กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี Show ความหมายของวิทยาศาสตร์ พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน (2542 : 1075) ได้ให้ความหมายว่า “วิทยาศาสตร์ คือ ความรู้ที่ได้โดยการสังเกต และค้นคว้าจากปรากฏการณ์ธรรมชาติได้เป็นหลักฐานและเหตุผลแล้วจัดเข้าเป็นระเบียบ ” จากการนิยาม เมื่อพิจารณาจะพบว่าในความหมายของวิทยาศาสตร์นั้นมีองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน คือ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ 1. การสังเกต คือ การทำให้เกิดความสงสัยและเป็นปัญหาเกิดขึ้น 2. การกำหนดปัญหา คือ การระบุปัญหาหรือสิ่งที่ต้องการศึกษาและกำหนดขอบเขตของปัญหา 3. การตั้งสมมติฐาน คือ การคิดหาคำตอบที่คาดหวังว่าจะเป็นหรือการคาดคะเนคำตอบของปัญหาอย่างมีเหตุผล 4. การทดลอง คือ การออกแบบการทดลองและทำการทดลองตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ 5. การสรุปผล คือ การสรุปว่าจะปฏิเสธหรือยอมรับสมมติฐาน ตามหลักเหตุและผล เพื่อให้ได้คำตอบของปัญหาที่ถูกต้อง จะเห็นว่าวิธีการทางวิทยาศาสตร์มี 5 ขั้นตอน ได้แก่ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 1. ทักษะการสังเกต หมายถึง การใช้ประสาทสัมผัสทั้ง
5 ได้แก่ ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย 2. ทักษะการวัด หมายถึง ความสามารถในการเลือกและใช้เครื่องมือต่างๆ ทำการวัดหาปริมาณของสิ่งต่างๆ ออกมาเป็นตัวเลขที่แน่นอนได้อย่างเหมาะสมและถูกต้อง เช่น จะวัดอะไร จะใช้เครื่องมืออะไรวัด เหตุใดจึงใช้เครื่องมือนั้น จะวัดอย่างไร เป็นต้น 3. ทักษะการจำแนก หมายถึง
การจำแนกหรือการจัดจำพวกวัตถุหรือเหตุการณ์ออกเป็นประเภทต่างๆ โดยมีเกณฑ์ในการจำแนกหรือจัดจำพวก เกณฑ์ที่ใช้อาจพิจารณาจากลักษณะที่เหมือนกัน แตกต่างกัน 4. ทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา สเปส (Space) หมายถึง ที่ว่าง 5. ทักษะการคำนวณ หมายถึง การนับจำนวนของวัตถุ และนำตัวเลขที่แสดงจำนวนที่นับได้มาคิดคำนวณโดยการบวก ลบ คูณ หาร หาค่าเฉลี่ย หรืออื่นๆ 6. ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล หมายถึง การนำข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การวัด การทดลอง และจากแหล่งอื่นๆ มาจัดกระทำเสียใหม่ เพื่อให้ผู้อื่นได้มีความเข้าใจในข้อมูลที่นำเสนอได้ตรงกันและง่ายต่อการทำความเข้าใจ 7. ทักษะการลงความคิดเห็นจากข้อมูล หมายถึง การใช้ประสาทสัมผัส สัมผัสสิ่งของหรือเหตุการณ์ให้ได้ข้อมูลอย่างหนึ่ง แล้วเพิ่มความคิดเห็นส่วนตัวลงไปให้กับข้อมูลนั้น ความคิดเห็นส่วนตัวอาจได้มาจาก ความรู้เดิม ประสบการณ์เดิม หรือเหตุผลต่างๆ 8. ทักษะการพยากรณ์ หมายถึง การทำนายผล เหตุการณ์ หรือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยอาศัยข้อมูล ความสัมพันธ์ของข้อมูล หลักการ กฎ หรือทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่ทำนาย 9. ทักษะการตั้งสมมติฐาน หมายถึง การทำนายผล เหตุการณ์ หรือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยไม่ทราบหรือไม่มีความสัมพันธ์ของข้อมูล กฎ หลักการ หรือทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่ทำนาย 10. ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ หมายถึง การให้ความหมาย ขอบเขต หรือให้คำจำกัดความของคำต่างๆ ที่ใช้ในการทดลอง เพื่อให้เกิดความเข้าใจตรงกัน ถึงสิ่งที่จะทำการทดลอง ซึ่งสามารถทำการทดสอบได้ 1.
ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร ตัวแปร หมายถึง วัสดุ สิ่งของ สถานการณ์ หรือปริมาณ 2. ตัวแปรต้น หรือตัวแปรอิสระ คือตัวแปรที่เป็นต้นเหตุ ให้เราคาดว่าทำให้ผลออกมาต่างกัน 3. ตัวแปรตาม คือผลที่เกิดจากตัวแปรต้น 4. ตัวแปรควบคุม คือสิ่งที่เราต้องกำหนดหรือควบคุมให้เหมือนกัน เพื่อให้แน่ใจว่าผลการทดลองเกิดจากตัวแปรต้นเท่านั้น 5. ทักษะการทดลอง เป็นกระบวนการปฏิบัติการเพื่อทดสอบสมมติฐานที่ตั้งขึ้นในการทดลอง จะประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ คือ การออกแบบการทดลอง การปฏิบัติการทดลอง และการบันทึก ผลการทดลอง 6. ทักษะการตีความและลงข้อสรุปข้อมูล เจตคติทางวิทยาศาสตร์ 1. เจตคติที่เกิดจากการใช้ความรู้ 1.1 กฎเกณฑ์ ทฤษฎี และหลักการต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์ 2.2 ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์จะมีมากขึ้น ถ้าได้รับการสนับสนุนจากบุคคล องค์ประกอบของเจตคติ เจตคติจะเกิดขึ้นได้
จะต้องมีองค์ประกอบ 3 ประการ คือ 1. เป็นคนที่มีเหตุผล - จะต้องเป็นคนที่ยอมรับ และเชื่อในความสำคัญของเหตุผล 4.
เป็นบุคคลที่มีความซื่อสัตย์ และมีใจเป็นกลาง 1. วิทยาศาสตร์ช่วยให้มีความสามารถในสังคม นั้นก็คือบุคคลที่มีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ จะเป็นผู้มีความสามารถและมีความสำคัญต่อการพัฒนาชุมชนและสังคม 2. วิทยาศาสตร์ช่วยแนะแนวอาชีพและก่อให้เกิดอาชีพหลายสาขารวมทั้งเป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิต 3. วิทยาศาสตร์ช่วยให้เกิดความเจริญทางร่างกายและจิตใจ การได้รับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ทั้งทางด้านทฤษฎีและปฏิบัติ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ อนามัย อาหาร การดำรงชีวิต จะช่วยให้ร่างกายเจริญเติบโตและมีสุขภาพแข็งแรง 4. วิทยาศาสตร์ช่วยให้เป็นผู้บริโภคที่มีสามารถในการตัดสินใจใช้สินค้าหรือบริการต่างๆ โดยอาศัยหลักการทางวิทยาศาสตร์ การใช้วัสดุและอุปกรณ์ตามความเหมาะสม 1. ขวดปริมาตร ( Flask ) เป็นเครื่องมือที่ใช้เตรียมสารละลายมาตรฐานหรือสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าสารละลายเดิมได้ ขวดปริมาตรมีหลายขนาดและมีความจุต่างๆ กัน เช่น ขนาด 50 มิลลิลิตร 100 มิลลิลิตร 250 มิลลิลิตร 5. Volumetric Flask ขวดปริมาตรชนิดนี้มีลักษณะเป็นขวดคอยาวที่มีขีดบอกปริมาตรบนคอขวดเพียงขีดเดียว นิยมใช้ในการเตรียมสารละลาย
โดยทั่วไปจะนำสารนั้นมาละลายในบีกเกอร์ก่อนที่จะเทลงในขวดปริมาตรโดยใช้กรวยกรอง แล้วเทน้ำล้างบีกเกอร์หลายๆ ครั้งด้วยตัวทำละลายแล้วเทลงในกรวยกรอง เพื่อล้างสารที่ติดอยู่ให้ลงในขวดให้จนหมด อย่าให้สารละลายใน volumetric flask มีเกิน 2 ใน 3 ของปริมาตรทั้งหมด 1. บีกเกอร์ ( Beaker ) มีหลายขนาดและมีความจุต่างกัน โดยที่ข้างบีกเกอร์จะมีตัวเลขระบุความจุของบีกเกอร์ ทำให้ผู้ใช้ 1. หลอดทดลอง มีหลายชนิดและหลายขนาด ชนิดที่มีปากและไม่มีปาก ชนิดธรรมดาและชนิดทนไฟ ขนาดของ หลอดทดลองส่วนมากใช้สำหรับทดลองปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารต่างๆ ที่เป็นสารละลาย ใช้ต้มของเหลวที่มีปริมาตรน้อยๆ โดยมี test tube holder จับกันร้อนมือ ซึ่งหลอดทดลองแบบทนไฟจะมีขนาดใหญ่ และหนากว่า 1. กระบอกตวง มีขนาดต่างๆ กัน ตั้งแต่ 5 มิลลิลิตรจนถึงหลายๆ ลิตร ใช้เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดปริมาตรของของเหลว วิธีอ่านปริมาตรของของเหลวในกระบอกตวงนั้นสามารถทำได้โดยการยกกระบอกตวงให้ตั้งตรงและให้ท้องน้ำอยู่ในระดับสายตา แล้วอ่านค่าปริมาตร ณ จุดต่ำสุดของท้องน้ำ กรวยกรอง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้คู่กับกระดาษกรอง
(Filter Paper) ในการแยกของแข็งออกจากของเหลวและมักจะใช้สำหรับสวมบิวเรตต์ เมื่อจะเทสารละลายลงในบิวเรตต์ กรวยกรองมีมุมเกือบๆ 60 องศา และมีทั้งแบบ 1. กระจกนาฬิกา มีรูปทรงคล้ายกระจกนาฬิกาเรือนกลม มีหลายขนาดขึ้นอยู่กับความยาวของเส้นผ่าศูนย์กลาง กระจกนาฬิกาใช้สำหรับปิดบีกเกอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ เพื่อป้องกันสารอื่นๆ หรือฝุ่นละอองตกลงในสารละลายที่บรรจุ 1. ขวดชั่ง มีลักษณะเป็นขวดเล็กๆ ก้นแบน ด้านข้างตรงบริเวณปากและขอบของจุกเป็นแก้วฝ้า
ขวดชั่งมีหลายแบบ 1. หลอดหยด มีลักษณะเป็นหลอดแก้วที่ปลายข้างหนึ่งยาวเรียวเล็ก และปลายอีกข้างหนึ่งมีกระเปาะยางสวมอยู่ หลอดหยดใช้สำหรับดูดรีเอเจนต์จากขวดไปหยดลงในหลอดทดสอบที่มีสารอื่นบรรจุอยู่ เพื่อใช้ในการดูปฏิกิริยาเคมี 1. แท่งแก้ว ใช้สำหรับคนสารละลายให้ผสมกันเป็นเนื้อเดียวกันอย่างสม่ำเสมอ
หรือใช้เมื่อจะเทสารละลาย 1. บิวเรตต์ ( Burette ) เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีขีดบอกปริมาตรต่างๆ และมีก๊อก สำหรับเปิด-ปิด เพื่อบังคับการไหลของของเหลว บิวเรตต์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ มีขนาดตั้งแต่ 10 - 100 มิลลิลิตร บิวเรตต์สามารถวัดปริมาตรได้อย่างใกล้เคียงความจริงมากที่สุด แต่ก็ยังมีความผิดพลาดอยู่เล็กน้อย
ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของบิวเรตต์ เช่น 1. ปิเปตต์ ( Pipette ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดปริมาตรได้อย่างใกล้เคียง มีอยู่หลายชนิด แต่โดยทั่วไปที่มีใช้อยู่ในห้องปฏิบัติการ 1. ถ้วยกระเบื้อง มีอยู่ 2 ขนาด คือ แบบทรงเตี้ยและแบบทรงสูง และมีขนาดต่างๆ กันขึ้นอยู่กับความจุ เบ้ามักจะเคลือบ 1. ชามระเหย มีขนาดต่างๆ กับขึ้นอยู่กับความจุหรือความยาวของเส้นผ่าศูนย์กลาง ชามระเหยส่วนมากเคลือบทั้งด้านในและด้านนอก แต่บางทีเคลือบเฉพาะด้านในด้านเดียวเพื่อทำให้ราคาถูกลง ชามระเหยส่วนมากใช้สำหรับระเหยของเหลวจนแห้ง และเผา ณ อุณหภูมิที่สูงกว่า 100 องศาเซลเซียส 1. ไม้หนีบ ( Test Tube Holder ) ทำจากวัตถุหลายชนิด เช่น ไม้ หรือลวดเหล็ก ใช้สำหรับจับหลอดทดลอง เนื่องจากเมื่อใช้หลอดทดลอง 1. คีมโลหะ ( Crucible tong ) มีอยู่หลายชนิด คีมคีบที่ใช้กับขวดปริมาตรเรียกว่า flask tong คีมคีบ ที่ใช้กับบีกเกอร์เรียกว่า beaker tong
และคีมคีบที่ใช้กับถ้วยกระเบื้องเรียกว่า crucible tong ซึ่งทำด้วยนิเกิลหรือโลหะผสมเหล็กที่ไม่เป็นสนิม 1. ตะแกรงลวด มีทั้งที่ทำจากลวดเหล็กและที่ทำด้วยลวด nichrome หรือ chromel ซึ่งไม่เกิดสนิมและใช้ได้ระยะเวลานานกว่า ตะแกรงลวดเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและมีใยหิน (asbestos) คลุมเป็นวงกลมที่ตากึ่งกลางตะแกรง ตะแกรงลวดใช้สำหรับ
1. Clamp ทำด้วยเหล็กและมีไม้คอร์กหุ้มด้านในที่แตะกับแก้ว มักจะใช้ร่วมกับ Stand โดยมี Clamp holder เป็นตัวเชื่อม Clamp ใช้สำหรับจับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ขวดปริมาตร Clamp ที่ใช้จับบิวเรตต์ เรียกว่า Buret Clamp 1. แปรงล้างเครื่องแก้ว ใช้สำหรับทำความสะอาดอุปกรณ์ชนิดต่างๆ แปรงล้างเครื่องแก้วมีหลายขนาดและมีหลายชนิด ควรจะเลือกใช้ให้เหมาะสมกับลักษณะของเครื่องแก้วนั้นๆ เช่น Test Tube Brush ใช้สำหรับทำความสะอาดหลอดทดลอง 1. ขาตั้ง ( Stand and ring ) เป็นอุปกรณ์สำหรับติดตั้ง Clamp โดยมี Clamp Holder เป็นตัวเชื่อมและติดตั้ง Burette Clamp ส่วน Iron Ring ซึ่งติดกับ stand ใช้สำหรับวางหรือตั้งขวดปริมาตร โดยมีตะแกรงลวดรองรับ 1. เครื่องชั่งแบบ Triple-beam balance เป็นเครื่องชั่งชนิด Mechanical balance อีกชนิดหนึ่งที่มีราคาถูกและใช้ง่าย แต่มีความไวน้อย
เครื่องชั่งชนิดนี้ 1. เครื่องชั่งแบบ Equal-arm balance เป็นเครื่องชั่งที่มีแขน 2 ข้าง ยาวเท่ากัน เมื่อวัดระยะจากจุดหมุนซึ่งเป็นสันมีด ขณะที่แขนของเครื่องชั่ง 1. เทอร์มอมิเตอร์ 3. ไม่ควรนำเทอร์มอมิเตอร์ไปใช้ในที่ที่มีอุณหภูมิสูงเกิน 100 องศาเซลเซียส
เนื่องจากเมื่อนำ 2. ช้อนตักสาร ใช้ในการทดลอง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ตวงสารที่เป็นของแข็ง โดยประมาณเมื่อตักสาร
แต่ละครั้งต้องปาดปากช้อนเพียงครั้งเดียว โดยไม่กดสารในช้อนก่อนปาด o เมื่อใช้ช้อนตักสารแล้วต้องทำความสะอาดช้อนให้แห้งก่อนที่จะใช้ช้อนตักสารชนิดอื่น o ห้ามใช้ช้อนตักสารในขณะที่สารยังร้อน 3. ตะเกียงแอลกอฮอล์ บรรจุด้วยแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ จะมีควันหรือเขม่าในขณะที่จุดไฟน้อยมาก หากแอลกอฮอล์ไม่บริสุทธิ์ ทำความสะอาดหลังใช้งาน ครอบฝาตะเกียงแล้วเก็บเข้าตู้ 4. หลอดฉีดยา เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรของของเหลวอย่างง่ายที่ไม่ต้องการความละเอียดมากนัก
นิยมใช้ในโรงเรียนเนื่องจากราคาถูก และหาซื้อได้ง่าย ทำด้วยแก้วหรือพลาสติกมีขนาดต่างๆ กัน ที่ใช้ในโรงเรียน ส่วนมากมีตั้งแต่ขนาด 5 cm3 จนถึง 35 cm3 ห้ามใช้หลอดฉีดยาที่ทำด้วยพลาสติกตวงสารอนินทรีย์ เพราะจะทำให้พลาสติกละลาย เมื่อเสร็จงานแล้ว
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์หมายถึงอะไรเป็นวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้แสวงหาความรู้ แก้ปัญหา โดยมีขั้นตอน ดังนี้ 1. สังเกตและระบุปัญหา 2. ตั้งสมมุติฐาน 3. ทาการทดลองหรือทดสอบสมมติฐาน 4. เก็บรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ข้อมูล 5. สรุปผลการทดลอง
ข้อใดเป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ( Scientific Method ) หมายถึง การแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์อย่างมี กระบวนการที่เป็นแบบแผนมีขั้นตอนที่สามารถปฏิบัติตามได้ โดยขั้นตอนวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ที่เป็นเครื่องมือสำคัญ. ขั้นกำหนดปัญหา ... . ขั้นตั้งสมมติฐาน ... . ขั้นตรวจสอบสมติฐาน ... . ขั้นวิเคราะห์ข้อมูล ... . ขั้นสรุปผล. ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มีกี่ขั้นตอน1. ทักษะกระบวนการขั้นพื้นฐาน 8 ทักษะ ได้แก่ 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการวัด 3) ทักษะการ จาแนกประเภท 4) ทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปส และ สเปสกับเวลา 5) ทักษะการคานวณหรือ ใช้ตัวเลข 6) ทักษะการจัดกระทาและสื่อความหมายข้อมูล 7) ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล และ 8) ทักษะการ พยากรณ์
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มีความสําคัญอย่างไรวิทยาศาสตร์ มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการดำรงค์ชีวิตของมนุษย์ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เป็นกระบวนการสำคัญที่จะทำให้เกิดการพัฒนาวิธีคิด ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะ ที่สำคัญในการค้นคว้าความรู้ มีความสามารถในการแก้ ปัญหาอย่างเป็นระบบ สามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลท่ี่ หลากหลายและมี ...
|