วทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทนา

ความหมายของวทยาศาสตร และ การแบงสาขาของวทยาศาสตร

ความหมายของวทยาศาสตร

• วทยาศาสตร หรอ Science คอ “ความรทไดจากการสงเกต ศกษา

คนควา และทดลอง แลวจดไวอยางเปนระบบ เพอทจะเรยนร

ธรรมชาต หรอหลกการของสงทศกษา”

• การแบงสาขาทางวทยาศาสตร

• วทยาศาสตรบรสทธ (Pure Science)

• วทยาศาสตรประยกต (Applied Science or Technology)

แผนภาพแสดงอาณาเขตของวทยาศาสตรแขนงตาง ๆ

วทยาศาสตร

วทยาศาสตรบรสทธ

วทยาศาสตรกายภาพ

เคม

ฟสกส

ดาราศาสตร

ธรณวทยา

สมทรศาสตร

อตนยมวทยา

วทยาศาสตรชวภาพ

พฤกษศาสตร

สตวศาสตร

วทยาศาสตรพฤตกรรม

สงคมวทยา

จตวทยา

รฐศาสตร

เศรษฐศาสตร

ภาษาศาสตร

มนษยวทยา

วทยาศาสตรประยกต

เกษตรศาสตร

แพทยศาสตร

วศวกรรมศาสตร

วธการทางวทยาศาสตร

ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร

และ เจตคตทางวทยาศาสตร

วทยาศาสตรประกอบดวย 3 สวน ทสาคญ คอ

1) ความรทางวทยาศาสตร (Body of Knowledge)

2) กระบวนการแสวงหาความรทางวทยาศาสตร (Process of Science )

3) เจตคตทางวทยาศาสตร ( Science Attitude)

กระบวนการทางวทยาศาสตร

• วธทางวทยาศาสตร

• ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร

• เจตคตทางวทยาศาสตร

วธทางวทยาศาสตร (Scientific method)

• การระบปญหา (Problem)

• การตงสมมตฐาน (Hypothesis)

• การพสจนสมมตฐาน

• การสงเกต (Observation)

• การทดลอง (Experiment)

• การสรปผลการทดลอง (Generalization)

ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร

การสงเกต (Observing)

การวด (Measuring)

การจาแนกประเภท (Classifying)

การหาความสมพนธระหวางกาล-เทศะ (Using Space & Time Relationships)

การใชตวเลข (Using Number)

การจดกระทาและสอความหมายขอมล (Organizing Data and Communicating)

การลงความคดเหนขอมล (Inferring)

ทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร

การพยากรณ (Predicting)

การตงสมมตฐาน (Formulating Hypothesis)

การกาหนดนยามเชงปฏบตการ (Defining Operationally)

การกาหนดและควบคมตวแปร (Identifying and Controlling Variables)

การทดลอง (Experimenting)

การตความหมายขอมลและการลงขอสรป (Interpreting Data and Making Conclusion)

ของหนกตกถงพนเรวกวาของทมนาหนกเบาจรงหรอไม ?

ขากขอสงเกตของนกปราชญทชอวาอรสเตอเตล เชอวาของทมนาหนกมากกวาจะตกถงพนเรวหวาของทมนาหนก

เบากวา คณคดวานาหนกมผลตอความเรวของวตถในการตกถงพนจรงหรอไม?

เหตใดแอปเปลจงรวงลง

สพนดนในขณะทดวง

จนทร สามารถลอยอย

บนทองฟาได ?

นกวทยาศาสตรชาวองกฤษ

นามวาเซอร ไอแซก นวตน

ขณะนงอยใตตนแอปเปล

เหนลกแอปเปลรวงลงสพน ก

ตงขอสงสยขนมาวาทาไมลก

แอปเปลนจงรวงลงสพน

ขณะทดวงจนทรยงลอยอย

บนทองฟาได

ความคดของเขาทาใหเกดกฎ

การเคลอนท ทสามารถ

อธบายการเคลอนทของวตถ

ในระดบอนภาค จนถงวตถ

ขนาดใหญเชนดวงดาว

ตา

เจตคตทางวทยาศาสตร (Science Attitude)

• ลกษณะหรอพฤตกรรมทบคคลแสดงออกมา ซงขนอยกบความร ประสบการณ หรอความรสกของแตละบคคล

• เจตคตทางวทยาศาสตรประกอบดวย

• ความอยากรอยากเหน

• ความมเหตผล

• ความมระเบยบรอบคอบ

• ความเพยรพยายาม

• ความซอสตย

• ความใจกวาง

แบบทดสอบคณเปนบคคลชนดใด (Emotion Test)

1. คณเคยเดนละเมอใชหรอไม

2. คณเคยลาปวยหรอขาดเรยนมากกวาคนสวนใหญทาใชหรอไม

3. คณรสกสบสนเมอถกขดจงหวะในการทางานหรออานหนงสอ

4. คณออกกาลงกายหนกทกวน

5. คณรสกไมมนใจเมอคณเรมฝกทกษะ เพอทางานใหม ๆ ทไมเคยทามากอน

6. คณรสกโมโห เมอมเรองกวนโทสะเพยงเลกนอย

7. คณเคยเปนทกขใจอยเปนชวโมง ๆ หลงจากตกอยในสภาพทคณรสกวานาอบอาย

8. คนสวนใหญทเขารจกคณ ตางกลาวกนวาคณเปนคนใจนอย

9. คณมกหลบยากและหลบไมเตมอม

10. คนสวนใหญเหนวาคณเปนคนขอาย

กตกา ใหตอบใชหรอไมใช ในทนททนใดและตามความเปนจรง ไมมการกลบมาทายอนหลงอก

11. ถาเพอนไมทกทาย คณจะรสกไมสบายใจมาก ๆ

12. คณเคยมความรสกมความสข หรอเศราหมองโดยไมมสาเหตจรงจงหรอไม

13. คณฝนกลางวนบอย ๆ ในขณะทเวลานนควรเปนเวลาทางาน

14. คณจาฝนรายในชวง 5 ปทผานมาได

15. คณกลวความสง ลฟต อโมงค หรอ การออกนอกตวอาคารหรอไม

16. ในยามฉกเฉน คณรสกวนวาย ไมมสมรรถภาพในการตดสนใจและทางาน

17. ในสถานการณชวตประจาวนหลาย ๆ เรอง คณเชอวาตวคณเปนคนเจาอารมณ

18. คณกงวลกบสขภาพของคณอยเสมอ

19. คณจาไดวาเมอปกลายคณทาใหคนอนโกรธ

20. คณมเหงอออกมาก ทง ๆ ทไมไดออกกาลง

21. คณเคยใจลอยในขณะทางานหรอเรยนหนงสอ ในชวงสามเดอนทแลว

22. คณเคยพบบคคลทคณคดวาไมเปนมตรกบคณเลยในชวงปทแลว ถง 3 คนหรอไม

23. คณเคยรสกอดอด เมอไมไดออกกาลงกาย

24. โดยปกต คณอดทนตอความคดเพอฝนของคนอน

25. คณเคยมสถานการณประจาวนททาใหคณรสกละอายตนเองมาก

26. คณรสกไมคอยมความสขบอย ๆ

27. ในชวง 2 ปทผานมา คณเคยทองเดน

28. คณมกไมคอยเชอมนในตนเองอยเสมอ

29. คณมเหตผลทเชอวา คณไมสามารถจดการกบสถานการณชวตตาง ๆ เหมอนคนอน ๆ

30. คณใชยาแกปวดหว ยาแกไอ ยานอนหลบ ยากระตน ยากลอมประสาท เครองดมช

กาลง หรอยาอน ๆ มากกวา 1 ครง ในรอบหนงเดอน

คณเปนคนแบบ...

• 0 -1 unshakable ( ไมหวนไหว)

• 2-3 unperturbable ( ไมตกอก

ตกใจ)

• 4-5 unflappable (ไมหนหนพลน

แลน)

• 6-7 calm(ใจเยน)

• 8-9 balance (มสต)

• 10-12 steady(สมาเสมอ, มนคง)

• 13 -16 average (คนธรรมดา, คน

สวนมาก)

• 17 – 19 sympathetic (เหนอกเหนใจ

ผ อน)

• 20 – 21 suggestible

• 22 – 23 emotional

• 24 – 25 sensitive

• 26 – 27 over sensitive

• 28 – 29 nervous

• 30 neurotic (วกลจรต)

ความสาคญของวทยาศาสตรและเทคโนโลย

ผลของวทยาศาสตรและเทคโนโลยทมตอการเปลยนแปลงทางสงคม

ความสาคญของวทยาศาสตรและเทคโนโลย

ความรวทยาศาสตร ทรพยากรธรรมชาต เทคโนโลย

ผลของวทยาศาสตรและเทคโนโลยทมตอการเปลยนแปลงทางสงคม

ดาน

สงแวดลอม

ดาน

สงแวดลอม

• ชวยงานอนรกษและปรบปรงสภาพแวดลอม

• เตอนภยอนตราย

• แตความเจรญกาวหนาทางวทยาศาสตรกสงผลใหเกดการทาลายสภาพเวดลอมไดเชนเดยวกน

ดานสงคม

• ความรทางการแพทยทาใหอายเฉลยของประชาการเพมมากขน

• ทาใหคนมเหตผลมากยงขน

• มการตดตอสอสารทสะดวกมากยงขน

ดานการเมอง

• การพฒนาดานอาวธทาใหรปแบบของสงครามเปลยนไป

• รปแบบการหาเสยง การเลอกตง อาศยเทคโนโลยมากยงขน

ดานเศรษฐกจ

• ทาใหเกดอตสาหกรรมใหม

• เพมมลคาของผลผลตทางการเกษตร

ดานดาน

วฒนธรรม

• ทาใหเกดความเขาใจในธรรมชาตทเพมขน

• เปนเครองมอในการสบสานวฒนธรรมโบราณใหคงอยตอไป

สงครามโลกครงท 2

จากทฤษฎของไอนสไตนและสมการ

E = mc2

กอใหเกดระเบดทมอานาจการทาลาย

ลางสงทสดในประวตศาสตร

สงครามเยน

• การสารวจอวกาศ

• การสะสมอาวธนวเคลยร

• อนเทอรเนต

วทยาศาสตรกบววฒนาการของมนษย

• การคนพบ “ลอ”

• การปฏวตทางวทยาศาสตร ยคแหงเหตผล

• หนงสนววฒนาการของมนษย

โรงงานปนดายในยคปฏวตอสาหกรรมเครองจกรไอนาของ เจมส วตต

ระบบหนวยระหวางชาต

มาตรฐานหนวย

และการเปลยนหนวย

การวด (Measurement)

• ปรมาณทางวทยาศาสตร ตองบอกเปนตวเลข และวดไดเสมอ

• หนวยวดปรมาณอาจแตกตางกนไปในแตละประเทศ

• การวดคอ การเปรยบเทยบปรมาณของสงทตองการวด กบคา

มาตรฐาน

ระบบหนวยระหวางชาต

• ในป พ.ศ. 2503 ในการประชม General Conference on Weights

and Measures ไดตงลงใหมการหนวยระบบมาตรฐานระหวาง

ชาตขน เรยกวา “International System of Units : SI”

มาตรฐานหนวย

• ความยาว ใชเปน เมตร (m)

• มวล ใชเปน กโลกรม (kg)

• เวลา ใชเปน วนาท (s)

• กระแสไฟฟา ใชเปน แอมแปร (A)

• อณหภม ใชเปน เคลวน (K)

• ปรมาณสาร ใชเปน โมล (mol)

• ความเขมของการสองสวาง ใชเปน แคนเดลลา (cd)

หนวยเสรม

• ม 2 หนวยคอ

• เรเดยน (radian) สญลกษณ rad เปนหนวยวดมมในระนาบ คอ

มมทรองรบสวนของเสนโคงทยาวเทากบรศม

• เสเตอเรเดยน (steradian) สญลกษณ sr เปนหนวยวดมมในสาม

มต บางครงอาจเรยกวา มมตน (solid angle)

R

ปรมาณพนฐาน

• ความยาว (Length)

หลา (yard) = ระยะจากปลายจมกไปยง

นวโปงสดแขนของกษตรยองกฤษ Henry I

(ป1120)

ป 1196 กษตรย Richard ทา

การ standardize โดยใชแทงททาจากเหลก

ความยาว

ป 1791 ทางการฝรงเศสตดสนใจวามาตรฐาน

จะตองเทากบ 1 ใน 10,000,000 ของหนงในส

ของเสนรอบวงของโลก

ผลของการสารวจเสนทางกลบไดแทงเมตรทองคาขาว

(Platinum End Bar) ในป 1799 ซงมชอวา

“Mètre des Archives”

ซงกลายเปนมาตรฐานสากลการวดระบบใหมทเรยกวา “ระบบเมตรก (Metric System)”

ปจจบนความยาวหนงเมตรนยามไวเทากบความยาวทแสงเดนทางไดใน

สญญากาศ ในชวงเวลา 1/299 792 458 วนาท

แทงมาตรฐานความยาว 1 เมตรใชใน

ป ค.ศ. 1889 - 1960

หนวย SI ของความยาว

มวล (Mass)

• มวล กลาวโดยงายคอ เปนคณสมบตหนงของวตถ ทบงบอกปรมาณของสสารท

วตถนนม

• ตนแบบของมวล 1 กโลกรมในระบบหนวย SI เกบรกษาไวทสานกงานระหวาง

ประเทศวาดวยมาตราชงตวงวด (Bureau International des Poids et Mesures)

เวลา (Time)

หนวยมาตรฐานของเวลาในระบบ SI คอ วนาท โดยมนยาม

ดงน 1 วนาทคอ การสนสะเทอนของอะตอม

ซเซยม 133 เปนจานวน 9,192,631,770 ครง

หนวยอนพนธ

• หนวยอนพนธ เปนหนวยทมาจากหนวยมลฐานสองหนวยขนไป

มาเกยวเนองกน เชน ความเรว มหนวยเปน m/s

• พนทมหนวยเปน ตารางเมตร

• ความดน มหนวยเปนปาสคาล หรอ N/m2

คาอปสรรค

ตวพหคณ ชอเรยก สญลกษณ

1,000,000,000,000 = 1012 เทอรา T

1,000,000,000 = 109 จกะ G

1,000,000 = 106 เมกะ M

1,000 = 103 กโล k

100 = 102 เฮกโต h

10 เดคะ da

0.1 = 10-1 เดซ d

0.01 = 10-2 เซนต c

0.001 = 10-3 มลล m

0.000001 = 10-6 ไมโคร

0.000000001 = 10-9 นาโน n

0.000000000001 = 10-12 พโค p

การเปลยนหนวย• การเปรยบเทยบปรมาณสองปรมาณ จะทาไดกตอเมอ ปรมาณทงสองอยในหนวยเดยวกน

• ดนสอสแดงยาว 6 นว และดนสอสนาเงนยาว 10 เซนตเมตร ดนสอแทงไหนยาวกวากน ?

• แดงขบรถดวยความเรว 10 m/s เขยวขบรถดวยความเรว 40 km/hr ใครขบรถเรวกวากน ?

• ถาอายเฉลยของคนไทยเทากบ 65 ป จงหาอายในหนวยวนาท

• ยงมวล 54 ไมโครกรม และกอนหนมวล 2.7 กโลกรม กอนหนหนกเปนกเทาของยง

• 1 ปแสงคอหนวยวดระยะทางทางดาราศาสตร หมายถง ระยะทางทแสงเดนทางไดในเวลา 1 ป แสงมความเรว = 3 x 108 เมตร / วนาท จงหาวา 1 ปแสงเทากบกเมตร