การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์โดยใช้แนวคิดวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม

วิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี และสังคม  กับการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์

ความหมายของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม

1.         ความหมายของวิทยาศาสตร์

เมื่อกล่าวถึงวิทยาศาสตร์  คนทั่วไปก็จะนึกถึงหลายสิ่งหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับความแปลกพิสดาร  ซึ่งอาจจะเป็นสิ่งประดิษฐ์  การทดลองหรือ ปรากฏการณ์ใหม่  ที่คนยังไม่เข้าใจและส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับมนุษย์คิดขึ้น   แต่ถ้าเป็นส่วนของหรือปรากฏการณ์ที่เคยได้ยินได้เห็นมาแล้วไม่ใช่สิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ก็จะใช้คำว่าธรรมชาติ

                ส่วนคนที่ได้รับการศึกษาและเข้าใจและคิดว่าวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่เกี่ยวกับความจริงที่สมเหตุผล และสามารถพิสูจน์ทดลองให้เห็นจริงได้  วิทยาศาสตร์เป็นแบบอย่างของความคิดและการกระทำ  ซึ่งเป็นสิ่งที่ยอมรับกันโดยทั่วไปแล้วว่าให้ผลตอบแทนเป็นอย่างมาก ( ปรีชา   วงศ์ชูศิริ , 2553 )และมีความเห็นโดยทั่วกันว่า วิทยาศาสตร์เกิดขึ้นจากความพยายามของมนุษย์ที่จะลดต่อความรู้สึกตื่นเต้นของสรรพสิ่งและเหตุการณ์ต่างๆ ซึ่งมีแบบฉบับสอดคล้องกับประสบการพัฒนาตน ( มักกร  ทองสุขดี , 2533 ) จึงทำให้ความหมายของวิทยาศาสตร์และธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ นั้นมีเกิดขึ้นมากมายตามที่นักวิทยาศาสตร์หรือนักการศึกษาวิทยาศาสตร์ได้นิยามได้ดังนี้

1.         วิทยาศาสตร์ มีความหมายโดยตรงตามคำศัพท์ภาษาอังกฤษ  “ science” มาจากภาษาลาติน “scientia” ความหมายเดิมของคำคือ ความรู้ ( knowledge) วิทยาศาสตร์จึงหมายถึง ความรู้ต่างๆ ซึ่งไม่จำกัดว่าเป็นความรู้อะไร  ความรู้ประเภทใด อาจจะเป็นความรู้วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ  หรืออาจจะเป็นความรู้สาขาวิชาอื่นก็ได้

2.         สเตฟฟอร์ด และคณะ  นักการศึกษาวิทยาศาสตร์  ได้ให้ความหมายของวิทยาศาสตร์ ได้ให้ความหมายของวิทยาศาสตร์ ไว้ 6 ประการ ดังนี้

1.       วิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับการมีประสบการณ์ตรง กับปรากฏการณ์ของธรรมชาติ

2.       วิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับการจัดกระทำข้อมูล และการตีความหมายข้อมูลที่ได้

3.       วิทยาศาสตร์มีธรรมชาติเป็นคู่แฝด  ด้านหนึ่งเป็นการสะสมความรู้ที่ได้ทดลองมาแล้ว อีกด้านหนึ่งเป็นวิธีค้นหาความรู้

4.       วิทยาศาสตร์มีธรรมชาติที่ท้าทายความอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์

5.       วิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับความพยายาม ที่จะอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น

6.       ความรู้วิทยาศาสตร์ที่ได้รับเพิ่มขึ้นนั้น มีลักษณะสืบต่อจากความรู้เก่าที่มีคนค้นพบไว้แล้ว

3.         จาคอบสัน และ เบร็อกแมน ได้ให้ความหมายของธรรมชาติวิทยาศาสตร์โครงสร้างของวิทยาศาสตร์ ว่าประกอบด้วย 3 ส่วน  คือ

1.)       ส่วนที่เป็นความจริงพื้นฐาน  ที่ไม่ต้องพิสูจน์ 

2.)       สิ่งที่เป็นกระบวนการและวิธีการทางวิทยาศาสตร์

3.)       ส่วนที่เป็นความรู้

4.         แนบ นักวิทยาศาสตร์ ( สาขาเคมี ) กล่าวว่า วิทยาศาสตร์ เป็นวิถีทางอย่างหนึ่งของการสำรวจ อันเป็นการมองวิทยาศาสตร์ในฐานะกระบวนการ

5.         ฟิชเชอร์  คณบดีคณะวิทยาศาสตร์และธรรมชาติ วิทยาลัยแห่งแคลิฟอเนีย( 2536 ) ให้ความหมายว่า วิทยาศาสตร์ คือองค์ความรู้ ซึ่งได้มาโดย วิธีการทางวิทยาศาสตร์ อาศัยการสังเกตขั้นพื้นฐาน

6.         สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ( 2551 ) ได้อธิบายความหมายของธรรมชาติวิทยาศาสตร์ว่า ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์นั้น เป็นลักษณะเฉพาะตัวของวิทยาศาสตร์  ที่ทำให้วิทยาศาสตร์มีความแตกต่างจากศาสตร์สาขาอื่น เป็นค่านิยม ข้อสรุป แนวคิด หรือคำอธิบายที่บอกว่าวิทยาศาสตร์คืออะไร มีการทำงานอย่างไร วิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์อย่างไรกับสังคม   ซึ่งอาจรวมไปถึงความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่มีความสัมพันธ์กับสังคมด้วย  ซึ่งธรรมชาติของวิทยาศาสตร์นั้น  จะประกอบไปด้วยกลุ่มแนวคิดหลักใหญ่ อยู่ 3 แนวคิด คือ                                   

กลุ่มแนวคิดที่ 1 การมองโลกแบบวิทยาศาสตร์  นักวิทยาศาสตร์ทำงานโดยมีแนวความเชื่อ พื้นฐานบางอย่างอื่น  เมื่อเราศึกษาส่วนใดส่วนหนึ่ง  แล้วจะสามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้กับส่วนอื่นได้หรือมีความเชื่อว่าวิทยาศาสตร์ มีความคงที่และเชื่อถือได้เนื่องจากค่อย........ เป็นเวลานาน แต่ก็สามารถปรับปรุงเปลี่ยนแปลงได้

กลุ่มแนวคิดที่ 2 การสืบเสาะความรู้แบบวิทยาศาสตร์  เป็นกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการทำความเข้าใจถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติซึ่งคลอบคลุมไปถึงการสังเกต การสำรวจตรวจสอบ

 กลุ่มแนวคิดที่ 3 กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์  ลักษณะของกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ อาจแบ่งออกเป็น 4 ด้าน ได้แก่ 1. โครงสร้างทางสังคม  2. วิชาชีพ และสถาบันที่เกี่ยวข้องทางวิทยาศาสตร์  3. จริยธรรมของกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ และ 4. บทบาทของนักวิทยาศาสตร์ในสังคม

                จากความหมายของวิทยาศาสตร์ ที่หลากหลายนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่า

 

วิทยาศาสตร์  หมายถึง วิชาความรู้ที่เกิดจากการศึกษาเรื่องราวและความเป็นไปในธรรมชาติซึ่งอาจแบ่งนิยามความหมายของวิทยาศาสตร์ได้หลายลักษะได้แก่

1.องค์ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมทางกายภาพของมนุษย์เป็นองค์ประกอบด้านเนื้อหาของวิทยาศาสตร์

2.องค์ความรู้ของธรรมชาติที่จัดให้อย่างเป็นระเบียบแบบแผน และวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการเสาะแสวงหาความรู้

3.องค์ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติ ซึ้งจัดระบบให้อย่างเป็นระเบียบแบบแผนและวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการเสาะแสวงหาความรู้ ซึ้งต้องอยู่บนรากฐานของการสังเกต

 

ความหมายของเทคโนโลยี

เทคโนโลยี  หมายถึง  การจำความรู้ทางวิทยาศาสตร์และศาสตร์สาขาอื่นๆมาผสมผสานประยุกต์เพื่อสนองเป้าหมายตามความต้องการเฉพาะอย่างตามประโยชน์  ด้วยการนำเอาวิธีการทางธรรมชาติมาใช้ในการผลิต  และจำหน่ายอย่างต่อเนื่อง   ดังนั้นเทคโนโลยีสอดคล้องกับสภาพเศรษฐกิจ  สังคม  วัฒนธรรม  และสภาพแวดล้อม  เป็นอย่างมาก

สังคม หมายถึง กลุ่มคนที่อยู่รวมกัน มีความสัมพันธ์กัน พึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน มีระเบียบกฎเกณฑ์ และความเชื่อถือที่สำคัญๆ ร่วมกัน ตลอดจนมีความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลกันเอง และระหว่างบุคคลกับกลุ่มสังคม

                จากความหมายของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสังคม ดังกล่าวซึ่งก่อให้เกิดความสัมพันธ์  ความแตกต่างและผลกระทบที่เกิดขึ้นในปัจจัยหลายด้านที่สอดคล้อง ทั้ง 3 ส่วนข้างต้น ดังจะได้กล่าวในรายละเอียดต่อไป

วิทยาศาสตร์เป็นตัวความรู้   เทคโนโลยีเป็นการนำความรู้ไปใช้ในทางปฏิบัติให้เกิดสิ่งที่เป็นรูปธรรมได้  วัดได้ จับต้องได้ โดยการนำทรัพยากรทางธรรมชาติต่างๆมาใช้ในทางปฏิบัติ  ความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแสดงได้ด้วยแผนภูมิต่อไปนี้

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์  +ทรัพยากรทางธรรมชาติ   =  เทคโนโลยี

ดังนั้นเทคโนโลยีโดยทั่วไป  จะมีองค์ประกอบคือ

1)ความรู้  ซึ่งเป็นองค์ประกอบ ที่เป็นนามธรรม มองเห็นได้ยาก

2)วัตถุดิบหรือทรัพยากรธรรมชาติ  เป็นองค์ประกอบที่เป็นรูปธรรม  มองเห็น จับต้องได้ 

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์จะไม่มีคุณค่า  ถ้าปราศจากเทคโนโลยีมาเชื่อมโยงและเทคโนโลยีที่ปราศจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐานก็สามารถจะนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด  ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างเทคโนโลยีกับวิทยาศาสตร์มีความเกี่ยวข้องกับสาขาวิชาต่างๆ ดังนี้

1. สาขาชีววิทยา 

-  พันธุกรรมในระดับโมเลกุลที่ทำให้เข้าใจรากฐานการเกิดการควบคุมการทำงานของร่างกาย  จิตใจ  และพฤติกรรมต่างๆ  เทคโนโลยีที่ใช้จะเกี่ยวกับเทคนิควิศวกรรม  ตัวอย่างเช่น  การคัดเลือกพันธุ์สิ่งมีชีวิต  สังเคราะห์สารชีวเคมีต่างๆ ที่เป็นฮอร์โมน  หรือยาที่เกี่ยวกับการรักษาโรคหรือเร่งการเจริญเติบโต  เด็กหลอดแก้ว  เป็นต้น

-  จุลินทรีย์  เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมากที่มีความหลากหลายสายพันธุ์  ซึ่งความรู้ด้านนี้สามารถนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้  เทคโนโลยีที่ใช้ด้านนี้สามารถใช้เกี่ยวกับการถนอมอาหาร  อุตสาหกรรมอาหาร  การผลิตยาปฏิชีวนะ  การผลิตวัคซีนและเซรุ่ม เป็นต้น

- สัตววิทยา  ทำให้มีความรู้เกี่ยวกับสัตว์ตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ่และทราบถึงวิวัฒนาการต่างๆ  การศึกษาด้านนี้จะใช้เทคโนโลยีเกี่ยวกับอวัยวะเทียม  การถ่ายฝากตัวอ่อน  การผสมเทียม  การแปรรูปอาหารสัตว์  พัฒนาด้านการแพทย์  เป็นต้น

-  กีฏวิทยา  ทำให้ทราบและเข้าใจเกี่ยวกับแมลงชนิดต่างๆ ซึ่งสามารถที่จะใช้เทคโนโลยีเกี่ยวกับการกำจัดแมลงศัตรูพืช  การใช้รังสีควบคุมแมลง เป็นต้น

2. สาขาฟิสิกส์

-  ไฟฟ้า ทำให้เรามีความรู้เกี่ยวกับพลังงานที่มีผลมาจากประจุไฟฟ้า  ไฟฟ้ากระแส  ไฟฟ้าสถิต  การเหนี่ยวนำไฟฟ้า  เป็นต้น ส่วนเทคโนโลยีที่ใช้จะเกี่ยวกับระบบวงจรไฟฟ้า   สร้างเครื่องมือไฟฟ้า  เป็นต้น

-  กลศาสตร์  ทำให้ทราบถึงกฎเกณฑ์เกี่ยวกับสารและพลังงานการแปรรูปของสสารและพลังงาน  กฎการเคลื่อนที่  แรงทอร์ค  โมเมนตัม  งาน  พลังงาน  เป็นต้น  เทคโนโลยีที่ใช้จะเกี่ยวกับเครื่องจักรกลต่างๆ  ยานยนต์พาหนะ  เครื่องทุ่นแรง  เป็นต้น

-  แสง  ทำให้มีความรู้เกี่ยวกับการเดินทางของแสง  การเลี้ยวเบน  สมบัติแสง  โพลาไรเซชัน  ส่วนเทคโนโลยีที่ใช้จะเกี่ยวกับกล้องโทรทัศน์  กล้องจุลทรรศน์  การถ่ายภาพทางอากาศ  ใยนำแสง  การถ่ายภาพจากรังสีเอกซ์  เป็นต้น

3. สาขาเคมี

ทำให้มีความรู้เกี่ยวกับสมบัติส่วนประกอบ  โครงสร้างของสารตลอดจนการเปลี่ยนแปลงภายในของสาร  และทำให้ทราบถึงทฤษฎีและสมบัติต่างๆ ของสารเป็นต้น  เทคโนโลยีที่ใช้โดยมากจะเกี่ยวข้องกับปิโตรเลียม  พลังงานทดแทนจากสารเคมี  อินทรีย์เคมีภัณฑ์  อุตสาหกรรมพอลิเมอร์  เป็นต้น

4. สาขาดาราศาสตร์

ทำให้เรามีความรู้เกี่ยวกับเทหวัตถุบนท้องฟ้า  การเกิดพลังงานความร้อนและแสงสว่างจากดาวฤกษ์  ตลอดทำให้ทราบถึงประวัติความเป็นมาของโลก การเปลี่ยนแปลงภายในโลก ตลอดจนปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เป็นต้น  ส่วนเทคโนโลยีที่ใช้จะเกี่ยวกับยานสำรวจอวกาศ  ดาวเทียมสื่อสาร  ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา  เป็นต้น

5. การพัฒนาอุตสาหกรรม

                โดยมากจะเป็นการใช้ความรู้ต่างๆ มาประยุกต์ใช้  เช่น  วิศวกรรม  วิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี  การวิจัย  ซึ่งในการใช้เทคโนโลยีมาเกี่ยวข้องนั้นก็จะมีตั้งแต่ขั้นพื้นฐานถึงขั้นสูงที่ใช้เครื่องมือซับซ้อนมากขึ้น  ดังนั้น  การพัฒนาเทคโนโลยีด้านอุตสาหกรรม  จึงจำเป็นต้องพัฒนาความรู้ในด้านต่างๆ  ควบคู่ไปด้วย  เพื่อไปสู่สังคมอุตสาหกรรมในอนาคต

                6. การพัฒนาด้านการเกษตร

                เทคโนโลยีที่ใช้สามารถยกตัวอย่างได้ดังนี้  การใช้หุ่นยนต์เลี้ยงวัว  การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินและแสงแดด  การใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมการให้น้ำ  อุตสาหกรรมการเกษตรในการใช้หุ่นยนต์ทำงานแทนแรงงานสัตว์ 

                7. การพัฒนาด้านคอมพิวเตอร์และการสื่อสาร

                เทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์และการสื่อสาร  จะนำมาใช้ในงานเกือบทุก ๆ อย่างช่วยให้คนไทยเขยิบเข้าใกล้การเป็นประชากรของประเทศประชาธิปไตยมากยิ่งขึ้น  คนไทยสามารถใช้สิทธิ์ออกเสียงกันมากขึ้น  คนไทยสามารถจะออกเสียงที่ไหนก็ได้  มิใช่เฉพาะในประเทศไทยเท่านั้น  เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และการสื่อสารจะก้าวหน้าพอที่จะจัดการให้ข้อมูลเกี่ยวกับนโยบาย  และทรรศนะของผู้สมัครสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร  ให้ผู้มีสิทธิ์เลือกได้พิจารณาเสียก่อน

ความแตกต่างระหว่างวิทยาศาสตร์กับเทคโนโลยี

คำว่า  วิทยาศาสตร์  นั้นเป็นเรื่องของความรู้ ความเข้าใจธรรมชาติ โดยมีจุดมุ่งหมายในการแสวงหาความรู้อย่างมีระบบ  ปราศจากอคติ  ปราศจากผลตอบแทน

คำว่า  เทคโนโลยี  เป็นเรื่องของการนำความรู้  ความเข้าใจธรรมชาติ มาใช้ให้เป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตมนุษย์  โดยมุ่งแสวงหากระบวนการและรูปแบบในการประยุกต์ใช้ให้เหมาะสมกับสภาพเศรษฐกิจ สังคม  วัฒนธรรม  และสภาพแวดล้อม เพื่อประโยชน์ทั้งต่อบุคคลและส่วนรวม