สรุปเนื้อหาชีววิทยา ม.4 เทอม 1

ลำดับตอนที่ #3 : Bio : : 3 : : บทที่ 2 การศึกษาชีววิทยา (การศึกษาวิทยาของนักวิทยาศาสตร์)

การศึกษาวิทยาของนักวิทยาศาสตร์

                ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์แขนงหนึ่ง ดังนั้นการศึกษาต้องใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือในการสืบเสาะแสวงหาความจริงหรือความรู้ต่างๆ

                วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) วิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ค้นคว้าหาความรู้  มีหลักเกณฑ์และวิธีการพื้นฐานดังนี้

1.        การกำหนดปัญหาที่ได้จากการสังเกต (problems and observation)

ปัญหาเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา แต่การตั้งปัญหาที่ดีนั้นทำได้ยาก “การตั้งปัญหานั้นสำคัญกว่าการแก้ปัญหา” อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้พูดไว้  การตั้งปัญหาที่ดีและชัดเจน จะนำไปสู่การแก้ปัญหาได้ ปัญหาที่ดีจะต้องมีความเป็นไปได้ มีคุณค่าต่อการค้นคว้าหาคำตอบและสามารถวางแนวทางในการพิสูจน์เพื่อนหาคำตอบได้

การสังเกต (observation) เป็นลักษณะพื้นฐานของนักวิทยาศาสตร์ นำไปสู่ความอยากรู้อยากเห็น (cruriosity) เมื่อสังเกต ก็จะทำให้อยากรู้อยากเห็น แล้วเกิดปัญหาขึ้นนั่นเอง

การสังเกต เป็นการใช้ประสาทสัมผัสของร่างกายได้แก่ ตา หู จมูก ลิ้นและอวัยวะสัมผัส และความคิดของสมอง ข้อสำคัญคือ อย่าเอาความคิดเห็นส่วนตัวไปอธิบายสิ่งที่ได้จากการสังเกต เพราะทำให้ข้อเท็จจริงที่ได้จากากรสังเกตไม่ตรงตามความเป็นจริง

2.        การตั้งสมมติฐาน (creative hypothesis)

 เป็นการพยายามหาคำตอบหรือคำอธิบาย ซึ่งอาจเกิดจากการคาดคะเน หรือสมมติขึ้นมา ซึ่งอาจะเป็นจริงหรือไม่ก็ได้  ดังนั้นสมมติฐานจึงเป็นคำตอบปัญหาชั่วคราว การตั้งสมมติฐานนิยมใช้  “ถ้า..............ดังนั้น..............”

แสงสว่างเกี่ยวข้องกับการเจริญงอกงามของหญ้าหรือไม่

สมมติฐาน           - ถ้า แสงสว่างเกี่ยวข้องกับการเจริญงอกงามของหญ้า ดังนั้น หญ้าที่ได้รับแสงสว่างจะเจริญงอกงาม

- ถ้า แสงสว่างไม่เกี่ยวข้องกับการเจริญงอกงามของหญ้า ดังนั้น หญ้าที่ไม่ได้รับแสงสว่างจะเจริญงอกงาม

                                รวมได้ว่า ถ้า แสงสว่างเกี่ยวข้องการเจริญงอกงามของหญ้า ดังนั้น หญ้าที่ได้รับแสงสว่างจะเจริญงอกงาม และหญ้าที่ไม่ได้รับแสงสว่างจะไม่เจริญงอกงาม

3.        การตรวจสอบสมมติฐาน (testing the hypothesis)

สมมติฐานที่ตั้งขึ้นอาจมีมากกว่าหนึ่งได้  แล้วนำสมมติฐานที่ตั้งขึ้นมาตรวจสอบและหาความสัมพันธ์ ดูว่าสมมติฐานอันใดน่าจะเป็นจริงได้ หรืออันไหนเป็นจริงได้ยาก หรือไม่ได้เลย  การตรวจสอบสมมติฐานทำได้หลายอย่าง การทดลอง (experiment) สำรวจ (survey) หรือค้นคว้าเพิ่มเติมจากงานวิจัยอื่นๆ หรือใช้ทั้ง 3 อย่าง

การทดลองเป็นวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้กันมาก เพราะเชื่อได้โดยไม่มีข้อโต้แย้ง จะต้องเป็นการทดลองการควบคุม (controlled experiment) ซึ่งหมายถึงการทดลองที่ต้องมีการควบคุมตัวแปร หรือปัจจัยต่างๆ ยกเว้น ปัจจัยที่ต้องการทดสอบเท่านั้น และต้องมีการแบ่งกลุ่มทดลองเป็น 2 กลุ่ม

-          กลุ่มทดลอง (experiment group) คือมีการเปลี่ยนแปลงต่างจากความเป็นจริงๆ (เปลี่ยนแปลงตัวแปรต้นที่เราต้องการศึกษา)

-          กลุ่มควบคุม (control group) คือกลุ่มที่อยู่ในสภาพปรกติ

ตัวแปร

1.        ตัวแปรอิสระ (independent variable) คือ ตัวแปรที่เราต้องการศึกษาโดยผู้ทำการทดลองเป็นผู้กำหนด

2.        ตัวแปรตาม (dependent variable) คือ ตัวแปรที่แปรเปลี่ยนไปตามตัวแปรอิสระ

3.        ตัวแปรคงที่ หรือตัวแปรที่ต้องควบคุม (controlled variable) คือ ตัวแปรอื่นๆที่เราไม่ต้องการให้มีผลต่อการทดลอง ต้องควบคุมตลอดการทดลอง

4.        การเก็บรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ข้อมูล (collecting data and analysis data)

การแปลผลและสรุปผลการทดลองก็คือการวิเคราะห์ (analysis) ผลการทดลองนั้นว่ามีความเป็นไปได้ตามสมมติฐานที่ตั้งไว้หรือไม่

5.        สรุปผลการทดลอง (conclusion)

เมื่อเก็บข้อมูลและวิเคราะห์ได้แล้ว จึงแปลผล และสรุปผลการทดลองเพื่อเป็นคำตอบของปัญหา

                กฎ (law) คือ ความจริงพื้นฐาน (principle) โดยมีความเป็นจริงในตัวของมันเองสามารถทดสอบได้และได้ผลเหมือนเดิมทุกครั้งโดยไม่มีข้อโต้แย้ง

                ทฤษฎี (theory) คือ สมมติฐานที่ได้รับการตรวจสอบและทดลองหลายครั้งหลายหน จนสามารถอธิบายข้อเท็จจริง สามารถคาดคะเนทำนายเหตุการณ์ทั่วๆไป และมีเหตุผลจนเป็นที่ยอมรับของคนทั่วไป