ในการดำเนินการทดลองทางวิทยาศาสตร์ เราจะต้องคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้วิธีการทางวิทยาศาสตร์มีหลายรูปแบบ
การพิสูจน์หรือหาความจริงทางวิทยาศาสตร์ที่ต่างสาขากัน สามารถใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น วิทยาศาสตร์กายภาพ (เคมี ฟิสิกส์) มักจะใช้วิธีการทดลอง แล้วจึงเก็บข้อ
มูลเป็นตัวเลข จากนั้นจึงนำมาประมวลเป็นข้อสรุป ซึ่งแตกต่างจากการศึกษาวิทยาศาสตร์สาขาอื่น เช่นมานุษวิทยา ที่ทำการศึกษาโดยใช้วิธีเก็บรวบรวมข้อมูลจากการสังเกต หรือสัมภาษณ์
กรณี วิทยาศาสตร์กายภาพ ข้อมูลจากการทดลองซึ่งเป็นตัวเลขถูกนำมาประมวลสร้างเป็น ตาราง หรือกราฟ หรือสมการ ซึ่งสามารถใช้ในการทำนายข้อเท็จจริงที่เกิดขึ้น ส่วนวิทยาศาสตร์สาขาอื่น ใช้วิธีบันทึกข้อมูลจากการสัมภาษณ์ หรือการสังเกต แล้วนำมาประมวลสรุปผลในรูปของการพรรณนา หรือการอนุมาณ
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จะต้องคำนึงว่าเขากำลังทำการศึกษาวิทยาศาสตร์ในเรื่องใดด้วยวิธีที่ถูก
ต้องหรือไม่ 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
