วันอังคารที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2552

Science Literacy

การรู้วิทยาศาสตร์ (Scientific literacy) เป็นความรอบรู้เชิงวิทยาศาสตร์หรือการรู้เชิงวิทยาศาสตร์ ซึ่งหมายถึง การที่บุคคลสามารถเข้าใจในทุกแง่มุมของความรู้วิทยาศาสตร์ ทั้งความเป็นธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ทัศนคติเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ หมายถึงการที่บุคคลสามารถเข้าใจในมวลความรู้ทางวิทยาศาสตร์ อย่างถ่องแท้ ลึกซึ้ง จนสามารถนำเอาความรู้นั้นไปใช้ในการตัดสินใจแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น สามารถนำไปใช้ดำเนินชีวิตได้อย่างเหมาะสม สอดคล้องกับสภาพเศรษฐกิจ สังคมและวัฒนธรรมทั้งด้านธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (Nature of Science) ด้านความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (Science Knowledge) และด้านจิตวิทยาศาสตร์ (Habits of Mind) การสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ การดำเนินกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ ข้อเท็จจริง มโนมติ หลักการ และจิตวิทยาศาสตร์ จนกระทั่งสามารถนำไปปรับใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างถูกต้อง เหมาะสม สอดคล้องกับสภาพเศรษฐกิจ สังคม และวัฒนธรรมได้เป็นอย่างดี ดังนั้นในการที่จะสอนการรู้วิทยาศาสตร์ (Scientific Literacy) จึงควรมีมุมมองและทำความเข้าใจในเรื่องต่างๆ ดังนี้
- สอนให้เข้าในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (Nature of Science) โดยควรสอนให้เข้าใจในเนื้อหาวิทยาศาสตร์ควบคู่ไปกับการชี้ให้เห็นธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ สอนให้เกิดทั้งความรู้ที่เกี่ยวกับข้อเท็จจริง หลักการ และทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ (knowledge of science) และวิธีที่จะให้ได้มาซึ่งความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ปะวัติวิทยาศาสตร์ ปรัชญาวิทยาศาสตร์ วัฒนธรรมประเพณีที่มีวิทยาศาสตร์เข้าไปเกี่ยวข้อง (knowledge about science) ตลอดจนความสามารถในการประยุกต์ใช้ความรู้ในสถานการณ์ต่าง ในชีวิตประจำวัน ถ้าเราชี้ให้ผู้เรียนเห็นว่าวิทยาศาสตร์คืออะไร เทคโนโลยีคืออะไร สังคมคืออะไร วัฒนธรรมคืออะไร ทุกอย่างจะทำให้เกิดการรู้วิทยาศาสตร์ (Scientific Literacy) ซึ่งหมายถึงการรู้ การใช้ การตัดสินใจ ความมีเหตุมีผล การคิดแบบวิทยาศาสตร์ และการใช้ข้อมูลในการตัดสินใจ เกิด Culture of Science แบบใหม่ คือ เปลี่ยนวัฒนธรรมการสอนวิทยาศาสตร์จากการสอนแบบบอกเนื้อหาเพียงอย่างเดียว เป็นการสอนเนื้อหาพร้อมกับชี้ให้เห็นกระบวนการให้ได้มาซึ่งความรู้วิทยาศาสตร์ ให้มีการอภิปราย ขบคิดเกี่ยวกับความเป็นวิทยาศาสตร์ด้วย
- สอนให้เกิดจิตวิทยาศาสตร์ (Habits of mind) ต้องสอนเรื่องราวที่เกี่ยวกับ ประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์(History) ปรัชญาวิทยาศาสตร์ (Philosophy) และ สังคมวิทยา (Sociology) ให้กับผู้เรียนเพื่อให้เห็นคุณค่าของวิทยาศาสตร์ มีเจตคติที่ดีต่อวิทยาศาสตร์ นอกจากนั้นยังช่วยในการนำเอาทักษะวิทยาศาสตร์มาใช้อีกด้วย เช่น การสื่อสาร การใช้ภาษา การสังเกต การจัดการ การประเมินค่า การคำนวณ การคิดวิเคราะห์ ตลอดจนตระหนักและตัดสินใจเลือกแนวทางการแก้ปัญหาที่เหมาะสม สมเหตุสมผล คำนึงถึงผลกระทบของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีต่อสังคม (Impact of science and technology on society)
- สอนให้เปลี่ยนกระบวนทัศน์ใหม่ (Paradigm Shift) จากที่เคยรอรับความรู้เพียงฝ่ายเดียว ให้ปรับเปลี่ยนแนวคิดที่จะค้นหาความรู้ด้วยตนเอง เมื่อเจอปัญหาสามารถศึกษา และหาสาเหตุของปัญหา หาแนวทางแก้ปัญหา เก็บรวบรวมข้อมูล ตรวจสอบ สรุป วิเคราะห์ สังเคราะห์ สร้างเป็นความรู้ของตนเองได้ (constructivist practice in science) จะทำให้เกิดความคงทนของความรู้ และอาจได้ความรู้ใหม่ วิธีการหาความรู้แบบใหม่ต่อไป

ที่มา : http://gotoknow.org/blog/brochill/278247

Nature of Science

เนื่องจากเป้าหมายของการเรียนวิทยาศาสตร์ คือให้มีคุณสมบัติของผู้รู้วิทยาศาสตร์(Scientific Literacy) คือ มีความรู้ความเข้าใจในธรรมชาติวิทยาศาสตร์ การจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ของครูจึงจำเป็นที่จะต้องให้สอดคล้องเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อผู้เรียนได้เข้าใจในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ด้วย ในหลักสูตรการศึกษาจึงมีการกำหนดให้มีสาระการเรียนรู้ที่ 8 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งปกติแล้ว ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์(Nature of Science) มีอยู่ในทุกสาระการเรียนรู้อยู่แล้ว หรือมีอยู่ในทุกเหตุการณ์ในชั้นเรียนด้วยซ้ำ(everyday event in science classroom) ถ้ารู้และเข้าใจเป็นอย่างดีจะช่วยทำให้ผู้เรียนรู้เท่าทันวิทยาศาสตร์ มีภูมิรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ เมื่อต้องทำหารตัดสินใจในเรื่องใดเรื่องหนึ่ง ก็จะสามารถนำภูมิรู้นั้นมาช่วยในการตัดสินใจในประเด็นที่เกี่ยวกับวิทยาสาสตร์และเทคโนโลยี สามารถแยกแยะว่าสิ่งใดเป็นวิทยาศาสตร์แท้หรือวิทยาศาสตร์เทียม (Science or Pseudoscience) โดยลักษณะธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ นั้นมี 3 ลักษณะด้วยกัน ทำอย่างไรครูผู้สอนจึงจะสามารถส่งเสริม ชี้แนะ ให้เด็กเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ได้

1. การมีโลกทัศน์ทางวิทยาศาสตร์(Scientific world view) คือการที่เข้าใจว่าความรู้ ปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ จะยังคงอยู่ ณ เวลาหนึ่ง แต่เมื่อมีเหตุผลที่ดีกว่ามาอธิบายก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่มีความคงทน วิทยาศาสตร์ไม่สามารถตอบได้ทุกคำถาม "Science and the methods can not answer all question"

2. การสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์(Scientific Inquiry) การจะได้มาซึ่งความรู้วิทยาศาสตร์นั้นผู้เรียนจะต้องมีพยานหลักฐาน มีเหตุมีผล สามารถวิเคราะห์ สังเคราะห์ เชื่อมโยง สร้างสรรค์ข้อมูลอย่างมีความหมาย เข้าใจว่าวิทยาศาสตร์เป็นเรื่องใกล้ตัวและพึงพอใจ มีความสุขที่จะเรียนรู้มัน " the world around me and enquiry"

3. กิจการทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Enterprise) เกิดการแลกเปลี่ยน เรียนรู้ เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ มีการพบปะ พูดคุย อภิปราย โต้แย้งกันเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ เพื่อเกิดการปรับปรุง เปลี่ยนแปลงความรู้ของตน จนบางครั้งอาจเรียนได้ว่า สุนทรียสนทนา เกิดการรักและมีจิตสำนึกด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ดังนั้นการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาตร์และเทคโนโลยี ให้บรรลุตามวัตถุประสงค์ จึงต้องเข้าใจในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ เข้าใจการรอบรู้เชิงวิทยาศาสตร์ เพื่อไม่ให้เกิดความเข้าใจที่คลาดเคลื่อน โดยเฉพาะครูวิทยาศาสตร์ ยิ่งต้องทำความเข้าใจเรื่องนี้อย่างดี

การเรียนรู้วิทยาศาสตร์วันนี้ไม่ได้มีแค่ เนื้อหาและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่สิ่งหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาหรือแม้แต่นักวิทยาศาสตร์เรียกร้องต้องการให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้เพิ่มมากขึ้นคือ ความเข้าใจว่าวิทยาศาสตร์คืออะไร แตกต่างจากความรู้สาขาอื่นๆ อย่างไร เหตุใดวิทยาศาสตร์จึงมีผลกระทบมากมายต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ วิทยาศาสตร์ทุกวันนี้ไม่ใช่แค่สาขาวิชาที่มีไว้เพื่อเรียนเท่านั้น แต่มันคือ เครื่องมือในการหาความรู้ เพื่อใช้ในการตัดสินใจ แก้ปัญหาในชีวิตประจำวัน เป็นการใช้ความคิดขั้นสูงเพื่อให้คนเราสามารถดำรงชีวิตในโลกยุคนี้ได้ โลกที่ข้อมูลข่าวสารหลั่งไหลมานับไม่ถ้วน โลกที่เต็มไปด้วยความจริงและความเท็จ โลกที่มีทั้ง Science Non-science และ Pseudo-science โลกที่ต้องใช้การตัดใจแม้เรื่อง เล็ก ๆ น้อย ๆ อย่างเช่นการเลือกซื้อกระดาษชำระ จนถึงเรื่องใหญ่ ๆ เช่น การทำประชาพิจารณ์ โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ เราลองมาดูกันว่า เรามีความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์มากแค่ไหน โดยการเปรียบเทียบกับธรรมชาติวิทยาศาสตร์ 8 ข้อที่นักวิจัยหลาย ๆ คนเห็นว่าเป็นประโยชน์และนำไปใช้ได้ในชีวิตประจำวัน ดังนี้

1. Empirical NOS: Scientific knowledge based on natural phenomena, evidence, data, information, and observation วิทยาศาสตร์คือการศึกษาปรากฏการณ์ธรรมชาติโดยใช้ข้อมูล หลักฐาน และการสังเกตเพื่อให้ได้มาซึ่งความรู้ทางวิทยาศาสตร์

2. Tentative NOS: Scientific knowledge is subject to change and never absolute or certain;

ข้อ 2 ชัดเจนมาก เพราะความรู้ทางวิทยาศาสตร์เปลี่ยนแปลงได้

3. Inferential NOS: The crucial distinction between scientific claims (e.g., inferences) and evidence on which such claims are based (e.g., observations); ข้อนี้หมายความว่าเราต้องลงข้อสรุป จากข้อมูลที่ได้จากการสังเกตหรือการทดลองเพื่อให้ได้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ พูดง่าย ๆ คือว่า ความรู้ที่ได้ต้องอาศัยทั้งการสังเกตโดยตรงและการอนุมานจากข้อมูลเหล่านั้น

4. Creative NOS: The generation of scientific knowledge involves human imagination and creativity; ไอน์สไตน์เคยบอกไว้ว่า จินตนาการสำคัญกว่าความรู้ การทำงานของนักวิทยาศาสตร์ต้องใช้ทั้งจินตนาการและความคิดสร้างสรรค์ โดยทฤษฎีอะตอมและ การค้นพบโครงสร้าง DNA เป็นตัวอย่างที่ดีสำหรับ Aspect ข้อนี้

5. Theory-laden NOS: Scientific knowledge and investigation are influenced by scientists’ theoretical and disciplinary commitments, beliefs, prior knowledge, training, experiences, and expectations; อันนี้จะเกี่ยวข้องกับนักปรัชญา Carl Poper และ Thomas Kuhn กล่าวคือ การการทำงานของนักวิทยาศาสตร์จะขึ้นอยู่กับ กระบวนทัศน์ (Paradigm) ความรู้ ความเชี่ยวชาญ ความเชื่อ การฝึกฝน ความชำนาญ ดังนั้น วิทยาศาสตร์อาจจะไม่ได้เป็น ปรนัย (objective) เสมอไป ข้อนี้อาจตอบคำถามหลาย ๆ คนว่าทำไมเวลาทำวิจัยต้องมีการ Review Literature ด้วย คำตอบก็คือ เพื่อที่จะได้กำหนดทิศทางงานวิจัยภายใต้ Theoretical framework เพื่อให้เราโฟกัสได้ตรงจุดนั่นเอง

6. Social and cultural NOS: Science as a human enterprise is practiced within, affects, and is affected by, a lager social and cultural milieu; วิทยาศาสตร์เกี่ยวพันกับสังคม วัฒนธรรม บรรทัดฐาน หรือแม้แต่การเมือง ยกตัวอย่างง่าย ๆ คือ การเมืองและสงครามเย็นส่งผลให้อเมริกาต้องเร่งพัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์อย่างเร่งด่วนมาแล้ว ในยุคต้นๆ ของ NASA

7. Myth of the “Scientific Method”: The lack of a universal step-wise method that guarantees the generation of valid knowledge การค้นคว้าสืบเสาะหาความรู้ไม่ได้มีใครมาเขียนข้อ 1 2 3 เหมือนคู่มือปฏิบัติการ เพราะโลกที่แท้จริง นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธี สืบเสาะหาความรู้ (Inquiry) มากมายหลายรูปแบบไม่ใช่แค่ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 5 ขั้นเท่านั้น

8. Nature of scientific theories and law: Nature of, and distinction between scientific theories and laws. Scientific theories and laws are different kinds of knowledge (e.g., lack of a hierarchical relationship between theories and laws). สมมติฐานไม่ได้กลายเป็นทฤษฎี และทฤษฎีก็ไม่ได้กลายเป็นกฎ ทั้งหมดเป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ต่างกัน เพราะมีที่มาต่างกัน

ลักษณะธรรมชาติวิทยาศาสตร์ 8 ข้อนี้ จะสอดคล้องกับเอกสารทางวิจัยหลาย ๆ ชิ้นที่นักวิจัยยอมรับ และสอดคล้องกลับเอกสารหลักสูตรของอเมริกาที่สำคัญ เช่น Science for All Americans, Benchmark for science literacy คราวหน้าเราจะมาพูดกันต่อถึง มาตรฐานที่กำหนดไว้เกี่ยวกับ ธรรมชาติวิทยาศาสตร์ของไทย คือ สาระที่ 8 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี