บทที่ 1
ทักษะทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
สาระสำคัญ
วิทยาศาสตร์เป็นเรื่องของการเรียนรู้เกี่ยวกับธรรมชาติ โดยมนุษย์ใช้ทักษะต่างๆ สำรวจและตรวจสอบ ทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ และนำผลที่ได้มาจัดให้เป็นระบบ และตั้งขึ้นเป็นทฤษฏี ซึ่งทักษะทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วยกัน 13 ทักษะ
ในการดำเนินการหาคำตอบเรื่องใดเรื่องหนึ่งนอกจากจะต้องใช้ทักษะทางวิทยาศาสตร์แล้ว ในการหาคำตอบจะต้องมีการกำหนดลำดับขั้นตอนอย่างเป็นระบบตั้งแต่ต้นจนจบเรียกลำดับขั้นตอนในการหาคำตอบเหล่านี้ส่า กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วย 5 ขั้นตอน
ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง
เรื่องที่ 1 อธิบายธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และทักษะทางวิทยาศาสตร์
เรื่องที่ 2 อธิบายขั้นตอนกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
เรื่องที่ 3 อธิบายและบอกวิธีการใช้วัสดุและอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์
ขอบข่ายเนื้อหา
เรื่องที่ 1 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และทักษะทางวิทยาศาสตร์
เรื่องที่ 2 กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
เรื่องที่ 3 วัสดุ และ อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์
เรื่องที่ ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และทักษะทางวิทยาศาสตร์
วิทยาศาสตร์เป็นเรื่องของการเรียนรู้เกี่ยวกับธรรมชาติ โดยมนุษย์ใช้กระบวนการสังเกต สำรวจ ตรวจสอบ ทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ และนำผลมาจัดเป็นระบบหลักการ แนวคิดและทฤษฎี แนวคิดและทฤษฎี ดังนั้น ทักษะวิทยาศาสตร์ จึงเป็นการปฏิบัติเพื่อให้ได้มาซึ่งคำตอบในข้อสงสัยหรือข้อสมมติฐานต่าง ๆ ของมนุษย์ตั้งไว้
ทักษะทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วย
การสังเกต เป็นวิธีการได้มาของข้อสงสัย รับรู้ข้อมูล พิจารณาข้อมูล จากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้น
ตั้งสมมติฐาน เป็นการการระดมความคิด สรุปสิ่งที่คาดว่าจะเป็นคำตอบของปัญหาหรือ ข้อสงสัยนั้น ๆ
ออกแบบการทดลองเพื่อศึกษาผลของตัวแปรที่ต้องศึกษา โดยควบคุมตัวแปรอื่น ๆ ที่อาจมีผลต่อตัวแปรที่ต้องการศึกษา
ดำเนินการทดลอง เป็นการจักกระทำกับตัวแปรที่กำหนด ซึ่งได้แก่ ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรที่ต้องควบคุม
รวบรวมข้อมูล เป็นการบันทึกรวบรวมผลการทดลองหรือผลจากการกระทำของตัวแปรที่กำหนด
แปลและสรุปผลการทดลอง
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย 13 ทักษะ ดังนี้
. ทักษะขั้นมูลฐาน 8 ทักษะ ได้แก่
1 ทักษะการสังเกต Observing
2 ทักษะการวัด Measuring
3 ทักษะการจำแนกหรือทักษะการจัดประเภทสิ่งของ (
4 ทักษะการใช้ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลา( Using Space/Relationship
5 ทักษะการคำนวณและการใช้จำนวน ( Using Numbers
6 ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล Comunication
7 ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล
8 ทักษะการพยากรณ์ ( Predicting
. ทักษะขั้นสูงหรือทักษะขั้นผสม 5 ทักษะ ได้แก่
ทักษะการตั้งสมมุติฐาน ( Formulating Hypthesis
ทักษะการควบคุมตัวแปร Controlling Variables
ทักษะการตีความและลงข้อสรุป Interpreting data
ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ( Defining Operationally
ทักษะการทดลอง Experimenting
รายละเอียดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ทั้ง 13 ทักษะ มีรายละเอียดโดยสรุปดังนี้
ทักษะการสังเกต ( Observing หมายถึงการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 ในการ
สังเกต ไก้แก่ ใช้ตาดูรูปร่าง ใช้หูฟังเสียง ใช้ลิ้นชิมรส ใช้จมูกดมกลิ่น และใช้ผิวกายสัมผัสความร้อนเย็น หรือใช้มือจับต้องความอ่อนแข็ง เป็นต้น การใช้ประสาทสัมผัสเหล่านี้จะใช้ทีละอย่างหรือหลายอย่างพร้อมกัน เพื่อรวบรวมข้อมูลก็ได้โดยไม่เพิ่มความคิดเห็นของผู้สังเกตลงไป
ทักษะการวัด ( Measuring หมายถึง การเลือกและการใช้เครื่องมือวัดปริมาณของสิ่งของออกมาเป็นตัวเลขที่แน่นอนได้อย่างเหมาะสม และถูกต้องโดยมีหน่วยกำกับเสมอในการวัดเพื่อหาปริมาณของสิ่งที่วัดต้องฝึกให้ผู้เรียนหาคำตอบ 4 ค่า คือ จะวัดอะไร วัดทำไม ใช้เครื่องมืออะไรวัดและจะวัดได้อย่างไร
ทักษะการจำแนกหรือทักษะการจัดประเภทสิ่งของ ) หมายถึง การแบ่งพวกหรือการเรียงลำดับวัตถุ หรือสิ่งที่อยู่ในปรากฏการณ์โดยการหาเกณฑ์หรือสร้างเกณฑ์ในการจำแนกประเภท ซึ่งอาจใช้เกณฑ์ความเหมือนกัน ความแตกต่างกัน หรือความสัมพันธ์กันอย่างใดอย่างหนึ่งก็ได้ ซึ่งแล้วแต่ผู้เรียนจะเลือกใช้เกณฑ์ใด นอกจากนี้ควรสร้างความคิดรวบยอดให้เกิดขึ้นด้วยว่าของกลุ่มเดียวกันนั้น อาจแบ่งออกได้หลายประเภท ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่เลือกใช้ และวัตถุชิ้นหนึ่งในเวลาเดียวกันจะต้องอยู่เพียงประเภทเดียวเท่านั้น
ทักษะการใช้ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลาUsing Space/Relationship
หมายถึง การหาความสัมพันธ์ระหว่างมิติต่างๆ ที่เกี่ยวกับสถานที่ รูปทรง ทิศทาง ระยะทาง พื้นที่ เวลา ฯลฯ เช่น การหาความสัมพันธ์ระหว่าง สเปสกับสเปส คือ การหารูปร่างของวัตถุ โดยสังเกตจากเงาของวัตถุ เมื่อให้แสงตกกระทบวัตถุในมุมต่างๆกัน ฯลฯ
การหาความสัมพันธ์ระหว่าง เวลากับเวลา เช่น การหาความสัมพันธ์ระหว่างจังหวะการแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกากับจังหวะการเต้นของชีพจร ฯลฯ
การหาความสัมพันธ์ระหว่าง สเปสกับเวลา เช่น การหาตำแหน่งของวัตถุที่เคลื่อนที่ไปเมื่อเวลาเปลี่ยนไป ฯลฯ
ทักษะการคำนวณและการใช้จำนวน Using Numbers หมายถึง การนำเอาจำนวนที่ได้จากการวัด การสังเกต และการทดลองมาจัดกระทำให้เกิดค่าใหม่ เช่น การบวก ลบ คูณ หาร การหาค่าเฉลี่ย การหาค่าต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ เพื่อนำค่าที่ได้จากการคำนวณ ไปใช้ประโยชน์ในการแปล
ความหมาย และการลงข้อสรุป ซึ่งในทางวิทยาศาสตร์เราต้องใช้ตัวเลขอยู่ตลอดเวลา เช่น การอ่านเทอร์โมมิเตอร์ การตวงสารต่าง ๆเป็นต้น
ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล ( Communication )
หมายถึงการนำเอาข้อมูล ซึ่งได้มาจากการสังเกต การทดลอง ฯลฯ มาจัดกระทำเสียใหม่ เช่น นำมาจัดเรียงลำดับ หาค่าความถี่ แยกประเภท คำนวณหาค่าใหม่ นำมาจัดเสนอในรูปแบบใหม่ ตัวอย่างเช่น กราฟ ตาราง แผนภูมิ แผนภาพ วงจร ฯลฯ การนำข้อมูลอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายๆอย่างเช่นนี้เรียกว่า การสื่อความหมายข้อมูล
ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล( หมายถึง การเพิ่มเติมความคิดเห็นให้กับข้อมูลที่มีอยู่อย่างมีเหตุผลโดยอาศัยความรู้หรือประสบการณ์เดิมมาช่วย ข้อมูลอาจจะได้จากการสังเกต การวัด การทดลอง การลงความเห็นจากข้อมูลเดียวกันอาจลงความเห็นได้หลายอย่าง
ทักษะการพยากรณ์ ( Predicting หมายถึงการคาดคะเนหาคำตอบล่วงหน้าก่อนการทดลองโดยอาศัยข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การวัด รวมไปถึงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่ได้ศึกษามาแล้ว หรืออาศัยประสบการณ์ที่เกิดซ้ำ ๆ
ทักษะการตั้งสมมุติฐาน( Formulating Hypothesis หมายถึง การคิดหาค่าคำตอบล่วงหน้าก่อนจะทำการทดลอง โดยอาศัยการสังเกต ความรู้ ประสบการณ์เดิมเป็นพื้นฐาน คำตอบที่คิดล่วงหน้ายังไม่เป็นหลักการ กฎ หรือทฤษฎีมาก่อน คำตอบที่คิดไว้ล่วงหน้านี้ มักกล่าวไว้เป็นข้อความที่บอกความสัมพันธ์ ระหว่างตัวแปรต้นกับตัวแปรตามเช่น ถ้าแมลงวันไปไข่บนก้อนเนื้อ หรือขยะเปียกแล้วจะทำให้เกิดตัวหนอน
ทักษะการควบคุมตัวแปร Controlling Variables หมายถึงการควบคุมสิ่งอื่นๆ นอกเหนือจากตัวแปรอิสระ ที่จะทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน ถ้าหากว่าไม่ควบคุมให้เหมือนๆกัน และเป็นการป้องกันเพื่อมิให้มีข้อโต้แย้ง ข้อผิดพลาดหรือตัดความไม่น่าเชื่อถือออกไป
ตัวแปรแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
ตัวแปรอิสระหรือตัวแปรต้น
ตัวแปรตาม
ตัวแปรที่ต้องควบคุม
ทักษะการตีความและลงข้อสรุป Interpreting data )
ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของลักษณะตาราง รูปภาพ กราฟ ฯลฯ การนำข้อมูลไปใช้จึงจำเป็นต้องตีความให้สะดวกที่จะสื่อความหมายได้ถูกต้องและเข้าใจตรงกัน
การตีความหมายข้อมูล คือ การบรรยายลักษณะและคุณสมบัติ
การลงข้อสรุป คือ การบอกความสัมพันธ์ของข้อมูลที่มีอยู่ เช่น ถ้า ความดันน้อย น้ำจะเดือด ที่อุณหภูมิต่ำหรือน้ำจะเดือดเร็ว ถ้าความดันมากน้ำจะเดือดที่อุณหภูมิสูงหรือน้ำจะเดือดช้าลง
ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ng Operationally หมายถึง การกำหนดความหมาย และขอบเขตของคำต่าง ๆที่มีอยู่ในสมมุติฐานที่จะทดลองให้มีความรัดกุม เป็นที่เข้าใจตรงกันและสามารถสังเกตและวัดได้ เช่น การเจริญเติบโต ” หมายความว่าอย่างไร ต้องกำหนดนิยามให้ชัดเจน เช่น การเจริญเติบโตหมายถึง มีความสูงเพิ่มขึ้น เป็นต้น
ทักษะการทดลอง Experimenting หมายถึง กระบวนการปฏิบัติการโดยใช้ทักษะต่างๆ เช่น การสังเกต การวัด การพยากรณ์ การตั้งสมมุติฐาน ฯลฯ มาใช้ร่วมกันเพื่อหาคำตอบ หรือทดลองสมมุติฐานที่ตั้งไว้ ซึ่งประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอน
การออกแบบการทดลอง
การปฏิบัติการทดลอง
การบันทึกผลการทดลอง
การใช้กระบวนการวิทยาศาสตร์ แสวงหาความรู้ หรือแก้ปัญหาอย่างสม่ำเสมอ ช่วยพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ เกิดผลผลิตหรือผลิตภัณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ เกิดผลผลิตหรือผลิตภัณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ ที่แปลกใหม่ และมีคุณค่าต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์มากขึ้น
คุณลักษณะของบุคคลที่มีจิตวิทยาศาสตร์ 6 ลักษณะ
เป็นคนที่มีเหตุผล
จะต้องเป็นคนที่ยอมรับ และเชื่อในความสำคัญของเหตุผล
ไม่เชื่อโชคลาง คำทำนาย หรือสิ่งศักดิ์สิทธิ์ต่าง ๆ
ค้นหาสาเหตุของปัญหาหรือเหตุการณ์และหาความสัมพันธ์ของสาเหตุกับผลที่เกิดขึ้น
ต้องเป็นบุคคลที่สนใจปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น และจะต้องเป็นบุคคลที่พยายามค้นหาคำตอบว่า ปรากฏการณ์ต่าง ๆ นั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร และทำไมจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนั้น
เป็นคนที่มีความอยากรู้อยากเห็น
มีความพยายามที่จะเสาะแสวงหาความรู้ในสถานการณ์ใหม่ ๆ อยู่เสมอ
ตระหนักถึงความสำคัญของการแสวงหาข้อมูลเพิ่มเติมเสมอ
จะต้องเป็นบุคคลที่ชอบซักถาม ค้นหาความรู้โดยวิธีการต่าง ๆ อยู่เสมอ
เป็นบุคคลที่มีใจกว้าง
เป็นบุคคลที่กล้ายอมรับการวิพากษ์วิจารณ์จากบุคคลอื่น
เป็นบุคคลที่จะรับรู้และยอมรับความคิดเห็นใหม่ ๆ อยู่เสมอ
เป็นบุคคลที่เต็มใจที่จะเผยแพร่ความรู้และความคิดให้แก่บุคคลอื่น
ตระหนักและยอมรับข้อจำกัดของความรู้ที่ค้นพบในปัจจุบัน
เป็นบุคคลที่มีความซื่อสัตย์ และมีใจเป็นกลาง
เป็นบุคคลที่มีความซื่อตรง อดทน ยุติธรรม และละเอียดรอบคอบ
เป็นบุคคลที่มีความมั่นคง หนักแน่นต่อผลที่ได้จากการพิสูจน์
สังเกตและบันทึกผลต่าง ๆ อย่างตรงไปตรงมา ไม่ลำเอียง และมีอคติ
5. มีความเพียรพยายาม
ทำกิจกรรมที่ได้รับมอบหมายให้เสร็จสมบูรณ์
ไม่ท้อถอยเมื่อผลการทดลองล้มเหลว หรือมีอุปสรรค
มีความตั้งใจแน่วแน่ต่อการค้นหาความรู้
6. มีความละเอียดรอบคอบ
รู้จักใช้วิจารณญาณก่อนที่จะตัดสินใจใด ๆ
ไม่ยอมรับสิ่งหนึ่งสิ่งใดจนกว่าจะมีการพิสูจน์ที่เชื่อถือได้
หลีกเลี่ยงการตัดสินใจ และการสรุปผลที่ยังไม่มีการวิเคราะห์แล้วเป็นอย่างดี
เรื่องที่ 2 กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
การดำเนินการเรื่องใดเรื่องหนึ่งจะต้องมีการกำหนดขั้นตอน อย่างเป็นลำดับตั้งแต่ต้นจนแล้วเสร็จตามจุดประสงค์ที่กำหนด
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จึงเป็นแนวทางการดำเนินการโดยใช้ทักษะวิทยาศาสตร์ใช้ในการจัดการ ซึ่งมีลำดับขั้นตอน 5 ขั้นตอน ดังนี้
การกำหนดปัญหา
การตั้งสมมติฐาน
การทดลองและรวบรวมข้อมูล
การวิเคราะห์ข้อมูล
การสรุปผล
ขั้นตอนที่ 1 การกำหนดปัญหา เป็นการกำหนดหัวเรื่องที่จะศึกษาหรือปฏิบัติการแก้ปัญหาเป็นปัญหาที่ได้มาจากการสังเกต จากข้อสงสัยในปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่พบเห็น เช่น ทำไมต้นไม้ที่ปลูกไว้ ใบเหี่ยวเฉา ปัญหามีหนอนมาเจาะกิ่งมะม่วงแก้ไขได้อย่างไร ปลากัดขยายพันธุ์ได้อย่างไร
ตัวอย่างการกำหนดปัญหา
ป่าไม้หลายแห่งถูกทำลายอยู่ในสภาพที่ไม่สมดุล หน้าดินเกิดการพังทลาย ไม่มีต้นไม้ หรือวัชพืชหญ้าปกคลุมดิน เมื่อฝนตกลงมาน้ำฝนจะกัดเซาะหน้าดินไปกับกระแสน้ำแต่บริเวณพื้นที่มีวัชพืชและหญ้าปกคลุมดินจะช่วยดูดซับน้ำฝนและลดอัตราการไหลของน้ำ ดังนั้นผู้ดำเนินการจึงสนใจอยากทราบว่า อัตราการไหลของน้ำจะขึ้นอยู่กับสิ่งที่ช่วยดูดซับน้ำหรือไม่ โดยทดลองใช้แผ่นใยขัดเพื่อทดสอบอัตรา การไหลของน้ำ จึงจัดทำโครงงาน การทดลอง การลดอัตราไหลของน้ำโดยใช้แผ่นใยขัด
ขั้นตอนที่ 2 การตั้งสมมติฐานและการกำหนดตัวแปรเป็นการคาดคะเนคำตอบของปัญหาใดปัญหาหนึ่งอย่างมีเหตุผล โดยอาศัยข้อมูลจากการสังเกต การศึกษาจากเอกสารที่เกี่ยวข้อง การพบผู้รู้ในเรื่องนั้นๆ ฯลฯ และกำหนดตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการทดลอง ได้แก่ ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม
สมมติฐาน ตัวอย่าง
แผ่นใยขดช่วยลดอัตราการไหลของน้ำ ทำให้น้ำไหลช้าลง
ตัวแปร
ตัวแปรต้น คือ แผ่นใยขัด
ตัวแปรตาม คือ ปริมาณน้ำที่ไหล
ตัวแปรควบคุม คือ ปริมาณน้ำที่เทหรือรด
ขั้นตอนที่ 3 การทดลองและรวบรวมข้อมูล เป็นการปฏิบัติการทดลองค้นหาความจริงให้สอดคล้องกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ในขั้นตอนการตั้งสมมติฐาน ขั้นตอนที่ 2 ) และรวบรวมข้อมูลจากการทดลองหรือปฏิบัติการนั้นอย่างเป็นระบบ
ตัวอย่าง
การออกแบบการทดลอง
วัสดุอุปกรณ์ จัดเตรียมวัสดุอุปกรณ์ โดยจัดเตรียม กระบะ จำนวน 2 กระบะ
ทรายสำหรับใส่กระบะทั้ง 2 ให้มีปริมาณเท่า ๆ กัน
กิ่งไม้จำลอง สำหรับปักในกระบะทั้ง 2 จำนวนเท่า ๆ กัน
แผ่นใยขัด สำหรับปูบนพื้นทรายกระบะใดกระบะหนึ่ง
น้ำ สำหรับเทลงในกระบะทั้ง 2 กระบะปริมาณเท่า ๆ กัน
ขั้นตอนที่ 4 การวิเคราะห์ข้อมูลและทดสอบสมมติฐานเป็นการนำข้อมูลที่รวบรวมได้จากขั้นตอน
การทดลองและรวบรวมข้อมูล ขั้นตอนที่ 3 ) มาวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ของข้อเท็จจริงต่าง ๆ เพื่อนำมาอธิบายและตรวจสอบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ในขั้นตอนการตั้งสมมติฐาน ขั้นตอนที่ ) ถ้าผลการวิเคราะห์ไม่สอดคล้องกับสมมติฐาน สรุปได้ว่าสมมติฐานนั้นไม่ถูกต้อง ถ้าผลวิเคราะห์สอดคล้องกับสมมติฐาน ตรวจสอบหลายครั้งได้ผลเหมือนเดิมก็สรุปได้ว่าสมมติฐานและการทดลองนั้นเป็นจริง สามารถนำไปอ้างอิงหรือเป็นทฤษฎีต่อไปนี้
ตัวอย่าง
วิธีการทดลอง นำทรายใส่กระบะทั้ง 2 ให้มีปริมาณเท่า ๆ กัน ทำเป็นพื้นลาดเอียง
กระบะที่ 1 วางแผ่นใยขัดในกระบะทรายแล้วปักกิ่งไม้จำลอง
กระบะที่ 2 ปักกิ่งไม้จำลองโดยไม่มีแผ่นใยขัด
ทดลองเทน้ำจากฝักบัวที่มีปริมาณน้ำเท่า ๆ กัน พร้อม ๆ กัน ทั้ง 2 กระบะ การทดลองควรทดลองมากกว่า 1 ครั้ง เพื่อให้ได้ผลการทดลองที่มีความน่าเชื่อถือ
ผลการทดลอง
กระบะที่ 1 มีแผ่นใยขัด) น้ำ ที่ไหลลงมาในกระบะ จะไหลอย่างช้า ๆ เหลือปริมาณน้อย พื้นทรายไม่พัง กิ่งไม้จำลองไม่ล้ม
กระบะที่ 2 ไม่มีแผ่นใยขัด) น้ำที่ไหลลงสู่พื้นกระบะจะไหลอย่างรวดเร็ว พร้อมพัดพาเอากิ่งไม้จำลองมาด้วย พื้นทรายพังทลายจำนวนมาก
ขั้นตอนที่ 5 การสรุปผล เป็นการสรุปผลการศึกษา การทดลอง หรือการปฏิบัติการนั้น ๆ โดยอาศัยข้อมูลและการวิเคราะห์ข้อมูลจากขั้นตอนการวิเคราะห์ข้อมูล ขั้นตอนที่ 4 ) เป็นหลัก
สรุปผลการทดลอง
จากการทดลองสรุปได้ว่าแผ่นใยขัดมีผลต่อการไหลของน้ำ ทำให้น้ำไหลได้อย่างช้าลง รวมทั้งช่วยให้กิ่งไม้จำลองยึดติดกับทรายในกระบะได้ ซึ่งต่างจากกระบะที่มีแผ่นใยขัดที่น้ำไหลอย่างรวดเร็ว ละพัดเอากิ่งไม้และทรายลงไปด้วย
เมื่อดำเนินการเสร็จสิ้น 5 ขั้นตอนนี้แล้ว ผู้ดำเนินการต้องจัดทำเป็นเอกสารรายงานการศึกษา การทดลองหรือการปฏิบัติการนั้นเพื่อเผยแพร่ต่อไป
เทคโนโลยี และการนำเทคโนโลยีไปใช้
เทคโนโลยี
เทคโนโลยีTechnology) หมายถึง ความรู้ วิชาการรวมกับความรู้วิธีการและความชำนาญที่สามารถนำไปปฏิบัติให้เกิดประโยชน์สูงสุด สนองความต้องการของมนุษย์เป็นสิ่งที่มนุษย์พัฒนาขึ้น เพื่อช่วยในการทำงานหรือแก้ปัญหาต่าง ๆ เช่น อุปกรณ์, เครื่องมือ, เครื่องจักร, วัสดุ หรือ แม้กระทั่งที่ไม่ได้เป็นสิ่งของที่จับต้องได้ เช่น ระบบหรือกระบวนการต่าง ๆ เทคโนโลยี มีความสัมพันธ์กับการดำรงชีวิตของมนุษย์มาเป็นเวลานาน เป็นสิ่งที่มนุษย์ใช้แก้ปัญหาพื้นฐาน ในการดำรงชีวิต เช่น การเพาะปลูก ที่อยู่อาศัย เครื่องนุ่งห่ม ยารักษาโรค ในระยะแรกเทคโนโลยีที่นำมาใช้ เป็น เทคโนโลยีพื้นฐานไม่สลับซับซ้อนเหมือนดังปัจจุบัน การเพิ่มของประชากร และข้อจำกัดด้านทรัพยากรธรรมชาติ รวมทั้งมีการพัฒนาความสัมพันธ์กับต่างประเทศเป็นปัจจัยด้านเหตุสำคัญในการนำและพัฒนาเทคโนโลยีมาใช้มากขึ้น
เทคโนโลยีในการประกอบอาชีพ
เทคโนโลยีกับการพัฒนาอุตสาหกรรม การนำเทคโนโลยีมาใช้ในการผลิต ทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตเพิ่มขึ้น ประหยัดแรงงาน ลดต้นทุนและ รักษาสภาพแวดล้อม เทคโนโลยีที่มีบทบาทในการพัฒนาอุตสาหกรรมในประเทศไทย เช่น คอมพิวเตอร์ และอิเล็กทรอนิกส์ การสื่อสาร เทคโนโลยีชีวภาพและพันธุกรรม วิศวกรรม เทคโนโลยีเลเซอร์ การสื่อสาร การแพทย์ เทคโนโลยีพลังงาน เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์ เช่น พลาสติก แก้ว วัสดุก่อสร้าง โลหะ
เทคโนโลยีกับการพัฒนาด้านการเกษตร ใช้เทคโนโลยีในการเพิ่มผลผลิต ปรับปรุงพันธุ์ เป็นต้น เทคโนโลยีมีบทบาทในการพัฒนาอย่างมาก แต่ทั้งนี้การนำเทคโนโลยีมาใช้ในการพัฒนาจะต้องศึกษาปัจจัยแวดล้อมหลายด้าน เช่น ทรัพยากรสิ่งแวดล้อม ความเสมอภาคในโอกาสและการแข่งขันทางเศรษฐกิจและสังคม เพื่อให้เกิดความ ผสมกลมกลืนต่อการพัฒนาประเทศชาติและส่วนอื่นๆอีกมาก
เทคโนโลยีที่ใช้ในชีวิตประจำวัน
การนำเทคโนโลยีมาใช้ในชีวิตประจำวันของมนุษย์มีมากมายเนื่องจากการได้รับการพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีกันอย่างกว้างขวาง เช่น การส่งจดหมายผ่านทางอินเตอร์เน็ต การหาความรู้ผ่านอินเตอร์เน็ต การพูดคุยและแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกัน การอ่านหนังสือผ่านอินเตอร์เน็ต ล้วนแต่เป็นเทคโนโลยีที่มีกาวหน้างอย่างรวดเร็ว เป็นการประหยัดเวลาในและสามารถหาความรู้ต่าง ๆ ได้รวดเร็วยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีก่อเกิดผลกระทบต่อสังคมและในพื้นที่ที่มีเทคโนโลยีเข้าไปเกี่ยวข้องในหลายรูปแบบ เทคโนโลยีได้ช่วยให้สังคมหลาย ๆ แห่งเกิดการพัฒนาทางเศรษฐกิจมากขึ้นซึ่งรวมทั้งเศรษฐกิจโลกในปัจจุบัน ในหลาย ๆ ขั้นตอนของการผลิตโดยใช้เทคโนโลยีได้ก่อให้ผลผลิตที่ไม่ต้องการ หรือเรียกว่ามลภาวะเกิดการสูญเสียทรัพยากรธรรมชาติและเป็นการทำลายสิ่งแวดล้อมเทคโนโลยีหลาย ๆ อย่างที่ถูกนำมาใช้มีผลต่อค่านิยมและวัฒนธรรมของสังคม เมื่อมีเทคโนโลยีใหม่ ๆ เกิดขึ้นก็มักจะถูกตั้งคำถามทางจริยธรรม
เทคโนโลยีที่เหมาะสม
คำว่าเทคโนโลยีที่เหมาะสม หมายความถึงเหมาะสมต่อสภาพเศรษฐกิจ สังคม และความต้องการของประเทศ เทคโนโลยีบางเรื่องเหมาะสมกับบางประเทศ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาวะของแต่ละประเทศ
. ความจำเป็นที่นำเทคโนโลยีมาใช้ในประเทศไทย ประชาชนส่วนใหญ่เป็นเกษตรกร รายได้จากผลผลิตทางการเกษตรมีมากกว่ารายได้อย่างอื่น และประมาณร้อยละ 80 ของประชากรอาศัยอยู่ในชนบท ดังนั้นการนำเทคโนโลยีมาใช้จึงเป็นเรื่องจำเป็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีทางการเกษตร สินค้าทางการเกษตร ส่วนใหญ่ส่งออกจำหน่ายต่างประเทศในลักษณะวัตถุดิบ เช่น การขายเมล็ดโกโก้ให้ต่างประเทศแล้วนำไปผลิตเป็นช็อคโกแลต หากตั้งโรงงานในประเทศไทยต้องใช้เทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทในการพัฒนาการแปรรูป
2. เทคโนโลยีที่เหมาะสม มีผู้รู้หลายท่านได้ตีความหมายของคำว่า เหมาะสม” ว่าเหมาะสมกับอะไรต่อเศรษฐกิจระยะเวลาหรือระดับเทคโนโลยีที่เหมาะสม คือ เทคโนโลยีที่สามารถนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อการดำเนินกิจการต่าง ๆ และสอดคล้องกับความรู้ ความสามารถ ประสบการณ์ สภาพแวดล้อม วัฒนธรรมสิ่งแวดล้อม และกำลังเศรษฐกิจของคนทั่วไป
เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ได้แก่
1. การตัดต่อยีน genetic engineering) เทคโนโลยีดีเอ็นเอสายผสม recombinant DNA) และเทคโนโลยีโมเลกุลเครื่องหมาย molecular markers)
2. การเพาะเลี้ยงเซลล์ และ/หรือ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ cell and tissue culturing) พืช และสัตว์
3. การใช้ประโยชน์จุลินทรีย์บางชนิดหรือใช้ประโยชน์จากเอนไซม์ของจุลินทรีย์
เทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตร
ได้แก่การพัฒนาการเกษตร ด้านพืช และสัตว์ ด้วยเทคโนโลยีชีวภาพ
. การปรับปรุงพันธุ์พืชและการผลิตพืชพันธุ์ใหม่ crop lmprovement) เช่น พืชไร่ พืชผัก ไม้ดอก
. การผลิตพืชพันธุ์ดีให้ได้ปริมาณมาก ๆ ในระยะเวลาอันสั้น ในระยะเวลาอันสั้น (micropropaagation
. การผสมพันธุ์สัตว์และการปรับปรุงพันธุ์สัตว์ breeding and upggrading of livestocks)
การควบคุมศัตรูพืชโดยชีววิธี biological pest control) และจุลินทรีย์ที่ช่วยรักษาสภาพแวดล้อม
การปรับปรุงขบวนการการผลิตอาหารให้มีประสิทธิภาพและมีความปลอดภัยต่อผู้บริโภค
การริเริ่มค้นคว้าหาทรัพยากรธรรมชาติมาใช้ประโยชน์ search for utilization of unused resources) และการสร้างทรัพยากรใหม่
เรื่องที่ 3 วัสดุและอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์
อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ คือเครื่องมือที่ให้ทั้งภายในและภายนอกห้องปฏิบัติการเพื่อใช้ทดลองและหาคำตอบต่างๆทางวิทยาศาสตร์
ประเภทของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์
1. ประเภททั่วไป เช่น บีกเกอร์ หลอดทดสอบ ไพเพท บิวเรต กระบอกตวง หลอดหยดสาร แท่งแก้วคนสาร ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ผลิตขึ้นจากวัสดุที่เป็นแล้วเนื่องจากป้องกันการทำปฏิกิริยากับสารเคมี นอกจากนี้ยังมี เครื่องชั่งแบบต่างๆ กล้องจุลทรรศน์ ตะเกียงแอลกอฮอล์เป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้วิธีใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ตามลักษณะของงาน
ประเภทเครื่องมือช่าง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ได้ทั้งภายในห้องปฏิบัติการ และภายนอกห้องปฏิบัติการ เช่นเวอร์เนีย คีม และแปรง เป็นต้น
ประเภทสิ้นเปลือง และสารเคมี เป็นอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้แล้วหมดไปไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก เช่น กระดาษกรอง กระดาษลิตมัส และสารเคมี
การใช้อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ประเภทต่างๆ
การใช้งานอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ประเภททั่วไป
บีกเกอร์BEAKER
บีกเกอร์มีหลายขนาดและมีความจุต่างกัน โดยที่ข้างบีกเกอร์จะมีตัวเลขระบุความจุของบีกเกอร์ ทำให้ผู้ใช้สามารถทราบปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ได้อย่างคร่าวๆ และบีกเกอร์มีความจุตั้งแต่ 5 มิลลิเมตรจนถึงหลายๆลิตร อีกทั้งเป็นแบบสูง แบบเตี้ย และแบบรูปทรงกรวย conical beaker) บีกเกอร์จะมีปากงอเหมือนปากนกซึ่งเรียกว่า spout ทำให้การเทของเหลวออกได้โดยสะดวก spout ทำให้สะดวกในการวางไม้แก้วซึ่งยื่นออกมาจากฝาที่ปิดบีกเกอร์ และ spout ยังเป็นทางออกของไอน้ำหรือแก๊สเมื่อทำการระเหยของเหลวในบีกเกอร์ที่ปิดด้วยกระจกนาฬิกา (watch grass)
การเลือกขนาดของบีกเกอร์เพื่อใส่ของเหลวนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของเหลวที่จะใส่ โดยปกติให้ระดับของเหลวอยู่ต่ำกว่าปากบีกเกอร์ประมาณ 1 1 1/2 นิ้ว
ประโยชน์ของบีกเกอร์
1. ใช้สำหรับต้มสารละลายที่มีปริมาณมากๆ
2. ใช้สำหรับเตรียมสารละลายต่างๆ
3. ใช้สำหรับตกตะกอนและใช้ระเหยของเหลวที่มีฤทธิ์กรดน้อย
