กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
การดำเนินการเรื่องใดเรื่องหนึ่งจะต้องมีการกำหนดขั้นตอน อย่างเป็นลำดับตั้งแต่ต้นจนแล้วเสร็จตามจุดประสงค์ที่กำหนด
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จึงเป็นแนวทางการดำเนินการโดยใช้ทักษะวิทยาศาสตร์ใช้ในการจัดการ ซึ่งมีลำดับขั้นตอน 5 ขั้นตอน ดังนี้
1. การกำหนดปัญหา
2. การตั้งสมมติฐาน
3. การทดลองและรวบรวมข้อมูล
4. การวิเคราะห์ข้อมูล
5. การสรุปผล
ขั้นตอนที่ 1 การกำหนดปัญหา
เป็นการกำหนดหัวเรื่องที่จะศึกษาหรือปฏิบัติการแก้ปัญหาเป็นปัญหาที่ได้มาจากการสังเกต จากข้อสงสัยในปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่พบเห็น เช่น ทำไมต้นไม้ที่ปลูกไว้ใบเหี่ยวเฉา ปัญหามีหนอนมาเจาะกิ่งมะม่วงแก้ไขได้อย่างไร ปลากัดขยายพันธุ์ได้อย่างไร
ตัวอย่างการกำหนดปัญหา
ป่าไม้หลายแห่งถูกทำลายอยู่ในสภาพที่ไม่สมดุล หน้าดินเกิดการพังทลาย ไม่มีต้นไม้ หรือวัชพืชหญ้าปกคลุมดิน เมื่อฝนตกลงมาน้ำฝนจะกัดเซาะหน้าดินไปกับกระแสน้ำแต่บริเวณพื้นที่มีวัชพืชและหญ้าปกคลุมดินจะช่วยดูดซับน้ำฝนและลดอัตราการไหลของน้ำ ดังนั้นผู้ดำเนินการจึงสนใจอยากทราบว่า อัตราการไหลของน้ำจะขึ้นอยู่กับสิ่งที่ช่วยดูดซับน้ำหรือไม่ โดยทดลองใช้แผ่นใยขัดเพื่อทดสอบอัตราการไหลของน้ำ จึงจัดทำโครงงาน การทดลอง การลดอัตราไหลของน้ำโดยใช้แผ่นใยขัดขั้นตอนที่ 2 การตั้งสมมติฐาน
และการกำหนดตัวแปรเป็นการคาดคะเนคำตอบของปัญหาใดปัญหาหนึ่งอย่างมีเหตุผล โดยอาศัยข้อมูลจากการสังเกต การศึกษาจากเอกสารที่เกี่ยวข้อง การพบผู้รู้ในเรื่องนั้น ๆ ฯลฯ และกำหนดตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการทดลอง ได้แก่ ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุมสมมติฐาน ตัวอย่าง
แผ่นใยขดช่วยลดอัตราการไหลของน้ำ (ทำให้น้ำไหลช้าลง)ตัวแปร
ตัวแปรต้น คือ แผ่นใยขัด
ตัวแปรตาม คือ ปริมาณน้ำที่ไหล
ตัวแปรควบคุม คือ ปริมาณน้ำที่เทหรือรด
ขั้นตอนที่ 3 การทดลองและรวบรวมข้อมูล
เป็นการปฏิบัติการทดลองค้นหาความจริงให้สอดคล้องกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ในขั้นตอนการตั้งสมมติฐาน (ขั้นตอนที่ 2 ) และรวบรวมข้อมูลจากการทดลองหรือปฏิบัติการนั้นอย่างเป็นระบบตัวอย่างการออกแบบการทดลอง
วัสดุอุปกรณ์ จัดเตรียมวัสดุอุปกรณ์ โดยจัดเตรียม กระบะ จำนวน 2 กระบะ- ทรายสำหรับใส่กระบะทั้ง 2 ให้มีปริมาณเท่า ๆ กัน
- กิ่งไม้จำลอง สำหรับปักในกระบะทั้ง 2 จำนวนเท่า ๆ กัน
- แผ่นใยขัด สำหรับปูบนพื้นทรายกระบะใดกระบะหนึ่ง
- น้ำ สำหรับเทลงในกระบะทั้ง 2 กระบะปริมาณเท่า ๆ กัน
ขั้นตอนที่ 4 การวิเคราะห์ข้อมูลและทดสอบสมมติฐาน
เป็นการนำข้อมูลที่รวบรวมได้จากขั้นตอนการทดลองและรวบรวมข้อมูล (ขั้นตอนที่ 3 ) มาวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ของข้อเท็จจริงต่าง ๆ เพื่อนำมาอธิบายและตรวจสอบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ในขั้นตอนการตั้งสมมติฐาน (ขั้นตอนที่ 2) ถ้าผลการวิเคราะห์ไม่สอดคล้องกับสมมติฐาน สรุปได้ว่าสมมติฐานนั้นไม่ถูกต้อง ถ้าผลวิเคราะห์สอดคล้องกับสมมติฐาน ตรวจสอบหลายครั้งได้ผลเหมือนเดิมก็สรุปได้ว่าสมมติฐานและการทดลองนั้นเป็นจริง สามารถนำไปอ้างอิงหรือเป็นทฤษฎีต่อไปนี้
ตัวอย่าง
-วิธีการทดลอง นำทรายใส่กระบะทั้ง 2 ให้มีปริมาณเท่า ๆ กัน ทำเป็นพื้นลาดเอียงกระบะที่ 1 วางแผ่นใยขัดในกระบะทรายแล้วปักกิ่งไม้จำลอง
กระบะที่ 2 ปักกิ่งไม้จำลองโดยไม่มีแผ่นใยขัด
ทดลองเทน้ำจากฝักบัวที่มีปริมาณน้ำเท่า ๆ กัน พร้อม ๆ กัน ทั้ง 2 กระบะ การทดลองควรทดลองมากกว่า 1 ครั้ง เพื่อให้ได้ผลการทดลองที่มีความน่าเชื่อถือ
-ผลการทดลอง
กระบะที่ 1 (มีแผ่นใยขัด) น้ำ ที่ไหลลงมาในกระบะ จะไหลอย่างช้า ๆ เหลือปริมาณน้อย พื้นทรายไม่พัง กิ่งไม้จำลองไม่ล้ม
กระบะที่ 2 (ไม่มีแผ่นใยขัด) น้ำที่ไหลลงสู่พื้นกระบะจะไหลอย่างรวดเร็ว พร้อมพัดพาเอากิ่งไม้จำลองมาด้วย พื้นทรายพังทลายจำนวนมาก
ขั้นตอนที่ 5 การสรุปผล
เป็นการสรุปผลการศึกษา การทดลอง หรือการปฏิบัติการนั้น ๆ โดยอาศัยข้อมูลและการวิเคราะห์ข้อมูลจากขั้นตอนการวิเคราะห์ข้อมูล (ขั้นตอนที่ 4 ) เป็นหลักสรุปผลการทดลอง
จากการทดลองสรุปได้ว่าแผ่นใยขัดมีผลต่อการไหลของน้ำ ทำให้น้ำไหลได้อย่างช้าลง รวมทั้งช่วยให้กิ่งไม้จำลองยึดติดกับทรายในกระบะได้ ซึ่งต่างจากกระบะที่มีแผ่นใยขัดที่น้ำไหลอย่างรวดเร็ว ละพัดเอากิ่งไม้และทรายลงไปด้วย
เมื่อดำเนินการเสร็จสิ้น 5 ขั้นตอนนี้แล้ว ผู้ดำเนินการต้องจัดทำเป็นเอกสารรายงานการศึกษา การทดลองหรือการปฏิบัติการนั้นเพื่อเผยแพร่ต่อไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น