ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
การสืบเสาะหาความรู้ของนักวิทยาศาสตร์จะต้องอาศัยทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มีทั้งหมด 13 ทักษะ ซึ่งประกอบด้วย ทักษะพื้นฐาน 8 ทักษะ และ ทักษะขั้นสูง 5 ทักษะ ดังนี้
1. การสังเกต (Observing) เป็นการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 หรืออย่างใดอย่างหนึ่ง ได้แก่ ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย เข้าไปสัมผัสหรือเหตุการณ์เพื่อหาข้อมูลซึ่งเป็นรายละเอียดของสิ่งนั้นๆ
2. การวัด (Measuring) เป็นการเลือกและการใช้เครื่องมือทำการวัดหาปริมาณของสิ่งต่างๆ ออกมาเป็นตัวเลขที่แน่นอน โดยมีหน่วยกำกับเสมอ
3. การจำแนกประเภท (Classifying) เป็นการแบ่งพวกหรือเรียงลำดับวัตถุ โดยใช้เกณฑ์ต่างๆ เช่น ความเหมือน ความแตกต่าง หรือความสัมพันธ์อย่างใดอย่างหนึ่ง
4. การคำนวณ (Using Number) เป็นการนับจำนวนของวัตถุและการนำตัวเลขที่นับได้มาคำนวณโดยการบวก ลบ คูณ หาร หรือหาค่าเฉลี่ย
5. การหาความสัมพันธ์ระหว่างเปสกับสเปส และสเปสกับเวลา (Space / Space Relationships and Space / Time Relationships)สเปสของวัตถุ หมายถึง ที่ว่างที่วัตถุนั้นครองที่ ซึ่งจะมีรูปร่างเช่นเดียวกับ วัตถุนั้น โดยทั่วไปแล้วสเปสของวัตถุจะมี 3 มิติ คือความกว้าง ความยาว และความสูง ความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสของวัตถุ หมายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุหนึ่งกับอีกวัตถุหนึ่ง ได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่าง 3 มิติ กับ 2 มิติ สามารถแสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปส ได้แก่ การบ่งชี้รูป 2 มิติ 3 มิติได้ สามารถวาดภาพ 2 มิติจากวัตถุหรือจากภาพ 3 มิติได้
ความสัมพันธ์ปะหว่างสเปสของวัตถุกับเวลา หมายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุกับเวลาหรือความสัมพันธ์ระหว่างสเปสของวัตถุที่เปลี่ยนไปกับเวลา ได้แก่การบอกตำแหน่งและทิศทางของวัตถุโดยใช้ตัวเองหรือวัตถุอื่นเป็นเกณฑ์บอกความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนตำแหน่งขนาดหรือปริมาณของวัตถุกับเวลาได้
6. การจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล (Organizing Data and Communicating) เป็นการนำข้อมูลที่ได้จากการสังเกตการวัด การทดลอง และจากแหล่งอื่นๆ มาจัดกระทำเสียใหม่โดยการหาความถี่ เรียงลำดับ จัดแยกประเภท หรือคำนวณ เพื่อให้ผู้อื่นเข้าใจความหมายของข้อมูลดีขึ้น อาจเสนอในรูปตาราง แผนภูมิ ไดอะแกรม วงจร กราฟ สมการ เขียนบรรยาย เป็นต้น ความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะนี้คือ การเปลี่ยนแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปใหม่ที่เข้าใจดีขึ้น โดยจะต้องรู้จักเลือกรูปแบบเสนอข้อมูลนั้น การเสนอข้อมูลอาจกระทำได้กลายแบบดังที่กล่าว เช่น การเสนอข้อมูลในรูปของตาราง การบรรจุข้อมูลให้อยู่ในรูปของตาราง ปกติจะใส่ค่าของตัวแปรอิสระไว้ทางซ้ายมือของตาราง และค่าของตัวแปรตามไว้ทางขวามือของตาราง
7. การลงความเห็นจากข้อมูล (Inferring) เป็นการเพิ่มความคิดเห็นให้กับข้อมูลที่ได้จาการสังเกตอย่างมีเหตุผล โดยอาศัยความรู้หรือประสบการณ์เดิมมาช่วย เช่น การอธิบายหรือสรุป โดยเพิ่มความคิดเห็นให้กับข้อมูล
8. การพยากรณ์ (Predicting) เป็นการสรุปคำตอบล่วงหน้าก่อนจะทดลองโดยอาศัยปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นช้าๆ หลักการ กฎหรือทฤษฎีที่มีอยู่แล้วเรื่องนั้นๆ มาช่วยในการสรุป เช่น การพยากรณ์ข้อมูลที่เกี่ยวกับตัวเลขได้แก่ ข้อมูลที่เป็นตามรางหรือกราฟ ซึ่งทำได้ 2 แบบ คือการพยากรณ์ภายในขอบเขตของข้อมูลที่มีอยู่กับการพยากรณ์นอกขอบเขตของข้อมูลที่มีอยู่ เช่น การทำนายผลของข้อมูลเชิงปริมาณ เป็นต้น
9. การตั้งสมมติฐาน (Formulating Hypothesis) เป็นการคิดหาคำตอบล่วงหน้าก่อนจะทำการทดลอง โดยอาศัยการสังเกต ความรู้ ประสบการณ์เดิมเป็นพื้นฐานคำตอบที่คิดล่วงหน้านี้ยังไม่เป็นหลักการ กฎ หรือทฤษฎีมาก่อน
10. การกำหนดและควบคุมตัวแปร (Identifying and Controlling Variables) เป็นการชี้บ่งตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุมในสมมติฐานหนึ่งๆ
ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระ คือ สิ่งที่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดผลต่างๆ หรือสิ่งที่เราต้องการทดลองดูว่า เป็นสาเหตุที่ก่อให้เกิดผลเช่นนั้นจริงหรือไม่
ตัวแปรตาม คือ สิ่งที่เป็นผลต่อเนื่องมาจากตัวแปรต้น เมื่อตัวแปรต้นหรือสิ่งที่เป็นสาเหตุเปลี่ยนไป ตัวแปรตามหรือสิ่งที่เป็นผลอาจจะเปลี่ยนไปด้วย
ตัวแปรควบคุม คือ สิ่งอื่นๆ นอกเหนือจากตัวแปรต้นที่มีผลต่อการทดลองซึ่งจะต้องควบคุมให้เหมือนๆ กัน มิเช่นนั้นอาจทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อน
11. การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ (Defining Operation) เป็นการกำหนดความหมายและขอบเขตของคำต่างๆ ให้เข้าใจตรงกัน และสามารถสังเกตหรือวัดได้
12. การทดลอง (Experimenting) เป็นกระบวนการปฏิบัติเพื่อหาคำตอบหรือทดสอบสมมติฐานที่ตั้งไว้ในการทดลองจะประกอบด้วยกิจกรรม 3 ขั้นตอน คือ
12.1 การออกแบบการทดลบอง หมายถึง การวางแผนการทดลองก่อนลงมือทดลองจริง เพื่อกำหนดวิธีการทดลองและอุปกรณ์ที่ต้องใช้ในการทดลอง
12.2 การปฏิบัติการทดลอง หมายถึง การลงมือปฏิบัติการทดลองจริง
12.3 การบันทึกผลการทดลอง หมายถึง การจดบันทึกข้อมูลที่ได้จากการทดลอง ซึ่งอาจเป็นผลจากการสังเกต การวัดและอื่นๆ
13. การตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป (Interpreting Data and Making Conclusion)
หมายถึง การแปลความหมายหรือการบรรยายลักษณะและสมบัติของข้อมูลที่มีอยู่ บางครั้งต้องใช้ทักษะอื่นๆ เข้าช่วยด้วย เช่น การสังเกต การคำนวณ เป็นต้น การลงข้อสรุป เป็นการสรุปความสัมพันธ์ของข้อมูลทั้งหมด ความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเกิดทักษะการลงข้อสรุปคือ บอกความสัมพันธ์ของข้อมูลได้ เช่น การอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรบนกราฟ