ครั้งที่ 17
วันพพุธที่ 25 กันยายน พ.ศ. 2556
การเรียนการสอนในวันนี้
อาจารย์ให้นักศึกษา"สรุปองค์ความรู้ในการเรียนวิชานี้"
**กระบวนการทางวิทยยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย**
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
หมายถึงคุณลักษณะ ที่มีความจำเป็นต้องมีในตัวของผู้ที่จะต้องอาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการแก้ปัญหา หรือปฏิบัติงานต่าง ๆ ซึ่งมี 13 ทักษะดังนี้
ทักษะการสังเกต
ทักษะการสังเกต คือความสามารถในการใช้ประสาทสัมผัส อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายอย่าง เพื่อหาข้อมูลหรือรายละเอียดของสิ่งต่าง ๆ โดยไม่เพิ่มความคิดเห็นส่วนตัวลงไป เห็นอย่างไร รู้สึกอย่างไร ได้ยินอย่างไร ได้กลิ่นอย่างไร หรือรสชาติเป็นอย่างไร ก็ตอบไปตามนั้น ประสาทสัมผัสมี 5 ชนิด คือ
1. ประสาทตา สังเกตได้โดยการดู เพื่อบอกรูปร่าง สัณฐาน ขนาด สี สถานะ
2. ประสาทหู สังเกตโดยการฟัง เพื่อบอกเสียงที่ได้ยินว่า เสียงดัง เสียงค่อย เสียงสูง เสียงต่ำ หรือเสียงดังอย่างไรตามที่ได้ยิน
3. ประสาทจมูก สังเกตโดยการดมกลิ่น เพื่อบอกว่ามีกลิ่นหรือไม่ หอม เหม็น ฉุน
4. ประสาทลิ้น สังเกตโดยการชิมรส เพื่อบอกว่ามีรสชาติว่า หวาน ขม เผ็ด เค็ม เปรี้ยว ฝาด แต่ในการสังเกตโดยการชิมนี้ ต้องแน่ใจว่าสิ่งนั้นไม่มีอันตรายและสะอาดเพียงพอ
5. ประสาทผิวกาย สังเกตได้โดยการสัมผัส เพื่อบอก อุณหภูมิ ความหยาบ ความละเอียด ความเรียบ ความลื่น ความเปียกชื้น ความแห้งของสิ่งนั้น
นอกจากการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 ชนิดสังเกตโดยตรงแล้ว การใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 สังเกตการเปลี่ยนแปลงของสิ่งต่าง ๆ ได้ก็จัดว่าเป็นทักษะการสังเกตเช่นเดียวกัน เช่น การเปลี่ยนแปลงของสี การเปลี่ยนแปลงรูปร่างสัณฐาน การเปลี่ยนแปลงขนาด การเปลี่ยนแปลงกลิ่น รส อุณหภูมิ ฯลฯ
ทักษะการวัด
การวัดหมายถึงความสามารถในการเลือกและใช้เครื่องมือต่าง ๆ ทำการวัดหาปริมาณของสิ่งต่าง ๆ ออกมาเป็นตัวเลขที่แน่นอนได้อย่างเหมาะสมและถูกต้อง โดยมีหน่วยที่ใช้วัดกำกับ ตลอดจนสามารถอ่านค่าที่วัดได้ถูกต้องหรือใกล้เคียงกับความเป็นจริง ในการวัดจะต้องพิจารณาว่า
1. จะวัดอะไร เช่น วัดความยาวเส้นรอบรูปของลูกบอล ชั่งน้ำหนักก้อนหิน วัดอุณหภูมิของน้ำ วัดระยะเวลาที่ใช้ในการต้มน้ำ วัดปริมาตรของของเหลวในขวด วัดขนาดของมุม วัดความชื้นของอากาศ วัดแรงกดดันของอากาศ วัดแรงดันของไฟฟ้า ฯลฯ
2. จะใช้เครื่องมืออะไรวัด เช่น ใช้เชือกและไม้บรรทัดวัดเส้นรอบรูปของลูกบอล ใช้ตาชั่งสปริงชั่งน้ำหนักของก้อนหิน
3. เหตุใดจึงใช้เครื่องมือนั้น เช่นทำไมจึงเลือกใช้เชือกและไม้บรรทัดวัดเส้นรอบรูปลูกบอล จะใช้เครื่องมืออื่นได้หรือไม
่ 4. จะวัดอย่างไร เช่น เมื่อมีเชือกและไม้บรรทัดแล้วจะทำการวัดอย่างไร มีเทคนิคอย่างไร
สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการวัดแต่ละครั้ง คือความเที่ยงตรง แน่นอนในการวัดและค่าที่ถูกต้อง การวัดปริมาณใด ๆ มักจะเกิดความคลาดเคลื่อนอยู่เสมอ เช่นเกิดจากการอ่านค่าผิดพลาด หรือบันทึกผิด หรือเกิดจากการใช้วิธีวัดไม่ถูกต้อง วิธีแก้ความคลาดเคลื่อนทำได้โดยการวัดหลาย ๆ ครั้ง แล้วหาค่าเฉลี่ย การที่นักเรียนจะมีทักษะในการวัด จำเป็นต้องได้รับการฝึกฝนอยู่บ่อย ๆ เช่น ก่อนการวัดต้องศึกษาเครื่องมือ วิธีการใช้ สเกลการวัด เป็นต้น ความสามารถที่แสดงว่านักเรียนเกิดทักษะการวัด คือ
1. เลือกเครื่องมือได้เหมาะสมกับสิ่งที่จะวัด
2. บอกเหตุผลในการเลือกเครื่องมือได้
3. บอกวิธีวัดและวิธีใช้เครื่องมือวัดได้ถูกต้อง
4. ทำการวัดปริมาณต่าง ๆ ได้ถูกต้อง
5. ระบุหน่วยของตัวเลขที่ได้จากการวัดได้
การวัดปริมาณต่าง ๆ ได้ตรงกับความเป็นจริงมากน้อยเพียงไรขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 3 ประการ
1. เทคนิคการวัด
2. มาตราฐานของเครื่องมือ
3. ความระมัดระวัง ความละเอียดรอบคอบ
ทักษะการจำแนก
การจำแนก หมายถึงการจำแนกหรือการจัดจำพวกวัตถุหรือเหตุการณ์ ออกเป็นประเภทต่าง ๆ โดยมีเกณฑ์ในการจำแนกหรือจัดจำพวก เกณฑ์ที่ใช้อาจพิจารณาจากลักษณะที่เหมือนกัน แตกต่างกัน หรือสัมพันธ์กัน อย่างใดอย่างหนึ่งก็ได้ การกำหนดเกณฑ์อาจทำได้โดย การกำหนดขึ้นเอง หรือมีผู้อื่นกำหนดให้ การจำแนกประเภทอาจทำได้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่กำหนด เช่น การแบ่งประเภทสิ่งของ เกณฑ์ที่ใช้มักเป็น สี ขนาด รูปร่าง ลักษณะผิว วัสดุที่ใช้ทำ ราคา หรือการนำไปใช้ ส่วนพวกสิ่งที่มีชีวิตมักจะใช้เกณฑ์ ลักษณะ รูปร่าง อาหาร ที่อยู่อาศัย การสืบพันธุ์ ประโยชน์ เป็นต้น การจำแนกประเภทไม่จำกัดอยู่เฉพาะในวงการวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่สามารถนำไปใช้ในสาขาวิชาอื่น และในชีวิตประจำวันได้ เช่น การจัดสิ่งของภายบ้านที่ต้องแยกออกตามประโยชน์ใช้สอย เช่น ของใช้ภายในครัว ของใช้ภายในห้องน้ำ ของใช้ภายในห้องนอน หรือของใช้ในร้านค้าต่าง ๆ ห้างสรรพสินค้าในปัจจุบันจะพบว่าสินค้าต่าง ๆ ที่วางขายในแต่ละส่วนนั้น จะถูกแบ่งแยกออกตามประโยชน์ใช้สอยทั้งสิ้น เช่นส่วนขายเสื้อผ้าเด็ก ส่วนขายเสื้อผ้าผู้หญิง ส่วนขายเครื่องไฟฟ้า เป็นต้น ในการจำแนกสิ่งต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันจะช่วยให้เกิดความสะดวกในการหยิบใช้ และเป็นระเบียบสวยงาม
จุดมุ่งหมายของทักษะการจำแนก
โดยใช้เกณฑ์ที่ตนเองกำหนดขึ้น
1. แบ่งพวกสิ่งของ โดยใช้เกณฑ์ที่ผู้อื่นกำหนดให้ หรือโดยใช้เกณฑ์ที่ตนเองกำหนดขึ้น
2. เรียงลำดับสิ่งของ โดยใช้เกณฑ์ที่ผู้อื่นกำหนดให้ หรือในการแบ่งพวกสิ่งของที่ผู้อื่นจำแนกไว้แล้ว
3. บอกเกณฑ์ ในการเรียงลำดับสิ่งของที่ผู้อื่นเรียงลำดับไว้แล้ว
ทักษะการคำนวณ
ลักษณะของการคำนวณ มีดังต่อไปนี้
1. นับจำนวน
2. ใช้ตัวเลขแสดงจำนวนที่นับ
3. บอกวิธีคำนวณ
4. คิดคำนวณ
5. แสดงวิธีคิดคำนวณ
6. บอกวิธีการหาค่าเฉลี่ย
7. หาค่าเฉลี่ย
8. แสดงวิธีหาค่าเฉลี่ย
ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล
ข้อมูล หมายถึงข้อเท็จจริงที่จะนำไปใช้ในการอ้างอิงหรือคำนวณ เราแบ่งข้อมูลตามระดับความยากง่ายในการทำความเข้าใจได้ 2 ประเภทคือ
1. ข้อมูลดิบ เป็นข้อมูลที่ทำความเข้าใจยาก ได้จากการสังเกต การวัด การจำแนก การคำนวณ ฯลฯ
2. ข้อมูลที่จัดกระทำแล้ว เป็นข้อมูลที่ทำความเข้าใจได้ง่าย ซึ่งได้มาจากการนำข้อมูลดิบมาดัดแปลงใหม่นั่นเอง การดัดแปลงข้อมูลดิบให้ทำความเข้าใจได้ง่ายขึ้นดังกล่าว สามารถทำได้ 4 วิธี คือ
2.1 หาความถี่
2.2 จัดลำดับ
2.3 แยกประเภท
2.4 คำนวณหาค่าใหม่
ทักษะการสื่อความหมายข้อมูล
การสื่อความหมายข้อมูลหมายถึง การนำข้อมูลที่ได้จัดกระทำแล้วมาแสดงหรือนำเสนอในรูปแบบใหม่ เพื่อให้สามารถเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นอีก รูปแบบใหม่ที่สามารถแสดงหรือนำเสนอมีหลายรูปแบบเช่น
1. ตาราง 2. แผนภูมิ
3. วงจร 4. กราฟ
5. สมการ 6. บรรยาย
ทักษะการลงความคิดเห็นจากข้อมูล
การลงความเห็นจากข้อมูล หมายถึง การใช้ประสาทสัมผัส สัมผัสสิ่งของหรือเหตุการณ์ให้ได้ข้อมูลอย่างหนึ่ง แล้วเพิ่มความคิดเห็นส่วนตัวลงไปให้กับข้อมูลนั้น ความคิดเห็นส่วนตัวอาจได้มาจาก ความรู้เดิม ประสบการณ์เดิม หรือเหตุผลต่าง ๆ ดังนั้นการลงความเห็นจากข้อมูล จึงมีลักษณะ ดังนี้
1. อธิบายหรือสรุป เกินข้อมูลที่ได้จากการสังเกต
2. เพิ่มความคิดเห็นส่วนตัวลงไป
เช่น นำใบไม้ชนิดหนึ่งที่นักเรียนไม่เคยเห็นหรือรู้จักมาก่อนให้นักเรียนสังเกต แล้วถามว่าได้ข้อมูลอะไรจากใบไม้นั้นบ้าง
-ใบไม้มีสีเขียว ( ทักษะการสังเกต )
- ใบไม้มีขน ( ทักษะการสังเกต )
- ใบไม้มีรู 2 รู ( ทักษะการสังเกต )
- ใบไม้มีกลิ่นหอม ( ทักษะการสังเกต )
- ใบไม้คล้ายใบอ้อย ( ลงความเห็นจากข้อมูล )
- ใบไม้ถูกหนอนกินเป็นรู ( ลงความเห็นจากข้อมูล )
การลงความเห็นจากข้อมูลที่กล่าวถึงข้างต้นนั้น เป็นการลงความเห็นเกี่ยวกับสิ่งของหรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแล้ว เท่านั้น ไม่ได้เป็นการลงความเห็นเกี่ยวกับสิ่งของและเหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต หากเป็นการลงความเห็นเกี่ยวกับสิ่งของหรือเหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต จะเรียกว่าการทำนาย
ทักษะการพยากรณ์
การพยากรณ์ หมายถึงการทำนายผล เหตุการณ์ หรือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยอาศัยข้อมูล ความสัมพันธ์ของข้อมูล หลักการ กฎ หรือทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่ทำนาย
ทักษะการตั้งสมมุติฐาน
การตั้งสมมุติฐาน หมายถึงการทำนายผล เหตุการณ์ หรือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยไม่ทราบ หรือไม่มีความสัมพันธ์ของข้อมูล กฎ หลักการ หรือทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่ทำนาย ดังตัวอย่าง
ข้อมูล อากาศบ่ายวันนี้อบอ้าว มีเมฆดำลอยต่ำอยู่เต็มท้องฟ้า มดดำคาบไข่ออกจากรังย้ายไปอยู่บนที่สูง
พยากรณ์ ฝนกำลังจะตก ( อาศัยประสบการณ์ หรือความรู้เดิม )
ข้อมูล นายแดงเคยกินปูเค็มมาแล้ว 6 ครั้ง เขาพบว่าภายหลังที่กินปูเค็มทุกครั้งเขาจะมีอาการท้องเสีย
พยากรณ์ ถ้านายแดงกินปูเค็มอีกเขาจะท้องเสีย ( อาศัยความสัมพันธ์ของข้อมูล )
คำถาม ถ้านายแดงกินกุ้งแช่น้ำปลา จะเกิดผลอย่างไร
จะตอบคำถามนี้ได้ต้องตั้งสมมุติฐาน ( ทำนายอนาคต โดยไม่ต้องอาศัยความสัมพันธ์ของข้อมูล กฎ หลักการ หรือทฤษฎี )
ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ
ในการทดลองเพื่อตรวจสอบสมมุติฐานนั้น อาจมีคำ หรือข้อความ ในสมมุติฐานที่มีความหมายได้หลายอย่าง ทำให้เข้าใจไม่ตรงกัน และอาจสังเกตหรือวัด หรือตรวจสอบได้ยาก จึงจำเป็นต้องกำหนดความหมายของคำ หรือข้อความนั้น ให้สามารถเข้าใจตรงกันได้ และสามารถสังเกตหรือตรวจสอบได้ง่าย อันเป็นการจำกักขอบเขตของการศึกษาทดลอง การกำหนดความหมายของคำหรือข้อความจึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ เช่น
ตั้งสมมุติฐานว่า การทาบกิ่งมะม่วงทำให้ได้มะม่วงดี
คำว่า "มะม่วงดี" มีความหมายได้อย่าง และตรวจสอบว่ามะม่วงดี ทำได้ยาก จึงควรกำหนดความมหายของคำว่า มะม่วงดี เสียก่อน เช่น มะม่วงดีหมายถึง มะม่วงที่ให้ผลเร็ว หรือ มะม่วงดี หมายถึงมะม่วงที่มีลักษณะเหมือนต้นแม่ เป็นต้น
ดังนั้นการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ จึงมีจุดประสงค์เพื่อ
1. ให้เข้าใจตรงกัน
2. ให้สังเกตหรือวัด หรือตรวจสอบได้ง่าย
ลองพิจารณานิยามต่อไปนี้
ก. นิยามทั่วๆ ไป อ๊อกซิเจน หมายถึง ธาตุชนิดหนึ่งมีสถานะเป็นก๊าซ มีน้ำหนักอะตอม 16 และมีเลขอะตอมเป็น 8
ข. นิยามเชิงปฏิบัติการ ออกซิเจน หมายถึง ก๊าซที่ช่วยให้ไฟติด เมื่อนำธูปที่ติดไฟเป็นถ่านแดงแหย่ลงไปในกระกอกเก็บก๊าซนี้ จะเกิดเป็นเปลวไฟขึ้น
จะเห็นว่านิยาม ก. แตกต่างจากนิยาม ข. คือ นิยาม ก. ทดสอบได้ยาก ส่วนนิยาม ข. ทดสอบได้ง่าย
นิยามต่อไปนี้เป็นนิยามเชิงปฏิบัติการหรือไม่
ก. น้ำสะอาด หมายถึง น้ำที่ต้มแล้ว และไม่มีกลิ่น ไม่มีสี ไม่มีรส
ข. น้ำสะอาห หมายถึง น้ำที่ปราศจากเชื้อโรค
( ก. เป็นนิยามเชิงปฏิบัติการ เพราะตรวจสอบได้ง่าย โดยการสังเกต ส่วน ข. ไม่เป๋นนิยามเชิงปฏิบัติการสำหรับนักเรียนระดับต่ำ แต่อาจเป็นนิยามเชิงปฏิบัติการของนักเรียนนักศึกษาระดับสูงได้ )
นิยามต่อไปนี้เป็นนิยามเชิงปฏิบัติการหรือไม่
ก. ไก่สมบูรณ์ คือ ไก่ที่อ้วนมาก
ข. ไก่สมบูรณ์ คือ ไก่ที่มีน้ำหนักมาก
( ข เป็นนิยามเชิงปฏิบัติการ เพราะตรวจสอบได้ง่ายโดยการชั่งน้ำหนักด้วยตาชั่ง ส่วน ก. ไม่เป็น เพราะ "อ้วน" ตรวจสอบได้ยาก ไก่น้ำหนักน้อยแต่ขนพอง ก็มองดูอ้วนได้ )
ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร
ตัวแปร หมายถึง วัสดุ สิ่งของ หรือสถานการณ์ หรือปริมาณ ที่สามารถทำให้ผลของการทดลองออกมาผิด หรือถูกต้อง น่าเชื่อถือหรือไม่ แบ่งได้ 3 ชนิด คือ
1. ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระ คือตัวแปรที่เป็นต้นเหตุ ให้เราคาดว่าทำให้ผลออกมาต่างกัน
2. ตัวแปรตาม คือผลที่เกิดจากตัวแปรต้น
3. ตัวแปรที่ต้องควบคุม คือสิ่งที่เราต้อง หรือควบคุมให้เหมือนกัน เพื่อให้แน่ใจว่า ผลการทดลองเกิดจากตัวแปรต้นเท่านั้น
เช่น
ดินอะไรปลูกข้าวเจ้าได้ดี
ถ้าจะออกแบบการทดลอง โดยการนำเมล็ดข้างเจ้ามาเพาะลงในกระถาง โดยแยกใส่ดินให้ต่างกันชนิดละ 1 กระถาง แล้วดูผลการเจริญเติบโต ที่คาดว่าจะแตกต่างกัน ตัวแปรที่เกี่ยวข้องคือ เมล็ดข้าว กระถาง ดิน การดูแลรักษา สถานที่ และระยะเวลา ดังนั้นจึงต้องกำหนดและควบคุมตัวแปรดังนี้
- ตัวแปรต้น คือ ชนิดของดิน
- ตัวแปรตาม คือ การเจริญเติบโตของข้าวเจ้า
- ตัวแปรควบคุม คือ เมล็ดข้าว กระถาง การดูแลรักษา สถานที่ทดลอง ระยะเวลาที่ทดลอง
วัสดุใดนำความร้อนได้ดี
ถ้าจะทดลองโดยการนำแท่งวัสดุต่างชนิดกัน มาติดด้วยเทียนขี้ผึ้ง แล้วนำปลายวัสดุแต่ละชนิดไปลนไฟ เพื่อดูว่าเทียนขี้ผึ้งที่ติดอยู่บนวัสดุใด หลอมเหลวและหลุกออกไปก่อนกัน ตัวแปรที่เกี่ยวข้องคือ
- ตัวแปรต้น คือ ชนิดของแท่งวัสดุ
- ตัวแปรตาม คือ ระยะเวลาที่เทียนขี้ผึ้งหลุดจากแท่งวัสดุ
- ตัวแปรควบคุมคือ ความร้อนของไฟ ระยะของก้อนเทียนขี้ผึ้ง ขนาดและรูปร่างของก้อนเทียนขี้ผึ้ง ความแน่นของก้อนเทียนขี้ผึ้งที่ติดกับแท่งวัสดุ
ทักษะการทดลอง
การทดลอง เป็นกระบวนการปฏิบัติการเพื่อทดสอบสมมุติฐานที่ตั้งขึ้น
ในการทดลองจะประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ คือ
1. การออกแบบการทดลอง
2. การปฏิบัติการทดลอง
3. การบันทึกผลการทดลอง
การออกแบบการทดลอง เป็นการวางแผนการทดลอง เพื่อ
- บอกวิธีทดลอง ให้รู้ว่าจะทำการทดลอง หรือปฏิบัติอย่างไร
- เลือกอุปกรณ์ เครื่องมือ วัสดุ หรือสารเคมีที่จะใช้ทดลอง ให้รู้ว่าจะต้องใช้อะไร จำนวนเท่าไร และใช้อย่างไร
การออกแบบการทดลองที่ดี ต้องสามารถทดลองได้สะดวก ปลอดภัย รวดเร็ว เที่ยงตรง เห็นผลได้ชัดเจน และประหยัด
การปฏิบัติการทดลอง เป็นกิจกรรมที่ต้องลงมือปฏิบัตจริง ซึ่งจะต้องใช้ทักษะด้านอื่นๆ ประกอบอีกมาก เช่น ทักษะการวัด ทักษะการสังเกต ทักษะการใช้เครื่องมือต่างๆ เป็นต้น
การบันทึกผลการทดลอง เป็นกิจกรรมที่ต่อเนื่องจากการปฏิบัติกาารทดลอง กล่าวคือ เมื่อผู้ทดลองได้สังเกต ได้วัดปริมาณ ได้นับจำนวน หรือได้ให้คะแนน อย่างไร ก็บันทึกผลตามนั้น ลงในแบบบันทึกที่ได้เตรียมไว้ ซึ่งแบบบันทึกนี้จัดเป็นวัสดุอุปกรณ์อย่างหนึ่งที่ต้องเตรียมไว้
อาจสรุปได้ว่าผู้มีทักษะการทดลองควรมีคุณลักษณะดังต่อไปนี้
- ออกแบบการทดลองได้เหมาะสม ( เที่ยงตรง รวดเร็ว ปลอดภัย ประหยัด ฯลฯ )
- เลือกวัสดุอุปกรณ์ เครื่องมือ ที่ใช้ในการทดลองได้เหมาะสม
- ใช้อุปกรณ์ เครื่องมือได้ถูกต้อง คล่องแคล่ว ปลอดภัย
- บันทึกผลการทดลองได้เหมาะสม
- ทำความสะอาด จัดเก็บ อุปกรณ์หรือเครื่องมือได้
