ต วแปรต น ต วแปรตาม ต วแปรรควบค ม

Know ……………………............................................................ ……………………………………………………………….. Want ……………………............................................................ ……………………………………………………………….. Learnt ……………………............................................................ ………………………………………………………………..

ความสามารถพืน้ ฐานทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Literacy) กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Process) 1. เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Attitude) 2. วธิ ีการทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Method) 3. ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Skill)

1. เจตคตทิ างวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Attitude) คุณลกั ษณะทใี่ ช้ในการสืบเสาะหาความรู้ ความอยากรู้อยากเห็น ความซื่อสัตย์ ความเพยี รพยายาม ความละเอยี ดรอบคอบ ความรับผดิ ชอบ ความสร้างสรรค์ คุณลกั ษณะทใ่ี ช้ในการทางานร่วมกบั ผู้อ่ืน ความมีเหตุมีผล ความใจกว้าง คุณลกั ษณะทก่ี ่อให้เกดิ การเห็นความสาคญั และใช้วทิ ยาศาสตร์ และเทคโนโลยอี ย่างสร้างสรรค์ เจตคติทด่ี ตี ่อวิทยาศาสตร์

2. วธิ ีการทางวทิ ยาศาสตร์ (Scientific Method) เป็ นวธิ ีการทน่ี ักวทิ ยาศาสตร์ใช้แสวงหาความรู้ หรือใช้แก้ปัญหา สังเกตและพบปัญหา 1. ระบุปัญหา 2. ต้ังสมมตฐิ าน 3. ทดลอง 4. สรุปผล ความรู้ใหม่

3. ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ข้นั พืน้ ฐาน (Basic Science Process Skills) 1. ทกั ษะการสังเกต ( Observing ) 2. ทกั ษะการวดั ( Measuring ) 3. ทกั ษะการจาแนกประเภท ( Classifying ) 4. ทกั ษะการใช้ความสัมพนั ธ์ระหว่างสเปสกบั สเปสและสเปสกบั เวลา ( Using Space/Space and Space/Time Relationship ) 5. ทกั ษะการคานวณ ( Using Numbers ) 6. ทกั ษะการจัดกระทาและส่ือความหมายข้อมูล ( Communicating ) 7. ทกั ษะการลงความเห็นจากข้อมูล ( Inferring ) 8. ทกั ษะการพยากรณ์ ( Predicting )

ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ข้ันบูรณาการ (Integrated Process Skills) 9. ทกั ษะการกาหนดและควบคุมตวั แปร ( Identifying and Controlling Variables ) 10. ทกั ษะการต้งั สมมตฐิ าน ( Formulating Hypothesis ) 11. ทกั ษะการกาหนดนิยามเชิงปฏบิ ัติการ (Operational Definition) 12. ทกั ษะการทดลอง ( Experimenting ) 13. ทกั ษะการตคี วามและลงข้อสรุป ( Interpreting data and Conclusion)

ทกั ษะการกาหนดและควบคุมตวั แปร (Controlling Variables) ตวั แปร หมายถงึ สิ่งทม่ี ีลกั ษณะเปลยี่ นแปลงได้ ในเชิงปริมาณหรือคุณภาพ เช่น นา้ หนักของการเจริญเติบโต ความเข้มของแสง อตั ราการเจริญเติบโตของพืช การกาหนดตวั แปรและควบคุมตวั แปร หมายถึง การระบุตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม ในสมมติฐานหน่ึง ๆ

ชนิดของตวั แปร 1. ตัวแปรต้น (Independent Variables) คือ สิ่งทเี่ ป็ นสาเหตุทท่ี าให้ เกดิ ผลต่าง ๆ (เป็ นสิ่งทตี่ ้องการศึกษา ต้องจัดให้แตกต่างกนั ) 2. ตวั แปรตาม (Dependent Variables) คือ สิ่งทเี่ ป็ นผลเน่ืองจากตัว แปรต้น เมื่อตัวแปรต้นเปลย่ี นแปลงไป (เป็ นสิ่งทตี่ ้องติดตามสังเกตการ เปลย่ี นแปลง) 3. ตัวแปรควบคุม (Control Variables) คือ ส่ิงอื่นท่ไี ม่ต้องการจะศึกษา แต่สิ่งน้ันไปมีผลทาให้ตัวแปรตามคลาดเคลื่อนได้

การฝึ กกาหนดและควบคุมตวั แปร ปรากฏการณ์ “ในฤดูแล้งไม่ค่อยมหี ญ้า เม่ือเข้าฤดูฝนมหี ญ้าเจริญเตบิ โตอย่าง รวดเร็ว” กาหนดปัญหา ในสถานการณ์นี้ - สิ่งใดทาให้วชั พืชงอกไม่เหมือนกนั ในแต่ละฤดู กาหนดตัวแปรทเ่ี กยี่ วข้องกบั ปัญหา - นา้ แสง อุณหภูมิ การเจริญเตบิ โตของหญ้า พจิ ารณาตวั แปรต้น(ตวั แปรทน่ี ่าจะเป็ นสาเหตุ) - นา้ แสง อุณหภูมิ ดนิ พจิ ารณาตวั แปรตาม(ตัวแปรทเ่ี ป็ นผล) - การเจริญเตบิ โตของหญ้า เลือกตวั แปรต้นทน่ี ่าจะมผี ลมากทส่ี ุด - นา้ กาหนดตวั แปรควบคุม (ตวั แปรทเ่ี ป็ นสาเหตุทเี่ หลือและอ่ืนๆทจี่ ะมผี ลต่อตัวแปรตาม - แสง อุณหภูมิ ดนิ

ทักษะการต้งั สมมตฐิ าน ( Formulating Hypothesis ) • การคิดหาคาตอบล่วงหน้าโดยอาศัยการสังเกต ความรู้ และประสบการณ์ เดมิ • คาตอบท่ีคดิ ล่วงหน้ายงั ไม่เป็ นหลกั การ กฎ หรือทฤษฎมี าก่อน • เป็ นข้อความท่ี บอกความสัมพันธ์ ระหว่างตัวแปรต้นกับตัวแปรตาม และ แนะแนวทางในการทดสอบ

การเขยี นสมมตฐิ าน วธิ ีท่ี 1 เขยี นว่า ตัวแปรต้นมีผลต่อตวั แปรตาม ตวั อย่าง ชนิดของป๋ ุยมผี ลต่อการเจริญเติบโตของพืช วธิ ีท่ี 2 เขยี นว่า ตวั แปรตามขนึ้ อยู่กบั ตวั แปรต้น ตวั อย่าง การเจริญเติบโตของพืชขึน้ อยู่กบั ชนิดของป๋ ุย วธิ ีท่ี 3 ระบุเงื่อนไข โดยเขยี นว่า ถ้าตวั แปรต้นต่างกนั แล้ว ดังน้ันตวั แปรตาม จะต่างกนั ตัวอย่าง ถ้าใช้ป๋ ุยต่างชนิดกนั ดงั น้ัน พืชจะเจริญเตบิ โตต่างกนั วธิ ีท่ี 4 ระบุเงื่อนไข โดยเขยี นว่า ถ้าตัวแปรต้นมผี ลต่อตวั แปรตามแล้ว ดังน้ัน ตวั แปรต้นต่างกนั ตวั แปรตามจะต่างกนั ตวั อย่าง ถ้าชนิดของป๋ ุยมผี ลต่อการเจริญเติบโตของพืชแล้ว ดังน้ัน การใช้ป๋ ุยต่างชนิดกนั จะทาให้พืชเจริญเติบโตต่างกนั

ข้นั ตอนการต้งั สมมตฐิ าน ปัญหา สิ่งใดทาให้หญ้าเจริญเติบโตไม่เหมือนกนั ในฤดูแล้งและฤดูฝน ตวั แปรทเ่ี กย่ี วข้องกบั ปัญหา ได้แก่ นา้ แสง อุณหภูมิ ดนิ การเจริญเตบิ โตของ หญ้า • ตวั แปรต้น ได้แก่ นา้ แสง อณุ หภูมิ ดิน • ตวั แปรตาม ได้แก่ การเจริญเตบิ โตของหญ้า สมมตฐิ าน (ไม่มี ถ้า……ดังน้ัน…) - นา้ มผี ลต่อการเจริญเตบิ โตของหญ้า สมมตฐิ าน (มี ถ้า…ดงั น้ัน…) - ถ้านา้ มีผลต่อการเจริญเตบิ โตของหญ้าแล้ว ดงั น้ันหญ้าท่ีให้นา้ ต่างกนั จะมีการเจริญเตบิ โตแตกต่างกนั

ทกั ษะการกาหนดนิยามเชิงปฏิบตั กิ าร (Operational Definition) การกาหนดความหมาย และขอบเขตของคาท่ีมีอยู่ในสมมติฐานให้เป็ นที่ เข้าใจตรงกนั สามารถสังเกตและวดั ได้ การเขียนนิยามเชิงปฏบิ ัติการ ต้องกาหนดความหมายและขอบเขตของตัวแปรตามทอ่ี ยู่ในสมมตฐิ านให้ เข้าใจตรงกนั และระบุสิ่งทปี่ ฏิบตั ิว่าต้อง ทาและสังเกตอะไรบ้าง รูปแบบการเขียน (ระบุตัวแปรตาม ) คือ .....................................(บอกแนวปฏิบัต)ิ วดั ได้โดย ............(บอกวิธีวดั ) ซึ่งสังเกตได้จาก ................................(บอกวิธีสังเกต) ออกซิเจน เป็ นก๊าซทชี่ ่วยให้ไฟตดิ ซึ่งเมื่อนาก้านไม้ขีดทคี่ ุแดง ใส่ลงไป ก้านไม้ขีด จะลกุ ไหม้เป็ นเปลวไฟ

การเขยี นนิยามเชิงปฏิบตั กิ าร นิยามท่วั ไปของ “การเจริญเติบโตของพืช” “การเจริญเตบิ โตของพืช” หมายถงึ การเพม่ิ จานวน การขยายขนาด และการ แปรสภาพของเซลล์ ของพืช นิยามเชิงปฏบิ ัติการของ “การเจริญเติบโตของพืช” “การเจริญเติบโตของพืช” หมายถงึ การเพมิ่ จานวน และขนาดของใบและลา ต้นของพืช โดยการนับจานวนใบทเี่ พม่ิ ขึน้ การวัดเส้นรอบวงของลาต้น หน่วยเป็ นเซนตเิ มตร

12. ทกั ษะการทดลอง ( Experimenting ) กระบวนการปฏบิ ัติการเพ่ือหาคาตอบ หรือทดสอบสมมติฐานทตี่ ้ังไว้ 1. การออกแบบการทดลอง - กาหนดวธิ ีการทดลอง พจิ ารณาจากสมมติฐานทต่ี ้งั ไว้ - กาหนดอปุ กรณ์ทใ่ี ช้ในการทดลอง โดยต้องจัดชุดของการทดลองออกเป็ น 2 ชุด คือ - ชุดทดลอง หมายถึง ชุดของการทดลองที่ใช้ศึกษาผลของตัวแปรต้น - ชุดควบคุม หมายถึง ชุดของการทดลองทใี่ ช้เป็ นมาตรฐานอ้างองิ (เพ่ือเปรียบเทยี บข้อมูลทไี่ ด้จากการทดลอง ชุดนีจ้ ะมตี วั แปรอ่ืนๆ เหมือนชุดทดลอง แตกต่างจากชุดทดลองเพยี ง ตวั แปรต้น) - ออกแบบการทดลอง (จาเป็ นต้องใช้ทกั ษะข้ันพืน้ ฐาน เช่น การสื่อความหมาย ข้อมูล การกาหนดนิยามเชิงปฏบิ ัตกิ าร)

ตวั อย่างการออกแบบการทดลอง สมมตฐิ าน \"ถ้าแสงมผี ลต่อการเจริญเตบิ โตของพืชแล้ว ดงั น้ันพืชทไี่ ด้รับแสงต่างกนั จะ เจริญเตบิ โตแตกต่างกนั \" ตัวแปรต้น คือ แสง ตวั แปรตาม คือ การเจริญเตบิ โตของพืช ตัวแปรควบคุม คือ ปริมาณนา้ ชนิดของดนิ ชนิดของพืช จากสมมตฐิ านข้างต้นสามารถออกแบบการทดลองได้ดงั นี้ 1. นาพืชชนิดเดยี วกนั อายุ ขนาด จานวนต้น เท่ากนั ปลกู ในทีม่ แี สง (ชุดทดลอง) ส่วนชุดท่ี 2 ปลกู ในบริเวณเดยี วกนั และใช้แผ่นพลาสตกิ ดาปิ ดไว้ไม่ให้ได้รับแสง (ชุด ควบคุม) 2. รดนา้ เช้าเยน็ ปริมาณเท่ากนั เป็ นเวลา 4 สัปดาห์ วดั ความสูง วดั ความยาวเส้นรอบ วง และนับจานวนใบของต้นพืช บันทกึ ผล 3. หาค่าเฉลย่ี ความสูง ความยาวเส้นรอบวง และจานวนใบของต้นพืชแต่ละชุด

ตวั อย่างการออกแบบการทดลอง สมมติฐาน - ถ้านา้ มีผลต่อการเจริญเตบิ โตของพืชแล้ว ดงั น้ันพืชที่ให้นา้ ต่างกนั จะมกี าร เจริญเตบิ โตแตกต่างกนั จากสมมตฐิ านข้างต้นสามารถออกแบบการทดลองได้ดงั นี้ 1. ทาแปลงปลกู ดาวเรือง ขนาด 1 x 2 เมตร จานวน 3 แปลง ในบริเวณ เดยี วกนั 2. นาต้นกล้าดาวเรืองพนั ธ์ุเดยี วกนั ทม่ี คี วามสูงเท่ากนั ปลูกใน แปลงที่ 1 ให้นา้ สัปดาห์ละ 3 คร้ัง (ชุดทดลอง) แปลงที่ 2 ให้นา้ สัปดาห์ละ 2 คร้ัง (ชุดทดลอง) แปลงท่ี 3 ให้นา้ สัปดาห์ละ 1 คร้ัง (ชุดทดลอง) แปลงท่ี 4 ไม่ ให้นา้ (ชุดควบคุม) 2. ทาการทดลองเป็ นเวลา 4 สัปดาห์ วดั ความสูง วดั ความยาวเส้นรอบวง และ นับจานวนใบของต้นดาวเรือง บนั ทกึ ผล หาค่าเฉลย่ี และเปรียบเทยี บ

2. การปฏบิ ัตกิ ารทดลอง เป็ นข้นั ลงมือปฏิบตั กิ ารทดลอง โดยดาเนินการตามข้ันตอนทไี่ ด้ออกแบบไว้ และ ควรทดลองซ้าหลายคร้ัง เพ่ือให้ผลการทดลองมีความน่าเช่ือถือ (ข้ันตอนนีจ้ าเป็ นต้องใช้ทักษะข้ันพืน้ ฐาน เช่น การสังเกต การวัด) 3. การบนั ทกึ ผลการทดลอง เป็ นการจดบนั ทึกผลทไี่ ด้จากการทดลอง เพื่อใช้ข้อมูลทไ่ี ด้สาหรับยืนยนั ว่า สมมตฐิ านทตี่ ้งั ไว้ถูกต้องหรือไม่ (ข้ันตอนนีจ้ าเป็ นต้องใช้ทกั ษะข้ันพืน้ ฐาน เช่น การคานวณ )

13. ทักษะการตคี วามและลงข้อสรุป (Interpreting data and Conclusion) การตคี วามหมายข้อมูล คือ การบรรยายลกั ษณะและคุณสมบตั ขิ องข้อมูลทีไ่ ด้ จาการทดลอง การลงข้อสรุป คือ การบอกความสัมพนั ธ์ของข้อมูลทมี่ อี ยู่ เช่น ถ้าความดนั น้อย นา้ จะเดือด ทอี่ ุณหภูมติ า่ หรือนา้ จะเดือดเร็ว ถ้าความดนั มาก นา้ จะเดือดทอี่ ณุ หภูมสิ ูงหรือนา้ จะเดือดช้าลง ข้อมูลทางวทิ ยาศาสตร์ ส่วนใหญ่อย่ใู นรูปของลกั ษณะตาราง รูปภาพ กราฟ ฯลฯ การนาข้อมูลไปใช้จึงจาเป็ นต้องตีความให้สะดวกท่ีจะส่ือความหมายได้ถูกต้องและเข้าใจ ตรงกนั

ตวั อย่างการแปลความหมายข้อมูล ตาราง แสดงผลการศึกษาปริมาณนา้ ต่อความสูงของต้นผกั บุ้ง เป็ นเวลา 3 สัปดาห์ ปริมาณนา้ (ลติ ร) ความสูงเฉลย่ี ของต้นผกั บุ้ง (เซนตเิ มตร) 10 8 20 13 30 25 40 38 50 51 การแปลความหมายข้อมูล จากตาราง เม่ือใช้นา้ รดผกั บุ้ง 50 ลติ ร ความสูงเฉลย่ี ของต้นผกั บุ้ง มากทสี่ ุด เท่ากบั 51 เซนตเิ มตร และเมื่อใช้นา้ รดผกั บุ้ง 10 ลติ ร ความสูงเฉลยี่ ของต้น ผกั บุ้ง น้อยทส่ี ุด เท่ากบั 8 เซนติเมตร

การลงข้อสรุป ใช้นา้ รดผกั บุ้งปริมาณมากขนึ้ ต้นผกั บุ้งจะมีความสูงเพม่ิ ขนึ้ ดังน้ันนา้ จึงมี ผลต่อการเจริญเตบิ โตของผกั บุ้ง