วิทยาศาสตร์พื้นฐานอาชีพ
( 20000-1301) 1-2-2
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
หน่วยที่ 1
ความรู้ของโลกธรรมชาติ หรือความรู้ในสิ่งที่เกิดขึ้น หรือที่มีอยู่ในธรรมชาติ ซึ่งสามารถอธิบายได้จากหลักฐาน และความเป็นเหตุและเป็นผลทางวิทยาศาสตร์
What is Science ?
1
นักเรียนทำการทดลอง หัวข้อบรรทุกของช่วยเหลือน้ำท่วม�
กระบวนการสืบเสาะแสวงหาความรู้
2
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
สถานการณ์ : น้ำท่วมในปัจจุบัน มีชาวบ้านจำนวนมากที่ไม่สามารถออกจากที่พักมาหาอาหารเองได้ เราจึงต้องบรรทุกอาหารไปให้ ซึ่งในการบรรทุกอาหารแต่ละครั้งเราต้องการที่จะบรรทุกให้ได้ในปริมาณที่มากที่สุด �
โจทย์ นักเรียนสร้างพาหนะที่สามารถบรรทุกอาหารได้มากที่สุด
การกำหนดเวลาในการทำกิจกรรม
เตรียมอุปกรณ์ 5 นาที
สร้างพาหนะ 50 นาที
ทดลอง 20 นาที
สรุปกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 20 นาที
นำเสนอ 15 นาที
สตรีม 10 นาที
ทำแบบฝึกหัด 20 นาที
วัสดุ อุปกรณ์
1. ไม้ลูกชิ้น จำนวน 5 ไม้
2. คัตเตอร์/กรรไกร 1 อัน�3. กระดาษ จำนวน 2 แผ่น
4. หลอด จำนวน 5 หลอด
5. เชือก ยาว 30 เซนติเมตร
6. กาว 1 หลอด�7. ดินน้ำมัน 1 ก้อน
จับเวลาในการสร้างพาหนะ 50 นาที
จับเวลาในการทดลอง 20 นาที
จากการทำการทดลอง หัวข้อบรรทุกของช่วยเหลือน้ำท่วม�ให้นักเรียนวิเคราะการใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์�
กระบวนการสืบเสาะแสวงหาความรู้
2
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
ตั้งปัญหาในรูปคำถาม (ประสาทสัมผัส 5 ส่วน)
ออกแบบการทดลอง/ทดลอง
วิเคราะห์ผลการทดลอง
กระบวนการสืบเสาะแสวงหาความรู้
2
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
สร้างสมมติฐาน
กฎ ทฤษฎีใหม่ ปัญหาใหม่
ลงข้อสรุป (ตรวจสอบคำตอบที่ได้)
ตระหนัก ยึดมั่น อดทนเพื่อความรู้ที่ถูกต้อง
เลือกข้อสรุปหรือความคิดที่มีหลักฐาน
เชิงประจักษ์
ประเมินความถูกต้องและเหมาะสม
กระบวนการสืบเสาะแสวงหาความรู้
เจตคติทางวิทยาศาสตร์
ใฝ่หาเหตุผลทางธรรมชาติ
มีความกระตือรือร้นต่อสิ่งที่ตนกำลังสังเกต
1. การสังเกต
2. การวัด
3. การจำแนกประเภท
4. การหาความสัมพันธ์สเปสกับสเปส / สเปสกับเวลา
5. การคำนวณ
8. การพยากรณ์
6. การสื่อความหมายข้อมูล
7. การลงความเห็นจากข้อมูล
เลือกใช้เครื่องมือ หน่วยเหมาะสม
แบ่งพวก กลุ่มโดยเกณฑ์ที่กำหนด
กว้าง ยาว สูง
นำตัวเลขมาคิดคำนวณ
จากการสังเกต การวัด การทดลอง และอื่น ๆ
ความคิดเห็นเพิ่มเติม
สรุปคำตอบล่วงหน้าก่อนการทดลอง
โดยประสาทสัมผัสทั้ง 5
แบ่งเป็น
8 ลักษณะ คือ
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
3
ทักษะขั้นพื้นฐาน
ทักษะขั้นพื้นฐาน
ทักษะการสังเกต (Observation)
1.
5. ประสาทผิวสัมผัส
1. ประสาทตา
2. ประสาทหู
3. ประสาทจมูก
4. ประสาทลิ้น
เป็นการสังเกตเพื่อหาคุณสมบัติของสิ่งต่างๆเพื่อหาคุณภาพของสิ่งที่ดีที่สุด การคัดเลือกพ่อพันธุ์ แม่พันธุ์สัตว์จะคัดเลือกตามวัตถุประสงค์ เช่น
การสังเกตเชิงคุณภาพ
รูปแบบของการสังเกต
โตเร็ว
ให้เนื้อคุณภาพดี
ให้ไข่ดก
ทนทานต่อโรคต่างๆ
การสังเกตเชิงปริมาณจะนำไปหาความหนาแน่นของสิ่งที่สังเกต เพื่อใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการตัดสินใจต่อไป การสังเกตเชิงปริมาณส่วนใหญ่จะออกมาเป็นตัวเลข
การสังเกตเชิงปริมาณ
เป็นการสังเกตเพื่อเปรียบเทียบสิ่งต่างๆ อาจจะเป็นการเปรียบเทียบสิ่งเดียวกันหาคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เช่น การเปรียบเทียบการเจริญเติบโตของไก่แต่ละสายพันธุ์ หรือการเปรียบเทียบสิ่งที่แตกต่างกัน เพื่อหาสิ่งที่คุณภาพดีที่สุด
การสังเกตเชิงเปรียบเทียบ
เป็นการสังเกตเพื่อเปรียบเทียบสิ่งต่างๆ อาจจะเป็นการเปรียบเทียบสิ่งเดียวกันหาคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เช่น การเปรียบเทียบการเจริญเติบโตของไก่แต่ละสายพันธุ์ หรือการเปรียบเทียบสิ่งที่แตกต่างกัน เพื่อหาสิ่งที่คุณภาพดีที่สุด
การสังเกตการเปลี่ยนแปลง
การบันทึกผลจากการสังเกต
1
บันทึกในรูปของคำบรรยาย
2
บันทึกในรูปของรูปภาพ
3
บันทึกในรูปของภาพยนตร์
4
บันทึกในรูปของตาราง
ทักษะการวัด (Measurement)
2.
การวัด หมายถึง การเลือกใช้เครื่องมือหาปริมาณสิ่งของออกมาเป็นตัวเลข โดยมีหน่วยกำกับที่ถูกต้อง
ความยาว
ปริมาตร
มวล
1
ปริมาณของสิ่งที่จะวัด
2
เครื่องมือที่ใช้ในการวัด
วัดความยาว
วัดปริมาตร
เครื่องมือที่ใช้ในการวัด
วัดเวลา
วัดน้ำหนัก
1. หน่วยฐาน (Base Units)
2. หน่วยอนุพัทธ์ (Derived Units)
3
หน่วยของการวัด
4
คำนำหน้าหน่วย (Prefix)
ทักษะการจำแนกประเภท (Classifi cation)
3.
หมายถึง ความสามารถในการแยกสิ่งต่างๆ ที่อยู่รวมกัน หรือสิ่งที่สังเกตเห็นออกเป็นประเภทต่างๆ การนำเสนอการแยกประเภทอาจนำเสนอในหลายรูปแบบ
นำเสนอในรูปตาราง
นำเสนอในรูปกราฟวงกลม
นำเสนอในรูปกราฟแท่ง
ทักษะการหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปซกับสเปซ (Space/Space Relationship)
และสเปซกับเวลา (Space/Time Relationship)
4.
ความหมายของคำว่าสเปซ จะหมายถึง ที่ว่าง ถ้าเป็นสเปซของวัตถุจะหมายถึง ที่ว่างที่วัตถุนั้นครอบครองอยู่ โดยใช้มิติของความกว้าง ความยาว และความสูง ทำให้เกิดช่องว่างขึ้น
เป็นความสัมพันธ์ระหว่าง 3 มิติ กับ 2 มิติของวัตถุ 2 วัตถุที่นำมาอยู่ร่วมกัน เช่น เราต้องการวาดรูปถังนํ้ามันลงบนกระดาษ
ความสัมพันธ์ระหว่างสเปซกับสเปซของวัตถุ
ความสัมพันธ์ระหว่างสเปซกับเวลา
เป็นการบอกตำแหน่งของวัตถุ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งโดยอาศัยสิ่งต่างๆ เป็นสิ่งอ้างอิง
ทักษะการคำนวณ (Using Numbers)
5.
หมายถึง ความสามารถในการนับจำนวนของสิ่งต่างๆ หรือการนำจำนวนของสิ่งต่างๆ มาบวก ลบคูณ หาร การบอกความมากน้อยของแต่ละกลุ่ม รวมทั้งการหาค่าเฉลี่ยของข้อมูล และแสดงผลการคำนวณได้เป็นทักษะพื้นฐานของคณิตศาสตร์
ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล (Organizing Data and Communication)
6.
หมายถึง ความสามารถในการนำผลข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การทดลอง มาจัดกระทำข้อมูลใหม่เพื่อทำให้ผู้อื่นสามารถเข้าใจความหมายของข้อมูลชุดนั้นดียิ่งขึ้น
ทักษะในการลงความคิดเห็นจากข้อมูล (Inferring)
7.
เป็นการลงความคิดเห็นจากผลของข้อมูลรวมกับความรู้ และประสบการณ์เดิมมาประกอบ เพื่อใช้ในการสรุปผลของข้อมูล โดยใช้ความรู้ หรือประสบการณ์เดิมมาช่วยเพิ่มความคิดเห็นให้กับข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การวัด หรือการทดลอง อย่างมีเหตุผล
ทักษะการพยากรณ์ (Prediction)
8.
หมายถึง ความสามารถในการคาดเดาผลของการทดลอง หรือการคาดคะเนคำตอบล่วงหน้าโดยอาศัย กฎเกณฑ์ หรือทฤษฎีที่มีอยู่
5. การตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป
4. การทดลอง
1. การตั้งสมมติฐาน
2. การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ
3. การกำหนดและควบคุมตัวแปร
ตัวแปรต้น-ตัวแปรตาม-ตัวแปรที่ต้องควบคุม
การกำหนดความหมายและขอบเขตของคำ
ออกแบบ-ปฏิบัติ-บันทึกผล
แปลความหมาย ตีความหมาย และสรุปผล
การหาคำตอบล่วงหน้าก่อนการทดลอง
แบ่งเป็น
5 ลักษณะ คือ
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (ต่อ)
3
ทักษะ�ขั้นผสม
ทักษะขั้นบูรณาการ
ทักษะการตั้งสมมติฐาน
(Formulating Hypothesis)
1.
การตั้งสมมติฐานเป็นการคิดคำตอบล่วงหน้าว่าควรจะเป็นอย่างนั้น อย่างนี้ ตามความรู้และประสบการณ์เดิมเป็นพื้นฐาน แต่ไม่มีกฎเกณฑ์หรือทฤษฎีใดๆ กล่าวถึงมาก่อน
ทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ
(Defining Operationally)
2.
หมายถึง การกำหนดขอบเขตและความหมายของคำต่างๆ ที่มีอยู่ในสมมติฐานที่ใช้ในการทดลอง เพื่อให้เกิดความเข้าใจตรงกัน และสามารถจะวัดและสังเกตได้ โดยใช้เป็นคำอธิบายการทดลอง
ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปร (Identifying and Controlling Variables)
3.
หมายถึง การบ่งชี้ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรที่ต้องควบคุมจากสมมติฐานที่ตั้งขึ้นมาโดยกำหนดเป็นลักษณะชัดเจนดังนี้
2. ตัวแปรตาม (Dependent Variable)
1. ตัวแปรต้น (Independent Variable)
3. ตัวแปรควบคุม (Controlled Variable)
ทักษะการทดลอง (Experimenting)
4.
เป็นกระบวนการปฏิบัติงานเพื่อค้นหาคำตอบจากสมมติฐานที่ตั้งไว้ โดยแบ่งเป็นกิจกรรม 3 ขั้นตอน
2. การปฏิบัติการทดลอง
1. การออกแบบการทดลอง
3. การบันทึกผลการทดลอง
หมายถึง การแปลความหมายจากข้อมูลของการทดลอง หรือบรรยายภาพรวมของการทดลองมาสรุปเป็นความรู้ ข้อมูลส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปของสัญลักษณ์ ตาราง รูปภาพ หรือกราฟ ฯลฯ ที่รวบรวมรายละเอียดต่างๆ ของข้อมูลไว้อย่างครบถ้วน
ทักษะการตีความหมายของข้อมูลและการลงข้อสรุป (Interpreting Data and Making Conclusion)
5.