ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์คืออะไร
ความรู้วิทยาศาสตร์ เกิดจากความพยายามของมนุษย์ที่จะเชื่อมโยงโลกทางกายภาพ ชีวภาพ จิตวิทยา และสังคมเข้าไว้ด้วยกัน ความรู้วิทยาศาสตร์นี้จึงได้รับการพัฒนาภายใต้แนวคิดทางสังคม ปรัชญา และจิตวิทยาที่มนุษย์มีต่อการศึกษา การใช้ และการอธิบายความรู้ที่ได้ค้นพบ การอธิบายถึงวิทยาศาสตร์ทั้งในด้านของความหมาย วิธีการได้มาซึ่งความรู้วิทยาศาสตร์ และการพัฒนาความรู้วิทยาศาสตร์ ความเข้าใจในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ซึ่งถือเป็นเป้าหมายสำคัญของวิทยาศาสตร์ศึกษาที่จะช่วยให้ผู้เรียนเกิดการรู้วิทยาศาสตร์ (scientific literacy) ไว้ 3 ด้าน ดังนี้
1) ความเข้าใจเกี่ยวกับความรู้วิทยาศาสตร์ (scientific knowledge) เนื่องจากความรู้วิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นจากการสังเกตและประสบการณ์ที่ได้รับเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ข้อเท็จจริง (fact) แนวคิด (concept) ทฤษฎี (hypothesis) กฎ (law) หรือ หลักการ (principle) ดังนั้นการสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับความรู้วิทยาศาสตร์จึงครอบคลุมถึงความเชื่อและเจตคติที่ผู้เรียนมีต่อปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
2) ความเข้าใจเกี่ยวกับการสืบเสาะหาความรู้วิทยาศาสตร์ (scientific inquiry) ครอบคลุมถึง ความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการค้นคว้าและสืบเสาะหาความรู้วิทยาศาสตร์ เป็นการเข้าใจถึงความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ที่จะหาหลักฐานโดยใช้เหตุผลและจินตนาการ ทำการทดลอง อธิบายและทำนายปรากฏการณ์ต่าง ๆ เพื่อให้ได้ข้อสรุปที่มาสนับสนุนแนวคิดของตนเองโดยพยายามหลีกเลี่ยงอคติและเป็นอิสระจากผู้มีอำนาจ
3) ความเข้าใจเกี่ยวกับกิจการทางวิทยาศาสตร์ (scientific enterprise) เนื่องจากความรู้วิทยาศาสตร์เพียงสาขาใดสาขาหนึ่งไม่สามารถนำไปสู่การพัฒนาความรู้วิทยาศาสตร์ขั้นสูงได้
คุณค่าของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ต่อการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จะช่วยให้นักเรียน
1) ทราบถึงขอบเขต ข้อจำกัด ของความรู้วิทยาศาสตร์ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนสามารถเข้าใจเกี่ยวกับการจัดการทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน
2) สามารถเข้าไปมีส่วนร่วมในการตัดสินใจเกี่ยวกับประเด็นปัญหาทางสังคม ที่เป็นผลสืบเนื่องมาจากวิทยาศาสตร์ได้
3) ชื่นชมวิทยาศาสตร์ในแง่ของการมีจริยธรรมและวัฒนธรรมของการเรียนรู้อย่างมีเหตุมีผล ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนอยู่ในสังคมได้อย่างรู้เท่าทัน และ
4) ตระหนักถึงคุณค่า และความจำเป็นของการศึกษาวิทยาศาสตร์ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนสามารถพัฒนาการเรียนรู้เนื้อหาวิทยาศาสตร์ของตนได้ดียิ่งขึ้น
ความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียน
การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จึงควรเน้นการพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับกิจการทางวิทยาศาสตร์ให้มากยิ่งขึ้น กล่าวคือ นอกจากจะจัดการเรียนการสอนโดยเปิดโอกาสให้นักเรียนได้ทำการทดลองหรือฝึกปฏิบัติแล้ว ครูผู้สอนจำเป็นต้องสื่อสารออกมาให้นักเรียนได้รับรู้ รับฟัง หรือได้มองเห็นถึงความสำคัญของกิจการทางวิทยาศาสตร์ด้วยอีกทางหนึ่ง การส่งเสริมให้นักเรียนเข้าใจถึงประวัติการพัฒนาความรู้วิทยาศาสตร์ในแต่ละเรื่อง น่าจะช่วยให้นักเรียนเข้าใจและเห็นความสำคัญของการมีความคิดสร้างสรรค์ที่พานักวิทยาศาสตร์ไปสู่การค้นพบความรู้ใหม่ ๆ อีกทั้งอาจช่วยให้นักเรียนยอมรับและเข้าใจในเนื้อหาความรู้วิทยาศาสตร์ได้ดียิ่งขึ้น
แนวทางการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
ในระดับประถมศึกษา การใช้เทคนิค ทำนาย สังเกต อธิบาย หรือ P.O.E. (Predict Observe Explain) อาจเป็นวิธีการหนึ่งที่ครูสามารถนำมาประยุกต์ใช้เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนมีโอกาสสำรวจ ทดลอง และเก็บข้อมูล เพื่อพิสูจน์สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ในอดีตได้ค้นพบด้วยตนเอง (White & Gunstone, 1992) การจัดการเรียนรู้ด้วยวิธีการนี้ 1) ครูจำเป็นต้องจัดเตรียมสถานการณ์ เช่น การทดลองเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง มากระตุ้นให้นักเรียนเกิดความสนใจ ถามคำถาม จากนั้นครูจึงขอให้นักเรียนลองทำนายถึงสิ่งที่กำลังจะเกิดขึ้นต่อไป พร้อมอธิบายเหตุผลประกอบ 2) ครูสาธิตสถานการณ์นั้นให้นักเรียนดู จากนั้นจึงให้นักเรียนบันทึกสิ่งที่สังเกตเห็น ในกรณีที่นักเรียนสามารถจัดเตรียมสถานการณ์ได้ด้วยตนเอง ครูอาจให้เด็กเป็นผู้เตรียมสถานการณ์นั้นเองก็ได้ 3) นักเรียนและครูร่วมกันอภิปรายสิ่งที่สังเกตได้โดยพยายามเชื่อมโยงถึงคำอธิบาย ที่นักเรียนได้กล่าวไว้ตั้งแต่ก่อนเริ่มการสาธิตอย่างไรก็ตาม ครูต้องพยายามทำให้นักเรียนทุกคนรู้สึกว่าทุก ๆ คำอธิบายล้วนแต่มีประโยชน์ สามารถช่วยให้ครูและนักเรียนหาคำอธิบายที่ถูกต้องได
สรุป
การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์โดยบูรณาการธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ภายใต้การปฏิบัติการทดลอง รวมทั้งการประยุกต์ใช้เรื่องราวประวัติวิทยาศาสตร์เพื่อสร้างสถานการณ์ที่น่าสนใจแก่การทดลอง อาจเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่อาจช่วยส่งเสริมให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ความรู้วิทยาศาสตร์ได้ดียิ่งขึ้น ทั้งนี้เพราะความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการสืบเสาะหาความรู้วิทยาศาสตร์และกิจการทางวิทยาศาสตร์ที่ได้จากการบูรณาการ อาจช่วยให้นักเรียนซาบซึ้งและตระหนักถึงคุณค่าของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ จนนำมาซึ่งความกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้และพัฒนาความรู้วิทยาศาสตร์ของตนเองต่อไป
