ในการศึกษาวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะวิชาเคมีนอกจากจะต้องมีการวางแผนการทดลอง การทำการทดลอง การบันทึกข้อมูล การสรุปและวิเคราะห์ข้อมูลต่าง ๆ แล้ว จำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และจิตวิทยาศาสตร์ด้วย

วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) เป็นกระบวนการศึกษาหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีแบบแผนขั้นตอน ดังนี้

1. การสังเกต เป็นจุดเริ่มต้นของการได้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องการศึกษา โดยอาศัยประสาทสัมผัสทั้ง 5 ได้แก่ การมองเห็น การฟังเสียง การได้กลิ่น การรับรส และการสัมผัส ดังนั้นการสังเกตจึงเป็นทักษะที่สำคัญที่ทำให้เกิดการเรียนรู้

2. การตั้งสมมติฐาน เป็นการคาดคะเนคำตอบล่วงหน้า โดยมีพื้นฐานจากการสังเกต ความรู้ หรือประสบการณ์เดิม การเขียนสมมติฐานจะเขียนในรูปของข้อความที่แสดงเหตุและผลที่เกิดขึ้น หรือเรียกได้ว่าเป็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นและตัวแปรตาม

3. การตรวจสอบสมมติฐาน หรือการทดลอง เป็นกระบวนการหาคำตอบของสมมติฐาน โดยมีการออกแบบการทดลองให้มีการควบคุมปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลต่อการทดลอง และมีขั้นตอนการทดลองที่ชัดเจน

4. การรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ผล เป็นการนำข้อมูลที่ได้จากการสังเกต การทดลอง มารวบรวม วิเคราะห์ และอธิบายข้อเท็จจริง

5. การสรุปผล เป็นการสรุปข้อเท็จจริงหรือความรู้ที่ได้จากการทดลอง โดยมีการเปรียบเทียบกับสมมติฐานที่ตั้งไว้ก่อนหน้า

นอกจากนี้ การเขียนรายงานการทดลองก็เป็นสิ่งที่สำคัญ เพราะช่วยให้ผู้ทำการทดลองมีข้อมูลไว้อ้างอิง และเป็นเครื่องมือที่ทำให้ผู้อื่นสามารถนำไปศึกษา ปฏิบัติตาม และต่อยอดได้ โดยหัวข้อที่ควรมีในรายงานการทดลอง มีดังนี้

1. ชื่อการทดลอง

2. จุดประสงค์

3. สมมติฐานและการกำหนดตัวแปร

4. อุปกรณ์และสารเคมี

5. วิธีการทดลอง

6. ผลการทดลอง

7. อภิปรายและสรุปผลการทดลอง

และสุดท้าย ในการศึกษาความรู้ทางวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องอาศัยทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (scientific process skill) และจิตวิทยาศาสตร์ (scientific mind) ดังนี้

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นความสามารถในการคิดเพื่อค้นหาความรู้และแก้ไขปัญหา ประกอบด้วย 14 ทักษะ ได้แก่ การสังเกต การวัด การลงความเห็นจากข้อมูล การจำแนกประเภท การหาความสัมพันธ์ของสเปซกับเวลา การใช้จำนวน การจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล การพยากรณ์ การตั้งสมมติฐาน การกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ การกำหนดและควบคุมตัวแปร การทดลอง การตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป และการสร้างแบบจำลอง

จิตวิทยาศาสตร์ เป็นความรู้สึกนึกคิด พฤติกรรมหรือลักษณะนิสัย ที่มาจากประสบการณ์และการเรียนรู้ มีผลต่อความคิด การตัดสินใจ หรือพฤติกรรมของบุคคลต่อสิ่งที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ เช่น ความอยากรู้อยากเห็น การใช้วิจารณญาณ ความใจกว้าง ความซื่อสัตย์ ความมุ่งมั่นอดทน ความรอบคอบ การเห็นความสำคัญและคุณค่าของวิทยาศาสตร์

นอกจากการเรียนรู้อย่างเป็นระบบตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์ การใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และจิตวิทยาศาสตร์ นักเรียนจำเป็นต้องคำนึงถึงจริยธรรมที่เกี่ยวกับความถูกต้องในการศึกษาวิทยาศาสตร์ เช่น ความซื่อสัตย์ในการรายงานข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ การวิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูลโดยไม่ให้มีอิทธิพลจากสิ่งอื่น การอ้างอิงของข้อมูลอย่างเหมาะสม และความรับผิดชอบต่อสังคมและสภาพแวดล้อม

ปิตุพร พิมพาเพชร