BlogGang.com : : scimovie : ขั้นตอนของโครงงานวิทยาศาสตร์

ขั้นตอนของโครงงานวิทยาศาสตร์

โดยทั่วไปแล้วการทำโครงงานวิทยาศาสตร์จะประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ๆ 4 ขั้นคือ การเฝ้าสังเกต ตั้งสมมุติฐาน ควบคุมการทดลอง และสรุปผล แต่ที่จริงแล้วการดำเนินการทดลองจะประกอบด้วยขั้นตอนมากกว่านั้น ดังที่จะแสดงต่อไปนี้

1. เฝ้าสังเกต
คุณสังเกตเห็นบางสิ่งที่น่าสนใจ และสงสัยว่าทำไมสิ่งนั้นจึงเกิดขึ้น คุณอยากจะทราบสาเหตุ คุณอยากรู้ว่าของบางสิ่งทำงานอย่างไร และทำไมจึงทำงานได้ คุณได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่คุณสังเกต และต้องการที่จะตรวจสอบ ขั้นตอนแรกคุณจึงต้องสังเกตและเขียนบันทึกสิ่งที่คุณสังเกตเห็นให้ชัดเจน

2. รวบรวมข้อมูล
ทำการค้นคว้าหาข้อมูลในสิ่งที่คุณต้องการตรวจสอบโดยการ อ่านหนังสือ อ่านวารสาร หรือสอบถามผู้รู้เกี่ยวกับสิ่งนั้น สุดท้ายอย่าลืมบันทึกแหล่งที่มาของข้อมูลด้วย

3. ตั้งชื่อเรื่อง
การตั้งชื่อเรื่อง ควรจะต้องสั้น และ บอกสาระสำคัญที่คุณกำลังตรวจสอบ

4. วัตถุประสงค์
คุณต้องการตรวจสอบอะไร โดยวิธีการอย่างไร และผลที่ได้นำไปใช้ทำอะไรหรือไม่ คุณจะต้องเขียนแสดงสิ่งเหล่านี้ออกมา โดยใช้ข้อมูลจากการสังเกต และการหาข้อมูลเบื้องต้นของคุณ

5. เลือกตัวแปร
จากข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมไว้เกี่ยวกับสิ่งที่คุณต้องการตรวจสอบ พิจารณาเลือกว่าตัวแปรอะไรที่มีผลต่อระบบ ก่อนที่จะตั้งสมมุติฐานต่อไป

6. ตั้งสมมุติฐาน
เมื่อคุณศึกษาตัวแปรที่คิดว่าเกี่ยวข้องกับระบบ แล้ว จงคิดถึงการทดลองที่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรครั้งละหนึ่งตัวแปร (กรณีที่มีตัวแปรมากกว่าหนึ่งตัวแปร) ทั้งนี้เพราะถ้าคุณทดลองโดยเปลี่ยนค่าตัวแปรไปทีละมากกว่าหนึ่งตัวแปร คุณก็จะไม่สามารถทราบได้ว่าตัวแปรใดเป็นตัวแปรที่ทำให้เกิดผลต่อระบบ บางครั้งตัวแปร 2 ตัวในระบบเดียวกันจะมีผลร่วมกัน ดังนั้นคุณจะต้องพยายามเลือกใช้ตัวแปรที่ไม่มีผลร่วมกับตัวแปรอื่น ถึงจุดนี้ คุณก็พร้อมแล้วที่จะเปลี่ยนคำถามเป็นสมมุติฐาน ซึ่งสมมุติฐานก็คือคำถาม (หรือคำตอบที่สมมุติขึ้น) ที่สามารถทดสอบได้ด้วยการทำการทดลอง ในโครงงานวิทยาศาสตร์หนึ่ง คุณอาจจะตั้งคำถามได้หลายคำถาม ในแต่ละคำถาม หรือข้อสงสัยก็จะมี 1 สมมุติฐาน ดังนั้นคุณสามารถทำเป็นรายการของสมมุติฐาน แต่ละสมมุติฐาน คุณสามารถออกแบบการทดลองเพื่อการพิสูจน์โดยเลือกตัวแปรในการทำการทดลองที่เหมาะสม

7. ออกแบบการทดลอง
ทำรายการสิ่งที่ต้องทำทีละขั้นเพื่อหาคำตอบแก่คำถามที่คุณตั้งไว้ รายการนี้คือกรรมวิธีทดลองนั่นเอง สำหรับการทดลองที่มีคำตอบที่เชื่อถือได้ จะต้องมีสิ่งที่เรียกว่า ตัวควบคุม (control) ซึ่งตัวควบคุมนี้ก็คือการทดลองที่ทำไปโดยไม่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรที่ใช้ในการทดลอง ทั้งนี้ก็เพื่อทำให้เกิดเป็นตัวเปรียบเทียบหรืออ้างอิงให้เห็นความแตกต่างระหว่างการทดลองที่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรและไม่มีการเปลี่ยนตัวแปร ซึ่งจะทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าระบบมีผลลัพธ์แปรตามตัวแปรการทดลองหรือไม่
ยกตัวอย่าง เช่น ในการปรุงอาหารสูตร ก เรามีสมมุติฐานว่า ถ้าใส่ผงชูรสลงไปจะทำให้อร่อยขึ้น เมื่อทำการทดลองเราจะต้องมีการเปลี่ยนค่าตัวแปร คือใส่ผงชูรสลงไปในสูตรอาหารที่ความเข้มข้นต่างๆ และการทดลองที่เป็นตัวควบคุมคือไม่ใส่ผงชูรสลงในสูตรอาหารนั้นเลย จากนั้นจึงนำสูตรอาหารที่เตรียมขึ้นมาวัดค่าความอร่อยเปรียบเทียบกัน
นอกจากนี้การทำการทดลองจะต้องมีการทำซ้ำเพื่อยืนยันการได้ค่าเดิม (reproducible) ซึ่งการทำซ้ำนี้จะช่วยลดค่าความผิดพลาดที่เกิดจากการทดลองด้วย
สรุปแล้วการออกแบบการทดลองให้คำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้ตามลำดับ
- ตัวแปรมีหลายตัวแปร แต่ตัวแปรที่คุณเลืออกมาใช้จะต้องช่วยคุณตอบปํญหาที่ตั้งไว้
- เปลี่ยนค่าตัวแปรเพียงตัวเดียวในการทดลอองแต่ละครั้ง
- ในกรรมวิธีที่คุณเขียนขึ้นจะต้องบอกถึงววิธีการเปลี่ยนค่าตัวแปรนี้ว่าคุณทำอย่างไร
- ในกรรมวิธียังต้องบอกวิธีการวัดปริมาณขอองผลลัพธ์ที่เปลี่ยนไปว่าคุณวัดอย่างไร
- ในการทดลองจะต้องมีตัวควบคุม เพื่อเป็นตตัวเปรียบเทียบ ทำให้คุณทราบว่าตัวแปรทดลองของคุณมีผลต่อระบบจริงหรือไม่

8. จัดหาวัสดุ และอุปกรณ์
ทำบัญชีรายชื่อของสิ่งที่คุณต้องการใช้ในการทดลอง แล้วทำการจัดหามา หลายสิ่งอาจจะมีอยู่แล้วในสถานการศึกษาของคุณเอง วัสดุหรือสารเคมีถ้าเป็นเกรดที่ใช้ในอุตสาหกรรม จะมีราคาถูกกว่าเกรดที่บริสุทธิ์สูงที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมีอยู่ค่อนข้างมาก ฉะนั้นขอให้พิจารณาประกอบกันไปด้วย ส่วนสารเคมีที่มีความบริสุทธิ์สูง และราคาแพงหาซื้อได้จากตัวแทนจำหน่ายสารเคมี และอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ สารเคมีที่ความบริสุทธิ์ปานกลาง (มักจะมีจุดประสงค์ใช้ในการศึกษาระดับโรงเรียน) หาซื้อได้จากร้านขายอุปกรณ์การศึกษาขนาดใหญ่ เช่น ร้านศึกษาภัณฑ์ สารเคมีเกรดอุตสาหกรรมอาจจะติดต่อขอตัวอย่างสารได้ฟรีจากตัวแทนจำหน่ายบางร้าน (เป็นการส่งเสริมการขาย) ซึ่งบรรดาตัวแทนจำหน่ายต่างๆนี้คุณสามารถเสาะหาติดต่อได้จากสมุดโทรศัพท์หน้าเหลือง

9. ทำการทดลอง และบันทึกข้อมูล
บ่อยครั้งที่การทดลองจะทำเป็นชุดการทดลอง ใน 1 ชุดการทดลองประกอบด้วยการทดลองย่อยๆที่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรให้แปรผันไม่เท่ากันในแต่ละการทดลองย่อย ตัวอย่างเช่นคุณศึกษาผลของเกลือแกงในการเปลี่ยนแปลงจุดเดือดของสารละลาย ในการทดลองนี้คุณอาจจะแบ่งเป็นการทดลองย่อย 5 การทดลอง โดยแต่ละการทดลองประกอบด้วยสารละลายซึ่งเตรียมขึ้นโดยเติมเกลือที่เข้มข้นไม่เท่ากัน เช่น 1% 2% 3% 4% และ 5% ตามลำดับ จากนั้นคุณจึงวัดจุดเดือดของสารละลายทั้ง 5
การบันทึกข้อมูลควรจะทำเป็นตาราง สิ่งที่คุณบันทึกในขั้นนี้ถือเป็นข้อมูลดิบ ซึ่งมักจะได้แก่ค่าต่อไปนี้ ปริมาณสารเคมีที่ใช้ ระยะเวลาที่ใช้ ค่าที่วัดได้ ข้อมูลดิบเหล่านี้จะต้องผ่านการคำนวณ หรือประมวลผลเสียก่อนจึงจะสรุปเป็นผลการทดลองได้

10. บันทึกข้อสังเกต
ระหว่างทำการทดลองให้สังเกต และบันทึกเป็นข้อสังเกตไว้ เช่น ปัญหาที่พบ สิ่งที่น่าสนใจทุกอย่างที่คุณทำ และทุกอย่างที่เกิดขึ้น ข้อสังเกตเหล่านี้มีประโยชน์อย่างมากเมื่อคุณเขียนบทสรุป หรือเมื่อต้องการวิเคราะห์หาข้อผิดพลาดจากการทดลอง

11. คำนวณ
นำข้อมูลดิบมาคำนวณได้เป็นตัวเลขที่คุณพร้อมจะนำไปเขียนบทสรุป ยกตัวอย่าง เช่น คุณชั่งภาชนะ แล้วบันทึกในช่องข้อมูลดิบคือ "น้ำหนักภาชนะ" จากนั้นคุณเติมดินลงไปจำนวนหนึ่ง แล้วนำภาชนะไปชั่งน้ำหนักอีกครั้งแล้วบันทึกในช่องข้อมูลดิบช่อง "น้ำหนักภาชนะ + ดิน" ในภาคการคำนวณ คุณต้องคำนวณหาว่าใช้ดินไปเป็นจำนวนเท่าไรในการทดลองแต่ละครั้งโดยการคำนวณดังนี้
(น้ำหนักภาชนะ + ดิน) - (น้ำหนักภาชนะ) = น้ำหนักของดินที่ใช้
ผลของการคำนวณที่ได้ให้นำไปบันทึกในช่องผลลัพธ์ของตารางในช่อง "น้ำหนักของดินที่ใช้"

12. รวบรวมผลลัพธ์
นำผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นมาแสดงในรูปของตัวเลขในตาราง หรือกราฟ หรืออาจจะอยู่ในรูปคำบรรยายสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลอง

13. เขียนบทสรุป
ผลลัพธ์และการคำนวณที่ได้จากการทดลองทำให้คุณสามารถเห็นแนวโน้มของตัวแปรต่างๆที่ทำให้เกิดผลต่างๆในการทดลอง ด้วยแนวโน้มนี้ คุณสามารถเขียนสรุปเกี่ยวกับระบบที่ศึกษา ซึ่งข้อสรุปนี้ทำให้เราสามารถพิสูจน์สมมุติฐานว่าถูกต้องหรือไม่
นอกจากนี้ในบทสรุปยังมักจะมีสิ่งต่อไปนี้
- ถ้าสมมุติฐานของคุณไม่ถูกต้อง คำตอบที่แแท้ควรจะเป็นอะไร
- ประมวลความยากหรือปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่่างทำการทดลอง เพื่อเป็นแนวทางปรับปรุงแก้ไขใน การทำการทดลองคราวหน้า
- คุณต้องการเปลี่ยนแปลงกรรมวิธีทดลอง และะทำการทดลองนี้ซ้ำอีกหรือไม่
- อะไรที่คุณคิดว่าจะทดลองแตกต่างออกไปในกการทดลองคราวหน้า
- บันทึกรายการสิ่งที่คุณได้เรียนรู้
- พยายามตอบคำถามที่เกิดขึ้นใหม่จากการทดลลอง เพื่อตั้งสมมุติฐานที่สามารถทำการทดสอบได้อีก ในคราวต่อไป

Create Date : 20 พฤศจิกายน 2550

Last Update : 20 พฤศจิกายน 2550 21:40:26 น.

0 comments

Counter : 894 Pageviews.