การแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ นอกจากจะใช้กระบวนการต่าง ๆ อย่างมีระเบียบขั้นตอนแล้ว ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ก็ยังเป็นเครื่องมือสำคัญอย่างหนึ่งของนักวิทยาศาสตร์ ในการค้นหาความรู้หรือหาคำตอบของปัญหาต่าง ๆ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นสิ่งที่ควรฝึกฝนให้เกิดขึ้นกับทุกคน เพราะไม่เพียงแต่จะมีความสำคัญกับการค้นหาความรู้ของนักวิทยาศาสตร์ แต่ยังเป็นประโยชน์และเกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของทุกคนด้วย

   ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วยทักษะขั้นพื้นฐาน (Basic Science Process Skills) ได้แก่ ทักษะการสังเกต ทักษะการวัด ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล ทักษะการจำแนกประเภท ทักษะการหาความสัมพันธ์ของสเปซกับเวลา ทักษะการใช้จำนวน ทักษะการจัดกระทำและสื่อความหมายข้อมูล ทักษะการพยากรณ์ และทักษะขั้นผสม(Integrated Science Process Skills) ได้แก่ ทักษะการตั้งสมมติฐานทักษะการกำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ ทักษะการกำหนดและควบคุมตัวแปรทักษะการทดลอง ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป ทักษะการสร้างแบบจำลอง (สสวท., 2561) ในบทความนี้จะกล่าวถึงทักษะขั้นพื้นฐานหนึ่งที่สำคัญ นั่นคือ ทักษะการสังเกต ซึ่งเป็นทักษะที่นักวิทยาศาสตร์มักใช้เป็นจุดเริ่มต้นในการค้นคว้าหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในแขนงต่าง ๆ และสำคัญต่อการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ในระดับที่สูงขึ้น รวมทั้งยังเป็นทักษะที่ทุกคนได้ใช้ในชีวิตประจำวันอีกด้วย การมีทักษะการสังเกตที่ดีต้องใช้อวัยวะรับความรู้สึกหลายส่วนทั้งตา หู จมูก ลิ้น ผิวหนัง และต้องใช้อย่างละเอียดรอบคอบ เพื่อให้ได้ข้อมูลหรือรายละเอียดของสิ่งที่สังเกตมากที่สุด โดยนักการศึกษาหลายท่าน ได้ให้นิยามทักษะการสังเกตที่สอดคล้องกัน รวมทั้งสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ได้ให้นิยามทักษะการสังเกตไว้ดังนี้

   ทักษะการสังเกต (Observing Skill) คือ ความสามารถในการใช้อวัยวะรับความรู้สึกอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายอย่างเข้าไปสำรวจวัตถุหรือปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในธรรมชาติ หรือจากการทดลอง ผ่านประสาทสัมผัสทั้งห้าได้แก่ การดู การฟังเสียง การดมกลิ่น การชิมรส และการสัมผัสโดยไม่ลงความคิดเห็นของผู้สังเกตลงไป

ประเภทของการสังเกต

   โดยทั่วไปข้อมูลที่ได้จากการสังเกตมีหลายลักษณะ เมื่อพิจารณาลักษณะของข้อมูลทำให้สามารถแบ่งการสังเกตได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

   1. การสังเกตเชิงคุณภาพ (Qualitative Observations) เป็นการสังเกตเกี่ยวกับลักษณะ และคุณสมบัติของสิ่งที่สังเกต เช่น สี รูปร่าง กลิ่น รส เสียง ผิวสัมผัส โดยใช้อวัยวะรับความรู้สึกทั้งห้า หรืออาจใช้เครื่องมือมาช่วยขยายขอบเขตการสังเกต ข้อมูลที่ได้เป็นข้อมูลเชิงคุณภาพหรือเป็นข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะ และคุณสมบัติของสิ่งที่สังเกต ซึ่งไม่ได้ระบุตัวเลขแสดงจำนวนหรือปริมาณ ดังตัวอย่างในตาราง 1

ตาราง 1 ตัวอย่างข้อมูลที่ได้จากการสังเกตเชิงคุณภาพ

สิ่งที่สังเกต	ข้อมูลจากการสังเกต	อวัยวะรับความรู้สึก (ประสาทสัมผัส)
	หินก้อนนี้มีสีเทา มีรูปร่างกลม	ตา (การดู)
	ได้ยินเสียง เมื่อเคาะส้อมเสียงแล้วนำมาไว้ใกล้หู	หู (การฟัง)
	อมยิ้มมีรสหวาน	ลิ้น(ชิมรส)

   2. การสังเกตเชิงปริมาณ (Quantitative observations) เป็นการสังเกตที่มีการบอกรายละเอียดของสิ่งที่สังเกตเป็นตัวเลขแสดงจำนวนหรือปริมาณ โดยจะใช้การนับจำนวนหรือการวัดโดยใช้เครื่องมือ เช่น ไม้บรรทัด เครื่องชั่ง กระบอกตวง บีกเกอร์ เทอร์มอมิเตอร์ มาช่วยในการสังเกตร่วมกับการดู ซึ่งต้องมีหน่วยกำกับไว้ ข้อมูลที่ได้จะเป็นข้อมูลเชิงปริมาณหรือเป็นข้อมูลที่มีตัวเลขบอกจำนวนหรือปริมาณ เช่น มีม้า 6 ตัว น้ำสีแดงในบีกเกอร์มีปริมาตร 20 ลูกบาศก์เซนติเมตร ส้มมีมวล 85.3 กรัม

มีม้า 6 ตัว

น้ำในบีกเกอร์มีปริมาตร 20 ลูกบาศก์เซนติเมตร

ส้มมีมวล 85.3 กรัม

   นอกจากนี้ การสังเกตที่มีการเปรียบเทียบสิ่งที่สังเกต ก็เป็นการสังเกตเชิงปริมาณอย่างหนึ่ง ซึ่งข้อมูลที่ได้ จะเป็นข้อมูลที่แสดงการเปรียบเทียบจำนวนหรือปริมาณ เช่น นักเรียนในห้องเรียนวิทยาศาสตร์มีจำนวนน้อยกว่านักเรียนในห้องเรียนคณิตศาสตร์

   อย่างไรก็ตาม หากไม่มีเครื่องมือที่เป็นมาตรฐานสำหรับวัดสิ่งที่สังเกต ก็สามารถใช้การประมาณค่าสิ่งที่สังเกตแทนได้ โดยการอ้างอิงกับสิ่งที่ทราบค่า เช่น อาจบอกว่าหลอดดูดน้ำหลอดนี้ยาวเท่า ๆ กับดินสอแท่งหนึ่ง หรือมีมวลเท่า ๆ กับคลิปหนีบกระดาษ

   จากที่กล่าวไปแล้ว จะเห็นว่าข้อมูลที่ได้จากการสังเกตทั้งสองประเภทจะมีลักษณะแตกต่างกัน ทั้งนี้ ข้อมูลที่ได้จะมีความละเอียดและมีประโยชน์เพียงใด ขึ้นอยู่กับทักษะของผู้สังเกต และเครื่องมือที่นำมาช่วยในการสังเกต และการที่จะตรวจสอบว่าข้อมูลนั้น ได้มาจากการสังเกตหรือไม่ ต้องพิจารณาว่าข้อมูลนั้นได้มาจากการใช้อวัยวะรับความรู้สึกใดประกอบ เพราะแม้แต่ข้อมูลที่ได้จากการสังเกตเชิงปริมาณ ที่ต้องอาศัยเครื่องมือช่วยในการสังเกต ก็ต้องใช้ตัวช่วยในการนับจำนวนหรือปริมาณร่วมด้วย นอกจากนี้สิ่งต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นวัตถุ เหตุการณ์ หรือปรากฏการณ์ต่าง ๆ มักมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา การสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นของสิ่งเหล่านี้ จะทำให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของวัตถุหรือปรากฏการณ์ เช่น การใส่เม็ดเกลือลงในถ้วยที่มีน้ำบรรจุอยู่ ณ อุณหภูมิห้อง แล้วเม็ดเกลือมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ จนหายไปในเวลา 10 นาที

หลักการสังเกต

   การสังเกตในทางวิทยาศาสตร์ต้องการข้อมูลที่ถูกต้อง แม่นยำ  และเที่ยงตรง รวมทั้งมุ่งค้นหาข้อมูลที่เป็นข้อเท็จจริงหรือรายละเอียดของสิ่งที่สังเกตให้ได้มากที่สุด โดยในการสังเกตควรคำนึงถึงหลักการสังเกต ดังนี้

   1. ควรสังเกตอย่างละเอียด รอบคอบ และควรสังเกตให้ได้ตามจุดประสงค์ที่ตั้งไว้ ซึ่งการสังเกตไม่ได้ใช้การดูเพียงอย่างเดียว แต่อาจใช้การฟัง การสัมผัส การดมกลิ่น การชิมรสร่วมด้วย เพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่สังเกตมากที่สุด แต่สิ่งสำคัญที่ผู้สังเกตต้องระมัดระวัง คือการใช้อวัยวะรับความรู้สึกใดในการสังเกต ต้องมั่นใจว่าสิ่งที่สังเกตไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย เช่น ไม่ชิมสารที่ไม่รู้จัก ไม่สูดดมสารเคมีที่เป็นอันตราย

   2. ควรสังเกตซ้ำหลาย ๆ ครั้ง เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ถูกต้องเที่ยงตรงและน่าเชื่อถือ รวมทั้งควรทบทวนข้อมูลที่ได้ให้แน่ใจว่าข้อมูลนั้นมีความถูกต้องและเที่ยงตรง

   3. การสังเกตที่ดี ต้องไม่ใส่ความคิดเห็นส่วนตัวลงไป เพราะอาจทำให้ได้ข้อมูลที่ไม่เป็นข้อเท็จจริง เช่น เมื่อมีควันลอยออกมาจากในบ้านและมีกลิ่นเหม็นไหม้ พี่ชายบอกว่าควันและกลิ่นไหม้เกิดจากกระทะไหม้ ส่วนน้องสาวบอกว่าควันและกลิ่นไหม้เกิดจากแม่รีดผ้าแล้วลืมถอดปลั๊กเตารีด หรือจากการสังเกตพืชลักษณะดังภาพ

การสังเกตพืช

   เด็กหญิง A บอกว่าพืชใบเหลืองเพราะขาดปุ๋ย เด็กหญิง B บอกว่าพืชใบเหลือง เพราะโดนยาฆ่าแมลง จากทั้งสองตัวอย่างจะเห็นว่าข้อมูลที่ได้ เป็นการใส่ความคิดเห็นส่วนตัวลงไป ไม่จัดเป็นข้อมูลที่ได้จากการสังเกต นอกจากนี้จะเห็นว่าในแต่ละเหตุการณ์ คนที่ให้ข้อมูลต่างก็มีความคิดเห็นที่แตกต่างกัน และข้อมูลที่ได้ก็อาจไม่เป็นข้อเท็จจริง

   อย่างไรก็ตาม การใช้อวัยวะรับความรู้สึกทั้งห้าในการสังเกตอาจมีข้อจำกัด เช่น สิ่งที่สังเกตอาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า หรือความรู้สึกจากการรับรู้สิ่งต่าง ๆ ของแต่ละบุคคลแตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องขยายขอบเขตการสังเกต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการสังเกตและลดความคลาดเคลื่อนของข้อมูล โดยการใช้เครื่องมือหรือเทคโนโลยีบางอย่างที่มีมาตรฐานมาช่วยในการสังเกต เช่น การใช้แว่นขยายเพื่อสังเกตรายละเอียดบางอย่างที่ไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจน การใช้กล้องจุลทรรศน์สังเกตสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า การใช้กล้องส่องทางไกลเพื่อสังเกตสิ่งที่อยู่ไกลออกไป การใช้หูฟังสเต็ทโตสโคปของหมอในการฟังเสียงอวัยวะภายในร่างกาย เพื่อประเมินอาการและวินิจฉัยโรคเบื้องต้นในผู้ป่วย การใช้เทอร์มอมิเตอร์วัดระดับความสุกของเนื้อสเต๊กเพื่อให้ได้ระดับความสุกตรงตามความต้องการ

การใช้กล้องจุลทรรศน์สังเกตสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า

การใช้กล้องส่องทางไกลสังเกตสิ่งที่อยู่ไกลออกไป

การใช้หูฟังสเต็ทโตสโคปของหมอในการฟังเสียงอวัยวะภายในร่างกาย

การฝึกและพัฒนาทักษะการสังเกต

   โดยทั่วไป การสังเกตเป็นทักษะที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติของมนุษย์ แต่ไม่ใช่สิ่งที่จะพัฒนาได้ในชั่วข้ามคืนต้องใช้เวลาในการฝึกฝน หากได้รับการฝึกฝนทักษะนี้ตั้งแต่เด็ก ก็จะช่วยส่งเสริมศักยภาพการเรียนรู้ตามธรรมชาติได้อย่างเต็มที่ และสามารถนำไปใช้ในการดำเนินชีวิตประจำวันได้อย่างดี การฝึกทักษะการสังเกตในวัยเด็กสามารถเริ่มได้ตั้งแต่ที่บ้าน อาจเริ่มจากการสังเกตสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่ใกล้ตัว พ่อแม่สามารถช่วยส่งเสริมโดยการชวนพูดคุยถึงสิ่งต่าง ๆ ที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน ตั้งคำถามกระตุ้นให้เกิดการสังเกต หรือหากิจกรรมที่ช่วยส่งเสริมการสังเกต ซึ่งเมื่อเด็กได้ฝึกซ้ำ ๆ ก็จะเกิดทักษะการสังเกตขึ้นได้โดยอัตโนมัติ

   ในห้องเรียนก็สามารถฝึกทักษะการสังเกตได้ หากในกิจกรรมการเรียนการสอน นักเรียนได้มีโอกาสสังเกตสิ่งต่าง ๆ ในบริบทที่หลากหลายได้ใช้อวัยวะรับสัมผัสในการสังเกตสิ่งต่าง ๆ ตามความเหมาะสม และได้ลองใช้เครื่องมือต่าง ๆ เช่น แว่นขยาย กล้องจุลทรรศน์ เทอร์มอมิเตอร์ เครื่องชั่ง ช่วยขยายขอบเขตการสังเกตตามความเหมาะสมกับวัย และสิ่งที่สังเกตทั้งนี้ ครูควรส่งเสริมให้นักเรียนสังเกตสิ่งต่าง ๆ อย่างใกล้ชิดและละเอียดถี่ถ้วน และให้ตัวอย่างและแนวทางการได้มาซึ่งข้อมูลจากการสังเกตอย่างชัดเจน เพื่อให้นักเรียนเข้าใจว่าข้อมูลที่ได้จากการสังเกต มีลักษณะอย่างไรและแตกต่างกับข้อมูลจากการลงความเห็นจากข้อมูลอย่างไร เมื่อนักเรียนลงมือทำจะได้รายละเอียดของข้อมูลที่ถูกต้อง ครบถ้วน และน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ ครูอาจให้คำแนะนำเกี่ยวกับการสังเกตอย่างปลอดภัยด้วย เช่น ให้นักเรียนทราบว่าอะไรควรชิม ไม่ควรชิม อะไรควรจับ ไม่ควรจับ หรืออาจใช้คำถามหรือคำสั่ง ก่อนให้นักเรียนสังเกตสิ่งต่าง ๆ เพื่อให้นักเรียนใช้เป็นแนวทางในการรวบรวมข้อมูล ซึ่งการมีคำถามนำจะช่วยให้นักเรียนเก็บรายละเอียดของสิ่งที่สังเกตได้มากขึ้น และสามารถใช้ประสาทสัมผัสในการสังเกตได้มากขึ้น

   หากนักเรียนได้รับการฝึกฝนทักษะการสังเกตอย่างต่อเนื่อง จะทำให้เกิดการพัฒนาจนสามารถสังเกตสิ่งต่าง ๆ ได้ละเอียดและรอบคอบมากขึ้นซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตประจำวัน การแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในชีวิต รวมทั้งยังเป็นประโยชน์ต่อการเรียนในรายวิชาต่าง ๆ โดยเฉพาะในรายวิชาวิทยาศาสตร์ โดยเมื่อนักเรียนต้องลงมือทำกิจกรรมหรือทำการทดลองเพื่อหาคำตอบ ก็มักจะเริ่มต้นจากการสังเกต เพื่อเก็บรวบรวมและบันทึกข้อมูลต่าง ๆ แล้วนำข้อมูลไปวิเคราะห์ จำแนก จัดกระทำ ลงความเห็นสร้างสมมติฐาน ทำการทดลอง ตีความหมาย และลงข้อสรุปต่อไป ซึ่งจะเห็นว่าการสังเกตเป็นจุดเริ่มต้น ที่นำไปสู่ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ในระดับที่สูงขึ้นได้ และยิ่งข้อมูลที่ได้จากการสังเกตนั้น มีความละเอียดและถูกต้อง ก็จะทำให้การค้นคว้าหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ มีความถูกต้องและน่าเชื่อถือมากขึ้นด้วย

บรรณานุกรม

Adamskbd. (n.d.). Topic 2 Basic Science Process Skills I. Retrieved December 12, 2022,Adamskbd. (n.d.). Topic 2 Basic Science Process Skills I. Retrieved December 12, 2022,from https://www.scribd.com/doc/ 199208487/Topic-2-Basic-Science-Process-Skills-I.

Anderson. (n.d.). 5th Grade Science Study Guide : science process skills. Retrieved December 12, 2022,from https://www.anderson1.org/cms/lib04/SC01000609/Centricity/Domain/79/5th_grade_study_guide4_pdf.pdf.

Longwood. (n.d.). Teaching the Science Process Skills. Retrieved December 12, 2022, from http://www.longwood.edu/cleanva/ images/sec6.processskills.pdf.

NARST. (1990). The Science Process Skills. Retrieved December 12, 2022, from https://narst.org/research-matters/science-process-skills.

Scenic Hudson. (n.d.). Investigations with Magnifying Glasses. Retrevies December 12, 2022,from https://www.teachingthe hudsonvalley.org/wp-content/uploads/Magnifying-Glass-Lesson-Plan.pdf.

TeacherVision. (n.d). Basic Science Skills Printable Book. Retrieved December 12, 2022,from https://www.teachervision.com/ science/basic-science-skills-printable-book-6-10.

ทวีศักดิ์ จินดานุรักษ์และธงชัย ชิวปรีชา. (ม.ป.ป.). ชุดพัฒนาทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ ชุดที่ 1 ทักษะการสังเกต. สืบค้นเมื่อ 12 ธันวาคม 2565,จาก https://www.stou.ac.th/Schools/Sed/upload/ชุดที่%2003.pdf.

ทิพย์อุบล สัมฤทธิ์. (2560). การสอนทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์. สำนักวิชาศึกษาทั่วไป มหาวิทยาลัยราชภัฎอุดรธานี. สืบค้นเมื่อ 12 ธันวาคม 2565,จาก http://portal5.udru.ac.th/ebook/pdf/ upload/187IjNI334U0984c8U89.pdf.

พัดตาวัน นาใจแก้ว. (2555). เอกสารประกอบการสอนวิชาธรรมชาติวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฎอุดรธานี. สืบค้นเมื่อ 12 ธันวาคม 2565,จาก http://portal5.udru.ac.th/ebook/pdf/upload/17v1K7MB1572K3oB388S.pdf.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2561). คู่มือการใช้หลักสูตรรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น. สืบค้นเมื่อ 12 ธันวาคม 2565,จาก https://www.scimath.org/ebook-science/item/8923-2018-10-01-01-59-16.

สุภาพรรณ ศรีสุข. (2560). มาฝึกทักษะการสังเกตกันเถอะ. สืบค้นเมื่อ 12 ธันวาคม 2565, จาก https://www.trueplookpanya.com/ knowledge/content/61331.