วิทยาศาสตร์กับการแก้ปัญหา

หนว่ ยการเรียนรู้

วทิ ยาศาสตรก์ ับการแก้ปญั หา

ส่อื การสอนประกอบในรายวชิ าวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมธั ยมศึกษาปีที่ 3

Timeline หน่วยการเรยี นรู้

วิทยาศาสตร์กบั การแก้ปัญหา

วทิ ยาศาสตร์ในชวี ติ
วิทยาศาสตรก์ บั การแก้ปญั หาของมนษุ ย์

ความหมายของวทิ ยาศาสตร์

วทิ ยาศาสตร์ (Science) เปน็ ความร้ทู ่เี กดิ จากสติปัญญาและความพยายามของมนษุ ย์
ในการศึกษาเพ่อื ทาความเขา้ ใจสิ่งต่าง ๆ ทเ่ี กิดขน้ึ บนโลกและในเอกภพ

ธรรมชาตขิ องวิทยาศาสตร์

American Association for the Advancement of Science เป็นสมาคมที่
เกย่ี วข้องกับการพฒั นาความกา้ วหน้าทางวทิ ยาศาสตรใ์ นประเทศสหรฐั อเมริกา
ได้อธิบายเกีย่ วกบั ธรรมชาตขิ องวิทยาศาสตร์ โดยจาแนกแยกแยะออกเป็น 3 ดา้ น ไดแ้ ก่

โลกในมุมมองแบบวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Worldview)

การสบื เสาะหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Inquiry)

กจิ การทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Enterprise) (AAAS, 1993)

ด้านท่ี 1 โลกในมุมมองแบบวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Worldview)

ดว้ ยวทิ ยาศาสตร์เป็นความรู้ท่เี กดิ จากสติปญั ญาและความพยายามของมนษุ ย์ในการคน้ หาคาตอบเกีย่ วกบั
สง่ิ ที่เกิดในธรรมชาติท้งั บนโลกและนอกโลก นกั วทิ ยาศาสตร์จึงมมี มุ มองเฉพาะตวั เกยี่ วกับการได้มาซงึ่ ความรู้
ของปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในธรรมชาติ ซ่ึงอาจแตกต่างจากมุมมองของศาสตรอ์ ืน่ ๆ ดังนี้

 เราสามารถทาความเข้าใจสงิ่ ตา่ งๆ บนโลกได้
 แนวคิดทางวทิ ยาศาสตรม์ คี วามไม่แนน่ อน สามารถเปล่ียนแปลงได้
 ความรทู้ างวิทยาศาสตรม์ คี วามคงทน และเชือ่ ถอื ได้
 ทฤษฎีและกฎมคี วามสมั พันธก์ นั แต่แตกต่างกนั
 วิทยาศาสตร์ไมส่ ามารถตอบไดท้ กุ คาถาม

ดา้ นที่ 2 การสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Inquiry)

การสืบเสาะหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ประกอบด้วยการใหเ้ หตผุ ลเชงิ ตรรกะ (Logic) ขอ้ มูลหลักฐาน
เชงิ ประจกั ษ์ (Empirical Evidence) จนิ ตนาการ และการคิดสร้างสรรค์ เปน็ การคน้ หาคาตอบทส่ี นใจผา่ น
การทางานอยา่ งเปน็ ระบบ รอบคอบ แตม่ อี ิสระ และไม่เป็นลาดบั ขั้นทต่ี ายตัว

ลักษณะสาคัญของการสบื เสาะหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ ประกอบด้วย
 คาถามที่สามารถหาคาตอบหรอื ตรวจสอบได้
 ข้อมลู หลักฐานท้งั เชงิ ประจักษแ์ ละจากทผ่ี ู้อ่ืนคน้ พบ
 การทาความเขา้ ใจ วิเคราะหข์ อ้ มลู ต่าง ๆ แลว้ หาความสมั พันธข์ องข้อมลู

และสรา้ งคาอธบิ ายเพ่อื ตอบคาถามทส่ี งสัย
 การเชอื่ มโยง เปรยี บเทียบคาอธบิ ายของตนเองกับผอู้ นื่
 การส่อื สารคาอธิบายหรือส่ิงท่ีคน้ พบให้ผูอ้ ่ืนทราบ

ดา้ นที่ 2 การสืบเสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Inquiry)

ภาพแสดง วัฏจกั รการสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตรแ์ บบช้ีนา

ดา้ นท่ี 2 การสืบเสาะหาความร้ทู างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Inquiry)

การสบื เสาะหาความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์มลี กั ษณะเฉพาะทท่ี าให้วิทยาศาสตร์
แตกต่างจากศาสตร์อ่นื ๆ ดงั น้ี

 วทิ ยาศาสตร์ตอ้ งการหลกั ฐาน (Evidence)
 วิทยาศาสตร์มกี ารผสมผสานระหว่างตรรกศาสตร์ (Logic) จนิ ตนาการ

(Imagination) และการคิดสรา้ งสรรค์ (Creativity)
 วิทยาศาสตรใ์ ห้คาอธิบายและการพยากรณ์
 นักวิทยาศาสตรพ์ ยายามท่จี ะระบุและหลีกเล่ียงความลาเอยี ง
 วทิ ยาศาสตรไ์ มย่ อมรับการมอี านาจเหนือบุคคลอ่นื

ด้านที่ 3 กิจการทางวทิ ยาศาสตร์

วทิ ยาศาสตร์ คือ กิจกรรมของมนษุ ยชาติ ซ่งึ มีหลายมติ ทิ ้ังในระดับของบุคคล สงั คม หรือ
องคก์ ร โดยกจิ กรรมทางวทิ ยาศาสตร์ที่กระทา อาจเปน็ สิง่ ทีแ่ บ่งแยกยุคสมยั ตา่ ง ๆ ออกจากกนั
อย่างชัดเจน

 วทิ ยาศาสตร์คือกิจกรรมทางสังคมทซี่ ับซอ้ น
 วทิ ยาศาสตรแ์ ตกแขนงเป็นสาขาต่าง ๆ และมกี ารดาเนนิ การในหลายองค์กร
 วิทยาศาสตรม์ ีหลกั การทางจริยธรรมในการดาเนนิ การ
 นกั วทิ ยาศาสตรเ์ ขา้ รว่ มกิจกรรมทางสงั คมในฐานะผเู้ ช่ยี วชาญและประชาชนคนหน่งึ
 วทิ ยาศาสตรเ์ น้นการแสวงหาความรู้ ส่วนเทคโนโลยจี ะเนน้ การใช้ความรู้

เรยี นรู้อะไรในวิทยาศาสตร์

กลุ่มสาระการเรยี นร้วู ิทยาศาสตร์ มงุ่ หวังให้ผเู้ รยี นไดเ้ รยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ทง้ั ด้านความร้ใู นเนื้อหาและ
กระบวนการ สบื เสาะหาความรู้ มีทักษะสาคญั ในการคน้ คว้าและสร้างองคค์ วามรู้ โดยกาหนดสาระสาคัญดงั น้ี

 วทิ ยาศาสตร์ชวี ภาพ (Biological Science)

เรียนรเู้ กีย่ วกับชวี ิตในสง่ิ แวดล้อม องคป์ ระกอบของสง่ิ มีชวี ิต การดารงชวี ติ ของมนุษยแ์ ละสัตว์ การ
ดารงชวี ิตของพืช พนั ธุกรรม ความหลากหลายทางชีวภาพและววิ ฒั นาการของส่งิ มีชีวติ

 วิทยาศาสตร์กายภาพ (Physical Science)

เรยี นรูเ้ กี่ยวกับธรรมชาติของสาร การเปล่ยี นแปลงของสาร การเคล่ือนท่ี พลังงานและคลื่น

 วทิ ยาศาสตร์โลกและอวกาศ (Earth and Space Science)

เรียนรู้เกี่ยวกบั องคป์ ระกอบของเอกภพ ปฏสิ มั พันธภ์ ายในระบบสรุ ยิ ะ เทคโนโลยอี วกาศ ระบบโลก
การเปล่ียนแปลงทางธรณวี ิทยา กระบวนการเปล่ียนแปลงลมฟา้ อากาศ และผลต่อสง่ิ มีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

ทกั ษะทีส่ าคญั
ในการเรียนรู้
วทิ ยาศาสตร์

>>>ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
(Science Process Skills)<<<

ทกั ษะทส่ี าคญั
ในการเรียนรู้
วทิ ยาศาสตร์

>>>ทกั ษะกระบวนการสาหรบั การออกแบบและเทคโนโลยี
(Process Skills of Design and Technology)<<<

ทกั ษะที่สาคัญ
ในการเรยี นรู้
วิทยาศาสตร์

>>>ทกั ษะแห่งศตวรรษที่ 21
(21st Century Skills)<<<

ภาพแสดง กรอบความคดิ เพ่อื การจัดการเรยี นรใู้ นศตวรรษท่ี 21
ปรับปรุงจาก P21 Framework for 21st Century Learning

(Parnership for 21st Century Learning, 2009)

จติ วิทยาศาสตร์ (Scientific Mind)

เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Attitudes)
เป็นคุณลักษณะหรือลกั ษณะนสิ ยั ของบุคคลทีเ่ ก่ียวขอ้ งกับการคดิ แบบวทิ ยาศาสตร์ ความ

เชื่อเกีย่ วกับวิทยาศาสตร์ หรอื การแสดงออกถึงการมจี ิตใจทีเ่ ปน็ วิทยาศาสตร์

 การใชว้ ิจารณญาณ
 ความรอบคอบ
 ความเชอื่ มน่ั ต่อหลกั ฐาน
 ความซ่ือสัตย์
 การยอมรบั ความเห็นตา่ ง
 ความใจกวา้ ง
 ความอยากรอู้ ยากเห็น
 ความมุ่งม่นั อดทน

วิทยาศาสตร์ในชีวิต

ความก้าวหน้าทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีท่ี
มนุษย์สร้างสรรค์ มีจุดประสงค์เพื่อตอบสนองความต้องการ
และช่วยยกระดับการใช้ชีวิตให้มีความสะดวกสบายย่ิงขึ้น
จาเป็นต้องอาศัยองค์ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ที่มีการ
พฒั นามาอยา่ งต่อเนอ่ื ง และบางครง้ั ตอ้ งอาศัยองค์ความรู้อื่น
ๆ มาตอ่ ยอดและผสมผสานกนั

>>>ตวั อยา่ ง เคร่อื งมือและอปุ กรณ์ตอบสนองความ
ต้องการและช่วยยกระดับการใชช้ วี ิตใหม้ คี วาม
สะดวกสบายยง่ิ ขนึ้ <<<

วิทยาศาสตรใ์ นชีวิต

>>>ตัวอย่าง เครอ่ื งมือและอุปกรณ์ตอบสนองความต้องการและชว่ ยยกระดบั การใช้ชีวิต
ให้มีความสะดวกสบายยิง่ ข้ึน<<<

โดรนเพื่อการเกษตร หนุ่ ยนต์เสริมอาหาร รถยนต์พลังงานทางเลอื ก

วทิ ยาศาสตรใ์ นชวี ิต

>>>ตวั อยา่ ง เครือ่ งมอื และอุปกรณ์ตอบสนองความต้องการและ
ชว่ ยยกระดบั การใช้ชีวิตใหม้ คี วามสะดวกสบายยิ่งขึ้น<<<

เครื่องมอื ทางการแพทย์ ของใช้ภายในบา้ นท่ีทันสมัย อปุ กรณ์ส่อื สารและไอที

ผลจากการนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาใช้

>>>ผลจากการสร้างสรรคแ์ ละพัฒนาเทคโนโลยี ในทางกลับกนั หากใชค้ วามรูโ้ ดยไมค่ านงึ ถึงผลกระทบ
อาจทาให้เกดิ ผลเสียทงั้ ตอ่ มนษุ ยแ์ ละสิง่ แวดล้อม<<<

โรงงานอุตสาหกรรมและการทาเหมืองแร่ ทาให้เกดิ มลภาวะทางอากาศ

ผลจากการนาความรทู้ างวิทยาศาสตรม์ าใช้

>>>ผลจากการสร้างสรรคแ์ ละพัฒนาเทคโนโลยี ในทางกลบั กัน หากใช้ความร้โู ดย
ไม่คานงึ ถงึ ผลกระทบ อาจทาใหเ้ กดิ ผลเสยี ทง้ั ต่อมนุษยแ์ ละสิง่ แวดล้อม<<<

ขยะอิเลก็ ทรอนกิ สท์ ่กี าลังเป็นปญั หาใหญ่ในการกาจดั เพราะอนั ตรายและมคี วามยุ่งยากในการกาจัดทงิ้

วิทยาศาสตร์กับการแกป้ ัญหาของมนษุ ย์

>>>จากปัญหาทีเ่ กิดข้ึน มนษุ ย์จึงพยายามหาแนวทางแก้ปญั หา โดยรวบรวมข้อมลู เกย่ี วกบั แนวทางที่เป็นไปได้<<<

>>>ปญั หา<<< >>>แนวทางแก้ปญั หา<<<
ภาชนะพลาสติกท่ีไมส่ ามารถย่อยสลายได้ ภาชนะพลาสติกชีวภาพ ใชเ้ วลาย่อยสลายเรว็

วิทยาศาสตรก์ บั การแก้ปญั หาของมนษุ ย์

>>>ปญั หา<<< >>>แนวทางแกป้ ญั หา<<<
ขยะที่ถกู ทิ้งบริเวณชายหาด
ขน้ึ รปู ขยะทถี่ กู ท้ิง ใหก้ ลายเปน็ รองเท้า
เพจ: Tlejourn : ทะเลจร

ขอ้ มลู อ้างอิงจาก

- คู่มอื การใชห้ ลกั สูตรกลุ่มสาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบับปรบั ปรุง พ.ศ. 2560)
ตามหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาขน้ั พนื้ ฐาน พุทธศกั ราช 2551 ระดับมธั ยมศกึ ษาตอนต้น
จดั ทาโดยสถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศกึ ษาธกิ าร
- เขียนแผนการจดั การเรียนรู้ โดยศกึ ษาตวั ชว้ี ดั และสาระการเรียนรแู้ กนกลางกลุ่มสาระ
การเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบับปรบั ปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสตู รแกนกลางการศกึ ษา
ข้ันพน้ื ฐาน พุทธศักราช 2551
-หนังสือเรยี นรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ชัน้ มธั ยมศึกษาปีท่ี 3 เล่ม 1
ตามหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาขน้ั พนื้ ฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรบั ปรุง พ.ศ. 2560)
สสวท. กระทรวงศึกษาธกิ าร