Scientific Method สิ่งที่ใช้ได้จริงตั้งแต่วัยเรียนจนวัยทำงาน
เราจะเห็นภาพรวมของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่มีขั้นตอนหลัก 5 ข้อ ได้แก่
- การกำหนดปัญหา
- การตั้งสมมติฐาน
- การตรวจสอบสมมติฐาน
- การวิเคราะห์ข้อมูล
- การสรุปผล
ภาพที่ 2 ขั้นตอนทั้ง 5 ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
ที่มา ภิเษก ทัศนะนาคะจิตต์
เพราะความอยากรู้ สำคัญกว่าความรู้จึงต้อง “กำหนดปัญหา”
คุณสมบัติหนึ่งของนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญมากอย่างหนึ่งคือการมีทักษะการช่างสังเกต สงสัย ตั้งคำถามต่อสิ่งที่ดำเนินอยู่รอบตัวอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งเหตุการณ์ที่ถูกยกขึ้นมาเป็นตัวอย่างสำหรับข้อนี้บ่อย ๆ น่าจะเป็นเหตุการณ์ที่ผลแอปเปิลตกใส่ศีรษะของ ไอแซค นิวตัน ในขณะที่กำลังอ่านหนังสือ ที่ถ้าเป็นคนอื่น ๆ ก็คงจะปล่อยผ่านเหตุการณ์นี้ไปและคิดว่าเป็นโชคร้าย แต่ไม่ใช่สำหรับนิวตันที่ตั้งคำถามต่อการร่วงหล่นของวัตถุว่า “ทำไมวัตถุต่าง ๆ ถึงตกลงสู่พื้นดินไม่ลอยขึ้นสู่ท้องฟ้า” ซึ่งการตั้งคำถามแบบนี้ในยุคนั้นน่าจะถูกมองว่าเป็นคนประหลาดมิใช่น้อย เพราะทุกคนต่างรู้และทราบดีว่าของมันต้องหล่นลงพื้นอยู่แล้ว ไม่มีทางที่จะปล่อยจากมือหรือหลุดจากต้นแล้วลอยขึ้นสู่ท้องฟ้าได้เด็ดขาด แต่ก็เพราะการสงสัยในเรื่องธรรมดามาก ๆ แบบนี้ที่นำไปสู่การค้นพบที่ยิ่งใหญ่และเปลี่ยนความเข้าใจของคนทั้งโลกได้ในเวลาอันสั้น
การคาดเดาคำตอบเป็นการฝึกกระบวนการคิดที่สำคัญ
การตั้งสมมติฐานคือการอาศัยหลักการคิด ประสบการณ์ และทฤษฎีต่าง ๆ มาเพื่อใช้ในการพยากรณ์คำตอบไว้ล่วงหน้าโดยสามารถตั้งไว้หลาย ๆ สมมติฐานได้แต่จะต้องไม่มีอคติหรือยึดติดต่อสมมติฐานข้อใดเป็นพิเศษเพื่อให้การทดลองเป็นไปอย่างเที่ยงตรง
การทดลองกุญแจดอกแรกที่ไขเปิดทุกความสำเร็จ
สมมติฐานที่ดีจะเป็นแนวทางสู่การออกแบบการทดลองที่ดีเพราะจะทำให้สามารถกำหนดขอบเขตของการทดลองได้ มุ่งไปสู่การหาคำตอบได้อย่างแม่นยำ ไม่ออกนอกประเด็น และในท้ายสุดก็จะนำไปสู่การตรวจสอบกับสมมติฐานตั้งต้น ซึ่งเทคนิคในการออกแบบการทดลองอย่างเป็นระบบนั้นมี 7 ข้อ ได้แก่
- การบอกขั้นตอนชัดเจน
- การอธิบายการทำงานของแต่ละขั้นตอนชัดเจน
- สามารถทำซ้ำการทดลองได้
- สามารถตรวจสอบความถูกต้องได้
- สามารถประเมินผลเพื่อปรับให้ดีขึ้นได้
- สามารถเข้าใจได้โดยง่าย
- มีความทันสมัยของวิธีการทดลอง
และในการทดลองสิ่งสำคัญมากอีกสิ่หนึ่งคือ ตัวแปร (Variable) หรือคือสิ่งที่มีอิทธิพลต่อการทดลอง ซึ่งควรจะมีไม่มาก ตัวแปรแบ่งเป็น 3 ชนิด คือ
1) ตัวแปรต้น, ตัวแปรอิสระ (Independent variable) คือ ตัวแปรที่ต้องศึกษาทำการตรวจสอบและดูผลของมัน เป็นตัวแปรที่เรากำหนดขึ้นมา เป็นตัวแปรที่ไม่อยู่ในความควบคุมของตัวแปรใด ๆ
2) ตัวแปรตาม (Dependent variable) คือ ตัวแปรที่ไม่มีความเป็นอิสระในตัวมันเอง เปลี่ยนแปลงไปตามตัวแปรอิสระเพราะเป็นผลของตัวแปรอิสระ
3) ตัวแปรควบคุม (Controlled variable) หมายถึงสิ่งอื่น ๆ นอกจากตัวแปรต้น ที่ทำให้ผลการทดลองคลาดเคลื่อนแต่เราควบคุมให้คงที่ตลอดการทดลอง เนื่องจากยังไม่ต้องการศึกษา
แหล่งที่มา
Sciencebuddies. (Unknown). Steps of the Scientific Method. Retrieved Sep 30, 2019, from https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/science-fair/steps-of-the-scientific-method#experiment
Lisa Roundy. (Unknown). What is a Hypothesis? – Definition & Explanation. Retrieved Sep 30, 2019, from https://study.com/academy/lesson/what-is-a-hypothesis-definition-lesson-quiz.html
Khan Academy. (Unknown). The scientific method. Retrieved Sep 30, 2019, from https://www.khanacademy.org/science/high-school-biology/hs-biology-foundations/hs-biology-and-the-scientific-method/a/the-science-of-biology
