ้ังข้ึน (Deductively reasoning out the consequences of the suggested solution) ข้ันน้ีเปนนขัน้ รวบรวมขอ้ มูลน่นั เอง 5. ขัน้ ทดสอบสมมติฐาน (Testing the hypotheses by action) ขั้นนเ้ี ปนน การ วเิ คราะหข์ ้อมลู เพ่อื จะทดสอบดวู ่า สมมตฐิ านท่ีต้งั ขน้ึ มานั้นเชือ่ ถือไดห้ รอื ไม่ ข้ันตอนการคิดแบบน้ตี อ่ มาเรียกวา่ วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ (Scientific method) นนั่ เอง กลา่ วคือ เรมิ่ ต้นดว้ ยปัญหากอ่ น แลว้ จึงใช้การอนมุ านเพอ่ื จะเดาคาตอบของปัญหาหรือเปนน การตั้งสมมติฐานขึน้ ตอ่ มาก็มีการเกบ็ รวบรวมข้อมลู เพ่ือทดสอบสมมตฐิ าน และใช้หลกั ของการ อปุ มานสรปุ ผลออกมา วิธกี ารทางวทิ ยาศาสตร์จึงมวี ิธีการคิดเปนน 5 ข้นั ดังน้ี 1. ขั้นปัญหา (Problem) 2. ขนั้ ต้งั สมมติฐาน (Hypotheses) 3. ขน้ั เกบ็ รวบรวมข้อมูล (Gathering data) 4. ขั้นวเิ คราะหข์ ้อมูล (Analysis) 5. ข้นั สรุป (Conclusion) วิธกี ารวจิ ัยน้นั ยึดถอื และปฏบิ ัติตามลาดับขนั้ ของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรเ์ ปนนหลัก ผลทไ่ี ด้จากการวจิ ัยจงึ เปนน ความจริงหรอื ความรูท้ เี่ ช่ือถอื ได้ เน่ืองจากมนุษย์มธี รรมชาติของความอยาก รู้อยากเห็น ความคดิ รเิ ร่มิ และมีความปรารถนาท่จี ะพฒั นาชวี ติ และความเปนน อยู่ของตนใหด้ ยี งิ่ ข้ึน เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วิธกี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 43 ดว้ ยเหตุน้ีมนษุ ย์จงึ พยายามเสาะแสวงหาความรู้ความจริงต่าง ๆ อยู่เสมอ เมือ่ พบเห็นสิ่งใดหรือเกดิ ความสงสัยขนึ้ มาก็พยายามศึกษาหาความรู้ความจริงในส่ิงน้นั วิธีหาความรู้ความจริงมีอยหู่ ลายวิธี กระบวนการแสวงหาความรูท้ างวทิ ยาศาสตร์ การท่ีนักวิทยาศาสตร์มีความสนใจแสวงหาความรทู้ างวิทยาศาสตรต์ า่ ง ๆ นน้ั ทาให้ นกั วทิ ยาศาสตร์ต้องใช้กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการต่าง ๆ ท่ีนามาใชเ้ ปนน การแสวงหาความรู้นั้นอาจแตกตา่ งกนั บ้าง แต่ก็มลี ักษณะรว่ มกันท่ีทาให้สามารถจัดเปนน ขั้นตอนได้ 1. ความหมาย ปรชี า วงศช์ ูศิริ (2526: 246) ไดก้ ลา่ วถึงความหมายของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ท่ี ใช้สาหรบั แสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตรว์ า่ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ (Process of science) คือ พฤติกรรมท่ีผูเ้ รียนแสวงหาความรู้และแกป้ ัญหา โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เปนน เครอื่ งมอื ซ่ึง การดาเนนิ การตอ้ งอาศยั วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific method) ทกั ษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ (Science process skills) และเจตคตทิ างวิทยาศาสตร์ (Scientific attitude) นอกจากนี้ สมจติ สวธนไพบลู ย์ (2535: 122) ได้กล่าวว่ากระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์แตล่ ะคนจะมี ขน้ั ตอนท่ีใช้ใน การแสวงหาความรู้แตกตา่ งกัน แต่อย่างไรกต็ ามกม็ ีลักษณะร่วมกนั ท่สี ามารถจัดเปนน ระบบได้ ข้ันตอนนนั้ เรียกวา่ วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ ซง่ึ จะช่วยให้การดาเนินการแกป้ ัญหาเปนนไป อยา่ งมรี ะบบ สามารถนาไปใช้แก้ปัญหาดา้ นตา่ งๆ ในชีวติ ประจาวนั ของบคุ คลได้ ทั้งน้โี ดยใชข้ นั้ ตอน ตา่ ง ๆ ของวธิ ีการทางวิทยาศาสตร์เปนนแนวทางในการดาเนนิ การแกป้ ญั หานน้ั แตก่ ารแกป้ ัญหาจะได้ ผลสมั ฤทธ์ิมากน้อยเพยี งใด จะต้องขึ้นอยู่กบั ผู้ดาเนนิ การมีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และ ความรู้เดมิ ทางวิทยาศาสตร์มากนอ้ ยเพียงใด นอกจากการใช้ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรเ์ พอื่ ศึกษาหาความรตู้ ามข้นั ตอนของวิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ยังมีส่วนเก่ียวข้องกับการคิดและการกระทาของ ผดู้ าเนินการ ซ่ึงอาจถือเปนน อปุ นิสยั ของผ้ดู าเนินการ ความรสู้ ึกนกึ คิดท่พี ึงปรารถนาและเชื่อต่อผลของ การศกึ ษาดังกลา่ ว จดั เปนนเจตคติทางวิทยาศาสตร์ ดงั นั้นจะเห็นว่ากระบวนการทางวทิ ยาศาสตรท์ ี่ใช้สาหรับแสวงหาความร้ทู างวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และเจตคติ ทางวทิ ยาศาสตร์ ซึ่งสามารถเขยี นแสดงได้ดงั น้ี เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

44 บทท่ี 2 วธิ ีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ลกั ษณะการแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ เปนน ลกั ษณะของการเปลย่ี นแปลงการ สะสมความร้วู ิทยาศาสตรป์ ระเภทต่าง ๆ ต้ังแต่ข้อเท็จจริง มโนมติ กฎ หลกั การ สมมตฐิ าน ทฤษฎี การตรวจสอบ การพยากรณ์ของความร้ปู ระเภทต่าง ๆ จะเปนน การสร้างเสรมิ ความเชอ่ื มัน่ ในความรเู้ ดมิ และ เปนน การตงั้ ปัญหา พบสมมติฐาน และความรูใ้ หม่ ๆ ต่อไปเปนนวัฎจักร ดังแสดงในภาพ (ภพ เลาหไพบูลย์, 2537: 11) ภาพประกอบที่ 2.1 แสดงโครงสรา้ งกระบวนการแสวงหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ (ที่มา ภพ เลาหไพบูลย์, 2537: 11) จากภาพประกอบท่ี 2.1 โครงสรา้ งกระบวนการแสวงหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์บรเิ วณพื้นท่ี ก เปนนความรู้วทิ ยาศาสตร์ประเภทตา่ ง ๆ บริเวณพนื้ ที่ ข เปนนการสงั เกตและข้อเทจ็ จรงิ ทไี่ ด้จากการ สังเกต การแสวงหาความรูท้ างวทิ ยาศาสตร์เร่มิ ตน้ ดาเนนิ ไป และสิ้นสดุ ลงบริเวณพ้นื ท่ี ข กล่าวคือ ปัญหาหรือความสงสยั ทีเ่ กิดขึ้นจากหลักปรชั ญา ความเช่ือ หรอื ความรทู้ างวิทยาศาสตรเ์ ดิมจะถูกตั้งเปนน สมมตฐิ านและการพยากรณ์ ในบริเวณพ้ืนที่ ก แล้วดาเนนิ การทดลองสังเกต เก็บข้อมูล จากการทดลอง และสงั เกต เพอื่ พิสจู น์สมมติฐานในบรเิ วณพ้ืนท่ี ข เมอื่ ได้ข้อมูลจากการทดลองและการสงั เกตแลว้ นาไปหา ความสมั พันธ์ระหว่างข้อเทจ็ จรงิ ได้เปนน มโนมติพร้อมกับการสร้างขนึ้ เปนนรูปแบบ อาจโดยอาศยั จนิ ตนาการเพื่ออธิบาย ขอ้ เท็จจรงิ ทีค่ น้ พบใหม่ ทาใหไ้ ด้กลุ่มของมโนมตจิ นไดเ้ ปนนทฤษฎี สาหรบั วิธีการที่ใช้ตั้งแตต่ น้ ซึง่ เปนนการนาความรทู้ ี่เปนนข้อเทจ็ จริงปลีกย่อยมาสัมพนั ธ์กัน ผสมผสานเปนน กลุ่มของ มโนมติน้ันเรยี กวา่ การอปุ มาน จากความร้ทู ี่เปนน ทฤษฎีได้ถูกอนุมานออกไปเปนน หลักการ กฎ ตลอดจน ถูกนาไปชแ้ี นะในการตั้งสมมติฐาน เพื่อใชใ้ นการแสวงหาความรทู้ ่ีเปนนข้อเท็จจริงใหม่ ๆ ดังนั้น ความรู้ วิทยาศาสตร์จงึ ยงั ไมเ่ ปนน ความจรงิ แท้ (Ultimate reality) จึงต้องแสวงหาความรู้ใหมต่ ่อไป เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 45 วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์ นกั การศึกษาและนักวิทยาศาสตรศ์ ึกษา มีความสนใจวธิ ีการค้นพบความรู้ของนักวิทยาศาสตร์ ว่าได้มาอย่างไร มีข้ันตอนอะไรบ้าง (บญั ญตั ิ ชานาญกจิ , 2542: 32) โดยเชื่อวา่ นักวทิ ยาศาสตรจ์ ะต้อง มวี ธิ กี ารทางานทเี่ ปนนระบบ ถึงแมว้ า่ กระบวนการตา่ ง ๆท่นี ามาใชใ้ นการแสวงหาความรู้นั้นอาจแตกตา่ ง กันบ้าง แตค่ งมลี ักษณะบางประการรว่ มกนั ท่ีทาใหส้ ามารถจัดเปนน ลาดับข้ันตอนได้ ซง่ึ นักการศึกษาแต่ ละท่านจะแบ่งขั้นตอนของวธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ไว้ไม่เท่ากันมี 4 ข้นั บ้าง 5 ข้ันบ้าง 6 ขั้นบ้าง ดงั ต่อไปน้ี เติมศักด์ิ เศรษฐวัชราวนชิ และคณะ (2542: 77) กลา่ วถึงวธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์วา่ เปนนวิธี ท่ีใชใ้ นการแก้ปัญหาต่าง ๆ ซ่ึงมีระบบเปนน ข้ันตอน เพ่ือให้การแก้ปัญหาเปนนไปอยา่ งถูกต้องเหมาะสม ไม่ มปี ัญหาอ่ืนติดตามมาภายหลังข้ันตอนของวธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ มี 4 ขน้ั ตอน ดังนี้ 1. ข้นั ตัง้ ปญั หา (state problem) 2. ขัน้ การสร้างสมมตฐิ าน (make a hypothesis) 3. ขัน้ การรวบรวมขอ้ มลู (gather evidence) 4. ข้ันการลงขอ้ สรปุ (conclusion) ภพ เลาหไพบูลย์ (2539: 10) กลา่ วถึง ขน้ั ตอนของวธิ ีการทางวทิ ยาศาสตรว์ ่ามี 4 ขั้นตอน ดงั น้ี 1. ขั้นระบุปญั หา 2. ขน้ั ต้ังสมมติฐาน 3. ข้ันรวบรวมข้อมลู โดยการสังเกต และ/หรือการทดลอง 4. ขั้นสรุปผลการสงั เกต และ/หรือการทดลอง คารนิ และซันด์ (Carin and Sund ,1980: 9 อ้างถึงใน บัญญัติ ชานาญกจิ , 2542) กลา่ วถึงวธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ ว่าเปนนวิธกี ารทนี่ ักวิทยาศาสตร์ใช้แสวงหาความรู้และแก้ปัญหาต่างๆ โดยมีขน้ั ตอน ดงั น้ี 1. ข้นั ระบุปญั หา 2. ขน้ั ตงั้ สมมตฐิ าน 3. ขั้นการทดลอง 4. ขนั้ สงั เกตขณะทดลอง 5. ขน้ั รวบรวมและวเิ คราะห์ข้อมูล 6. ข้ันตรวจสอบขอ้ มลู เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

46 บทที่ 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 7. ขนั้ สรปุ ผลการทดลอง คสุ แลน และสโตน (Kuslan and Stone, 1969: 15 – 16 อา้ งถึงใน บญั ญัติ ชานาญกิจ, 2542: 33) กลา่ วถึงวธิ กี ารทางวิทยาศาสตรว์ า่ มี 6 ขน้ั ตอน ดังนี้ 1. ข้นั ระบุขอ้ ความของปัญหา 2. ขน้ั ตง้ั สมมตฐิ าน 3. ข้นั การสืบเสาะหาข้อมูลหลักฐานเพือ่ ทดสอบสมมตฐิ าน 4. ขั้นประเมนิ ความเท่ยี งตรงของสมมตฐิ าน 5. ขัน้ ทบทวนสมมติฐาน ถา้ จาเปนน 6. ขัน้ นาข้อสรปุ ไปใชก้ บั ปญั หาอ่ืนทคี่ ล้ายกัน ดงั นนั้ จงึ สรุปวา่ วิธีการทางวทิ ยาศาสตรเ์ ปนนข้ันตอนที่ใชใ้ นการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ และใชใ้ นการแก้ปัญหาต่าง ๆ ของแต่ละบุคคล ซ่ึงอาจจะมีลาดบั ข้นั ตอนที่เหมือนหรือแตกต่างกนั ออกไป ขึ้นอยู่กบั ผ้ทู ่ีทาการแสวงหาความร้ทู างวทิ ยาศาสตรน์ นั้ จะมคี วามรูเ้ ดิมทางวทิ ยาศาสตร์และทกั ษะ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์มากน้อยเพยี งใด แต่อยา่ งไรก็ตามวธิ กี ารทางวิทยาศาสตรท์ ่ีใช้สาหรับ แสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์น้ัน จะตอ้ งเริ่มต้นด้วยขนั้ ระบุปัญหาให้ได้ก่อนและลงทา้ ยด้วยขนั้ การ ลงขอ้ สรุปเสมอ จากการศึกษาวธิ ีทางานของนักวิทยาศาสตร์ ท่ีใช้ในการคน้ หาความเปนนจริงจากธรรมชาติ จากอดตี จนถงึ ปจั จบุ นั พบว่า การทางานของนักวิทยาศาสตรน์ นั้ ได้มีการพัฒนาสบื ต่อกนั มาจนมี วธิ ีการทางานท่ีมีระบบ ระเบียบ มแี บบแผนและขั้นตอนที่เปนน ลักษณะเฉพาะ จนได้ช่ือว่าเปนนวิธกี าร ของวทิ ยาศาสตร์ (Method of Science) ซึ่งวิธีการของวิทยาศาสตร์น้เี ปนน องค์ประกอบทส่ี าคญั อยา่ ง หนึ่ง ที่ทาให้การศึกษาคน้ ควา้ ทางวิทยาศาสตร์ ประสบผลสาเร็จและเจรญิ กา้ วหน้ามาอย่างรวดเร็วดงั ในปจั จบุ นั จนบคุ คลต่างๆ ในสาขาอ่ืนๆ ไดม้ องเห็นความเหมาะสม และประโยชนข์ องวธิ กี ารของ วทิ ยาศาสตร์วา่ สามารถนาไปใช้กับกระบวนการศึกษาค้นคว้า และสะสมความรู้ของทุกสาขาวชิ า ดังน้นั วิธีการของวทิ ยาศาสตร์จงึ ไม่ได้เปนนวิธีการของนกั วิทยาศาสตรเ์ ทา่ น้นั แตเ่ ปนน วิธีการแสวงหา ความรูท้ ่วั ไปท่ีใชใ้ นการแสวงหาความรู้ อย่างมรี ะเบยี บแบบแผนที่เรียกว่า เปนนวิธกี ารทาง วิทยาศาสตร์ (Scientific method) ซง่ึ สามารถนาไปประยุกตใ์ ชก้ ับศาสตรส์ าขาอ่ืนได้อย่างไม่จากัด วิธกี ารทางวทิ ยาศาสตรท์ ่นี ักวิทยาศาสตรน์ ามาใช้ในการคิดแก้ปญั หาตา่ งๆ น้ัน เปนนวธิ ีคิดและวธิ ี ดาเนนิ งานทางวทิ ยาศาสตร์ หากศึกษาในเร่ืองวิธกี ารทางวิทยาศาสตร์จากตาราหลายเล่ม จะพบวา่ ตาราตา่ งๆเหล่านม้ี ีการกาหนดจานวนขั้นตอนไว้ไม่เท่ากัน บางตาราแบง่ เปนนสาม บา้ งกส็ ห่ี รอื ห้า หรอื บางตารามีหกข้ันตอน อย่างไรก็ตาม หากศกึ ษาในรายละเอยี ดจะพบวา่ วิธกี ารทางวทิ ยาศาสตรท์ อ่ี ยู่ ในตาราแตล่ ะเล่มมแี นวทางเดียวกนั เพยี งแต่มกี ารเรยี กช่อื ข้ันตอนทีแ่ ตกตา่ งกนั หรอื ลดขั้นตอนตา่ งๆ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 47 ให้นอ้ ยลง ซ่งึ การจะแบ่งอยา่ งไรน้นั มไิ ด้มกี ารเจาะจงตายตวั ลงไป แตส่ าหรับในทีน่ ้ีได้พิจารณาและ แบ่งวธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์ ทใี่ ช้ในการแสวงหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตรไ์ ว้ 5 ข้ันตอน (สุโขทัยธรรมาธิ ราช, 2542) ดงั น้ี 1. ข้ันกาหนดปญั หา ข้นั กาหนดปญั หา (State Problem) เปนนการกาหนดหวั เร่ืองทจี่ ะศึกษาหรือปฏิบัติการ แก้ปญั หาเปนน ปัญหาที่ไดม้ าจากการสังเกต จากข้อสงสัยในปรากฏการณต์ า่ ง ๆ ท่ีพบเห็น ฉะนน้ั จุดเรมิ่ ต้นของปญั หามักเร่มิ มาจากการสงั เกต การสงั เกตอาจจะเร่มิ จากสง่ิ แวดล้อมรอบตัวเรา ส่ิงท่ี สังเกตอาจเปนน ปรากฏการณ์ตามธรรมชาติ อาจเปนน สง่ิ ที่มอี ยู่ปกตหิ รือการเปลย่ี นแปลงใด ๆ ก็ได้ การ สงั เกตจึงเปนน สิ่งทส่ี าคญั ท่นี าไปสขู่ ้อเท็จจรงิ บางประการและมสี ว่ นให้เกิดปัญหา การสังเกตจงึ ควร สงั เกตอยา่ งรอบคอบ ละเอยี ดถถี่ ว้ น แมว้ ่าการสังเกตจะมีความสาคัญซ่งึ นักวิทยาศาสตรบ์ างท่านได้ แยกออกเปนนข้ันตอนหน่ึงในวิธกี ารทางวิทยาศาสตร์ แต่ในทน่ี ้ีนับเปนนข้ันตอนหนึง่ ในขั้นของการ กาหนดปญั หาเท่าน้ัน เนื่องจากวิธีการทางวิทยาศาสตร์เกิดข้นึ เมอ่ื มกี ารตง้ั ปัญหา ซึง่ การสังเกตเปนน เพยี งจดุ เริม่ แต่ยังไม่ได้มีกระบวนการทนี่ าไปสู่กระบวนการค้นหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ การต้งั ปญั หาเปนนการระบุปัญหาและกาหนดขอบเขตของปัญหา ปัญหาจะต้องระบุลงไป ให้แน่ชดั การตงั้ ปญั หาน้ันสาคัญกว่าการแกป้ ัญหา เพราะ การต้ังปัญหาท่ดี ีและชัดเจนจะทาใหผ้ ตู้ ้งั ปัญหาเกิดความเข้าใจและมองเหน็ ลทู่ างของการค้นหาคาตอบเพื่อแก้ปญั หาที่ต้ังข้นึ ดังนั้นจึงต้อง หมั่นฝึกการสงั เกตสิ่งทีส่ งั เกตนั้น: มอี ะไร? เกิดข้นึ เมื่อไร? เกิดขนึ้ ท่ีไหน? เกดิ ข้นึ ไดอ้ ยา่ งไร? ทาไมจึงเปนนเชน่ นั้น? โดยท่ัวไปแล้ววิธีการตั้งปัญหามกั นยิ มตัง้ ในรปู ของคาถาม ปัญหา คอื ส่งิ ที่ต้องการ คาตอบ ซึ่งมกั จะถามดว้ ย อะไร (What) ทาไม (Why) และอย่างไร (How) คาถามทข่ี ้ึนต้นดว้ ย “อะไร” และ “ทาไม” เปนน การถามหาสาเหตุ หรอื ความสัมพันธ์ของสว่ นที่เปนน เหตุกับส่วนที่เปนน ผล มคี าอธิบาย ส่วนคาถามท่ีถาม “อย่างไร” เปนนการถามหาคาตอบในเชงิ อธบิ ายทฤษฏี ดงั นั้นในการตงั้ ปญั หาที่ดี ควรจะอยู่ในลักษณะท่เี ปนนไปได้ โดยเฉพาะเปนน ข้อมลู ที่ไดม้ าจากการสังเกตสามารถ ตรวจสอบปญั หาไดง้ ่ายและยึดตามข้อเทจ็ จรงิ ตา่ ง ๆ ทีร่ วบรวมมาได้ดงั แสดงตวั อย่างในตารางท่ี 2.1 เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

48 บทที่ 2 วธิ ีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ตารางท่ี 2.1 ตัวอย่างการกาหนดปญั หาทสี่ มั พันธ์กบั ข้อมูลจากการสังเกต การสังเกต การตั้งปัญหา ตน้ หญ้าใตต้ ้นไมใ้ หญ่ หรือต้นหญา้ ที่ 1) อะไรเปนน ปจั จยั ที่มผี ลตอ่ การ อยใู่ ต้หลงั คามักจะไมง่ อกงาม สว่ น เจริญเติบโตของต้นหญ้า ต้นหญ้าในบริเวณใกลเ้ คียงกันที่ไดร้ บั 2) แสงแดดมีสว่ นเก่ียวขอ้ งกับการเจรญิ แสงเจรญิ งอกงามดี งอกงามของตน้ หญ้าหรอื ไม่ จากตารางท่ี 2.1 การตงั้ ปญั หาข้อ (1) นนั้ มแี นวทางคาตอบทีเ่ ปนน ไปไดม้ าก เนื่องจากเปนน ปญั หาท่ีไม่ชดั เจน ซึ่งไม่ไดใ้ ช้ขอ้ มลู จากการสงั เกตมาระบุปัญหาทช่ี ัดเจน ซ่งึ การกาหนดปญั หาในข้อ (2) จะชัดเจนกว่า เนอ่ื งจากมีการนาข้อมลู ที่ไดจ้ ากการสงั เกตมาระบปุ ญั หาให้ชดั เจน 2. ขั้นการตัง้ สมมติฐาน ขนั้ การต้งั สมมตฐิ าน (Hypothesis) เปนน ข้ันที่ต้องหาคาตอบทน่ี า่ จะเปนนไปไดข้ องปญั หา หรอื คาดหวงั ไว้วา่ คาตอบนา่ จะออกมาในลักษณะใด โดยอาศัยขอ้ มูลทไ่ี ด้จากการสงั เกตและจาก ปรากฏการณ์ สาหรับปัญหาหน่ึงๆ อาจสร้างสมมตฐิ านไดห้ ลายสมมตฐิ าน แตจ่ ะมที ี่ถูกต้องเพียง สมมติฐานเดยี ว ซ่งึ นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ทราบวา่ สมมตฐิ านไหนถูกหรือ สมมติฐานไหนผิด อาจทาการ ทดลองเพื่อทดสอบสมมตฐิ านที่ตัง้ ไว้ในตารางที่ 2.2 แสดงความสมั พันธร์ ะหว่างการตง้ั สมมติฐานที่ อาศัยขอ้ มลู เบื้องต้นจากการสังเกต ตารางท่ี 2.2 ตวั อย่างการต้ังสมมตฐิ านที่สัมพันธก์ ับข้อมูลจากการสังเกต การสงั เกต การต้ังสมมติฐาน - ต้นหญ้าใต้ตน้ ไม้ใหญ่หรอื ต้นหญ้าที่ - ถา้ แสงแดดมสี ว่ นเก่ยี วข้องกับการเจรญิ อยู่ใตห้ ลังคามักจะไมง่ อกงาม ส่วน งอกงอมของตน้ หญา้ ดังนนั้ ต้นหญ้า ตน้ หญา้ ในบริเวณใกลเ้ คียงกันทไ่ี ด้รบั บรเิ วณทีไ่ ม่ไดร้ ับแสงแดดจะไม่งอกงาม แสงเจริญงอกงามดี หรือตายไป - ดวงดาวต่าง ๆ เคลื่อนที่พน้ ขอบฟ้า - ดวงดาวตา่ ง ๆ เคลื่อนทีร่ อบโลก หรอื และลาลบั ขอบฟ้าไปในแตล่ ะวัน โลกเปนนศูนยก์ ลางดวงดาวต่าง ๆ ดังนน้ั ในปัญหาหนงึ่ ๆ ถา้ มีหลายสมมตฐิ านควรจดั เรียงลาดบั สมมติฐานท่คี าดว่าจะถูกไว้ อันดบั ตน้ ๆ แล้วทาการทดสอบสมมติฐานแรกเสียก่อน ถ้าผลการทดลองไม่สนับสนุนกจ็ ะไดเ้ ลือก เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วธิ กี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 49 สมมติฐานอืน่ ต่อไป และควรจะเปนน อย่างน้เี ร่อื ยๆ ลกั ษณะของสมมติฐานท่ดี ี (เตมิ ศกั ดิ์ เศรษฐวัชราว นชิ , 2539 : 73) มดี งั ตอ่ ไปนี้ 1. เขา้ ใจง่าย 2. แนะแนวทางที่จะตรวจสอบได้ 3. สามารถอธบิ ายปัญหาตา่ งๆได้อย่างชัดเจน 4. สอดคลอ้ ง และอย่ใู นขอบเขตของขอ้ เทจ็ จริงและสัมพนั ธก์ ับปัญหาที่ต้ังไว้ 5. สามารถตรวจสอบได้โดยการทดลอง เพยี ร ซ้ายขวัญ (2536: 19) เสนอวา่ ก่อนที่นักวิจัยจะทาการวจิ ัยเรอื่ งใด ๆ ก็ตาม มกั จะต้งั ขอ้ สนั นิษฐานข้ึนก่อนว่าส่งิ นน้ั ควรจะเปนน อยา่ งไร ตัวอยา่ งเชน่ นกั วิทยาศาสตร์ เมื่อเกิดปัญหาขน้ึ ว่า ทาไมแมเ่ หล็กจึงดดู เหลก็ หรือแมเ่ หล็กดว้ ยกันได้ ก่อนทจ่ี ะทาการค้นหาสาเหตนุ ้ี นกั วทิ ยาศาสตรต์ อ้ ง ตง้ั ขอ้ สนั นิษฐานขึ้นว่า อณูทุก ๆ อณูของเหล็กเปนนแม่เหลก็ เลก็ ๆ แตม่ นั ไมเ่ รยี งตวั กนั อยา่ งเปนน ระเบียบจึงไม่มีอานาจแม่เหลก็ ขอ้ สันนษิ ฐานทก่ี ลา่ วนีเ้ รยี กวา่ สมมตฐิ าน หรอื Hypothesis ซง่ึ เปนน การคาดคะเนคาตอบท่ีอาจเปนนไปได้หรือคดิ หาคาตอบลว่ งหนา้ บนฐานขอ้ มูลทไ่ี ด้จากการสังเกต ปรากฏการณ์ และการศึกษาเอกสารตา่ งๆ โดยคาตอบของปญั หาซ่งึ คดิ ไว้นอ้ี าจถกู ต้องแตย่ ังไมเ่ ปนนที่ ยอมรับจนกว่าจะมีการทดลองเพ่อื ตรวจสอบอยา่ งรอบคอบเสยี ก่อน จงึ จะทราบวา่ สมมติฐานท่ีตง้ั ไว้ นน้ั ถูกต้องหรอื ไม่ ดังนัน้ ควรตั้งสมมตฐิ านไว้หลายๆ ข้อ และทดลองเพื่อตรวจสอบสมมตฐิ านไป พร้อมๆ กัน การต้ังสมมติฐานท่ีดคี วรมีลกั ษณะดังนี้ 1. เปนนสมมติฐานทีเ่ ขา้ ใจงา่ ย มักนยิ มใชว้ ลี \"ถา้ …ดังนน้ั 2. เปนน สมมติฐานทแ่ี นะแนวทางทีจ่ ะตรวจสอบได้ 3. เปนนสมมตฐิ านที่ตรวจได้โดยการทดลอง 4. เปนนสมมตฐิ านทีส่ อดคลอ้ งและอยู่ในขอบเขตขอ้ เท็จจริงทไ่ี ด้จากการสังเกตและ สัมพันธก์ ับปัญหาทีต่ ้ังไว้ สมมติฐานทีเ่ คยยอมรับอาจล้มเลกิ ได้ถ้ามีขอ้ มลู จากการทดลองใหมๆ่ มาลบล้าง แตก่ ็มี บางสมมติฐานที่ไมม่ ีข้อมูลจากการทดลองมาคดั คา้ นทาให้สมมติฐานเหลา่ น้นั เปนน ท่ียอมรบั ว่าถกู ต้อง เชน่ สมมติฐานของเมนเดลเกี่ยวกบั หนว่ ยกรรมพนั ธ์ุ ซงึ่ เปลี่ยนกฎการแยกตวั ของยนี หรือสมมติฐาน ของอโวกาโดรซ่ึงเปลี่ยนเปนน กฎของอโวกาโดร การตงั้ สมมติฐานยังสัมพนั ธก์ ับการกาหนดตวั แปร เพราะการต้งั สมมตฐิ านเปนน การคาดคะเน คาตอบของปญั หาใดปัญหาหนึ่งอย่างมีเหตผุ ล อาจมองได้หลายลักษณะ สมมตฐิ านเปนน เร่อื งของการ มองความเปนนไปได้ของเหตุการณ์ ท่ตี ้ังเผ่ือเลือก สมมติฐานใดจะตอบไดว้ ่าเปนนไปไดห้ รือไม่ จะต้องมี การทดสอบเพ่ือหาความเปนนไปไดต้ อ่ ไป สมมติฐานจดั เปน็ ความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์อยา่ งหนง่ึ ที่ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

50 บทท่ี 2 วิธีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง ตัวแปรต่างๆในเหตกุ ารณ์นนั้ เปนน การประสานความสัมพันธร์ ะหว่างตวั แปรทีเ่ ปนน เหตุ (ตัวแปรอิสระหรอื ตวั แปรตน้ ) และตัวแปรที่เปนนผล (ตัวแปรตาม) และตวั แปรควบคุม การมองความสัมพันธข์ องตวั แปรในเหตกุ ารณ์หนงึ่ ๆ ดังจะเหน็ ไดจ้ ากตัวอย่างในตารางที่ 2.3 ตารางที่ 2.3 ตัวอย่างการกาหนดตวั แปรท่สี ัมพนั ธ์กบั สมมตฐิ าน สมมติฐาน ตวั แปร ถา้ แสงแดดมสี ว่ นเก่ยี วข้องกบั การ - ตวั แปรต้น คือ แสงแดด เจริญงอกงอมของต้นหญา้ ดังนน้ั - ตวั แปรตาม คอื การเจรญิ เติบโต ตน้ หญ้าบรเิ วณที่ไม่ไดร้ บั แสงแดดจะไม่ - ตัวแปรควบคมุ เชน่ ชนิดของตน้ หญ้า งอกงามหรอื ตายไป ปรมิ าณนา้ ท่ีให้ ชนิดป๋ยุ ฯ 3. ขัน้ ตรวจสอบสมมติฐาน วิธีทใ่ี ชใ้ นการตรวจสอบสมมติฐาน ไดแ้ ก่ การสังเกตและการรวบรวมขอ้ เทจ็ จรงิ ต่างๆ จากปรากฏการณ์ธรรมชาติ หรอื อกี วิธหี น่งึ คือ การทดลอง ซึ่งเปน็ วิธีท่นี ิยมกันเป็นอย่างมาก เพื่อ ทาการคน้ ควา้ หาข้อมูล รวบรวมขอ้ มลู เพือ่ ตรวจสอบดูว่า สมมติฐานข้อใดเปนนคาตอบทีถ่ ูกต้อง ใน ขนั้ ตอนการทาการทดลองนี้ ผทู้ าการทดลองต้องเรม่ิ ตั้งแต่การออกแบบการทดลอง ดาเนนิ การ ทดลองตามขน้ั ตอนท่ีออกแบบไว้ จะตอ้ งมกี ารบนั ทกึ ข้อมูลที่ได้จากการสงั เกตหรอื การทดลอง แลว้ นา ขอ้ มูลที่ไดม้ าจัดกระทาขอ้ มลู และสือ่ ความหมาย ซ่งึ ต้องมีการออกแบบการบนั ทึกข้อมูลใหอ้ า่ นเขา้ ใจ ง่าย อาจจะบนั ทกึ ในรูปตาราง กราฟ แผนภูมิ หรือแผนภาพ การทดลอง เปนน กระบวนการปฏบิ ตั ิ หรือหาคาตอบหรอื ตรวจสอบสมมติฐานท่ีต้งั ไว้โดยการ ทดลองเพ่อื ทาการค้นคว้าหาข้อมลู และตรวจสอบดูวา่ สมมติฐานข้อใดเปนน คาตอบท่ีถกู ต้องท่ีสดุ ประกอบดว้ ยกิจกรรม 3 กระบวนการ คอื 3.1 การออกแบบการทดลอง คือการวางแผนการทดลองกอ่ นที่จะลงมือปฏบิ ตั จิ ริง โดย ใหส้ อดคล้องกบั สมมติฐานทต่ี ้ังไว้เสมอ และควบคุมปัจจยั หรือตัวแปรตา่ งๆ ท่ีมผี ลต่อการทดลอง แบง่ ได้เปนน 3 ชนิด ดังน้ี 3.1.1 ตัวแปรอิสระหรือตัวแปรตน้ คือปัจจยั ที่เปนน สาเหตุทาให้เกิดผลการทดลอง หรือตัวแปรทีต่ ้องศึกษาทาการตรวจสอบดูวา่ เปนนสาเหตทุ กี่ ่อใหเ้ กิดผลเชน่ กนั 3.1.2 ตัวแปรตาม คือ ผลทเี่ กิดจากการทดลอง ซึ่งต้องใชว้ ธิ กี ารสงั เกตหรือวดั ผล ด้วยวธิ กี ารต่างๆ เพ่ือเก็บข้อมูลไว้ และจะเปล่ียนแปลงไปตามตัวแปรอสิ ระ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วธิ กี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 51 3.1.3 ตวั แปรทตี่ ้องควบคุม คือปจั จยั อ่นื ๆ ท่ีนอกเหนอื จากตัวแปรต้นท่มี ีผลต่อการ ทดลอง และตอ้ งควบคุมให้เหมือนกันทุกชุดการทดลอง เพ่ือป้องกนั ไมใ่ ห้ผลการทดลองเกิดความ คลาดเคลอ่ื น ในการออกแบบการทดลองเพ่ือตรวจสอบสมมตฐิ านจะต้องมกี ารระบุตวั แปรที่จะศึกษาให้ ชดั เจนและสอดคล้องกบั สมมติฐานทตี่ งั้ ไว้ ดงั แสดงตวั อย่างในตารางท่ี 2.4 ตารางที่ 2.4 ตัวอย่างการตรวจสอบสมมตฐิ าน สมมติฐาน ตวั แปรทศ่ี ึกษา ถ้าแสงแดดมีส่วนเก่ียวขอ้ งกับการ - ตัวแปรตน้ คอื แสงแดด เจริญงอกงามของตน้ หญา้ ดังนั้น - ตวั แปรตาม คือ การเจรญิ เติบโต ต้นหญ้าบริเวณทไ่ี ม่ไดร้ บั แสงแดดจะไม่ - ตวั แปรควบคุม คือ ปริมาณนา้ , ชนดิ ของ งอกงามหรอื ตายไป ดนิ , ปรมิ าณของดนิ , ชนดิ ของกระถางที่ใช้ ปลกู , ชนดิ ของต้นหญา้ ฯ ในการตรวจสอบสมมตฐิ าน นอกจากจะควบคมุ ปัจจัยที่มีผลตอ่ การทดลองจะต้องแบ่งชุด การทดลองออกเปนน 2 ชดุ ดังนี้ 1. ชุดทดลอง หมายถงึ ชุดทเ่ี ราใช้ศกึ ษาผลของตวั แปรตน้ 2. ชดุ ควบคมุ หมายถึง ชุดของการทดลองที่ใช้เปนนมาตาฐานอ้างองิ เพือ่ เปรยี บเทียบ ข้อมูลท่ีได้จากการทดลอง ซ่ึงชุดควบคมุ น้ีจะมตี วั แปรต่างๆ เหมอื นชดุ ทดลองแตจ่ ะแตกต่างจากชุด ทดลองเพยี ง 1 ตัวแปรเท่านนั้ คอื ตัวแปรทเี่ ราจะตรวจสอบหรอื ตัวแปรอสิ ระ 3. การปฏิบัตกิ ารทดลอง ในกจิ กรรมน้จี ะลงมือปฏิบัติการทดลองจริงโดยจะดาเนนิ การ ไปตามขั้นตอนที่ได้ออกแบบไว้ และควรจะทดลองซา้ ๆ หลายๆ ครั้งเพื่อใหแ้ น่ใจวา่ ได้ผลเช่นนั้นจริง 4. การบนั ทึกผลการทดลอง หมายถงึ การจดบันทึกท่ีไดจ้ ากการทดลองซึ่งข้อมูลท่ีไดน้ ี้ สามารถรวบรวมไวใ้ ช้สาหรับยืนยันว่าสมมติฐานท่ตี ั้งไว้ถกู ต้องหรือไม่ ดังนั้นในขัน้ เกบ็ รวบรวมข้อมูลหรือการทดลองนี้ จะเปนน ขั้นที่จะตรวจสอบวา่ คาตอบที่เรา คาดคะเนไว้นจี้ ะถูกตอ้ งหรือไม่ โดยอาจออกแบบการทดลองได้ดงั ภาพประกอบท่ี 2.2 เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

52 บทที่ 2 วิธีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ชุดทดลอง ชุดควบคมุ ภาพประกอบท่ี 2.2 แสดงการออกแบบการทดลองเพ่ือเก็บรวบรวมข้อมูลพิสจู นส์ มมติฐาน จากภาพประกอบที่ 2.2 เปนน การออกแบบการทดลองเพ่ือพสิ ูจน์สมมติฐาน “ถ้าแสงแดดมี สว่ นเกีย่ วขอ้ งกบั การเจริญงอกงอมของต้นหญา้ ดังน้ันต้นหญ้าบรเิ วณทไ่ี มไ่ ด้รบั แสงแดดจะไม่งอกงาม หรือตายไป” โดยนาต้นหญ้า ชนิดทต่ี ้องเหมือนกนั ทัง้ 2 กลุ่ม ชุดการทดลองปลกู ในทมี แี สงแดด สว่ น อีกหนงึ่ กลมุ่ ปลกู ไวใ้ นท่ีไม่มีแสงแดด เช่น ใต้ถุนอาคาร การใช้หลังคาสงั กะสีมาครอบไว้ไมใ่ หไ้ ด้รับ แสงแดด โดยจดั ชดุ การทดลองและชดุ ควบคุมให้เหมือนกันทกุ ประการยกเวน้ การไดร้ ับแสงแดด กับ ไม่ไดร้ ับแสงแดด ทาการควบคุมท้งั ปริมาณน้าท่ีรดท้งั 2 กลุม่ นี้เทา่ ๆ กนั เวลาเดยี วกัน ใชด้ ินชนดิ เดยี วกัน พชื ชนิดเดียวกนั และทาการสังเกตและบนั ทึกผลเม่ือเวลาผา่ นไปตามแผนที่วางไว้ 4. ข้ันวิเคราะหข์ ้อมูล ขั้นวเิ คราะห์ข้อมูล (Data Analysis) เปนน ขั้นตอนที่นาเอาข้อมลู ท่ีได้จากการสงั เกต การ คน้ คว้า การทดลอง การรวบรวมขอ้ มลู หรือข้อเท็จจริง มาทาการวิเคราะหผ์ ล อธิบายความหมายของ ข้อเท็จจรงิ แลว้ นาไปเปรียบเทียบกับสมมติฐานทต่ี ัง้ ไว้ ว่าสอดคล้องกับสมมตฐิ านข้อใด พจิ ารณา ตัวอย่างการสรุปความจากการบนั ทกึ ข้อมลู ที่แสดงดังภาพประกอบท่ี 2.3 เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

ชุดควบคุม บทท่ี 2 วิธกี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 53 ชดุ ทดลอง สปั ดาหท์ ี่ 1 สปั ดาห์ที่ 2 สปั ดาหท์ ี่ 3 ภาพประกอบท่ี 2.3 แสดงผลท่เี กิดขน้ึ จากการทดลอง นาขอ้ มูลทีไ่ ด้จากการสงั เกตผลตามภาพประกอบท่ี 2.3 มาวิเคราะหห์ าค่าเฉล่ยี ความสูงของ ต้นหญ้า หรอื การนาจานวนใบของต้นหญ้า ซ่ึงเราพบว่า ตน้ หญา้ ทไ่ี ด้รบั แสงแดดจะเจริญเติบโตงอก งามดีสว่ นต้นหญา้ ท่ีไมไ่ ด้รับแสงแดดจะมสี เี หลืองหรอื สีขาวซีด และไม่งอกงาม จากน้นั ก็สรปุ ผลการ ทดลอง 5. ข้นั สรุปผล ขั้นสรปุ ผล (Conclusion) เปนน ข้ันสรปุ ผลทไี่ ด้จากการทดลอง การคน้ คว้ารวบรวมข้อมูล ที่ได้จากการสังเกตว่า สมมตฐิ านข้อใดถูกตอ้ ง การลงข้อสรปุ อาจเปนนการยอมรบั หรือปฏิเสธ ถ้า สมมติฐานถูกปฏิเสธใหเ้ ร่ิมตน้ ตัง้ สมมตฐิ านใหม่ ถ้ายอมรับสมมติฐานน้ันแล้วจงึ นาไปสร้างเปนน หลักการ กฎ หรอื ทฤษฏีทจ่ี ะใชส้ าหรบั เปนน แนวทางในการอธิบายปรากฏการณน์ ัน้ แลว้ นาความรใู้ หม่ ทไี่ ด้ไปใช้ในการปรบั ปรุงชวี ติ ความเปนน อยู่ของมนษุ ย์ใหด้ ขี ึ้น จากข้อมลู ทไี่ ด้จากการวเิ คราะหจ์ าก ภาพประกอบท่ี 2.3 อาจจะสรปุ ไดว้ า่ “ตน้ หญา้ ท่ีได้รบั แสงแดดจะเจรญิ งอกงามไดด้ ี ส่วนตน้ หญา้ ที่ ไม่ไดร้ บั แสงจะไมง่ อกงามหรือตายไป” สรุป วิธกี ารทางวิทยาศาสตร์สามารถสรุปข้ันตอนได้ดงั ภาพประกอบท่ี 2.4 ซึง่ จะเร่ิมข้นึ เมอ่ื เราเผชิญกบั ข้อสงสยั เกีย่ วกบั สิ่งต่าง ๆ ทเ่ี ราสังเกต จากนนั้ มีการคาดการคาตอบ (สมมติฐาน) โดย อาศัยขอ้ มูลที่ได้จากการสังเกตเปนนแนวทางการคาดการณ์คาตอบนน้ั (คาตอบท่ี 1) แล้วนาไป เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

54 บทท่ี 2 วิธีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ออกแบบการเกบ็ รวบรวมข้อมูลปริมาณที่มากขึน้ เพ่ือมายืนยนั คาตอบท่คี าดการณ์ไวว้ า่ จะถกู ต้อง หรือไม่ และนาข้อมูลที่ได้ไปวิเคราะห์ ซึง่ ถา้ ผลการวิเคราะห์ไม่เปนนไปตามสมมติฐาน อาจจะตอ้ ง ทบทวนสมมติฐานใหมห่ รือเก็บรวบรวมขอ้ มูลเพม่ิ เติม เพอื่ นาไปสกู่ ารสรุปผล (คาตอบสุดทา้ ย) ตอ่ ไป ศึกษาและต้งั ปญั หาจาก  คาดการณ์คาตอบจาก  ตรวจสอบสมมตฐิ าน สง่ิ ทไ่ี ด้พบจากสังเกต หลกั ฐานที่สังเกตไดม้ า หรอื รวบรวมขอ้ มลู (การพิสูจน์ (สมมติฐาน:คาตอบท่ี 1) สมมตฐิ าน/การทดลอง)  ถา้ ขอ้ มลู ไมส่ อดคลอ้ งกับคาตอบ  วเิ คราะหข์ ้อมูลท่ีเก็บรวบรวมมายนื ยัน สมมติฐาน (คาตอบที่1) ท่ี 1..ปรบั สมมติฐาน..เกบ็ รวบรวมข้อมูลเพม่ิ เตมิ ถ้าขอ้ มูลสอดคลอ้ งกบั คาตอบที่ 1  สรุปผลการรวบรวมขอ้ มลู /ผลทดลอง (คาตอบสดุ ทา้ ย) ภาพประกอบที่ 2.4 แสดงขน้ั ตอนวธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ จติ ตวทิ ยาศาสตร์ เจตคติทางวิทยาศาสตร์ เปา้ หมายสาคัญของนักการศึกษาวิทยาศาสตรน์ อกจากความพยายามในการพฒั นาทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์แล้วยังพยายามทจ่ี ะพัฒนาเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific attitude) ไปพรอ้ มกันดว้ ย แต่มีการใชค้ าเรียกแตกตา่ งกนั ไป เชน่ “Scientific mindedness” “The habit of scientific thinking” หรอื “The spirit of scientific” (ปาริชาติ เบญ็ จวรรณ์ , 2551: 10) 1. จติ ตวทิ ยาศาสตร์ กรมวชิ าการ (2545: 143) ให้ความหมายของจิตวทิ ยาศาสตรไ์ ว้วา่ เปนนคณุ ลกั ษณะหรือ ลกั ษณะนสิ ัยของบคุ คลท่เี กิดขนึ้ จากการศกึ ษาหาความรู้ โดยใชก้ ระบวนการทางวิทยาศาสตร์ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (2546: 149) ได้ใหค้ วามหมายของ จิตวทิ ยาศาสตร์วา่ จติ วิทยาศาสตร์หรอื เจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ เปนนลักษณะนสิ ัยของบคุ คลทเ่ี กิดขน้ึ จากการศึกษาหาความร้โู ดยใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 55 มีการใชค้ าเรียกว่าจติ ตนิสัยเชิงวิทยาศาสตร์ (Scientific habits of mind) (AAAS, 2001: 183) และจติ วทิ ยาศาสตร์ (Scientific mind) (Visser, 2000: Online) ในความหมาย เช่นเดียวกับเจตคติทางวิทยาศาสตร์ ซ่ึงสถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2546 : 14) ระบุถงึ คุณลักษณะบ่งช้ีจิตวทิ ยาศาสตร์วา่ มาจากเจตคตติ อ่ วิทยาศาสตร์ (attitude toward science) ซง่ึ เก่ยี วขอ้ งกับความคิด ความรสู้ ึกความเชื่อ คา่ นิยมท่บี ุคคลมีต่อวิทยาศาสตร์ และเจตคติ ทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific attitude) ซง่ึ เกีย่ วขอ้ งกบั ลักษณะนิสยั การคิดแบบนกั วทิ ยาศาสตร์ หรือ การแสดงออกถงึ การมีจติ ใจที่เปนน วทิ ยาศาสตร์ 2. เจตคติทางวิทยาศาสตร์ นกั วิชาการ นักการศกึ ษาหลายทา่ นให้ความหมายของคาว่า เจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific attitude) ไวด้ ังน้ี ภพ เลาหไพบูลย์ (2537: 12) กล่าวถึงเจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ว่า ในการแสวงหา ความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ซ่งึ นักวิทยาศาสตรจ์ ะใช้วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์หรอื วิธกี ารแกป้ ัญหาทางอ่ืนๆ เพ่ือศึกษาหาความรู้ให้ได้ผลดีนัน้ ข้ึนอยกู่ ับการคิดการกระทาที่อาจเปนน อุปนิสัยของนักวิทยาศาสตรผ์ นู้ ้นั ซ่ึงความรู้สึกนึกคิดดงั กล่าวเรียกวา่ เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตรน์ นั่ เอง ปรชี า วงศ์ชูศิริ (2525: 413) กลา่ ววา่ เจตคติทางวิทยาศาสตรเ์ ปนนกระบวนการอยา่ ง หน่งึ ท่ี นักวิทยาศาสตร์ได้กระทาเพื่อใหไ้ ด้มาซงึ่ ความรู้ มอร์ และซัทแมน (Moore and Sutman, 1970: 92-93 อา้ งถึงใน บัญญัติ ชานาญกิจ, 2542) กลา่ วว่า เจตคตทิ างวิทยาศาสตร์เปนน ความคดิ หรือทา่ ทที ี่ผู้เรียนแสดงตอ่ เนื้อหาวิชาและ กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ ซ่งึ อาจเปนน ไปไดท้ ั้งทางบวกและทง้ั ทางลบ โดยทา่ ทีท่แี สดงออกขึ้นอยู่กับ ความรู้ ประสบการณ์ และความรู้สกึ ของแต่ละบุคคล นอกจากน้ี นกั วทิ ยาศาสตร์การศกึ ษาหลายทา่ นได้กลา่ วถึง คุณลักษณะของผ้มู ีเจตคติ ทางวิทยาศาสตร์วา่ ควรมลี ักษณะดังนี้ 2.1 มคี วามอยากรู้อยากเหน็ ลกั ษณะที่บง่ บอกว่าเปนน ผู้มคี วามอยากรู้อยากเหน็ มีดังน้ี 2.1.1 มคี วามพยายามที่จะเสาะแสวงหาความรใู้ นสถานการณ์ใหม่ ๆ ซ่ึงไม่สามารถ อธิบายได้ด้วยความรู้ท่มี ีอย่เู ดิม 2.1.2 ตระหนักถงึ ความสาคัญของการแสวงหาความรู้เพิ่มเติม 2.1.3 ช่างซกั ชา่ งถาม ช่างอ่าน เพื่อให้ไดค้ าตอบเปนนความรู้ที่สมบรู ณย์ ิ่งข้ึน เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

56 บทท่ี 2 วิธกี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 2.1.4 ใหค้ วามสนใจในเร่ืองเก่ยี วกับวิทยาศาสตรท์ ี่กาลังเปนนปญั หาสาคัญใน ชวี ติ ประจาวนั 2.2 มคี วามละเอียดรอบคอบกอ่ นตัดสินใจ ลกั ษณะท่ีบง่ บอกวา่ เปนนผู้มีความละเอียดรอบคอบก่อนตดั สินใจ มดี ังน้ี 2.2.1 ใชว้ ิจารญาณกอ่ นท่ีจะตัดสนิ ใจใดๆ 2.2.2 ไมย่ อมรบั สง่ิ หนึง่ สิ่งใดวา่ เปนน ความจรงิ ทันที ถ้ายงั ไมม่ ีการพสิ ูจนท์ เ่ี ช่ือถือได้ 2.2.3 หลกี เลีย่ งการตัดสนิ ใจและการสรุปท่ีรวดเรว็ เกินไป 2.3 มีเหตุผล ลักษณะท่ีบ่งบอกว่าเปนนผู้มเี หตุผล มดี งั น้ี 2.3.1 เชอ่ื ในความสาคญั ของเหตผุ ล 2.3.2 ไม่เชอ่ื โชคลาง คาทานาย หรอื ส่งิ ศักดส์ิ ทิ ธิ์ต่าง ๆท่ีไม่สามารถอธบิ ายตาม วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ได้ 2.3.3 แสวงหาสาเหตุของเหตุการณ์ต่าง ๆ และหาความสมั พันธ์ของสาเหตนุ นั้ กับผลท่ี เกิดขึน้ 2.3.4 ตอ้ งการทจ่ี ะร้วู า่ ปรากฏการณ์ต่าง ๆ น้นั เปนน อย่างไรและทาไมจงึ เปนน อย่างนนั้ 2.4 มีความเพียรพยายาม ลกั ษณะที่บ่งบอกว่าเปนน ผู้มีความเพียรพยาม มดี งั นี้ 2.4.1 ทากจิ การงานทไี่ ด้รบั มอบหมายอย่างสมบรู ณ์ 2.4.2 ไมท่ อ้ ถอย เมอื่ การทดลองมีอปุ สรรคหรือล้มเหลว 2.4.3 มีความต้ังใจแน่วแน่ตอ่ การเสาะแสวงหาความรู้ 2.5 มใี จกวา้ ง ยอมรับฟังความคิดเห็นของคนอน่ื ลกั ษณะท่บี ง่ บอกวา่ เปนน ผู้มีใจกวา้ งยอมรบั ฟงั ความคดิ เห็นของคนอ่ืน มีดงั นี้ 2.5.1 ยอมรบั การวพิ ากย์วิจารณ์ และยนิ ดใี ห้มีการพิสจู น์ตามเหตุผลและ ขอ้ เท็จจริง 2.5.2 เต็มใจท่ีจะรบั รู้ความคดิ เหน็ ใหมๆ่ 2.5.3 เต็มใจทีจ่ ะเผยแพร่ความรแู้ ละความคิดเห็นแก่ผู้อ่ืน 2.5.4 ตระหนักและยอมรับข้อจากัดของความรู้ทคี่ น้ พบในปจั จุบนั 2.6 มคี วามซ่ือสตั ย์ และมีใจเปนน กลาง ลกั ษณะทบ่ี ง่ บอกว่าเปนนผู้มคี วามซื่อสตั ยแ์ ละมีใจเปนน กลาง มีดงั น้ี 2.6.1 สงั เกตและบนั ทึกผลต่างๆ โดยปราศจากความลาเอียงหรอื อคติ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วธิ ีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 57 2.6.2 ไมน่ าสภาพทางสงั คม เศรษฐกจิ และการเมอื งมาเก่ียวข้องกับการ ตคี วามหมายผลงานต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์ 2.6.3 ไมย่ อมให้ความชอบหรือไมช่ อบส่วนตัวมามีอิทธพิ ลเหนอื การตัดสนิ สง่ิ ใดๆ 2.6.4 มคี วามม่นั คง หนักแนน่ ตอ่ ผลที่ได้จากการพิสูจน์ 2.6.5 เปนน ผูซ้ ื่อตรง อดทน ยตุ ิธรรม และละเอยี ดรอบคอบ จากเจตคติทางวิทยาศาสตร์ท่ีกลา่ วไวข้ ้างตน้ จะเหน็ วา่ เจตคติทางวทิ ยาศาสตร์ไม่ใช่ สิ่งจาเปนนสาหรบั นกั วทิ ยาศาสตรเ์ ท่าน้ัน หากแต่บุคคลทวั่ ไปกส็ ามารถนาคณุ ลกั ษณะของการมเี จตคติทาง วทิ ยาศาสตร์ไปใช้กบั การทางาน การปฏบิ ัตติ นในชีวิตประจาวันกจ็ ะสามารถก่อใหเ้ กิดประโยชน์ได้ มากมาย 3. เจตคติตอ่ วทิ ยาศาสตร์ นักวิชาการไดใ้ ห้ความหมายของเจตคติตอ่ วทิ ยาศาสตร์ (Attitude Toward Science) ดงั นี้ เจตคติตอ่ วิทยาศาสตร์ เปนน ความรูส้ กึ ความคดิ ความเช่อื และความซาบซึ้งของบุคคลที่ เกดิ จากผลของวทิ ยาศาสตรท์ ้ังทางตรงและทางอ้อมและผลของวทิ ยาศาสตร์น้นั จะส่งผลตอ่ พฤติกรรม ของมนษุ ย์ท่ีมตี อ่ วิทยาศาสตร์ (สรุ วิทย์ ศรพี ล, 2540: 24) เจตคติตอ่ วิทยาศาสตร์ เปนนความรสู้ กึ ความชอบ ไม่ชอบความนิยมของบุคคลท่มี ีต่อ วิทยาศาสตร์ (สรุ างค์ สากร, 2537: 56) ดังน้ี 1. ความรสู้ กึ ต่อวิทยาศาสตร์ท้ังชอบและไม่ชอบวิทยาศาสตร์ 2. พฤตกิ รรมที่แสดงออก หากชอบจะพอใจท่จี ะเรียนหรือหากไม่ชอบจะเบ่ือหนา่ ย ตอ่ การเรยี น 3. การแสดงออกขณะมีสว่ นร่วมในกิจกรรมวทิ ยาศาสตร์ 4. ความนิยมชมชอบในวทิ ยาศาสตร์ 5. ความสนใจต่อวทิ ยาศาสตร์ ชุตมิ า วัฒนะครี ี (2541: 147) กลา่ ววา่ เจตคติต่อวทิ ยาศาสตร์ หมายถงึ ความรูส้ ึกท่มี ตี ่อ วทิ ยาศาสตร์ เช่น ชอบ สนใจ ประทับใจ อยากรู้ อยากศึกษา เห็นคุณค่าและประโยชน์ของ วิทยาศาสตร์ ความรู้สึกที่ดหี รอื เจตคติทีด่ ตี ่อวทิ ยาศาสตร์เปนนส่งิ สาคญั มาก ท่จี ะสง่ ผลใหเ้ ด็กตอ้ งการ จะศึกษาวชิ าวทิ ยาศาสตร์ต่อไปในอนาคต ซึ่งจะตอบสนองตอ่ นโยบายในการเพมิ่ จานวนนักเรียน นกั ศึกษาวชิ าวิทยาศาสตร์ และตอบสนองต่อการพฒั นาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยขี องชาติ โดย เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

58 บทที่ 2 วธิ กี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ ลักษณะผเู้ รียนทแี่ สดงออกให้เหน็ ว่าผู้เรยี นมีเจตคตแิ ละความสนใจทางวิทยาศาสตร์และยอมรบั ว่า นกั วทิ ยาศาสตรม์ สี ่วนช่วยสนับสนุนในการศึกษาคน้ คว้าเรอื่ งต่าง ๆ มดี งั นี้ 1. ช่ืนชมกับงานทางด้านวิทยาศาสตร์ และยอมรบั วา่ นกั วทิ ยาศาสตรม์ ีสว่ นช่วย สนบั สนนุ ในการศึกษาค้นคว้าเรอื่ งตา่ ง ๆ 2. ยอมรับว่ากระบวนการสืบเสาะหาความรูเ้ ชิงวิทยาศาสตรน์ ้ันเปนน กระบวนการทาง ปญั ญา 3. ยอมรบั ในคุณคา่ ของเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ 4. สนุกสนานในการทากจิ กรรมทางวิทยาศาสตร์ 5. พฒั นาความสนใจในวทิ ยาศาสตร์และกจิ กรรมที่ใชว้ ิทยาศาสตร์ ตลอดจนสนใจท่ี จะเลือกวิทยาศาสตรเ์ ปนนอาชีพ สรุป เจตคตติ ่อวทิ ยาศาสตร์ หมายถงึ ความรู้สึก ความเชือ่ คา่ นิยม ของบุคคลตอ่ ท่ีมีต่อส่ิงที่ เกีย่ วขอ้ งกับวทิ ยาศาสตร์ สรปุ ในปัจจบุ นั องค์ความรูท้ างวิทยาศาสตรม์ ีหลากหลายแต่สามารถแบง่ ออกเปนน 2 ประเภท ตามจดุ ประสงค์ของการแสวงหาความรู้ คือ วทิ ยาศาสตร์บรสิ ทุ ธหิ์ รอื วทิ ยาศาสตร์ธรรมชาติและ วทิ ยาศาสตรป์ ระยุกต์ซ่งึ ม่งุ ประโยชนจ์ ากการนาวทิ ยาศาสตรบ์ รสิ ทุ ธไ์ิ ปประยกุ ต์ใช้ใหเ้ กดิ ประโยชน์ และการแสวงหาความร้ขู องมนุษย์แตกต่างกนั ไปตามยุคสมัย ในยคุ โบราณมนุษย์มีการแสวงหาความรู้ ด้วยวิธีสอบถามผรู้ ู้ ค้นพบความรนู้ ้นั โดยบังเอญิ ลองผดิ ลองถูก เปนน ต้น และเร่ิมมีการใช้หลกั เหตผุ ล จนเกดิ เปนนวธิ ีอนมุ านซ่ึงเปนนการคิดจากหลักการท่ัวไปนาไปสูเ่ รอ่ื งเฉพาะ ซง่ึ ตรงข้ามกับวิธีการอปุ มาน ที่เปนน การรวบรวมข้อมลู ยอ่ ยหลาย ๆขอ้ มูลแลว้ นาไปสรุปเปนนหลักการทัว่ ไป การแสวงหาความรู้ทาง วทิ ยาศาสตรน์ ้นั จะต้องมีวธิ ีการทางานทเี่ ปนนระบบ ถึงแม้ว่ากระบวนการต่าง ๆ ทีน่ ามาใชใ้ นการแสวงหา ความรู้นน้ั อาจแตกต่างกันบา้ ง แต่คงมลี ักษณะบางประการร่วมกันทที่ าให้สามารถจดั เปนน ลาดบั ข้ันตอน ได้ ท่ีไม่จาเปนน จะต้องมีขั้นตอนทีเ่ ท่ากัน อาจจะมี 4 ขั้นบา้ ง 5 ข้นั บา้ ง 6 ขนั้ บ้าง และส่งิ สาคัญท่ีจะเปนน ประโยชน์ตอ่ การเสาะแสวงหาความรนู้ ั้นผูค้ น้ หาจะตอ้ งเปนนผูท้ ่ีมีเจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ดว้ ย เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วิธีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 59 แบบฝึกหัดประจาบท คาช้แี จง ใหน้ ักศกึ ษาหาคาตอบของคาถามต่อไปน้ี 1. วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีเหมือนและแตกตา่ งกนั อย่างไร 2. วิทยาศาสตร์บรสิ ทุ ธ์แิ ละวิทยาศาสตร์ประยุกต์ แตกต่างกนั อย่างไร 3. วิธกี ารเสาะแสวงหาความรู้ในสมยั โบราณมวี ิธีการอย่างไรบ้าง 4. จงอธิบายการสบื เสาะหาความร้ดู ว้ ยวธิ ีการอนมุ าน (Deductive) 5. จงอธิบายการสบื เสาะหาความรดู้ ้วยวธิ ีการอุปมาน (Inductive) 6. วิธีการเสาะแสวงหาความร้ดู ้วยวธิ กี ารทางวิทยาศาสตร์มีลักษณะอยา่ งไร 7. วธิ ีการทางวิทยาศาสตรต์ ้องมี 5 ข้ันตอน ใชห่ รอื ไม่ อย่างไร 8. ใหน้ กั ศึกษาศึกษาประวตั นิ ักวิทยาศาสตร์ 2 ท่านประกอบด้วย โคเปอรน์ ิคสั และ อาร์คมิดสี จากใบความร้ทู ี่ 1 และ 2 แลว้ สรุปเกย่ี วกับนักวิทยาศาสตร์แตล่ ะท่านว่า คน้ พบความรอู้ ะไร มเี จตคตทิ างวิทยาศาสตร์อะไร เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

60 บทท่ี 2 วธิ ีการสืบเสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ ใบความรทู้ ่ี 1 นิโคลสั โคเปอรน์ คิ สั ( Nicolaus Copernicus: 1473 -1543) ผปู้ ฏวิ ตั ิดาราศาสตร์ โคเปอรน์ ิคัสเกิดเมื่อวันท่ี 19 กุมภาพนั ธ์ ค.ศ. 1473 ทีเ่ มืองตูรนั ประเทศโปแลนด์ บิดาของ เขาเปนน พ่อค้าผู้มงั่ ค่งั เมือ่ เขาอายุได้ 10 ปี บดิ าของเขาก็เสียชวี ติ เขาจงึ ต้องอยู่ในความอุปการะของ ลุง (พช่ี ายของมารดา) ซง่ึ เปนน พระในตาแหน่งบิชอบ แหง่ เออรม์ แลนด์ ลุงของเขาเปนนผูท้ ่ีมบี ทบาท สาคัญในชวี ติ ของเขาอยา่ งมาก เพราะเปนนอาจารย์คนแรก จงึ ทาใหเ้ ขามคี วามสนใจเกีย่ วกับศาสนา อย่างจรงิ จัง แต่ความคิดขอ้ น้ีก็ล้มเลกิ ไปในภายหลงั เมื่อเขามีความสนใจวชิ าแพทยม์ ากกว่า และได้ ศกึ ษาต่อที่มหาวิทยาลยั ในเมืองหลวงของประเทศโปแลนด์ ในมหาวิทยาลัยแหง่ นี้เขามีโอกาสไดศ้ ึกษา วิชาต่าง ๆ มากมาย เพ่อื เตรยี มความพร้อมในการศกึ ษาวชิ าแพทยต์ ่อไป เช่น ปรัชญา คณิตศาสตร์ ภูมิศาสตร์ และดาราศาสตร์ เปนน ต้น การท่เี ขามโี อกาสได้ศึกษาวชิ าเกี่ยวกบั ดาราศาสตร์ ทาให้เขา เปลีย่ นแนวความคดิ ที่จะเรยี นตอ่ แพทย์ ไปเรยี นตอ่ เกย่ี วกับดาราศาสตร์แทน และสาเรจ็ การศกึ ษา ระดบั ปรญิ ญาเอก ในวชิ ากฎหมายจากมหาวทิ ยาลยั แห่งนี้ หลังจากสาเร็จการศึกษาโคเปอรน์ ิคัสได้ เดินทางกลับบา้ น แต่เมื่อลุงเขารู้ว่าเขาไม่ได้เรียนแพทย์กไ็ ม่พอใจอย่างมาก และเพื่อเปนนการเอาใจลงุ โคเปอร์นิคัสจงึ ต้องกลบั ไปศึกษาต่อวชิ าแพทย์อีกครั้งหน่ึง เขามโี อกาสได้ศึกษาวชิ าดาราศาสตรท์ เี่ ขา ชอบอีกดว้ ย เนือ่ งจากวิชาดาราศาสตร์เปนน ส่วนหนึ่งของวิชาแพทย์ โคเปอร์นคิ ัสเรยี นจบแพทย์ในปี ค.ศ. 1506 และเดินทางกลบั บ้านในปีเดยี วกัน เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วธิ ีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 61 ภาพประกอบที่ 2.5 แสดงโมเดลระบบ โคเปอรน์ ิคัสถือได้ว่าเปนน ผู้ทม่ี ีความรคู้ วามสามารถใน สรุ ยิ ะของปโทเลมี (ภาพประกอบจาก หลายสาขาวิชา ท้ังกฎหมาย แพทย์ ปรชั ญา ศาสนา ภาษาละตินและดาราศาสตร์ เม่อื ลงุ ของเขาเสยี ชวี ิต เขา http://www.scimath.org/) ศกึ ษาคน้ ควา้ เก่ยี วกบั ดาราศาสตร์อยา่ งจริงจงั สว่ นวิชา แพทย์ที่เขาเลา่ เรียนมาก็ไม่ละทงิ้ ใหเ้ สียประโยชน์ เขายงั ช่วยรักษาผู้ป่วยที่ยากจนในเมืองโดยไม่คดิ คา่ รกั ษาพยาบาลส่วนงานคน้ คว้าดาราศาสตร์ ในระยะแรก ของโคเปอร์นคิ สั สว่ นใหญจ่ ะเปนนการ นาทฤษฎีทวี่ ่าดว้ ย เรอ่ื งศูนย์กลางของสรุ ยิ จักรวาลของนักปราชญใ์ นอดตี เช่น ทฤษฎีของ ปโตเลมี (Ptolemy) ทก่ี ล่าวว่า \"โลก เปน็ ศูนย์กลางของสรุ ยิ จกั รวาล\" โลกเปนนลกู ทรงกลมขนาดใหญท่ หี่ ยดุ นิง่ อยู่ ณ ใจกลางของจักรวาล โดยมดี วงจนั ทร์ ดวง อาทิตย์ และดาวเคราะห์ 5 ดวง อนั ไดแ้ ก่ ดาวอังคาร ดาวพธุ ดาวพฤหัสบดี ดาวศกุ ร์ และดาว เสาร์ โคจรรอบโลกซ่งึ มอี าริสโตเตลิ นักปราชญ์เอก เปนนผูส้ นบั สนุนทฤษฎีของปโตเลมี โดยอาริสโต เติลกล่าววา่ \"โลกอย่กู ับท่ีไม่ไดห้ มนุ ส่วนดวงอาทิตย์น้ันโคจรรอบโลก\" ซ่งึ มีอิทธิพลต่อการศึกษา ดาราศาสตร์ถงึ 1,500 ปี เพราะวา่ ผูค้ นมองขนึ้ ไปบนท้องฟ้าแลว้ สังเกตเุ ห็นดวงดาวตา่ ง ๆ เคลอื่ นท่ี รอบโลก (เช่น ดวงอาทติ ย์เคลื่อนท่ีจากทิศตะวนั ออกไปยงั ทิศตะวันตก)แตโ่ คเปอร์นคิ ัสยังมขี ้อกงั ขาใน แนวคิดของพโทเลมีดงั กล่าวน้ีเปนนอยา่ งมาก โคเปอร์นิคสั เร่ิมเบ่ือหน่ายกับแนวคดิ และวธิ ีการ สงั เกตการณท์ างดาราศาสตร์เก่าๆ ท่เี ชื่อถอื กนั มาเปนน เวลายาวนานเหลา่ นนั้ โคเปอร์นิคัสยังมีความ เชอื่ วา่ กลไกการเคล่ือนท่ีของวัตถทุ ้องฟ้าไม่นา่ จะยงุ่ ยากมาก แต่ปญั หามีอยูว่ ่ากลไกทีถ่ ูกต้องนั้นเปนน อย่างไร แนวคิดของอาริสตาคัสกระตนุ้ จินตนาการของเขาเปนน อยา่ งมาก ทฤษฎเี กย่ี วกับสรุ ยิ จักรวาล ทั้งหมดน้ี โคเปอร์นิคสั เช่อื ถือเพียงทฤษฎีของอาคีสทารค์ ัส กลา่ วว่า \"ดวงอาทติ ย์เปน็ ศูนย์กลาง ของสรุ ิยจักรวาล\" เท่าน้นั เขาจึงเริ่มทาการค้นควา้ และหาขอ้ พิสจู น์ทฤษฎเี หล่าน้ี แต่เนือ่ งจากในสมัย น้นั ขาดแคลนอปุ กรณ์ทางดาราศาสตร์ โคเปอรน์ คิ สั จงึ ใช้วธิ ีเจาะช่องบนฝาผนัง เพอื่ ใหแ้ สงสวา่ ง ผ่านเขา้ มา แลว้ เฝ้าสงั เกตการเดนิ ทางของโลกผ่านทางช่องน้เี อง ซง่ึ เขาพบวา่ แสงสวา่ งจะเดนิ ทางผา่ นชอ่ งหนงึ่ ๆ ในทกุ ๆ 24 ชว่ั โมง ซึ่งหมายถึงการท่ีโลกหมุนรอบตวั เองนอกจากน้ีเขาได้กาหนด เสน้ เมอรร์ เิ ดยี นเพอ่ื ใช้เปนนหลกั การคานวณทางดาราศาสตร์อีกด้วย เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

62 บทที่ 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ ในทส่ี ุดเขาก็สามารถสรปุ หาข้อเทจ็ จริงไดว้ า่ ทฤษฎีของอารค์ ีสทาร์คสั ที่เขาเชอื่ ถือนนั่ ถกู ต้อง ท่ีสุด คือ ดวงอาทิตยเ์ ปนนศนย์กลางของสรุ ยิ จกั รวาล โลกและดาวเคราะห์อน่ื ๆตอ้ งหมนุ รอบ ดวงอาทิตย์ แตเ่ ขาไม่ได้เผยแพรผ่ ลงานช้ินนี้ ออกไป เพราะเกรงกลัวต่ออันตรายทจี่ ะเกดิ ขน้ึ กับตวั เขา เนื่องจากความเช่อื ในทฤษฎขี องอา รสิ โตเตลิ ทว่ี ่า โลกเปนนศูนยก์ ลางของสุริยจักรวาล อกี ทั้งทฤษฎีนกี้ ็ไปตรงกบั ความเช่ือทางศาสนา ภาพประกอบท่ี 2.5 แสดงระบบสรุ ยิ ะตาม คริสตเ์ พราะฉะนน้ั ทฤษฎขี องโคเปอร์นคิ ัสจึง แนวคดิ ของโคเปอรน์ ิคัส (ภาพประกอบจาก ขดั แย้งทั้งทฤษฎีของอารสิ โตเติล และหลกั ศาสนา http://www.scimath.org/) โคเปอรน์ คิ ัสเสยี ชีวิตในปี ค.ศ. 1543 จงึ ทาการตีพมิ พ์เผยแพรผ่ ลงานของเขาออกมาในช่อื ว่า การปฏวิ ัติทางโคจรแหง่ ดาวบนฟากฟ้า (On the Revolutions of the Heavenly Bodies) โดย โคเปอร์นิคัสสรุปเปนนทฤษฎไี ด้ท้ังหมด 3 ขอ้ คือ 1. ดวงอาทิตยเ์ ปนนศนู ย์กลางของระบบสุรยิ จักรวาล โลก และดาวเคราะหอ์ น่ื ๆ ตอ้ งโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตยต์ ้องใช้เวลา 1 ปีหรือ 365 วนั ซง่ึ ทาให้เกิดฤดูกาลข้นึ 2. โลกมสี ณั ฐานกลมไม่ไดแ้ บนอย่างทีเ่ ขา้ ใจกนั มา โคเปอรน์ คิ ัสใหเ้ หตุผลในข้อนว้ี ่า มนษุ ย์ไม่ สามารถมองเห็นดาวดวงเดยี วกนั ในเวลาเดยี วกนั และสถานท่ีต่างกนั ได้ อีกทัง้ โลกต้องหมุนอยู่ ตลอดเวลาไม่ไดห้ ยุดน่งิ โดยโลกใชเ้ วลา 1 วนั หรอื 24 ชว่ั โมงในการหมนุ รอบตวั เอง ซึง่ ทาให้เกดิ กลางวนั และกลางคนื 3. ดาวเคราะห์ต่าง ๆ ท่โี คจรรอบดวงอาทิตยเ์ ปนนไปในลกั ษณะวงกลม โคเปอรน์ ิคัสไดเ้ ขียน รูปภาพแสดงลกั ษณะการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ แต่ทฤษฎขี องโคเปอรน์ ิคสั ขอ้ น้ี ผิดพลาดเพราะเขากล่าววา่ \"การโคจรของดาวเคราะหร์ อบดวงอาทิตย์เปนนวงกลม\" ต่อมานักดารา ศาสตร์ชาวเยอรมนั โจฮนั เนส เคพเลอร์ (Johanes Kepler) ไดค้ น้ พบว่า การโคจรของดาวเคราะห์ รอบดวงอาทติ ย์นน้ั มีลกั ษณะเปนน วงรี แม้ว่าเขาจะเสียชีวติ ไปแลว้ ก็ตาม แต่ผลงานของเขาก็ถือว่าเปนนการปฏิวตั ิความเชื่อใหม่ท่ี ถกู ต้องใหก้ ับวงการดาราศาสตร์เลยทเี ดียว และนักดาราศาสตรร์ นุ่ ต่อมาได้นาแนวทางของเขามาใช้ ในการคน้ หาความลบั ทาง ดาราศาสตรอ์ ีกดว้ ย เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วธิ กี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 63 ใบความรู้ที่ 2 อาร์คีมิดีส (Archimedes 287 - 212 ก่อน ค.ศ) บิดาแห่งกลศาสตร์ อารค์ ิมิดีส กบั การคน้ พบความถ่วงจาเพาะของวัตถุอนั เลื่องชื่อ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

64 บทที่ 2 วธิ ีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ อารค์ ิมิดีสเปนนนกั คณติ ศาสตร์ นกั ดาราศาสตร์ นักปรชั ญา นักฟิสกิ ส์ และวิศวกรชาวกรกี เกิดเมื่อ 287 ปีก่อนครสิ ตกาล เขาได้ชอื่ ว่าเปนน ผู้คดิ คน้ นวัตกรรมเครื่องจกั รกลหลายช้ิน เปนน บุตรของ นกั ดาราศาสตรผ์ หู้ น่งึ สนใจในการศึกษาเก่ยี วกับหลักปรัชญาคณติ ศาสตร์ และวทิ ยาศาสตร์หลาย สาขา เขาพยายามศึกษาค้นควา้ ทดลองอย่างจริงจงั อุทิศเวลาท้ังหมด ในชีวิตของเขาให้แกง่ านด้านน้ี โดยไมเ่ ห็นแก่เหน็ดเหนอื่ ยแต่อยา่ งใด เขาทางานอยู่กบั สง่ิ เหล่านดี้ ้วยความเพลิดเพลนิ จนมิไดเ้ อาใจ ใสใ่ นสง่ิ อื่นๆ ทีอ่ ย่รู อบตวั เลย แตพ่ อเขาเสร็จงานแล้ว จงึ จะหันมาสนใจกับธรรมชาติ และสิง่ แวดล้อม เพือ่ ทจี่ ะหากฎเกณฑแ์ ละคน้ ควา้ ส่ิงใหมๆ่ จากธรรมชาตอิ ีกต่อไป จาการสังเกตค้นควา้ ทดลองอย่าง เอาจริงเอาจงั นเ้ี อง ทาใหเ้ ขาพบกฎเกณฑ์ และทฤษฎตี ่างๆ มากมาย ซ่ึงโดยมากเขา มักจะไม่ค่อยได้ อธิบายอะไรไวม้ ากนัก เพยี งแตไ่ ด้บนั ทึกทฤษฎีเหล่านั้นเอาไว้ กฎเกณฑ์ตา่ งๆ ที่เขาค้นพบ เช่น \" กฎ ของคานดีด \" (The law of Lever) ซึง่ นาไปใช้ในการประดิษฐเ์ ครอ่ื งผ่อนแรงตา่ งๆ ผลงานทที่ าให้ คนทวั่ ไปรู้จักเขาดคี ือการคน้ พบเก่ียวกับ \" การหาความถ่วงจาเพาะ \" (Specific gravity) ของ วัตถุที่มีรปู ร่างขรขุ ระไมเ่ ปนนไปตามรูปแบบ รูปทรงทางเรขาคณิต ตอ่ มากฎอนั นเ้ี รยี กกนั ว่า \" หลกั ของอาร์คิเมดสี \" (Archimedes's Principle) กฎน้ีวา่ \" น้าหนักของวตั ถทุ ่ีหายไปในนา้ ย่อม เท่ากบั น้าหนกั ของนา้ ท่ีถกู วัตถนุ ้ันแทนที่ \" จากหลกั ฐานและกฎเกณฑต์ ่างๆ ทีเ่ ขาบนั ทึกเอาไว้ เหล่าน้ีเอง ทาใหเ้ ขาไดร้ ับการยกย่องวา่ \" เปนนบิดาแห่งกลศาสตร์ \" (The father of mechanics) ภาพประกอบที่ 2.6 แสดงการคิดหาวธิ กี ารหา สาเหตุท่อี ารค์ ิเมดสี พบหลักในการหาความ วา่ มงกุฏทามาจากทองคาท้งั หมดหรอื ไม่ (ที่มา ถ่วงจาเพาะของวัตถุ ท่มี ีรปู ทรงไมเ่ ปนนไปตามแบบ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี, เรขาคณิต กม็ ีอยวู่ า่ เขาเข้ารบั ราชการอยใู่ นสานัก ม.ป.ป.) ของพระเจ้าเฮียโร (Hiero) ที่ 2 กษตั รยิ แ์ หง่ เกาะซิ ซิลี ดว้ ยความสามารถและความเฉลียวฉลาดของ เขา ทาใหเ้ ขาได้รับการยกย่องให้เปนน นกั ปราชญ์ ประจาราชสานกั นี้ และเปนน ที่ปรกึ ษาข้อราชการ ของกษัตรยิ ์อย่เู สมอ ต่อมาพระเจา้ เฮยี โรรบั สง่ั ให้ ชา่ งทองประจาราชสานกั ไปทามงกฎุ สาหรบั พระองค์ เมอื่ ช่างทองทามงกุฎเสร็จเรียบร้อยแล้ว ก็นามาถวายให้ทอดพระเนตร เม่ือพระองค์ทรงรับ มงกฎุ มาพิจารณาดูแล้วกม็ ีความสงสัยวา่ ชา่ งทองอาจจะไม่ซื่อสัตยน์ ัก เพราะมพี ริ ธุ ชองกล แต่คร้ัน จะด่วนตัดสินพระทัยขณะนั้น กเ็ กรงวา่ ถ้าไม่เปนนความจรงิ ช่างทองก็จะเสียนา้ ใจ ดงั น้ัน เมอ่ื ชา่ งทอง เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วิธกี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ 65 ลากลับไปแล้ว พระองค์ก็เรียกอาร์คเิ มดีสเขา้ มาปรกึ ษา และได้มอบให้อารค์ เิ มดีส หาทางพิสูจน์ ความจริงในเร่อื งนี้ โดยไม่ทาลายมงกุฎให้เสยี รปู พรอ้ มกับมอบมงกุฎน้ันใหเ้ ขาไปดว้ ย เม่ืออารค์ ิเม ดสี รบั มงกุฎมาแลว้ ก็รู้สึกหนกั ใจมาก เพราะถา้ ให้ยบุ มงกุฎได้ เร่อื งก็จะง่ายเข้า เพราะจะหาปริมาตร ของมงกุฎได้ว่ามีปริมาตรเทา่ ไร เท่ากบั ปรมิ าตรของทองคาแทห้ รือเปล่า ในสมยั นั้นเปนนท่ีทราบกันดี แลว้ ว่าวตั ถตุ ่างๆ แมจ้ ะมนี ้าหนกั เทา่ กัน แตป่ รมิ าตรก็ไมเ่ ท่ากัน และหาไดเ้ ฉพาะวัตถุท่ีมรี ูปทรง เรขาคณิตเทา่ นนั้ ด้วยเหตุน้เี อง อาร์คเิ มดสี จึงรสู้ ึกหนักใจมาก เม่ือกลบั ไปถงึ บ้านกค็ รุ่นคดิ อยแู่ ตเ่ รื่อง น้ี จนไมเ่ ปนน อนั กินอันนอน แตก่ ็ยงั คิดไม่ออกวา่ จะหาปริมาตรของมงกฎุ ได้อย่างไร เพราะมงกุฎนั้น รปู ร่างไม่เปน็ รูปทรงทางเรขาคณิต อารค์ เิ มดสี ทราบดวี ่าทองคาแทก้ ับเงินนัน้ ถ้ามนี ้าหนกั เท่ากนั แล้ว เงนิ จะมีปรมิ าตรมากกว่าทองคา และถ้าหากทองคาแทก้ ับเงิน มีปริมาตรเทา่ กนั ทองคาก็จะมี นา้ หนกั มากกว่า เขาได้ทดลองเอามงกุฎ ทพี่ ระเจ้าเฮยี โรให้มาชั่งนา้ หนกั กต็ รงกบั ทองคาที่ พระราชาให้ช่างทองไป ยงั เหลืออยแู่ ตว่ า่ ปริมาตรของมงกุฎจะเทา่ กับทองคาแท้ ทพี่ ระเจา้ เฮียโรให้ ไปหรือเปลา่ ??เขาเองสงสัยวา่ ช่างทองอาจจะยักยอก เอาทองคาแท้บางส่วนไว้ แลว้ เอาเงินปนลงไปใน มงกฎุ อนั นน้ั แต่เขาก็ไม่อาจจะหาทางพิสูจน์ได้ ภาพประกอบท่ี 2.7 แสดงการคน้ พบวิธกี ารวิธีการหาวา่ มงกฏุ ทามาจากทองคาทง้ั หมดหรือไม่ของ อาร์คมิ ีดสี (ทมี่ า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี, ม.ป.ป.) อยู่มาวันหนง่ึ อารค์ เิ มดสี น่ังขบคิดปญั หาอยู่ แต่ก็คิดไม่ตกว่า จะหาปริมาตรของมงกฎุ ได้ อย่างไร?? ยงิ่ คดิ มากกย็ ่งิ ปวดหัวมาก จงึ คิดจะไปอาบนา้ อนุ่ ใหใ้ จสบายเสยี ก่อน เมอ่ื ไปถึงก็เห็นมีนา้ ใน อา่ งเตม็ ปรี่อยู่ เขาจงึ ลงไปในอ่างน้าน้นั พลันสายตาของเขากเ็ หลือบไปเห็น นา้ ในอ่างลน้ ซอู่ อกมา ทันใดนั้น อาร์คเิ มดสี ก็ฉกุ คดิ ขึ้นมาได้ เขารีบพรวดพราดออกจากอา่ งอาบนา้ แลว้ ก็วิ่งไปตามถนน ลืม แม้กระทงั่ ใสเ่ ส้ือผ้าทถี่ อดพาดไว้ ปากก็ร้องออกมาว่า ยเู รกา้ ยเู รกา้ ไปตลอดทาง จนประชาชน แตกตืน่ มาดูกนั ใหญ่ แต่เขาก็มไิ ด้สนใจ เขารีบวง่ิ ตรงไปยงั บ้าน เมื่อไปถงึ บา้ นจึงรู้ว่าตนเองยงั ไม่สวม เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

66 บทที่ 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ เสื้อผา้ จึงคว้าผ้ามานุ่งอย่างไมพ่ ิถีพถิ นั นัก แลว้ ตรงไปหยบิ เอามงกุฎมาผกู เชือกเสน้ เล็กๆ แล้วเอาน้า ใสอ่ า่ งให้เต็มพอดีกับขอบ เอามงกุฎหยอ่ นลงไปในอ่างนา้ รองนา้ ท่ลี ้นออกมาตวงหามริมาตร ครน้ั แลว้ กน็ าเอาเงิน และทองคาแท้ แตล่ ะก้อนทมี่ นี ้าหนักเทา่ กบั มงกุฎอันนน้ั มาทดลองหาปริมาตรบา้ ง ก็ พบวา่ ทองคาแท้มีปริมาตรน้อยกว่ามงกุฎ และเงินมีปริมาตรมากกวา่ มงกุฎ เม่อื ทดลองไดผ้ ลออกมา เช่นนี้ อารค์ ิเมดีสกร็ ู้ทนั ทวี ่า ชา่ งทองยักยอกเอาทองของพระราชาแน่ และเอาเงินปนมาในมงกุฎ แทนทองทย่ี ักยอกเอาไป เม่อื อาร์คเิ มดสี ทดลองกับสง่ิ ต่างๆ จนแนใ่ จว่าไม่ผดิ พลาดแนแ่ ลว้ จึงไดน้ า ผลการทดลองน้ีไปกราบทลู พระราชา พระราชาจึงตรสั สั่งใหน้ าตัวชา่ งทอง มาดูการทดลองคร้งั นดี้ ว้ ย เมอ่ื ช่างทองเหน็ การทดลอง ของอาร์คิเมดสี โดยตลอดแล้วก็ตกใจมาก และยอมรบั สารภาพแตโ่ ดยดี ว่าตนโกงเอาทองไปจริง แลว้ เอาเงนิ ผสมเข้าไปในมงกฎุ นน้ั พระราชาจึงส่ังลงโทษช่างทองคนน้ัน และ กล่าวคาชมเชยในความสามารถของอาร์คเิ มดีส ท้งั ยังให้รางวลั อกี มากมาย ภาพประกอบท่ี 2.8 แสดงการคน้ พบมงกุฎไมไ่ ด้ทามาจากทองคาทงั้ หมด ของอาร์คิมีดสี (ทีม่ า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี ม.ป.ป.) ตอ่ มานกั วทิ ยาศาสตร์ ไดน้ าเอาหลักของอาร์คิเมดีส มาใช้ในการหาปรมิ าตร และนาไปใช้ใน การหาความถว่ งจาเพาะ ของวัตถตุ า่ งๆ เรยี กว่า Specific gravity เช่น ทองคาที่มีความถ่วงจาเพาะ 19.3 หมายความว่า ทองคาจะหนักเปนน 19.3 เทา่ ของน้าที่มปี รมิ าตรเท่ากนั หรอื เงินมคี วาม ถ่วงจาเพาะ 10.5 หมายความวา่ เงนิ จะหนกั เปนน 10.5 เทา่ ของน้าที่มปี รมิ าตรเทา่ กัน เปนนต้น ตอ่ มาเม่ือเขาไดไ้ ปอาบนา้ ท่ีอา่ งสาธารณะอีกครั้งหนง่ึ เขาก็พบวา่ น้าในอา่ งไดพ้ ยงุ ตวั เขา ไว้ ทาให้ตัวของเขาโอนเอนเหมือนกบั ทุ่น และเบาลอยขึ้น เขาได้นาปัญหาน้ีกลบั มาทดลอง และพบ ความจริงว่า ถา้ วัตถจุ มอยใู่ นของเหลว ของเหลวจะออกแรงไวเ้ ทา่ กับ นา้ หนักของเหลวที่วัตถุนัน้ แทนที่ อนั นีห้ มายความวา่ ถา้ เราเอาเหลก็ ก้อนหนงึ่ หนัก 8 ปอนด์ ไปใส่ลงในอา่ งน้า ซ่ึงมนี า้ เต็มอยู่ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 2 วธิ กี ารสืบเสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 67 นา้ ก็จะล้นออกมามีปรมิ าตร เท่ากับเหลก็ กอ้ นนั้น เพราะเหลก็ เข้าไปแทนท่นี ้าในอ่างน้นั ถ้าเราเอาน้า ทลี่ น้ ออกมาจากอ่างนนั้ มาช่ังดู จะหนกั 1 ปอนด์ ถา้ เราชั่งน้าหนกั ของเหล็กกอ้ นนน้ั ในน้าบา้ ง กจ็ ะ เหน็ ว่าเหลือนา้ หนักเพยี ง 7 ปอนด์ แสดงว่าน้าหนกั หายไป 1 ปอนด์ นา้ หนกั ของเหล็กท่ีหายไปในนา้ 1 ปอนดน์ ้ี จะเทา่ กบั นา้ หนักของนา้ ทีถ่ ูกเหล็กแทนที่ หรอื นา้ หนักของน้าท่ลี น้ ออกมา แสดงว่านา้ ออกแรงพยงุ เหลก็ เท่ากบั นา้ หนกั ของน้าทถี่ ูกเหล็กแทนท่ีนอกจากนี้ เขายังทดลองและค้นพบว่า ถา้ วตั ถุลอยนา้ ปร่มิ ๆ แลว้ น้าหนักของวัตถุก้อนนนั้ จะเทา่ กบั น้าหนกั ของนา้ ท่วี ตั ถุน้ันแทนทถ่ี ้าหากว่า วตั ถนุ ั้นบางสว่ นจมอยูใ่ นน้า และบางสว่ นลอยอยเู่ หนือนา้ แลว้ นา้ หนักของวตั ถุกอ้ นน้นั จะเท่ากับ น้าหนักของนา้ ที่มีปรมิ าตร เท่ากับสว่ นจมของวัตถุนั้น ซง่ึ เรียกวา่ แรงลอยตัว (Bouyancy) ดว้ ย เหตผุ ลอันน้เี อง ทาให้คนเราสามารถลอยตัว และว่ายน้าได้ เพราะว่าร่างกายของเรา มนี ้าหนกั ใกลเ้ คยี ง กับน้าหนกั ของน้า ทตี่ วั เราเข้าไปแทนท่ีการทเ่ี ปนนคนไม่อยนู่ ง่ิ มักจะคิดคน้ หาความร้อู ยู่เสมอ พรอ้ มกันนัน้ ก็มกั จะสร้างทฤษฎี และกฎเกณฑ์ตา่ งๆ ขึน้ มากมาย เขาสงั เกตเหน็ ว่าชาวเมืองได้รบั ความลาบากมาก ในการที่จะนาเอาน้าจากบอ่ ขึ้นมาใช้ได้ เพราะจะต้องค่อยๆ ตักทลี ะถงั กว่าจะไดน้ า้ มาพอใช้ ก็กินเวลาและเหน็ดเหนอื่ ยมาก เขาจงึ คิดเครอ่ื งผ่อนแรงข้นึ เพ่ือจะนาเอานา้ ข้ึนจากบอ่ มาใช้ โดยไมต่ ้องออกแรงมาก และไมเ่ สียเวลาดว้ ย สง่ิ น้กี ็เรยี กกันว่า สกรูวดิ นา้ ของอาร์คเิ มดสี (Archimedean screw) เมื่อหมนุ สกรเู ขา้ นา้ ก็จะไหลข้นึ มาตามกระบอกนน้ั ทาให้ทนุ่ ท้ังแรงงานและ เวลาด้วย ต่อมาได้มผี ้ดู ดั แปลงเคร่อื งสกรนู ้ี ไปใช้ในการนาถา่ นหนิ เข้าสเู่ ตาไฟ และนาเอาเถ้าออกมา จากเตาไฟดว้ ย และอาจจะเปนนเครือ่ งมือสาหรบั บดเน้ือ ฯลฯ อารค์ ิเมดสี ได้ออกไปดูแล และควบคมุ การทางานของพวกกะลาสีเรือหลวง และไดเ้ หน็ พวกกะลาสีเหล่านี้ ทางานกันหนักมาก เพราะไม่รจู้ ัก หลกั ของเคร่อื งผ่อนแรง เขาจึงนาเอาขอ้ สังเกตนี้ไปขบคิด ในทีส่ ุดเขาก็พบความจรงิ วา่ ถ้าทาให้คาน ของคานดีดยาวๆ ก็จะสามารถยกของหนกั ๆ ได้ด้วยแรงนอ้ ยๆ กฎอนั น้ีเปนน ที่รจู้ กั ในนามกฎของ คานดีด (The Law of Lever) และเขาได้ทาการทดลอง ใหพ้ ระราชาทอดพระเนตร และกราบทลู วา่ ถ้าหาทีใ่ หเ้ ขายนื อยภู่ ายนอกโลกได้ เขาจะสามารถงดั โลกใหเ้ ขย้อื น (Move) ไดด้ ้วยกาลงั ของเขา ตามหลกั ของคานดดี ต่อมาชาวโรมนั มีอานาจขน้ึ เห็นวา่ เมอื งไซราควิ สอ์ ุดมสมบรณู ์ จงึ ยกกองทัพเรือมาโจมตี เพ่อื จะเอาเปนน เมืองข้นึ เมอื่ ชาวโรมนั ยกกองทัพเรือมาล้อมเกาะซิซิลนี ั้น อาร์คิเมดสี ได้รบั การแต่งต้ัง ให้ เปนน ผ้รู ักษาบ้านเมือง เขาจงึ นาความรเู้ ร่อื งคานดีดของเขามาสร้าง เคร่อื งยิงก้อนหินไปยงั ฝา่ ยข้าศึก ทาใหเ้ รอื ของขา้ ศึกเสียหายมากมาย แม้แต่ Marcellus แม่ทพั ชาวโรมันก็ยงั ชมเชย ในความสามารถ ของอาร์คเิ มดสี แตน่ ้าน้อยกย็ ่อมแพไ้ ฟ ในท่สี ดุ ชาวโรมนั ก็ไดช้ ัยชนะ ตเี มอื งแตก และยกทหารเขา้ เมอื งไซราคิวสไ์ ด้ Marcellus แม่ทัพใหญข่ องโรมนั เห็นความสามารถของอาร์คเิ มดีส คดิ จะชบุ เล้ยี ง อาร์คิเมดสี ตอ่ ไป จึงไดส้ ่งั ทหารไม่ใหท้ าร้ายอาร์คเิ มดีส แต่มีทหารผูห้ นงึ่ ไปพบชายชรา กาลังถอื ไม้ขีด เอกสารประกอบการเรียนการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

68 บทที่ 2 วิธีการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ เขยี นอยู่บนพื้นทราย เปนน รูปวงกลมบ้าง ทรงกระบอกบา้ ง จึงเขา้ ไปถามวา่ \" รู้จักอารค์ เิ มดีสไหม \" ชายชรากต็ อบวา่ \" อยา่ พึ่งมายุง่ ข้ากาลงั คดิ แก้ปญั หาอยู่ ให้รอสกั ประเด๋ยี วจะบอกให้ \" ทหารผู้นัน้ เกดิ บันดาล โทสะขึน้ มาทนั ที หาวา่ ตาแกค่ นน้ีอวดดี จึงชกั ดาบแทงอารค์ ิเมดีสตายทันที โดยไมท่ ราบ ว่าชายชราผ้นู ี้เปนนใคร คร้นั ต่อมามีผู้มาพบอาร์คิเมดีสเข้า กต็ อ่ เมื่อเขาได้ตายไปแลว้ จึงนาขา่ วไปบอก กบั Marcellus Marcellus รสู้ ึกเสียใจมาก ทสี่ ูญเสยี นักปราชญ์ ผ้ยู งิ่ ใหญ่ของโลกไป จาก ความสามารถของปราชญ์ผนู้ ี้ ทาให้ Marcellus รับอุปการะครอบครัวของเขาไปจนตลอดชีวิต และ สรา้ งอนุสาวรียเ์ ปนน รปู วงกลม รปู ทรงกระบอก และรปู อนื่ ๆ ตลอดจนจารกึ รปู และสตู รต่างๆ ทาง คณติ ศาสตร์ ท่ีเขาคดิ ข้ึนเหนือหลุมฝงั ศพ ของอาร์คเิ มดีส เพื่อเปนน เกยี รติแกเ่ ขาสบื ต่อไป ชวี ติ ของ นักปราชญ์เมธคี นน้ี ได้จากโลกไปนานแลว้ แตช่ ่ือเสียงและผลงานของเขา คงอยมู่ าจนปัจจบุ ันน้ี เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 2 วธิ กี ารสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ 69 เอกสารอา้ งอิง กรมวิชาการ. (2545). เอกสารประกอบหลกั สูตรการศึกษาข้นั พืน้ ฐาน พุทธศกั ราช 2544 ค่มู ือการ จัดการเรยี นรู้สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตร.์ กรุงเทพมหานคร: โรงพมิ พ์ครุ สุ ภา. ชุตมิ า วัฒนะคีรี. (2541). การสอนวทิ ยาศาสตรใ์ นโรงเรียนมธั ยมศกึ ษา .ในเอกสารประกอบคาสอน วชิ ากว 531). กรุงเทพมหานคร: ภาควิชาหลักสตู รและการสอน มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครินทรวิ โรฒ. เติมศักด์ิ เศรษฐวัชราวนชิ . (2539). วิทยาศาสตรเ์ พ่อื คณุ ภาพชวี ติ . กรุงเทพมหานคร: เธิรด์ เวฟ เอ็ดดูเคชนั่ . นภิ า ศรีไพโรจน.์ [ม.ป.ป.]. ความรเู้ บ้ืองต้นเกย่ี วกับการวิจัย. เข้าถึงขอ้ มลู เมื่อ 23 มกราคม 2555, จาก http://www.watpon.com/Elearning/res6.html. บญั ญตั ิ ชานาญกิจ. (2542). กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์. นครสวรรค์: คณะครุ ศาสตร์ สถาบนั ราชภัฏนครสวรรค์. ปริชาติ เบญ็ จวรรณ์. (2551).ปัจจยั เชิงสาเหตุทสี่ ่งผลตอ่ จิตวทิ ยาศาสตรข์ องนกั เรยี นช่วงชน้ั ที่ 4 สังกัดสานกั งานเขตพืน้ ที่การศึกษากรุงเทพมหานครเขต 2. ปริญญานิพนธ์การศกึ ษา มหาบณั ฑติ สาขาวิชาการวิจยั และสถิติทางการศกึ ษา มหาวิทยาลัยศรนี ครนิ ทรวิโรฒ. ปรีชา วงศ์ชูศิริ และคณะ. (2525). เอกสารหน่วยการเรยี นการสอนธรรมชาตทิ างวิทยาศาสตร์. บุรีรัมย์ : วทิ ยาลยั ครูบรุ รี ัมย์. พนั ธ์ ทองชมุ นุม. (2547). การสอนวทิ ยาศาสตร.์ กรงุ เทพมหานคร: โอเดยี นสโตร์. เพยี ร ซา้ ยขวญั .(2536). วทิ ยาศาสตร์กบั สังคม. กรุงเทพมหานคร: โรงพมิ พ์ครุ ุสภาลาดพร้าว. ภพ เลาหไพบลู ย์. (2537). แนวการสอนวิทยาศาสตร์. กรงุ เทพมหานคร: ไทยวัฒนาพาบีช. ______ . (2539). แนวการสอนวิทยาศาสตร.์ พิมพ์คร้ังท่ี 3. กรุงเทพมหานคร: ไทยวัฒนาพานิ. ______ . (2540). แนวการสอนวทิ ยาศาสตร์ ระดบั อุดมศกึ ษา. พมิ พ์คร้งั ท่ี 2. กรุงเทพมหานคร: ไทยวัฒนาพานิช. มหาวทิ ยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช. (2542). เอกสารการสอนชุดวชิ าวทิ ยาศาสตร์ 3 หน่วยที่ 1-9. พมิ พค์ รงั้ ท่ี 4. กรุงเทพมหานคร: มหาวทิ ยาลัยสุโขทัยธรรมาธริ าช. สมจติ สวธนไพบูลย์. (2535). ประมวลการพฒั นาการสอนวิทยาศาสตร์. กรงุ เทพมหานคร : มหาวทิ ยาลยั ศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร. เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

70 บทท่ี 2 วธิ ีการสืบเสาะหาความรทู้ างวิทยาศาสตร์ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี. (2546). การจัดสาระการเรยี นรกู้ ลมุ่ วทิ ยาศาสตร์ หลักสตู รการศึกษาขนั้ พ้ืนฐาน.กรงุ เทพมหานคร: ม.ป.พ. . [ม.ป.ป.]. [วีดทิ ศั น์]. กรงุ เทพมหานคร: สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. สนุ นั ท์ บรุ าณรมย์ และคณะ. (2542). วิทยาศาสตร์เพ่ือคุณภาพชีวติ ในโครงการพฒั นาส่ือการศึกษา เพื่อส่งเสริมการเรยี นรดู้ ว้ ยตนเองของนักศกึ ษา. กรุงเทพมหานคร: เธริ ์ดเวฟ เอ็ดดเู คช่นั . สรุ วทิ ย์ ศรีพล. (2540). เจตคติต่อวิทยาศาสตรแ์ ละเจตคติเชงิ วิทยาศาสตรข์ องนักเรียนช้ัน มธั ยมศกึ ษาตอนต้นในโรงเรยี นสังกดั คณะกรรมการการประถมศกึ ษาแห่งชาติ. วิทยานพิ นธ์การศึกษามหาบัณฑติ สาขาวชิ าวทิ ยาศาสตรบัณฑิต มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. สรุ างค์ สากร. (2537). พฤติกรรมการสอน. กรุงเทพมหานคร: ภาควชิ าหลักสตู รและการสอน คณะ วชิ าครุ ศุ าสตร์ สถาบนั ราชภฏั จนั ทรเกษม. American Association for the Advancement of Science (AAAS). (2001). Science for all Americans Project 2061. New York : Oxford University Press. Visser, J. (2000, August 25). The Scientific Mind in Context. Retrieved October 19, 2004, from http: //www.learndev.org/SciMind.html. เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

แผนบริการการสอนประจาบทที่ 3 ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพน้ื ฐาน จดุ ประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม หลังจากได้ศึกษาบทเรยี นนแี้ ลว้ นักศกึ ษาสามารถ 1. บรรยายข้อมลู ที่ได้จากการสงั เกตได้ 2. เลอื กใช้เคร่ืองมือวดั และอา่ นคา่ ที่ได้จากเครื่องมอื วัดได้ 3. บวก ลบ คูณ หาร ข้อมลู ทไ่ี ด้จากการวัด เพื่อนามาสร้างความหมายได้ 4. จาแนกข้อมลู ตามเกณฑท์ ่ีเหมาะสมได้ 5. วาดภาพและบอกความสัมพนั ธ์ระหว่าง 2 และ 3 มิติของวตั ถุทก่ี าหนดใหไ้ ด้ 6. บอกความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งการเปล่ียนตาแหนง่ ท่ีอย่ขู องวตั ถกุ ับเวลาได้ 7. เลือกวิธกี ารสื่อความหมายของขอ้ มลู ให้เหมาะสมได้ 8. ลงความคิดเหน็ จากข้อมลู ท่ีกาหนดใหไ้ ด้ 9. คาดคะเนคาตอบของปัญหาจากข้อมลู ทีส่ ังเกตได้ เน้อื หาสาระ เน้อื หาสาระในบทน้ีประกอบดว้ ย 1. ทกั ษะการสงั เกต 2. ทักษะการวดั 3. ทกั ษะการคานวณ 4. ทกั ษะการจาแนก 5. ทักษะการหาความสมั พนั ธ์ระหวา่ งสเปส-สเปส และ สเปส-เวล 6. ทกั ษะการส่ือความหมายข้อมูล 7. ทักษะการลงความคดิ เห็น 8. ทกั ษะการพยากรณ์ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชาธรรมชาตวิ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

72 บทที่ 3 ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ขัน้ พ้นื ฐาน กจิ กรรมการเรียนการสอน 1. นกั ศกึ ษารับฟังบรรยายสรปุ เนอื้ หาสาระดว้ ย Microsoft Power Point พร้อมตอบ คาถามระหว่างการฟงั บรรยาย 2. นักศึกษาศึกษาเนื้อหา “ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ นั้ พ้ืนฐาน” จากเอกสาร ประกอบการเรยี นการสอน 3. นักศึกษาจับคู่เพ่ือร่วมกนั อภปิ รายสรุปเน้ือหาสาคัญเกีย่ วกบั ทกั ษะกระบวนการทาง วทิ ยาศาสตรข์ ั้นพนื้ ฐาน 4. สมุ่ ตัวแทนนักศึกษาตอบคาถามหรอื แสดงการหาคาตอบเป็นรายบุคคล คะแนนทีแ่ ตล่ ะ คนได้รับนามาหาเป็นคะแนนของคู่น้ัน 5. นักศึกษาแตล่ ะคนตอบคาถามทา้ ยบทเรียนแล้วนาสง่ ภายในสปั ดาหถ์ ดั ไป สือ่ การเรยี นการสอน 1. เอกสารประกอบการเรียนการสอน “ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตรข์ ้นั พ้นื ฐาน” 2. การนาเสนอดว้ ย Microsoft Power Point 3. วดี ิทัศนเ์ หตกุ ารณ์ต่าง ๆ 4. เครอื ข่ายการเรียนรู้ทางอินเตอร์เนต็ เกยี่ วกับทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตรข์ น้ั พืน้ ฐาน 5. ตารา หนังสือเรยี นเกย่ี วกับทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขน้ั พื้นฐาน การวดั ผล 1. สังเกตพฤติกรรมระหวา่ งการรบั ฟังบรรยายและร่วมกิจกรรม 2. การตอบคาถาม 3. ตรวจสอบผลงานการตอบคาถามท้ายบทเรียนของนกั ศกึ ษาเป็นรายบุคคล เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 3 ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตรข์ นั้ พ้นื ฐาน 73 บทท่ี 3 ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข้นั พนื้ ฐาน การแสวงหาความร้ทู างวิทยาศาสตรข์ องนักวิทยาศาสตรน์ ้ัน นอกจากนักวทิ ยาศาสตร์ ตอ้ งใช้กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์อย่างมรี ะเบียบขั้นตอนแล้ว การดาเนินการ แก้ปัญหาจะสมั ฤทธผิ์ ลมากน้อยเพยี งใดนั้น ขึ้นอยู่กับผู้ดาเนนิ การจะมีทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ มากน้อยเพียงใด ซ่งึ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เปรียบเสมอื นเครื่องมือทจี่ าเป็นในการใช้แสวงหา ความรแู้ ละแก้ปญั หา ในบทนจี้ ะนาเสนอทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ข้ันพื้นฐานทนี่ ามาใช้ใน การแสวงหาความรู้ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

74 บทท่ี 3 ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ น้ั พื้นฐาน ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความสามารถ ความชานาญในการคิด การ คน้ ควา้ แกป้ ญั หา เพ่ือแสวงหาความรูท้ างวทิ ยาศาสตร์ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ เปน็ กระบวนการทางปญั ญา (Intellectual skills) สมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ (American Association for the Advancement of Science-AAAS, 1970 อ้างถึงใน ภพ เลาหไพบูลย,์ 2540) ไดก้ าหนดทกั ษะ กระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ไว้ 13 ทกั ษะ ประกอบดว้ ยทกั ษะข้ันพ้นื ฐาน (Basic science process skills) 8 ทกั ษะ และทักษะขั้นผสม หรอื บูรณาการ (Integrated science process skills) 5 ทกั ษะ รวม 13 ทกั ษะ โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท คอื ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ น้ั พื้นฐานและ ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขน้ั บรู ณาการ ซึ่งในบทนจ้ี ะกลา่ วถงึ เฉพาะทักษะกระบวนการทาง วทิ ยาศาสตรข์ นั้ พื้นฐาน ประกอบดว้ ย 8 ทักษะ ดังน้ี 1. ทักษะการสังเกต 2. ทกั ษะการวดั 3. ทักษะการคานวณ 4. ทกั ษะการจาแนกประเภท 5. ทักษะการหาความสมั พันธ์ระหวา่ งสเปสกับสเปส และสเปสกบั เวลา 6. ทักษะการจัดกระทาและส่ือความหมายข้อมูล 7. ทกั ษะการลงความเห็นจากขอ้ มูล 8 ทกั ษะการพยากรณ์ ทักษะการสังเกต การสงั เกตเปน็ ทักษะพนื้ ฐานอันดับแรกของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ เปน็ จุดเร่ิมต้นของ การคน้ ควา้ หาความร้ทู างวิทยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่นามาสร้างสรรค์เป็น ชิน้ งานต่าง ๆ ได้มาจากการสังเกต 1. ความหมาย การสงั เกต เป็นการใชป้ ระสาทสัมผสั ทั้งห้า รวบรวมข้อสนเทศและข้อมูลจากวตั ถุหรือ สถานการณ์ต่าง ๆ การสงั เกตเป็นกระบวนการพื้นฐานท่ีสาคัญของวทิ ยาศาสตร์ ความเป็นคงช่าง เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทที่ 3 ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ น้ั พื้นฐาน 75 สังเกตนน้ั เป็นลักษณะนสิ ัยที่ทุกคนมีไดแ้ ละฝึกได้ ครวู ิทยาศาสตร์ในฐานะท่จี ะต้องสอนวิทยาศาสตร์ ใหแ้ กผ่ เู้ รียนและฝึกผเู้ รียนให้เปน็ คนช่างสงั เกต จาเป็นตอ้ งมที กั ษะในการสงั เกต (AAAS, 1970: 35) ทักษะการสังเกต หมายถึง ความสามารถในการใช้ประสาทสมั ผัสอย่างใดอยา่ งหนึ่งหรือ หลายอยา่ งรวมกนั ซ่งึ ได้แก่ ตา หู จมูก ลน้ิ และกายสมั ผัส เข้าไปสมั ผัสกับวัตถหุ รือปรากฏการณ์ ต่างๆ เพ่ือหาข้อมลู หรอื รายละเอยี ดของส่ิงตา่ งๆ โดยไมเ่ พ่ิมความคิดเห็นสว่ นตัวลงไป (วรรณทพิ า รอดแรงค้า และ พมิ พ์พันธ์ เดชะคุปต,์ 2532: 1) การสงั เกต คือ การใช้ประสาทสมั ผัสทง้ั หา้ รวบรวมขอ้ สนเทศและข้อมูลจากวตั ถุหรือ สถานการณต์ ่าง ๆ นับเป็นสว่ นท่สี าคัญยงิ่ ของวชิ าวิทยาศาสตร์ การศึกษาค้นควา้ ต่าง ๆ ทาง วิทยาศาสตรเ์ กือบทงั้ หมดมีรากฐานมาจากการสงั เกต นกั วิทยาศาสตรจ์ ะสงั เกตปรากฏการณต์ ่าง ๆ ดว้ ยความอยากรู้อยากเหน็ จงึ ทาใหเ้ ขาทดลองคน้ ควา้ ในส่ิงนั้น ๆ เพื่อใหไ้ ด้คาตอบเก่ียวกับส่ิงนั้น ๆ กล่าวได้วา่ การสงั เกตเป็นกระบวนการพืน้ ฐานที่สาคญั ของวทิ ยาศาสตร์ ความร้ตู า่ งๆ ล้วนมรี ากฐาน มาจากความเปน็ คนช่างสังเกต ชา่ งสงสัย ความอยากรู้อยากเหน็ และการคน้ คว้าหาข้อมูลมาการ อธิบายสงิ่ เหล่านนั้ ของมนุษย์ (ทวีศักดิ์ จินดานรุ ักษ์ และ ธงชัย ชวิ ปรชี า, ม.ป.ป.) สรปุ การสังเกต คอื การใช้ประสาทสมั ผสั ท้งั ห้า ไดแ้ ก่ ตา หู จมกู ลิ้น และกายสมั ผัส รวบรวมข้อสนเทศและข้อมูลจากวัตถุหรือสถานการณต์ ่าง ๆ โดยไมเ่ พิ่มความคดิ เหน็ ส่วนตัวลงไป 2. ข้อมูลจากการสงั เกต ข้อมูลท่ีได้จากการสังเกตในทางวิทยาศาสตร์จะมีความละเอียดและมีประโยชน์เพียงใด ข้ึนอยู่กับประสบการณ์และความชานาญของผู้สังเกตเป็นหลักด้วย ข้อมูลท่ีได้จากการสังเกตมี 3 ประเภท ดงั นี้ 2.1 ข้อมูลเชงิ คุณภาพ เป็นข้อมูลทเ่ี ก่ยี วกบั ลักษณะและคุณสมบัตขิ องสง่ิ ที่สงั เกต เชน่ รูปรา่ ง กล่นิ รส เสียง การสมั ผัส ซ่ึงเป็นลกั ษณะหรือคณุ สมบัติที่ยงั ไม่ระบุออกมาเป็นตัวเลขแสดง ปรมิ าณพร้อมหน่วยวัดมาตรฐานได้ ตัวอย่างเช่น ข้อมลู เชิงคุณภาพของลูกอม ชนิดหนึ่ง ดังนี้ การดู : วัตถมุ ีรูปรา่ งส่ีเหลย่ี ม หรือวงรี มีสีขาว การดม : ทเุ รียนลูกนี้มีกลน่ิ แรง การชิม : ลกู อมมีรสหวาน การสัมผสั : กระดาษทรายมีผิวสัมผัสค่อนข้างหยาบ และแข็ง การฟัง : เม่ือเคาะไมบ้ รรทดั กับโต๊ะมีเสยี งดงั แก๊ก เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

76 บทท่ี 3 ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรข์ ้นั พ้ืนฐาน การบรรยายการสังเกตดังกลา่ วขา้ งต้นเป็นการสงั เกตเชงิ คุณภาพ ยงั ไม่ใช่เปน็ การสงั เกตเชงิ ปริมาณ 2.2 การสงั เกตเชิงปริมาณ การสังเกตเชิงปรมิ าณเปน็ การสงั เกตทจ่ี ะต้องมีสิ่งอ้างอิง การ อา้ งอิงอาจทาโดยประมาณเช่น วตั ถุมอี ณุ หภมู ปิ ระมาณเทา่ อุณหภมู หิ ้อง หรือมีขนาดประมาณเท่า เมล็ดถั่วเขยี ว ซึง่ ในทีน่ ้ีใช้อณุ หภมู ิห้องและเมล็ดถ่ัวเขียวเป็นสิง่ อ้างองิ การอา้ งอิงอาจอา้ งอิงกับหน่วย มาตรฐานใดๆ เช่น วัตถมุ ีอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มิลลิเมตร ดังน้ี เป็นตน้ การสังเกตเชงิ ปริมาณสามารถสอ่ื ความหมายได้แมน่ ยากวา่ การสงั เกตเชงิ คุณภาพ เช่น การ สงั เกตวา่ - หอ้ งนี้มขี นาดใหญ่ - ห้องนีม้ ีขนาดประมาณห้องเรยี น การสังเกตแบบหลังเป็นการบอกขนาดของห้องโดยเทียบกับห้องนอน ซึง่ สามารถสื่อ ความหมายได้แม่นยากว่าแบบแรก การสังเกตแบบแรกเป็นการสงั เกตเชิงคณุ ภาพไม่ได้อ้างองิ สงิ่ ใด ทาใหม้ ขี ้อโตแ้ ย้งได้มาก เชน่ ใหญ่ขนาดไหน ขนาดหอ้ งเรียน หอ้ งประชุม หรอื หอ้ งนอน อย่างไรก็ ตาม ถา้ บันทึกว่าหอ้ งนี้มขี นาดกว้าง x เมตร ยาว y เมตร เชน่ น้ีเปน็ การสงั เกตเชงิ ปริมาณ ทอ่ี ้างอิง หน่วยมาตรฐานคือเมตร ซึง่ เปน็ การสังเกตทสี่ ื่อความหมายได้แมน่ ยากวา่ 2.3 การสังเกตการเปลย่ี นแปลง กระบวนการสังเกต รวมถงึ การทาใหว้ ัตถหุ รือ สถานการณ์ทส่ี ังเกตเกิดการเปล่ียนแปลงแลว้ สังเกตการเปลีย่ นแปลงท่ีเกดิ ข้นึ ด้วย ตวั อย่างเชน่ เรา อาจแช่วัตถุในน้า หรือให้ความร้อนกับวตั ถุ หรอื ทุบวัตถุนน้ั ด้วยของหนกั ๆ ฯลฯ เพื่อสงั เกตการ เปล่ียนแปลงทเี่ กิดข้ึน นอกจากน้นั การบันทึกการสังเกตต้องระบเุ งอื่ นไขที่ทาให้เกดิ การเปลี่ยนแปลง ด้วย เช่น แช่วตั ถลุ งในนา้ ทีม่ ีอุณหภูมเิ ทา่ ไหร่ หรือให้ความร้อนกบั วัตถดุ ว้ ยวิธใี ด เผาในเปลวไฟ โดยตรง หรือใสใ่ นภาชนะแลว้ ให้ความรอ้ นแก่ภาชนะ ภาชนะท่ีใชม้ รี ปู ทรงอยา่ งไร ดังนเ้ี ป็นต้น เพราะ ส่งิ ตา่ งๆ เหลา่ น้อี าจมีผลต่อการเปลย่ี นแปลงด้วย ลองสงั เกตข้อมลู ท่ไี ด้จากการสังเกตลกู อมชนดิ หนึ่งซ่งึ ในตารางที่ 3.1 จะนาเสนอ ลกั ษณะของข้อมลู ที่ได้จากการสังเกตลกู อมท้ัง 3 ประเภท คือ ข้อมูลเชิงคุณภาพ ข้อมลู เชิงปริมาณ และข้อมูลทมี่ ีการเปลีย่ นแปลง เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 3 ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ข้ันพื้นฐาน 77 ตารางที่ 3.1 แสดงลักษณะของข้อมลู ท่ีได้จากการสังเกต ประเภทขอ้ มลู ผลการสงั เกต ประสาทสัมผัสท่ีใช้ ขอ้ มลู เชิงคุณภาพ -เปน็ รูปทรงรี มีสีแดง - ตา -เม่อื ตกกระทบพื้นจะมีเสียงดัง - หู ข้อมลู เชงิ ปรมิ าณ -ผวิ เรยี บและเขง็ - ผิวกาย ขอ้ มูลเกย่ี วกับการ -มกี ลนิ่ - จมกู เปลีย่ นแปลง -มรี สหวาน - ลิ้น - ยาวประมาณ 1.5 เซนติเมตร - ตา - หนกั ประมาณ 1.5 กรมั - ผิวกาย - นาลูกอมใสใ่ นแกว้ น้าทอ่ี ุณหภมู หิ อ้ ง ลกู อมจะมี - ตา ขนาดเลก็ ลงเร่ือย ๆ และละลายหายหมดไปใน เวลาประมาณ 10 นาที (ทม่ี า บญั ญัติ ชานาญกิจ, 2542: 71) 3. หลกั การสังเกต 3.1 การสังเกตควรใช้ประสาทสมั ผสั หลาย ๆ อยา่ ง การสงั เกตเปน็ กระบวนการใช้ ประสาทสัมผัสอยา่ งใดอย่างหนึ่งหลาย ๆ อย่าง ไดแ้ ก่ การดู การฟัง การสมั ผสั การดม การชิม เพอ่ื รับรู้ข้อมลู หรือสมบัตติ า่ ง ๆ ของสิ่งท่สี งั เกต ในการสังเกต ผูส้ งั เกตจะต้อง จับ ลบู กด เขย่า เคาะ ดม ฯลฯ เพื่อให้ไดข้ ้อมูลเกยี่ วกบั วตั ถทุ ่สี งั เกตให้มากที่สดุ การสงั เกตไมใ่ ช่เกิดจากการดูเพยี งอย่างเดยี ว อยา่ งไรกต็ ามส่งิ ท่ีผู้สังเกตต้องระมัดระวงั คือควรเลือกใช้สัมผัสใดในการสังเกตจะต้องแน่ใจว่าวตั ถุ น้ันไม่เปน็ พิษหรอื มอี นั ตราย เช่น ไม่ชิมสารหรือวตั ถุใดๆ เปน็ อนั ขาด ถ้าไม่ทราบวา่ วัตถุน้ันหรอื สาร นน้ั เปน็ พษิ หรือไม่ และในการชิมนั้นจะใช้สารหรอื วตั ถปุ รมิ าณเพยี งเล็กนอ้ ยเทา่ นนั้ แตะท่ีล้นิ 3.2 การสงั เกตไม่ควรใส่ความคดิ เหน็ การสังเกตเป็นการบอกสมบตั หิ รือลักษณะของ วัตถหุ รือปรากฏการณต์ า่ งๆ โดยใช้ประสาทสมั ผัส สว่ นการลงความเห็นเปน็ การอธิบายผลของการ สงั เกต เชน่ เมอ่ื นั่งรถผ่านถนนสายหนึ่งสังเกตพบวา่ ถนนเปียก แลว้ นักศกึ ษาบอกกับเพื่อนว่าเมือ่ ครนู่ ้ี คงมฝี นตกบรเิ วณนี้ การบอกเชน่ นีเ้ ปน็ การลงความเหน็ จากการทส่ี ังเกตพบว่าถนนเปียก การลง ความเหน็ อาจมีข้อโตแ้ ย้งได้ตัวอยา่ งเชน่ เพื่อนคนอื่นๆ ทน่ี ักในรถคนั เดียวกันอาจโต้แยง้ วา่ ฝนไม่ได้ตก แต่ถนนเปียกเพราะมีการล้างถนน หรือเกดิ จากการท่นี ้าข้ึนทว่ มถนนแล้วนา้ เพ่ิงลดลงไป เป็นตน้ เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาติวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)

78 บทที่ 3 ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข้นั พืน้ ฐาน การลงความเห็นว่าฝนตก หรือลา้ งถนน หรอื นา้ ท่วม ทั้งสามประการนตี้ ่างก็มีโอกาส เปน็ ไปได้ทั้งส้นิ การพิจารณาว่าการลงความเห็นใดมโี อกาสเปน็ ไปได้มากกวา่ กันต้องใช้การสังเกตอนื่ ๆ เพม่ิ ขึ้นอีก เช่น สังเกตว่าตน้ ไมส้ ูง ๆ บรเิ วณนน้ั เปียกหรือไม่ ถนนบรเิ วณน้ันมีทางตอ่ เชือ่ มกับแม่นา้ ลา คลองใดหรือไม่ เป็นตน้ ในการสงั เกต ผ้สู งั เกตต้องแยกให้ได้วา่ อะไรคือการสังเกต อะไรคอื การลง ความเหน็ และจะต้องไมบ่ นั ทึกขอ้ ความท่ีเป็นการลงความเหน็ ปนกบั ข้อความท่ีเป็นการสังเกต วธิ ีการ งา่ ยๆ ทีใ่ ชต้ รวจสอบว่าข้อความท่บี นั ทึกน้นั เปน็ การสังเกตหรอื ไม่ คือถามตวั เองวา่ ขอ้ ความหรือคา บรรยายนั้น เกดิ จากการใช้ประสาทสมั ผสั ใดในการสงั เกตเช่น เป็นสง่ิ ทีไ่ ดจ้ ากการมองเห็น การดม การชิมการสมั ผสั หรอื ได้จากการฟงั ถ้าไมส่ ามารถระบุไดว้ า่ ขอ้ ความนั้นได้จากประสาทสมั ผสั ใด ข้อความนนั้ มีโอกาสจะเปน็ การลงความเหน็ มากกว่าการสงั เกต ทักษะการวดั ข้อมลู ที่ไดม้ าจากการสงั เกตบางส่วนไดม้ าจากการใชเ้ คร่ืองมือท่ีเฉพาะทตี่ ้องทาการวัดค่า ปริมาณที่แม่นยา เพราะเปน็ ข้อมูลท่ีมนุษย์ไม่สามารถใชป้ ระสาทแต่เพยี งอยา่ งเดยี วเพ่อื หาข้อมลู เหลา่ น้ันไดจ้ ึงจาเปน็ ต้องใช้เครอื่ งมือวัดเพ่ือใหไ้ ดข้ ้อมูลท่ีถูกตอ้ งควบคู่ไปกบั การสงั เกต การวัดจึงเป็น ทกั ษะที่สาคัญอีกทักษะหนงึ่ ในการคน้ คว้าทางวิทยาศาสตร์ 1. ความหมาย การวัด หมายถึง การใชเ้ คร่อื งมือต่าง ๆ เพ่ือรวบรวมข้อมูลในเชิงปรมิ าณของส่งิ ท่ีศึกษา ได้อยา่ งถกู ต้อง (AAAS, 1970: 85) การวัด หมายถงึ การเลอื กใชเ้ คร่ืองมือทาการวดั หาปรมิ าณของส่ิงตา่ ง ๆ ออกมาเป็น ตัวเลขทแี่ น่นอน โดยมีหน่วยกากับเสมอ (สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2542: 62) การวดั หมายถึง ความสามารถในการเลือกใช้เคร่ืองมอื วดั ไดอ้ ยา่ งถูกต้องเหมาะสม ตลอดจนสามารถอา่ นคา่ ท่ีได้จากการวดั ไดถ้ ูกตอ้ ง (วรรณทิพา รอดแรงคา้ และ พิมพ์พันธ์ เดชะคุปต,์ 2532: 33) สรุปไดว้ ่า การวดั เปน็ กระบวนการในการใช้เคร่อื งมือเพ่ือวดั ปรมิ าณตา่ ง ๆ ได้อยา่ ง เหมาะสมและสามารถอ่านคา่ ที่ได้จากเคร่ืองมือวดั ได้ถูกต้อง เอกสารประกอบการเรียนการสอน วิชา ธรรมชาติวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ES12401)

บทท่ี 3 ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ขัน้ พนื้ ฐาน 79 ปริมาณท่ีไดจ้ ากการวัดเป็นรากฐานสาคัญในการนาไปสู่ข้อสรุปเกีย่ วกบั หลักการและ กฎเกณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ หลกั การหรือกฎเกณฑจ์ ะมีความถูกต้องแม่นยาเพยี งใดข้นึ อยู่กับการวัด ปริมาณต่างๆ เปน็ สาคัญ การวัดจะต้องกาหนดหนว่ ยการวัด หรอื ใชห้ นว่ ยมาตรฐาน เลขนยั สาคัญคือ เลขทไี่ ด้อ่านได้จากเครอ่ื งวดั โดยตรง ความถูกต้องแมน่ ยาของการวดั ขึน้ อยกู่ ับคุณภาพของเครื่องมือ ทักษะในการเลือกและการใช้เครอื่ งวดั ต่างๆ และการอ่านค่าใหเ้ หมาะสมกับเคร่อื งมอื วัด 2. การเลือกเครื่องมือวัด การวัดเปน็ กระบวนการในการใชเ้ ครื่องมือเพ่อื วดั ปริมาณต่างๆ ท่ตี ้องการทราบค่า ปรมิ าณที่วดั ได้ดีมีความถูกตอ้ งแมน่ ยาเพยี งใดนัน้ นอกจากจะขึน้ กับคณุ ภาพของเครื่องมือแลว้ ยัง ข้นึ กบั ทักษะในการเลอื กและการใช้เครือ่ งมือ ดว้ ย ปรมิ าณที่ไดจ้ ากการวดั เป็นรากฐานที่สาคัญสาหรับ นาไปสู่ข้อสรุปเก่ียวกับหลักการ และกฎเกณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ ดงั นน้ั หลักการหรอื กฎเกณฑท์ ตี่ ั้งขึ้น จะมคี วามถกู ต้องแมน่ ยาเพียงใด ส่วนหน่ึงจึงขึน้ อย่กู ับว่าเราสามารถวดั ปรมิ าณต่างๆ ไดถ้ ูกต้อง แมน่ ยาเพียงใด ทักษะในการวัดจงึ เปน็ ทกั ษะที่ความสาคัญมากอย่างหนึง่ สาหรับการศึกษาคน้ ควา้ ทาง วทิ ยาศาสตร์ การทดลองทางวทิ ยาซาสตร์สว่ นใหญ่จะต้องวดั ปรมิ าณตา่ งๆ อย่ดู ้วยเสมอ เครื่องมือที่ใชใ้ นการวดั ปริมาณต่าง ๆ ในปัจจุบันมีจานวนมากมาย นับตัง้ แต่เครือ่ งมือ ง่าย ๆ เชน่ ไมบ้ รรทัด เครือ่ งชั่ง และนาฬิกา จนไปถึงเคร่ืองมอื ท่ีมีความซบั ซ้อนและราคาแพง เชน่ แมสสเปกโตมเิ ตอร์ เป็นตน้ ทักษะในการวดั นอกจากจะหมายถึงทักษะในการใชเ้ ครอื่ งมอื วัดปริมาณ ต่างๆ ได้อยา่ งถูกต้องแม่นยาแล้ว ยังรวมไปถงึ ทักษะในการเลือกใชเ้ คร่ืองมือทเี่ หมาะสมในการวัด ปรมิ าณตา่ ง ๆ ตามจุดมงุ่ หมายทต่ี อ้ งการด้วย เชน่ ในการวัดความกว้างหรือความยาวของหอ้ งเราจะ เลอื กใชไ้ ม้เมตรหรือตลับเมตรมากกวา่ ท่จี ะใช้ไม้บรรทดั ในทางตรงกนั ข้ามถ้าต้องการวดั ความกวา้ ง หรือความยาวของใบไม้ ไม้บรรทัดจะเปน็ เครอ่ื งมอื ทเี่ หมาะสมกวา่ ตลับเมตรหรือไม้เมตร เปน็ ต้น 3. การอ่านค่าจากเคร่อื งมือวัด ในการทดลองบางครัง้ อาจไม่จาเปน็ ตอ้ งวดั ปรมิ าณต่างๆ โดยละเอียด เชน่ ถ้าตอ้ งการ ทราบวา่ สารชนดิ หน่งึ เมือ่ ละลายน้าแล้วจะคายหรอื ดูดความรอ้ น การวัดปรมิ าณของสาร ปริมาตร ของน้าและอณุ หภูมใิ นกรณีน้ีไม่จาเปน็ ตอ้ งวัดโดยละเอียด เพราะการวัดปรมิ าณตา่ ง ๆ แมจ้ ะ คลาดเคล่อื นไปบ้างก็ยงั ทาให้สามารถสรุปไดว้ ่าสารนัน้ เมื่อละลายน้าแล้วดดู หรือคายความร้อน แต่ถ้า ตอ้ งการทราบวา่ ปริมาณสารหรอื ปรมิ าณความร้อนท่ดี ดู หรือคายออกมามีความสัมพนั ธ์กันอยา่ งไร เช่นนีจ้ ะต้องวัดปรมิ าณต่าง ๆ โดยละเอยี ด เชน่ เครอื่ งช่ังที่ใชจ้ ะตอ้ งเลือกใชท้ ี่ชงั่ ได้ละเอียดถึง .01 เอกสารประกอบการเรยี นการสอน วชิ า ธรรมชาตวิ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ES12401)