History and Philosophy of Science

Research   on  The  History  and  Philosophy  of  Science (HPS)

……………………..

Duschl, D. R. (1994). Research on The History and Philosophy of Science.

In D. L. Gabel (ed.), Handbook of Research on Science Teaching and  Learning. New York: McMillan. 443 - 465.

..........................................

วราวรรณ  จันทรนุวงศ์

................................................................. 

                นักวิชาการให้ความสนใจในประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ และการสอนวิทยาศาสตร์อยู่นานปี แต่ในส่วนของการนำไปใช้ในการวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์ศึกษานั้น ในปี 1989 เริ่มมีการจัดประชุมวิชาการด้านประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์และการสอนวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Florida State เป็นครั้งแรก และในปี 1991 มีการตีพิมพ์ในวารสารระดับนานาชาติ  Science and Education : Contributions from History, Philosophy and Sociology of Science and Mathematics ที่มีการบรรจุงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ศึกษาลงไป จนได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องยาวนาน จนถึงปัจจุบัน

                มีการประยุกต์ใช้ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ในงานวิจัยทางด้านหลักสูตรวิทยาศาสตร์ศึกษา และการเรียนการสอน  ต่อมามีงานวิจัยจะเป็นทางด้านการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ การออกแบบการพัฒนาหลักสูตร การสอน การเรียนรู้ และยุทธวิธีการประเมินผลทาง ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ออกมามาก ระยะหลังจะเป็นการดูพัฒนาการของความรู้ว่าเป็นอย่างไร  ขยายกว้างขึ้นรวมไปถึงการพัฒนาถึงคำอธิบาย การสร้างความรู้เป็นอย่างไร เป็นการศึกษาความเจริญก้าวหน้าของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ จึงมีการอธิบายใน 4  ประเด็น ดังนี้คือ

  1. มุมมองปรัชญาวิทยาศาสตร์ (An  Overview  of  Philosophy of  Science)
  2. วิทยาศาสตร์ศึกษากับประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ ในปี 1950-1960 (Science  Education  and  History and Philosophy  of  Science in the 1950 and 1960s)
  3. ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ ญาณวิทยา วิทยาศาสตร์ศึกษา ในปี 1970-1980 ) (History and Philosophy  of  Science and  The Epistemic  Turn – HPS and  Science  Education  in the 1970s and 1980s)
  4. ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ กับงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษาปัจจุบัน (History and Philosophy  of  Science and  Science  Education  Research  and Practice Today)

โดยในแต่ละประเด็นสรุปได้ดังนี้ 

มุมมองปรัชญาวิทยาศาสตร์ (An  Overview  of  Philosophy of  Science)

นักปรัชญาทั่วๆ ไป จะพยายามทำความเข้าใจในกระบวนการคิด และปัจจัยที่มีอิทธิพล

ต่อกระบวนการคิดของมนุษย์ ส่วนนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ มุ่งประเด็นไปที่การทำความเข้าใจในปัจจัยที่เชื่อมโยงไปยังการพัฒนาการของความรู้ และประเด็นที่สนับสนุนส่งเสริมการพัฒนาความรู้นั้น จึงทำให้เป็นเรื่องปกติที่จะต้องทำการศึกษา ความสัมพันธ์ระหว่างเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นกับการทดสอบ ทดลอง มากไปกว่านั้นกิจกรรมที่นักปรัชญาวิทยาศาสตร์เชื่อถือว่าสามารถอธิบายตัวความรู้หรือที่มาของความรู้ Ontology  (ภววิทยา)  นั้น คือการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ หรือความสัมพันธ์ระหว่างผู้แสวงหาความรู้กับตัวความรู้นั้น Epistemology (ญาณวิทยา) เพื่อกำหนดตัวความรู้ให้ชัดเจนมากขึ้น สามารถอธิบายและตรวจสอบได้ นำไปสู่การอธิบายกฎ หลักการ แทะทฤษฎี Nagle (1961) ในหนังสือ “The Cognitive Status of Theories” อธิบายถึงพื้นฐานของการหาความรู้นั้นคือการกำหนดสัญลักษณ์ขึ้นในสมอง  มากไปกว่านั้น Giere (1988) and Suppe(1989) ยังยึดแน่นอยู่กับการอธิบายความจริงแท้ของวิทยาศาสตร์ และ Van Fraassen (1980) ถือว่าการทดลองโดยใช้อุปกรณ์ต่างๆ ช่วยจะทำให้ได้ตัวความรู้ เหล่านี้เรียกปรัชญาวิทยาศาสตร์ที่เป็น Ontology  (ภววิทยา)   

Positivism  หรือ Empiricism   ในช่วงแรกๆ จะหาความรู้โดยเริ่มต้นจากการสังเกต  เพื่อนำมาสร้างเป็นทฤษฎี แต่ตอนหลังจะเริ่มจากมองที่ทฤษฎีก่อน  แล้วค่อยใช้การสังเกต และสุดท้ายพื้นฐานของครูที่ได้รับการยอมรับคือวิธีการทางวิทยาศาสตร์ มีลักษณะดังนี้

                1. การเลือกสมมติฐาน

                2. การสังเกต

                3. การเก็บรวบรวมข้อมูล

                4.  การทดสอบสมมติฐาน

                5.  การปฏิเสธหรือยอมรับสมมติฐาน

 ซึ่งเป็นการทดสอบสมมติฐาน  ที่เป็นแบบ นิรนัย (deductive) จัดอยู่ในกลุ่มของนักปรัชญากลุ่ม Hypothetico – Deductive  และ จากความสัมพันธ์ระหว่างการสังเกต และทฤษฎี และระหว่างการทดสอบและการค้นพบความรู้ กลายมาเป็นประเด็นสำคัญในปรัชญาวิทยาศาสตร์ในยุค 1950 ถึง1960s โดยมีคำถามที่เกี่ยวกับความสัมพันธ์ดังกล่าวเกิดขึ้น มีการอภิปรายกันในหลายประเด็น มากกว่านั้นในระยะหลัง ได้พยายามอธิบาย เกี่ยวกับการเติบโตของความรู้และรูปแบบการสร้างความรู้วิทยาศาสตร์ และการเชื่อมโยงเหตุผลของความรู้วิทยาศาสตร์ Laudan (1977) และ van Fraassen (1980)              การที่ศึกษาประวัติศาสตร์ทางด้านวิทยาศาสตร์ ทำให้เรามีความเข้าใจว่านักวิทยาศาสตร์เขาทำงานอย่างไร ในการสืบค้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์  และยังพบอีกว่าในการทำงานของนักวิทยาศาสตร์นั้นยังมีปัจจัยทางด้านอื่น ๆ เข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องด้วย ได้แก่ ปัจจัยทางด้านสังคมและวัฒนธรรม   เป็นมุมมองใหม่ของนักปรัชญาที่ทำการศึกษาเข้าไปถึงประวัติศาสตร์และสังคม (The Emergence of History and Sociology of Science)  Sarton ได้อธิบายในประวัติวิทยาศาสตร์ปี 1912 ว่าได้ทำการสำรวจสิ่งที่ส่งผลต่อวิทยาศาสตร์มีปัจจัยทางสังคมในภาครัฐ เข้ามามีส่วนเกี่ยวข้อง Kuhn (1984) อธิบายถึงผลของสงครามโลกครั้งที่สองส่งผลต่กการเปลี่ยนแปลงความรู้ทางวิทยาศาสตร์ อย่างชัดเจน เกิดการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่เนื่องจากสังคมมีส่วนเกี่ยวข้อง ในงานของ Merton (1930/1970) อธิบายถึงสังคมและวัฒนธรรมเชื่อมโยงเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ เช่นความต้องการให้เป็นไปตามที่ชนชั้นปกครอง หรือทหารให้เป็นไป หรือระบบทุนนิยม และรูปแบบของการนับถือศาสนาและความเชื่อ ส่งผลต่อวิทยาศาสตร์ และยังเกี่ยวข้องกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ โดยจากตัวอย่างการศึกษาของ As  Shapere (1984) จากการวิเคราะห์ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ พบว่ามีอยู่ 3  ประการที่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ดังนี้

1. มาตรฐานที่ใช้ในการประเมินความเพียงพอของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์  สามารถเปลี่ยนแปลงแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์จากยุคหนึ่งสู่อีกยุคหนึ่งได้

2. มาตรฐานที่ใช้ในการตัดสินทฤษฎีในเวลาหนึ่งอาจจะไม่ได้ดีกว่ามาตรฐานที่ใช้ในเวลาอื่นๆ

3. มาตรฐานที่ใช้ในการประเมินการอธิบายทางวิทยาศาสตร์เป็นการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับความเชื่อกับสังคมวิทยาศาสตร์ 

จากสิ่งที่ปรากฏขึ้นในประวัติศาสตร์จะเห็นว่าการทำงานของนักวิทยาศาสตร์และสังคม

ของนักวิทยาศาสตร์จะทำงานโดยจะทำตามทฤษฎีอย่างเคร่งครัด  แต่จริงๆ แล้วมันยังแล้วการสังเกตและสร้างเป็นทฤษฎีขึ้นมาของนักวิทยาศาสตร์ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ทำการสังเกตสิ่งต่างๆ หรือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนั้นมาจากประสบการณ์หรือความรู้เดิมที่เขามีอยู่ ดังกรณีของ

Norwood  Hanson(1988) กล่าวว่า สิ่งที่เรามองเห็นจะถูกกำหนดโดยสิ่งที่เรารู้ (what we see is determined by what we know)  ซึ่งเป็นที่มาของแนวคิด ที่ให้ความสำคัญกับความรู้เดิมในการเรียนรู้ของคนเรา และเป็นองค์ประเด็นที่นักวิจัยได้ให้ความสนใจที่ทำการศึกษาเพื่อหาคำอธิบายอธิบายเกี่ยวกับคนเราเรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร และมีบทบาทสำคัญในการศึกษา มโนมติคลาดเคลื่อน(misconceptions) ดังที่เราเห็นจากประวัติศาสตร์จนกระทั่งมาถึงในปัจจุบันนักวิชาการในกลุ่มของนักการศึกษาก็ยังให้ความสนใจอยู่ 

วิทยาศาสตร์ศึกษากับประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ ในปี 1950-1960

(Science  Education  and  History and Philosophy  of  Science in the 1950 and 1960s)

                ในปี 1950s มีบทความที่มีความสำคัญมากและเป็นจุดเริ่มต้นของการวิจัยกล่าวโดย Joseph

Schwab(1960)  มันเป็นคำถามที่ง่ายแต่แฝงไปด้วยความซับซ้อนกับคำถามที่ว่า “ อะไรเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เขาทำ”  สิ่งที่จะหาคำตอบได้ก็คงเป็นการสืบค้นจากประวัติศาสตร์ที่ผ่านมาของการทำงานของนักวิทยาศาสตร์จะสามารถสรุปและอธิบายได้ และยังสะท้อนให้เห็นว่าโครงสร้างของความรู้วิทยาศาสตร์จะประกอบด้วย syntactical ( rule  for knowledge) and semantic ( meaning  of Knowing)

                การสอนทางด้านวิทยาศาสตร์ที่เป็นการสืบเสาะหาความรู้นั้น จะอยู่บนพื้นฐานทั่วๆไปของข้อเสนอของหลักสูตรวิทยาศาสตร์ที่จะสะท้อนให้เห็นธรรมชาติของวิทยาศาสตร์  การประยุกต์ประวัติศาสตร์และปรัชญาวิทยาศาสตร์ในการศึกษาวิทยาศาสตร์  ในการนำไปใช้ปฏิบัติในชั้นเรียนจะมีอยู่ข้อเสนออยู่ 2 ประการคือ 

1. ผู้เรียนจะต้องได้มาซึ่งความรู้ที่มาจากการสืบเสาะหาความรู้ และประสบการณ์ทางด้านวิทยาศาสตร์ หาความรู้คล้ายกับที่นักวิทยาศาสตร์ทำ

2. ผู้เรียนจะต้องตระหนักว่าความรู้ที่ได้มาจากการสืบค้นเป็นสิ่งที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

ดังนั้นจะเห็นได้ว่าจากการศึกษา HPS นำมาสู่การสร้างหลักสูตรในการศึกษาวิทยาศาสตร์

โดยใช้วิธีการแบบ Inquiry โดยเฉพาะนำไปใช้ในส่วนของการจัดการเรียนการสอนในส่วนของการทดลองของนักเรียน แต่การใช้ Inquiry ในปี 1950 and 1960s พบปัญหาเนื่องจากมันจำกัดเพียงแค่การทดสอบว่าความรู้ ทฤษฎีที่มีอยู่แล้วมันเป็นอย่างไร โดยใช้  stable  Inquiry

                ในส่วนของ stable inquiry ที่ประกอบด้วยทักษะ 13 กระบวนการในการนำมาใช้ในหลักสูตรกับชาวอเมริกา และเป็นรูปแบบของการนำเสนอในหลักสูตรดังนี้

                 Basic  Processes                                                  Integrated    Processes

Observing                                                                             Controlling  variable

Using  space/time relationships                                        Interpreting  data

Classifying                                                                            Formulating  data

Using  number                                                                     Defining  operationally

Measuring                                                                             Experimental

Communicating

Predicting

Inferring

           

แต่ก็ยังพบปัญหาเนื่องจากมันยังขาดทักษะที่มีความสำคัญอีก 3  อย่าง คือ modeling,

explaining, evaluating    ซึ่งเป็นตัวผลิตการสืบเสาะความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ที่จะตัดสินโดยใช้ทฤษฎีของแต่ละคนและสังคมที่เกี่ยวข้องกับคนๆนั้น ในกรณีของนักวิทยาศาสตร์เป็นคนที่สร้างมุมเกี่ยวกับโลก   ดังนั้นการอธิบายเป็นเรื่องสำคัญที่จะทำให้คนในกลุ่มของนักวิทยาศาสตร์ยอมรับในความรู้ที่สร้างขึ้นมา และนอกจากนั้นต้องได้รับการประเมินกระบวนการดังกล่าวโดยอาศัยผู้ชำนาญการในกลุ่มวิชาชีพที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเราจะเห็นว่าวิทยาศาสตร์เป็นมุมมองที่อยู่ภายในตัวบุคคล(Internal view) และอยู่ภายนอก(external view) ดังนั้นการพัฒนาวิทยาศาสตร์ให้เจริญก้าวหน้ามันได้ขึ้นอยู่เฉพาะส่วนใดส่วนหนึ่งเท่านั้น เราควรจะมองให้ครบทั้ง 2  มิติเพราะเป็นสิ่งที่สำคัญทั้งคู่ เพราะต่อให้เราเก่งแค่ไหนแต่สังคมไม่ยอมรับความรู้ดังกล่าวก็จะไม่ได้รับการยอมรับ ไม่สามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้  นำไปสู่ new philosophy of science  ทีแนวคิดเกี่ยวกับ Epistemological ว่าความรู้จะเจริญและพัฒนาให้ก้าวหน้าจะต้องรวมทั้งสองอย่างเข้าเป็นส่วนประกอบของวิทยาศาสตร์คือ ทั้ง internal และ external 

ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ ญาณวิทยา วิทยาศาสตร์ศึกษา ในปี 1970-1980 )

(History and Philosophy  of  Science and  The Epistemic  Turn – HPS and  Science  Education  in the 1970s and 1980s)

จากการรวบรวมทางด้านประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ศึกษา มีการพัฒนาขึ้นมาก มีการพิจารณาในประเด็นญาณวิทยา ในโครงสร้างของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ และกระบวนการได้ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์มา ทำให้ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์บ่งบอกถึงสถานะความเป็นวิทยาศาสตร์ศึกษา การหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ศึกษา มีการพิจารณาความรู้เชิงลึกของการเรียนวิทยาศาสตร์ พิจาณาการเรียนรู้ การสร้างความรู้ใหม่ ความเป็นครู ทำให้เกิดคำถามวิจัยและประเด็นทางวิทยาศาสตร์ศึกษา เพื่อทำความเข้าใจกับบุคคลทั่วไป ในตัวความรู้วิทยาศาสตร์ นำไปสู้การมองหาแนวทางการพัฒนาหลักสูตรวิทยาศาสตร์ และการตัดสินใจของครู 

ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ กับงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษาปัจจุบัน

(History and Philosophy  of  Science and  Science  Education  Research  and Practice Today)

ถึงแม้จะมีคนเพียงส่วนน้อยที่เห็นว่าด้วยกับการนำปรัชญามาใช้ในทางการศึกษา ประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ศึกษา เมื่อวิเคราะห์รายละเอียดในการสร้างทฤษฎีและการพัฒนาความเข้าใจให้ความรู้วิทยาศาสตร์เจริญก้าวหน้า โดยจะเห็นได้จากพัฒนาการทางความคิดทำให้เกิดความสมดุลในบรรยากาศการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

การวิจัยทางการคิดวิทยาศาสตร์ เมื่อทำการศึกษาความเข้าใจวิทยาศาสตร์ของเด็กจะทำให้สามารถนำไปสู่การกำหนดอายุของผู้เรียนที่เหมาะสมกับเนื้อหาวิทยาศาสตร์โดยใช้ epistemological models และแน่นอนทฤษฎีเหล่านี้ยังมีความไม่สมบูรณ์ (White & Frederiksen, 1987) ไม่ต่อเนื่อง (Ranney & Thagard, 1988) แต่ก็ยินยอมให้นักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษาได้ทำการศึกษาปัจจัยหรือมโนมติทางความคิดของผู้เรียนที่ท้าทายให้ผู้เรียนอยากเรียนรู้จากการเตรียมและชี้แนะของครู กับการมีปฏิสัมพันธ์กัน (Linn, 1986), (Novak, 1977) โดยมีการอธิบายถึงปรากฏการณ์ที่ผู้เรียนมีการย้อนคิดถึงประสบการณ์เดิมที่มีอยู่ในขณะเรียน (Carey, 1986) อธิบายว่าการพัฒนาความสามารถในการคิดจะช่วยเปลี่ยนมโนมติได้

อย่างไรก็ตามโครงสร้างเกี่ยวกับทฤษฎีวิทยาศาสตร์กับมโนมติเป็นเรื่องธรรมดามาก (Carey, 1986 ; Giere, 1988) ต้องพิจารณาโครงสร้างอื่นด้วย คือ คุณลักษณะของโครงสร้าง และคุณลักษณะของการพัฒนามโนมติ จากการรับรู้ ทฤษฎีวิทยาศาสตร์ และโครงสร้างทางสมอง

ปัญหาที่พบคือการเชื่อมโยงความรู้ การพัฒนาความรู้ นี่ถือว่าเป็นประเด็นหลักของวิทยาศาสตร์ศึกษา งานวิจัยในอนาคตน่าจะมีลักษณะของการเปลี่ยนมโนมติ (dynamics of conceptual change) โดยใส่เครื่องมือหรือแบบทดสอบเข้าไป ผู้เรียนต้องเข้าใจในความสัมพันธ์ระหว่างตัวความรู้กับวิธีการได้มาซึ่งความรู้อย่างเป็นกระบวนการ(Strike and Posner, 1992 ; Schauble, Klopfer, and Ranghavan, 1990 ; Kuhn et all, 1988 ; Carey et all, 1989) โดยการพิจารณาตัวแทนความเข้าใจ (representation) ในนักเรียนแต่ละช่วงอายุ การพิจารณาความเชื่อมโยงของเหตุการณ์หลายๆ อย่างเข้าด้วยกันจากการสร้างความรู้ด้วยตนเอง (constructivism) และบรรยากาศที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนมโนมติ มีการใช้ข้อมูลจำนวนมากช่วยอธิบายความรู้ สนใจข้อมูลที่ผิดปกติ  (anomalous data) ซึ่งถือว่าเป็นสิ่งสำคัญมาก ที่จะนำไปสู่การสร้างความรู้ใหม่ เพราะความแตกต่างของบุคคลถือเป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่ง

                เนื่องจากเป็นการอธิบายถึงการวิจัยทางประวัติและปรัชญาวิทยาศาสตร์ ทำให้ทราบที่มาของความรู้วิทยาศาสตร์และทิศทางการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษา โดยเฉพาะการทำความเข้าใจในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (nature of science) ธรรมชาติของความรู้วิทยาศาสตร์ ตัวความรู้วิทยาศาสตร์ ซึ่งจะเป็นกรอบให้การทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษามีทิศทาง ช่วยอธิบายความเป็นไปของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น การหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ศึกษา มีการพิจารณาความรู้เชิงลึกของการเรียนวิทยาศาสตร์ พิจาณาการเรียนรู้ การสร้างความรู้ใหม่ ซึ่งสิ่งเหล่านี้ทำให้ทราบว่าแนวโน้มของการทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษานั้นควรศึกษาทางกระบวนการคิด การเปลี่ยนมโนมติ การศึกษาการคิดของคน และต้องคำนึงถึงความเชื่อมโยงของเหตุการณ์หลายๆ อย่างเข้าด้วยกันจากการที่บุคคลสร้างความรู้ด้วยตนเอง (constructivism) เพื่อที่จะนำไปสู่การสร้างความรู้ใหม่

                จากเรื่องนี้สามารถนำไปประกอบการอธิบายที่มาของความรู้วิทยาศาสตร์ ทราบแนวโน้มและทิศทางของการทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์ศึกษาในอนาคต ช่วยให้เห็นข้อพึงระวังในการทำวิจัย เช่น การเห็นว่าความคิดของตนถูกต้อง สิ่งที่เรามองเห็นจะถูกกำหนดโดยสิ่งที่เรารู้ (what we see is determined by what we know)  .