จากการศึกษาค้นคว้าหาความรู้และสร้างผลิตผลทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ทำให้เราได้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มากมาย วิธีการที่จะได้มาซึ่งความรู้ทางวิทยาศาสตร์ จำเป็นจะต้องอาศัยลักษณะนิสัยบางประการของนักวิทยาศาสตร์มาศึกษาและฝึกฝนเพื่อจะได้นำไปดำเนินชีวิตต่อไป เช่น การเป็นคนช่างสังเกต ช่างคิดช่างสงสัย มีเหตุผล มีความพยายามและอดทน มีความคิดริเริ่ม ตลอดจนเป็นผู้ที่ทำงานอย่างเป็นระบบ มีขั้นตอนและแบบแผนการเป็นคนช่างสังเกต
การสังเกต ( Observation ) เป็นการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 คือ ตา หู จมูก ลิ้น กายสัมผัสเข้าไปสำรวจวัตถุหรือปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เรากำลังศึกษาอยู่ การสังเกตเป็นคุณสมบัติพื้นฐานสำคัญของ
นักวิทยาศาสตร์ เป็นกระบวนการที่จะขาดไม่ได้สำหรับนำไปสู่การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ เพราะการสังเกตทำให้เกิดการอยากรู้อยากเห็น ดังนั้นจึงมีคำกล่าวอยู่เสมอว่า " วิทยาศาสตร์เริ่มต้นจากการสังเกต " แต่การสังเกตนั้นอย่านำความคิดเห็นส่วนตัวเข้าไปปนกับข้อเท็จจริงที่ได้จากการสังเกตเป็นเด็ดขาด เพราะสิ่งที่เราสังเกตกับความคิดเห็นของเราต่อสิ่ง นั้น ๆ มันต่างกัน เช่น ถ้าเรานำใบมะม่วงมาสังเกต เราจะได้ข้อเท็จจริงหลายประการ
การเป็นคนช่างคิดช่างสงสัย
อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิ่ง ( Alexander Plaming ) ได้สังเกตว่า แบคทีเรียในการเพาะเชื้อไม่เจริญงอกงาม ถ้าเรามีราเพนิซิลี่ยม อยู่ด้วย ทำให้เขาสงสัยว่าทำไม่จึงเป็นเช่นนั้น ข้อสงสัยดังกล่าวเป็นการนำไปสู่การค้นคว้าข้อเท็จจริงจนกระทั่งพบว่า ราเพนิซิเลี่ยมหลั่งสารปฏิชีวินะออกมายับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย และนำผลผลิตเป็นยาปฏิชีวนะ เพนิซิลิน ได้ผลสำเร็จเป็นครั้งแรก จะเห็นได้ว่าปัญหานั้นเกิดจากการสังเกตแล้วพยายามค้นหา คำตอบทำให้มีโอกาสได้พบความรู้ใหม่ ๆ
การเป็นคนมีเหตุมีผล
นักวิทยาศาสตร์จะต้องไม่เชื่อฟังสิ่งใดง่าย ๆ สิ่งใดหรือปรากฏการณ์ใดที่เกิดขึ้นย่อมต้องมีสาเหตุเสมอ เมื่อสังเกตุสิ่งใดสิ่งหนึ่งแล้วต้องนำข้อมูลเหล่านั้นมาพิจารณาอย่างมีเหตุผล เพื่อตอบปัญหาหรือ
ข้อสงสัยแล้วค่อยสรุป ถ้าทำเช่นนี้แล้วเราก็จะสามารถนำไปแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้การเป็นคนมีความพยายามและอดทน มารี กูรี ได้ใช้เวลาในการศึกษาค้นคว้าการแยกธาตุเรเดียน ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีได้สำเร็จ และได้ใช้เวลานานถึง 4 ปี เพื่อนำมารักษาโรคมะเร็ง โธมัส แอลวา เอดิสัน นักประดิษฐ์ผู้ยิ่งใหญ่ของโลก กว่าจะประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าได้ เขาต้องนำวัสดุเกือบทุกอย่างที่ได้พบเห็นมาทดลองทำไส้หลอดไฟฟ้ากว่าจะสำเร็จใช้งานได้ ใช้เวลานานถึงปีกว่า และเขาก็มีผลงานที่ขอสิทธิบัติไว้รวมแล้ว 1328 รายการ ดังนั้นจะเห็นได้ว่านักวิทยาศาสตร์ต้องเป็นคนที่มีความตั้งใจและสนใจค้นคว้างานด้วยความอดทนและพยายามจึงจะพบประสบผลสำเร็จ
การเป็นคนมีความคิดริเริ่ม
ความคิดริเริ่ม เป็นความคิดที่กล้าทำให้สิ่งแปลกใหม่ที่คนอื่นไม่กล้าทำ หรือทำให้แปลกไปจากเดิมที่มีอยู่แล้ว แต่จะต้องไม่ใช่การเลียนแบบ จึงทำให้ค้นพบสิ่งใหม่ ๆ อยู่เสมอ เช่น
- เซอร์ ยอร์จ เคย์ลีย์ ได้นำภาพมาประยุกต์ ดัดแปลงสร้างเป็นเครื่องร่อนและถูกปรับปรุงเปลี่ยนแปลงให้ดีขึ้นเรื่อย ๆ โดย วิลเบอร์และออร์วิล ไรด์ จนเป็นเครื่องบินธรรมดาและพัฒนาจนมีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นเครื่องบินไอพ่นในปัจจุบัน
การเป็นคนทำงานอย่างเป็นระบบ
เครื่องมือที่สำคัญที่ช่วยในการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ จนประสบผลสำเร็จคือ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ( Scientific process ) เพื่อใช้แสวงหาความรู้หรือข้อเท็จจริงในธรรมชาติ โดยมีขั้นตอนต่าง ๆ ที่ประกอบด้วย
1. ระเบียบวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ( Statement Method )
1.1 การกำหนดปัญหา (Statement Method) ปัญหาเกิดขึ้นได้จากการสังเกต ( Observation ) สิ่งต่างๆหรือการแสวงหาความจริงในสิ่งต่างๆในธรรมชาติออกมาเป็นข้อมูล( Data )
หรือข้อเท็จจริง ( Fact ) เพื่อนำไปตั้งปัญหาค้นคว้าหาคำตอบที่จะนำมาซึ่งความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ปัญหาที่ดีต้องเป็นปัญหาที่เป็นไปได้ มีคุณค่าต่อการค้นคว้าหาคำตอบ และสามารถวางแผนพิสูจน์หาคำตอบได้โดยการทดลองในห้องปฏิบัติการ หรือยึดข้อเท็จจริงต่างๆรวบรวมไว้เป็นหลัก
1.2 ขั้นตั้งสมมติฐาน ( Creative Hypothesis ) สมมติฐาน( Hypothesis )คือคำตอบที่อาจเป็นไปได้ เป็นคำตอบชั่วคราว หรือคำตอบที่คาดคะเนที่ต้องการพิสูจน์ หาเหตุผลมาประกอบ หรือต้องตรวจสอบหลายๆครั้งสมมติฐานมาจากไหน เกิดขึ้นหลังจากที่กำหนดปัญหาชัดเจนแล้ว สมมติฐานจะต้องยึดปัญหาเป็นหลักเสมอ และควรตั้งหลายๆสมมติฐาน เพื่อจะได้มองเห็น
แนวทางของคำตอบ แต่ไม่ควรยึดสมมติฐานใดสมมติฐานหนึ่งเป็นคำตอบ ก่อนที่จะพิสูจน์ หรือตรวจสอบหลายๆครั้งเสียก่อนสมมติฐานที่ดีควรมีลักษณะดังนี้
-เข้าใจง่าย ชัดเจนดี
- ต้องสอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่รวบรวมไว้ และสัมพันธ์กับปัญหาที่ตั้งไว้
- ควรแนะลู่ทางที่จะตรวจสอบได้ด้วย
- ควรเป็นสมมติฐานที่ตรวจสอบได้ด้วยการทดลอง
1.3 ขั้นตรวจสอบสมมติฐาน ทำได้หลายวิธีคือ
- การสำรวจ ( Survey )
- การทดลอง ( Experiment ) เป็นวิธีที่ใช้มากที่สุดในทางวิทยาศาสตร์ การทดลองเป็นวิธีการ ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้กันมาก การทดลองที่เชื่อถือได้โดยไม่ให้มีข้อโต้แย้ง จะต้องเป็นการทดลองเป็นวิธีการ ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้กันมาก การทดลองที่เชื่อถือได้โดยไม่ให้มีข้อโต้แย้ง จะต้องเป็นการทดลองการควบคุม ( Controlled Experiment) ซึ่งหมายถึงการทดลองที่ต้องมีการควบคุม ตัวแปร หรือปัจจัยต่างๆ ยกเว้น ปัจจัยที่ต้องที่ต้องการทดสอบเท่านั้น ซึ่งในการทดลองจะต้องแบ่งกลุ่มการทดลองออกเป็น 2 กลุ่ม คือ
1. กลุ่มทดลอง ( Experimental group )
2. กลุ่มควบคุม ( Controlled group )
ในการทดลองจะต้องควบคุมปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อการทดลอง ปัจจัยที่มีผลต่อการทดลองเรียกว่า ตัวแปร ( Variable ) แบ่งออกเป็น 3 ชนิดคือ
- ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระ ( Independent Variable )คือตัวแปรที่เราต้องการตรวจสอบหรือดูผลการทดลอง
- ตัวแปรตาม( Dependent Variable ) ผลที่เกิดขึ้นจากการที่ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระเปลี่ยนแปลงไป
- ตัวแปรควบคุม( Controlled Variable )คือตัวแปรที่เราต้องควบให้คงที่ในขณะที่ทดลอง แต่เราไม่ต้องการดูผลของมัน และจะต้องควบคุมกลุ่มควบคุม
1.4 การแปลผล ( Interpretation ) และการสรุปผล ( Conclusion ) การแปลผล ( Interpretation ) คือการบรรยายลักษณะ และสมบัติของข้อมูล โดยต้องอาศัยทักษะต่างๆ เช่น ทักษะการสังเกต ทักษะการคำนวณ ทักษะการทดลอง การสรุปผลหรือลงข้อสรุป เป็นขั้นที่ต้องนำข้อมูลหรือผลมาแสดงว่าเป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้หรือไม่แล้วแปลผลออกเป็นคำตอบ
ของปัญหาที่ตั้งไว้โดยอาศันทักษะการจัดทำข้อมูล ทักษะการสื่อความหมายของข้อมูล ทักษะพยากรณ์ และทักษะการตีความหมาย
2. ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ ความชำนาญในการใช้ความคิด ไปสู้การค้นคว้าหาความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ และความรู้ในสาขาวิชาอื่น ๆ โดยทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
2.1 ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน ได้แก่
- ทักษะการสังเกต
- ทักษะการวัด
- ทักษะในการใช้เลขจำนวนหรือการคำนวณ
- ทักษะการแยกประเภท
- ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล
- ทักษะการจัดทำและสื่อความหมายจากข้อมูล
- ทักษะการทำนาย
- ทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา
2.2 ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นผสม ได้แก่
- ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร
- ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ
- ทักษะการตั้งสมมติฐาน
- ทักษะการทดลอง
- ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป
3. เจตคติทางวิทยาศาสตร์ คือความรู้สึกของบุคคลที่แสดงออกมาทางพฤติกรรมที่ช่วยให้มีการค้นคว้าหาความรู้เพิ่มขึ้น สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ และอยู่ร่วมกับผู้อื่นอย่างเป็นสุข ได้แก่
มีใจกว้าง มีเหตุผล มีความพยายามและอดทน มีความกระตือรือร้นในการค้นหาความรู้ ไม่ด่วนสรุปสิ่งใดง่ายๆโดยปราศจากหลักฐาน
