วิทยาศาสตร์-ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์3
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (Science process skills) หมายถึง ความสามารถ ความชำนาญในการคิด การค้นคว้า แก้ปัญหา เพื่อแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นกระบวนการทางปัญญา (Intellectual skills)
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ไว้ 13 ทักษะ ประกอบด้วย
ทักษะขั้นพื้นฐาน (Basic science process skills) 8 ทักษะ
ทักษะขั้นผสม หรือบูรณาการ (Integrated science process skills) 5 ทักษะ ได้แก่
1) ทักษะการสังเกต (Observing) หมายถึง ความสามารถในการใช้ประสาทสัมผัสอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน ได้แก่ ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย เข้าไปสัมผัสโดยตรงกับวัตถุหรือปรากฏการณ์ต่างๆ โดยไม่ลงความเห็นของผู้สังเกตเข้าไปด้วย ข้อมูลที่ได้จากการสังเกตเป็นข้อมูลที่มีความสำคัญมากเพราะเป็นข้อมูลความรู้ขั้นพื้นฐานที่จะนำไปพัฒนาเป็นความรู้ชั้นสูงต่อไป
ลักษณะของข้อมูลที่ได้แบ่ง เป็น 3 ประเภทคือ
- ข้อมูลเชิงคุณภาพ เป็นข้อมูลที่เกี่ยวกับลักษณะและคุณสมบัติของสิ่งที่สังเกต เช่น รูปร่าง กลิ่น รส เสียง การสัมผัส ซึ่งเป็นลักษณะหรือคุณสมบัติที่ยังไม่ระบุออกมาเป็นตัวเลขแสดงปริมาณพร้อมหน่วยวัดมาตรฐานได้ เช่น ข้อมูลเชิงคุณภาพของขนมชนิดหนึ่งมีลักษณะ เมื่อดูด้วยตา ลูกอมมีรูปทรงกลมรีคล้ายไข่ มีสีเหลือง เมื่อจับดูมีความแข็ง เมื่อลองทานดู มีรสหวานหอม และเย็นในปาก เป็นต้น
- ข้อมูลเชิงปริมาณ เป็นข้อมูลที่สามารถบอกรายละเอียดเป็นตัวเลข จากการนับ การชั่ง ตวง วัด ได้ เช่น จำนวน ขนาด มวล อุณหภูมิ เป็นต้น เช่น ข้อมูลเชิงปริมาณของลูกอมชนิดหนึ่งเป็นดังนี้ ขนมมีขนาดยาวประมาณ 1.8 ซม. กว้างประมาณ 1.2 ซม และหนาประมาณ 0.7 ซม หนักประมาณ 1.8 กรัม จำนวน 10 เม็ด เป็นต้น
- ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลง เป็นข้อมูลที่ได้จากการสังเกตการปฏิสัมพันธ์ของสิ่งนั้นกับสิ่งอื่น เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่ได้จากการสังเกตขนมชนิดหนึ่งเมื่อใส่ในแก้วที่มีน้ำ ทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้อง จะพบว่า ลูกอมนั้นจะมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ และละลายหมดในเวลา 14 นาที
2) ทักษะการวัด (Measurement) หมายถึง ความสามารถในการใช้เครื่องมือวัดหาปริมาณของสิ่งต่างๆ ได้อย่างถูกต้อง เหมาะสม และความสามารถในการอ่านค่าที่ได้จากการวัดได้ถูกต้องรวดเร็วใกล้เคียงกับความจริง พร้อมทั้งมีหน่วยกำกับเสมอ
3) ทักษะการคำนวณ (Using numbers) เป็นความสามารถในการบวก ลบ คูณ หาร รวมถึงการจัดกระทำกับตัวเลข ที่แสดงค่าปริมาณของสิ่งใดสิ่งหนึ่ง ซึ่งได้จากการสังเกต การวัด การทดลองโดยตรง
4) ทักษะการจำแนกประเภท (Classification) หมายถึง ความสามารถในการจัดจำแนกหรือเรียงลำดับวัตถุ หรือสิ่งที่อยู่ในปรากฏการณ์ต่างๆ ออกเป็นหมวดหมู่ โดยมีเกณฑ์ในการจัดจำแนก เช่น ความเหมือน ความแตกต่าง น้ำหนัก สี ความแข็ง รูปร่าง
5) ทักษะการหาค่าความสัมพันธ์ระหว่าง สเปสกับสเปส และสเปสกับเวลา (Space/Space relationship and Space time relationship)
สเปส (Space) หมายถึง ลักษณะเกี่ยวกับระยะทาง ขนาด ความกว้าง ความยาว ความหนา รูปร่าง ตำแหน่งที่อยู่ การเคลื่อนที่ เป็นต้น
สเปสของวัตถุ คือ ที่ว่างที่วัตถุนั้นครอบครองอยู่ มี 3 มิติ คือ ความกว้าง ความยาว ความสูง
ทักษะการหาความสัมพันธ์ที่เกี่ยวกับสเปส หมายถึง ความสามารถหรือความชำนาญในการหาความสัมพันธ์ระหว่าง รูปหนึ่งมิติ สองมิติ และสามมิติ รวมไปถึงความสามารถในการระบุ รูปทรง ขนาด ตำแหน่ง ทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุที่เวลาต่างๆ ด้วย
ความสัมพันธ์เกี่ยวกับสเปส มี 2 อย่าง
1) ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสของวัตถุ เช่น การดูภาพ 1 มิติ, 2 มิติ, และภาพ 3 มิติ การดูเส้นสมมาตร ภาพฉายและภาพตัดของรูปสามมิติ
2) ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลา การหาตำแหน่ง ระยะทาง ความเร็ว และ ทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ
6) ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายของข้อมูล (Organizing data and communication) หมายถึง ความสามารถในการนำข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การวัด หรือแหล่งอื่นๆ มาจัดกระทำใหม่ อาจนำเสนอข้อมูลหลายรูปแบบ เช่น ใช้ข้อความบรรยายข้อมูล ใช้สัญลักษณ์ ใช้สมการทางวิทยาศาสตร์ ใช้แผนภาพและตารางหรือแผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ ฯลฯ
การสื่อความหมายเป็นการใช้ความสามารถในการใช้ภาษาพูดหรือภาษาเขียน รวมทั้งการเขียนแผนภาพ แผนที่ ตาราง หรือสร้างสื่ออื่นๆประกอบการพูด หรือการเขียนบรรยาย เพื่อสื่อความหมายให้ผู้อื่นเข้าใจในสิ่งที่ต้องการสื่อความหมายได้อย่างชัดเจนและรวดเร็ว
7) ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล (Inferring) หมายถึง ความสามารถในการอธิบายความหมาย และขอบเขตของข้อมูลที่มีอยู่อย่างมีเหตุผล โดยอาศัยความรู้หรือประสบการณ์เดิม เข้าช่วย ข้อมูลที่มีอยู่อาจได้มาจากการสังเกต การวัด หรือการทดลอง คำอธิบายนั้นเป็นสิ่งที่ได้จากความรู้หรือประสบการณ์เดิมของผู้สังเกต ที่พยายามโยงบางส่วนของความรู้หรือประสบการณ์ให้มาสัมพันธ์กับข้อมูลที่ตนเองมีอยู่
8) ทักษะการพยากรณ์ (Prediction) หมายถึง ความสามารถในการทำนาย หรือคาดคะเน สิ่งที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า โดยอาศัยการสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นซ้ำๆ หรือความรู้ที่เป็นหลักการ กฎ หรือทฤษฎีในเรื่องนั้นๆ มาช่วยในการทำนาย
การพยากรณ์ มี 2 ประเภท
1) การพยากรณ์ภายในขอบเขตของข้อมูล คือ การคาดคะเนคำตอบหรือค่าของข้อมูลที่อยู่ภายในขอบเขตของข้อมูลที่สังเกตได้ วัดได้
2) การพยากรณ์ภายนอกขอบเขตของข้อมูล คือ การคาดคะเนคำตอบหรือค่าของข้อมูลที่มากกว่าหรือน้อยกว่าขอบเขตของข้อมูลที่สังเกตได้ วัดได้
9) ทักษะการตั้งสมมติฐาน (Formulating hypothesis) หมายถึง ความสามารถในการคิดคำตอบล่วงหน้าก่อนจะทำการทดลอง นักวิทยาศาสตร์สามารถตั้งปัญหาและสมมติฐานโดยอาศัยข้อเท็จจริง ดังนั้นการตั้งปัญหาและสมมติฐานจึงต้องสัมพันธ์กันและสัมพันธ์กับข้อเท็จจริง
10) ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร (Identifying and controlling variables) ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ผู้ทดลองจะต้องควบคุมปัจจัยที่มีผลต่อการทดลอง ปัจจัยที่มีผลต่อการทดลอง เรียกว่า ตัวแปร (Variable) คือ สิ่งที่มีอิทธิพลต่อการทดลอง ตัวแปร แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ ตัวแปรอิสระ ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม
- ตัวแปรต้น หรือ ตัวแปรอิสระ (Independent Variable) คือ ตัวแปรที่ต้องการศึกษา ตรวจสอบและต้องการดูผลของมัน เป็นตัวแปรที่เรากำหนดขึ้นมา ไม่อยู่ในการควบคุมของตัวแปรใดๆ
- ตัวแปรตาม (Dependent Variable) คือ ผลของตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระ ซึ่งไม่มีความเป็นอิสระของตัวเองขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของตัวแปรต้น
- ตัวแปรควบคุม (Control Variable) คือ สิ่งอื่นๆ นอกเหนือจากตัวแปรต้นที่ทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน แต่เราควบคุมให้คงที่ตลอดการทดลอง เนื่องจากไม่ต้องการดูผลของมัน
ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร หมายถึง ความสามารถในการจำแนกและบ่งชี้ได้ว่า ตัวแปรใดเป็นตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม ในการหาความสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นระหว่างตัวแปร สมมติฐานหนึ่งๆ หรือในปรากฏการณ์หนึ่งๆ นอกจากนี้การควบคุมตัวแปรนั้นเป็นการควบคุมสิ่งอื่นๆ นอกเหนือจากตัวแปรต้น ที่จะทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน หากว่าไม่ควบคุมให้เหมือนกัน
11) ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ (Defining operationally)
ความสามารถในการกำหนดความหมายและขอบเขตของคำหรือตัวแปรต่างๆ ให้เข้าใจตรงกัน และสามารถสังเกตได้ วัดได้ การกำหนดคำนิยามเชิงปฏิบัติการเป็นการกำหนดความหมายของคำขึ้นมาเป็นพิเศษ ในเชิงปฎิบัติ ที่ใช้เฉพาะในการทดลองเรื่องใดเรื่องหนึ่ง เพื่อให้ผู้ปฏิบัติการทดลองหรือผู้เกี่ยวข้องในการทดลองนั้นเข้าใจตรงกัน
12) ทักษะการทดลอง(Experimenting)
การทดลอง หมายถึง กระบวนการเพื่อหาคำตอบ หรือทดสอบสมมติฐานที่ตั้งไว้ ในการทดลองประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอน คือ
1) การออกแบบการทดลอง หมายถึง การวางแผนก่อนการทดลองจริง เพื่อกำหนด วิธีดำเนินการทดลองในการกำหนดและควบคุมตัวแปร และวัสดุอุปกรณ์ที่ต้องการใช้ในการทดลอง
2) การปฏิบัติการทดลอง หมายถึง การลงมือปฏิบัติการทดลองจริง ตามขั้นตอนที่ได้ มีการวางแผนไว้
3) การบันทึกผลการทดลอง หมายถึง การจดบันทึกข้อมูลที่ได้จากการทดลอง ซึ่งอาจ เป็นผลของการสังเกต การวัด และอื่นๆ
13) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป (Interpreting data and conclusion) ความสามารถในการบอกหรือสื่อความหมายของข้อมูลที่ได้จัดกระทำและอยู่ในรูปที่ใช้ในการสื่อความหมายแล้ว ซึ่งอาจอยู่ในรูปตาราง กราฟ แผนภูมิหรือรูปต่างๆ รวมถึงความสามารถในการบอกความหมายข้อมูลเชิงสถิติด้วย และสามารถลงข้อสรุปโดยการนำเอาความหมายของข้อมูลที่ได้ทั้งหมด สรุปให้เห็นความสัมพันธ์ของข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตัวแปรที่ต้องการศึกษาภายในขอบเขตของการทดลองนั้นๆ
โปรดติดตามตอนต่อไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น