วิทย์ ม.1 (ความหมายวิทยาศาสตร์)

วทิ ยาศาสตร์ ชัน้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 1
หน่วยที่ 1

เรียนรวู้ ิทยาศาสตรอ์ ย่างไร

ความหมายของวทิ ยาศาสตร์

วิทยาศาสตร์ หมายถึง กระบวนการหรือวิธีการแสวงหาความรู้ ความ
จริงจากธรรมชาติอย่างมีระบบ เพ่ืออธิบายและทาความเข้าใจเก่ียวกับ
ธรรมชาติและส่ิงแวดล้อมต่างๆ โดยการสังเกต ทดลอง การวิเคราะห์
อย่างมี เหตุผล มีจิตวิทยาศาสตร์หรือเจตคติวิทยาศาสตร์มีการใช้วิธกี าร
ทางวิทยาศาสตร์ เพ่ือให้ได้มาซึ่งความรู้ทางวิทยาศาสตร์ท่ีเป็นท่ียอมรับ
และเชื่อถอื ได้

ความสาคัญของวิทยาศาสตร์

วิทยาศาสตร์ มีบทบาทสาคัญอย่างย่ิงในการดารงชีวิตของมนุษย์ การ
เรียนรู้วิทยาศาสตร์ เป็นกระบวนการสาคัญที่จะทาให้เกิดการพัฒนาวิธีคิด
ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะท่ี
สาคัญในการค้นคว้าความรู้ มีความสามารถในการแก้ ปัญหาอย่างเป็น
ระบบ สามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลท่ีหลากหลายและมีประจักษ์พยาน
ตรวจสอบได้ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ช่วยให้มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับ
ธรรมชาติและเทคโนโลยีท่ีมนุษย์สร้างขึ้นรวมถึงการนาความรู้ไปใช้อย่าง
สร้างสรรค์ มีเหตุผล มีคุณธรรม นอก จากนั้นยังช่วยให้มีความรู้ความ
เข้าใจท่ีถูกต้องเก่ียวกับ การใช้ประโยชน์ การดูแลรักษา ตลอดจนการ
พัฒนา ส่งิ แวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาตอิ ย่างสมดุลและย่งั ยืน

ประโยชนข์ องวทิ ยาศาสตร์

1. ชว่ ยให้เด็กเปน็ คนชา่ งสังเกตจากประสบการณ์ที่เด็กได้
ลงมอื ปฏบิ ตั ิด้วยตนเอง
2. ชว่ ยให้เดก็ มปี ระสบการณ์ทางวทิ ยาศาสตร์
3. ชว่ ยใหเ้ ดก็ ร้จู ักประโยชนแ์ ละคณุ คา่ ของส่งิ แวดลอ้ ม
4. ช่วยใหเ้ ด็กใช้เวลาวา่ งอยา่ งมคี ุณค่าและเกิดประโยชน์
5. ชว่ ยให้เดก็ มีอิสระในการคิด การเลือกทากจิ กรรมตาม
ความพงึ พอใจ

ประโยชนข์ องวิทยาศาสตร์ (ต่อ)

6. ชว่ ยให้เด็กไดใ้ ช้สว่ นต่างๆ ของร่างกายในการทางานเพอ่ื
ประสานสัมพันธก์ นั ทาเพอื่ ให้เกดิ ทกั ษะในการเคล่ือนไหว
7. ช่วยใหเ้ ด็กกระตอื รือร้น อยากรอู้ ยากเห็นตอบสนอง ความ
ตอ้ งการตามธรรมชาติของเด็ก
8. ชว่ ยพัฒนาความสามารถทางดา้ น รา่ งกาย อารมณ์ สังคม
และสติปญั ญา
9. ช่วยตอบสนองธรรมชาติ ตามวัยของเด็ก
10. ช่วยใหเ้ ด็กเปน็ นักคดิ นักค้นคว้า ทดลอง เพ่ือ ส่งเสรมิ ให้เด็ก
สัมผสั และปฏิบตั ิด้วยตนเอง

ตวั อยา่ งส่ิงทีอ่ าศัยความรู้
ทางวิทยาศาสตร์

ตัวอยา่ งสิ่งทอ่ี าศยั ความรู้
ทางวทิ ยาศาสตร์ (ตอ่ )

วิธกี ารทางวิทยาศาสตร์ จากการศึกษาการทางานของนกั วิทยาศาสตรจ์ ากอดตี
จนถึงปจั จบุ ันพบวา่ การทางานของนกั วิทยาศาสตร์ มวี ธิ กี ารทางานอยา่ งมรี ะบบมี
ขนั้ ตอน ได้วิวฒั นาการสืบทอดตอ่ กนั มาตามลาดบั จนได้ชอ่ื ว่าเป็นวิธกี ารทาง
วทิ ยาศาสตร์ ซึง่ วธิ ีการทางานดงั กลา่ วเป็นองคป์ ระกอบที่สาคัญอย่างหนึ่ง ที่ทาให้
การศกึ ษาคน้ ควา้ ทางวทิ ยาศาสตร์ประสบผลสาเร็จ และเจรญิ ก้าวหน้าอย่างรวดเรว็
จนถงึ ปจั จบุ นั นี้ บคุ คลตา่ งๆ ในสาขาอ่นื ๆ ก็ไดม้ องเห็นความสาคัญและ
ประโยชน์จากวิธกี ารทางวิทยาศาสตร์ ว่าสามารถนาไปใชก้ ับกระบวนการศกึ ษาคน้ ควา้
และรวบรวมความรู้ทุกสาขาวชิ า

ดังนัน้ วิธกี ารดงั กล่าวจงึ ไม่ควรเปน็ วิธกี ารเฉพาะของนกั วทิ ยาศาสตรเ์ ท่านน้ั แต่ควร
เปน็ วธิ ีการแสวงหาความร้ทู ั่วๆ ไปท่ีเรียกวา่ “วิธีการทางวิทยาศาสตร์”

วธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตร์ ( Scientific Method ) หมายถงึ
การแสวงหาความรู้ทางวทิ ยาศาสตรอ์ ยา่ งมี กระบวนการท่เี ปน็ แบบแผน มี
ขั้นตอนที่สามารถปฏิบัติตามได้ โดยขน้ั ตอนวธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ ทเ่ี ป็น
เครอื่ งมือสาคัญของนกั วทิ ยาศาสตร์
ประกอบด้วย 5 ขน้ั ตอน ได้แก่

1. ข้ันกาหนดปัญหา
2. ข้นั ตั้งสมมติฐาน
3. ขัน้ ตรวจสอบสมมตฐิ าน
4. ข้ันวเิ คราะหข์ อ้ มลู
5. ข้ันสรปุ ผล

1. ขนั้ กาหนดปัญหา

สาคญั ท่ีวา่ การแก้ปัญหา จะต้องคานงึ วา่ ปญั หาเกดิ ขึ้นไดอ้ ย่างไร ปญั หา
เกิดจากการสงั เกต การสงั เกตเปน็ คณุ สมบัติของนกั วทิ ยาศาสตร์ การสังเกต
อาจจะเริ่มจากสิ่งแวดล้อมรอบตวั เรา อาจจะเปน็ ปรากฏการณธ์ รรมชาตหิ รือการ
เจรญิ เติบโตของสงิ่ มีชวี ติ แม้แต่ อเลกซานเดอรเ์ ฟลม
มงิ (Alexander Fleming) ไดส้ ังเกตเก่ียวกบั การเจริญเติบโตของเชือ้ แบคทีเรยี
ในจานเพาะเชื้อ พบว่าถา้ มีราเพนนิซิลเลียม (Penicillium notatum) อย่ใู น
จานเพาะเลย้ี งเชอ้ื แบคทเี รียจะไมเ่ จรญิ ดี ผลของการสังเกตของ อเลกซาน
เดอร์ เฟลมมงิ นาไปสู่ประโยชนม์ หาศาล
ในวงการแพทย์ การสงั เกตจึงเปน็ ข้ันแรกทส่ี าคัญนาไปส่ขู ้อเทจ็ จริงบาง
ประการ และมสี ว่ นใหเ้ กดิ ปญั หา การสังเกต
จงึ ควรสงั เกตอย่างรอบคอบ ละเอียดถีถ่ ว้ น ดงั นั้น ในการตั้งปัญหาทด่ี ี ควรจะ
อยูใ่ นลักษณะทน่ี ่าจะเปน็ ไปได้ สามารถตรวจสอบหาคาตอบไดง้ า่ ย และยดึ
ข้อเท็จจรงิ ตา่ ง ๆ ท่ีรวบรวมมาได้

2. ข้ันตง้ั สมมติฐาน

สมมตฐิ านมีคาตอบท่อี าจเป็นไปได้ และคาตอบทยี่ อมรับว่าถกู ต้องเชือ่ ถอื ได้ เมอ่ื มกี าร
พสิ จู น์ หรือตรวจสอบหลายๆ ครัง้ ลักษณะสมมติฐานท่ีดคี วรมลี ักษณะ ดงั นี้

- เปน็ สมมตฐิ านท่ีเข้าใจได้ง่าย
- เปน็ สมมตฐิ านท่แี นะลู่ทางท่จี ะตรวจสอบได้
- เปน็ สมมตฐิ านท่ตี รวจได้โดยการทดลอง
- เป็นสมมตฐิ านทส่ี อดคลอ้ ง และอยใู่ นขอบเขตของขอ้ เทจ็ จริงทไี่ ด้จากการสงั เกตและ
สัมพนั ธ์กบั ปญั หาทตี่ ง้ั ไว้ การตั้งสมมติฐานตอ้ งยึดปัญหาเปน็ หลกั เสมอ ควรตง้ั หลายๆ
สมมติฐานเพอื่ มีแนวทางของคาตอบหลายๆ อยา่ งแต่ไมย่ ึดสมมตฐิ านใด สมมติฐานหนึ่ง เปน็
คาตอบ ก่อนที่จะพิสจู นต์ รวจสอบสมมตฐิ านหลายๆ วิธี และหลายครงั้ ๆ

3. ข้ันตรวจสอบสมมติฐาน

เมอ่ื ตัง้ สมมติฐานแล้ว หรอื คาดเดาคาตอบหลายๆ คาตอบไว้แล้ว กระบวนการทาง
วิทยาศาสตรข์ ้นั ตอ่ ไป คือตรวจสอบสมมตฐิ าน ในการตรวจสอบสมมติฐานจะตอ้ งยดึ
ขอ้ กาหนดสมมติฐานไวเ้ ป็นหลกั เสมอ เนอื่ งจากสมมติฐานท่ีดีไดแ้ นะลทู่ างการตรวจสอบ
และการออกแบบการตรวจสอบไว้แลว้

วธิ ีการตรวจสอบสมมตฐิ าน ไดแ้ ก่ การสังเกต และรวบรวมขอ้ เทจ็ จริงตา่ งๆ ท่ีเกดิ
จากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ อกี วธิ หี นง่ึ โดยการทดลอง ซ่งึ เปน็ วธิ กี ารท่นี ยิ มใช้
มากที่สุด เพอื่ ทาการคน้ ควา้ หาข้อมลู รวบรวมขอ้ มลู เพือ่ ตรวจสอบดวู ่า สมมติฐานข้อ
ใดเปน็ คาตอบท่ีถูกตอ้ งทส่ี ดุ

ในการตรวจสอบโดยการทดลองนั้น ควรจะระบุกระบวนการทดลองที่จะปฏิบตั ิจรงิ
ควรจะมีการวางแผนลาดบั ขน้ั ตอน การทดลองก่อนหลัง ออกแบบการทดลองให้ไดผ้ ล
อยา่ งดี การใชว้ ัสดอุ ุปกรณ์ สารเคมี และเครื่องมือ มกี ารควบคมุ ดแู ล ระมัดระวงั
ในการวิเคราะหข์ อ้ มลู ควรจะวิเคราะหเ์ พอื่ หาข้อสรปุ ไดอ้ ยา่ งไร

3. ขัน้ ตรวจสอบสมมตฐิ าน(ตอ่ )

กระบวนการทดลองทางวทิ ยาศาสตร์ ผู้ทดลองจะต้องควบคมุ ปจั จยั ท่ีมีผลตอ่ การ
ทดลอง เรยี กว่า ตัวแปร (Variable) คือสง่ิ ทีม่ ีอทิ ธิพลตอ่ การทดลอง ซง่ึ ควรจะมตี วั แปร
นอ้ ยทสี่ ุด ตวั แปรแบง่ ออกเปน็ 3 ชนดิ คือ

1) ตัวแปรต้น ( ตวั แปรอิสระ) (Independent variable) คอื ตัวแปรท่ีต้อง
ศกึ ษาทาการตรวจสอบ และดผู ลของมนั เป็นตัวแปรทเี่ รากาหนดขึ้นมา เป็นตัวแปรที่ไม่
อยใู่ นความควบคมุ ของตวั แปรใดๆ

2) ตวั แปรตาม (Dependent variable) คอื ตัวแปรทีไ่ มม่ ีความเปน็ อิสระในตวั มนั
เอง เปลย่ี นแปลงไปตามตัวแปรอสิ ระ เพราะเป็นผลของตวั แปรอสิ ระ

3) ตัวแปรควบคุม (Controlled variable) หมายถงึ ส่ิงอืน่ ๆ นอกจากตัวแปร
ตน้ ทีท่ าให้ผลการทดลองคลาดเคล่อื นแตเ่ ราควบคุมใหค้ งทตี่ ลอดการทดลอง เนื่องจาก
ยงั ไม่ตอ้ งการศกึ ษา

3. ข้นั ตรวจสอบสมมตฐิ าน(ตอ่ )

ในการตรวจสอบสมมตฐิ าน นอกจากจะควบคุมปจั จยั ทม่ี ีผลตอ่ การทดลอง
จะตอ้ งแบง่ ชุดของการทดลองเปน็ กลุม่ ทดลองและกลมุ่ ควบคมุ

- กล่มุ ทดลอง หมายถงึ กลุ่มท่เี ราใช้ศึกษาผลของตวั แปรอสิ ระ
- กลุ่มควบคมุ หมายถึง ชุดของการทดลองท่ใี ช้เป็นมาตรฐานอา้ งอิง เพอ่ื
เปรยี บเทยี บขอ้ มลู ท่ีไดจ้ าก การทดลอง กลมุ่ ควบคมุ จะแตกต่างจากกลุม่
ทดลองเพียง 1 ตัวแปรเทา่ น้ัน คือ ตวั แปรทเี่ ราจะตรวจสอบ หรือตัวแปร
อสิ ระ ในขัน้ ตอนนี้ จะตอ้ งมกี ารบนั ทึกขอ้ มูลที่ไดจ้ ากการสังเกตหรอื การ
ทดลอง แลว้ นา ขอ้ มูลทไ่ี ดม้ าจดั กระทาขอ้ มูลและสื่อความหมาย ซึง่ จะต้องมี
การออกแบบการบนั ทกึ ข้อมูลใหอ้ า่ นเข้าใจง่ายอาจจะบันทกึ ในรปู
ตาราง กราฟ แผนภูมิ หรอื แผนภาพ

4. ขน้ั วเิ คราะหข์ อ้ มูล

เป็นขน้ั ท่ีนาข้อมูลท่ีไดจ้ ากการสังเกต การคน้ คว้า การทดลอง
หรือการรวบรวมขอ้ มลู หรอื ข้อเทจ็ จรงิ มาทา
การวิเคราะห์ผล อธิบายความหมายของขอ้ เทจ็ จรงิ แลว้ นาไป
เปรียบเทยี บกบั สมมติฐานท่ตี ั้งไว้ ว่าสอดคล้องกับสมมติฐานขอ้ ใด

5. ขั้นสรุปผล

เป็นข้นั สรุปผลทไี่ ดจ้ ากการทดลอง การค้นควา้ รวบรวมขอ้ มลู
สรุปขอ้ มลู ท่ีไดจ้ ากการสงั เกตหรือการทดลองวา่ สมมตฐิ านข้อใดถกู
พร้อมทงั้ สร้างทฤษฎีที่จะใชเ้ ปน็ แนวทางสาหรบั อธิบายปรากฏการณ์
อ่ืนๆ ทค่ี ล้ายกนั และนาไปใช้ ปรับปรงุ ชีวติ ความเปน็ อยู่ของมนษุ ย์
ใหด้ ขี ้นึ