การเข้าเรียนครั้งที่ 7
วันที่ 24 กรกฏาคม 2556
สิ่งที่ได้เรียนรู้
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
วิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ที่ใช้หาความรู้ทางวิทยาศาสตร์(พิพัฒธ์ เดชะคุปต์,2540 : 220-221) ดังนั้น การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง ในปัจจุบันมิได้มุ่งเฉพาะเนื้อหาความรู้ที่ได้จากการค้นคว้า และเรียบเรียงไว้อย่างเป็นระเบียบ แต่หมายถึง กระบวนการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการสอนวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง ควรให้ผู้เรียนได้ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ค้นคว้าหาความรู้ด้วยตนเอง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการเรียนวิทยาศาสตร์ ดังที่ คลอฟเฟอร์ (Klopfer in Bloom 1971:566-580) ได้กำหนดพฤติกรรมของนักเรียน ซึ่งบรรลุวัตถุประสงค์การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ไว้ 5 ประการ ดังนี้ คือ
- มีความรู้ความเข้าใจ
- ใช้กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์
- มีการนำความรู้ และวิธีการทางวิทยาศาสตร์ไปใช้
- มีเจตคติ และความเข้าใจ
- มีทักษะในการปฏิบัติ
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ( Process of Science ) คือ พฤติกรรมที่ผู้เรียนแสวงหาความรู้ และแก้ปัญหาโดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นเครื่องมือซึ่งการดำเนินการต้องอาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ (Science Process Skill) และเจตคติทางวิทยาศาสตร์หรือจิตวิทยาศาสตร์ (Scientific Attitude) (พิพัฒธ์ เดชะคุปต์,2540 : 220-221)
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ( Scientific Method ) เป็นวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้แสวงหาความรู้ แก้ปัญหา โดยมีขั้นตอน ดังนี้(พิพัฒธ์ เดชะคุปต์,2540 : 221)
- ระบุปัญหา
- ตั้งสมมุติฐาน
- ทำการทดลอง
- สังเกตขณะทดลอง
- รวบรวม และวิเคราะห์ข้อมูล
- ตรวจสอบข้อมูล
- สรุปผลการทดลอง
การดำเนินการแก้ปัญหา โดยวิธีการทางวิทยาศาสตร์จะสัมฤทธิ์ผลมากน้อยเพียงใดนั้น ขึ้นอยู่กับ ผู้ดำเนินการจะมีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มากน้อยเพียงใด ซึ่งทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เปรียบเสมือนเครื่องมือที่จำเป็นในการแสวงหาความรู้ และแก้ปัญหา
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
การจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบวิทยาศาสตร์นั้น ผู้สอนจำเป็นจะต้องให้ผู้เรียนฝึกทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นทักษะพื้นฐานให้เกิดกับผู้เรียน 13 ทักษะ มีรายละเอียดดังนี้
(ดร.สุวิทย์ มูลคำ. 2547:38-41)
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย 13 ทักษะ ดังนี้
1. ทักษะขั้นมูลฐาน 8 ทักษะ ได้แก่
1.1 ทักษะการสังเกต ( Observing )
1.2 ทักษะการวัด ( Measuring )
1.3 ทักษะการจำแนกหรือทักษะการจัดประเภทสิ่งของ ( Classifying )
1.4 ทักษะการใช้ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลา
( Using Space/Relationship )
1.5 ทักษะการคำนวณและการใช้จำนวน ( Using Numbers )
1.6 ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล ( Comunication )
1.7 ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล ( Inferring )
1.8 ทักษะการพยากรณ์ ( Predicting )
2. ทักษะขั้นสูงหรือทักษะขั้นผสม 5 ทักษะ ได้แก่
2.1 ทักษะการตั้งสมมุติฐาน ( Formulating Hypthesis )
2.2 ทักษะการควบคุมตัวแปร ( Controlling Variables )
2.3 ทักษะการตีความและลงข้อสรุป ( Interpreting data )
2.4 ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ( Defining Operationally )
2.5 ทักษะการทดลอง ( Experimenting )
รายละเอียดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ทั้ง 13 ทักษะ มีรายละเอียดโดยสรุปดังนี้
ทักษะการสังเกต ( Observing ) หมายถึงการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 ในการ
สังเกต ไก้แก่ ใช้ตาดูรูปร่าง ใช้หูฟังเสียง ใช้ลิ้นชิมรส ใช้จมูกดมกลิ่น และใช้ผิวกายสัมผัสความร้อนเย็น หรือใช้มือจับต้องความอ่อนแข็ง เป็นต้น การใช้ประสาทสัมผัสเหล่านี้จะใช้ทีละอย่างหรือหลายอย่างพร้อมกัน เพื่อรวบรวมข้อมูลก็ได้โดยไม่เพิ่มความคิดเห็นของผู้สังเกตลงไป
ทักษะการวัด ( Measuring ) หมายถึง การเลือกและการใช้เครื่องมือวัดปริมาณของสิ่งของออกมาเป็นตัวเลขที่แน่นอนได้อย่างเหมาะสม และถูกต้องโดยมีหน่วยกำกับเสมอในการวัดเพื่อหาปริมาณของสิ่งที่วัดต้องฝึกให้ผู้เรียนหาคำตอบ 4 ค่า คือ จะวัดอะไร วัดทำไม ใช้เครื่องมืออะไรวัดและจะวัดได้อย่างไร
ทักษะการจำแนกหรือทักษะการจัดประเภทสิ่งของ ( Classifying ) หมายถึง การแบ่งพวกหรือการเรียงลำดับวัตถุ หรือสิ่งที่อยู่ในปรากฏการณ์โดยการหาเกณฑ์หรือสร้างเกณฑ์ในการจำแนกประเภท ซึ่งอาจใช้เกณฑ์ความเหมือนกัน ความแตกต่างกัน หรือความสัมพันธ์กันอย่างใดอย่างหนึ่งก็ได้ ซึ่งแล้วแต่ผู้เรียนจะเลือกใช้เกณฑ์ใด นอกจากนี้ควรสร้างความคิดรวบยอดให้เกิดขึ้นด้วยว่าของกลุ่มเดียวกันนั้น อาจแบ่งออกได้หลายประเภท ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่เลือกใช้ และวัตถุชิ้นหนึ่งในเวลาเดียวกันจะต้องอยู่เพียงประเภทเดียวเท่านั้น
ทักษะการใช้ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลา(Using Space/Relationship)
หมายถึง การหาความสัมพันธ์ระหว่างมิติต่างๆ ที่เกี่ยวกับสถานที่ รูปทรง ทิศทาง ระยะทาง พื้นที่ เวลา ฯลฯ เช่น
การหาความสัมพันธ์ระหว่าง สเปสกับสเปส คือ การหารูปร่างของวัตถุ โดยสังเกตจากเงาของวัตถุ เมื่อให้แสงตกกระทบวัตถุในมุมต่างๆกัน ฯลฯ
การหาความสัมพันธ์ระหว่าง เวลากับเวลา เช่น การหาความสัมพันธ์ระหว่างจังหวะการแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกากับจังหวะการเต้นของชีพจร ฯลฯ
การหาความสัมพันธ์ระหว่าง สเปสกับเวลา เช่น การหาตำแหน่งขอวัตถุที่เคลื่อนที่ไปเมื่อเวลาเปลี่ยนไป ฯลฯ
ทักษะการคำนวณและการใช้จำนวน ( Using Numbers ) หมายถึง การนำเอาจำนวนที่ได้จากการวัด การสังเกต และการทดลองมาจัดกระทำให้เกิดค่าใหม่ เช่น การบวก ลบ คูณ หาร การหาค่าเฉลี่ย การหาค่าต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ เพื่อนำค่าที่ได้จากการคำนวณ ไปใช้ประโยชน์ในการแปลความหมาย และการลงข้อสรุป ซึ่งในทางวิทยาศาสตร์เราต้องใช้ตัวเลขอยู่ตลอดเวลา เช่น การอ่าน เทอร์โมมิเตอร์ การตวงสารต่าง ๆเป็นต้น
ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล ( Communication )
หมายถึงการนำเอาข้อมูล ซึ่งได้มาจากการสังเกต การทดลอง ฯลฯ มาจัดกระทำเสียใหม่ เช่น นำมาจัดเรียงลำดับ หาค่าความถี่ แยกประเภท คำนวณหาค่าใหม่ นำมาจัดเสนอในรูปแบบใหม่ ตัวอย่างเช่น กราฟ ตาราง แผนภูมิ แผนภาพ วงจร ฯลฯ การนำข้อมูลอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายๆอย่างเช่นนี้เรียกว่า การสื่อความหมายข้อมูล
ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล( Inferring ) หมายถึง การเพิ่มเติมความคิดเห็นให้กับข้อมูลที่มีอยู่อย่างมีเหตุผลโดยอาศัยความรู้หรือประสบการณ์เดิมมาช่วย ข้อมูลอาจจะได้จากการสังเกต การวัด การทดลอง การลงความเห็นจากข้อมูลเดียวกันอาจลงความเห็นได้หลายอย่าง
ทักษะการพยากรณ์ ( Predicting ) หมายถึงการคาดคะเนหาคำตอบล่วงหน้าก่อนการทดลองโดยอาศัยข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การวัด รวมไปถึงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่ได้ศึกษามาแล้ว หรืออาศัยประสบการณ์ที่เกิดซ้ำ
ทักษะการตั้งสมมุติฐาน( Formulating Hypothesis ) หมายถึง การคิดหาค่าคำตอบล่วงหน้าก่อนจะทำการทดลอง โดยอาศัยการสังเกต ความรู้ ประสบการณ์เดิมเป็นพื้นฐาน คำตอบที่คิดล่วงหน้ายังไม่เป็นหลักการ กฎ หรือทฤษฎีมาก่อน คำตอบที่คิดไว้ล่วงหน้านี้ มักกล่าวไว้เป็นข้อความที่บอกความสัมพันธ์ ระหว่างตัวแปรต้นกับตัวแปรตามเช่น ถ้าแมลงวันไปไข่บนก้อนเนื้อ หรือขยะเปียกแล้วจะทำให้เกิดตัวหนอน
ทักษะการควบคุมตัวแปร ( Controlling Variables ) หมายถึงการควบคุมสิ่งอื่นๆ นอกเหนือจากตัวแปรอิสระ ที่จะทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน ถ้าหากว่าไม่ควบคุมให้เหมือนๆกัน และเป็นการป้องกันเพื่อมิให้มีข้อโต้แย้ง ข้อผิดพลาดหรือตัดความไม่น่าเชื่อถือออกไป
ตัวแปรแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
- ตัวแปรอิสระหรือตัวแปรต้น
- ตัวแปรตาม
- ตัวแปรที่ต้องควบคุม
ทักษะการตีความและลงข้อสรุป ( Interpreting data )
ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของลักษณะตาราง รูปภาพกราฟ ฯลฯ การนำข้อมูลไปใช้จึงจำเป็นต้องตีความให้สะดวกที่จะสื่อความหมายได้ถูกต้องและเข้าใจตรงกัน
การตีความหมายข้อมูล คือ การบรรยายลักษณะและคุณสมบัติ
การลงข้อสรุป คือ การบอกความสัมพันธ์ของข้อมูลที่มีอยู่ เช่น ถ้า ความดันน้อย น้ำจะเดือด ที่อุณหภูมิต่ำหรือน้ำจะเดือดเร็ว ถ้าความดันมากน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิสูงหรือน้ำจะเดือดช้าลง
ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ (Defining Operationally )หมายถึง การกำหนดความหมาย และขอบเขตของคำต่าง ๆที่มีอยู่ในสมมุติฐานที่จะทดลองให้มีความรัดกุม เป็นที่เข้าใจตรงกันและสามารถสังเกตและวัดได้ เช่น “ การเจริญเติบโต ” หมายความว่าอย่างไร ต้องกำหนดนิยามให้ชัดเจน เช่น การเจริญเติบโดหมายถึง มีความสูงเพิ่มขึ้น เป็นต้น
ทักษะการทดลอง ( Experimenting ) หมายถึง กระบวนการปฏิบัติการโดยใช้ทักษะต่างๆ เช่น การสังเกต การวัด การพยากรณ์ การตั้งสมมุติฐาน ฯลฯ มาใช้ร่วมกันเพื่อหาคำตอบ หรือทดลองสมมุติฐานที่ตั้งไว้ ซึ่งประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอน
- การออกแบบการทดลอง
- การปฏิบัติการทดลอง
- การบันทึกผลการทดลอง
การใช้กระบวนการวิทยาศาสตร์ แสวงหาความรู้ หรือแก้ปัญหาอย่างส่ำเสมอ ช่วยพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ เกิดผลผลิตหรือผลิตภัณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ เกิดผลผลิตหรือผลิตภัณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ ที่แปลกใหม่ และมีคุณค่าต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์มากขึ้น
คุณภาพของผู้เรียนวิชาวิทยาศาสตร์ที่จบหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน
( กระทรวงศึกษาธิการ. 2545 : 4 )
- เข้าใจเกี่ยวกับสิ่งที่มีชีวิตกับกระบวนการดำรงชีวิต และความหลากหลายทาง
ชีวภาพ และความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิติกับสิ่งแวดล้อม
2.เข้าใจสมบัติของสาร และการเปลี่ยนแปลงของสาร แรง และการเคลื่อนที่พลังงาน
3.เข้าใจโครงสร้าง และองค์ประกอบของโลก ความสำคัญของทรัพยากรทางธรณี
ดาราศาสตร์ และอวกาศ
4.ใช้กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ กระบวนการแก้ปัญหาในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
ด้วยการลงมือปฏิบัติจริง ศึกษาค้นคว้า สืบค้นจากแหล่งเรียนรู้หลากหลาย และจากเครือข่ายอินเตอร์เน็ต และสื่อสารความรู้ในรูปแบบต่างๆให้ผู้อื่นรับรู้
5.เชื่อมโยงความรู้กับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ นำไปใช้ในชีวิตประจำวัน และศึกษาหาความรู้เพิ่มเติม ทำโครงงานวิทยาศาสตร์ หรือชิ้นงาน
6.มีเจตคติทางวิทยาศาสตร์ หรือจิตวิทยาศาสตร์ ดังนี้
- ความสนใจใฝ่รู้
- ความมุ่งมั่นอดทนรอบคอบ
- ความซื่อสัตย์ประหยัด
- การร่วมแสดงความคิดเห็น และการยอมรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น
- ความมีเหตุผล
- การทำงานร่วมกับผู้อื่นได้อย่างสร้างสรรค์
7.มีเจตคติ คุณธรรม ค่านิยมที่ดีต่อวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อม
- มีความพอใจ ซาบซึ้ง ความสุขในการสืบเสาะหาความรู้และรักที่จะเรียนรู้ต่อเนื่องตลอดชีวิต
- ตระหนักในความสำคัญ และประโยชน์ของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีมีผลต่อชีวิตและสิ่งแวดล้อม
- แสดงความชื่นชม ยกย่องและเคารพในสิทธิและผลงานที่ผู้อื่น และตนคิดค้นขึ้น
- แสดงความซาบซึ้งในความงาม และตระหนักถึงความสำคัญของทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่ง แวดล้อม เข้าร่วมกิจกรรมเกี่ยวกับการอนุรักษ์พัฒนาทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมใน โรงเรียนและท้องถิ่น
- ตระหนักและยอมรับความสำคัญของการใช้เทคโนโลยีในการเรียนรู้และการทำงานต่าง ๆ
บทสรุป หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2544 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ประกอบด้วย 8 สาระ คือ สาระที่ 1 สิ่งที่มีชีวิตกระบวนการดำรงชีวิติ สาระที่ 2 ชีวิตกับสิ่งแวดล้อม, สาระที่ 3 สาร และสมบัติขอสาร , สาระที่ 4 แรงและการเคลื่อนที่ , สาระที่ 5 พลังงาน , สาระที่ 6 กระบวนการเปลี่ยนแปลงของโลก , สาระที่ 7 ดาราศาสตร์ และอวกาศ , สาระที่ 8 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ครูวิทยาศาสตร์จำเป็นจะต้อง วางแผนการจัดการเรียนรู้ โดยยึดมาตรฐานการเรียนรู้ช่วงชั้นที่ 2 ( ป.4 - ป.6 ) และผลการเรียนรู้ที่คาดหวังรายปี จะช่วยให้การจัดการเรียนการสอนมีประสิทธิภาพ นักเรียนมีคุณภาพตามที่หลักสูตรกำหนด
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (Process of Science) คือ พฤติกรรมที่ผู้เรียนแสวงหาความรู้ และแก้ปัญหาโดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นเครื่องมือ
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ( Scientific Method ) เป็นวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้แสวงหาความรู้แก้ปัญหา มี 7 ขั้นตอน คือ 1.ระบุปัญหา, 2. ตั้งสมมติฐาน,3. ทำการทดลอง,4. สังเกตขณะทดลอง, 5. รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล, 6. ตรวจสอบข้อมูล, 7. สรุปผลการทดลอง
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มี 13 ทักษะ คือ 1.การสังเกต, 2.การวัด, 3.การจำแนกหรือจัดประเภทสิ่งของ, 4.การใช้ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลา, 5.การคำนวณ และการใช้จำนวน, 6.การจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล, 7.การลงความเห็นจากข้อมูล, 8.การพยากรณ์, 9.การตั้งสมมติฐาน, 10.การควบคุมตัวแปร, 11.การตีความและลงข้อสรุป, 12.การกำหนดนิยาม
เชิงปฏิบัติการ, 13.การทดลอง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น