หน่วยที่ 1 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์

หน่วยที่ 1 ธรรมชาติของวทิ ยาศาสตร์ หน่วยที่ 1 ธรรมชาติของวทิ ยาศาสตร์

1.ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ความหมายวทิ ยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ ตามพจนานกุ รมฉบบั ราชบณั ฑิตยสถาน ได้ให้ความหมายวทิ ยาศาสตร์ (Science) วา่ “ความรู้ที่ได้ จากการสงั เกตและค้นคว้าจากการประจกั ษ์ทางธรรมชาตแิ ละจดั เข้าเป็นระเบียบ หรือวชิ าท่ีค้นคว้าได้เป็นหลกั ฐาน และได้เหตผุ ล และจดั เข้าเป็ นระเบียบ” ประเภทของวทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์แบง่ ออกเป็น 2 แขนงใหญ่ ๆ คอื 1. วทิ ยาศาสตร์บริสุทธ์ิ (Pure Science) ได้แก่ ชีวเคมี เคมี ฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ ซงึ่ เป็นวิทยาศาสตร์พืน้ ฐานของวิทยาศาสตร์ ทกุ สาขา 2. วทิ ยาศาสตร์ประยุกต์ (Applied Science) ได้แก่ วทิ ยาศาสตร์ทางด้านการแพทย์ ด้านการเกษตร ด้านวิศวกรรม ด้าน พนั ธวุ ศิ วกรรม ฯลฯ ซงึ่ นามาประยกุ ตใ์ ช้เพื่อก่อให้เกิด ประโยชน์กบั สงั คมโดยมีวทิ ยาศาสตร์บริสทุ ธ์ิเป็นพืน้ ฐาน การเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร์ในปัจจบุ นั นนั้ มิได้มงุ่ เน้นที่จะพฒั นาผ้เู รียนให้มีความรู้ในด้านเนือ้ หาสาระวิชาวทิ ยาศาสตร์ เพียงอยา่ งเดียวเทา่ นนั้ แตจ่ ะต้องมีทกั ษะกระบวนการแสวงหา ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ด้วย เนื่องจากคาว่า “วทิ ยาศาสตร์” มาจาก ภาษาองั กฤษวา่ “Science” และคาวา่ “Science” ก็มาจากคาภาษาลาตนิ ว่า “Scientia” ซงึ่ หมายถงึ ความรู้ทวั่ ๆ ไป แต่ Science หรือวิทยาศาสตร์ ในปัจจบุ นั หมายถงึ สว่ นที่เป็นตวั ความรู้ (Body of Knowledge) ทางวทิ ยาศาสตร์ท่ีได้รับการตรวจสอบอยา่ งมีระบบจนเป็ นที่เช่ือถือได้ และส่วนท่ีเป็นกระบวนการแสวงหา ความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ (Process of Scientific Inquiry)

ประเภทของความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ก็คอื ส่วนที่เป็ นผลผลิตทางวิทยาศาสตร์ โดยทวั่ ไปความรู้ทาง วทิ ยาศาสตร์จะเกิดขนึ ้ หลงั จากได้มี การใช้กระบวนการแสวงหาความรู้ ดาเนนิ การค้นคว้า สืบเสาะตรวจสอบจนเป็นท่ีเชื่อถือได้ ความรู้นนั้ จะถกู รวบรวมไว้เป็น หมวดหมซู่ ง่ึ อาจจาแนกได้เป็ น 6 ประเภท คือ 1. ข้อเทจ็ จริง (Fact) ได้แก่ ความรู้ที่ได้จากการสงั เกตวตั ถุ เหตกุ ารณ์ หรือปรากฏการณ์ธรรมชาตมิ ีทงั้ ท่ีสามารถสงั เกตได้โดยตรง และโดยทางอ้อม กรณีที่สงั เกตโดยทางอ้อมอาจจาเป็น ต้องมีอปุ กรณ์ช่วยในการสงั เกต และหลกั สาคญั ของความรู้ประเภทนี ้ อีกอยา่ งหนงึ่ ก็คอื ความรู้ท่ีจะจดั เป็นข้อเท็จจริงทางวทิ ยาศาสตร์จะต้องเป็นความจริงเสมอ ไมว่ า่ จะถกู ทดสอบกี่ครัง้ ก็ตาม ยอ่ มได้ผลเหมือนเดมิ ทงั้ นีเ้มื่ออยใู่ นสถานการณ์นนั้ ๆ เชน่ นา้ บริสทุ ธิ์จะเดือดที่อณุ หภมู ิ 100 องศาเซลเซียส ท่ีระดบั นา้ ทะเล ซงึ่ ข้อเทจ็ จริงนี ้ ไมว่ า่ จะนาไปตรวจสอบกี่ครัง้ ก็ตามจะเป็นจริงเสมอ แตถ่ ้าจดั สถานการณ์ไปต้มนา้ บนยอดเขาซงึ่ สงู กวา่ ระดบั นา้ ทะเล นา้ จะเดือด ที่อณุ หภมู อิ ่ืนไมใ่ ชท่ ี่ 100 องศาเซลเซียส เป็นต้น ตวั อย่างอืน่ ๆ ของความรู้ประเภทขอ้ เท็จจริง - สว่ นประกอบของพืช ได้แก่ ราก ลาต้น ใบ ดอก ผล - นา้ ไหลจากท่ีสงู ลงสทู่ ่ีตา่ กวา่ - สเปคตรัมของแสงอาทิตย์มี 6 สี คอื มว่ ง นา้ เงิน เขียว เหลือง แสด แดง 2. มโนมตหิ รือมโนทัศน์ (Concept) หมายถงึ ความคิดหลกั (Main Idea) ของคนเราท่ีมีตอ่ วตั ถุ เหตกุ ารณ์หรือปรากฏการณ์ ทางธรรมชาติ มโนมตขิ องแตล่ ะบคุ คลจะแตกตา่ งกนั ขนึ ้ อยกู่ บั ประสบการณ์หรือวฒุ ภิ าวะของบคุ คลนนั้ ๆ ตวั อย่างมโนมติทางวิทยาศาสตร์ - สตั ว์มีทงั้ ประโยชน์และโทษ - ตาเป็นอวยั วะท่ีสาคญั เนือ้ นม ไข่ ผกั ผลไม้ เป็นอาหารที่จาเป็นแกร่ ่างกาย 3. หลักการ (Principle) เป็นกลมุ่ ของมโนมตทิ ่ีมีความสมั พนั ธ์กนั สามารถสรุปเป็ นความรู้ท่ีนาไปใช้เป็นหลกั ในการอ้างอิงและ พยากรณ์เหตกุ ารณ์หรือปรากฏการณ์ท่ีเก่ียวข้องได้ ตวั อย่างของหลกั การทางวิทยาศาสตร์ - โลหะเม่ือได้รับความร้อนจะขยายตวั หลกั การที่ได้มาจากกลมุ่ ของมโนมตทิ ่ีมีความสมั พนั ธ์กนั คือ 1. เหลก็ เมื่อได้รับความร้อนจะขยายตวั 2. ทองแดงเม่ือได้รับความร้อนจะขยายตวั 3. อะลมู เิ นียมเม่ือได้รับความร้อนจะขยายตวั ฯลฯ

4. กฎ (Law) คือ หลกั การนนั่ เอง แตเ่ ป็นหลกั การท่ีมีความสมั พนั ธ์ระหวา่ งเหตกุ บั ผล กฎสว่ นใหญ่มาจากการอปุ มานข้อเท็จจริง (Induction) โดยการนาข้อเท็จจริงทงั้ หลายที่เก่ียวข้องกนั มารวมกนั เป็ นมโนมติ เป็นหลกั การจนถึงการยอมรับเป็นกฎ ดงั แผนภมู ิ สงั เกตข้อเท็จจริง การรับรู้ หรือ ตวั อย่างกฎทางวิทยาศาสตร์ - กฎของบอยล์ กลา่ ววา่ ปริมาตรของก๊าซจะเป็นปฏิภาคผกผนั กบั ความดนั ถ้าอณุ หภมู ิคงที่ - กฎสดั สว่ นคงท่ี กลา่ ววา่ อตั ราสว่ นระหวา่ งมวลสารของธาตทุ ี่รวมกนั เป็นสารประกอบชนิดใดชนิดหนงึ่ จะมีคา่ คงที่เสมอ กฎ ก็คือ หลกั การท่ีมกั จะเน้นในเรื่องความสมั พนั ธ์ระหวา่ งเหตกุ บั ผล ข้อความท่ีอย่ใู นกฎ และหลกั การนนั้ มีจริงอยแู่ ล้วใน ธรรมชาติ นกั วิทยาศาสตร์ไมไ่ ด้สร้างขนึ ้ เองแตเ่ ป็ นเพียงผ้ไู ปค้นพบเทา่ นนั้ 5. ทฤษฎี (Theory) เป็นข้อความท่ีนกั วิทยาศาสตร์สร้างขนึ ้ โดยการยอมรับกนั ทวั่ ไปในการใช้อธิบายกฎหรือหลกั การ และ นาไปใช้พยากรณ์ปรากฏการณ์ตา่ ง ๆ ที่อยใู่ นขอบเขตของทฤษฎีนนั้ ๆ เพราะสาหรับตวั ของกฎหรือหลกั การไมส่ ามารถอธิบาย ถงึ ความสมั พนั ธ์ของตวั เองได้ การสร้างทฤษฎี นกั วทิ ยาศาสตร์อาจจะต้องอาศยั ข้อมลู ท่ีรวบรวมไว้ โดยการสงั เกตการวดั การทดลอง หรือจากแหลง่ ข้อมลู อ่ืน ๆ ในสิ่งที่มี ลกั ษณะคล้ายคลงึ กนั ) รวมกบั การสร้างจนิ ตนาการเพื่อกาหนดข้อความท่ีจะนาไปอธิบายถงึ ความสมั พนั ธ์ของเหตแุ ละผล ที่เกี่ยวข้อง

เกณฑ์ขัน้ การยอมรับทฤษฎี ทฤษฎีท่ีนกั วิทยาศาสตร์สร้างขนึ ้ นนั้ ไมว่ า่ จะสร้างโดยวิธีใดก็ตาม การยอมรับว่าเป็นทฤษฎีทาง วทิ ยาศาสตร์นนั้ จะขนึ ้ อยกู่ บั เกณฑ์ ดงั ตอ่ ไปนี ้ 1. ทฤษฎีนนั้ จะต้องอธิบายหลกั การและข้อเท็จจริงที่เกี่ยวข้องนนั้ ๆ ได้ 2. ทฤษฎีจะต้องอนมุ าน (คาดหมาย, คาดคะเน) (Deduction) ไปเป็นกฎหรือหลกั การ บางอยา่ งได้ 3. ทฤษฎีจะต้องทานายปรากฏการณ์ท่ีอาจเกิดตามมาได้ ตวั อย่างทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ - ทฤษฎีโมเลกลุ ของแมเ่ หลก็ กลา่ ววา่ “สารแมเ่ หล็กทกุ ชนิดจะมีโมเลกลุ ซง่ึ มีอานาจ แมเ่ หล็กอยู่ แตล่ ะโมเลกลุ นีจ้ ะประกอบด้วย ขวั้ เหนือและขวั้ ใต้ หากโมเลกลุ แมเ่ หล็กเหลา่ นีเ้รียงตวั กนั ไมเ่ ป็นระเบียบ อานาจแมเ่ หลก็ จะถกู ทาลายกนั เองหมดเพราะขวั้ เหนือและ ขวั้ ใต้มีอานาจคนละชนิด แตถ่ ้าหากโมเลกลุ แมเ่ หล็กนนั้ เรียงตวั กนั เป็ นระเบียบ ขวั้ เหนือจะชีไ้ ปทางปลายหนง่ึ ของแทง่ แม่เหล็ก ส่วนขวั้ ใต้ก็จะชีไ้ ปอีกปลายหนง่ึ จงึ เกิดมีขวั้ อิสระที่ปลายทงั้ สองข้าง” 6. สมมตฐิ าน (Hypothesis) เป็นข้อความท่ีนกั วทิ ยาศาสตร์สร้างขนึ ้ เพื่อคาดคะเนคาตอบของปัญหาลว่ งหน้าก่อนท่ีจะ ดาเนนิ การทดลอง สมมตฐิ านใดจะเป็นท่ียอมรับหรือไม่ ขนึ ้ อยกู่ บั หลกั ฐาน เหตผุ ลท่ีจะสนบั สนนุ หรือคดั ค้านทงั้ ทางตรงและทางอ้อม ตวั อย่างสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ - ถ้าเพิม่ ตวั ละลาย จดุ เดอื ดของสารละลายจะเพิม่ ขนึ ้ - ถ้าเพิ่มปริมาณป๋ ยุ ให้กบั พืชมากเกินไป พืชจะเฉาและตาย กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เป็ นกระบวนการคดิ และกระทาอยา่ งมีระบบ ในการค้นหาข้อเทจ็ จริง หาความรู้ตา่ ง ๆ จากปรากฏการณ์ธรรมชาติ และจากสถานการณ์ท่ีอยรู่ อบตวั เรา โดยทวั่ ไป เม่ือเรามีความสนใจหรือต้องการ แก้ปัญหาในเรื่องใดเร่ืองหนง่ึ ก็จะต้องหาทางค้นคว้า เพ่ือหาคาตอบมาอธิบายหรือแก้ปัญหานนั้ ๆ วิธีการที่ใช้ในการค้นคว้า หาคาตอบมีหลายวิธี แตท่ ี่นิยมกนั ได้แก่ วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ วธิ ีการทางวทิ ยาศาสตร์ วิธีการทางวทิ ยาศาสตร์มีขนั้ ตอนของการหาความรู้ 4 ขนั้ ตอน ดงั นี ้ 1. ขัน้ ระบุปัญหา (Science the Problem) เริ่มจากการสงั เกต โดยใช้ประสาทสมั ผสั ทงั้ 5 ได้แก่ หู ตา จมกู ลนิ ้ และผิวกาย

อยา่ งใดอย่างหนง่ึ หรือจะใช้ร่วมกนั หลายอยา่ งก็ได้ หรืออาจใช้เคร่ืองมือทดสอบง่าย ๆ ก็ได้ ทงั้ นีจ้ ะไมใ่ สค่ วามคดิ เห็นสว่ นตวั ของผ้สู งั เกต เชน่ ดอกไม้เม่ือตดั ออกจากต้นแล้วจะเห่ียวเร็วกวา่ ที่ยงั อยกู่ บั ต้น หรือผกั หลงั เก็บเกี่ยวจากต้นแล้วจะเหี่ยว เม่ือชงั่ ดจู ะมีนา้ หนกั น้อยลง เป็นต้น ซง่ึ ขนั้ นีเ้ป็นที่มาของปัญหาตา่ ง ๆ 2. ขัน้ ตงั้ สมมติฐาน (Making the Hypothesis) เป็นการคาดคะเนตอบของปัญหาที่เกิดขนึ ้ จากการสงั เกตวา่ จะเป็ นอยา่ งไร โดยใช้ความรู้และประสบการณ์ท่ีเคยมีมาอธิบาย ซง่ึ สามารถตงั้ สมมตฐิ านของคาตอบได้มากกวา่ 1 ข้อ แล้วสามารถพิสจู น์ว่า การตงั้ สมมตฐิ านถกู ต้องหรือไมด่ ้วยการทดลอง 3. ขัน้ พสิ ูจน์หรือทดลอง (Experimental) ในการทดลองเพ่ือตรวจสอบวา่ สมมตฐิ านที่ตงั้ ไว้ถกู ต้องหรือไม่ อยา่ งไรก็ตาม ควรทาการทดลองไมต่ ่ากวา่ 2 ครัง้ เพ่ือยืนยนั วา่ ผลการทดลอง ที่ได้มีคาตอบเป็ นอยา่ งเดยี วกนั หรือสอดคล้องกัน โดยมีวิธีการทดลอง แบง่ เป็น 4 ขนั้ ตอน ดงั นี ้ 3.1 การออกแบบการทดลอง เป็นการวางแผนการปฏิบตั งิ าน การทดลองให้รัดกมุ เพ่ือกาหนดตวั แปรที่เกี่ยวข้องกบั ปัญหาหรือ เร่ืองท่ีจะศกึ ษา ซงึ่ ตวั แปรจะมี 3 ตวั แปร คือ 1) ตวั แปรต้นหรือตวั แปรอิสระ (Independent Variable) หมายถึง สงิ่ ที่เป็น สาเหตทุ าให้เกิดผลตา่ ง ๆ ท่ีต้องการวดั หรือศกึ ษา ขณะทาการทดลอง 2) ตวั แปรตาม (Dependent Variable) หมายถึง สงิ่ ที่เป็นผลอนั เน่ืองมาจาก ตวั แปรต้นหรือตวั แปรอสิ ระ 3) ตวั แปรควบคมุ (Controlled Variable) หมายถงึ ส่งิ อื่น ๆ ที่อยนู่ อกเหนือ ตวั แปรต้นหรือตวั แปรอสิ ระท่ีจะมีผลตอ่ ตวั แปรตาม จงึ ต้องมีการควบคมุ เพื่อมิให้มีผลหรือข้อโต้แย้งในการสรุปผลการทดลองได้ 3.2 การจดั หาวสั ดุ อปุ กรณ์ ที่จะใช้ในการพสิ จู น์หรือทดลอง 3.3 การกาหนดขนั้ ตอนของการทดลอง กาหนดระยะเวลา และวิธีบนั ทกึ ผลการทดลอง และการนาเสนอข้อมลู ท่ีได้จากการทดลอง 3.4 ทาการทดลองตามที่กาหนดไว้ 4. ขัน้ สรุปผลการทดลอง (Conclusion) เป็ นขนั้ ตอนหลงั จากทาการพิสจู น์หรือทดลองเสร็จแล้ว โดยเร่ิมจากการนาข้อมลู ท่ีได้ จากการทดลองมาวิเคราะห์ เรียบเรียง แปลความหมายและลงความเห็นเป็นข้อสรุป จากนนั้ นามาเขียนรายงานผลการทดลองท่ีได้ การแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ นอกจากจะใช้วธิ ีการทางวิทยาศาสตร์แล้ว ผลของการศกึ ษาค้นคว้าจะมีประสิทธิภาพเพียง นนั้ ขนึ ้ อยกู่ บั คณุ ลกั ษณะนิสยั ของบคุ คลนนั้ ๆ เป็นองคป์ ระกอบอีกด้วย คณุ ลกั ษณะนสิ ัยที่จะกอ่ ให้เกิดประโยชน์ในการ แสวงหาความรู้ เรียกวา่ เจตคตทิ างวิทยาศาสตร์ เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ เจตคตทิ างวิทยาศาสตร์ มาจากคาภาษาองั กฤษวา่ “Attitude” ซง่ึ มีรากศพั ท์ภาษาลาตินวา่ “Aptus” แปลวา่ โน้มเอียง เหมาะสม คานีไ้ ด้มีผ้ใู ช้คาอื่น ๆ ในความหมายเดียวกนั อีก คือ ทศั นคตแิ ละเจตคติ เป็นต้น เจตคติ หมายถึง สภาพทางจติ ใจของบคุ คลแตล่ ะบคุ คลที่เกิดจากประสบการณ์หรือการ เรียนรู้และมีความพร้อมเพื่อที่จะแสดง

พฤตกิ รรมตอบสนองตอ่ สิง่ ตา่ ง ๆ หรือสถานการณ์ตา่ ง ๆ ในทางใดทางหนง่ึ เชน่ ชอบ ไมช่ อบ สนบั สนนุ หรือตอ่ ต้าน เป็นต้น เจตคตทิ างวิทยาศาสตร์นนั้ แตกตา่ งจากเจตคติทว่ั ไป กลา่ วคอื เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์นนั้ จะมีลกั ษณะสาคญั ซง่ึ อาจสรุปได้ ดงั นี ้ 1. มีความละเอียด ถ่ีถ้วน อตุ สาหะ 2. มีความอดทน 3. มีเหตผุ ลไมเ่ ชื่อสิง่ ใดงา่ ย ๆ โดยปราศจากข้อเท็จจริงมาสนบั สนนุ อยา่ งเพียงพอ 4. มีใจกว้าง ยอมรับฟังความคดิ เห็นของคนอื่น ไมย่ ดึ มน่ั ในความคดิ ของตนเพียงฝ่ ายเดียว 5. มีความกระตือรือร้นท่ีจะค้นหาความรู้ 6. มีความซื่อสตั ย์สจุ ริต 7. สามารถทางานร่วมกบั ผ้อู ื่นได้ 8. ยอมรับการเปล่ียนแปลงและความก้าวหน้าใหม่ ๆ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์เป็นสว่ นที่สาคญั ในกระบวนการแสวงหาความรู้ทาง วทิ ยาศาสตร์ ซงึ่ สถาบนั สง่ เสริมการสอน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ได้รวบรวมทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ไว้ 13 ทกั ษะ ดงั นี ้ 1. ทกั ษะการสังเกต (Observation) การสงั เกต หมายถงึ การใช้ประสาทสมั ผสั อยา่ งใดอย่างหนง่ึ หรือหลายอย่างรวมกนั ได้แก่ ตา หู จมกู ลนิ ้ และผิวกายเข้าไปสมั ผสั วตั ถหุ รือเหตกุ ารณ์ โดยมีจดุ ประสงค์ท่ีจะหาข้อมลู ซง่ึ เป็นรายละเอียดของสิ่งนนั้ ๆ โดยไมใ่ สค่ วามคดิ เหน็ ของผ้สู งั เกตลงไป ข้อมลู ที่ได้จากการสงั เกต อาจแบง่ ออกได้เป็ น 3 อยา่ ง คือ ข้อมลู เก่ียวกบั ลกั ษณะและสมบตั ิ ข้อมลู เชิงปริมาณ (โดยการกะประมาณ) และข้อมลู เกี่ยวกบั การเปลี่ยนแปลง 2. ทกั ษะการวัด (Measurement) การวดั หมายถงึ การเลือกและการใช้เครื่องมือทาการวดั หาปริมาณของส่ิงตา่ ง ๆ ออกมาเป็น ตวั เลขท่ีแนน่ อนได้อยา่ งเหมาะสมและถกู ต้องโดยมี หนว่ ยกากบั เสมอ 3. ทกั ษะการจาแนกประเภท (Classification) การจาแนกประเภท หมายถงึ การแบง่ พวกหรือเรียงลาดบั วตั ถหุ รือสง่ิ ท่ีอยใู่ น ปรากฏการณ์โดยมีเกณฑ์ เกณฑ์ดงั กลา่ วอาจใช้ความเหมือน ความแตกตา่ ง หรือความสมั พนั ธ์ อยา่ งใดอยา่ งหนง่ึ ก็ได้ 4. ทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา (Space/ Space Relationship and Space/Time Relationship) สเปสของวตั ถุ หมายถึง ท่ีวา่ งท่ีวตั ถนุ นั้ ครองที่ซง่ึ จะมีรูปร่างลกั ษณะเชน่ เดียวกบั วตั ถนุ นั้ โดยทวั่ ไปแล้วสเปสของวตั ถุ มี 3 มิติ คอื ความกว้าง ความยาว และความสงู ความสมั พนั ธ์ระหว่างสเปสกบั สเปสของวตั ถุ ได้แก่ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ ง 3 มติ ิ กบั 2 มติ ิ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งตาแหนง่ ท่ีอยขู่ อง วตั ถหุ นงึ่ กบั อีกวตั ถหุ นง่ึ

ความสมั พนั ธ์ระหว่างสเปสของวตั ถกุ บั เวลา ได้แก่ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งการ เปล่ียนแปลงตาแหนง่ ท่ีอยขู่ องวตั ถกุ บั เวลา หรือความ สมั พนั ธ์ระหวา่ งสเปสของวตั ถทุ ี่เปลี่ยนไปกบั เวลา 5. ทักษะการคานวณ (Using Number) การคานวณ หมายถึง การนบั จานวนของวตั ถแุ ละการนาตวั เลขของจานวนท่ีนบั ได้ มาคดิ คานวณโดยการ บวก ลบ คณู หาร และหาคา่ เฉล่ีย 6. ทกั ษะการจัดกระทาและส่ือความหมายข้อมูล (Organizing Dataand Communication) การจดั กระทาและสื่อความหมาย ข้อมลู หมายถงึ การนาข้อมลู ที่ได้จากการสงั เกต การวดั การทดลอง และจากแหลง่ อื่น ๆ มาจดั กระทาเสียใหม่ โดยการหาความถ่ี เรียงลาดบั จดั แยก ประเภท หรือคานวณหาคา่ ใหม่ เพื่อให้ผ้อู ื่นเข้าใจความหมายของข้อมลู นนั้ ดีขนึ ้ โดยอาจเสนอในรูปของตาราง แผนภมู ิ แผนภาพ ไดอะแกรม วงจร กราฟ สมการ เขียนบรรยาย เป็นต้น 7. ทกั ษะการลงความคิดเหน็ จากข้อมูล (Infering) การลงความคดิ เห็นจากข้อมลู หมายถึง การเพ่มิ ความคดิ เห็นให้กบั ข้อมลู ท่ีได้ จากการสงั เกตอยา่ งมีเหตผุ ล โดยอาศยั ความรู้ หรือประสบการณ์เดมิ มาชว่ ย 8. ทกั ษะการพยากรณ์ (Prediction) การพยากรณ์ หมายถึง การสรุปคาตอบลว่ งหน้าก่อนที่จะทดลอง โดยอาศยั ปรากฏการณ์ ท่ีเกิดขนึ ้ ซา้ ๆ หลกั การ กฎ หรือทฤษฎีท่ีมีอยแู่ ล้วในเรื่องนนั้ ๆ มาชว่ ยในการสรุป พยากรณ์ข้อมลู ที่เก่ียวกบั ตวั เลข ได้แก่ ข้อมลู ท่ีเป็น ตารางหรือกราฟ ทาได้ 2 แบบ คือ การพยากรณ์ภายในขอบเขตของข้อมลู ที่มีอยู่ และพยากรณ์ภายนอกขอบเขตของข้อมลู ที่มีอยู่ 9. ทกั ษะการตัง้ สมมตฐิ าน (Formulation Hypothesis) การตงั้ สมมตฐิ าน หมายถึง การคดิ หาคาตอบลว่ งหน้าก่อนทาการทดลอง โดยอาศยั การสงั เกต ความรู้ ประสบการณ์เดมิ เป็นพืน้ ฐาน คาตอบท่ีคดิ ลว่ งหน้านีย้ งั ไมท่ ราบ หรือยงั ไมเ่ ป็นหลกั การ กฎหรือทฤษฎีมาก่อน สมมตฐิ านท่ีตงั้ ไว้อาจจะถกู หรือผิดก็ได้ ซ่ึงจะทราบได้ภายหลงั จากการทดลองหา คาตอบเพ่ือสนบั สนนุ หรือคดั ค้านสมมตฐิ านท่ีตงั้ ไว้ 10. ทักษะการกาหนดนิยามเชิงปฏบิ ัตกิ าร (Defining Operationally) การกาหนดนิยามเชิงปฏิบตั กิ าร หมายถงึ การกาหนด ความหมายและขอบเขตของคาตา่ ง ๆ (ท่ีมีอยใู่ นสมมตฐิ าน ที่ต้องการทดลอง) ให้เข้าใจตรงกนั และสามารถสงั เกตหรือวดั ได้ 11. ทักษะการกาหนดและควบคุมตวั แปร (Identifying and Controlling Variables) การกาหนดตวั แปร หมายถงึ การชีบ้ ง่ ตวั แปรต้น ตวั แปรตาม และตวั แปรที่ต้องการควบคมุ ในสมมตฐิ านหนง่ึ ๆ ตวั แปรตน้ คือ ส่ิงท่ีเป็นสาเหตทุ ี่ทาให้เกิดผลตา่ ง ๆ หรือสงิ่ ที่เราต้องการทดลองดวู า่ เป็นสาเหตทุ ่ีก่อให้เกิดผลเชน่ นนั้ จริงหรือไม่ ตวั แปรตาม คอื ส่ิงที่เป็นผลเนื่องจากตวั แปรต้น เม่ือตวั แปรต้นหรือสงิ่ ที่เป็นสาเหตุ เปลี่ยนไป ตวั แปรตามหรือส่ิงท่ีเป็นผลจะเปลี่ยนตาม ไปด้วย ตวั แปรทีต่ ้องควบคมุ คือ สิ่งอ่ืน ๆ นอกเหนือจากตวั แปรต้น ที่มีผลตอ่ การทดลองด้วย ซง่ึ จะต้องควบคมุ ให้เหมือน ๆ กนั มิฉะนนั้ อาจทาให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน การควบคมุ ตวั แปร หมายถงึ การควบคมุ สง่ิ อื่น ๆ นอกเหนือจากตวั แปรต้นที่ทาให้ผลของการทดลองคลาดเคลื่อน ถ้าหากวา่ ไมค่ วบคมุ ให้เหมือน ๆ กนั 12. ทักษะการทดลอง (Experimenting) การทดลอง หมายถึง กระบวนการปฏิบตั กิ าร เพื่อหาคาตอบหรือทดสอบสมมตฐิ านท่ีตงั้ ไว้ ในการทดลอง จะประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขนั้ ตอน คือ 12.1 การออกแบบทดลอง หมายถึง การวางแผนการทดลองกอ่ นลงมือทดลองจริง เพื่อกาหนด

- วิธีการทดลอง (ซง่ึ เก่ียวข้องกบั การกาหนดและควบคมุ ตวั แปร) - อปุ กรณ์ และ/หรือ สารเคมีท่ีจะต้องใช้ในการทดลอง 12.2 การปฏิบตั ิการทดลอง หมายถงึ การลงมือปฏิบตั กิ ารทดลองจริง ๆ 12.3 การบนั ทึกผลการทดลอง หมายถงึ การจดบนั ทกึ ข้อมลู ท่ีได้จากการทดลอง ซงึ่ อาจเป็นผลจากการสงั เกต การวดั และอ่ืน ๆ 13. ทกั ษะการตีความหมายข้อมูล และลงข้อสรุป (Interpretting Data and Conclusion) การตีความหมายข้อมลู หมายถึง การแปลความหมาย หรือการบรรยายลกั ษณะ และสมบตั ขิ องข้อมลู ท่ีมีอยู่ การตีความหมายข้อมลู ในบางครัง้ อาจจะต้องใช้ทกั ษะอื่น ๆ ด้วย เชน่ ทกั ษะการสงั เกต ทกั ษะการคานวณ เป็ นต้น การลงข้อสรุป หมายถึง การสรุปความสมั พนั ธ์ของข้อมลู ทงั้ หมด ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ทงั้ 13 ทกั ษะที่กลา่ วมา แบง่ เป็น 2 ประเภท คือ ทกั ษะขนั้ พืน้ ฐาน (Basic Science Process Skills) ได้แก่ ทกั ษะท่ี 1 ถึง 8 และทกั ษะขนั้ บรู ณาการ (Integrated Science Process Skills) ได้แก่ ทกั ษะท่ี 9 ถึง 13 ทกั ษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ทงั้ 13 ทกั ษะนีเ้ป็นทกั ษะท่ีใช้ในการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ซงึ่ พฤตกิ รรมท่ีเกิดขนึ ้ จากการปฏิบตั ิ และจาก การฝึกฝนความคดิ อยา่ งมีระบบ ฉะนนั้ ในการศกึ ษาวิทยาศาสตร์จะต้องให้ผ้เู รียนได้ทงั้ ความรู้ และมีทกั ษะที่ใช้ในการแสวงหาความรู้ ได้ สรุปความสมั พนั ธ์ระหวา่ งความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์และกระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ไว้ ดงั นี ้ ท่มี า : https://sites.google.com/site/sanyirakphusungwai/hnwy-thi-1