ความรเบองตน

การทดลองทางวทยาศาสตร

ความรเบองตนเกยวกบการทดลองทางวทยาศาสตร

การทดลองเปนหวใจทส าคญของการเรยนวทยาศาสตร ผทชอบการ

ทดลองมกจะเปนคนทมเหตผล ผทมเหตผลมกจะเปนคนทมความคด มกจะประสบผลส าเรจในชวต นอกจากน การทดลองวทยาศาสตรยงเปนการฝกใหคนรจกปรกษาหารอ ชวยกนท างาน รจกคนควาหาความรดวยตนเอง และเปนการฝกคนใหอยในสงคมไดอยางมความสข

หวใจส าคญของการทดลองทางวทยาศาสตรคอ ผท าการทดลองจะตองมทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร ดงนนจงมความ-จ าเปน อยางยงทผสอนการทดลองทางวทยาศาสตรจะตองมความรความเขาใจและมทกษะทางวทยาศาสตร

ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร

ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร หมายถง ความสามารถในการใชกระบวนการตางๆ ไดแก การสงเกต การวด การจ าแนกประเภท การหาความสมพนธระหวางสเปสกบเวลา การใชตวเลข การจดกระท าและสอความหมายขอมล การลงความคดเหน การพยากรณ การตงสมมตฐาน การก าหนดนยามเชงปฏบตการ การก าหนดและควบคมตวแปร การทดลอง และการตความหมายขอมลและการลงขอสรป อยางคลองแคลวถกตองและแมนย า(วรรณทพา รอดแรงคา, 2544 : 165)

นกวทยาศาสตรหลายทานได เหนพองตองกนวา การใช ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรของผ เรยน เปนส งจ าเปนในการเรยนวทยาศาสตร ดงนนจดมงหมายทส าคญกคอ เนนการสอนผเรยน ใหรจกและ

ใชทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรในการแสวงหาความรตางๆ การไดมาซงทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร ทนอกเหนอไปจากการไดขอเทจจรงทางเนอหาวชานน ถอวา เปนคณคาสงสดของการเรยนวทยาศาสตร เพราะไมเพยงแตผเรยน จะใชทกษะเหลานเพอใหไดมาซงความร ความเขาใจทางเนอหาวชา ทเรยนเทานน ผเรยนยงใชทกษะดงกลาวเพอแกปญหาตางๆ ทเกดขนภายนอกหองเรยนอกดวย

สมาคมอเมรกน เพ อความก าวหน าทางวทยาศาสตร (American Association for the Advancement of Science - AAAS) ไดพฒนาโครงการปรบปรงการสอนวทยาศาสตรในระดบอนบาลจนถงระดบประถมศกษา โดยเนนการใชกระบวนการทางวทยาศาสตร ไดก าหนดทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรไว 13 ทกษะ ประกอบดวยทกษะ ขนพนฐาน (Basic science process skills) 8 ทกษะ และทกษะขนผสมหรอบรณาการ (Integrated science process skills) 5 ทกษะ ดงน (พวงทอง มมงคง, 2537 : 23)

1. ทกษะกระบวนการขนพนฐาน ซงไดแก 1.1 ทกษะการสงเกต คอ ความสามารถในการใชประสาทสมผส อยางใดอยางหนง หรอหลายอยาง เพอหาขอมลหรอรายละเอยด ของสงตาง ๆ โดยไมเพมความคดเหน สวนตวลงไป 1.2 ทกษะการจ าแนกประเภท คอ การแบงพวก หรอเรยงล าดบวตถ หรอสงทอยในปรากฏการณ โดยใชเกณฑ ความเหมอน ความแตกตาง หรอความสมพนธอยางใดอยางหนง 1.3 ทกษะการวด คอ การเลอกและการใชเครองมอท าการวด หาปรมาณของสงตาง ๆ ออกมาเปนตวเลขทแนนอนไดอยางเหมาะสม และถกตอง โดยมหนวยก ากบเสมอ

1.4 ทกษะการหาความสมพนธระหวางมตกบมต และมตกบเวลา วตถตางๆ ในโลกน จะทรงตวอยไดลวนแตครองทวาง การครองทของวตถในทวางนน โดยทวไปแลวจะม 3 มต ไดแก มตยาว มตกวาง และมตสงหรอหนา 1.5 ทกษะการลงความเหนจากขอมล คอ การเพมความคดเหนใหกบขอมลทไดจากการสงเกตอยางมเหตผล โดยอาศยความรหรอประสบการณเดมมาชวย 1.6 ทกษะการจดกระท าและสอความหมายขอมล เปนการน าผล การสงเกต การวด การทดลองจากแหลงตาง ๆ โดยการหาความถ เรยงล าดบ จดแยกประเภท หรอค านวณหาคาใหม เพอใหผอนเขาใจความหมาย ของขอมลดยงขน โดยอาจเสนอในรปแบบของตาราง แผนภม แผนภาพ วงจร กราฟ สมการ และการเขยนบรรยาย 1.7 ทกษะการพยากรณ คอ การสรปค าตอบลวงหนากอนการทดลองโดยอาศยประสบการณ ทเกดขนซ าๆ หลกการ กฎ หรอทฤษฎ ทมอยแลวในเรองนน มาชวยในการสรป การพยากรณมสองทาง คอ การพยากรณภายในขอบเขตของขอมลทมอยและ การพยากรณ นอกขอบเขตขอมลทมอย 1.8 ทกษะการค านวณ คอ การนบจ านวนของวตถและการน าตวเลขแสดงจ านวนทนบได มาคดค านวณโดยการบวก ลบ คณ หาร หรอหาคาเฉลย

2. ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตรขนผสม ไดแก 2.1 ทกษะการก าหนดและควบคมตวแปร การก าหนดตวแปร เ ป น ก า ร ช บ ง ต ว แ ป ร ต น ต ว แ ป ร ต า ม แ ล ะ ต ว แ ป ร ค ว บ ค ม ตวแปรตน คอ สงทเราตองจดใหแตกตางกน ซงเปนตนเหต ท าใหเกดผล ซงเราคาดหวงวาจะแตกตางกน ตวแปรตาม คอ สงทเรา ตองตดตามด ซงเปนผลจากการจดสถานการณบางอยางใหแตกตางกน ตวแปรควบคม คอ สงทเรา

ตองควบคมจดใหเหมอนกนเพอใหแนใจวา ผลการทดลอง เกดจากตวแปรตนเทานน 2.2 ทกษะการตงสมมตฐาน คอ การคดหาค าตอบลวงหนา กอนจะท าการทดลองโดยอาศยการสงเกต ความร ประสบการณเดม เปนพนฐานค าตอบทคดลวงหนาซงยงไมทราบ หรอยงไมเปนหลกการ กฎ หรอ ทฤษฎมากอน สมมตฐาน หรอค าตอบทคดไวลวงหนา มกกลาวไวเปนขอความ ทบอก ความสมพนธ ระหวางตวแปรตน กบตวแปรตาม สมมตฐานทตงไว อาจถก หรอผดกได ซงจะทราบภายหลง การทดลอง หาค าตอบเพอสนบสนน หรอคดคานสมมตฐานทตงไว 2.3 ทกษะการก าหนดนยามเชงปฏบตการ คอการก าหนดความหมายและขอบเขตของสงตางๆ ทอยในสมมตฐานทตองทดลองใหเขาใจตรงกน และสามารถสงเกตหรอวดไว 2.4 ทกษะการทดลอง ม 3 ประเภท คอ การทดลองแบบแบงกลม เปรยบเทยบ ไมมกลมเปรยบเทยบและลองผดลองถก การทดลองเปนกระบวนการปฏบตการเพอหาค าตอบ หรอการทดสอบ สมมตฐานทตงไว ประกอบดวย 3 ขนตอน คอ การออกแบบการทดลอง การปฏบตการทดลองและการบนทกผลการทดลอง 2.5 ท ก ษ ะก ารแ ป ล ค ว าม ห ม ายข อ ม ล แ ล ะ ก ารล งข อ ส ร ป การตความหมายขอมล คอ การแปลความหมาย หรอ การบรรยาย ลกษณะและสมบตของขอมลทมอย การลงขอสรป คอ การสรปความสมพนธของขอมลทงหมด

ความหมายของการทดลอง

จรา จนทเปรมจตต (2544 :28) ใหความหมายของ การทดลองวา การทดลองเปนกระบวนการพสจนเพอยนยนความจรงในสงทสงสย หรอในสงทอยากรค าตอบ หรอเพอทดสอบสมมตฐานทตงไววาจะเปนจรงหรอไม โดยรวมเอากระบวนการตางๆมาผสมผสานกน เชน การสงเกต การวด การค านวณ การตงสมมตฐาน การก าหนดตวแปร การสอความหมาย การลงความคดเหน การตความหมายขอมล และลงขอสรป นยนา ตรงประเสรฐ (2544 : 19) ใหความหมายการทดลองวา เปนกระบวนการทรวมเอากระบวนการตางๆ เชน การออกแบบ การทดลอง การเลอกวสดอปกรณ และการด าเนนการทดลอง เพอพสจนสมมตฐานทตงขนวาเปนจรงหรอไม กอนการทดลองจะตองมปญหากอน แลวจงแยกตวแปรตางๆทเก ยวของกบปญหา ว าม อะไรบาง แลวจ ง เลอกตวแปรท เก ยวข องมาตงสมมตฐาน แลวจงออกแบบการทดลองเพอควบคมตวแปร เลอกวสดอปกรณทเหมาะสมแลวด าเนนการทดลอง บญฤด แซลอ (2544 : 39) ใหความหมายการทดลองวา การทดลองเปนการสราง เหตการณหรอสถานการณจ าลองขนมาอยางหนง เพอจะไดสงเกตผลทเกดขนภายใตการควบคมเงอนไขตางๆไวแลว และเพอจะทดสอบซ าไดอก การทดลองมวตถประสงคทจะทดสอบสมมตฐาน รปแบบหรอโมเดลทยงสงสยอย โดยการกระท าใหวตถหรอเหตการณเกดการเปลยนแปลงแลว น าผลทไดมาเปรยบเทยบกน การทดลองจะตองประกอบดวยกจกรรม 2 ตอน คอ กจกรรมการออกแบบการทดลอง กบกจกรรมภาคปฏบตการทดลอง

ดงนนสรปไดวา การทดลองเปนการสรางสถานการณหรอสถานการณจ าลองขนมาอยางหนง เพอจะไดสงเกตผลทเกดขนภายใตการควบคมเงอนไข

ตางๆไวแลวและเพอจะไดทดสอบซ าไดอกการทดลอง มวตถประสงคทจะทดสอบสมมตฐานเมอนกเรยนไดลงมอท าการทดลองดวยตนเองจะท าใหเกดการเรยนรทดทสดและไดฝกทกษะตางๆ

จดมงหมายของการทดลองทางวทยาศาสตร

1. เพอยนยนความจรงบางประการทกลาวถง หรอปรากฏอย ในแบบเรยน

2. ท าใหเขาใจทฤษฏทางวทยาศาสตรยงขน 3. เราใหเกดความอยากรอยากเหน และปฏบตการเพอใหรใหเหน

ยงขน 4. ฝกใหคนเคยการท างานทางวทยาศาสตรรวมกบผอน 5. ฝกใหมทกษะในการใชเครองมอทางวทยาศาสตร 6. ฝกใหนกเรยนไดเรยนรโดยกระท าจรง เพอใหเกดความสามารถใน

การประดษฐคดคน

ประโยชนของการทดลอง

1. ชวยเราความสนใจและชวยใหเกดค าถามหรอเกดปญหา เชน ครจดเทยนไขวางไวจากนนใชแกวครอบเทยนไข ใหนกเรยนสงเกตวาเกดอะไรขน ใชค าถามวาเพราะเหตใดเทยนไขจงดบ ค าถามหรอปญหาทเกดขนจะเปนตวน าไปสการท ากจกรรมอน ๆตอไป

2. ชวยแกปญหา การแกปญหาทางวทยาศาสตรจะตองใชวธการทดลองโดยเฉพาะการสอนในระดบประถมศกษา ปญหาทนกเรยนพบ เชน แสงเดนทางอยางไร การทนกเรยนจะแกปญหาเหลานไดนกเรยนจะตองคด

อยางมวจารณญาณและสรางสรรค โดยตองอาศยขนตอนการแกปญหาตามวธการทางวทยาศาสตร

3. น าความรทไดไปใชกบสถานการณใหม การน าความร ไปใชเปนเทคนคประเมนความเขาใจของนกเรยนวามความเขาใจในเรองทเรยนเพยงใด ถานกเรยนเขาใจ ยอมสามารถน าไปใชหรออธบายเหตการณทเกยวของกนได

4. ชวยกระตนความสนใจนกเรยนทเรยนชา และทาทายความสามารถนกเรยนทเรยนเรวการทดลองจะเปดโอกาสใหนกเรยนทเรยนชาไดพฒนาทกษะการสงเกต รวบรวมขอมล ตลอดจนการรายงานผลการทดลอง ซงจะเปนการเปดโอกาสใหนกเรยนทเรยนชาไดแสดงความสามารถใหเพอนเหน และมความภาคภมใจในตนเอง ซ งจะท าใหนกเรยนสนใจการเรยนวทยาศาสตรเพมขน ส าหรบนกเรยนทเรยนเรว การทดลองถอวาเปนการทาทายความสามารถ(นยนา ตรงประเสรฐ,2544 : 25)

ขอดของการสอนแบบทดลอง

1. นกเรยนไดเรยนรประสบการณจากการทดลองโดยตรง ผานการฝกฝนกระบวนการทางวทยาศาสตร และสามารถใชวธการทางวทยาศาสตรในการแกปญหา

2. กจกรรมการเรยนการสอนทนกเรยนเปนศนยกลาง นกเรยนมสวนรวมในกจกรรมการเรยนการสอนตลอด ท าใหสามารถใชประสาทสมผสตาง ๆ หลายอยางในการด าเนนกจกรรม

3. ท าใหนกเรยนไดคนพบหลกวทยาศาสตรดวยตนเอง มผลท าใหเกดความคงทนถาวรในการเรยนรของนกเรยน

4. นกเรยนมเจตคตทดตอการเรยนการสอนวทยาศาสตร เพราะสามารถหาความจรง จากการทดลองไดโดยตรงดวยตนเอง