ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นทักษะการคิดของนักวิทยาศาสตร์ที่นำมาใช้ในการศึกษาค้นคว้า
สืบเสาะหาความรู้ และแก้ปัญหาต่างๆ
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้แบ่งออกเป็น 13 ทักษะ
1. การสังเกต ( observation ) หมายถึง การใช้ประสาทสัมผัสอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน ได้แก่ ตา หู
จมูก ลิ้น และผิวกาย
เข้าไปสัมผัสโดยตรงกับวัตถุหรือเหตุการณ์เพื่อค้นหาข้อมูล
ซึ่งเป็นรายละเอียดของสิ่งนั้น โดยไม่ใส่ความเห็นของผู้สังเกตลงไปด้วย ข้อมูลที่ได้จากการสังเกต ประกอบด้วย
1. ข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่าง ลักษณะและสมบัติ
2. ข้อมูลเชิงปริมาณ
3. ข้อมูลที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตเห็นจากวัตถุหรือเหตุการณ์นั้น
ผู้ที่มีทักษะการสังเกต ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. การชี้บ่งและการบรรยายสมบัติของวัตถุได้ โดยการใช้ประสาทสัมผัสอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่าง
2. บรรยายสมบัติเชิงปริมาณของวัตถุได้ โดยการกะประมาณ
3. บรรยายการเปลี่ยนแปลงของสิ่งที่สังเกตได้
2. การวัด ( measurement ) หมายถึง ความสามารถในการเลือกใช้เครื่องมือในการวัดอย่างเหมาะสม
และใช้เครื่องมือนั้นหาปริมาณของสิ่งต่างๆ ออกมาเป็นตัวเลขได้ถูกต้องและรวดเร็วโดยมีหน่วยกำกับ ตลอดจนสามารถอ่านคำที่วัดได้ถูกต้องและใกล้เคียงกับความเป็นจริง
ผู้ที่มีทักษะการวัด ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. เลือกเครื่องมือที่เหมาะสมในการวัดปริมาณต่าง ๆ ของสิ่งที่ศึกษา
2. ใช้เครื่องมือวัดปริมาณต่างๆ ได้อย่างถูกต้อง แม่นยำ
รวดเร็ว
3. คิดวิธีการที่จะหาค่าปริมาณต่างๆ ได้
ในกรณีที่ไม่อาจใช้เครื่องมือวัดปริมาณนั้นได้โดยตรง
4. เลือกหน่วยที่มีค่ามาก ๆ หรือน้อยๆ นิยมใช้คำอุปสรรคแทนพนุคูณปริมาณนั้น ๆ
5. บอกความหมายของปริมาณซึ่งได้จากการวัดได้อย่างเหมาะสม กล่าวคือ ปริมาณที่ได้จากการวัด ละเอียดถึงทศนิยมหนึ่งตำแหน่งของหน่วยย่อยที่สุดเท่านั้น
6. บอกความหมายของเลขนัยสำคัญได้
3. การจำแนกประเภท ( classification ) หมายถึง การจัดแบ่งหรือเรียงลำดับวัตถุหรือสิ่งที่อยู่ในปรากฏการณ์ต่างๆ
ออกเป็นพวกๆ โดยมีเกณฑ์ในการจัดแบ่ง เกณฑ์ดังกล่าวอาจใช้ความเหมือน ความแตกต่าง หรือความสัมพันธ์อย่างใดอย่างหนึ่งก็ได้
ผู้ที่มีทักษะการจำแนกประเภท ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ ประกอบด้วย
1. เรียงลำดับหรือแบ่งพวกสิ่งต่าง ๆ จากเกณฑ์ที่ผู้อื่นกำหนดให้ได้
2. เรียงลำดับหรือแบ่งพวกสิ่งต่าง ๆ โดยใช้เกณฑ์ของตนเองได้
3. บอกเกณฑ์ที่ผู้อื่นใช้เรียงลำดับหรือแบ่งพวกได้
4. การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปชกับสเปชและสเปชกับเวลา ( space/spacerelationships and space/time relationships )
สเปชของวัตถุ หมายถึง ที่ว่างที่วัตถุนั้นครองที่ ซึ่งจะมีรูปร่างลักษณะเช่นเดียวกับวัตถุนั้น โดยทั่วไปแล้วสเปชของวัตถุจะมี 3 มิติ คือ
ความกว้าง ความยาว และความสูง
ความสัมพันธ์ระหว่างสเปชกับสเปชของวัตถุ ได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่าง 3 มิติ กับ 2 มิติ
ความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุหนึ่งกับอีกวัตถุหนึ่ง
ผู้ที่มีทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปชกับสเปชของวัตถุ ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. การชี้บ่งรูป 2 มิติ และวัตถุ 3
มิติที่กำหนดได้
2. สามารถวาดภาพ 2 มิติ จากวัตถุ หรือภาพ 3 มิติที่กำหนดได้
3. บอกชื่อของรูป และรูปทรงเรขาคณิตได้
4. บอกความสัมพันธ์ระหว่าง 2 มิติ กับ 3 มิติได้
4.1 ระบุรูป
3 มิติ ที่เห็นเนื่องจากการหมุนรูป 2 มิติ
4.2 เมื่อเห็นเงา ( 2 มิติ ) ของวัตถุสามารถบอกรูปทรงของวัตถุต้นกำเนิดเงา
4.3 เมื่อเห็นวัตถุ ( 3 มิติ ) สามารถบอกเงา ( 2 มิติ ) ที่จะเกิดขึ้นได้
4.4 บอกรูปของรอยตัด ( 2 มิติ ) ที่เกิดจากการตัดวัตถุ ( 3 มิติ ) ออกเป็น
2 ส่วน
ความสัมพันธ์ระหว่างสเปชกับเวลา ได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุกับเวลา
หรือความสัมพันธ์ระหว่างสเปชของวัตถุที่เปลี่ยนไปกับเวลา ผู้ที่มีทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปชกับสเปชกับเวลา ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. บอกตำแหน่งหรือทิศทางของวัตถุได้
2. บอกได้ว่าวัตถุอยู่ในตำแหน่งหรือทิศทางใดของอีกวัตถุหนึ่ง
3. บอกความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุกับเวลาได้
4. บอกความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งของที่อยู่หน้ากระจก และภาพที่ปรากฏในกระจกว่าเป็นซ้ายหรือขวาของกันและกันได้
5. บอกความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงขนาด หรือปริมาณของสิ่งต่าง
ๆ กับเวลาได้
5. การคำนวณ
( using
numbers ) เป็นการนำค่าที่ได้จากการสังเกตเชิงปริมาณ
การวัด การทดลอง และจากแหล่งอื่น ๆ มาจัดกระทำให้เกิดค่าใหม่ โดยนับและนำตัวเลขที่แสดงจำนวนที่นับได้มาคิดคำนวณโดยการ
บวก ลบ คูณ หาร และหาค่าเฉลี่ยยกกำลังสองหรือถอดราก
เพื่อใช้ในการสื่อความหมายให้ชัดเจนและเหมาะสม
ผู้ที่มีทักษะการคำนวณ
ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. หาผลลัพธ์ของการบวก และการลบปริมาณที่ได้จากการวัดได้อย่างถูกต้อง
2. หาผลลัพธ์ของการคูณและการหาปริมาณที่ได้จาการวัดได้อย่างถูกต้อง
3. หาความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรจากข้อมูล โดยใช้ความรู้คณิตศาสตร์ในเรื่องการแปรผัน
การสร้างสมการ มาสร้างเป็นสูตรได้
4. คำนวณเกี่ยวกับปริมาณที่มีคำอุปสรรคประกอบหน่วยได้อย่างถูกต้อง
6. การจัดกระทำ และการสื่อความหมายข้อมูล ( organizing data and communica
tion ) หมายถึง การนำข้อมูลดิบที่ได้จากการสังเกต การวัด
การทดลอง หรือจากตำแหน่งอื่น ๆ
มาจัดกระทำเสียใหม่ โดยอาศัยวิธีการต่าง
ๆ เช่น การหาความถี่ การเรียนลำดับ
การจัดแยกประเภท การคำนวณหาค่าใหม่
เป็นต้น
การสื่อความหมายข้อมูล
หมายถึง การนำข้อมูลที่จัดกระทำนั้นมาเสนอหรือแสดงให้บุคคลอื่นเข้าใจความหมายของข้อมูลชุดนั้นดีขึ้น อาจนำเสนอในรูปของตาราง แผนภูมิ แผนภาพ ไดอะแกรม วงจร กราฟ สมการ เขียนบรรยาย หรือย่อความพอสังเขป เป็นต้น
ผู้ที่มีทักษะการจัดกระทำ
และการสื่อความหมายข้อมูล ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. เลือกรูปแบบที่จะใช้การเสนอข้อมูลได้เหมาะสม
2. บอกเหตุในการเลือกรูปแบบที่จะใช้ในการเสนอข้อมูล
3. ออกแบบการเสนอข้อมูลตามรูปแบบที่เลือกไว้ได้
4. เปลี่ยนแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบใหม่ที่เข้าใจดีขึ้น
5. บรรยายลักษณะสิ่งใดสิ่งสิ่งหนึ่งด้วยข้อความที่เหมาะสม
กะทัดรัด สื่อความหมายให้ผู้อื่นเข้าใจได้
7. การลงความเห็นจากข้อมูล
( inferring ) ที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้คือ
สามารถอธิบายหรือสรุป โดยเพิ่มความคิดเห็นให้กับข้อมูล
โดยใช้ความรู้หรือประสบการณ์เดิมมาช่วยหมายถึง การเพิ่มความคิดเห็นให้กับข้อมูลที่ได้จากการสังเกตอย่างมีเหตุผล
โดยอาศัยความรู้ หรือประสบการณ์เดิมมาช่วย
ข้อมูลนี้อาจจะได้มาจากการสังเกต การวัด
หรือการทดลอง การลงความเห็นจากข้อมูลชุดเดียวกัน
อาจลงความเห็นหรือมีคำอธิบายได้หลายอย่างทั้งนี้เนื่องจากประสบการณ์
และความรู้เดิมต่างกัน แต่อย่างไรก็ตาม
การลงความเห็นนั้นต้องเป็นไปอย่างสมเหตุสมผลกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น
หรือข้อมูลที่สังเกตได้
การลงความเห็นต่างจากข้อมูล
ต่างจากการทำนายในแง่ที่ว่า การลงความเห็นจากข้อมูลไม่ได้บอกเหตุการณ์ในอนาคต
เป็นแค่เพียงการอธิบาย หรือหาความหมายของข้อมูล
โดยอาศัยความรู้หรือประสบการณ์เดิมมาช่วยเท่านั้น
ผู้ที่มีทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้คือ
สามารถอธิบายหรือสรุป โดยเพิ่มความคิดเห็นให้กับข้อมูล
โดยใช้ความรู้หรือประสบการณ์เดิมมาช่วย
8. การพยากรณ์
( prediction ) เป็นการคาดคะเนคำตอบหรือสิ่งที่จะเกิดล่วงหน้า โดยอาศัยข้อมูลที่ได้จากการสังเกตหรือข้อมูลจากประสบการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำ
ๆ หลักการ กฎ
หรือทฤษฎีในเรื่องนั้นมาช่วย การทำนายที่แม่นยำเป็นผลจากการสังเกตที่รอบคอบ
การวัดที่ถูกต้อง การบันทึกและการกระทำกับข้อมูลอย่างเหมาะสม
การทำนายเกี่ยวกับตัวเลข
ได้แก่ ข้อมูลที่เป็นตารางหรือกราฟทำได้
2 แบบ คือ การทำนายภายในขอบเขตของข้อมูลที่มีอยู่
( interpolating ) และการทำนายภายนอกขอบเขตข้อมูลที่มีอยู่
( extrapolating )
ผู้ที่มีทักษะการพยากรณ์
ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. พยากรณ์ผลที่จะเกิดขึ้นจากข้อมูลที่เป็นหลักการ
กฎ หรือทฤษฎีที่มีอยู่ได้
2. พยากรณ์ผลที่จะเกิดขึ้นภายในขอบเขตข้อมูลเชิงปริมาณที่มีอยู่ได้
3. ทำนายผลที่จะเกิดขึ้นภายนอกขอบเขตของข้อมูลเชิงปริมาณที่มีอยู่ได้
9. การตั้งสมมติฐาน ( formulating
hypotheses ) หมายถึง การคิดหาคำตอบล่วงหน้า
ก่อนจะกระทำการทดลองโดยอาศัยการสังเกต ความรู้
ปละประสบการณ์เดิมเป็นพื้นฐาน คำตอบที่คิดหาล่วงหน้านี้ยังไม่เป็นหลักการ
กฎ หรือทฤษฎีมาก่อน สมมติฐานหรือคำตอบที่คิดไว้ล่วงหน้ามักกล่าวไว้เป็นข้อความที่บอกความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้น (
ตัวแปรอิสระ ) กับตัวแปรตาม สมมติฐานที่ตั้งไว้ อาจถูกหรือผิดก็ได้ซึ่งจะทราบภายหลังการทดลองเพื่อหาคำตอบสนับสนุน
หรือคัดค้านสมมติฐานที่ตั้งไว้ นอกจากนี้การตั้งสมมติฐานควรตั้งให้มีขอบเขตกว้างขวาง
ครอบคลุมประเด็นต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาให้มากที่สุด
เท่าที่จะเป็นไปได้
ผู้ที่มีทักษะการตั้งสมมติฐาน ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ ประกอบด้วย
1. หาคำตอบล่วงหน้าก่อนการทดลอง
โดยอาศัยการสังเกต ความรู้และประสบการณ์เดิมได้
2. สร้างหรือแสดงให้เห็นวิธีที่จะทดสอบสมติฐานได้
3. แยกแยะการสังเกตที่สนับสนุนสมติฐานและไม่สนับสนุนสมติฐานออกจากกันได้
10. การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ( defining
operationally ) หมายถึง การกำหนดความหมายและขอบเขตของตัวแปรที่อยู่ในสมติฐานที่ต้องการทดสอบให้เข้าใจตรงกัน
และสามารถสังเกตหรือวัดได้
นิยามเชิงปฏิบัติการมีสาระสำคัญ 2 ประการคือ
1. ระบุสิ่งที่สังเกต
2. ระบุการกระทำซึ่งอาจได้จากการวัด
ทดสอบ หรือจากการทดลอง
สิ่งที่ควรคำนึงถึงในการให้นิยามเชิงปฏิบัติการ มีดังนี้
1. ควรใช้ภาษาที่ชัดเจน ไม่กำกวม
2. อธิบายถึงสิ่งที่สังเกตได้
และระบุการกระทำไว้ด้วย
3. อาจมีนิยามเชิงปฏิบัติการมากกว่า 1
นิยามก็ได้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์สิ่งแวดล้อม และเนื้อหาในบทเรียน
ผู้ที่มีทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. กำหนดความหมายและขอบเขตของคำหรือตัวแปรต่าง
ๆ ให้สามารถทดสอบหรือวัดได้
2. แยกนิยามเชิงปฏิบัติการออดจากนิยามที่ไม่ใช่นิยามเชิงปฏิบัติการได้
3. สามารถบ่งชี้ตัวแปรหรือคำที่ต้องการใช้ในการให้นิยามเชิงปฏิบัติการได้
11. การกำหนดและควบคุมตัวแปร ( identifying and controlling variables ) หมายถึง การบ่งชี้ตัวแปรต้น
ตัวแปรตาม และตัวแปรที่ต้องควบคุมในสมมติฐานหนึ่ง
ๆ ในการศึกษาค้นคว้างทางวิทยาศาสตร์ ได้แบ่งตัวแปรออกเป็น
3 ประเภท ดังนี้
1. ตัวแปรต้น หรือตัวแปรอิสระ
( independent
variable ) คือสิ่งที่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดผลต่างๆ
หรือสิ่งที่เราต้องการทดลองดูว่าเป็นสาเหตุที่ก่อให้เกิดผลเช่นนั้นจริงหรือไม่
2. ตัวแปรตาม ( dependent
variable ) คือสิ่งที่เป็นผลเนื่องจากตัวแปรต้น
เมื่อตัวแปรต้นหรือสิ่งที่เป็นสาเหตุเปลี่ยนไป ตัวแปรตามหรือสิ่งที่เป็นผลจะเปลี่ยนตามไปด้วย
3. ตัวแปรควบคุม ( controlled
variable ) คือสิ่งอื่น ๆ นอกเหนือจากตัวแปรต้นที่มีผลต่อการทดลองด้วย
ซึ่งควบคุมให้เหมือน ๆ กัน มิเช่นนั้นอาจทำให้การผลการทดลองคลาดเคลื่อน
การควบคุมตัวแปร
หมายถึง การควบคุมตัวแปรอื่น ๆ นอกเหนือจากตัวแปรต้น
ซึ่งจะทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน ถ้าหากไม่ควบคุมให้เหมือน
ๆ กัน
ผู้ที่มีทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. บ่งชี้ตัวแปรต่าง ๆ
ซึ่งอาจจะมีอิทธิพลต่อพฤติกรรม หรือสมบัติทางกายภาพ
หรือชีวภาพของระบบได้
2. บ่งชี้ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม
3. สร้างวิธีการทดสอบ หาผลที่เกิดจากตัวแปรตันหนึ่งตัว หรือหลายตัวได้
4. บ่งชี้ได้ว่าตัวแปรใดที่ไม่ได้รับการควบคุมให้คงที่ในการทดลอง ถึงแม้ว่าตัวแปรเหล่านั้นจะเปลี่ยนแปลงไปในแบบเดียวกันในทุกกรณี
5. บอกได้ว่าสภาพการณ์อย่างไรที่ทำให้ตัวแปรมีค่าคงที่
และสภาพการณ์อย่างไรไม่ทำให้ค่าตัวแปรคงที่
12. การทดลอง ( experimenting ) หมายถึง
การลงลงมือปฏิบัติการทดลองจริง และใช้อุปกรณ์ได้เหมาะสมและถูกต้อง
เพื่อหาคำตอบเพื่อทดสอบสมมติฐานที่ตั้งไว้ประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอน คือ
1. การออกแบบการทดลอง
หมายถึง การวางแผนการทดสอบก่อนลงมือทดลองจริงเพื่อกำหนด
1.1 วิธีการทดลอง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมตัวแปร
1.2 อุปกรณ์ และ / หรือ สารเคมี
ที่ต้องใช้ในการทดลอง
2. การปฏิบัติการทดลอง หมายถึง การลงมือปฏิบัติการทดลองจริง ๆ
และใช้อุปกรณ์ได้เหมาะสมและถูกต้อง
3. การบันทึกผลการทดลอง หมายถึงการจดบันทึกข้อมูล ซึ่งอาจจะเป็นผลจากการสังเกต
การวัด และอื่น ๆ ได้อย่างคล่องแคล่วชำนาญและถูกต้อง
ผู้ที่มีทักษะการทดลอง
ต้องมีความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้ประกอบด้วย
1. กำหนดวิธีการทดลองได้อย่างเหมาะสม
และสอดคล้องกับสมมติฐาน โดยคำนึงตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรที่ต้องควบคุม
2. ระบุวัสดุอุปกรณ์ และ /
หรือสารเคมี ที่จะต้องใช้ในการทดลอง
3. ปฏิบัติการทดลอง และใช้อุปกรณ์ได้อย่างถูกต้อง คล่องแคล่ว
และปลอดภัย
4. บันทึกผลการทดลองได้อย่างคล่องแคล่ว
และถูกต้อง
13. การตีความหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป ( interpreting
data conclusion ) หมายถึง
การแปลความหมายหรือบรรยายลักษณะข้อมูลที่มีอยู่ การตีความข้อมูลในบางครั้งอาจต้องใช้ทักษะกระบวนการอื่น ๆ ด้วย
เช่น ทักษะการสังเกต ทักษะการคำนวณ เป็นต้น การลงข้อสรุป หมายถึง การสรุปความสัมพันธ์ของข้อมูลทั้งหมด
ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปของสัญลักษณ์ ตาราง รูปภาพ
หรือกราฟ ฯลฯ ที่รวบรวมรายละเอียดต่าง ๆ ของข้อมูลไว้อย่างครบถ้วนและกะทัดรัด
สะดวกต่อการนำไปใช้ และการนำข้อมูลไปใช้จำเป็นต้องตีความหมายข้อมูลดังกล่าวให้อยู่ในรูปของภาษาพูด
หรือ ภาษาเขียน ที่สื่อความหมายกับคนทั่วๆ ไปได้โดยเป็นที่เข้าใจตรงกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น