ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

การทำโครงงานผู้เรียนจำเป็นต้องมีทักษะ ซึ่งอาจแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่ม ได้แก่

1. ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน มี 8 ทักษะ ได้แก่ การสังเกต การลงความเห็นจากข้อมูล การจำแนกประเภท การวัด การใช้ตัวเลข การพยากรณ์ การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา การจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล

2. ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นสูง มี 5 ทักษะ ได้แก่ การกำหนดและควบคุมตัวแปร การตั้งสมมุติฐาน การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ การทดลอง การตีความหมายข้อมูล และการลงข้อสรุปทักษะทั้ง 5นี้ เป็นเรื่องใหม่และมีความสำคัญในการทำวิจัย ผู้เรียนจำเป็นต้องทำความเข้าใจให้ชัดเจนก่อน

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน มี 8 ทักษะ ได้แก่

1. การสังเกต เป็นการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 คือ ตา หูจมูก ผิวกาย และลิ้น หรืออย่างใดอย่างหนึ่งในการสํารวจวัตถุหรือปรากฏการณ์ต่างๆ หรือจากการทดลอง เพื่อค้นหารายละเอียดต่างๆ ของข้อมูล ข้อมูลจากการสังเกตแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ - ข้อมูลเชิงคุณภาพ เป็นข้อมูลจากการสังเกตคุณลักษณะของสิ่งต่างๆเช่น สีรูปร่าง รส กลิ่น ลักษณะ สถานะ เป็นต้น - ข้อมูลเชิงปริมาณ เป็นข้อมูลที่ได้จากการสังเกต ขนาด ความยาว ความสูง น้ําหนัก ปริมาตร อุณหภูมิของสิ่งต่างๆ

2. การลงความเห็นจากข้อมูล เป็นการอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับผล หรือข้อมูลที่ได้จากการสังเกตอย่าง มีเหตุผลโดยใช้ความรู้หรือประสบการณ์มาอธิบายด้วยความเห็นส่วนตัวต่อข้อมูลนั้นๆ

3. การจำแนกประเภท เป็นการแบ่งพวก จัดจำแนกเรียงลำดับวัตถุ หรือปรากฏการณ์ต่างๆ ที่ต้องการศึกษาออกเป็นหมวดหมู่ เป็นระบบทำให้สะดวกรวดเร็ว และง่ายต่อการศึกษาค้นคว้า โดยการหาลักษณะหรือคุณสมบัติร่วมบางประการ หรือหาเกณฑ์ความเหมือนความต่าง ความสัมพันธ์อย่างใดอย่างหนึ่งเป็นเกณฑ์ในการแบ่ง

4. การวัด เป็นความสามารถในการเลือกใช้เครื่องมือได้อย่างถูกต้องในการวัดสิ่งต่างๆ ที่ต้องการศึกษาเช่น ความกว้าง ความสูงความหนา น้ำหนัก ปริมาตร เวลา และอุณหภูมิ โดยวัดออกมาเป็นตัวเลขได้ถูกต้องรวดเร็ว มีหน่วยกำกับ และสามารถอ่านค่าที่ใช้วัดได้ถูกต้องใกล้เคียงความเป็นจริงมากที่สุด

5. การใช้ตัวเลข การใช้ตัวเลขหรือการคำนวณ เป็นการนับจำนวนของวัตถุ และนำค่าตัวเลขที่ได้จากการวัดและการนับมาจัดกระทำให้เกิดค่าใหม่ โดยการนำมา บวก ลบ คูณ หาร เช่น การหาพื้นที่ การหาปริมาตร เป็นต้น

6. การพยากรณ์ เป็นความสามารถในการทำนาย คาดคะเนคำตอบโดยใช้ข้อมูลที่ได้จากการสังเกตประสบการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยๆ หลักการ ทฤษฎี หรือกฎเกณฑ์ต่างๆ มาช่วยสรุปหาคำตอบเรื่องนั้น การพยากรณ์จะแม่นยำมากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับผลที่ได้จากการสังเกตที่รอบคอบ การวัดที่แม่นยำ การบันทึกที่เป็นจริงและการจัดกระทำข้อมูลที่เหมาะสม

7. การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปส และสเปสกับเวลาสเปส (Space) หมายถึง ที่ว่างในรูปทรงของวัตถุ มี 3 มิติ คือความกว้าง ความยาว และความสูง(หนา ลึก)ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสของวัตถุ หมายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุ 2 มิติ กับวัตถุ 3 มิติ และความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุหนึ่งกับอีกวัตถุหนึ่ง คือการบ่งชี้รูป 2 มิติ รูป 3 มิติได้หรือสามารถวาดภาพ 3 มิติ จากวัตถุหรือภาพ 3 มิติได้ เป็นต้น ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับเวลา หมายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสของวัตถุที่เปลี่ยนไปกับเวลาหรือการเปลี่ยนตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุกับเวลา นั่นคือการบอกทิศทางหรือตำแหน่งของวัตถุเมื่อเทียบกับตัวเองหรือสิ่งอื่นๆ

8. การจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูลการจัดกระทำ คือ การนำข้อมูลดิบมาจัดลำดับ จัดจำพวก หาความถี่ หาความสัมพันธ์หรือคำนวณใหม่การสื่อความหมายข้อมูล เป็นการใช้วิธีต่างๆ เพื่อแสดงข้อมูลให้ผู้อื่นเข้าใจ เช่น การบรรยายใช้แผนภูมิ แผนภาพ : วงจร กราฟ ตาราง สมการ ไดอะแกรม เป็นต้น

ตัวอย่างการตั้งสมมติฐาน เช่น

1. กลิ่นใบตะไคร้กำจัดแมลงสาบได้ดีกว่ากลิ่นใบมะกรูด

2. การลดน้ำหนักด้วยวิธีควบคุมอาหารร่วมกับการออกกำลังกาย ช่วยลดน้ำหนักได้ดีกว่าการควบคุมอาหารอย่างเดียว

3. การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ นิยามเชิงปฏิบัติการ หมายถึง ความหมายของคำหรือข้อความที่ใช้ในการทดลองที่สามารถสังเกต ตรวจสอบ หรือทำการวัดได้ ซึ่งจำเป็นต้องกำหนดเพื่อความเข้าใจที่ตรงกัน เสียก่อนทำการทดลองนิยาม เชิงปฏิบัติการจะแตกต่างจากคำนิยามทั่วๆ ไป คือ “ต้องสามารถวัดหรือ ตรวจสอบได้” ซึ่งมักจะเป็นคำนิยามของตัวแปรนั่นเอง


4. การทดลอง เป็นกระบวนการปฏิบัติการเพื่อหาคําตอบจากสมมุติฐานที่ตั้ง ไว้ในการทดลอง ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ 3 ขั้นตอน ดังนี้

1) การออกแบบการทดลอง คือ การวางแผนการทดลองก่อนลงมือปฏิบัติจริง โดยกําหนดว่า จะใช้วัสดุอุปกรณ์อะไรบ้าง จะทําอย่างไร ทําเมื่อไร มีขั้นตอนอะไร

2) การปฏิบัติการทดลอง คือ การลงมือปฏิบัติตามที่ออกแบบไว้

3) การบันทึกผลการทดลอง คือ การจดบันทึกข้อมูลต่างๆ ที่ได้จากการทดลอง ซึ่งใช้ทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน 8 ทักษะที่กล่าวไปแล้ว

4. การตีความหมายข้อมูลและการลงข้อสรุป การตีความหมายข้อมูล คือ การแปลความหมายหรือการบรรยายผลของการศึกษา เพื่อให้คนอื่น เข้าใจว่าผลการศึกษาเป็นอย่างไร เป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้หรือไม่การลงข้อสรปุ เป็นการสรุปความสัมพันธ์ ของข้อมูลทั้งหมด เช่น การอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรบนกราฟ การอธิบายความสัมพันธ์ของข้อมูล ที่เป็นผลของการศึกษา การฝึกทักษะที่จําเป็นของการทําโครงงานทุกขั้นตอนอย่างเป็นระบบ จะทําให้ผู้เรียนได้โครงงานและ ได้ผลสําเร็จของโครงงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้