คิดอย่างนักวิทยาศาสตร์

1.บทนำ

                 ‎"A GREAT MAN IS THE MAN WHO DOES A THING FOR THE FIRST TIME"
                                                       ผู้ยิ่งใหญ่คือผู้ที่ลงมือทำสิ่งใดๆเป็นคนแรก

                                     คิดอย่างนักวิทยาศาสตร์ คิดแตกต่าง สร้างสรรค์ไม่เหมือนคนอื่น 
                                                              "คิดให้ไกลไขว่คว้าให้ถึง"   

2. ประเด็นสำคัญ
ลักษณะนิสัยของนักวิทยาศาสตร์นั้นแตกต่างจากคนทั่วไป
 ได้แก่   
          1)  เป็นคนช่างสังเกต   
          2)  เป็นคนช่างคิดช่างสงสัย   
          3)  เป็นคนมีเหตุมีผล   
          4)  เป็นคนมีความพยายามและอดทน   
          5)  เป็นคนมีความคิดริเริ่ม   
          6)  เป็นคนทำงานอย่างมีระบบ
3.  สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ มัธยมศึกษาปีที่ 1  สาระที่ 8 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
4.  เนื้อหา
                 ความคิดริเริ่มสร้างสรรค์เป็นลักษณะสำคัญถ้าไม่มีสิ่งแรกก็ไม่มีสิ่งที่สอง  นักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ที่มีความกล้าที่จะคิด และทำสิ่งที่ผิดแปลกไปจากที่ผู้อื่นคิดหรือทำอยู่แล้ว  โดยเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดประโยชน์ต่อตนเองและส่วนรวม ลักษณะการเป็นผู้มีความคิดริเริ่มเป็นลักษณะสำคัญของนักวิทยาศาสตร์ เพราะจะทำให้ค้นพบและประดิษฐ์สิ่งใหม่ๆ อยู่ตลอดเวลา
                   ตัวอย่างเช่น เครื่องบินที่ใช้ประโยชน์อยู่ทุกวันนี้นั้นผลจากความคิดริเริ่มของบุคคลต่อไปนี้  
โรเจอร์  เบคอน (Roger Bacon) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ 
มีความคิดฝันว่ามนุษย์นั้นสามารถที่จะบินได้เหมือนนก ถ้าติดปีกที่มีรูปร่าง ลักษณะคล้ายปีกนก และกระพือปีกได้แบบเดียวกับนก

                         
ต่อมา  ลีโอนาโด ดาวินซี (Leonardo da Vince) ได้นำความคิดนี้ไปวาดเป็นภาพจำลองแบบต่างๆ ของสิ่งที่จะช่วยให้คนบินได้  แต่ก็ยังไม่มีการสร้างขึ้นมา จนกระทั่ง เซอร์ ยอร์จ เคย์ลีย์ ได้บุกเบิกสร้างเครื่องร่อน
                                     
                                                                           ภาพวาดของลีโอนาโด ดาวินซี
 บอลลูนและเรือเหาะ( balloon )

อาคิมิดีส ชาวกรีกพบหลักการลอยตัวในของไหล
หลักการจม-การลอย
          วัตถุจมอยู่ในของไหลจะได้รับแรงพยุงขึ้น เรียกว่า แรงลอยตัว ตามหลักการของอาคิมิดิส แรงลอยตัวนี้มีค่าเท่ากับน้ำหนักของของไหลซึ่งแทนที่ด้วยวัตถุนั้น
หลักการลอยตัวในของไหล 
            การลอยตัวของบอลลูน
          ด้วยความฉลาดของมนุษย์ที่สังเกตเห็นว่า ควันไฟลอยสูงขึ้นในอากาศ สองพี่น้องชาวฝรั่งเศสในสกุลมองต์โกลฟิเยร์ คิดทำบอลลูนให้ลอยสูงขึ้นได้สำเร็จเป็นครั้งแรกในเดือนมิถุนายน 1783 
โดยบรรจุอากาศร้อนไว้ภายในบอลลูน เพื่อทำให้เกิดแรงยกเพราะอากาศร้อนเบากว่าอากาศเย็นต่อจากนั้นก็ได้มีการคิดค้นสร้างอากาศยานประเภทเบากว่าอากาศและเรือเหาะซึ่งขับเคลื่อนด้วยเครื่องจักรกลขึ้น และพัฒนาขึ้นตามลำดับ
            บอลลูนลอยอยู่ในอากาศได้เพราะภายในบอลลูนบรรจุก๊าซที่เบากว่าอากาศไว้ เช่นไฮโดรเจน ฮีเลียมหรืออากาศร้อนทำให้ความหนาแน่นรวมของบอลลูน ต่ำกว่าความหนาแน่นของอากาศโดยรอบ บอลลูนจึงลอยอยู่ในอากาศด้วยหลักการของอาร์คีมิดิส เช่นเดียวกับที่ไม้ลอยน้ำ เหล็กลอยในปรอท ความสามารถในการยกน้ำหนักของบอลลูนจึงขึ้นอยู่กับปริมาตรของบอลลูนและความหนาแน่นของอากาศโดยรอบบอลลูนนั้น
              บอลลูนอากาศร้อนถูกประดิษฐ์โดยพี่น้องโกลฟิเอร์ ชาวฝรั่งเศษ ใช้หลักการการลอยการจมโดยอากาศร้อนมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น
 

                                                          ภาพ เครื่องร่อน
        เครื่องร่อน    

            หลักการของเครื่องร่อน เครื่องร่อนไม่มีเครื่องยนต์ขับเคลื่อนในตัวเอง เมื่อถูกลาก ฉุดขึ้นสู่ระดับสูงหรือร่อนจากหน้าผา เวคเตอร์ส่วนหนึ่งที่เกิดจากน้ำหนักตัวเครื่องร่อนจะฉุดให้เครื่องร่อนเคลื่อนไปข้างหน้า แรงยกจากปีกจะยกตัวเครื่องร่อนไว้ เครื่องร่อนจะเสียระยะสูงไปเรื่อยๆ แต่เครื่องร่อนอาจอยู่ในอากาศได้นานๆ จากกระแสลมร้อนพัดขึ้น เครื่องร่อนแบบลิเลียนทาลหรือ แฮงไกลเดอร์ในปัจจุบันใช้การถ่ายเทน้ำหนักตัวบังคับเครื่องร่อน
                จนถึงสมัยของ วิลเบอร์และออร์วิล ไรต์  (Wilbur and Oriville Wright) ซึ่งมีความสนใจในเรื่องของการบิน
จึงศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับการร่อนและการบิน และได้ทดลองสร้างเครื่องร่อนพร้อมทั้งปรับปรุงให้ดีขึ้นจนกลายเป็น เครื่องบิน หลังจากนั้นได้มีผู้พัฒนาเครื่องบินมาโดยตลอดจนได้เครื่องบินที่มีประสิทธิภาพมาก ดังเช่นเครื่องบินไอพ่นในปัจจุบัน
 

                                                                  ภาพ   วิลเบอร์ และ ออร์วิล ไรต์
 5.  ประเด็นคำถาม
1.   ความหมายของ “วิทยาศาสตร์” ข้อใดถูกต้องและครอบคลุมมากที่สุด 
 ก.    เป็นวิชาที่มีการสังเกต ทดลองและสรุปผล
 ข   . เป็นวิชาที่ว่าด้วยการค้นพบความจริงในธรรมชาติ 
 ค.    เป็นวิชาที่อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ของธรรมชาติ 
 ง   .  เป็นวิชาที่ว่าด้วยการใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ค้นคว้าความรู้ทางวิทยาศาสตร์ 
2.นักวิทยาศาสตร์จะสรุปผลการทดลองได้อย่างมีความเชื่อมั่นเมื่อใด
ก.    ผลการทดลองสอดคล้องตามทฤษฎีที่มีอยู่เดิม
ข.    ออกแบบการทดลองที่มีการควบคุมตัวแปรต่างๆ อย่างรัดกุมมากที่สุด
ค.    กำหนดปัญหาและตั้งสมมติฐานที่ดี
ง.  รวบรวมข้อมูลจากแหล่งต่างๆ มาเปรียบเทียบกับผลการทดลองได้ถูกต้องตรงกัน 
3.การสังเกตของนักวิทยาศาสตร์ทำให้เกิดสิ่งใดเป็นอันดับแรก
ก.      สมมติฐาน
ข.     กฎ
ค.     ทฤษฎี
ง.     ปัญหา
 4.ลักษณะนิสัยของนักวิทยาศาสตร์ข้อใดที่ทำให้งานประสบความสำเร็จ 
ก.  ชอบจดบันทึก
ข.  รักการอ่าน
ค.  ชอบค้นคว้า
ง.  ความพยายามและอดทน 
5. ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เปลี่ยนแปลงได้หรือไม่ 
 ก.   ได้ เมื่อมีเหตุผลหรือหลักฐานที่ดีกว่า 
 ข.   ได้ เมื่อมีนักวิทยาศาสตร์ที่เก่งกว่ามาบอก 
 ค.   ไม่ได้ เพราะความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้ว 
 ง.   ไม่ได้ เพราะความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นความจริงที่ยอมรับกันแล้ว
6.  บูรณาสู่สาระอื่น
       -  สาระการงานอาชีพและเทคโนโลยี  การสืบค้นข้อมูลจากอินเตอร์เน็ต
      -  สาระภาษาไทย    การอ่าน การเขียน การคิดวิเคราะห์คิดสร้างสรรค์
     -   สาระภาษาอังกฤษ  การอ่านคำศัพท์ เช่น  balloon , Wilbur and Oriville Wright ,sailplane,Archimedes
7. ข้อเสนอแนะ
        ควรศึกษาเพิ่มเติมวิธีการทางวิทยาศาสตร์ https://www.chaiyatos.com/M.2_5.htm

8.อ้างอิง
สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนโดยพระราชประสงค์ในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว
https://kanchanapisek.or.th/kp6/New/sub/book/book.php?book=1&chap=8&page=t1-8-infodetail07.html
https://www.rmutphysics.com/

https://kanchanapisek.or.th/kp6/New/pictures1/l1-234a.jpg
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=4371