วันเสาร์ที่ 28 สิงหาคม พ.ศ. 2553

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ( Science Process Skill ) เป็นกระบวนการทางความคิด เป็นกระบวนการทางปัญญา( Intellectual Skill ) เป็นกระบวนการที่ผู้เรียนใช้ค้นคว้าหาองค์ความรู้(body of knowledge)
เป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่นักวิทยาศาสตร์นำมาใช้ในการศึกษาค้นคว้า สืบเสาะหาความรู้ การค้นคว้า การทดลอง และแก้ปัญหาต่าง ๆ โดยผู้ศึกษาได้ฝึกฝนทั้งในด้านการปฏิบัติ การพัฒนาทางด้านความคิด อย่างเป็นระบบ
ความสำคัญของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
1. เพื่อใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์
2. เพื่อปลูกฝังทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นในการเรียนวิทยาศาสตร์
3. เพื่อให้เห็นคุณค่าสูงสุดในการเรียนวิทยาศาสตร์ เพราะทำให้เกิดความรู้ความเข้าใจเนื้อหาวิชาและใช้ทักษะในการแก้
ปัญหาที่เกิดขึ้นได้
สมาคมเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา ( American Association for Advancement of Science: AAAS) ได้ระบุกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในหลักสูตร SAPA 13 ทักษะ (มังกร ทองสุขดี. 2535: 222-223) ดังนี้

1. ทักษะกระบวนการขั้นพื้นฐาน ( The Basic Process Skill) ประกอบด้วย

1.1 การสังเกต (Observating) เป็นกระบวนการที่ใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน
อาจใช้เครื่องมือช่วยในการสังเกตให้ได้ข้อมูลที่ถูกต้องตามความเป็นจริงโดยไม่มีการใส่ความคิดเห็นใดๆ ของ ผู้สังเกตลงไปด้วย สิ่งที่ควรสังเกตมีดังนี้
1.1.1 การสังเกตเชิงคุณภาพ (Qualitative Observation)เป็นวิธีการที่ต้องการให้นักเรียนบอกรูปร่างของสิ่งที่สังเกตและคุณสมบัติของสิ่งต่างๆ โดยไม่ต้องบอกปริมาณ เช่น สี กลิ่น รส เสียง และความรู้สึกต่อผิวหนัง ในการระบุคุณลักษณะต่างๆ ต้องใช้ประสาทสัมผัสให้มากและควรระบุด้วยว่าข้อมูลนั้นได้มาจากประสาทส่วนใด ซึ่งไม่สามารถระบุออกมาเป็นตัวเลขได้ เช่น เมื่อใช้ตาดูลูกอมมีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยม รูปกลม มีสีแดง สีเขียว
1.1.2 การสังเกตเชิงปริมาณ (Quanlitative Observation)เป็นการบอกคุณลักษณะที่ทำให้ทราบแต่เพียงรูปร่างลักษณะทั่วไปว่าเป็นอย่างไร การบอกปริมาณที่เกี่ยวข้องกับความยาว น้ำหนัก ปริมาตร มวล อุณหภูมิ และค่าต่างๆ ที่เป็นตัวเลข หรือข้อมูลอาจบอกได้โดย การกะปริมาณที่ได้จากการสังเกต เช่น ไม้หนัก 1.5 กรัม ยาวประมาณ 1.5 เซนติเมตร กว้างประมาณ 1.0 เซนติเมตร และหนาประมาร 0.5 เซนติเมตร
1.1.3 การสังเกตเชิงเปรียบเทียบ (Comparative Observation)เป็นการสังเกตที่ไม่บอกคุณสมบัติหรือปริมาณโดยตรง จะบอกว่าอันนี้เมื่อเปรียบเทียบกับอันโน้นแล้วเป็นอย่างไร เช่น เสาธงสูงประมาณตึกสามชั้น ปลาวาฬมีน้ำหนักเท่ากับแม่ควายสิบตัว
1.1.4 การสังเกตการเปลี่ยนแปลง(Observation of Chang)จะต้องสังเกตอย่างน้อย 2 ระยะขึ้นไป ระยะแรกเป็นการสังเกตก่อนการทดลอง ระยะที่สองเป็นการสังเกตขณะที่ทำการทดลองได้เริ่มขึ้นหรือเป็นการสังเกตภายหลังการทดลอง ต้องสังเกตเชิงคุณลักษณะและเชิงปริมาณ เพื่อนำข้อมูลทั้งสองระยะไปเปรียบเทียบกัน ควรสังเกตอย่างละเอียดและสังเกตหลายๆครั้งควรใช้ประสาทสัมผัสมากกว่าหนึ่งอย่าง และให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้


1.2 การวัด (Measuring)
เป็นกระบวนการที่ใช้เครื่องมือวัดไปทำการวัดหาปริมาณของสิ่งที่เราสังเกต ที่ต้องการวัดออกมาเป็นจำนวนที่มีหน่วยเปรียบเทียบ ประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 ส่วนคือ เครื่องมือวัด ตัวเลขที่แน่นนอน หน่วยของการวัดซึ่งอาจเป็นหน่วยมาตรฐาน (Standard Unite) หรือหน่วยกลาง (Arbitrary Unite)

1.3 การคำนวณ (Using Numbers)
เป็นการนำเอาตัวเลขที่ได้จากการสังเกต การทดลองหรืออาจจากแหล่งอื่นมาจัดกระทำเสียใหม่ เพื่อให้ได้ค่าใหม่ซึ่งจะมีความหมายต่อการนำไปใช้ต่อไป การจัดกระทำตัวเลขอาจจะเป็นการบวก การลบ การคูณ การหาร การหาค่าเฉลี่ย การยกกำลัง การถอดกรณฑ์

1.4 การจัดจำแนก (Classificating)
เป็นกระบวนการจัดวัตถุหรือเหตุการณ์ออกเป็นประเภทต่างๆ ตั้งแต่สองประเภทขึ้นไปตามเกณฑ์ที่กำหนดไว้
เกณฑ์ที่ใช้อาจถือตามลักษณะแห่งความเหมือน ความสัมพันธ์ภายในประโยชน์ เช่น รูปร่าง ขนาดพื้นที่ น้ำหนัก สถานะ สี รส กลิ่น คุณสมบัติทางฟิสิกส์

1.5 การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา(Using Space / Space and Space / time Relationship)
เป็นการสังเกตรูปร่างลักษณะของวัตถุ โดยเปรียบเทียบตำแหน่งของผู้สังเกตจากการมองในทิศต่างกัน จากการหมุนและการเคลื่อนที่ของวัตถุ ผลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสัมพันธ์ระหว่างรูปร่างลักษณะหรือวิธีการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับวัตถุในกรณีต่างๆกับเวลาที่เปลี่ยนไปบอกชื่อของรูปทรงและรูปทรงทางเรขาคณิตได้
บอกความสัมพันธ์ระหว่าง 2 มิติ กับ 3 มิติได้ บอกตำแหน่งหรือทิศทางของวัตถุหนึ่งได้ บอกความสัมพันธ์ของสิ่งที่อยู่หน้ากระจกเงา ภาพที่ปรากฏในกระจกว่าเป็นซ้ายหรือขวาของกันและกันได้ บอกความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนตำแหน่ง และ
ขนาดหรือปริมาณสิ่งต่างๆกับเวลาได้


1.6 การสื่อความหมายข้อมูล (Communicating)
เป็นการนำข้อมูลจากการสังเกตมาจัดกระทำเสียใหม่ในรูปใหม่ จัดทำเป็นตารางความถี่ จำแนกเป็นหมวดหมู่ คำนวณหาค่าใหม่
เลือกสื่อใดสื่อหนึ่งหรือหลายอย่างผสมกันมาถ่ายทอดให้คนอื่นเข้าใจง่ายและรวดเร็ว เช่น แผนภูมิ การเขียนบรรยาย การแสดงเป็นตาราง กราฟเส้น แผนที่ แผนผัง วงจร สมการทางคณิตศาสตร์

1.7 การลงความคิดเห็นจากข้อมูล (Inferring)
เป็นการอธิบายข้อมูลที่อยู่อย่างมีเหตุผลโดยอาศัยความรู้และประสบการณ์เดิมให้มาสัมพันธ์กับข้อมูลที่ตนเองมีอยู่
การลงความเห็นจะต้องเป็นไปอย่างสมเหตุสมผลกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นหรือข้อมูลที่สังเกตได้
การที่จะตัดสินว่าการลงความคิดเห็นใดถูกต้องหรือสมเหตุสมผลมากที่สุดต้องมีการตรวจสอบหาหลักฐานหรือข้อมูลอื่นมาประกอบ

1.8 การพยากรณ์ (Predicting)
เป็นการณ์คาดคะเนเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอนาคต โดยอาศัยข้อมูลในปัจจุบันเป็นตัวบอกเหตุ ข้อมูลที่เป็นหลักการ กฎหรือทฤษฎีที่มีอยู่ได้ ข้อมูลเชิงปริมาณที่มีอยู่ พยากรณ์ผลที่จะเกิดขึ้นภายนอกขอบเขตข้อมูลเชิงปฏิบัติการที่มีอยู่

2. ทักษะขั้นบูรณาการ (The Integrated Process Skill) ประกอบด้วย

2.1 การตั้งสมมติฐาน (Formulating Hypothesis)
เป็นการหาคำตอบก่อนการทดลองโดยอาศัยการสังเกต ความรู้ และประสบการณ์เดิม ปัญหาหนึ่งอาจมีสมมติฐานได้มากกว่าหนึ่งสมมติฐานต้องทำ การทดสอบยืนยันในความเป็นจริงต่อไป สิ่งที่ควรคำนึงถึงในการตั้งสมมติฐานคือ การบอกความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นกับตัวแปรตาม ในการเขียนสมมติฐานมักจะใช้ข้อความดังนี้
“ถ้า...................................ดังนั้น..........................................”

2.2 การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ (Defining Operationally)
เป็นกำหนดความหมายและขอบเขตของคำหรือตัวแปรที่สังเกตและวัดได้ ซึ่งสามารถแยกคำนิยามเชิงปฏิบัติการออกจากคำนิยามทั่วไปได้ สามารถบ่งชี้ตัวแปรหรือคำที่ต้องการใช้ในการให้คำนิยามเชิงจากสมมติฐาน นิยามเชิงปฏิบัติการให้นิยามเฉพาะในลักษณะที่เป็นรูปธรรม โดยบรรยายให้เห็นการกระทำที่สังเกตและทดสอบสิ่งนั้นได้

2.3 การกำหนดและควบคุมตัวแปร (Controlling Variable)
หมายถึง การบ่งชี้ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรที่ต้องควบคุมในสมมติฐานหนึ่งๆ การควบคุมตัวแปรเป็นการควบคุมปัจจัยที่นอกเหนือจากตัวแปรต้นที่จะทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน ถ้าหากว่าไม่ควบคุมให้เหมือนกัน ตัวแปรมี 3 ชนิด ดังนี้
1. ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระ( Independent Variable) เป็น สิ่งที่มีอิทธิพลต่อผลที่ต้องการศึกษา หรือตัวแปรที่ต้อง การทดลองดูว่าจะก่อให้เกิดผลการศึกษาเช่นนั้นจริงหรือไม่
2. ตัวแปรตาม( Dependent Variable) เป็นตัวแปรที่เป็นผลเนื่องมาจากตัวแปรต้น
3. ตัวแปรควบคุม( Controlling Variable) เป็นตัวแปรอื่นๆที่ยังไม่สนใจศึกษาที่อาจมีผลต่อตัวแปรตามในขณะนั้น จึงจำเป็น ต้องควบคุมให้คงที่ไว้ก่อน

2.4 การทดลอง (Experimenting)
เป็นการสร้างเหตุการณ์หรือสถานการณ์ขึ้นมาอย่างหนึ่งเพื่อจะให้สังเกตผลที่เกิดขึ้นภายใต้การควบคุมและเงื่อนไขที่กำหนดขึ้น การทดลองสามารถทำซ้ำได้อีก การทดลองมีวัตถุประสงค์ที่จะทดสอบสมมติฐานโดยทำให้วัตถุหรือเหตุการณ์เกิดการเปลี่ยนแปลงแล้วนำผลที่ได้มาเปรียบเทียบ การทดลองจะต้องประกอบด้วยกิจกรรมภาคปฏิบัติการทดลอง การออกแบบตารางบันทึกผลการทดลอง และการสังเกต

2.5 การตีความหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป (Interpreting Data and Making Conclusion)
เป็นการนำเสนอข้อมูลจากการสังเกต การทดลอง การรวบรวมข้อมูลจากแหล่งอื่นมาทำการหาข้อสรุปตาม วิธีอนุมานขึ้นเป็นความรู้วิทยาศาสตร์ซึ่งอาจจะเป็นมโนคติ หลักการ กฎ หรือทฤษฎีแล้วแต่กรณี โดยแปลความหมายหรือบรรยายลักษณะและสมบัติของข้อมูลที่มีอยู่ได้ บอกความสัมพันธ์ของข้อมูลที่มีอยู่ได้

ไม่มีความคิดเห็น: