กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ประกอบไปด้วยอะไรบ้าง และมีทักษะอะไรที่เราต้องเรียนรู้

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ช่วยให้เราทุกคนมีความสามารถในการแก้ปัญหาได้อย่างเป็นระบบและมีประสิทธิภาพ

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ วิธีการและขั้นตอนที่ใช้ดำเนินการค้นคว้าหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ อย่างมีระบบและมีประสิทธิภาพ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และจิตวิทยาศาสตร์

วิธีการทางวิทยาศาสตร์ เป็นวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการแสวงหาความรู้ หรือหาความจริง หรือใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ดังนั้นการแสวงหาความรู้ ความเข้าใจที่ถูกต้องและน่าเชื่อถือในทุก ๆ ศาสตร์ จะต้องอาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อตอบคำถาม และเพื่อแก้ปัญหา

ปัจจุบันมีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านได้จำแนกวิธีการทางวิทยาศาสตร์ไว้แตกต่างกัน ในที่นี้ขอนำเสนอวิธีการทางวิทยาศาสตร์ 5 ขั้นตอน ประกอบด้วย ขั้นที่ 1 ตั้งปัญหา ขั้นที่ 2 เก็บรวบรวมข้อมูล หรือข้อเท็จจริง ขั้นที่ 3 สร้างสมมติฐาน ขั้นที่ 4 ทดลองพิสูจน์ และขั้นที่ 5 สรุปผล

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์, วิธีการทางวิทยาศาสตร์, วิทยาศาสตร์
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์มักเริ่มขึ้นจากการสังเกตและตั้งคำถาม

กระบวนการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในโลกยุคใหม่ จะต้องสนับสนุนให้นักศึกษาได้เรียนรู้จากประสบการณ์ที่ได้ปฏิบัติจริง สัมผัสจริง มีกระบวนการสำรวจ ทดลอง ตรวจสอบด้วยเครื่องมือ แลกเปลี่ยนความเห็น ทำงานร่วมกัน มีความรับผิดชอบ กล้าคิด กล้าแสดงออก ใช้วิธีการและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความชำนาญและความสามารถในการใช้ การคิด และกระบวนการคิด เพื่อค้นหาความรู้ รวมทั้งการแก้ปัญหาต่าง ๆ กระบวนการคิดและเรียนรู้ รวมทั้งการจินตนาการ เป็นผลของการคิดเฉพาะด้านและร่วมกันของสมองทั้งซีกซ้ายและซีกขวา ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นหัวใจที่สำคัญของกระบวนการศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ ซึ่งแบ่งออกเป็น 13 ทักษะด้วยกัน

สมาคมความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา (American Association for the Advancement of Science-AAAS) กำหนดจุดมุ่งหมายของการใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นเครื่องมือในการแสวงหาความรู้ทั้งสิ้น 13 ทักษะ โดยความหมายที่เกี่ยวข้องในแต่ละทักษะมีดังนี้

อ่านต่อหน้า 2 ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ทั้ง 13 ทักษะ

เรื่องแนะนำ

SpaceX บริษัทอวกาศเอกชนพร้อมปล่อยนักบินสู่สถานีอวกาศนานาชาติเป็นครั้งแรก

ภาพยานอวกาศ SpaceX Crew Dragon และจรวด Falcon 9 เมื่อวันที่ 21 พฤษภาคม 2020 ในช่วงการเตรียมภารกิจ Demo-2 ที่ศูนย์อวกาศ จอห์น เอฟ. เคนเนดี (John F. Kennedy Space Center) ในรัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา ภาพถ่ายโดย BILL INGALLS, NASA การปล่อยยานอวกาศในภารกิจ Crew Dragon Demo-2 ที่บรรทุกนักบินอวกาศจากนาซา 2 คน จะเริ่มขึ้นในวันที่ 27 พฤษภาคม 2020 ที่ ศูนย์อวกาศ จอห์น เอฟ. เคนเนดี โดย SpaceX บริษัทเอกชนแห่งแรกที่เป็นเจ้าของจรวดในการส่งนักบินไปอวกาศ SpaceX เตรียมจุดประกายยุคใหม่ของการเดินทางไปสู่ห้วงอวกาศของมนุษย์ เมื่อแคปซูลในยานอวกาศ Crew Dragon ที่บรรทุกนักบินอวกาศ 2 คน […]

เลือดข้นความรู้เข้ม! การเก็บลายนิ้วมือบนวัตถุพยาน

เลือดข้นความรู้เข้ม! การเก็บลายนิ้วมือบนวัตถุพยาน ในกลางศตวรรษที่ 18 ก่อนที่โลกจะรับรู้ว่า “ลายนิ้วมือ” ของมนุษย์เรานั้นไม่มีใครมีรอยเหมือนกันเลย อาชญากรที่พ้นโทษไปแล้วและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมได้มักเปลี่ยนรูปลักษณ์หน้าตา และทรงผมของพวกเขาให้ต่างจากเดิม ทว่ามีหลักเกณฑ์หนึ่งที่ช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถระบุตัวผู้กระทำผิดได้คือ “มานุษยมิติ” (Anthropometry) คิดค้นขึ้นโดย อัลโฟงส์ แบร์ติยอง (Alphonse Bertillon) นักอาชญาวิทยาชาวฝรั่งเศส ด้วยแนวคิดที่ว่ามนุษย์แต่ละคนมีขนาดสัดส่วนของอวัยวะต่างๆ ไม่เท่ากัน และการวัดส่วนสูง ความยาวลำตัว ความกว้างของหัว ความยาวเมื่อเหยียดแขน สีปาก สีตา ไปจนถึงลักษณะจมูกและคิ้ว ฯลฯ สามารถใช้เป็นหลักฐานประกอบการชี้ตัวบุคคลได้ หลังแนวคิดดังกล่าวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายไม่นาน วิธีการระบุตัวอาชญากรนี้กลับก่อความสับสนเมื่อนักโทษใหม่มีขนาดของร่างกายตรงกับนักโทษเก่าที่ไม่มีความเกี่ยวข้องกันมาก่อน ฉะนั้นในเวลาต่อมาแนวคิดนี้จึงถูกลบล้างไป ต่อมาในทศวรรษ 1890 Sir William Herschel ข้าราชการอังกฤษในอินเดียค้นพบว่ารอยประทับนิ้วมือบนสัญญากู้ยืมเงินสามารถนำมาระบุอัตลักษณ์ของแต่ละบุคคลได้ อันที่จริงการใช้รอยนิ้วมือยืนยันตัวเกิดขึ้นมานานแล้ว ในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมามีการพบหลักฐานลายนิ้วมือประทับลงบนเอกสารเก่าแก่ของจีนอายุ 220 ปีก่อนคริสต์กาล และในจักรวรรดิโรมันเองมีบันทึกเกี่ยวกับการสะสางคดีความคืนความบริสุทธิ์ให้แก่ชายตาบอด เมื่อรอยฝ่ามือที่ประทับบนคราบเลือดได้รับการพิสูจน์ว่าไม่ใช่ฝีมือของเขา ลายนิ้วมือคือส่วนของผิวหนังที่นูนขึ้นมาจนมองเห็นเป็นลายเส้น แม้ความสูงและร่องลึกของมันจะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ทว่าวิวัฒนาการที่มีขึ้นเพื่อช่วยเพิ่มความฝืดในการยืดจับ และเพิ่มประสิทธิภาพของประสาทสัมผัสนี้กลับทรงพลังอย่างน่าทึ่งในการระบุอัตลักษณ์ของบุคคล เพราะบนโลกใบนี้ไม่มีใครที่มีลายนิ้วมือเหมือนกันเลยแม้แต่ฝาแฝดก็ตาม อันที่จริงในทางสถิติ จากการศึกษาของ Sir Francis Galton บุคคลแรกที่พบว่าลายนิ้วมือเป็นลักษณะเฉพาะตัวชี้ว่ามีโอกาสที่คนๆ […]

ฟอสซิลฟันเมกาโลดอนถูกขโมย

เจ้าหน้าที่ออสเตรเลียรายงานว่าฟอสซิลฟันของฉลามยักษ์แห่งยุคดึกดำบรรพ์ไม่ได้มีราคาค่างวดอะไรมากนัก เว้นแต่นักสะสมจะชื่นชอบมากเป็นพิเศษ

พลังงานจากถ่านหิน (Coal)

มนุษย์โลกใช้ พลังงานจากถ่านหิน มาเป็นเวลาหลายศตวรรษ และในปัจจุบัน หลายประเทศกำลังกังวลเกี่ยวกับผลกระทบจากการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกระบวนการเผาไหม้ถ่านหิน ถ่านหิน (Coal) คือหนึ่งในเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) ที่เกิดจากการทับถมกันของซากพืชในพื้นที่ชื้นแฉะหรือแหล่งน้ำตื้นเขิน ภายใต้การทับถมกันของหิน ดิน ทราย และตะกอนในแหล่งน้ำ ทำให้ซากพืชไม่ย่อยสลายไปอย่างรวดเร็วตามธรรมชาติ แต่สะสมกันเป็นชั้นหนา ก่อนถูกบีบอัดให้จมลึกลงใต้พื้นโลก ภายใต้ความร้อนและความดันที่เพิ่มสูงขึ้นเป็นระยะเวลาหลายร้อยล้านปี ทำให้ซากพืชที่ทับถมกันกลายเป็นถ่านหิน ซึ่งเป็นหินตะกอนสีน้ำตาล-ดำชนิดหนึ่ง มีคุณสมบัติเป็นเชื้อเพลิงที่ดี และสังคมมนุษย์ก็ขับเคลื่อนด้วย พลังงานจากถ่านหิน มาเป็นเวลาหลายศตวรรษ ประเภทของถ่านหิน พีต (Peat) เป็นถ่านหินในขั้นแรกเริ่มของกระบวนการเกิดถ่านหิน จึงมีองค์ประกอบของซากพืชบางส่วนที่ยังย่อยสลายไม่หมด สามารถมองเห็นรูปร่างของกิ่งไม้ ลำต้น หรือใบไม้ ในเนื้อถ่านหินประเภทนี้ได้ ซึ่งส่งผลให้พีตมีลักษณะค่อนข้างร่วนและมีความชื้นสูง ดังนั้น ก่อนนำพีตมาใช้เป็นเชื้อเพลิง จึงต้องผ่านกระบวนการกำจัดความชื้นเสียก่อน ความร้อนที่ได้จากการเผาพีตสูงกว่าที่ได้จากไม้ฟืนทั่วไป สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนภายในครัวเรือนได้ดี ลิกไนต์ (Lignite) เป็นถ่านหินที่มีอายุน้อยเป็นลำดับที่ 2 รองจากพีต มีเนื้อเหนียว สีเข้ม และผิวด้าน มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าพีต ยังคงมีความชื้นและองค์ประกอบของซากพืชหลงเหลืออยู่ภายในเนื้อถ่านหินเล็กน้อย ส่งผลให้เมื่อติดไฟมักเกิดควันและเถ้าถ่านปริมาณมาก ดังนั้น ลิกไนต์จึงถือเป็นถ่านหินคุณภาพต่ำที่ให้ความร้อนได้ไม่สูงนัก แต่เพียงพอสำหรับการนำไปใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ซับบิทูมินัส […]