กระบวนการแสวงหาความรกระบวนการแสวงหาความรทางวทยาศาสตรทางวทยาศาสตร

1. วธการทางวทยาศาสตร (Scientific Method)2. เจตคตทางวทยาศาสตร (Scientific attitude)3. ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร (Scientific skill)

เปนกระบวนการทนกวทยาศาสตรใชในการคนควาหาความรจากธรรมชาตไดอยางมระบบ มองคประกอบดงน

1. วธการทางวทยาศาสตร (Scientific Method)

Let’s think!

ความรใหม

กำาหนดขอบเขตของปญหา

ตงสมมตฐาน

ทดลองและรวบรวมขอมล

วเคราะหขอมล

สรปผลและนำาไปใช

เผชญปญหา

Scientific Methodเปนวธการทนกวทยาศาสตรใชแสวงหาความร แกปญหา โดยมขนตอน ดงน

2. เจตคตทางวทยาศาสตร (Scientific attitude)คอ แนวคดหรอความรสกของบคคลทมแนวโนม

แสดงพฤตกรรมตอไปน

•ความใจกวาง

•ความอยากรอยากเหน

•มความเพยรพยายาม

•ความมเหตผล

•ความซอสตย

•ความมระเบยบ รอบคอบwww.generativeart.com/.../p03.M.T.Krasek.htm

An artist needs a scientific attitude to his/her work as the scientist must have an artistic attitude to his/her.

3. ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร (Scientific Skill)

www.act.waterwatch.org.au/primary.htm

ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรประกอบดวย 13 ทกษะ ดงน

8. ทกษะการพยากรณ ( Predicting )

ทกษะขนมลฐาน (Basic process skills) 8 ทกษะ ไดแก1. ทกษะการสงเกต ( Observing)

2. ทกษะการวด ( Measuring )3. ทกษะการจำาแนกหรอทกษะการจดประเภทสงของ ( Classifying )

4. ทกษะการใชความสมพนธระหวางสเปสกบเวลา ( Using Space/Relationship )5. ทกษะการคำานวณและการใชจำานวน ( Using Numbers )

6. ทกษะการจดกระทำาและสอความหมายขอมล ( Communicating)

7. ทกษะการลงความเหนจากขอมล ( Inferring )

ทกษะขนสงหรอทกษะขนบรณาการ (Integrated process skills) 5 ทกษะ ไดแก

12. ทกษะการทดลอง ( Experimenting )

9. ทกษะการตงสมมตฐาน ( Formulating Hypothesis )

11. ทกษะการควบคมตวแปร ( Controlling Variables )

13. ทกษะการตความและลงขอสรป ( Interpreting data )

10. ทกษะการกำาหนดนยามเชงปฏบตการ (Operational Definition)

แนวของสมาคมอเมรกาเพอความกาวหนาทางวทยาศาสตร

(The American Association for the Advancement of Science – AAAS)

1. ทกษะการสงเกต ( Observing )

หมายถง การใชประสาทสมผสทง 5 ในการสงเกต ไดแก

การใชประสาทสมผสเหลานจะใชทละอยางหรอหลายอยางพรอมกน

เพอรวบรวมขอมลกไดโดยไมเพมความคดเหนของผสงเกตลงไป

ใชตาดรปราง ใชหฟงเสยงใชลนชมรสใชจมกดมกลน และใชผวกายสมผสความรอนเยน

ขอมลทไดจากการสงเกต

1. ขอมลเชงคณภาพ

2. ขอมลเชงปรมาณ

3. ขอมลเกยวกบการเปลยนแปลง

การสงเกตการเรยงตวของกอนหน

1. ขอมลเชงคณภาพ

2. ขอมลเชงปรมาณ

3. ขอมลเกยวกบการเปลยนแปลง

- หนแตละกอนขนาดและรปรางตางกน- มสตางกน

- ผวขรขระและแขง ฯลฯ

- มกอนหนซอนกนจำานวน 5 กอน- กอนลางสดหนาประมาณ 5 ซม.

- ถาเลอนตำาแหนงของกอนท 2 นบจากดานลาง กจะทำาใหกอนดานบนพงครนลงมา ฯลฯ

2. ทกษะการวด ( Measuring )

หมายถง การเลอกและการใชเครองมอวดปรมาณของสงของออกมาเปนตวเลขทแนนอนไดอยางเหมาะสม และถกตองโดยมหนวยกำากบเสมอ

จะวดอะไร

ในการวดเพอหาปรมาณของสงทวดตองฝกใหผเรยนหาคำาตอบ 4 คา

วดทำาไม

ใชเครองมออะไรวดจะวดไดอยางไร

?

ทกษะการจำาแนกหรอทกษะการจดประเภทสงของ ( Classifying )หมายถง การแบงพวกหรอการเรยงลำาดบวตถ หรอสงทอยในปรากฏการณโดยการหาเกณฑหรอสรางเกณฑในการจำาแนกประเภท ซงอาจใชเกณฑอยางใดอยางหนงกได แลวแตผเรยนจะเลอกใชเกณฑใด

เกณฑทใชในการจำาแนกประเภทม 3 อยาง ไดแก

ความเหมอน

ความแตกตาง

ความสมพนธ

การจำาแนกประเภทโดยอาศยคณสมบตของวตถเปนเกณฑ

1 22 3 4 5 6

ท คณลกษณะทสงเกตได

1 ตามลำาตวมจด

2 รปรางกลม

3 ลำาตวมขอบหยก

4 มลายยาวตามลำาตว

5 มสเหลยมอยภายในลำาตว

ม ไมม

1,5 ,6 2 ,3,4 1,4 2,3,5,

6 2 , 3 , 6 1,4,5

2 1,3,4,5,6

3 1,2,4,5,6

4. ทกษะการใชความสมพนธระหวางสเปสกบเวลา

( Using Space/Time Relationship)หมายถง การหาความสมพนธระหวางมตตางๆ ทเกยวกบสถานท รปทรง ทศทาง ระยะทาง พนท เวลา ฯลฯการหาความสมพนธระหวาง สเปสกบสเปส เชน การหารปรางของวตถ โดยสงเกตจากเงาของวตถ เมอใหแสงตกกระทบวตถในมมตางๆ กน ฯลฯการหาความสมพนธระหวาง เวลากบเวลา เชน การหาความสมพนธระหวางจงหวะการแกวงของลกตมนาฬกากบจงหวะการเตนของชพจรฯลฯการหาความสมพนธระหวางสเปสกบเวลา เชน การหาตำาแหนงของวตถทเคลอนทไปเมอเวลาเปลยนไป ฯลฯ

บอกรป ( 2 มต ) ทเกดจากรอยตด เมอตดวตถ ( 3 มต ) ออกเปน 2 สวน

บอกเงา ( 2 มต ) ของวตถทเกดขนเมอเหนวตถ ( 3 มต )

วาดรป 2 มต จากวตถหรอรปทรง 3 มตได

ทกษะการคำานวณและการใชจำานวน ( Using Numbers )หมายถงการนำาเอาจำานวนทไดจากการวด การสงเกต และการทดลองมาจดกระทำาใหเกดคาใหม เชน การบวก ลบ คณ หาร การหาคาเฉลย การหาคาตางๆ ทางคณตศาสตร เพอนำาคาทไดจากการคำานวณ ไปใชประโยชนในการแปลความหมาย และการลงขอสรป

ทกษะการจดกระทำาและสอความหมายขอมล ( Communicating)หมายถงการนำาเอาขอมล ซงไดมาจากการ

สงเกต การทดลอง ฯลฯ มาจดกระทำาเสยใหม

นำามาจดเรยงลำาดบหาคาความถ

แยกประเภท

คำานวณหาคาใหม

นำามาจดเสนอในรปแบบใหม

1. ตาราง2. แผนภม3. วงจร4. กราฟ5. สมการ6. บรรยาย

การจดกระทำาขอมล

การสอความหมาย

ขอมลดบ

7. ทกษะการลงความเหนจากขอมล ( Inferring )

หมายถง ความชำานาญในการอธบายสงทไดจากการสงเกตเกยวกบวตถหรอเหตการณเฉพาะอยาง

-สามารถแยกความแตกตางระหวางการสงเกต และการลงความคดเหน -แปลความหมายขอมลทบนทกไวหรอไดมาทางออมแลวนำามาทำานายเหตการณจากขอมล

-เปนการอธบายทอาศยความรหรอประสบการณเดมหรอความคดเหนสวนตวเพมเตมลงไปดวย

เอานำาแขงใสถวยแกวทงไว สกครหนงจะสงเกตเหนหยดนำาเกาะอยทผวแกวดานนอก

ตวอยางการลงความเหนขอมล

หยดนำาทเกาะขางถวยแกวดานนอกมาจากไอนำาในอากาศ

8. ทกษะการพยากรณ ( Predicting )หมายถง การคาดคะเนหาคำาตอบลวงหนากอนการทดลองโดยอาศยขอมลทไดจากการสงเกต การวด รวมไปถงความสมพนธระหวางตวแปรท

ไดศกษามาแลว หรออาศยประสบการณทเกดซำา ๆ

•การพยากรณทวไป•การพยากรณจากขอมลเชงปรมาณ

ความสามารถในการพยากรณม 2 ลกษณะ

ตวอยางการพยากรณ1. การพยากรณขอมลทวไป ประสบการณเดมหรอความรเดม

เมอมเมฆแผนสคลำาลอยตำาตอมาจะมฝนตก

สถานการณวนนมเมฆแผนสคลำาลอยตำา

การพยากรณ

วนนฝนตองตกแนๆ

2.การพยากรณเชงปรมาณ

ตารางขอมลระยะเวลาทปลกกบความสงของตนไม

ระยะเวลา (สปดาห)

ความสง (เซนตเมตร)2 2.5

4 5.56 8.5

การพยากรณภายในขอบเขตขอมล•เมอผานไป 3 สปดาห พชจะสง 4 เซนตเมตร•พชจะสง 7 เซนตเมตร เมอเวลาผานไป 5 สปดาหการพยากรณภายนอกขอบเขตขอมล•เมอผานไป 7 สปดาห พชจะสง 10 เซนตเมตร

ทกษะขนสงหรอทกษะขนบรณาการ 5 ทกษะ ไดแก

9. ทกษะการตงสมมตฐาน ( Formulating Hypothesis )หมายถง การคดหาคาคำาตอบลวงหนากอนจะทำาการทดลอง โดยอาศยการสงเกต ความร

ประสบการณเดมเปนพนฐาน คำาตอบทคดลวงหนายงไมเปนหลกการ กฎ หรอทฤษฎมากอน

คำาตอบทคดไวลวงหนาน มกกลาวไวเปนขอความท

บอกความสมพนธ ระหวางตวแปรตนกบตวแปรตาม

•ถาควนบหรมผลตอการเกดมะเรง ดงนนคนทสบบหรหรอคลกคลกบคนสบบหรจะมโอกาสเปนโรคมะเรงไดมากกวาคนทไมสบบหรหรอคลกคลกบคนทสบบหร

ขอความใดเปนสมมตฐาน?•พชสเขยวตองการแสงแดด นำาและอากาศ

ในการดำารงชวต•ตนมะมวงตองการแสงแดด นำา และอากาศในการดำารงชวต

•นายแดงเปนคนทไมกลวตาย เพราะเขาเคยเปนทหารผานศกมากอน

การตงสมมตฐาน มกนยมเขยนในรป ถา…ดงนน หรอ ถา...แลว

ทกษะการกำาหนดนยามเชงปฏบตการ (Operational Definition)

หมายถง การกำาหนดความหมาย และขอบเขตของคำาตาง ๆทมอยในสมมตฐานทจะทดลองใหมความรดกม เปนทเขาใจตรงกนและสามารถสงเกตและ

วดได

เชน ออกซเจนเปนกาซทชวยใหไฟตดเมอนำากานไมขดทคแดงอยแหยลงไปในกาซนนแลวกานไมขดจะลกเปนเปลวไฟ

ขอความใดตอไปนเปนนยามเชงปฏบตการ

• ไกสมบรณคอไกทมนำาหนกมาก

• ไกสมบรณคอไกทอวนมาก

• ความดน คอแรงทกระทำาตอหนงหนวยพนททรองรบในแนวตงฉาก• ความดน คอพลงงานทใชในการกด

11. ทกษะการควบคมตวแปร ( Controlling Variables )หมายถง การควบคมสงอนๆ นอกเหนอจากตวแปรอสระ ทจะทำาใหผลการทดลองคลาดเคลอน ถา

หากวาไมควบคมใหเหมอนๆกน และเปนการปองกนเพอมใหมขอโตแยง ขอผดพลาดหรอตด

ความไมนาเชอถอออกไป

3. ตวแปรทตองควบคม

ตวแปรแบงออกเปน 3 ประเภท คอ

1. ตวแปรอสระหรอตวแปรตน

2. ตวแปรตาม

- ตวแปรควบคม คอ ความรอนของไฟ ระยะ ของกอนเทยนขผง ขนาดและรปรางของกอน

เทยนขผง ความแนนของกอนเทยนขผงทตด กบแทงวสด

วสดใดนำาความรอนไดด ถาจะทดลองโดยการนำาแทงวสดตางชนดกน มา

ตดดวยเทยนขผง แลวนำาปลายวสดแตละชนด ไปลนไฟ เพอดวาเทยนขผงทตดอยบนวสดใด

หลอมเหลวและหลดออกไปกอนกนตวแปรทเกยวของคอ

- ตวแปรตน คอ ชนดของแทงวสด- ตวแปรตาม คอ ระยะเวลาทเทยนขผงหลดจากแทงวสด

12. ทกษะการทดลอง ( Experimenting )หมายถง กระบวนการปฏบตการโดยใชทกษะตางๆ เชน การสงเกต การวด การพยากรณ การตงสมมตฐาน ฯลฯ มาใชรวมกนเพอหาคำาตอบ หรอทดลองสมมตฐานทตงไว ซงประกอบดวยกจกรรม 3 ขนตอน

การบนทกผลการทดลอง

การออกแบบการทดลองการปฏบตการทดลอง

ประกอบดวยสวนสำาคญ 2 ประการคอ 1. วธการทดลอง

2. วสดอปกรณและสารเคมทใชในการทดลอง

การออกแบบการทดลอง

ขอคำานงในการออกแบบการทดลอง

1. ปญหาของการทดลองคออะไร มจดประสงคในการทดลองอยางไร2. จะทำาการทดลองอยางไรจงจะไดคำาตอบของปญหาหรอจดประสงค3. จะบนทกผลการทดลองยางไร รวมทงวธการไดขอมลดวย4. จะลงขอสรปอยางไรจงจะไดผลตรงกบปญหาและจดประสงค

หมายถง การลงมอปฏบตการทดลองจรงๆ

การปฏบตการทดลอง

หมายถง การจดบนทกขอมลทไดจากการทดลองซงอาจจะเปนผลจากการสงเกต การวดและอนๆ ไดอยางคลองแคลวและถกตอง

การบนทกผลการทดลอง

13. ทกษะการตความและลงขอสรป ( Interpreting data )

ขอมลทางวทยาศาสตร สวนใหญจะอยในรปของลกษณะตาราง รปภาพ กราฟ ฯลฯ การนำาขอมลไป

ใชจงจำาเปนตองตความใหสะดวกทจะสอความหมายไดถกตองและเขาใจตรงกน

การตความหมายขอมล คอ การบรรยายลกษณะและคณสมบต การลงขอสรป คอ การบอกความสมพนธของขอมลทมอย เชน ถาความดนนอย นำาจะเดอด ทอณหภมตำาหรอนำาจะเดอดเรว ถาความดนมาก นำาจะเดอดทอณหภมสงหรอนำาจะเดอดชาลง

แสงและส

แสง เปนคลนแมเหลกไฟฟา สามารถเคลอนทไดโดยไมตองอาศยตวลาง และมการเคลอนทแนวเสนตรงในตวกลางชนดอน ๆ จะเคลอนทผาน

ตวกลางแตละชนดดวยความเรวไมเทากน

ตวกลางใดมความหนาแนนมากแสงจะเคลอนทผานตวกลางนนดวยความเรวนอย ถาแสงเคลอนทผานไมไดกเปนเพราะวตถมการดดกลน สะทอน

แสง หรอการแทรกสอดของแสง นนคอ คณสมบตของแสง

คณสมบตของแสง1. การสะทอนแสง(Reflection) 2. การหกเหของแสง(Refraction)3. การกระจายแสง(Diffusion) 4. การทะลผาน(Transmission)5. การดดกลน(Absorption) 6. การแทรกสอด(Interference)

การดดกลนแสง (Light absorption)

หมายถง พฤตกรรมทแสงตกกระทบวตถแลวถกวตถดดกลนหายเขาไปในตวกลาง

เชน การฉายแสงลงบนผนงสแดง แสงสอนๆจะถกดดกลน ยกเวนสแดงทจะสะทอนออกมาส

ดวงตา ทำาใหเหนผนงเปนสแดงพลงงานทถกดดกลนจะเกดการเปลยนรป ซงโดยทวไปแลวจะเปลยนรปเปนพลงงาน

ความรอน

แสงและส

แยกตามสมบตการดดกลนแสง เมอมแสงตกกระทบวตถซงสามารถแยกได 3 ชนด คอ

ชนดของวตถ

วตถโปรงใส หมายถง วตถทยอมใหแสงเดนทางทะลผานไปไดอยางเปนระเบยบ เชน กระจกใส

วตถโปรงแสง หมายถง วตถทยอมใหแสงเดนทางผานทะลไปไดอยางไมเปนระเบยบ เชน กระจกฝา

วตถทบแสง หมายถง วตถทไมยอมใหแสงผานไปไดเลย

คณสมบตของแผนกรองแสง

• แผนกรองแสงสขาวขน ดดกลนแสงสขาวบางสวน และยอมใหแสงทะลผานบางสวนทำาใหความสวางบนฉากลดลง

2. แผนกรองแสงสแดง จะยอมใหแสงสแดงทะลผานไดเทานน สวนแสงสอนจะดดกลนหมด ทำาใหเหนวงแสงบนฉากเปนสแดง3. แผนกรองแสงสเหลอง จะยอมใหแสงสแสด เหลองและเขยว ทะลผานได ทำาใหเหนวงแสงบนฉากเปนสเหลอง (อาจเหนไดทง 3 ส ถาจดมมมองไดถกตอง)4. แผนกรองแสงสเขยว จะยอมใหแสงสเหลอง เขยว และนำาเงน ทะลผานได ทำาใหเหนวงแสงบนฉากเปนสเขยว (อาจเหนไดทง 3 ส ถาจดมมมองไดถกตอง)

การผสม แสงส

ส ในทนหมายถง ความรสกของมนษยในการมองเหนคลนแสงซงม 7 ส ไดแก มวง คราม นำาเงน เขยว เหลอง แสดและแดง มความยาวคลนประมาณ 430, 450, 500, 535, 580, 600, และ 700 นาโนเมตรตามลำาดบ

สของแสงทถอวาเปน แมส หรอ แสงสปฐมภม ( primary color ) ไดแก

สเหลานเปนสทมความบรสทธ ไมสามารถแยก

ออกเปนสอนๆ ไดอกแลว

แดง เขยว และนำาเงน

แสงสประกอบ สทเกดจากการผสมสปฐมภม เชน แสงสเหลองเกดจากการใชแสงสแดง และเขยวผสมกนในอตราสวนของความเขม

แสง 1 : 1สำาหรบคแสงทผสมกนแลวไดแสงขาว เชน แสงสเขยวกบสแดงมวงเรยกวา แสงสเตม

เตม

ตอนหลง เมอตามองผานกระดาษสขาว ซงจะมแสงสทกสตกก ระทบเรตนา เซลลรปกรวยทไวตอแสงสแดงและแสงสเขยว

เทานนทยงคงทำางานตามปกต จงทำาใหตา ขณะนเหนแสงสแดง และสเขยวผสมกนเทานน ซงจะผสมออกมาแลวเหนเปนสเหลอง

ตวอยาง คนปกตเมอใหมองแผนกระดาษสนำาเงนนาน ประมาณ 1 นาท แลวละสายตาไปมองแผนกระดาษส

ขาว เขาจะมองเหนกระดาษสขาวเปนสอะไร วธทำา

ตอนแรก ขณะมองกระดาษสนำาเงนเซลลรปกรวยทไวตอแสงสนำาเงนของเรตนาจะทำางานหนกมากจนเกดความลา

ทำาใหตาบอดสนำาเงนชว คราว

นนคอ ตาจะเหนกระดาษสขาวเปนสเหลอง

การกระเจง (Scattering) เปนกระบวนการโดยทวไปทางฟสกสทอยในรปของการแผรงสเชน แสง เสยง หรอการเคลอนทของอนภาคโดยถกแรงกระทำาใหเกดการหกเหหรอเบยงเบนไปจากการเคลอนทแนวเดมอยางไมสมำาเสมอในตวกลางทแสง เสยง หรออนภาคเคลอนทผานการกระเจงของแสง (Scattering of light) ปรากฏการณทแสงจากเคลอนทผานตวกลางแลวเกดการหกเหไปทกทศทางเรยกการหกเหนวาการกระเจงของแสงเชน แสงอาทตยเกดการหกเหในชนบรรยากาศแลงทำาใหเกดการกระเจงไปทกทศทาง และการทเรามองเหนทองฟาเปนสฟาเนองจากแสงสฟาหรอนำาเงนมความยาวคลนสนและเปนสทอยขอบสดทายของสเปกตรมซงจะเกดการกระเจงในชนบรรยากาศมากกวาสแดงซงมความยาวคลนยาวกวา