หน่วยที่ 1 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี PDF

หน่วย​ที่ 1 ธรรมชาติ​ของ​วิทยาศาสตร์​และ​เทคโนโลยี ธ มส รอง​ศาสตรา​จาร​ย์ณัฐ​พร เห็น​เจริญ​เลิศ...

หน่วย​ที่ 1 ธรรมชาติ​ของ​วิทยาศาสตร์​และ​เทคโนโลยี ธ มส รอง​ศาสตรา​จาร​ย์ณัฐ​พร เห็น​เจริญ​เลิศ ม ธ มส ชื่อ รอง​ศาสตรา​จาร​ย์ณัฐ​พร เห็น​เจริญ​เลิศ วุฒิ วท.บ., พบ.ม. (คอมพิวเตอร์) สธ สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์ ตำแหน่ง รองศาสตราจารย์ประจำสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช หน่วย​ที่​เขียน หน่วย​ที่ 1 ม  1-2 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ธ แผนการสอนประจาหน่ วย ชุดวิชา มส วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ม หน่ วยที่ 1 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตอนที่ 1.1 แนวคิดและหลักการทางวิทยาศาสตร์ 1.2 กระบวนการแสวงหาความรูท้ างวิทยาศาสตร์ 1.3 ความสัมพันธ์ บทบาทและการเปลีย่ นแปลงของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แนวคิด 1. วิทยาศาสตร์หมายถึง ความรูเ้ กี่ยวกับสิง่ ต่างๆ ในธรรมชาติซง่ึ สามารถแสดงหรือพิสูจน์ได้ว่าถูกต้องและ ธ เป็ น ความจริง โดยใช้ก ระบวนการแสวงหาความรู ้ แล ว้ จัด ความรู น้ นั้ เข า้ เป็ น ระเบีย บ เป็ น หมวดหมู่ ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์แบ่งเป็ น 6 ประเภท คือ ขอ้ เท็จจริง มโนคติ หลักการ กฎ สมมติฐาน และ มส ทฤษฎี วิทยาศาสตร์จาแนกตามธรรมชาติออกเป็ น 3 สาขาวิชา คือ วิทยาศาสตร์ชีวภาพ วิทยาศาสตร์ กายภาพ และวิทยาศาสตร์กบั สังคม 2. การได้ม าซึ่งความรู ท้ างวิทยาศาสตร์ตอ้ งมีก ารดาเนิน การอย่ างมีข นั้ ตอนและเป็ น ระบบ ทัง้ กระบวน การคิดและการทางาน ซึ่งใช้วธิ ีการอุปนัยและวิธีก ารนิร นัย ในการเชื่อมโยงความสัม พัน ธ์ข องความรู ้ ทางวิท ยาศาสตร์เ ข า้ ด ว้ ยกัน การได ม้ าซึ่ง องค์ค วามรู ท้ างวิท ยาศาสตร์ต อ้ งอาศัย ระเบีย บวิธีท าง วิท ยาศาสตร์ที่ม ีอ ยู่ 5 ขัน้ ตอน และมีก ารใช้ท กั ษะกระบวนการทางวิท ยาศาสตร์ที่ห มายถึง ความ สามารถและความชานาญในการใช้ค วามคิด แบ่ง ออกเป็ น 2 ประเภท คือ ทัก ษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์พ้ นื ฐาน และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขนั้ ผสมผสาน 3. วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีม ีค วามสัม พัน ธ์ก นั วิทยาศาสตร์เป็ น ตัวความรู ้ ส่วนเทคโนโลยีเป็ น การ นาความรู ไ้ ปใช้ใ นทางปฏิบ ตั ิใ ห้เ กิด เป็ น รู ป ธรรม วิท ยาศาสตร์แ ละเทคโนโลยีม ีค วามสาคัญ ต่ อการ พัฒ นาประเทศไทย ทัง้ ทางด า้ นการเกษตร เทคโนโลยีช ีว ภาพ อุต สาหกรรม การแพทย์แ ละ สาธารณสุข และด้านการสื่อสารโทรคมนาคมและการขนส่ง การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีที่ศึ ก ษา ในหน่ วยนี้คือ เทคโนโลยีสารสนเทศ เทคโนโลยีชีวภาพ และนาโนเทคโนโลยี สธ ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-3 ธ วัตถุประสงค์ มส ม เมือ่ ศึกษาหน่ วยที่ 1 จบแลว้ นักศึกษาสามารถ 1. อธิบายความหมายและประเภทความรูท้ างวิทยาศาสตร์ได้ 2. อธิบายวิธีการและระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ได้ 3. อธิบายทักษะกระบวนการและเจตคติทางวิทยาศาสตร์ได้ 4. อธิบายความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ 5. อธิบายบทบาทของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่อการพัฒนาประเทศไทยได้ 6. อธิบายการเปลีย่ นแปลงทางเทคโนโลยีทส่ี ่งผลกระทบต่อประชาคมโลกได้ กิจกรรมระหว่ างเรียน 1. ทาแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียนหน่ วยที่ 1 2. ศึกษาเอกสารการสอนตอนที่ 1.1-1.3 3. 4. ธ ปฏิบตั กิ ิจกรรมตามทีไ่ ด้รบั มอบหมายในเอกสารการสอน ชมรายการโทรทัศน์ มส 5. ชมรายการสอนเสริมผ่านทางอินเทอร์เน็ต 6. ชมดีวดี กี ารสอนประกอบชุดวิชา 7. ทาแบบประเมินผลตนเองหลังเรียนหน่ วยที่ 1 สื่ อการสอน 1. เอกสารการสอน 2. แบบฝึ กปฏิบตั ิ 3. สือ่ ดีวดี ปี ระกอบชุดวิชา 4. รายการสอนทางโทรทัศน์ 5. การสอนเสริมทางอินเทอร์เน็ต สธ ม  1-4 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ธ การประเมินผล มส ม 1. ประเมินผลจากแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียนและหลังเรียน 2. ประเมินผลจากกิจกรรมและแนวตอบท้ายเรื่อง 3. ประเมินผลจากแบบประเมินผล/กิจกรรมในบทเรียน e-learning (ถ้ามี) 4. ประเมินผลจากการสอบไล่ประจาภาคการศึกษา เมือ่ อ่านแผนการสอนแล้ว ขอให้ ทาแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียน หน่ วยที่ 1 ในแบบฝึ กปฏิบตั ิ แล้วจึงศึกษาเอกสารการสอนต่ อไป ธ มส สธ ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-5 ตอนที่ 1.1 แนวคิดและหลักการทางวิทยาศาสตร์ ธ มส โปรดอ่านหัวเรื่อง แนวคิด และวัตถุประสงค์ของตอนที่ 1.1 แลว้ จึงศึกษารายละเอียดต่อไป ม หัวเรื่อง 1.1.1 ความหมาย และประเภทของความรูท้ างวิทยาศาสตร์ 1.1.2 การจาแนก ขอ้ จากัดและขอบเขตของวิทยาศาสตร์ แนวคิด 1. วิท ยาศาสตร์ห มายถึง ความรู เ้ กี่ย วกับ สิ่ง ต่ า งๆ ในธรรมชาติท งั ้ ที่ม ีช ีว ติ และไม่ม ีช ีว ติ ซึ่ง สามารถแสดงหรือ พิสู จน์ไ ด้ว่าถูก ต้องและเป็ น ความจริง โดยใช้ก ระบวนการแสวงหาความรู ้ แล ว้ จัด ความรู น้ ัน้ เข า้ เป็ น ระเบีย บ เป็ น หมวดหมู่ ความรู ท้ างวิท ยาศาสตร์จ าแนกเป็ น 6 ประเภท ได้แก่ ขอ้ เท็จจริงเป็ นความรู พ้ ้ นื ฐานที่เกิดจากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติ เป็ น ธ ข อ้ มูล ที่เ ป็ น จริง เสมอไม่เ ปลี่ย นแปลงตามกาลเวลา มโนคติ ห มายถึง ความรู ค้ วามเข า้ ใจ เกี่ย วกับวัตถุหรือปรากฏการณ์ต่า งๆ หลัก การ เป็ น ความรู ท้ ี่เป็ น จริงสามารถทดสอบได้แ ละ มส ได ผ้ ลลัพ ธ์เ หมือ นเดิม กฎ คือ หลัก การที่ม ีค วามสัม พัน ธ์ร ะหว่า งเหตุก บั ผล สมมติฐ านคือ ข อ้ คิด เห็น หรือ ถ อ้ ยแถลงที่เ ป็ น มูล ฐานแห่ง การหาเหตุผ ล การทดลอง หรือ การวิจ ยั และ ทฤษฎีคือความเห็น ลักษณะที่คิดคาดเอาตามหลักวิชาการเพื่อเสริมเหตุผลและรากฐานให้แก่ ปรากฏการณ์หรือขอ้ มูลในภาคปฏิบตั ิ 2. วิท ยาศาสตร์จาแนกออกเป็ น 3 สาขาวิช า คือ วิท ยาศาสตร์ช ีว ภาพ วิท ยาศาสตร์ก ายภาพ และวิท ยาศาสตร์ก บั สัง คม เมื่อ น าวิท ยาศาสตร์ก ายภาพและชีว ภาพมาพิจ ารณารวมกัน เรีย กว่า วิท ยาศาสตร์ธ รรมชาติ ซึ่ง แบ่ง ได เ้ ป็ น 2 ประเภทคือ วิท ยาศาสตร์บ ริส ุท ธิ์ แ ละ วิทยาศาสตร์ประยุกต์ ขอ้ จากัดและขอบเขตความรู ข้ องวิทยาศาสตร์มี 5 ประการ คือ ความรู ้ ทางวิท ยาศาสตร์จากัด ตัว เองอยู่ ที่ปรัช ญาวิทยาศาสตร์ ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์จากัด ตัวเอง อยู่ ท่วี ธิ ีการศึ กษาค้นคว้า ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์จากัดตัวเองอยู่ ที่เครื่องมือและเทคโนโลยีท่ี มีอยู่ ความไม่ส มบูร ณ์ข องความรู ้ และการศึ ก ษาเรื่องจริย ศาสตร์ สุน ทรีย ศาสตร์ เทววิทยา และศาสนาอยู่ นอกเหนือขอบเขตของวิทยาศาสตร์ สธ ม  1-6 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ธ มส ม วัตถุประสงค์ เมือ่ ศึกษาตอนที่ 1.1 จบแลว้ นักศึกษาสามารถ 1. อธิบายความหมายและประเภทของความรูท้ างวิทยาศาสตร์ได้ 2. จาแนกวิทยาศาสตร์ออกเป็ นสาขาต่างๆ ได้ 3. อธิบายขอ้ จากัดและขอบเขตของวิทยาศาสตร์ได้ ธ มส สธ ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-7 เรื่องที่ 1.1.1 ความหมาย และประเภทของความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ ธ มส ม ความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แ ละเทคโนโลยีมีผลต่ อการด าเนิ นชีวิตของมนุ ษย์ทาให้วิถีชีวติ ของ มนุ ษย์มกี ารเปลีย่ นแปลงอยู่ตลอดเวลา มนุ ษย์ใช้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็ นเครื่องมือสาหรับค้นหา และแปรรู ป ทรัพยากรนานาชนิด สสารและพลังงานถูกนามาใช้ตอบสนองความต้องการอย่างไม่มขี ดี จากัด การบริโภคที่เป็ นไปใน ลักษณะอยู่เพือ่ กินทวีความรุนแรงเพิ่มขึ้น การใช้ทรัพยากรอย่างฟุ่มเฟื อย การนาเอาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมา ใช้เพื่อแก้ปญั หาและปรับกลไกทางธรรมชาติมีอิทธิพลต่ อการดารงชีวติ ของมนุ ษย์ ได้กลายเป็ นมูลเหตุแห่งมลพิษ สิ่งแวดลอ้ มนานาประการที่คอยคุกคามชีวติ และสรรพสิ่งในโลก โดยไม่คานึงถึงว่าต้นตอที่แท้จริงนัน้ มาจากมนุ ษย์ ดังนัน้ มนุ ษย์จงึ ควรได้รบั ผลจากการกระทบนี้โดยตรง แต่กลับกลายเป็ นสิง่ มีชีวติ ทุกชนิดบนโลกได้รบั ผลกระทบจาก การกระทาของมนุ ษย์ จนเกิดการสู ญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ถ้าปล่อยให้เป็ นเช่ นนี้ต่อไปเรื่อยๆ ในอนาคต ขา้ งหน้าโลกจะปราศจากสิง่ มีชีวติ กลายเป็ นโลกแห่งพลังงานและวัตถุธาตุ ความรู ค้ วามเข า้ ใจที่ถูก ต้องเกี่ย วกับวิทยาศาสตร์แ ละเทคโนโลยีเป็ น สิ่งจาเป็ น อย่ างยิ่งส าหรับมนุ ษย์ใน ธ ปัจจุบนั สสารและพลังงานต่ างๆ มีการไหลเวียนเข า้ สู่ร ะบบนิเวศตลอดเวลา อวัยวะทัง้ ภายนอกและภายในของ มนุ ษย์ลว้ นเป็ นองค์ประกอบที่เกิดจากสารเคมีท่นี ามาจากทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดลอ้ มทัง้ สิ้น หลักการทาง มส วิทยาศาสตร์ทาให้สามารถอธิบายการเปลีย่ นแปลงของสสารและพลังงานได้อย่างชัดเจน เมื่อเกิดความรู ค้ วามเขา้ ใจ อย่างถูกต้องแลว้ การปรับพฤติกรรมและวิถชี ีวติ ให้สอดคลอ้ งกับสภาพความเป็ นจริงทีโ่ ลกของสิง่ มีชีวติ (biosphere) กาลังเผชิญอยู่ จะทาได้ง่ายขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่ างมนุ ษย์และสิ่งแวดล อ้ มจะเป็ นไปในลักษณะที่ ถูกต้องและเข า้ สู่ แนวทางการพัฒนาในรูปแบบการพัฒนาทีย่ งั ่ ยืน (sustainable development) ความหมายของวิทยาศาสตร์ ค าว่า วิท ยาศาสตร์ ตรงกับค าภาษาอัง กฤษว่า Science ซึ่งมาจากศัพ ท์ภ าษาลาติน ว่า Scientia แปลว่ า ความรู ้ (knowledge) ได้มผี ูใ้ ห้ความหมายไวห้ ลากหลายดังนี้ - ตามราชบัณฑิตยสถานให้ความหมายว่าวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรู ท้ ่ไี ด้โดยการสังเกต และค้นคว้า จากปรากฏการณ์ธรรมชาติ แลว้ จัดเขา้ เป็ นระเบียบ (ราชบัณฑิตยสถาน 2546: 1075) - ผดุ งยศ ดวงมาลา (2523: 1) กล่า วว่ า ถ้า จะให้นิ ย ามความหมายของวิท ยาศาสตร์ว่ า ความรู้ ตาม ความหมายที่แปลมาจากภาษาลาติน ดู เหมือนว่าจะมีความหมายที่สนั้ และแคบจนเกินไป เพราะธรรมชาติหรือแก่ น สารทีแ่ ท้จริงของวิทยาศาสตร์นนั้ ไม่ได้หมายถึงความรู เ้ นื้อหาวิทยาศาสตร์แต่เพียงอย่างเดียว แต่หมายถึงวิธีการทาง สธ วิทยาศาสตร์แ ละเจตคติทางวิทยาศาสตร์ดว้ ย ซึ่งหมายความว่าในการเรียนวิทยาศาสตร์นนั้ ผู เ้ รียนจะต้องได้ทงั้ ตัว ความรูท้ างวิทยาศาสตร์ วิธีการ และเจตคติวทิ ยาศาสตร์ไปพร้อมๆ กัน ม  1-8 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร - พัช ราภรณ์ พสุ ว ตั (2522: 3) อธิ บ ายว่ า วิท ยาศาสตร์ คื อ วิช าที่มีเ นื้ อ หาสาระซึ่ง เป็ น เรื่ อ งราวของ สิ่งแวดลอ้ ม ปรากฏการณ์ธรรมชาติ ซึ่งมนุ ษย์ได้รวบรวมความจริง (facts) เหล่านัน้ เพื่อนามาประมวลเป็ นความรู ้ ธ (knowledge) และตัง้ เป็ นกฎเกณฑ์ (principles) ขึ้น - ชานาญ เชาวกีรติพ งศ์ (2534: 5) ได้ให้ค วามหมายของวิทยาศาสตร์ว่าหมายถึง ความรู ท้ ่ีแ สดงหรือ มส พิสูจน์ได้ว่าถูกต้องเป็ นความจริง จัดไวเ้ ป็ นหมวดหมู่ มีระเบียบและขัน้ ตอน สรุปได้เป็ นกฎเกณฑ์สากล เป็ นความรู ท้ ่ี ม ได้มาโดยวิธีการทีเ่ ริ่มต้นด้วยการสังเกต และ/หรือ การวัดที่เป็ นระเบียบมีขนั้ ตอน และปราศจากอคติ ซึ่งสอดคลอ้ ง กับการให้ความหมายของ The Columbia Encyclopedia (อ้างถึงใน สมจิต สวธนไพบูลย์ 2535: 93) ซึ่งอธิบายว่า วิท ยาศาสตร์ เป็ น การรวบรวมความรู อ้ ย่ า งมีร ะบบ ความรู ท้ ่ีไ ด้ร วบรวมไว้น้ ี เ ป็ น ความรู เ้ กี่ ย วกับ ปรากฏการณ์ ธรรมชาติ สรุปได้ว่า วิทยาศาสตร์หมายถึง ความรู เ้ กี่ยวกับสิ่งต่ างๆ ในธรรมชาติทงั้ ที่มชี ีวติ และไม่มชี ีวติ ซึ่งสามารถ แสดงหรือพิสูจน์ได้ว่าถูกต้องและเป็ นความจริง โดยใช้กระบวนการแสวงหาความรู ้ แลว้ จัดความรูน้ นั้ เขา้ เป็ นระเบียบ เป็ นหมวดหมู่ ความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ท่เี กิด ขึ้นนัน้ มิได้หมายถึงเฉพาะการรวบรวมขอ้ เท็จจริงเพีย ง สภาพพลวัต หรือมีก ารเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลาและตามสภาพการกระตุน้ จากภายในหรือจากสภาพภายนอก ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์เกิด จากการสังเกตธรรมชาติแ ละการวิเคราะห์วิจยั วิทยาศาสตร์จึงเป็ น สากลเพราะเป็ น ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ ที่เกิดขึ้นด้วยหลักการเดียวกัน วิทยาศาสตร์จงึ ไม่ถูกจากัดด้วยเวลา สถานที่ และ วัฒนธรรม เป็ นการแสวงหาความจริง เกี่ยวกับธรรมชาติ ด้วยวิธีการที่มเี หตุผล เพื่อเขา้ ใจธรรมชาติ และอยู่ร่วมกับ ธ ธรรมชาติได้อย่างสร้างสรรค์และมีความสุข มส ประเภทของความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ ความรูท้ างวิทยาศาตร์คือ ส่วนหนึ่งของผลิตผลทางวิทยาศาสตร์ ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์จะเกิดขึ้นหลังจาก มีการใช้กระบวนการแสวงหาความรู ้ การดาเนินการค้นคว้า สืบเสาะ และตรวจสอบจนเป็ นที่เชื่อถือได้ ความรู น้ นั้ จะ ถูกรวบรวมไวเ้ ป็ นหมวดหมู่ จาแนกเป็ น 6 ประเภท ดังนี้ 1. ข้ อเท็จจริ ง (fact) เป็ น ความรู พ้ ้ ืน ฐานเบื้องต้น ทางวิทยาศาสตร์ ที่เกิด จากการสังเกตปรากฏการณ์ ธรรมชาติและสิง่ ต่างๆ โดยตรง โดยใช้ประสาทสัมผัสทัง้ ห้า ได้แก่ ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย หรือจากการตรวจวัด โดยวิธีก ารอย่ างง่ายๆ โดยผลที่ได้จากการสังเกตและการวัด ต้องเหมือนเดิม ไม่ ว่าจะกระทากี่ค รัง้ ก็ตาม และเป็ น ขอ้ มูลทีเ่ ป็ นจริงเสมอไม่เปลีย่ นแปลงตามกาลเวลา เช่ น นา้ เดือดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ที่ระดับนา้ ทะเล นา้ ไหลจากทีส่ ูงลงสู่ทต่ี า่ ดวงอาทิตย์ข้นึ ทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตก เป็ นต้น 2. มโนคติ (concept) บางคนใช้ว่ า ความคิ ด รวบยอด มโนทัศ น์ มโนภาพ หรื อ สัง กัป ซึ่ง เป็ น ค าที่มี ความหมายเดีย วกัน มโนคติหมายถึง ความรู ค้ วามเข า้ ใจเกี่ย วกับวัตถุหรือปรากฏการณ์ ต่างๆ ซึ่งแต่ ล ะคนจะมี มโนคติเกี่ยวกับวัตถุหรือปรากฏการณ์อย่างใดอย่างหนึ่งแตกต่างกัน ดังนัน้ การที่แต่ละคนจะเกิดมโนคติได้ คนคนนัน้ จะต้องมีประสบการณ์ในการเรียนรู ข้ อ้ เท็จจริง และการสรุปรวมเกี่ยวกับเรื่องนัน้ มาก่ อน โดยใช้ส มบัติหรือลักษณะ สธ ของสิง่ นัน้ หรือเรื่องนัน้ มาประมวลเขา้ ด้วยกัน จัดจาแนกแยกลักษณะเฉพาะของสิ่งนัน้ จากสิ่งอื่นได้อย่างชัดเจน โดย ใช้ทกั ษะการสังเกต ตัวอย่างของมโนคติทางวิทยาศาสตร์ เช่น ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-9 - ความร้อนทาให้ร่างกายอบอุ่น - นา้ แข็งคือ นา้ ทีอ่ ยู่ในสถานะของแข็ง ธ - เนื้อ นม ไข่ ผัก ผลไม้ เป็ นสิง่ จาเป็ นแก่ร่างกาย - แมลงคือสัตว์ทม่ี ี 6 ขา ลาตัวแบ่งเป็ น 3 ส่วน มส - สสารคือ สิง่ ทีม่ ตี วั ตน มีมวล ต้องการทีอ่ ยู่ และสัมผัสได้ เป็ นต้น ม 3. หลักการ (principle) จัดเป็ นความรู ท้ างวิทยาศาสตร์ประเภทหนึ่งที่เป็ นความจริงสามารถทดสอบได้ และได้ผลเหมือนเดิม เป็ นทีเ่ ขา้ ใจตรงกันไม่ว่าจะทดสอบกี่ครัง้ เป็ นหลักทีใ่ ช้ในการอ้างอิงได้ สามารถสรุปเป็ นความรู ้ ทีน่ าไปใช้เป็ นหลักในการอ้างอิงและพยากรณ์เหตุการณ์หรือปรากฏการณ์ต่ างๆ ที่เกี่ยวขอ้ งได้ หลักการอาจผสมผสาน จากมโนคติ ตัง้ แต่ 2 มโนคติทส่ี มั พันธ์กนั เขา้ ด้วยกัน ตัวอย่างของหลักการ “โลหะเมือ่ ได้รบั ความร้อนจะขยายตัว” ซึง่ หลักการนี้ได้มาจากกลุ่มมโนคติทม่ี คี วามสัมพันธ์คือ - เหล็กเมือ่ ได้รบั ความร้อนจะขยายตัว - ทองแดงเมือ่ ได้รบั ความร้อนจะขยายตัว - อะลูมเิ นียมเมือ่ ได้รบั ความร้อนจะขยายตัว “เมือ่ แสงเดินทางผ่านตัวกลางต่างชนิดกันจะเกิดหักเห” ซึง่ หลักการนี้ได้มาจากกลุ่มมโนคติทม่ี คี วามสัมพันธ์ คือ ธ - เมือ่ แสงเดินทางจากอากาศไปสู่นา้ จะเกิดการหักเห - เมือ่ แสงเดินทางจากอากาศไปสู่แก้วจะเกิดการหักเห มส - เมือ่ แสงเดินทางจากแก้วไปสู่นา้ จะเกิดการหักเห 4. กฎ (law) คือ หลักการนัน่ เองแต่เป็ นหลักการที่มคี วามสัมพันธ์ระหว่างเหตุกบั ผลและอาจเขียนสมการ แทนได้ หลัก การทัว่ ไปจะต้องพิสู จน์โดยการสังเกต ดังนัน้ กฎในทางวิทยาศาสตร์จะต้องพิสู จน์ได้แ ละมีเหตุผล ทดสอบว่าจริงหรือเท็จได้ ทดสอบแลว้ ได้ผลตรงกันทุกครัง้ เช่ น กฎของบอยล์ ซึง่ กล่าวว่า “ถ้าอุณหภูมคิ งที่ ปริมาตร 1 ของแก๊สจะเป็ นปฏิภาคผกผันกับความดัน ” อยู่ในรูปความสัมพันธ์ คือ V  (T คงที)่ P กฎมักเป็ นหลักการหรือขอ้ ความทางวิทยาศาสตร์ท่ไี ด้รบั การพิสูจน์มาเป็ นเวลายาวนานในระดับหนึ่ง จนมี หลักฐานสนับสนุ นมากเพียงพอ ไม่มีหลักฐานอื่นที่คดั ค้าน จนกระทัง่ ขอ้ ความนัน้ เป็ นที่ยอมรับว่าถูกต้องสมบูรณ์ ขอ้ ความนัน้ ก็เปลีย่ นจากหลักการกลายเป็ นกฎ 5. สมมติฐาน (hypothesis) คือ ขอ้ คิดเห็น หรือถ้อยแถลงที่เป็ นมูลฐานแห่งการหาเหตุผล การทดลอง หรือการวิจยั (ราชบัณฑิตยสถาน 2542) สมมติฐานจัดเป็ นการลงความคิดเห็นประเภทหนึ่ง เป็ นขอ้ ความที่คาดคะเน ค าตอบของปัญ หาล่วงหน้า ก่ อ นจะด าเนิ น การทดลอง เพื่อ ตรวจสอบความถูก ต้องเป็ น จริง ของเรื่อ งนัน้ ๆ ต่ อไป สมมติฐานอาจเป็ นขอ้ ความหรือแนวความคิด ที่แสดงการคาดคะเนในสิ่งที่ไม่สามารถตรวจสอบได้โดยการสังเ กต สธ โดยตรง หรือเป็ นสิ่งที่แสดงความสัมพันธ์ท่เี ชื่อว่าจะเกิดขึ้น ระหว่างตัวแปรที่เป็ นเหตุ (ตัวแปรอิสระ) และตัวแปรที่ เป็ นผล (ตัวแปรตาม) (เพียร ซ้ายขวัญ 2536: 17-19) หรือ อาจกล่าวได้ว่า สมมติฐานเป็ นแนวคิดหรือการคาดคะเน ม  1-10 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ทางวิทยาศาสตร์ ในทางตรรกวิทยาสมมติฐานคือขอ้ สมมติเริ่มต้นของทฤษฎี สมมติฐานจะต้องเกี่ยวขอ้ งกับความ จริงทีถ่ ูกต้อง ซึง่ สิง่ ต่างๆ เหล่านัน้ ในขณะทีต่ งั้ สมมติฐานยังไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็ นจริงหรือไม่ ธ สมมติฐานไม่สามารถนาไปใช้อา้ งอิงหรือพยากรณ์ได้ เพราะยังไม่ได้ผ่านการทดสอบยืนยันว่าเป็ นความจริง ดังนัน้ สถานภาพของมันจึงเป็ นเพียงหลักการวิทยาศาสตร์ชวั ่ คราวที่ยกร่ างขึ้นเพื่อรอการทดสอบต่อไป (เพียร ซ้ายขวัญ มส 2536: 18) ม ในทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐานมีความจาเป็ นและมีความสาคัญมาก เพราะสมมติฐานจะเป็ นสิ่งที่ช่วยชี้แนะ แนวทางว่าจะค้น หาขอ้ มูลอะไรและจะทาการทดลองได้อย่ างไร ถ้าปราศจากสมมติฐานแลว้ การค้น หาความรู ท้ าง วิทยาศาสตร์จะไม่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่ น ยาเพนนิซลิ นิ ซึ่งเป็ นยาปฏิชีวนะใช้สาหรับรักษาโรคต่างๆ คงไม่เกิดขึ้น ถ้า เซอร์ อเล็กซานเดอร์ เฟลมิง ไม่ตงั้ สมมติฐานว่า “สารเคมีท่ผี ลิตโดยเชื้อรา Penicillium notatum มีฤทธิ์ตา้ นและ ทาลายแบคทีเรียได้” และจากที่ หลุยส์ ปาสเตอร์ ตัง้ สมมติฐานว่า “ผลที่ได้จากการหมักจะเป็ นเช่ นไร ขึ้นอยู่กบั ชนิด ของจุลนิ ทรียท์ ม่ี อี ยู่ในระหว่างกรรมวิธีการหมัก ” ช่ วยแก้ปญ ั หาให้กบั ผูผ้ ลิตเหลา้ องุ่นที่ประสบปัญหา เนื่องจากเหลา้ องุน่ ทีผ่ ลิตได้มรี สเปรี้ยวแทนทีจ่ ะมีรสหวาน เป็ นต้น 6. ทฤษฎี (theory) คือ ความเห็น ลักษณะที่คิดคาดเอาตามหลักวิชาการเพื่อเสริมเหตุผล และรากฐาน ให้แ ก่ ปรากฏการณ์หรือขอ้ มูลในภาคปฏิบตั ิ ซึ่งเกิด ขึ้น มาอย่ างมีร ะเบียบ (ราชบัณฑิตยสถาน 2542) ทฤษฎี เป็ น ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์ประเภทหนึ่ง มีลกั ษณะเป็ นขอ้ ความที่ ใช้ในการอธิบายขอ้ เท็จจริง หลักการ และกฎต่ างๆ หรือกล่าวได้ว่า ทฤษฎีเป็ นขอ้ ความทีใ่ ช้อธิบายปรากฏการณ์ทงั้ หลาย (สุโขทัยธรรมาธิราช 2541: 30) ธ สาหรับความสัมพันธ์ระหว่างทฤษฎีกบั กฎ กฎนัน้ อธิบายโดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกบั ผลเป็ นหลัก คือบอกได้แต่ เพียงว่าผลที่ป รากฏให้เห็นนี้มีส าเหตุมาจากอะไร หรือเหตุก บั ผลสัม พันธ์ก นั อย่ างไร แต่ ไม่ส ามารถ มส อธิบายได้ว่าทาไมจึงเป็ น เช่ น นัน้ ส่ วนทฤษฎีน นั้ สามารถอธิบายความสัมพัน ธ์ในกฎได้ เช่ น “ถ้าเอาขัว้ แม่ เหล็ก ที่ เหมือนกันมาวางใกลก้ นั จะผลักกัน แต่ถา้ เป็ นขัว้ ต่างกันจะดู ดกัน ” นี่คือความสัมพันธ์ท่อี ยู่ในรู ปของกฎ ถ้าจะถามว่า ทาไมขัว้ แม่เหล็กเหมือนกันจึงผลักกัน การอธิบายความสัมพันธ์น้ ีตอ้ งใช้ทฤษฎีโมเลกุลแม่เหล็กมาอธิบายจึงจะเขา้ ใจ (เพียร ซ้ายขวัญ 2536: 15) ทฤษฎีเป็ นงานสร้างสรรค์ของนักวิทยาศาสตร์ท่อี าศัยรายละเอียดจากประสบการณ์ เป็ นคาอธิบายกลุ่มข อง สภาวการณ์ หรือเหตุก ารณ์ ต่างๆ ที่ยงั ไม่ มีการพิสู จน์ แต่ จะถูกสนับสนุ นด้วยหลัก ฐานสนับสนุ น และการอ้างอิงที่ แน่ นหนา ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์จะไม่เชื่อถือการทดลองหรือการสังเกตของคนคนเดียว แต่จะเกิดการยอมรับเมื่อมี การสังเกตและทดลองซา้ มากพอ ดังนัน้ การสร้างทฤษฎีข้ นึ นอกจากจะเป็ น การแก้ปญ ั หาแลว้ ยังเป็ น การแสวงหา ความจริงอีกด้วย ตัว อย่ า งเช่ น ทฤษฎีโ มเลกุ ล ของแม่ เหล็ก กล่ าวว่ า สารแม่ เ หล็ก ทุก ชนิ ด จะมีโ มเลกุล เล็ก ๆ ที่มีอ านาจ แม่ เหล็กอยู่ แต่ ละโมเลกุล ประกอบด้วยขัว้ แม่ เหล็กเหนือและขัว้ แม่ เหล็กใต้ แต่ ไม่ แ สดงอานาจแม่เหล็ก ออกมา เพราะโมเลกุลเหล่านัน้ เรียงตัวกันไม่เป็ นระเบียบ ทาให้อานาจแม่เหล็กจะหักลา้ งกันเองภายใน แต่ถา้ โมเลกุลแม่เหล็ก เหล่านัน้ เรียงตัวเป็ นระเบียบ ขัว้ แม่เหล็กเหนือจะชี้ออกไปทางปลายด้านหนึ่งของแท่งแม่เหล็ก ส่วนทางขัว้ แม่เหล็กใต้ สธ จะชี้เขา้ ทางปลายอีกด้านหนึ่งของแท่งแม่เหล็ก อานาจแม่เหล็กจึงไม่ทาลายกัน ทาให้เกิดขัว้ ทีป่ ลายทัง้ สองขา้ ง เห็น ได้ ว่าทฤษฎีดงั กล่าวเป็ นทีย่ อมรับกันทัวไป ่ เพราะ ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-11 1) สามารถนาไปอธิบายขอ้ เท็จจริงที่ว่าแม่เหล็กดู ดเหล็กได้ แม่เหล็กขัว้ เหมือนกันจะผลักกันขัว้ ต่างกัน จะดูดกัน ธ 2) สามารถอนุ มานไปเป็ นกฎเกี่ยวกับการดู ดและการผลักกันระหว่างขัว้ แม่เหล็กได้คือ แม่เหล็กขัว้ เหมือนกันจะผลักกัน ขัว้ ต่างกันจะดูดกัน มส 3) สามารถพยากรณ์ ได้ว่าถ้านาแท่งเหล็กไปตัดออกเป็ นกี่ท่อนก็ตาม แต่ ละท่อนก็ยงั คงสภาพเป็ น ม แม่เหล็ก เพราะแต่ละท่อนมีโมเลกุลทีเ่ ป็ นแม่เหล็กเรียงตัวกันอย่างเป็ นระเบีย บอยู่แลว้ กิจกรรม 1.1.1 1. วิทยาศาสตร์หมายถึงอะไร 2. ความรู ้ทางวิทยาศาสตร์มีกี่ประเภท อะไรบ้าง แนวตอบกิจกรรม 1.1.1 1. วิทยาศาสตร์หมายถึง ความรู ้เกี่ยวกับสิ่ งต่างๆ ในธรรมชาติท้ งั ที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต ซึ่ งสามารถ แสดงหรื อพิสูจน์ได้ว่าถูกต้องและเป็ นความจริ ง โดยใช้กระบวนการแสวงหาความรู ้ แล้วจัดความรู ้น้ นั เข้า เป็ นระเบียบ เป็ นหมวดหมู่ ธ 2. ความรู ้ทางวิทยาศาสตร์มี 6 ประเภท คือ ข้อเท็จจริ ง มโนคติ หลักการ กฎ สมมติฐาน และทฤษฎี มส สธ ม  1-12 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร เรื่องที่ 1.1.2 การจาแนก ข้อจากัดและขอบเขตของวิทยาศาสตร์ ธ มส ม การจาแนกวิทยาศาสตร์ ตามธรรมชาติของสาขาวิชา วิทยาศาสตร์เป็ น วิช าที่ค น้ หาความรู ค้ วามจริง ทุก สิ่งทุก อย่ า งในโลก เป็ น ศาสตร์ท่ีไ ม่ ห ยุ ด นิ่ ง และมีก าร เปลี่ยนแปลงอยู่ ตลอดเวลา วิทยาศาสตร์ส อนให้ม นุ ษย์ร บั รู ค้ วามจริงซึ่งเป็ นที่ยอมรับได้และพิสูจน์ได้ ขอ้ มูลทาง วิทยาศาสตร์เป็ นขอ้ มูลทีจ่ ดั แบ่งเป็ นระบบ มีความต่อเนื่องและไม่มสี ้ นิ สุด เพราะได้มาจากการเก็บรวบรวมโดยใช้การ สัง เกตแล ว้ จัด แบ่ ง ออกเป็ นประเภทความรู ช้ นิ ด ต่ า งๆ เช่ น ข อ้ เท็ จ จริ ง กฎ หลัก การ และทฤษฎี เป็ นต้น นักวิทยาศาสตร์จาแนกวิทยาศาสตร์ตามธรรมชาติของสาขาวิชาออกเป็ น 3 สาขาวิชาหลัก คือ 1. วิทยาศาสตร์ ชีวภาพ (Biological Science) เป็ นวิทยาศาสตร์ท่เี กี่ยวขอ้ งกับธรรมชาติและปรากฏการณ์ ต่างๆ ของสรรพสิง่ ในโลกและจักรวาล ในด้านที่เกี่ยวขอ้ งกับสิ่งมีชีวติ เช่ น ชีววิทยา (Biology) ซึ่งสามารถแบ่งย่อย ออกเป็ น สัตววิทยา (Zoology) พฤกษศาสตร์ (Botany) เป็ นต้น 2. วิทยาศาสตร์ กายภาพ (Physical Science) เป็ นวิทยาศาสตร์ทเ่ี กี่ยวขอ้ งกับกับธรรมชาติและปรากฏการณ์ ธ ต่างๆ ของสรรพสิ่งในโลกและเอกภพ ในด้านที่เกี่ยวข้องกับสิ่งไม่มชี ีวติ เช่ น ฟิ สกิ ส์ (Physics) และเคมี (Chemistry) เป็ นต้น มส 3. วิทยาศาสตร์ กับสั งคม (Social Science) เป็ นวิทยาศาสตร์ท่เี กี่ยวขอ้ งกับธรรมชาติและพฤติกรรมของ มนุ ษย์ทร่ี วมกันอยู่เป็ นชุมชนหรือสังคม เช่น สังคมศาสตร์ (Sociology) และจิตวิทยา (Psychology) เป็ นต้น สาหรับวิทยาศาสตร์กายภาพและชีวภาพนัน้ เมือ่ นามาพิจารณารวมกันจะเรียกว่าเป็ นวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ (Natural Science) ซึง่ สามารถแบ่งได้ 2 ประเภท คือ 1. วิ ท ยาศาสตร์ บริ สุ ท ธิ์ (Pure Science) คื อ ความรู ้ ความเข า้ ใจที่เ กิ ด เองโดยธรรมชาติเ ป็ น ไปตาม กฎเกณฑ์พ้ นื ฐานของธรรมชาติ รวมทัง้ ปรากฏการณ์ ต่างๆ ที่เกิด ขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่ น ความรู ้ ความเขา้ ใจที่ เกี่ย วกับสสาร พลังงาน และเอกภพ สิ่งมีชีวิตทัง้ พืช และสัตว์ ปฏิกิริย าเคมีแ ละนิ วเคลีย ร์ การเปลี่ย นแปลงทาง กายภาพและเคมี เป็ นต้น 2. วิท ยาศาสตร์ ป ระยุก ต์ (Applied Science) คื อ การน าความรู ค้ วามเข า้ ที่เป็ น วิท ยาศาสตร์บริ สุ ทธิ์ ม า ประยุ ก ต์ใ ช้ใ ห้เ ป็ นประโยชน์ ต่ อ สิ่ ง มี ชี วิต โดยเฉพาะอย่ า งยิ่ ง มนุ ษ ย์ เช่ น วิศ วกรรมศาสตร์ แพทยศาสตร์ คอมพิวเตอร์ และเกษตรศาสตร์ เป็ นต้น เห็น ได้ว่าวิชาต่ างๆ ของวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์เป็ นรากฐานของวิทยาศาสตร์ ประยุกต์ เช่น วิทยาศาสตร์การเกษตรทีป่ ระยุกต์มาจากวิทยาศาสตร์ชีวภาพ เคมี และฟิ สกิ ส์ เป็ นความรู ค้ วามเขา้ ใจ ในเรื่องต่างๆ เกี่ยวกับการเกษตร เช่ น การกสิกรรม การปศุสตั ว์ การประมง การป่ าไม้ เพื่อผลิตอาหารและวัตถุดิบ สธ สาหรับอุตสาหกรรม หรือวิทยาศาสตร์การแพทย์ ซึง่ นาความรู ท้ างสาขาชีวภาพ เคมี และฟิ สกิ ส์มาพัฒนาเป็ นความรู ้ เกี่ย วกับการทางานของร่ างกายมนุ ษย์ สมมติฐานของโรคภัยไขเ้ จ็บ ปฏิกิริยาตอบสนองของร่ างกายต่ อสารต่ างๆ ตลอดจนการบาบัดรักษา (ธรรมนู ญ โรจนะบุรานนท์ 2531: 22) ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-13 วิทยาศาสตร์เขา้ มามีบทบาทอย่างมากมายในชีวติ ประจาวันและเทคโนโลยี (technology) ซึ่งจัดอยู่ในสาขา ของวิทยาศาสตร์ประยุกต์ก็เขา้ มามีส่วนร่ วมในวิถีการดารงชีวติ ของมนุ ษย์เป็ นอย่างมาก คาว่ าเทคโนโลยีหมายถึง ธ กระบวนการนาความรู ค้ วามเข า้ ใจในหลัก วิชาทางด้านวิทยาศาสตร์ไปปฏิบตั ิให้เกิดประโยชน์สูงสุด ในลักษณะที่ เกื้อกูลกันระหว่างทรัพยากรธรรมชาติและสิง่ แวดลอ้ ม สาหรับประเทศไทยนอกจากต้องคานึงถึงสิ่งต่างๆ ขา้ งต้นแลว้ มส ยังต้องคานึงถึงฐานะความเป็ นอยู่และวัฒนธรรมท้องถิ่นด้วย ในระดับชาวบ้านเทคโนโลยีอาจหมายถึง วัสดุอุปกรณ์ ม ทีท่ าหรือคิดประดิษฐ์ข้นึ เพือ่ นามาใช้ประโยชน์ในการเพิม่ พูนผลผลิต ยกระดับคุณภาพการดารงชีวติ ของตนให้สูงขึ้น ซึ่ง อาจเป็ น เครื่ อ งมือ เครื่ อ งใช้ท่ีท าง่ า ยใช้ค ล่ อ ง ราคาถู ก ในบางครัง้ เทคโนโลยีต่ า งๆ เห ล่ า นี้ เ รี ย กโดยรวมว่ า ภูมปิ ญั ญาชาวบ้าน เช่ น การทากังหันสู บนา้ การสร้างฝายกัน้ นา้ และการทาเครื่องจักสาน ที่ใช้เป็ นวัสดุหรือภาชนะ ต่างๆ เป็ นต้น ข้ อจากัดและขอบเขตของวิทยาศาสตร์ จากที่ก ล่ า วผ่ า นมาแล ว้ เห็น ได้ว่ า เมื่อ กล่ า วถึง วิท ยาศาสตร์ ย่ อ มหมายถึง ความรู ท้ ่ีมี อ ยู่ ใ นธรรมชาติ ซึ่งค้น พบได้โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จึงเป็ นที่ยอมรับกัน ทัว่ ไป เป็ นความจริงที่สามารถแสดงให้เห็น ประจัก ษ์ได้ สามารถทดสอบและหาหลักฐานสนับสนุ น ได้ แต่ อย่ างไรก็ ตาม ต้องยอมรับความจริงว่า ความรู ท้ าง วิทยาศาสตร์เปลีย่ นแปลงไปตามกาลเวลา เช่น ในสมัยโบราณคนบางส่วนมีความเชื่อว่าโลกที่อาศัยอยู่มลี กั ษณะแบน และบางส่วนเชื่อว่าโลกกลม อริสโตเติลซึง่ เป็ นนักปราชญ์และนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกได้สนับสนุ นความคิดที่ว่าโลกมี ธ ลักษณะเป็ นทรงกลม ต่ อมานิวตัน ได้ทดลองให้เห็น ว่าโลกมีลกั ษณะเป็ นทรงกลมที่มีบริเวณขัว้ โลกแบนเล็ก น้อย ความยาวของแกนโลกบริเวณศู นย์สูตรจะยาวกว่าแกนระหว่างขัว้ ทัง้ สอง ในปัจจุบนั วิทยาศาสตร์แ ละเทคโนโลยี มส ก้าวหน้าไปมาก สามารถส่งยานอวกาศ ส่งดาวเทียมออกไปนอกโลก ถ่ายภาพด้านต่ างๆ ของโลก ทาให้ได้ขอ้ มูล เกี่ย วกับโลกที่ถูก ต้องยิ่งขึ้น และยืน ยันได้ว่ารู ปร่ างของโลกเป็ น ทรงกลม จึงเห็น ได้ว่าวิทยาศาสตร์มีขอ้ จากัด ใน ความรู ้ และขอบเขตของการศึกษาอยู่ สุวฒ ั น์ นิยมค้า (2531: 136) ได้กล่าวถึงขอ้ จากัด และขอบเขตของความรู ท้ างวิทยาศาสตร์ไว้ 5 ประการ ดังนี้ 1. ความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ จากัดตัวเองอยู่ที่ปรั ชญาวิทยาศาสตร์ จากการยึด หลัก ปรัช ญา ความรู ท้ าง วิทยาศาสตร์ทุกอย่ างจึงจากัดตัวเองเฉพาะความรู ท้ ่เี ขา้ มาทางประสาทสัมผัส และการทดสอบความจริงซึ่งจะต้อง แสดงให้เห็นด้วยประสาทสัมผัสเช่นกัน ดังนัน้ การสังเกตจึงเป็ นตัวกาหนดขอบเขตของวิทยาศาสตร์โดยปริยาย 2. ความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ จากัดตัวเองอยู่ที่วิธีการศึ กษาค้ นคว้ า วิธีก ารทางวิทยาศาสตร์เป็ น วิธีศึ ก ษา หาความรูข้ องนักวิทยาศาสตร์ โดยมีเกณฑ์วดั ความจริงอยู่ 3 ขอ้ คือ 1) ความจริงนัน้ จะต้องสามารถสังเกตได้ 2) ความจริงนัน้ จะต้องสาธิตให้เห็นประจักษ์ได้ทกุ ครัง้ 3) ความจริงนัน้ จะต้องนาไปปฏิบตั หิ รือใช้งานได้ สธ ม  1-14 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ความรู ท้ างวิทยาศาสตร์ทุกอย่ างจึงจากัดตัวเองอยู่ ท่วี ธิ ีการทางวิทยาศาสตร์ ความจริงอะไรที่ไม่สามารถ ทดสอบด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้ ความจริงนัน้ นักวิทยาศาสตร์จะยังไม่ยอมรับ เช่ น ความจริงที่อยู่ในโลกทิพย์ ธ ความมีอยู่ของพระผูเ้ ป็ นเจ้า 3. ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ จากัดตัวเองอยู่ที่เครื่ องมือและเทคโนโลยีที่มีอยู่ เครื่องมือและเทคโนโลยีนบั ว่า มส มี ค วามส าคัญ อย่ า งมากในการค้น พบความรู ใ้ หม่ ๆ ทางวิท ยาศาสตร์ เช่ น การประดิ ษ ฐ์ก ล อ้ งโทรทรรศน์ ม (Telescope) ของกาลิเลโอ (Galileo Galilei) ชาวอิตาลีในปี พ.ศ. 2152 ทาให้ความรู เ้ รื่องระบบสุริยจักรวาลชัดเจน ยิ่งขึ้น เช่น ได้เห็นจุดดับในดวงอาทิตย์ ได้สงั เกตการเคลือ่ นไหวของดวงดาว และได้เห็นพื้นผิวขรุขระของดวงจันทร์ เป็ นต้น ปัจจุบนั สามารถสร้างกลอ้ งจุลทรรศน์อเิ ล็กตรอนที่มกี าลังขยายมหาศาล จึงทาให้ได้ความรู เ้ กี่ยวกับอนุ ภาค เล็กๆ และจุลนิ ทรียเ์ พิม่ มากมาย นัน่ คือ ความรูท้ างวิทยาศาสตร์ข้นึ อยู่กบั ความก้าวหน้าของเครื่องมือและเทคโนโลยี ด้วย 4. ความไม่ สมบูรณ์ ของความรู้ จากัดตัวเองอยู่ที่วิธีการสรุ ปรวมเป็ นตัวความรู้ ความรู ค้ วามจริงที่มอี ยู่ใน ธรรมชาตินนั้ มีกฎเกณฑ์ท่แี น่ นอนตายตัว เป็ นความจริงและความรู ท้ ่สี มบูรณ์ แต่ความรู ท้ ่นี กั วิทยาศาสตร์คน้ พบที่ เรียกว่าความรูท้ างวิทยาศาสตร์นนั้ เป็ นสิ่งที่นกั วิทยาศาสตร์ใช้วธิ ีการที่ฉลาดไปลว้ งเอามาจากธรรมชาติ จึงอาจจะได้ ความรู ท้ ่ไี ม่สมบูรณ์ หรือได้ความรู ท้ ่เี จือปนความบกพร่ องมาด้วยก็ได้ แต่ก็เป็ นความรู ท้ ่เี ชื่อถือได้ สามารถนาไปใช้ กับ ชี วิต ประจ าวัน ได้ กฎเกณฑ์ข องธรรมชาติ น ั้น เปรี ย บเสมือ นวงจรไฟฟ้ าส าเร็ จ รู ป ที่ ซ่ อ นไว้ใ นกล่ อ งปิ ด ฝา นัก วิท ยาศาสตร์ไ ม่ ส ามารถเปิ ด กล่ อ งเข า้ ไปดู ไ ด้โ ดยตรง แต่ ไ ด้ม าโดยวิธีก ารตัง้ สมมติฐ าน ลงความเห็น และ ธ ตีความหมายสรุปเป็ นกฎเกณฑ์ข้ นึ มาโดยวิธีการอุปมานอีกครัง้ หนึ่ง เมื่อได้กฎเกณฑ์แล ว้ ก็นาไปพยากรณ์ นาไป ควบคุ ม ปรากฏการณ์ ท่ีเ กิด ขึ้น จริ ง ๆ หากปรากฏว่ า ได้ผ ลดี แม้จ ะไม่ ส มบู ร ณ์ 100% แต่ ไ ด้ผลใกล เ้ คีย ง 100% มส นักวิทยาศาสตร์ก็จะยอมรับกฎเกณฑ์นนั้ ๆ ขอ้ สรุปโดยวิธีการเหล่านี้อาจมีความคลาดเคลือ่ นเกิดขึ้น จึงเป็ นขอ้ จากัด ของความรูท้ างวิทยาศาสตร์ 5. การศึกษาเรื่ องจริ ยศาสตร์ สุ นทรี ยศาสตร์ เทววิทยาและศาสนาอยู่นอกเหนือขอบเขตของวิทยาศาสตร์ สิง่ ซึง่ เกี่ยวขอ้ งกับความดีท่คี วรประพฤติ สุนทรียศาสตร์ท่วี ่าด้วยความงามของศิลปะ เรื่องของเทววิทยาและศาสนา วิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายเกี่ยวกับความเชื่อ ความศรัทธา ความดี ความชัว่ ได้ ความรู ท้ ่กี ล่าวมาไม่สามารถใช้ วิธีการทางวิทยาศาสตร์หาคาตอบได้ จึงอยู่นอกเหนือขอบเขตของวิทยาศาสตร์ เห็นได้ว่าวิทยาศาสตร์เป็ นวิชาทีค่ น้ หาความรู เ้ กี่ยวกับสิ่งต่างๆ ในธรรมชาติ ด้วยวิธีการที่มเี หตุผล ในวิชานี้ ศึกษาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติท งั้ ในส่วนของวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์เพื่อเป็ นพื้นฐานใน การศึกษาศาสตร์ขนั้ สูงทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่อไป ในส่วนของวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ศึกษาเกี่ยวกับชีวติ กับสิง่ แวดลอ้ ม เพือ่ ศึกษาเกี่ยวกับสิง่ มีชีวติ ทีอ่ ยู่รอบตัวเราและการปรับตัวให้เกิ ดสมดุลทางธรรมชาติ ศึกษาเกี่ยวกับ เคมี และเคมีประยุกต์ ชีววิทยาพื้นฐาน ต่ อเนื่องไปยังเทคโนโลยีชีวภาพ เรียนรู ท้ างด้านฟิ สิกส์พ้ นื ฐาน กลศาสตร์ พื้นฐาน งาน กาลัง และพลังงาน ไฟฟ้ าและแม่เหล็ก คลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้ า และเขา้ สู่ทางด้านวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ศึกษาเกี่ยวกับอิเ ล็กทรอนิกส์และดิจิทลั เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร เทคโนโลยีอุตสาหกรรม การขนส่ง สธ และโลจิสติกส์ และการประยุกต์ทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีซ่งึ เป็ นการประยุกต์ท่รี วมศาสตร์ทงั้ ทางด้าน ชีววิทยา เคมี ฟิ สกิ ส์ และสารสนเทศทีใ่ ช้ประโยชน์ในชีวติ ประจาวัน และใช้ในการปรับปรุงคุณภาพชีวติ ให้ดยี ่งิ ขึ้น ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-15 กิจกรรม 1.1.2 1. จงอธิ บายความหมายและการแบ่งประเภทของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ธ 2. ข้อจากัดและขอบเขตความรู ้วิทยาศาสตร์มีอะไรบ้าง มส ม แนวตอบกิจกรรม 1.1.2 1. วิทยาศาสตร์ ธรรมชาติหมายถึงความรู ้ที่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติและปรากฏการณ์ต่างๆ โดยแบ่ง ออกเป็ น 2 ประเภท คื อ วิทยาศาสตร์ บริ สุทธิ์ ที่ เป็ นความรู ้ ความเข้าใจในธรรมชาติ ท้ งั สิ่ งที่ มีชีวิตและไม่มี ชี วิต รวมทั้งปรากฏการณ์ ต่างๆ เช่ น สสาร พลังงาน ชี วภาพ เคมี เป็ นต้น ส่ วนวิทยาศาสตร์ ประยุกต์เป็ น การนาความรู ้ ค วามเข้า ใจที่ เ ป็ นวิ ทยาศาสตร์ บ ริ สุ ท ธิ์ มาประยุกต์ เช่ น วิ ศ วกรรมศาสตร์ แพทยศาสตร์ คอมพิวเตอร์ เกษตรศาสตร์ เป็ นต้น 2. ข้อจากัดและขอบเขตความรู ้วิทยาศาสตร์มี 5 ประการ คือ 1) ความรู ้ทางวิทยาศาสตร์จากัดตัวเองอยูท่ ี่ปรัชญาวิทยาศาสตร์ 2) ความรู ้ทางวิทยาศาสตร์จากัดตัวเองอยูท่ ี่วิธีการศึกษาค้นคว้า 3) ความรู ้ทางวิทยาศาสตร์จากัดตัวเองอยูท่ ี่เครื่ องมือและเทคโนโลยีที่มีอยู่ ธ 4) ความไม่สมบูรณ์ของความรู ้จากัดตัวเองอยูท่ ี่วิธีการสรุ ปรวมเป็ นตัวความรู ้ 5) การศึกษาเรื่ องจริ ยศาสตร์ สุ นทรี ยศาสตร์ เทววิทยาและศาสนาอยู่นอกเหนื อขอบเขตของ มส วิทยาศาสตร์ สธ ม  1-16 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร ตอนที่ 1.2 กระบวนการแสวงหาความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ ธ มส โปรดอ่านหัวเรื่อง แนวคิด และวัตถุประสงค์ของตอนที่ 1.2 แลว้ จึงศึกษารายละเอียดต่อไป ม หัวเรื่อง 1.2.1 วิธีการทางวิทยาศาสตร์ 1.2.2 ทักษะกระบวนการและเจตคติทางวิทยาศาสตร์ แนวคิด 1. การได ม้ าซึ่ง ความรู ท้ างวิท ยาศาสตร์น นั้ ต้อ งมีก ารดาเนิน การอย่ า งมีข นั้ ตอนและเป็ น ระบบ โดยใช้วธิ ีก ารทางวิท ยาศาสตร์ในการเชื่อมโยงความสัม พัน ธ์ข องความรู ท้ างวิทยาศาสตร์เข า้ ด ว้ ยกัน ประกอบด ว้ ย วิธีก ารอุป นัย ซึ่ง เป็ น วิธ ีก ารรวบรวม การสัง เกตจากตัว อย่ า งหรือ เหตุก ารณ์เ ฉพาะแล ว้ น ามาสรุป เป็ น ข อ้ ความ ส่ว นวิ ธ ีก ารนิร นัย เป็ น การใช เ้ หตุผ ลในการ ธ ด าเนิน การจากสิ่ง ที่เ ป็ น สากลหรือ มหภาคไปสู ่ร ายละเอีย ดหรือ จุล ภาค ระเบีย บวิธ ีท าง วิท ยาศาสตร์ม ี 5 ขัน้ ตอน คือ การระบุป ญ ั หา การตัง้ สมมติฐ าน การรวบรวมข อ้ มูล มส การวิเคราะห์ขอ้ มูล และการสรุปผลและการนาไปใช้ 2. ทัก ษะกระบวนการทางวิท ยาศาสตร์ห มายถึง ความสามารถและความช านาญในการใช้ ความคิด และกระบวนการคิด เพื่อ ค น้ คว า้ หาความรู แ้ ละแก้ป ญ ั หาต่ า งๆ ซึ่ง แบ่ง ออกเป็ น 2 ประเภท ได้แ ก่ ทัก ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์พ้ ืน ฐานซึ่งประกอบด้วย 8 ทัก ษะ ได้แ ก่ การสังเกต การวัด การจาแนกประเภท การหาความสัม พัน ธ์ร ะหว่างสเปซกั บสเปซและสเปซ กับเวลา การใช้ตวั เลขหรือการคานวณการจัดทาและสื่อความหมายขอ้ มูล การลงความคิดเห็น จากขอ้ มูล และการทานายหรือพยากรณ์ ทัก ษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข นั้ ผสมผสาน ซึ่ง ประกอบด ว้ ย 5 ทัก ษะ ได แ้ ก่ การตัง้ สมมติฐ าน การก าหนดนิย ามเชิง ปฏิบ ตั ิก าร การ กาหนดและควบคุม ตัว แปร การทดลอง และการตีค วามหมายและลงข อ้ สรุป เจตคติท าง วิท ยาศาสตร์เป็ น คุณ ลัก ษณะนิส ยั ของบุค คลที่จ ะก่ อให เ้ กิด ประโยชน์ใ นการแสวงหาความรู ้ ทางวิทยาศาสตร์ สธ ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-17 ธ มส ม วัตถุประสงค์ เมือ่ ศึกษาตอนที่ 1.2 จบแลว้ นักศึกษาสามารถ 1. อธิบายส่วนประกอบของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้ 2. อธิบายขัน้ ตอนของระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ได้ 3. อธิบายทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ประเภทต่างๆ ได้ 4. อธิบายความหมายและคุณลักษณะของเจตคติทางวิทยาศาสตร์ได้ 5. อธิบายคุณลักษณะของบุคคลทีม่ เี จตคติทางวิทยาศาสตร์ได้ ธ มส สธ ม  1-18 วิทยาศาสตร์สาหรับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือ่ สาร เรื่องที่ 1.2.1 วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ธ มส ม การได้มาซึ่งความรู ท้ างวิทยาศาสตร์ไม่ว่าเป็ นขอ้ เท็จจริง มโนคติ สมมติฐาน หลักการ กฎ และทฤษฎีนนั้ ต้องด าเนิน การอย่ างมีขนั้ ตอนและเป็ น ระบบ วิทยาศาสตร์ไม่ใช่ ส่ิงเพ้อฝัน แต่ จะต้องสร้างขึ้น อย่ างมีก ระบวนการ ทัง้ กระบวนการคิ ด และการท างานอย่ า งมีล าดับ ของนัก วิท ยาศาสตร์ ในล าดับ แรกนี้ จ ะอธิ บ ายถึง วิธี ก ารทาง วิทยาศาสตร์เรียกว่า วิธีการอุปนัย (induction) และวิธีการนิรนัย (deduction) ซึง่ เป็ นวิธีการในการเชื่อมโยงความรู ้ ทางวิทยาศาสตร์เ ข า้ ด้ว ยกัน ต่ อจากนัน้ จะอธิบ ายถึง ระเบีย บวิธีท างวิทย าศาสตร์ (scientific method) ซึ่งเป็ น กระบวนการในการค้นคว้าเพือ่ หาคาตอบหรืออธิบายปัญหาต่างๆ ทีม่ คี วามสนใจและต้องการทราบ วิธีการอุปนัยและนิรนัย วิธีการอุปนัย เป็ นวิธีการรวบรวมการสังเกต (observation) จากตัวอย่ างหรือเหตุการณ์เฉพาะแลว้ นามา สรุปเป็ นขอ้ ความในระดับสากล หรือจากสิ่งที่เฉพาะเจาะจงไปสู่ส่งิ ทัว่ ไป วิธีการอุปนัยจึงเป็ นวิธีการพื้นฐานแห่งการ ธ พัฒนาองค์ความรู ข้ องมนุ ษย์ การสรุปขอ้ ความที่ครอบคลุมได้ทวั ่ ไปจะเป็ นการอุปนัยที่สมบูรณ์ แต่ในบางครัง้ การ ระบุขอ้ ความไม่ครอบคลุมทัวทุ ่ กเรื่องแต่สามารถขยายความไปได้ถงึ เรื่องทีไ่ ม่สามารถใช้การสังเกตได้ การอุปนัยนี้ไม่ มส สมบูรณ์เต็มรู ปแบบแต่ จดั ว่าสมบูรณ์ในเชิงการเปรียบเทียบหรืออุปมา เช่ น จากการสังเกตวงโคจรของดาวอังคาร พบว่าเป็ นวงรี เคปเลอร์จงึ สรุปว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ทงั้ หมดเป็ นวงรี ขอ้ สรุปของเคปเลอร์น้ ีต่อมาพบว่าเป็ นความ จริง การสรุปขอ้ ความโดยอาศัยการรวบรวมและตัดสินใจจากตัวอย่างต่างๆ นัน้ พบว่ามีบ่อยครัง้ ที่มขี อ้ ยกเว้น ดังนัน้ การสรุ ป ข อ้ ความที่เ กิ ด ข อ้ ยกเว้น ขึ้น ได้น ั้น ไม่ ส ามารถใช้เ ป็ น กฎได้ วิธี ก ารอุป นัย ทางวิท ยาศาสตร์ ( scientific induction) สามารถนาไปใช้สรุปขอ้ ความและกฎทางวิทยาศาสตร์ได้ ในห้องทดลองจึงต้องมีการทดสอบและวิเคราะห์ หลายร้อยครัง้ ก่อนทีน่ กั วิทยาศาสตร์จะลงความเห็นได้ เช่ น การค้นพบยาเพนนิซลิ ลินของเซอร์อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิ่ง เป็ นต้น วิธีการนิรนัย เป็ นการใช้เหตุผลในการดาเนินการจากสิ่งที่เป็ นสากลหรือสิ่งที่เป็ นมหภาคไปสู่ส่วนรายละเอียด หรือสิ่งที่เป็ น จุล ภาค เช่ น จากสกุล (genus) ไปสู่ ชนิ ด (species) ความส าคัญของวิธีการนี้ คือ การประยุ กต์จาก หลักการทัวไปและกฎไปสู ่ ่กลุ่มของสิ่งของหรือสิ่งที่เฉพาะเจาะจงหรือลงลึกในรายละเอียด ขอ้ ควรระวังในวิธีการนิร นัยคือ การใช้ขอ้ ความที่ได้จากการรวบรวมขอ้ มูลแทนขอ้ ความที่เป็ นสากลจริง วิธีก ารนี้เรียกว่า วิธีการนิรนัยเทียม เช่น จากประสบการณ์ในทางการแพทย์พบว่า เพนนิซลิ ลินสามารถหยุดยัง้ การเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้ ผลจาก ประสบการณ์น้ ี ทาให้สามารถนาไปประยุกต์กบั โรคภัยไขเ้ จ็บในกรณี ต่างๆ ทีไ่ ม่เคยได้รบั การศึกษามาก่อนได้ สธ โดยสรุปวิธีการอุปนัยเป็ นวิธี การสรุปขอ้ มูลที่เป็ นหลักการ ซึ่งมีประโยชน์และคุณภาพสู ง ส่วนวิธีการนิรนัย เป็ น วิธีการใช้ข อ้ สรุปที่เป็ น หลัก การมายอมรับว่าเป็ นข อ้ เท็จจริงได้ ไม่ว่าหลัก การจะถูก ค้น พบเองหรือค้น พบโดย บุคคลอืน่ ซึง่ ลงความเห็นว่าสภาพการณ์เฉพาะเจาะจงอย่างหนึ่งซึ่งตรงกับหลักการที่เป็ นสากลนัน้ จะต้องเป็ นไปตาม ม  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1-19 หลัก การสากลด้วย เช่ น ถ้าแน่ ใจว่าอากาศที่มีสีข าวหรือควัน สีข าวเป็ น พิษต่ อร่ างกาย เมื่อพบเห็น ควัน สีข าวจาก ไอนา้ แข็งแห้งแม้ไม่มอี นั ตราย แต่เรามักหลีกเลีย่ งและรูส้ กึ อึดอัดเป็ นอย่างมากถ้าจะหายใจเอาควันสีขาวเขา้ ไป ธ เพือ่ จะทาให้งา่ ยแก่ความเขา้ ใจ กระบวนการนิรนัยอาจเรียกได้ว่าเป็ นการอ้างเหตุผลในทางตรรกวิทยา โดย อาศัยขอ้ เท็จจริงทีเ่ ป็ นหลักการใหญ่และหลักการรอง เช่น มส หลักการใหญ่ - ควันสีขาวไม่เหมาะสมทีจ่ ะหายใจเขา้ ไป ม หลักการรอง - ไอนา้ แข็งแห้งมีสขี าว การสรุป - ไอนา้ แข็งแห้งไม่เหมาะสมทีจ่ ะหายใจเขา้ ไป อย่างไรก็ตาม มีบ่อยครัง้ ที่ความมีเหตุผลของหลักการหนึ่งหรือทัง้ สองขอ้ มีปญ ั หา ดังนัน้ จึงเป็ นหน้าที่ของ วิธีการอุปนัยทีจ่ ะช่วยสนับสนุ น เช่น ใช้ผลการทดลองช่วยสนับสนุ นหลักการนี้ เป็ นต้น ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ การได้มาซึ่งความรู ท้ างวิทยาศาสตร์จะต้องอาศัยระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์เพื่อการแสวงหาและค้นคว้า เพือ่ หาคาตอบโดยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ มีขนั้ ตอนต่างๆ ดังนี้ 1. การระบุ ปัญหา (sensing the problem) คื อ การสังเกตเพื่อระบุปญ ั หา หรือสิ่งที่ต?