เทคนิค การเขียนรายงานโครงงานวิทยาศาสตร์ พร้อมตัวอย่างประกอบ

5 ตค. 56 20176

 

รูปแบบ การเขียนรายงาน โครงงานวิทยาศาสตร์


(ตัวอย่างลิงค์ โครงงานวิทยาศาสตร์)



การเขียนรายงานโครงงานวิทยาศาสตร์
 
          การเขียนรายงานโครงงานวิทยาศาสตร์  เป็นการเสนอผลงานการดำเนินการเป็นเอกสาร จัดว่าเป็นขั้นตอนสำคัญอีกประการหนึ่งของโครงงาน  เมื่อนักเรียนดำเนินการทำโครงงานจนครบขั้นตอนได้ข้อมูล  ทำการวิเคราะห์ข้อมูล  พร้อมทั้งแปรผล  และสรุปผลแล้ว งานขั้นต่อไปที่ต้องทำคือ การเขียนรายงาน

          การเขียนรายงานโครงงานวิทยาศาสตร์  เป็นวิธีสื่อความหมายที่มีประสิทธิภาพวิธีหนึ่ง เพื่อให้คนอื่น ๆ ได้เข้าใจแนวความคิด  วิธีดำเนินงานศึกษาค้นคว้าข้อมูล  ผลที่ได้ตลอดจนข้อสรุป และข้อเสนอแนะต่าง ๆ เกี่ยวกับโครงงานนั้น

          การเขียนรายงานโครงงานวิทยาศาสตร์  ประกอบด้วยหัวข้อต่าง ๆ ดังนี้

 1. ชื่อโครงงาน

          ชื่อโครงงานเป็นสิ่งสำคัญประการแรก เพราะชื่อโครงการจะช่วยโยงความคิดไปถึงวัตถุประสงค์ของการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ และควรกำหนดชื่อโครงการให้สอดคล้องกับวัตถุประสงค์หลักด้วย   

          การตั้งชื่อโครงงานของนักเรียนในระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา นิยมตั้งชื่อให้มีความกะทัดรัดและดึงดูดความสนใจจากผู้อ่าน ผู้ฟัง แต่สิ่งที่ควรคำนึงถึง คือ ผู้ทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ต้องเข้าใจปัญหาที่สนใจศึกษาอย่างแท้จริง อันจะนำไปสู่การเข้าใจวัตถุประสงค์ของการศึกษาอย่างแท้จริงด้วย เช่น

          โครงงานวิทยาศาสตร์ ชื่อ "ถุงพลาสติกพิชิตแมลงวันตัวน้อย" ซึ่งปัญหาเรื่องที่สนใจศึกษาคือถุงน้ำพลาสติกสามารถไล่แมลงวันที่มาตอมอาหารได้จริงหรือ จากเรื่องดังกล่าวผู้ทำโครงงานวิทยาศาสตร์ บางคนหรือบางคณะอาจสนใจตั้งชื่อโครงงานวิทยาศาสตร์ ว่า "การศึกษาการไล่แมลงวันด้วยถุงน้ำพลาสติก" หรือ "ผลการใช้ถุงน้ำพลาสติกต่อการไล่แมลงวัน" ก็เป็นได้

          อย่างไรก็ตามจะตั้งชื่อโครงการในแบบใด ๆ นั้น ต้องคำนึงถึงความสามารถที่จะสื่อความหมายถึงวัตถุประสงค์ที่ต้องการศึกษาได้ชัดเจน  

 2. ชื่อผู้จัดทำโครงงาน

          การเขียนชื่อผู้รับผิดชอบโครงงานวิทยาศาสตร์ เป็นสิ่งดีเพื่อจะได้ทราบว่าโครงงานนั้นอยู่ในความรับผิดชอบของใครและสามารถติดตามได้ที่ใด  

 3. ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษาโครงงาน

          การเขียนชื่อผู้ให้คำปรึกษาควรให้เกียรติยกย่องและเผยแพร่ รวมทั้งขอบคุณที่ได้ให้คำแนะนำการทำโครงงานวิทยาศาสตร์จนบรรลุเป้าหมาย  

 4. บทคัดย่อ

          อธิบายถึงที่มาและความสำคัญของโครงงาน วัตถุประสงค์ วิธีดำเนินการ และผลที่ได้ ตลอดจนข้อสรุปต่าง ๆ อย่างย่อประมาณ 300-350 คำ

 5. กิตติกรรมประกาศ (คำขอบคุณ)

                    ส่วนใหญ่โครงงานวิทยาศาสตร์มักจะเป็นกิจกรรมที่ได้รับความร่วมมือจากหลายฝ่าย ดังนั้นเพื่อเป็นการเสริมสร้างบรรยากาศของความร่วมมือ  จึงควรได้กล่าวขอบคุณบุคลากรหรือหน่วยงานต่าง ๆ ที่มีส่วนช่วยให้โครงงานนี้สำเร็จด้วย   
 
 6. ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

          ในการเขียนที่มาและความสำคัญของโครงงานวิทยาศาสตร์ ผู้ทำโครงงานจำเป็นต้องศึกษา หลักการทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องที่สนใจจะศึกษา หรือพูดเข้าใจง่าย ๆ ว่าเรื่องที่สนใจจะศึกษานั้นต้องมีทฤษฎีแนวคิดสนับสนุน เพราะความรู้เหล่านี้จะเป็นแนวทางสำคัญในเรื่องต่อไปนี้

          - แนวทางตั้งสมมติฐานของเรื่องที่ศึกษา
          - แนวทางในการออกแบบการทดลองหรือการรวบรวมข้อมูล
          - ใช้ประกอบการอภิปรายผลการศึกษา ตลอดจนเสนอแนะเพื่อนำความรู้และ สิ่งประดิษฐ์ใหม่ที่ค้นพบไปใช้ประโยชน์ต่อไป

          การเขียนที่มาและความสำคัญของโครงงาน คือ การอธิบายให้กระจ่างชัดว่าทำไม   ต้องทำ ทำแล้วได้อะไร หากไม่ทำจะเกิดผลเสียอย่างไร ซึ่งมีหลักการเขียนคล้ายการเขียนเรียงความ ทั่ว ๆ ไป คือ มีคำนำ เนื้อเรื่อง และสรุป

          ส่วนที่ 1 คำนำ :
          เป็นการบรรยายถึงนโยบาย เกณฑ์ สภาพทั่ว ๆ ไป หรือปัญหาที่มีส่วนสนับสนุนให้ริเริ่มทำโครงงานวิทยาศาสตร์

          ส่วนที่ 2 เนื้อเรื่อง :
          อธิบายถึงรายละเอียดเชื่อมโยงให้เห็นประโยชน์ของการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ โดยมี หลักการ ทฤษฎีสนับสนุนเรื่องที่ศึกษา หรือการบรรยายผลกระทบ ถ้าไม่ทำโครงงานเรื่องนี้

          ส่วนที่ 3 สรุป :
          สรุปถึงความจำเป็นที่ต้องดำเนินการตามส่วนที่ 2 เพื่อแก้ไขปัญหา ค้นข้อความรู้ใหม่ ค้นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ให้เป็นไปตามเหตุผลส่วนที่ 1  

 7. วัตถุประสงค์ของการทำโครงงาน

          วัตถุประสงค์ คือ กำหนดจุดมุ่งหมายปลายทางที่ต้องการให้เกิดจากการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ในการเขียนวัตถุประสงค์ ต้องเขียนให้ชัดเจน อ่านเข้าใจง่ายสอดคล้องกับชื่อโครงงาน หากมีวัตถุประสงค์หลายประเด็น ให้ระบุเป็นข้อ ๆ การเขียนวัตถุประสงค์มีความสำคัญต่อแนวทาง การศึกษา ตลอดจนข้อความรู้ที่ค้นพบหรือสิ่งประดิษฐ์ที่ค้นพบนั้นจะมีความสมบูรณ์ครบถ้วน คือ ต้องสอดคล้องกับวัตถุประสงค์ทุก ๆ ข้อ  
 
 8. สมมติฐานของการศึกษา

          สมมติฐานของการศึกษา เป็นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ผู้ทำโครงงาน   ต้องให้ความสำคัญ เพราะจะทำให้เป็นการกำหนดแนวทางในการออกแบบการทดลองได้ชัดเจนและรอบคอบ ซึ่งสมมติฐานก็คือ การคาดคะเนคำตอบของปัญหาอย่างมีหลักและเหตุผล ตามหลักการ  ทฤษฎี รวมทั้งผลการศึกษาของโครงงานที่ได้ทำมาแล้ว  

 9. ขอบเขตของการทำโครงงาน

          ผู้ทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ต้องให้ความสำคัญต่อการกำหนดขอบเขตการทำโครงงาน เพื่อให้ได้ผลการศึกษาที่น่าเชื่อถือ ซึ่งได้แก่ การกำหนดประชากร กลุ่มตัวอย่าง ตลอดจนตัวแปรที่ศึกษา

          1. การกำหนดประชากร และกลุ่มตัวอย่างที่ศึกษา คือ การกำหนดประชากรที่ศึกษาอาจเป็นคนหรือสัตว์หรือพืช ชื่อใด กลุ่มใด ประเภทใด อยู่ที่ไหน เมื่อเวลาใด รวมทั้งกำหนด กลุ่มตัวอย่างที่มีขนาดเหมาะสมเป็นตัวแทนของประชากรที่สนใจศึกษา

          2. ตัวแปรที่ศึกษา การศึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์ ส่วนมากมักเป็นการศึกษาความสัมพันธ์เชิงเหตุและผล หรือความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรตั้งแต่ 2 ตัวแปรขึ้นไป การบอกชนิดของตัวแปรอย่างถูกต้องและชัดเจน รวมทั้งการควบคุมตัวแปรที่ไม่สนใจศึกษา เป็นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ผู้ทำโครงงานต้องเข้าใจ ตัวแปรใดที่ศึกษาเป็นตัวแปรต้น ตัวแปรใดที่ศึกษาเป็นตัวแปรตาม และตัวแปรใดบ้างเป็นตัวแปรที่ต้องควบคุมเพื่อเป็นแนวทางการออกแบบการทดลอง ตลอดจนมีผลต่อการเขียนรายงานการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง สื่อความหมายให้ผู้ฟังและผู้อ่านให้เข้าใจตรงกัน  

 10. วิธีดำเนินการ

          วิธีดำเนินการ หมายถึง วิธีการที่ช่วยให้งานบรรลุตามวัตถุประสงค์ของการทำโครงงาน ตั้งแต่เริ่มเสนอโครงการกระทั่งสิ้นสุดโครงการ ซึ่งประกอบด้วย

          1. การกำหนดประชากร กลุ่มตัวอย่างที่ศึกษา
          2. การสร้างเครื่องมือเก็บรวบรวมข้อมูล
          3. การเก็บรวบรวมข้อมูล
          4. การวิเคราะห์ข้อมูล
          ในการเขียนวิธีดำเนินการให้ระบุกิจกรรมที่ต้องทำให้ชัดเจนว่าจะทำอะไรบ้าง เรียงลำดับกิจกรรมก่อนและหลังให้ชัดเจน เพื่อสามารถนำโครงการไปปฏิบัติอย่างต่อเนื่องและถูกต้อง  

 11. ผลการศึกษาค้นคว้า

          นำเสนอข้อมูลหรือผลการทดลองต่าง ๆ ที่สังเกตรวบรวมได้ รวมทั้งเสนอผล การวิเคราะห์ข้อมูลที่วิเคราะห์ได้ด้วย   

 12. สรุปผลและข้อเสนอแนะ

          อธิบายผลสรุปที่ได้จากการทำโครงงาน ถ้ามีการตั้งสมมติฐาน ควรระบุด้วยว่าข้อมูลที่ได้สนับสนุนหรือคัดค้านสมติฐานที่ตั้งไว้  หรือยังสรุปไม่ได้ นอกจากนี้ยังควรกล่าวถึงการนำผลการทดลองไปใช้ประโยชน์ อุปสรรคของการทำโครงงานหรือข้อสังเกตที่สำคัญหรือข้อผิดพลาดบางประการที่เกิดขึ้นจากการทำโครงงานนี้ รวมทั้งข้อเสนอแนะเพื่อการปรับปรุงแก้ไข หากมีผู้ศึกษาค้นคว้าในเรื่องที่ทำนองนี้ต่อไปในอนาคตด้วย   

 13. เอกสารอ้างอิง

          เอกสารอ้างอิง คือ รายชื่อเอกสารที่นำมาอ้างอิงเพื่อประกอบการทำโครงงานวิทยาศาสตร์  ตลอดจนการเขียนรายงานการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ควรเขียนตามหลักการที่นิยมกัน  



ขอขอบคุณข้อมูลจาก
อาจารย์พรเทพ จันทราอุกฤษฎ์

-------------

วิธีการทางวิทยาศาสตร์มีหลายรูปแบบ
          การพิสูจน์หรือหาความจริงทางวิทยาศาสตร์ที่ต่างสาขากัน  สามารถใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกัน  ตัวอย่างเช่น วิทยาศาสตร์กายภาพ (เคมี  ฟิสิกส์) มักจะใช้วิธีการทดลอง  แล้วจึงเก็บข้อมูลเป็นตัวเลข จากนั้นจึงนำมาประมวลเป็นข้อสรุป  ซึ่งแตกต่างจากการศึกษาวิทยาศาสตร์สาขาอื่น เช่น มานุษวิทยา ที่ทำการศึกษาโดยใช้วิธีเก็บรวบรวมข้อมูลจากการสังเกต หรือสัมภาษณ์
          กรณี วิทยาศาสตร์กายภาพ ข้อมูลจากการทดลองซึ่งเป็นตัวเลขถูกนำมาประมวลสร้างเป็น
ตาราง หรือกราฟ หรือสมการ ซึ่งสามารถใช้ในการทำนายข้อเท็จจริงที่เกิดขึ้น ส่วนวิทยาศาสตร์สาขาอื่น ใช้วิธีบันทึกข้อมูลจากการสัมภาษณ์ หรือการสังเกต แล้วนำมาประมวลสรุปผลในรูปของการพรรณนา หรือการอนุมาณ
          ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จะต้องคำนึงว่าเขากำลังทำการศึกษาวิทยาศาสตร์ในเรื่องใดด้วยวิธีที่ถูกต้องหรือไม่ ทั้งนี้ก็เพื่อให้ได้ผลการศึกษาที่สามารถเข้าถึงความจริงได้ตามวัตถุประสงค์

ปัจจัยในการดำเนินงานทดลองทางวิทยาศาสตร์การตั้งคำถาม         

เริ่มต้นด้วยการที่คุณสังเกตสรรพสิ่ง แล้วเกิดสงสัย  จึงตั้งคำถามขึ้น แล้วดำเนินการหาคำตอบด้วยวิธีทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งในการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ข้อสงสัยหรือปัญหาที่คุณตั้งขึ้น จะต้องสามารถหาคำตอบ หรือพิสูจน์ได้จากการทำการทดลอง ซึ่งบางคำถามก็ทำการทดลองเพื่อหาคำตอบง่าย ส่วนบางคำถามก็หาคำตอบโดยทำการทดลองได้ยากแตกต่างกันไป          ยกตัวอย่างเช่น คำถาม "เกลือหรือน้ำตาลละลายน้ำได้ดีกว่ากัน?" เป็นคำถามที่สามารถหาคำตอบได้จากการทดลองโดยง่าย แต่ถ้าเป็นคำถาม "ไก่เกิดก่อนไข่ หรือไข่เกิดก่อนไก่ ?" หรือคำถาม "ชนชาติ A หรือชนชาติ B กินเก่งกว่ากัน?" จะเห็นได้ว่าคำถามประเภทนี้เป็นคำถามที่หาคำตอบจากการทดลองได้ยาก เพราะคำถามมีลักษณะกว้าง และจัดสถานะการณ์ หรือกำหนดตัวแปรการทดลองทำได้ยาก         

คำถามที่มีความกว้าง และความแคบไม่เท่ากันทำให้การออกแบบการทดลองที่จะหาคำตอบมีลักษณะแตกต่างกันไปด้วย  ตัวอย่าง เช่น ใช้คำถามว่า "ต้นฟ้าทะลายโจรมีประโยชน์อะไรบ้าง?" จัดเป็นคำถามแบบกว้าง คำตอบที่ได้ก็จะเป็นแบบกว้างด้วย (นั่นคือสามารถตอบได้หลายอย่าง)         

แต่ถ้าเป็นคำถามว่า "ต้นฟ้าทะลายโจร เป็นพืชตระกูลอะไร?"   "ใช้รักษาโรคอะไร?"  "มีประสิทธิภาพการรักษาขนาดไหน?" เหล่านี้เป็นคำถามแบบแคบ         

มีข้อสังเกตว่าคำถามแบบกว้างมักจะหาคำตอบจากการสอบถามผู้รู้หรือค้นหาเอกสารแล้วนำมาประมวลเป็นคำตอบ และเป็นคำถามต้นๆในกรณีที่ยังไม่รู้อะไรเกี่ยวกับสิ่งนั้น ขณะที่คำถามที่แคบเป็นการหาคำตอบที่เฉพาะขึ้น และมักจะหาคำตอบได้จากการทดลอง        

  นอกจากนี้จะเห็นว่าคำถามที่แคบลงก็มีทิศทางว่าใกล้ถึงจุดประสงค์ซึ่งอาจนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างใดอย่างหนึ่ง          ความสงสัยที่นักวิทยาศาสตร์ได้นำมาตั้งคำถามขึ้น นักวิทยาศาสตร์จะสมมุติคำตอบขึ้นมาก่อนโดยอาศัยหลักวิชาการ และข้อมูลที่มีอยู่  คำตอบที่สมมุติขึ้นไว้ก่อนนี้ เราเรียกว่า "สมมุติฐาน" การตั้งสมมุติฐานขึ้นก่อนนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบการทดลองเพื่อพิสูจน์ 

ยกตัวอย่าง เช่น เราสงสัยว่า นาย ก เป็นคนดีหรือไม่ เราอาจจะตั้งสมมุติฐานขึ้นว่านาย ก เป็นคนดี จากนั้นจึงออกแบบการทดลองขึ้นเพื่อพิสูจน์สมมุติฐานว่านาย ก เป็นคนดี  โดยการทดลองจะเป็นไปตามแนวทางที่ว่าถ้านาย ก เป็นคนดีแล้ว เราทำการ……..(เหตุหรือ input) กับนาย ก แล้ว นาย ก จะสนองตอบโดย……..(ผลหรือ output)          ซึ่งจะเห็นว่าการตั้งสมมุติฐานไว้ก่อนแล้วจึงออกแบบการทดลองเพื่อพิสูจน์สมมุติฐาน เป็นการสะดวกในแง่ที่ได้กำหนดกรอบในการหาคำตอบตามวิธีวิทยาศาสตร์ที่สามารถกระทำได้

ความสัมพันธ์กันของ เหตุ และ ผล         

วิธีทางวิทยาศาสตร์เป็นการหาความจริงของธรรมชาติโดยยึดหลักว่า คำตอบหรือความจริงใดๆทางวิทยาศาสตร์ประกอบขึ้นด้วยคู่ของ เหตุ และ ผล ซึ่งสัมพันธ์กัน ดังนั้นถ้าเหตุและผลคู่ใดมีความสัมพันธ์กัน แสดงว่าสิ่งนั้นเป็นความจริง เราสามารถพิสูจน์ยืนยันถึงความสัมพันธ์ของเหตุและผลโดยการทดลอง และเฝ้าสังเกตระบบที่ศึกษาซ้ำหลายๆครั้ง

ประโยชน์จากการทราบคำตอบหรือความจริง         

ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์ เราจะพยายามหาความสัมพันธ์ของ เหตุ และ ผล ของความจริงหนึ่งๆให้พบ โดยการใส่ตัวแปรต้น (เหตุ) เข้าไปในระบบ แล้วบันทึกตัวแปรตาม (ผล) ที่ออกมาจากระบบ ตัวแปรทั้งสองถ้ามีความสัมพันธ์กันก็หมายถึงตัวแปรทั้งสองเป็น เหตุ และผล คู่ที่สัมพันธ์กันในความจริงทางธรรมชาติหนึ่งๆ         

การที่เราค้นพบความสัมพันธ์กันระหว่างเหตุและผล หรือ ความจริงนั้น ทำให้เราสามารถนำไปทำนายหรือควบคุมสิ่งต่างๆให้เป็นประโยชน์ไปตามที่เราต้องการได้ ยกตัวอย่าง เช่น จากการที่เราพบความจริงของน้ำที่ว่าถ้าเราเพิ่มอุณหภูมิถึง 100 องศาเซลเซียส น้ำจะเดือด และเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอ ซึ่งจะมีปริมาตรเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย เราสามารถนำความจริงอันนี้ไปสร้างเป็นเครื่องจักรไอน้ำ          นักวิทยาศาสตร์อาจจะมีแรงจูงใจให้ทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์จากความอยากรู้อยากเห็นส่วนตนอยู่ส่วนหนึ่ง แต่แรงจูงใจจะเพิ่มขึ้นถ้าเขาเห็นประโยชน์ของงานที่ทำว่าสามารถนำไปใช้งานได้จริงอย่างไรบ้าง

ค่าผิดพลาดจากการทดลอง         

กรณีที่ค่าที่วัดได้มีปัญหาโดยอาจจะมีค่ามากหรือน้อยกว่าที่คิดไว้ หรือการวัดค่าซ้ำในระบบที่เหมือนกันให้ค่าที่แตกต่างกัน แสดงว่ามีต่าผิดพลาด (error) เกิดขึ้นแล้ว          การแก้ไขในเบื้องต้นให้ตรวจสอบวิธีการวัด หรือเครื่องมือวัดว่ามีอะไรผิดปกติหรือน่าสงสัยหรือไม่ เช่น อ่านสเกลผิด  สารเคมีเสื่อม  เครื่องมือเก่าหรือชำรุด         

ถ้าหากไม่มีอะไรผิดปกติเกี่ยวกับวิธีการหรืออุปกรณ์วัด ก็ให้หาสาเหตุของค่าผิดพลาดต่อไปโดยให้กำหนดค่าผิดพลาดที่เกิดขึ้นเป็น 2 ลักษณะคือ  ค่าผิดพลาดแบบสุ่ม (random error) และ ค่าผิดพลาดจากระบบ (systematic error)          

ค่าผิดพลาดแบบสุ่มเป็นค่าผิดพลาดที่เกิดขึ้นบ่อย สามารถพบได้เป็นปกติ หรือเป็นธรรมชาติของตัวอย่างนั้นๆ ค่าผิดพลาดแบบสุ่มจะทำให้ค่าที่วัดตัวอย่างเดิมแต่ละคราวมีค่าแตกต่างกัน  ค่าแตกต่างจะเป็นไปได้ทั้งค่าบวกและค่าลบ แต่จะเป็นไปแบบสุ่ม  เราสามารถใช้สถิติมาลดค่าผิดพลาดนี้ โดยทำการทดลองซ้ำหลายครั้ง แล้วคิดผลลัพธ์ค่าที่ได้เป็นค่าเฉลี่ย  ถ้าผลลัพธ์ที่ได้ในการวัดแต่ละครั้งให้ค่าแกว่งหรือแตกต่างกันมาก ค่าผิดพลาดแบบสุ่มก็ยิ่งมีค่ามาก การแก้ไขทำได้โดยเพิ่มการทดลองหลายหนแล้วนำมาคิดค่าเฉลี่ย จึงจะได้ค่าเฉลี่ยที่ใกล้เคียงค่าจริง         

ส่วนค่าผิดพลาดจากระบบเป็นค่าผิดพลาดที่มีโอกาสการเกิดน้อยกว่าค่าผิดพลาดแบบสุ่ม อีกทั้งโอกาสที่จะตรวจพบก็ยากกว่าทั้งนี้เพราะความคงเส้นคงวา หรือการวัดซ้ำของผลที่ได้มีค่าใกล้เคียงกัน แต่ค่าที่อ่านได้เป็นค่าที่ผิดพลาดจากค่าจริงโดยอาจจะมีทิศทางเป็นบวกหรือเป็นลบอย่างใดอย่างหนึ่ง ยกตัวอย่าง เช่น ไม้บรรทัดที่มีปลายขาดหายไป 1 นิ้ว ทำให้ค่าเริ่มต้นที่ 2 นิ้ว ทำให้ผลที่อ่านได้มีค่ามากกว่าค่าจริง 1 นิ้วตลอดเวลา (ค่าผิดพลาดทิศทางเป็นบวก)        

  วิธีการแก้ไข นักวิทยาศาสตร์มักจะทำการทดลองโดยใช้การวัดมากกว่า 1 วิธี ซึ่งถ้าไม่มีอะไรผิดพลาด การวัดทั้งสองวิธีก็จะอ่านค่าได้เท่ากัน          การหาสาเหตุที่ทำให้เกิดค่าผิดพลาดบางครั้งต้องขอให้บุคคลอื่นทำการทดลองเดียวกันเปรียบเทียบกับที่คุณทำ หรือขอความช่วยเหลือจากนักวิทยาศาสตร์ให้มาช่วยตรวจสอบการทดลองในขั้นต่างๆ เพราะบางครั้งเราก็ต้องการแง่คิดหรือมุมมองที่แตกต่างกันจากผู้อื่นในการช่วยให้มองเห็นปัญหาที่เรามองไม่เห็น

ทำอย่างไรถ้าโครงงานวิทยาศาสตร์ไม่เป็นไปตามที่หวัง         

ไม่ว่าผลการทดลองจะออกมาเป็นอย่างไรคุณก็ได้เรียนรู้บางสิ่งจากการทดลองแล้ว แม้ว่าการทดลองของคุณจะไม่ได้ตอบคำถาม หรือไม่ได้ให้ผลอย่างที่หวังไว้ แต่มันก็ทำให้เกิดไอเดียที่จะใช้ในการออกแบบการทดลองอื่นต่อไป การเรียนรู้จากการทดลองหนึ่งๆ ถือว่าเป็นบทเรียนที่มากพอสมควร และถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการก้าวต่อไปที่จะหาคำตอบ นักวิทยาศาสตร์ผู้ศึกษาปัญหาที่ซับซ้อนอาจใช้เวลาทั้งชีวิตเพื่อหาคำตอบ แม้กระนั้นเขาก็อาจจะยังไม่พบคำตอบ แต่ผลการทดลองของเขามีคุณค่า ซึ่งในที่สุดอาจจะมีใครสักคนจะนำผลนั้นไปใช้ในการทดลองของเขา และพบคำตอบ ซึ่งใครคนนั้นอาจจะเป็นคุณก็ได้

  ขั้นตอนของโครงงานวิทยาศาสตร์

          โดยทั่วไปแล้วการทำโครงงานวิทยาศาสตร์จะประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ๆ 4 ขั้นคือ  การเฝ้าสังเกต    ตั้งสมมุติฐาน    ควบคุมการทดลอง  และสรุปผล แต่ที่จริงแล้วการดำเนินการทดลองจะประกอบด้วยขั้นตอนมากกว่านั้น ดังที่จะแสดงต่อไปนี้

1. เฝ้าสังเกต          คุณสังเกตเห็นบางสิ่งที่น่าสนใจ และสงสัยว่าทำไมสิ่งนั้นจึงเกิดขึ้น คุณอยากจะทราบสาเหตุ  คุณอยากรู้ว่าของบางสิ่งทำงานอย่างไร และทำไมจึงทำงานได้ คุณได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่คุณสังเกต และต้องการที่จะตรวจสอบ ขั้นตอนแรกคุณจึงต้องสังเกตและเขียนบันทึกสิ่งที่คุณสังเกตเห็นให้ชัดเจน

2. รวบรวมข้อมูล          ทำการค้นคว้าหาข้อมูลในสิ่งที่คุณต้องการตรวจสอบโดยการ อ่านหนังสือ  อ่านวารสาร หรือสอบถามผู้รู้เกี่ยวกับสิ่งนั้น  สุดท้ายอย่าลืมบันทึกแหล่งที่มาของข้อมูลด้วย

3. ตั้งชื่อเรื่อง           การตั้งชื่อเรื่อง ควรจะต้องสั้น และ บอกสาระสำคัญที่คุณกำลังตรวจสอบ

4. วัตถุประสงค์          คุณต้องการตรวจสอบอะไร  โดยวิธีการอย่างไร และผลที่ได้นำไปใช้ทำอะไรหรือไม่ คุณจะต้องเขียนแสดงสิ่งเหล่านี้ออกมา โดยใช้ข้อมูลจากการสังเกต และการหาข้อมูลเบื้องต้นของคุณ

5. เลือกตัวแปร          จากข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมไว้เกี่ยวกับสิ่งที่คุณต้องการตรวจสอบ พิจารณาเลือกว่าตัวแปรอะไรที่มีผลต่อระบบ ก่อนที่จะตั้งสมมุติฐานต่อไป

6. ตั้งสมมุติฐาน          เมื่อคุณศึกษาตัวแปรที่คิดว่าเกี่ยวข้องกับระบบ แล้ว จงคิดถึงการทดลองที่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรครั้งละหนึ่งตัวแปร (กรณีที่มีตัวแปรมากกว่าหนึ่งตัวแปร) ทั้งนี้เพราะถ้าคุณทดลองโดยเปลี่ยนค่าตัวแปรไปทีละมากกว่าหนึ่งตัวแปร คุณก็จะไม่สามารถทราบได้ว่าตัวแปรใดเป็นตัวแปรที่ทำให้เกิดผลต่อระบบ บางครั้งตัวแปร 2 ตัวในระบบเดียวกันจะมีผลร่วมกัน ดังนั้นคุณจะต้องพยายามเลือกใช้ตัวแปรที่ไม่มีผลร่วมกับตัวแปรอื่น           

ถึงจุดนี้ คุณก็พร้อมแล้วที่จะเปลี่ยนคำถามเป็นสมมุติฐาน ซึ่งสมมุติฐานก็คือคำถาม (หรือคำตอบที่สมมุติขึ้น) ที่สามารถทดสอบได้ด้วยการทำการทดลอง          ในโครงงานวิทยาศาสตร์หนึ่ง คุณอาจจะตั้งคำถามได้หลายคำถาม ในแต่ละคำถาม หรือข้อสงสัยก็จะมี 1 สมมุติฐาน ดังนั้นคุณสามารถทำเป็นรายการของสมมุติฐาน แต่ละสมมุติฐาน คุณสามารถออกแบบการทดลองเพื่อการพิสูจน์โดยเลือกตัวแปรในการทำการทดลองที่เหมาะสม

7. ออกแบบการทดลอง                    

ทำรายการสิ่งที่ต้องทำทีละขั้นเพื่อหาคำตอบแก่คำถามที่คุณตั้งไว้  รายการนี้คือกรรมวิธีทดลองนั่นเอง สำหรับการทดลองที่มีคำตอบที่เชื่อถือได้ จะต้องมีสิ่งที่เรียกว่า ตัวควบคุม (control) ซึ่งตัวควบคุมนี้ก็คือการทดลองที่ทำไปโดยไม่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรที่ใช้ในการทดลอง ทั้งนี้ก็เพื่อทำให้เกิดเป็นตัวเปรียบเทียบหรืออ้างอิงให้เห็นความแตกต่างระหว่างการทดลองที่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรและไม่มีการเปลี่ยนตัวแปร ซึ่งจะทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าระบบมีผลลัพธ์แปรตามตัวแปรการทดลองหรือไม่        

  ยกตัวอย่าง เช่น ในการปรุงอาหารสูตร ก  เรามีสมมุติฐานว่า ถ้าใส่ผงชูรสลงไปจะทำให้อร่อยขึ้น เมื่อทำการทดลองเราจะต้องมีการเปลี่ยนค่าตัวแปร คือใส่ผงชูรสลงไปในสูตรอาหารที่ความเข้มข้นต่างๆ และการทดลองที่เป็นตัวควบคุมคือไม่ใส่ผงชูรสลงในสูตรอาหารนั้นเลย  จากนั้นจึงนำสูตรอาหารที่เตรียมขึ้นมาวัดค่าความอร่อยเปรียบเทียบกัน          นอกจากนี้การทำการทดลองจะต้องมีการทำซ้ำเพื่อยืนยันการได้ค่าเดิม (reproducible) ซึ่งการทำซ้ำนี้จะช่วยลดค่าความผิดพลาดที่เกิดจากการทดลองด้วย          สรุปแล้วการออกแบบการทดลองให้คำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้ตามลำดับ- ตัวแปรมีหลายตัวแปร แต่ตัวแปรที่คุณเลืออกมาใช้จะต้องช่วยคุณตอบปํญหาที่ตั้งไว้- เปลี่ยนค่าตัวแปรเพียงตัวเดียวในการทดลอองแต่ละครั้ง- ในกรรมวิธีที่คุณเขียนขึ้นจะต้องบอกถึงววิธีการเปลี่ยนค่าตัวแปรนี้ว่าคุณทำอย่างไร- ในกรรมวิธียังต้องบอกวิธีการวัดปริมาณขอองผลลัพธ์ที่เปลี่ยนไปว่าคุณวัดอย่างไร- ในการทดลองจะต้องมีตัวควบคุม เพื่อเป็นตตัวเปรียบเทียบ ทำให้คุณทราบว่าตัวแปรทดลองของ  คุณมีผลต่อระบบจริงหรือไม่

8. จัดหาวัสดุ และอุปกรณ์          ทำบัญชีรายชื่อของสิ่งที่คุณต้องการใช้ในการทดลอง แล้วทำการจัดหามา หลายสิ่งอาจจะมีอยู่แล้วในสถานการศึกษาของคุณเอง วัสดุหรือสารเคมีถ้าเป็นเกรดที่ใช้ในอุตสาหกรรม จะมีราคาถูกกว่าเกรดที่บริสุทธิ์สูงที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมีอยู่ค่อนข้างมาก ฉะนั้นขอให้พิจารณาประกอบกันไปด้วย ส่วนสารเคมีที่มีความบริสุทธิ์สูง และราคาแพงหาซื้อได้จากตัวแทนจำหน่ายสารเคมี และอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ สารเคมีที่ความบริสุทธิ์ปานกลาง (มักจะมีจุดประสงค์ใช้ในการศึกษาระดับโรงเรียน) หาซื้อได้จากร้านขายอุปกรณ์การศึกษาขนาดใหญ่ เช่น ร้านศึกษาภัณฑ์  สารเคมีเกรดอุตสาหกรรมอาจจะติดต่อขอตัวอย่างสารได้ฟรีจากตัวแทนจำหน่ายบางร้าน (เป็นการส่งเสริมการขาย) ซึ่งบรรดาตัวแทนจำหน่ายต่างๆนี้คุณสามารถเสาะหาติดต่อได้จากสมุดโทรศัพท์หน้าเหลือง

9. ทำการทดลอง และบันทึกข้อมูล          บ่อยครั้งที่การทดลองจะทำเป็นชุดการทดลอง  ใน 1 ชุดการทดลองประกอบด้วยการทดลองย่อยๆที่มีการเปลี่ยนค่าตัวแปรให้แปรผันไม่เท่ากันในแต่ละการทดลองย่อย ตัวอย่างเช่นคุณศึกษาผลของเกลือแกงในการเปลี่ยนแปลงจุดเดือดของสารละลาย  ในการทดลองนี้คุณอาจจะแบ่งเป็นการทดลองย่อย 5 การทดลอง โดยแต่ละการทดลองประกอบด้วยสารละลายซึ่งเตรียมขึ้นโดยเติมเกลือที่เข้มข้นไม่เท่ากัน เช่น 1%     2%    3%   4% และ 5% ตามลำดับ  จากนั้นคุณจึงวัดจุดเดือดของสารละลายทั้ง 5           การบันทึกข้อมูลควรจะทำเป็นตาราง สิ่งที่คุณบันทึกในขั้นนี้ถือเป็นข้อมูลดิบ ซึ่งมักจะได้แก่ค่าต่อไปนี้  ปริมาณสารเคมีที่ใช้   ระยะเวลาที่ใช้    ค่าที่วัดได้   ข้อมูลดิบเหล่านี้จะต้องผ่านการคำนวณ หรือประมวลผลเสียก่อนจึงจะสรุปเป็นผลการทดลองได้

10. บันทึกข้อสังเกต          ระหว่างทำการทดลองให้สังเกต และบันทึกเป็นข้อสังเกตไว้ เช่น ปัญหาที่พบ  สิ่งที่น่าสนใจ   ทุกอย่างที่คุณทำ  และทุกอย่างที่เกิดขึ้น  ข้อสังเกตเหล่านี้มีประโยชน์อย่างมากเมื่อคุณเขียนบทสรุป หรือเมื่อต้องการวิเคราะห์หาข้อผิดพลาดจากการทดลอง  

11. คำนวณ          นำข้อมูลดิบมาคำนวณได้เป็นตัวเลขที่คุณพร้อมจะนำไปเขียนบทสรุป ยกตัวอย่าง เช่น คุณชั่งภาชนะ แล้วบันทึกในช่องข้อมูลดิบคือ "น้ำหนักภาชนะ" จากนั้นคุณเติมดินลงไปจำนวนหนึ่ง แล้วนำภาชนะไปชั่งน้ำหนักอีกครั้งแล้วบันทึกในช่องข้อมูลดิบช่อง "น้ำหนักภาชนะ + ดิน" ในภาคการคำนวณ คุณต้องคำนวณหาว่าใช้ดินไปเป็นจำนวนเท่าไรในการทดลองแต่ละครั้งโดยการคำนวณดังนี้

 (น้ำหนักภาชนะ + ดิน)  -  (น้ำหนักภาชนะ)   =  น้ำหนักของดินที่ใช้

          ผลของการคำนวณที่ได้ให้นำไปบันทึกในช่องผลลัพธ์ของตารางในช่อง "น้ำหนักของดินที่ใช้"

12. รวบรวมผลลัพธ์         

นำผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นมาแสดงในรูปของตัวเลขในตาราง  หรือกราฟ หรืออาจจะอยู่ในรูปคำบรรยายสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลอง

13. เขียนบทสรุป          ผลลัพธ์และการคำนวณที่ได้จากการทดลองทำให้คุณสามารถเห็นแนวโน้มของตัวแปรต่างๆที่ทำให้เกิดผลต่างๆในการทดลอง ด้วยแนวโน้มนี้ คุณสามารถเขียนสรุปเกี่ยวกับระบบที่ศึกษา ซึ่งข้อสรุปนี้ทำให้เราสามารถพิสูจน์สมมุติฐานว่าถูกต้องหรือไม่         

นอกจากนี้ในบทสรุปยังมักจะมีสิ่งต่อไปนี้- ถ้าสมมุติฐานของคุณไม่ถูกต้อง คำตอบที่แแท้ควรจะเป็นอะไร- ประมวลความยากหรือปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่่างทำการทดลอง เพื่อเป็นแนวทางปรับปรุงแก้ไขใน  การทำการทดลองคราวหน้า- คุณต้องการเปลี่ยนแปลงกรรมวิธีทดลอง และะทำการทดลองนี้ซ้ำอีกหรือไม่- อะไรที่คุณคิดว่าจะทดลองแตกต่างออกไปในกการทดลองคราวหน้า- บันทึกรายการสิ่งที่คุณได้เรียนรู้- พยายามตอบคำถามที่เกิดขึ้นใหม่จากการทดลลอง เพื่อตั้งสมมุติฐานที่สามารถทำการทดสอบได้อีก  ในคราวต่อไป

 ตัวอย่างการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ (ระดับประถมปีที่ 4) :   ผลของเกลือที่มีต่อจุดเดือดของน้ำ

เฝ้าสังเกต          ตำราทำอาหารบอกว่าให้เติมเกลือลงน้ำก่อนน้ำจะเดือด

ชื่อเรื่อง          ผลของเกลือที่มีต่อจุดเดือดของน้ำ

วัตถุประสงค์ของโครงงาน          เพื่อศึกษาว่าเกลือแกงธรรมดามีผลต่อจุดเดือดของน้ำอย่างไร

สมมุติฐาน          การเติมเกลือแกงลงไปในน้ำที่กำลังต้มอยู่ทำให้อุณหภูมิจุดเดือดของน้ำสูงขึ้น

วัสดุ และอุปกรณ์- เกลือแกง- น้ำกลั่น- ถ้วยตวงหน่วยเป็นไปนต์- หม้อต้มขนาดบรรจุ 2 ควอท- ช้อนชา และ ช้อนโต๊ะ- เทอร์โมมิเตอร์- ช้อนคนสาร

วิธีการทดลอง1. ต้มน้ำ 1 ควอทบนเตา2. เมื่อน้ำเดือด  วัดอุณหภูมิที่สูงสุด  ค่าที่วัดนี้ถือเป็นค่าควบคุม เพื่อเปรียบเทียบกับ3. ตวงเกลือแกงจำนวน 1 ช้อนโต๊ะปาดเรียบ4. ใส่ลงไปในน้ำที่เดือด แล้วคน5. วัดอุณหภูมิของน้ำเดือดที่มีเกลืออยู่ โดยบันทึกอุณหภูมิสูงสุดไว้6. ทำการทดลองซ้ำโดยเติมเกลือเพิ่มอีก 1 ช้อนโต๊ะปาดเรียบ

ข้อมูล              ทำการทดลองเมื่อ   25/2/95

      จำนวนน้ำเดือด         2  ถ้วย      อุณหภูมิน้ำเดือด (ควบคุม)    212.9 F      จำนวนเกลือแกงที่ใส่ลงไปในน้ำเดือดครั้ง # 1          1 ช้อนโต๊ะ      อุณหภูมิน้ำเดือดหลังเติมเกลือแกง # 1                    215.6 F      จำนวนเกลือแกงที่ใส่ลงไปในน้ำเดือดครั้ง # 2          1 ช้อนโต๊ะ       อุณหภูมิน้ำเดือดหลังเพิ่มเกลือแกง # 2                   218.3  F

บันทึกข้อสังเกต        

  เมื่อเติมเกลือลงไปในน้ำเดือด จะเกิดฟองมากขึ้น แล้วก็หยุดเดือด หลังจากนั้นอีกสักครู่น้ำจะกลับเดือดอีก          การใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดบริเวณน้ำด้านข้างของหม้อต้มน้ำ จะวัดอุณหภูมิได้สูงกว่าการวัดอุณหภูมิบริเวณใจกลางของหม้อ เพราะไฟต้มน้ำมีความร้อนแรงบริเวณรอบนอก ดังนั้นให้วัดค่าที่จะบันทึกจริงบริเวณใจกลางของหม้อ

การคำนวณ- ปริมาณเกลือแกงที่ใช้ในการทดลอง # 1 :   0+1  =  1  ช้อนโต๊ะ- ปริมาณเกลือแกงที่ใช้ในการทดลอง # 2 :   1+1  =  2  ช้อนโต๊ะ

ผลการทดลอง

     อุณหภูมิน้ำเดือด(ควบคุม)      212.9 F      จำนวนเกลือแกงที่ใส่ลงไปในน้ำเดือดครั้ง # 1                  1 ช้อนโต๊ะ      อุณหภูมิน้ำเดือดหลังเติมเกลือแกง # 1       215.6  F      จำนวนเกลือแกงทั้งหมดที่ใส่ลงไปในน้ำเดือดครั้ง # 2        2 ช้อนโต๊ะ       อุณหภูมิน้ำเดือดหลังเพิ่มเกลือแกง # 2       218.3  F

สรุปผลQ: สมมุติฐานถูกต้องหรือไม่ ?  A: ถูกต้อง  การเติมเกลือแกงทำให้น้ำเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้นQ: ปัญหาที่เกิดในระหว่างการทดลอง  A: การอ่านอุณหภูมิทำได้ยาก ต้องใส่ถุงมือป้องกันมือจากความร้อน และต้องระวังไม่ให้ความร้อนรบ     กวนจากเตามาถึงเทอร์โมมิเตอร์Q: สิ่งที่เรียนรู้อื่นๆ A: ให้ระวังขณะเติมเกลือลงในน้ำเดือด เพราะมันจะทำให้น้ำเดือดอย่างรุนแรงเป็นเวลา 1-2 วินาที

คำถามข้างเคียงQ: คุณคิดว่าตำราทำอาหารแนะนำให้ใส่เกลือแกงลงไปในน้ำต้มเดือดเพื่ออะไร?  A: เมื่อน้ำถูกทำให้ร้อนขึ้นโดยเกลือ คุณสามารถทำอาหารได้เร็วขึ้น  และเกลือก็ยังทำให้อาหาร      รสดีขึ้น