"Science: A way of explanating the natural world"
มนุษย์พยายามจะอธิบายและเรียนรู้เกี่ยวกับธรรมชาติ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นวิธีการที่น่าสนใจและยังใช้ได้ดีในการทำสิ่งนี้
"ควารู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับธรรมชาติมีพื้นฐานมาจากการสังเกตและการทดลอง ในการอธิบายการทำงานของธรรมชาตินั้นต้องประเมินผลต้องข้อมูลเชิงประจักษ์"
Bybee เขียนถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่เรามักจะเจอในคู่มือหรือข้อแนะนำที่มีอยู่ทั่วไป เริ่มต้นด้วยการสังเกต, ตั้งสมมติฐาน สมมติฐานต้องมีลักษณะ "ถ้า...ดังนั้น" (If-then) สมติฐานคือการทำนายอย่างมีคุณภาพสามารถ ทดสอบหรือหรือยืนยันด้วยการสืบค้นหาความจริงต่อไป (investigations) กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นทั้งตรรกศาสตร์ รูปธรรมและนามธรรม ส่วนมากของหนังสือเรียนและการสอนนักเรียน กระบวนการทางวิทยาศาสตร์จะเป็นอย่างที่กล่าวมา
"ถูก แต่ยังไม่ทั้งหมด"
ลองมาดูกันสักตัวอย่าง Einstein ไม่ได้เริ่มต้นด้วยการสังเกตและการทดลอง แสดงให้เห็นว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่เรารู้กันอยู่ยังไม่หลากหลายในแต่ละวิชา เช่น ส่วนของฟิสิกส์และระบบนิเวศ นักวิวัฒนาการต้องพิจารณาความเปลี่ยนแปลงของประชาชนในมาตรเวลาที่ยาวนานในขณะที่นักชีวโมเลกุล ศึกษาความเข้าใจหน้าที่ของเซลล์จากรุปแบบการวิวัฒนาการในปัจจุบัน
ความแตกต่างของหลักการที่มาจากการตั้งคำถามของแต่ละวิชาแสดงให้เห็นว่า การสืบเสาะเป็นสิ่งที่สำคัญ นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะพัฒนาความเข้าใจและอธิบายเกี่ยวกับธรรมชาติของโลก โดยการใช้เหตุผลที่ตั้งอยู่บนข้อมูลเชิงประจักษ์สร้างคำอธิบายนั้น โดยหลีกเลี่ยงความคิดเห็นส่วนตัว วิธีการอธบายข้อสงสัยของนักวิทยาศาสตร์นั่นแหละคือกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ สรุปก็คือการใช้วิธีการที่เหมาะสมในการอธิบาย โดยใช้ข้อมูล การจินตนาการตรรก และนำเสนอต่อสารธารณะ วิทยาศาสตร์คือกิจกรรมของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์จะแลกเปลี่ยนข้อสัณนิษฐานที่จำเป็นในการค้นหาข้อมูล พัฒนาตรรกะและอธิบายจากหลักฐาน แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้ความสามารถ การจินตนาการ ความเชี่ยวชาญในงานและความกระตือรือร้น
รูปแบบการทำงานของนักวิทยาศาสตร์คล้ายๆกับนักเรียนสองกลุ่ม กลุ่มแรกจะอธิบายอย่างรอบคอบจากผลการทดลอง ในขณะอีกกลุ่มจะอธิบายอย่างกล้าหาญ การอภิปรายนี้จะนำไปสู่สิ่งที่เราต้องการจัดเตรียมให้ผู้เรียนมีมุมมองที่กว้างขึ้นในการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์(scientific inquiry) และธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (nature of science)
Prof.Bybee ชวนเราไปคิดต่อเกี่ยวกับ การสืบเสาะ : เป้าหมายของวิทยาศาสตร์และวิธีการสอน
หลักสูตรมารตฐานการศึการแกนกลาง มีตัวชี้วัดและมาตรฐานการเรียนรู้เป็นเป้าหมายของครูที่จะต้องออกแบบโปรแกรมการเรียนการสอนที่นำไปผู้เรียนไปสู่จุดหมาย สิ่งแรกที่ครูสามารถทำได้คือระบุผลการศึกษา (educational outcome) วิธีการที่เหมาะสมในการวัดผลสัมฤทธิของผู้เรียน และการวัดระดับความตั้งใจของผู้เรียน
Prof.Bybee พยายามอธิบายให้คุณครูเข้าใจของมาตรฐานของการสืบเสาะที่กำหนดมาดังนี้ มาดูตัวอย่างแรกกันค่ะ
มาตรฐานการสอนวิทยศาสตร์ในเกรด 5-8
กิจกรรมในเกรด 5-8 ควรได้รับการพัฒนาคือ ความสามารถจำเป็นในการปฏิบัติกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ และความเข้าใจเกี่ยวกับการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์
ซึ่งมาตรฐานกสำหรับเกรด 4, 9-12 ก็จะคล้ายๆกัน ซึ่งลักษณะก็จะคล้ายๆกับหลักสูตรแกนกลางของประเทศเราค่ะ (เอ่อ....ก็เราใช้รูปแบบการศึกษาตามอเมริกาเนาะ)
ความสามารถที่จำเป็นในกระบวนการสืบเสาะ(Ability Necessary to Do Scientific Inquiry) |
ความเข้าใจกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์(Understandings about Scientific Inquiry) |
ระบุคำถามที่สามารถตอบได้กระบวนการตรวจสอบ
|
ความแตกต่างของคำถาม, ความแตกต่างของการตรวจสอบหาความจริงทางวิทยาศาสตร์ |
ออกแบบและดำเนินการตรวจสอบ
|
ความรู้วทิยาศาสตร์ในปัจจุบันและเข้าใจแนวทางของการตรวจสอบหาความจริงทางวิทยาศาสตร์ |
ใช้เครื่องมือและเทคนิคที่เหมาะสมในการเก็บรวบรวมข้อมูลวิเคราะห์และตีความข้อมูล |
คณิตศาสตร์มีความสำคัญในกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ |
พัฒนาการบรรยาย, การอธิบาย,การทำนายและโมเดล
|
เทคโนโลยีใช้ในการรวบรวมข้อมูลช่วยให้เกิดความแม่นยำและวิเคราะห์ข้อมูล |
คิดอย่างมีวิจารณญาณและตรรกะในการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างหลักฐานและการอธิบาย |
การอธิบายทางวิทยาศาสตร์ให้ความสำคัญที่หลักฐาน,
|
รับรู้และวิเคราะห์ทางเลือกในการอธิบายและทำนาย |
วิทยาศาสตร์ขั้นสูงมีความโปร่งใส |
สื่อสารกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และการอธิบาย |
การตรวจสอบหาความจริงทางวิทยาศาสตร์บางครั้งผลที่ได้เป็นความคิดใหม่และปรากฏการณ์ จะช่วยสร้างวิธีการหรือปรากฏการณ์ใหม่ๆในการตรวจสอบหาความจริงหรือพัฒนาเทคนิคใหม่ๆเพื่อพัฒนาการเก็บรวบรวมข้อมูล |
ใช้คณิตศาสตร์ในกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ |
|
มาดูตารางที่ 2 ที่จะสรุปความคิดที่เป็นกุญแจจากมาตรฐาน ในมาตรฐานแรกอ้างอิงถึงโปรแกรมการสืบเสาะเป็นฐานของผู้เรียน คือ Science as Inquiry เพราะเป็นผลของการสอนและการเรียนรู้ มาตรฐานการสอนแสดงถึงความหลากหลายของปัจจัยที่จะส่งเสริมให้เกิดผลคือ การอำนวยความสะดวก การเรียนรู้ การวัดผล การจัดเตรียมเวลา สถานที่และแหล่งข้อมูล การพัฒนาสังคมของผู้เรียนและการออกแบบโปรแกรมการสอน
A ครูจัดเตรียมโปรแกรมการสอนแบบสืบเสาะเป็นฐานสำหรับผู้เรียนของตนเอง |
B ครูเป็นผู้แนะนำและอำนวยความสะดวก |
C ครูต้องสนใจการดำเนินการวัดการสอนและการเรียนรู้ของผู้เรียน |
D ครูต้องออกแบบและจัดการสิ่งแวดล้อมที่จัดเตรียมใหเผู้เรียน เช่น เวลา สถานที่ และทรัพยากรที่จำเป็นต่อการเรียนรู้ |
E ครูพัฒนาการสังคมของนักเรียนที่ช่วยสะท้อนผลทางปัญญาในกระบวนการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์และเจตคติ คุณค่าทางสังคมในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ |
F ครูจัดกิจกรรมแบบมีส่วนร่วมในการวางแผนและพัฒนาโปรแกรมการสอนวิทยาศาสตร์ |
เดี๋ยวอันนี้จบแค่นี้ก่อนนะค่ะ ฝากคุณครูไปคิดต่อว่า เราเคยเอามาตรฐาน ชี้วัด ของหลักสูตรแกนกลางมาศึกษาอย่างจริงจังไหมนะ จริงๆแล้วเค้าต้องการให้เด็กเกิดอะไร และที่สำคัญเราได้รับโอกาสให้เป็นผู้ออกแบบโปรแกรมสำหรับนักเรียนของเราอย่างเต็มที่ เราได้ใช้โอกาสอย่างคุ้มค่าหรือยังค่ะ
ไม่มีความเห็น