ใบความรู้หน่วยที่ 1

เอกสารประกอบการสอนวชิ าวิทยาศาสตร์พ้ืนฐาน5
ชัน้ มัธยมศึกษาปที ี่ 3

เรื่อง วทิ ยาศาสตร์กับการแก้ปญั หา

นางสาวกัญญาณฐั อมิ่ อไุ ร
ตาแหนง่ ครู

โรงเรียนตราษตระการคณุ อาเภอเมอื ง จงั หวัดตราด
สานกั งานเขตพนื้ ท่กี ารศึกษามัธยมศกึ ษาจันทบุรี ตราด
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาข้ันพื้นฐาน กระทรวงศกึ ษาธกิ าร

หนว่ ยที่ 1 วทิ ยาศาสตรก์ ับการแก้ปัญหา

วทิ ยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้เกยี่ วกบั สิ่งต่างๆ ในธรรมชาติทง้ั ที่มีชีวติ และไม่มีชวี ติ รวมท้ัง
กระบวนการประมวลความร้เู ชงิ ประจกั ษ์ ท่ีเรยี กว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และกลมุ่ ขององค์ความรู้ที่ได้
จากกระบวนการดังกล่าว

คำวา่ science ในภาษาองั กฤษ ซ่งึ แปลวา่ วิทยาศาสตรน์ ั้น มาจากภาษาลาติน คำว่า Scientia ซง่ึ
หมายความวา่ ความรู้ ในคริสตศ์ ตวรรษที่ 17 “ฟรานซสิ เบคอน” ได้พยายามคดิ คน้ วธิ ีมาตรฐานในการอปุ นัย
เพื่อนำมาใช้สรา้ งทฤษฎหี รอื กฎตา่ ง ๆ ทางวิทยาศาสตรจ์ ากข้อมลู ที่ทดลองหรอื สังเกตได้จากธรรมชาติ เป็นผู้
รือ้ ถอนและปรับปรุงแนวความคิดเก่ยี วกับวทิ ยาศาสตร์สมัยเก่า ทยี่ ดึ ติดกับแนวความคดิ ของอริสโตเตลิ ท้งิ ไป
ณ ขณะน้นั กาลเิ ลโอ ได้กำหนดลกั ษณะสำคญั ของวิทยาศาสตรส์ มยั ใหมไ่ ว้ดงั น้ี

๏ ทำนายส่งิ ที่เกิดข้ึนในปรากฏการณ์ธรรมชาตไิ ด้ โดยที่ไม่จำเป็นต้องอธบิ ายสาเหตไุ ด้ เชน่ ในขณะท่ี
ยงั ไม่มีความรเู้ ร่อื งแรงโนม้ ถว่ งน้ัน กาลิเลโอ ไมส่ นใจทจ่ี ะอธิบายว่า "ทำไมวตั ถุถงึ ตกลงสู่พืน้ ดิน ?" แตส่ นใจ
คำถามท่วี า่ "เม่อื มันตกแลว้ มันจะถึงพืน้ ภายในเวลาเทา่ ใด ?"

๏ ใช้คณิตศาสตร์เพ่ือเป็นภาษาหลักของวทิ ยาศาสตร์

การแกป้ ัญหามีหลายวิธีข้นึ กับชนดิ ของงาน วธิ ีการแก้ปัญหาอยา่ งหนึ่งอาจแก้ปัญหาอีกอย่างหนึง่ ไม่ได้
และการแก้ปญั หาอาจจำเป็นตอ้ งใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศด้วยหรอื ไมก่ ็ได้ ดังนั้น จึงควรยดึ หลกั การแก้ปัญหา
อย่างเป็นระบบ เพื่อไม่ให้เสยี เวลาหลงทาง และสบั สนวธิ กี ารแก้ปญั หาแตล่ ะวิธีมีความเหมาะสมกับงาน
แตกตา่ งกนั ไป กอ่ นทจี่ ะใช้วธิ แี ก้ปญั หาด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศ

หลักการแกป้ ญั หาตามวิธวี ิทยาศาสตร์ (Scientific method)

วิธกี ารแก้ปัญหาทางวทิ ยาศาสตรเ์ ป็นวธิ ที ี่มมี านานมากแล้ว ซึ่งใช้ศกึ ษาคน้ คว้าความรู้ใหมๆ่ ตัง้ แต่
หลายร้อยปกี ่อน จนเกดิ ความก้าวหนา้ ทางวิทยาศาสตร์ดา้ นต่างๆ มากมายอย่างทุกวนั น้ี หลกั การแก้ปัญหา
ทางวทิ ยาศาสตร์ มีดงั นี้

1. เกบ็ ขอ้ มลู เบ้อื งตน้ โดยการศึกษา สงั เกตเหตุการณ์หรอื ปรากฎการณ์ทางธรรมชาติ
2. ตั้งสมมฐิ านเก่ยี วกบั สาเหตุแนวความคิดหรือทฤษฎขี องการเกดิ ปรากฎการณ์และทางการแกป้ ัญหา
3. พัฒนาการวิธกี ารทีจ่ ะทดสอบสมมตฐิ านหรือทฤษฎตี ามขอ้ 2

4. ทำการทดลองเพื่อพิสูจนส์ มมติฐานหรือทฤษฎี โดยตง้ั วัตถุประสงคใ์ หช้ ดั เจน
อาจมกี ารตง้ั กลุม่ ทดลองภายใตก้ ารควบคมุ เปรยี บเทียบกบั กลมุ่ ท่ีไม่ควบคมุ ทำการบนั ทึกผล
การทดลองทีส่ งั เกตพบไว้อย่างละเอยี ดแม่นยำ

5. วเิ คราะหผ์ ลการทดลอง เพ่ือหาคำตอบว่าสมมตฐิ านที่ตัง้ ไวน้ ้นั เป็นจรงิ หรอื ไม่
6. เขยี นรายงานสรปุ ผลคำตอบทีไ่ ด้ผลที่ไดจ้ ากวิธนี ีเ้ ปน็ ท่ียอมรบั กันมาก เนื่องจากเป็นวิธที พ่ี สิ ูจนไ์ ด้
เหน็ ผลชัดเจน และ มีวตั ถุประสงค์เด่นชดั แต่ผลท่ีได้อาจขาดความคดิ สร้างสรรค์ หรือบางคร้ังสำหรบั ปญั หา
งา่ ยๆ ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ขน้ั ตอนมากมายเช่นน้ี และปญั หาบางอยา่ งก็อาจใช้ไม่ได้เลยเพราะทดลองไม่ได้

หลกั การแกป้ ญั หาตามวธิ กี ารทางวศิ วกรรม (Engineering problem solving)

วธิ ีเหมาะกับการแกป้ ัญหาในการออกแบบผลติ ภัณฑ์ สินคัา หรอื เพื่อสรา้ งสง่ิ ใหมห่ รือเพื่อการ
แกป้ ญั หาในเชงิ วศิ วกรรม มขี ้ันตอนดังนี้

1. วิเคราะห์ปัญหา กำหนดรายละเอยี ดปัญหาใหช้ ัดเจนเป็นข้อๆ กำหนดความต้องการและข้อจำกัด
ในการแกป้ ัญหาเป็นข้อๆ วิเคราะหข์ ้อมลู ว่ามีข้อมลู ใดที่มีอย่แุ ลว้ และใช้ได้อะไรคือสิ่งท่ียังไมร่ ูแ้ ละต้องการรู้

2. สร้างแบบจำลองวธิ กี ารแก้ปญั หา (Define model) อาจเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ หรอื บาง
กรณตี ้องสร้างแบบจำลองย่อสว่ นจากของจรงิ คดิ คน้ หาสตู รสมการทีจ่ ะใช้แกป้ ัญหาเกบ็ ข้อมูลท่ีตอ้ งใช้
แกป้ ัญหา

3. คำนวณหาคำตอบโดยใช้แบบจำลองวิธแี ละสมการในข้อ 2 ตรวจสอบผลลัพธ์ทไ่ี ดว้ า่ ถูกต้อง
เหมาะสมหรือไม่

4. ผลลัพธห์ รือคำตอบที่ได้มีเหตผุ ลวา่ ถกู ตอ้ งเหมาะสม จึงนำไปปฏิบัติ

โรงเรยี นตราษตระการคณุ อาเภอเมอื ง จงั หวดั ตราด
สานกั งานเขตพ้นื ท่ีการศึกษามัธยมศึกษาจันทบุรี ตราด
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาข้ันพ้ืนฐาน กระทรวงศกึ ษาธกิ าร