ความหมายของวิชาวิทยาศาสตร์
วิทยาศาสตร์(science)
หมายถึง
ความรู้เกี่ยวกับสิ่งต่างๆ
ในธรรมชาติ
และกระบวนการค้นคว้าหาความรู้ที่มีขั้นตอนมีระเบียบแบบแผน
ความหมายของคำว่า
วิทยาศาสตร์ จะมี 2 ส่วน
1.
วิทยาศาสตร์หมายถึงความรู้เกี่ยวกับสิ่งต่างๆ
ในธรรมชาติ ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่มนุษย์พยายามหาคำตอบเกี่ยวกับคำถามจากสิ่งแวดล้อม
ตัวอย่างเช่น
- สิ่งต่างๆ
เกิดขึ้นได้อย่างไร
- สิ่งต่างๆ
มีความสัมพันธ์กันหรือไม่
อย่างไร
- สิ่งต่างๆ
ที่ดำเนินอยู่ในปัจจุบันจะเป็นอย่างไรในอนาคต
- มนุษย์ใช้ประโยชน์จากสิ่งต่างๆ
ที่เกิดขึ้นนี้อย่างไรการการพยายามหาคำตอบจากสิ่งต่างๆ
ที่เกิดขึ้นเหล่านี้
นำไปสู่ข้อสรุปเป็นข้อเท็จจริง
ความคิดรวบยอด ทฤษฎี
หลักการ และกฎต่างๆ
ทางด้านวิทยาศาสตร์
2. วิทยาศาสตร์หมายถึง
กระบวนการค้นหาความรู้อย่างเป็นระบบและมีขั้นตอนที่สามารถตรวจสอบได้
จึงได้ความรู้ที่มีขั้นตอนและสามารถตรวจสอบได้
จึงได้ความรู้ที่มีระเบียบกฎเกณฑ์
องค์ประกอบของการศึกษาทางวิทยาศาสตร์
1. กระบวนการ
(process)
หมายถึงการกระทำคนซึ่งอาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์คือ
การสังเกต
การกำหนดปัญหา
และการตรวจสอบสมมุติฐาน
2. ความรู้
(knowledge)
ได้แก้ผลจากการกระทำของคน
ซึ่งประกอบด้วย
ข้อมูล ข้อเท็จจริง
ทฤษฎี และกฎ
++++++
กระบวนการหาความรู้ของนักวิทยาศาสตร์
กระบวนการหาความรู้ของนักวิทยาศาสตร์
ประกอบด้วย
3
ส่วนใหญ่ๆ
คือ
1. "ระเบียบวิธีการทางวิทยาศาสตร์
หรือวิธีการทางวิทยาศาสตร์
(Scientific method)"
หมายถึงวิธีการทำงานอย่างมีระบบ
ซึ่งเริ่มจาก
- 1 การสังเกต(ทำให้เกิดความสงสัยและเป็นปัญหาเกิดขึ้น)
- 2 กำหนดปัญหาให้ชัดเจน
- 3 ตั้งสมมุติฐาน
เป็นการคาดคะเนคำตอบของปัญหาอย่างมีเหตุผล
- 4. ออกแบบการทดลองและทำการทดลองตามสมมุติฐานที่ตั้งไว้
- 5 สรุปผลการทดลองหลังจากการวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ของผลการทดลองที่ได้อย่างมีเหตุผล
จะเห็นว่าวิธีการทางวิทยาศาสตร์มี
5 ขั้นตอนนะจ้ะ
สังเกต-- ระบุปัญหา---ตั้งสมมุติฐาน---ทดลอง--สรุปผล--
ในขั้นตอนเหล่านี้จะต้องมีการ
"ศึกษาค้นคว้าและรวบรวมข้อมูล"
อยู่เสมอๆ
2. "ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์"
เป็นส่วนที่สอง
หมายถึงความชำนาญและประสบการณ์ในการใช้ความคิดเพื่อแก้ปัญหา
ทักษะที่จะนำไปสู่การแก้ปัญหาและสรุปเป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วยทักษะพื้นฐานที่สำคัญดังนี้
- ทักษะการสังเกต
- ทักษะการวัด
- ทักษะการคำนวณ
- ทักษะการจำแนกและจัดหมวดหมู่
- ทักษะการหาความสัมพันธ์
- ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล
- ทักษะการจัดทำและสื่อความหมายข้อมูล
- ทักษะการทำนาย
นี่ล่ะคือคุณสมบัติที่สำคัญของผู้ที่จะเป็นนักวิทยาศาสตร์ล่ะ
ที่กล่าวมานั้นเป็นทักษะที่ใช้ให้การคิดเพื่อแก้ปัญหาสรุปผล
แต่ในขั้นการออกแบบการทดลอง
เพื่อทำการตรวจสอบสมมุติฐานยังต้องอาศัยทักษะกระบวนการขั้นผสม..ที่ซับซ้อนขึ้นอีก(เล็กน้อย)
ได้แก่
- ทักษะการตั้งสมมุติฐาน(ต้องตั้งเก่งด้วย)
- ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร
(เพื่อให้ผลทดลองออกมาน่าเชื่อถือ)
- ทักษะการกำหนดเชิงปฏิบัติการ
(คือการกำหนดขั้นตอนวิธีการทดลอง)
- ทักษะการทดลอง
(ใช้อุปกรณ์เป็นเปล่า..แถวนั้น)
- ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป(ต้องดูผลการทดลองแล้วแปลความหมายเป็นด้วย
ไม่ใช่เอาไปไบ้หวย
อิอิ)
3. ส่วนที่
3 (สุดท้าย)
ของกระบวนการหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์คือ
"เจตคติทางวิทยาศาสตร์"
หมายถึงคุณลักษณะของบุคคลที่มีแนวโน้มที่จะแสดงพฤติกรรมของตนออกมา
ซึ่งจะมีผลต่อความสำเร็จของงานทางวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมากเลย
พูดง่ายๆ
คือนิสัยส่วนตัวของคนนั่นล่ะ
ซึ่งลักษณะที่สำคัญได้แก่
- การเป็นคนช่างสังเกต(สำคัญมากข้อนี้
หมายถึงการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง
5 คือ ตา หู จมูก ลิ้น
และกาย อย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งหมด
ในการพิจารณาสิ่งต่างๆ
อย่างละเอียด
แต่ต้องระวังความปลอดภัยด้วยนะ)
- เป็นคนช่างสงสัย
- เป็นคนมีเหตุผล
- เป็นคนมีความพยายามและอดทน
(ลองไปอ่านประวัตินักวิทยาศาสตร์ดูในห้องความรู้จะเห็นว่าพวกเขาต้องพยายามกันมากกว่าจะค้นพบ)
- เป็นคนที่มีความพยายามและริเริ่ม
- เป็นคนทำงานอย่างมีระเบียบระบบเป็นขั้นตอนตามระเบียบวิธีการทางวิทยาศาสตร์
ประเภทของวิทยาศาสตร์
แบ่งเป็น
2 พวกคือ
- วิทยาศาสตร์บริสุทธิ์
หมายถึงความรู้ขั้นพื้นฐานที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์
ได้แก่
- ข้อเท็จจริง(เช่นไฟร้อนเป็นข้อเท็จจริงที่ใครๆก็รู้)
หลักการ
ก็คือหลักการ (อ้าว
พูดง่ายนะ อิอิ
หลักการผสมพันธ์สัตว์เป็นต้น)
ทฤษฎี
(คือสิ่งที่ได้จากการทดลองและสรุปผล)
กฎต่างๆ
เช่น กฎแรงโน้มถ่วง
- วิทยาศาสตร์ประยุกต์หรือเทคโนโลยี
คือการนำความรู้จากข้อ
1
มาประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อการดำรงชีวิต
เช่น การประดิษฐ์สิ่งต่างๆ
นักวิทยาศาสตร์(Scientist)
หมายถึงบุคคล
หรือกลุ่มบุคคล
ที่ทำการศึกษาวิทยาศาสตร์
แล้วนำความรู้ที่ได้มาตั้งเป็นกฎเกณฑ์หรือทฤษฏีเพื่อเป็นพื้นฐานในการศึกษาค้นคว้าต่อไป
นักวิทยาศาสตร์แบ่งออกเป็น
2 พวกคือ
- นักวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์
เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำหน้าที่ศึกษาหาความจริงในธรรมชาติให้ลึกซึ้งและกว้างมากขึ้น
แบ่งตามสาขาของวิทยาศาสตร์
เช่น นักเคมี
นักชีววิทยา
นักฟิสิกส์ เป็นต้น
- ตัวอย่างเช่น
ไอส์ไตน์ (ลองอ่านดูประวัติในห้องความรู้นะ)
เ
- นักวิทยาศาสตร์ประยุกต์
เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่นำความรู้จากนักวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์มาคิดสร้างสรรค์ต่อ
เช่น นักวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์
เภสัชกร เกษตรกร
วิศวกร เป็นต้น
- นักวิทยาศาสตร์บางท่านอาจเป็นทั้งนักวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์
และนักวิทยาศาสตร์ประยุกต์ในคนๆเดียวกัน
เช่น ไมเคิล ฟาราเดย์,
กาลิเลโอ (ลองอ่านดูประวัติในห้องความรู้
อีกแล้ว
)
ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้มาอย่างไร
ก็ได้มาจากกระบวนการหรือวิธีการทางวิทยาศาสตร์นั่นล่ะจำได้ไหม
เช่น การทดลองเรื่องไข้
เอ้ย..ไข่ลอย ไข่จม
ก่อนที่นักเรียนจะสรุปหลักการของไข่จมไข่ลอยได้นั้น
นักเรียนต้องอาศัยระเบียบวิธีการทางวิทยาศาสตร์ดังนี้
- สังเกต
(เช่น
สังเกตว่าตอนแรกไข่จม
พอใส่เกลือ..กลับลอยขึ้นมาได้
ไสยศาสตร์มีจริง
เอ้ย..ไม่ใช่)
- การตั้งปัญหา
- (บางคนจะสงสัยว่าถ้าใส่เกลือไม่เท่ากัน
ไข่จะลอยสูงต่างกันหรือไม่)
- การตั้งสมมุติฐาน
- (เป็นการคาดคะเนหาคำตอบหรือสิ่งที่เป็นไปได้ต่อไป
เช่น หนูแจ๋วบอกว่าถ้าใส่เกลือต่างกันไข่จะลอยสูงขึ้นต่างกัน
แต่หนูกะปอมบอกว่าใส่เกลือต่างกัน
ไข่อาจจะลอยสูงเท่ากัน
จะเห็นว่าสมมุติฐานยังไม่ใช่คำตอบที่ชัดเจน
แต่จะนำไปสู่การทดลองต่อไปอีก
- ออกแบบการทดลอง
การที่สองหนูจะตีกันตาย
ต้องมีการออกแบบการทดลองสนับสนุนสมมุติฐาน
เช่น
กำหนดให้ใส่เกลือลงในน้ำที่มีปริมาตร150
ลูกบาศก์เซนติเมตรเท่ากัน
โดยใส่เกลือเป็น 30 35 40 45
ช้อนเบอร์ 1 แล้วสังเกตความสูงของไข่ที่ลอยขึ้นทุกครั้ง
- สรุปผลการทดลอง
จากการทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณเกลือกับความสูงของไข่ที่ลอยขึ้นทำให้สรุปได้ว่า
ถ้าความเข้มของเกลือมากขึ้น
ไข่ไก่จะลอยสูงขึ้น(ใชโย..หนูแจ๋วตอบถูก)
ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มีอะไรบ้าง
1. ข้อเท็จจริง
(Fact)
คือสิ่งที่มนุษย์พบว่าเป็นความจริง(เล่นง่ายดีนะอาจารย์
^_^
)
แต่การบันทึกอาจคาดเคลื่อนได้
2. ข้อมูล (Data)
หมายถึงข้อเท็จจริงที่ได้จากการสังเกตหรือทดลอง
แล้วนำข้อมูลเสนอข้อมูลก็มี
2 แบบคือ ข้อมูลเชิงปริมาณ(มักใช้กราฟหรือตารางข้อมูลบอก)
และข้อมูลเชิงคุณภาพ
เป็นการบรรยายลักษณะและพฤติกรรมที่ปรากฏให้เราเห็นขณะทดลอง
3. กฎ (Law)
หมายถึงสมมุติฐานที่ได้รับการยอมรับว่าถูกต้อง
มักเน้นความสัมพันะระหว่างเหตุและผล
4. ทฤษฎี
(Theory)
หมายถึงสมมุติฐานที่ผ่านการตรวจสอบหลายๆครั้ง
จนเป็นที่ยอมรับกัน(อาจเปลี่ยนได้ถ้ามีข้อมูลที่ดีกว่าเก่ามาแก้)
มี
กลับโรงเรียน