วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 1 จาก 69

วตถประสงค

1. เพ อใหผ เขารบการอบรมสามารถวเคราะหตวช ว ดและสาระแกนกลางกล มสาระการเรยนรคณตศาสตร วทยาศาสตร (ฉบบปรบปรง พ.ศ.2560) ตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551 ระดบมธยมศกษาปท 3

2. เพอใหผเขารบการอบรมมความรความเขาใจเกยวกบสมรรถนะตามแนว PISA ระดบมธยมศกษาปท 3 3. เพอใหผเขารบการอบรม สามารถวเคราะหความสมพนธของตวชวดตามหลกสตรแกนกลางฯ กบ

สมรรถนะตามแนว PISA

เนอหา 1. ตวชวดและสาระการเรยนรวชาวทยาศาสตร ระดบมธยมศกษาปท 3 2. สมรรถนะของวทยาศาสตร ตามแนว PISA 3. แนวทางการสรางแผนการจดการเรยนร

กจกรรม (วชาวทยาศาสตร) 1. Local trainer (LT) แบงกลมครเปนกลมละ 5-6 คน ใหความร เรอง ตวชวดและสมรรถนะของวชา

วทยาศาสตรตามแนว PISA โดยใหครศกษาจาก ใบความรท 2.1 หรอ LT ทำ PowerPoint สรป ตวชวดและสมรรถนะและบรรยายประกอบ PowerPoint เพอเปนการสรปความรเกยวกบตวชวดและสมรรถนะใหคร (ไมควรเกน 10 นาท)

2. LT ใหครแตละกลมฝกวเคราะหแนวทางการจดการเรยนรทสรางมาจากตวชวดรายวชาวทยาศาสตรวาสอดคลองกบสมรรถนะของวทยาศาสตรตามแนว PISA ใด โดยใชใบกจกรรมท 2.1

3. ทำการวเคราะหตวชวดรายวชาวทยาศาสตร เพอหาพฤตกรรมของตวชวดทสามารถเชอมโยงกบสมรรถนะตามแนว PISA โดยใชใบกจกรรมท 2.2 เปนเครองมอในการบนทกกผลการวเคราะห

4. ใหแตละกลมนำเสนอผลการวเคราะหอาจนำเสนอในรปแบบใดกได อยในดลพนจของ LT

5. เมอทำกจกรรมเสรจ LT ลงขอสรปเพอใหคร สามารถเขาใจการวเคราะหหาความเชอมโยงระหวาง

ตวชวดและสมรรถนะวชาวทยาศาสตรของ PISA และมแนวทางการเลอกสมรรถนะทสอดคลองกบ

ตวชวดเพอนำมาออกแบบกจกรรมการเรยนรได ดงน

- จากการวเคราะหตวช วดกบสมรรถนะวชาวทยาศาสตรของ PISA จะมคำทแสดงพฤตกรรม

นำไปสการออกแบบการจดการเรยนการสอนไดแก อธบาย อธบายความสมพนธระหวาง สราง

แผนการอบรมหนวยท 2

วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะตามแนว PISA

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 2 จาก 69

แบบจำลอง ตระหนก บอก เปรยบเทยบ ระบ วเคราะห ออกแบบการแกปญหา วเคราะหหา

ความสมพนธ เขยนกราฟแสดงความสมพนธ บรรยายการทำงาน เขยนแผนภาพ ซงสามารถ

แบงเปนกลมพฤตกรรมทสามารถทำใหเกดสมรรถนะทคาดวาจะเกดไดของวชาวทยาศาสตร

ควบคไปดวย ดงน

ตวอยางการวเคราะหพฤตกรรมจากตวชวดทคาดวาจะสอดคลองกบมรรถนะตามแนว PISA

กลมท พฤตกรรมทเกดขน สมรรถนะทคาดหวง 1. อธบาย อธบายความสมพนธ เปรยบเทยบ เขยน

แผนภาพ บรรยายการทำงาน A1 A2 A3 A4* C1 C2 C3

2. ออกแบบแกปญหา B1 B2 B3 B4* B5* 3. วเคราะห วเคราะหหาความสมพนธ เขยนกราฟ C1 C2 C3 C4* 4. ตระหนก A5 C5* 5. สรางแบบจำลอง A1 A2 C1 C2

* หมายถง สมรรถนะทสามารถออกแบบกจกรรมไดจากพฤตกรรม แตครมกจะออกแบบกจกรรม

ไปไมถงสมรรถนะนน

- จากตวอยางพฤตกรรมทเกดขนกบสมรรถนะทคาดหวง ครควรจะไดแนวทางการเลอกตวชวด

เพอไปสรางกจกรรมการจดการเรยนรใหเกดสมรรถนะได เชน จาก ตวชวด ม.3/13 อธบายการ

ใชประโยชนจากสงมชวตดดแปรพนธกรรมและผลกระทบทอาจมตอมนษยและสงแวดลอมโดยใช

ขอมลทรวบรวมได พฤตกรรม คอการอธบายการใชประโยชน ซงสามารถจดกจกรรมใหสามารถ

เกดสมรรถนะของวชาวทยาศาสตรตามแนว PISA ไดตงแต A1 A2 A3 A4 C1 C2 C3 เปนตน

- วทยากรควรเนนยำวาเมอวเคราะหแลวตองนำสมรรถนะไปสรางกจกรรมใหเกดขนดวย เพราะ

ถาครเพยงแตวเคราะหตวชวดและไมนำไปสรางกจกรรมนกเรยนจะไมสามารถเกดสมรรถนะท

คาดหวงได

- วทยากรควรเนนยำใหครตระหนกถงการออกแบบกจกรรมเพอใหครบทกสมรรถนะอยางนอย 1

ภาคเรยนจะเรยนควรไดทำกจกรรมเพอใหเกดครบทกสมรรถนะ

- วทยากรควรสรปกจกรรมจากการยกตวอยางกจกรรมประกอบเชน นำกจกรรมเรอง GMO มา

ยกตวอยางใหเหน ถงความสมพนธระหวางตวชวดและสมรรถนะ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 3 จาก 69

กจกรรมท

เนอหา วธการ เวลา สอประกอบ

1 ทบทวนตวชวดรายวชาวทยาศาสตร

ระดบชนมธยมศกษาปท 3 บรรยาย ปฏบต

15 นาท ใบความรท 2.1

2 ทบทวนสมรรถนะตามแนว PISA ในรายวชาวทยาศาสตร

บรรยาย ปฏบต

15 นาท ใบความรท 2.1

3 วเคราะหตวชวดรายวชาวทยาศาสตร

กบ สมรรถนะตามแนว PISA ในรายวชาวทยาศาสตร

บรรยาย ปฏบต

60 นาท ใบกจกรรมท 2.1 และ 2.2

เวลา รวมทงสน 1.30 ชวโมง

สอ 1. ใบความรท 2.1 เร อง วเคราะหตวชวดและสาระแกนกลางกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรกบ

สมรรถนะ PISA ของวชาวทยาศาสตร ตวชวดวทยาศาสตรระดบชนมธยมศกษาปท 3 ฉบบปรบปรง พ.ศ.2560

2. ใบกจกรรมท 2.1 (วทยาศาสตร) เรอง การเชอมโยงความสมพนธระหวางตวชวดวชาวทยาศาสตรตามหลกสตรแกนกลางฯ กบสมรรถนะตามแนว PISA

3. ใบกจกรรมท 2.2 (วทยาศาสตร) เรอง การเชอมโยงความสมพนธระหวางตวชวดและพฤตกรรมของตวชวดวชาวทยาศาสตรตามหลกสตรแกนกลางฯ กบสมรรถนะตามแนว PISA

การประเมน

1. ประเมนผลงานวเคราะหความสมพนธระหวางตวชวดรายวชาวทยาศาสตร ของนกเรยนมธยมศกษาปท 3 และสมรรถนะตามแนว PISA

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 4 จาก 69

ใบความรท 2.1

วเคราะหตวชวดและสาระแกนกลางกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรกบสมรรถนะ PISA ของวชาวทยาศาสตร ตวชวดวทยาศาสตรระดบชนมธยมศกษาปท 3 ฉบบปรบปรง พ.ศ.2560

สาระท 1 วทยาศาสตรชวภาพ มาตรฐาน ว 1.1 เขาใจความหลากหลายของระบบนเวศ ความสมพนธระหวางสงไมมชวตกบสงมชวตและความสมพนธระหวางสงมชวตกบสงมชวตตาง ๆ ในระบบนเวศ การถายทอด พลงงาน การเปลยนแปลงแทนทในระบบนเวศ ความหมายของประชากร ปญหาและผลกระทบทมตอทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอม แนวทางในการอนรกษ ทรพยากรธรรมชาตและการแกไขปญหาสงแวดลอมรวมทงนาความรไปใชประโยชน

ตวชวด สาระการเรยนร 1. อธบายปฏสมพนธขององคประกอบของระบบนเวศทไดจากการสำรวจ

• ระบบนเวศประกอบดวยองคประกอบทมชวต เชน พช สตว จลนทรย และองคประกอบทไมมชวต เชน แสง นำ อณหภม แรธาต แกส องคประกอบเหลาน มปฏสมพนธกน เชน พชตองการแสง นำ และแกสคารบอนไดออกไซด ในการสรางอาหาร สตวตองการอาหารและสภาพแวดลอมทเหมาะสมในการดำรงชวต เชน อณหภม ความชน องคประกอบทงสองสวนนจะตองมความสมพนธกนอยางเหมาะสม ระบบนเวศจงจะสามารถคงอยตอไปได

2. อธบายรปแบบความสมพนธระหวางสงมชวตกบสงมชวตรปแบบตาง ๆ ในแหลงทอยเดยวกน ทไดจากการสำรวจ

• สงมชวตกบสงมชวตมความสมพนธกนในรปแบบตาง ๆ เชน ภาวะพงพากน ภาวะองอาศย ภาวะเหยอกบผลา ภาวะปรสต

• สงมชวตชนดเดยวกนทอาศยอยรวมกนในแหลง ทอยเดยวกนในชวงเวลาเดยวกน เรยกวาประชากร

• กลมสงมชวตประกอบดวยประชากรของสงมชวตหลาย ๆ ชนด อาศยอยรวมกนในแหลงทอยเดยวกน

3. สรางแบบจำลองในการอธบายการถายทอดพลงงานในสายใยอาหาร

• กลมสงมชวตในระบบนเวศแบงตามหนาทไดเปน 3 กลม ไดแก ผผลต ผบรโภค และผยอยสลาย

4. อธบายความสมพนธของผผลต ผบรโภค และผยอยสลายสารอนทรยในระบบนเวศ

• สารอนทรย สงมชวตทง 3 กลมน มความสมพนธกน ผผลต เปนสงมชวตทสรางอาหารไดเอง โดยกระบวนการสงเคราะหดวยแสง ผบรโภค เปนสงมชวตทไมสามารถสรางอาหารไดเอง และตองกนผผลต หรอสงมชวตอนเปนอาหาร เมอผผลตและ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 5 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนร 5. อธบายการสะสมสารพษในสงมชวตในโซอาหาร 6. ตระหนกถงความสมพนธของสงมชวต และสงแวดลอมในระบบนเวศ โดยไมทำลายสมดลของระบบนเวศ

ผบรโภคตายลง จะถกยอยโดยผยอยสลายสารอนทรย ซงจะเปลยนสารอนทรยเปนสารอนนทรยกลบคนสสงแวดลอม ทำใหเกด การหมนเวยนสารเปนวฏจกร จำนวนผผลต ผบรโภค และผยอยสลายสารอนทรย จะตองมความเหมาะสม จงทำใหกลมสงมชวตอยไดอยางสมดล

• พลงงานถกถายทอดจากผผลตไปยงผบรโภคลำดบตาง ๆ รวมทงผยอยสลายสารอนทรย ในรปแบบสายใยอาหารทประกอบดวยโซอาหารหลายโซทสมพนธกน ในการถายทอดพลงงานในโซอาหาร พลงงานทถกถายทอดไปจะลดลง เรอย ๆ ตามลำดบของการบรโภค

• การถายทอดพลงงานในระบบนเวศ อาจทำให มสารพษสะสมอยในสงมชวตได จนอาจกอใหเกดอนตรายตอสงมชวต และทำลายสมดลในระบบนเวศ ดงนนการดแลรกษาระบบนเวศใหเกดความสมดลและคงอยตลอดไปจงเปนสงสำคญ

มาตรฐาน ว 1.3 เขาใจกระบวนการและความสำคญของการถายทอดลกษณะทางพนธกรรม สารพนธกรรม

การเปลยนแปลงทางพนธกรรมทมผลตอสงมชวต ความหลากหลายทางชวภาพและววฒนาการของสงมชวต

รวมทงนำความรไปใชประโยชน

ตวชวด สาระการเรยนร 1. อธบายความสมพนธระหวาง ยน ดเอนเอ และโครโมโซมโดยใชแบบจำลอง

• ลกษณะทางพนธกรรมของสงมชวตสามารถถายทอดจากรนหนงไปยงอกรนหนงได โดยมยน เปนหนวยควบคมลกษณะทางพนธกรรม

• โครโมโซมประกอบดวย ดเอนเอ และโปรตนขดอยในนวเคลยส ยน ดเอนเอ และโครโมโซมมความสมพนธกน โดยบางสวนของดเอนเอทำหนาทเปนยนทกำหนดลกษณะของสงมชวต

• สงมชวตทมโครโมโซม 2 ชด โครโมโซมทเปนคกนมการเรยงลำดบของยนบนโครโมโซมเหมอนกน เรยกวา ฮอมอโลกสโครโมโซม ยนหนงทอยบนคฮอมอโลกสโครโมโซมอาจมรปแบบแตกตางกน เรยกแตละรปแบบของ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 6 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนร ยนทตางกนนวาแอลลล ซงการเขาคกนของแอลลลตาง ๆ อาจสงผลทำใหสงมชวตมลกษณะทแตกตางกนได

• สงมชวตแตละชนดมจำนวนโครโมโซมคงท มนษยมจำนวนโครโมโซม 23 ค เปนออโตโซม 22 ค และโครโมโซมเพศ 1 ค เพศหญงมโครโมโซมเพศเปน XX เพศชายมโครโมโซมเพศเปน XY

2. อธบายการถายทอดลกษณะทางพนธกรรมจากการผสมโดยพจารณาลกษณะเดยวทแอลลลเดนขมแอลลล ดอยอยางสมบรณ 3. อธบายการเกดจโนไทปและฟโนไทปของลก และคำนวณอตราสวนการเกดจโนไทป และฟโนไทปของรนลก

• เมนเดลไดศกษาการถายทอดลกษณะทางพนธกรรมของตนถวชนดหนง และนำมาสหลกการพนฐานของการถายทอดลกษณะทางพนธกรรมของสงมชวต

• สงมชวตทมโครโมโซมเปน 2 ชด ยนแตละตำแหนงบน ฮอมอโลกสโครโมโซมม 2 แอลลล โดยแอลลล หนงมาจากพอ และอกแอลลลมาจากแม ซงอาจมรปแบบเดยวกน หรอแตกตางกน แอลลลทแตกตางกนน แอลลลหนงอาจมการแสดงออกขมอกแอลลลหนงได เรยกแอลลลนนวาเปน แอลลลเดน สวนแอลลลทถกขมอยางสมบรณเรยกวาเปนแอลลลดอย

• เมอมการสรางเซลลสบพนธ แอลลลทเปนคกน ในแตละ ฮอมอโลกสโครโมโซมจะแยกจากกนไปสเซลลสบพนธแตละเซลล โดยแตละเซลลสบพนธจะไดรบเพยง 1 แอลลล และจะมาเขาคกบแอลลลทตำแหนงเดยวกนของอกเซลลสบพนธหนงเมอเกดการปฏสนธ จนเกดเปนจโนไทปและแสดงฟโนไทปในรนลก

4. อธบายความแตกตางของการแบงเซลลแบบไมโทซสและไมโอซส

• กระบวนการแบงเซลลของสงมชวตม 2 แบบ คอ ไมโทซส และ ไมโอซส

• ไมโทซส เปนการแบงเซลลเพอเพมจำนวนเซลลรางกาย ผลจากการแบงจะไดเซลลใหม 2 เซลลทมลกษณะและจำนวนโครโมโซมเหมอนเซลลตงตน

• ไมโอซส เปนการแบงเซลลเพอสรางเซลลสบพนธ ผลจากการแบงจะไดเซลลใหม 4 เซลลทมจำนวนโครโมโซมเปนครงหนงของเซลลตงตน เมอเกด การปฏสนธของเซลลสบพนธ ลกจะไดรบการถายทอดโครโมโซมชดหนงจากพอ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 7 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนร และอกชดหนงจากแม จงเปนผลใหรนลกมจำนวนโครโมโซมเทำกบรนพอแมและจะคงทในทก ๆ รน

5. บอกไดวาการเปลยนแปลงของยน หรอโครโมโซมอาจทำใหเกดโรคทางพนธกรรม พรอมทงยกตวอยางโรคทางพนธกรรม 6. ตระหนกถงประโยชนของความรเรองโรคทางพนธกรรม โดยรวากอนแตงงานควรปรกษาแพทยเพอตรวจและวนจฉยภาวะเสยงของลกทอาจเกดโรคทางพนธกรรม

• การเปลยนแปลงของยน หรอโครโมโซม สงผลใหเกดการเปลยนแปลงลกษณะทางพนธกรรมของสงมชวต เชน โรคธาลสซเมยเกดจากการเปลยนแปลงของยน กลมอาการดาวนเกดจากการเปลยนแปลงจำนวนโครโมโซม

• โรคทางพนธกรรมสามารถถายทอดจากพอแมไปสลกได ดงนนกอนแตงงานและมบตรจงควรปองกนโดยการตรวจและวนจฉยภาวะเสยงจากการถายทอดโรคทางพนธกรรม

7. อธบายการใชประโยชนจากสงมชวตดดแปรพนธกรรมและผลกระทบทอาจมตอมนษยและสงแวดลอม โดยใชขอมลทรวบรวมได 8. ตระหนกถงประโยชนและผลกระทบของสงมชวตดดแปรพนธกรรมทอาจมตอมนษยและสงแวดลอม โดยการเผยแพรความรทไดจากการโตแยงทางวทยาศาสตรซงมขอมลสนบสนน

• มนษยเปลยนแปลงพนธกรรมของสงมชวตตามธรรมชาต เพอใหไดสงมชวตทมลกษณะตามตองการ เรยกสงมชวตน วา สงมชวตดดแปรพนธกรรม

• ในปจจบน มนษยมการใชประโยชนจากสงมชวตดดแปรพนธกรรมเปนจำนวนมาก เชน การผลตอาหาร การผลตยารกษาโรค การเกษตร อยางไรกด สงคมยงมความกงวลเกยวกบผลกระทบของสงมชวตดดแปรพนธกรรมทมตอสงมชวตและสงแวดลอม ซงยงทำการตดตามศกษาผลกระทบดงกลาว

9. เปรยบเทยบความหลากหลายทางชวภาพ ในระดบชนดสงมชวตในระบบนเวศตาง ๆ 10. อธบายความสำคญของความหลากหลายทางชวภาพทมตอการรกษาสมดลของระบบนเวศ และตอมนษย 11. แสดงความตระหนกในคณคาและ ความสำคญของความหลากหลายทาง

• ความหลากหลายทางชวภาพ ม 3 ระดบ ไดแก ความหลากหลายของระบบนเวศ ความหลากหลายของชนดสงมชวต และความหลากหลายทางพนธกรรม ความหลากหลายทางชวภาพนมความสำคญตอ การรกษาสมดลของระบบนเวศ ระบบนเวศทม ความหลากหลายทางชวภาพสงจะรกษาสมดลไดดกวาระบบนเวศทมความหลากหลายทางชวภาพตำกวา นอกจากนความหลากหลายทางชวภาพยงมความสำคญตอมนษยในดำนตาง ๆ เชน ใชเปนอาหาร ยารกษาโรค วตถดบในอตสาหกรรมตาง ๆ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 8 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนร ชวภาพ โดยมสวนรวมในการดแลรกษาความหลากหลาย ทางชวภาพ

ดงนน จงเปนหนาทของทกคนในการดแลรกษา ความหลากหลายทางชวภาพใหคงอย

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 9 จาก 69

สาระท 2 วทยาศาสตรกายภาพ

มาตรฐาน ว 2.1 เขาใจสมบตของสสาร องคประกอบของสสาร ความสมพนธระหวางสมบตของสสารกบ

โครงสรางและแรงยดเหนยวระหวางอนภาค หลกและธรรมชาตของการเปลยนแปลงสถานะของสสาร การเกด

สารละลาย และการเกดปฏกรยาเคม

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง 1. ระบสมบตทางกายภาพและการใชประโยชนวสดประเภทพอลเมอร เซรามก และวสดผสมโดยใชหลกฐานเชงประจกษ และสารสนเทศ 2. ตระหนกถงคณคาของการใชวสดประเภทพอลเมอร เซรามก และวสดผสม โดยเสนอแนะแนวทางการใชวสดอยางประหยดและคมคา

• พอลเมอร เซรามก และวสดผสม เปนวสดทใชมากในชวตประจำวน

• พอลเมอรเปนสารประกอบโมเลกลใหญทเกดจากโมเลกลจำนวนมากรวมตวกนทางเคม เชน พลาสตก ยาง เสนใย ซงเปนพอลเมอรทมสมบตแตกตางกน โดยพลาสตกเปนพอลเมอรทขนรปเปนรปทรงตาง ๆ ได ยางยดหยนไดสวนเสนใยเปนพอลเมอรทสามารถดงเปนเสนยาวไดพอลเมอรจงใชประโยชนไดแตกตางกน

• เซรามกเปนวสดทผลตจาก ดน หน ทราย และแรธาตตาง ๆ จากธรรมชาต และสวนมากจะผานการเผาทอณหภมสง เพอใหไดเนอสารทแขงแรง เซรามกสามารถทำเปนรปทรงตาง ๆ ได สมบตทวไปของเซรามกจะแขง ทนตอการสกกรอนและเปราะ สามารถนำไปใชประโยชนได เชน ภาชนะทเปนเครองปนดนเผา ชนสวนอเลกทรอนกส

• วสดผสมเปนวสดทเกดจากวสดตงแต 2 ประเภททมสมบตแตกตางกนมารวมตวกน เพอนำไปใชประโยชนไดมากขน เชน เสอกนฝนบางชนดเปนวสดผสมระหวางผากบยาง คอนกรตเสรมเหลกเปนวสดผสมระหวางคอนกรตกบเหลก

• วสดบางชนดสลายตวยาก เชน พลาสตก การใชวสดอยางฟมเฟอยและไมระมดระวงอาจกอปญหาตอสงแวดลอม

3. อธบายการเกดปฏกรยาเคม รวมถงการจดเรยงตวใหมของอะตอมเมอเกดปฏกรยาเคมโดยใชแบบจำลองและสมการขอความ

• การเกดปฏกรยาเคมหรอการเปลยนแปลงทางเคมของสาร เปนการเปลยนแปลงททำใหเกดสารใหม โดยสารทเขาทำปฏกรยา เรยกวา สารตงตนสารใหมทเกดขนจากปฏกรยา เรยกวา ผลตภณฑการเกดปฏกรยาเคมสามารถเขยนแทนไดดวยสมการขอความ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 10 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง

• การเกดปฏกรยาเคม อะตอมของสารตงตนจะมการจดเรยงตวใหม ไดเปนผลตภณฑ ซงมสมบตแตกตางจากสารตงตน โดยอะตอมแตละชนดกอนและหลงเกดปฏกรยาเคมมจำนวนเทากน

4. อธบายกฎทรงมวล โดยใชหลกฐานเชงประจกษ

• เมอเกดปฏกรยาเคม มวลรวมของสารตงตนเทากบมวลรวมของผลตภณฑ ซงเปนไปตามกฎทรงมวล

5. วเคราะหปฏกรยาดดความรอน และปฏกรยาคายความรอน จากการเปลยนแปลงพลงงานความรอนของปฏกรยา

• เมอเกดปฏกรยาเคม มการถายโอนความรอนควบคไปกบการจดเรยงตวใหมของอะตอมของสารปฏกรยาทมการถายโอนความรอนจากสงแวดลอมเขาสระบบเปนปฏกรยาดดความรอน ปฏกรยาทมการถายโอนความรอนจากระบบออกสสงแวดลอมเปนปฏกรยาคายความรอน โดยใชเครองมอทเหมาะสมในการวดอณหภม เชน เทอรมอมเตอร หววดทสามารถตรวจสอบการเปลยนแปลงของอณหภมไดอยางตอเนอง

6. อธบายปฏกรยาการเกดสนมของเหลก ปฏกรยาของกรดกบโลหะ ปฏกรยาของกรดกบเบส และปฏกรยาของเบสกบโลหะ โดยใชหลกฐานเชงประจกษ และอธบายปฏกรยาการเผาไหมการเกดฝนกรด การสงเคราะหดวยแสง โดยใชสารสนเทศ รวมทงเขยนสมการขอความแสดงปฏกรยาดงกลาว

• ปฏกรยาเคมทพบในชวตประจำวนมหลายชนด เชน ปฏกรยาการเผาไหม การเกดสนมของเหลกปฏกรยาของกรดกบโลหะ ปฏกรยาของกรดกบเบส ปฏกรยาของเบสกบโลหะ การเกดฝนกรดการสงเคราะหดวยแสง ปฏกรยาเคมสามารถเขยนแทนไดดวยสมการขอความ ซงแสดงชอของสารตงตนและผลตภณฑ

เชน เชอเพลง + ออกซเจน → คารบอนไดออกไซด + นำ ปฏกรยาการเผาไหมเปนปฏกรยาระหวางสารกบออกซเจน สารทเกดปฏกรยาการเผาไหม สวนใหญเปนสารประกอบทมคารบอนและไฮโดรเจนเปนองคประกอบ ซงถาเกดการเผาไหมอยางสมบรณ จะไดผลตภณฑเปนคารบอนไดออกไซดและนำ

• การเกดสนมของเหลก เกดจากปฏกรยาเคมระหวางเหลก นำ และออกซเจน ไดผลตภณฑเปนสนมของเหลก

• ปฏกรยาการเผาไหมและการเกดสนมของเหลกเปนปฏกรยาระหวางสารตาง ๆ กบออกซเจน

• ปฏกรยาของกรดกบโลหะ กรดทำปฏกรยากบโลหะไดหลายชนด ไดผลตภณฑเปนเกลอของโลหะและแกสไฮโดรเจน

• ปฏกรยาของกรดกบสารประกอบคารบอเนตไดผลตภณฑเปนแกสคารบอนไดออกไซดเกลอของโลหะ และนำ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 11 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง

• ปฏกรยาของกรดกบเบส ไดผลตภณฑเปนเกลอของโลหะและนำ หรออาจไดเพยงเกลอของโลหะ

• ปฏกรยาของเบสกบโลหะบางชนด ไดผลตภณฑเปนเกลอของเบสและแกสไฮโดรเจน

• การเกดฝนกรด เปนผลจากปฏกรยาระหวางนำฝนกบออกไซดของไนโตรเจน หรอออกไซดของซลเฟอร ทำใหนำฝนมสมบตเปนกรด

• การสงเคราะหดวยแสงของพช เปนปฏกรยาระหวางแกสคารบอนไดออกไซดกบนำ โดยมแสงชวยในการเกดปฏกรยา ไดผลตภณฑเปนนำตาลกลโคสและออกซเจน

7. ระบประโยชนและโทษของปฏกรยาเคมทมตอสงมชวตและสงแวดลอม และยกตวอยางวธการปองกนและแกปญหาทเกดจากปฏกรยาเคมทพบในชวตประจำวน จากการสบคนขอมล 8. ออกแบบวธแกปญหาในชวตประจำวน โดยใช ความรเกยวกบปฏกรยาเคมโดยบรณาการวทยาศาสตร คณตศาสตรเทคโนโลย และวศวกรรมศาสตร

• ปฏกรยาเคมทพบในชวตประจำวนมทงประโยชนและโทษตอสงมชวตและสงแวดลอม จงตองระมดระวงผลจากปฏกรยาเคม ตลอดจนรจกวธปองกนและแกปญหาทเกดจากปฏกรยาเคมทพบในชวตประจำวน

• ความรเกยวกบปฏกรยาเคม สามารถนำไปใชประโยชนในชวตประจำวน และสามารถบรณาการกบคณตศาสตร เทคโนโลย และวศวกรรมศาสตรเพอใชปรบปรงผลตภณฑใหมคณภาพตามตองการหรออาจสรางนวตกรรมเพอปองกนและแกปญหาทเกดขนจากปฏกรยาเคม โดยใชความรเกยวกบปฏกรยาเคม เชน การเปลยนแปลงพลงงานความรอนอนเนองมาจากปฏกรยาเคมการเพมปรมาณผลผลต

มาตรฐาน ว 2.3 เขาใจความหมายของพลงงาน การเปลยนแปลงและการถายโอนพลงงานปฏสมพนธระหวาง

สสารและพลงงาน พลงงานในชวตประจำวน ธรรมชาตของคลน ปรากฏการณทเกยวของกบเสยง แสง และ

คลนแมเหลกไฟฟารวมทงนำความรไปใชประโยชน

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง 1. วเคราะหความสมพนธระหวางความตางศกยกระแสไฟฟา และความตานทาน และคำนวณปรมาณท

• เมอตอวงจรไฟฟาครบวงจรจะมกระแสไฟฟาออกจากขวบวกผานวงจรไฟฟาไปยงขวลบของแหลงกำเนดไฟฟา ซงวดคาไดจากแอมมเตอร

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 12 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง เกยวของโดยใชสมการ V = IR จากหลกฐานเชงประจกษ 2. เขยนกราฟความสมพนธระหวางกระแสไฟฟาและความตางศกยไฟฟา 3. ใชโวลตมเตอร แอมมเตอรในการวดปรมาณทางไฟฟา

• คาทบอกความแตกตางของพลงงานไฟฟาตอหนวยประจระหวางจด 2 จด เรยกวา ความตางศกยซงวดคาไดจากโวลตมเตอร

• ขนาดของกระแสไฟฟามคาแปรผนตรงกบความตางศกยระหวางปลายทงสองของตวนำโดยอตราสวนระหวางความตางศกยและกระแสไฟฟามคาคงท เรยกคาคงทนวา ความตานทาน

4. วเคราะหความตางศกยไฟฟาและกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาเมอตอตวตานทานหลายตวแบบอนกรมและแบบขนานจากหลกฐานเชงประจกษ 5. เขยนแผนภาพวงจรไฟฟาแสดงการตอตวตานทานแบบอนกรมและขนาน

• ในวงจรไฟฟาประกอบดวยแหลงกำเนดไฟฟาสายไฟฟา และอปกรณไฟฟา โดยอปกรณไฟฟาแตละชนมความตานทาน ในการตอตวตานทานหลายตว มทงตอแบบอนกรมและแบบขนาน

• การตอตวตานทานหลายตวแบบอนกรมในวงจรไฟฟา ความตางศกยทครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากบผลรวมของความตางศกยทครอมตวตานทานแตละตว โดยกระแสไฟฟาทผานตวตานทานแตละตวมคาเทากน

6. บรรยายการทำงานของชนสวนอเลกทรอนกสอยางงายในวงจรจากขอมลทรวบรวมได 7. เขยนแผนภาพและตอชนสวนเลกทรอนกสอยางงายในวงจรไฟฟา

• การตอตวตานทานหลายตวแบบขนานในวงจรไฟฟา กระแสไฟฟาทผานวงจรมคาเทากบผลรวมของกระแสไฟฟาทผานตวตานทานแตละตวโดยความตางศกยทครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากน

• ชนสวนอเลกทรอนกสมหลายชนด เชน ตวตานทานไดโอด ทรานซสเตอร ตวเกบประจ โดยชนสวนแตละชนดทำหนาทแตกตางกนเพอใหวงจรทำงานไดตามตองการ

• ตวตานทานทำหนาทควบคมปรมาณกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา ไดโอดทำหนาทใหกระแสไฟฟาผานทางเดยว ทรานซสเตอรทำหนาทเปนสวตชปดหรอเปดวงจรไฟฟาและควบคมปรมาณกระแสไฟฟา ตวเกบประจทำหนาทเกบและคายประจไฟฟา

• เครองใชไฟฟาอยางงายประกอบดวยชนสวนอเลกทรอนกสหลายชนดททำงานรวมกนการตอวงจรอเลกทรอนกสโดยเลอกใชชนสวนอเลกทรอนกสทเหมาะสมตามหนาทของชนสวนนน ๆ จะสามารถทำใหวงจรไฟฟาทำงานไดตามตองการ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 13 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง 8. อธบายและคำนวณพลงงานไฟฟาโดยใชสมการ W = Pt รวมทงคำนวณคาไฟฟาของเครองใชไฟฟาในบาน 9. ตระหนกในคณคาของการเลอกใชเครองใชไฟฟาโดยนำเสนอวธการใชเครองใชไฟฟาอยางประหยดและปลอดภย

• เครองใชไฟฟาจะมคากำลงไฟฟาและความตางศกยกำกบไว กำลงไฟฟามหนวยเปนวตต ความตางศกยมหนวยเปนโวลต คาไฟฟาสวนใหญคดจากพลงงานไฟฟาทใชทงหมด ซงหาไดจากผลคณของกำลงไฟฟา ในหนวยกโลวตต กบเวลาในหนวยชวโมง พลงงานไฟฟามหนวยเปนกโลวตต ชวโมง หรอหนวย

• วงจรไฟฟาในบานมการตอเครองใชไฟฟาแบบขนานเพอใหความตางศกยเทากน การใชเครองใชไฟฟาในชวตประจำวนตองเลอกใชเครองใชไฟฟาทมความตางศกยและกำลงไฟฟาใหเหมาะกบการใชงาน และการใชเครองใชไฟฟาและอปกรณไฟฟาตองใชอยางถกตอง ปลอดภย และประหยด

10. สรางแบบจำลองทอธบายการเกดคลนและบรรยายสวนประกอบของคลน

• คลนเกดจากการสงผานพลงงานโดยอาศยตวกลางและไมอาศยตวกลาง ในคลนกล พลงงานจะถกถายโอนผานตวกลางโดยอนภาคของตวกลางไมเคลอนทไปกบคลน คลนทแผออกมาจากแหลงกำเนดคลนอยางตอเนองและมรปแบบทซำกน บรรยายไดดวยความยาวคลน ความถ แอมพลจด

11. อธบายคลนแมเหลกไฟฟาและสเปกตรมคลนแมเหลกไฟฟาจากขอมลทรวบรวมได 12. ตระหนกถงประโยชนและอนตรายจากคลนแมเหลกไฟฟาโดยนำเสนอการใชประโยชนในดานตาง ๆ และอนตรายจากคลนแมเหลกไฟฟาในชวตประจำวน

• คลนแมเหลกไฟฟาเปนคลนทไมอาศยตวกลางในการเคลอนท มความถตอเนองเปนชวงกวางมากเคลอนทในสญญากาศดวยอตราเรวเทากนแตจะเคลอนทดวยอตราเรวตางกนในตวกลางอนคลนแมเหลกไฟฟาแบงออกเปนชวงความถตาง ๆ เรยกวา สเปกตรมของคลนแมเหลกไฟฟา แตละชวงความถมชอเรยกตางกน ไดแก คลนวทยไมโครเวฟ อนฟราเรด แสงทมองเหน อลตราไวโอเลตรงสเอกซและรงสแกมมา ซงสามารถนำไปใชประโยชนได

• เลเซอรเปนคลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนเดยว เปนลำแสงขนานและมความเขมสง นำไปใชประโยชนในดานตาง ๆ เชน ดานการสอสารมการใชเลเซอรสำหรบสงสารสนเทศผานเสนใยนำแสง โดยอาศยหลกการการสะทอนกลบหมดของแสง ดานการแพทยใชในการผาตด

• คลนแมเหลกไฟฟานอกจากจะสามารถนำไปใชประโยชนแลว ยงมโทษตอมนษยดวย เชน ถามนษยไดรบรงสอลตราไวโอเลตมากเกนไปอาจจะทำใหเกดมะเรงผวหนง หรอถาไดรงสแกมมา

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 14 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง ซงเปนคลนแมเหลกไฟฟาทมพลงงานสงและสามารถทะลผานเซลลและอวยวะไดอาจทำลายเนอเยอหรออาจทำใหเสยชวตไดเมอไดรบรงสแกมมาในปรมาณสง

13. ออกแบบการทดลองและดำเนนการทดลองดวยวธทเหมาะสมในการอธบายกฎการสะทอนของแสง 14. เขยนแผนภาพการเคลอนทของแสง แสดงการเกดภาพจากกระจกเงา

• เมอแสงตกกระทบวตถจะเกดการสะทอนซงเปนไปตามกฎการสะทอนของแสง โดยรงสตกกระทบเสนแนวฉาก รงสสะทอนอยในระนาบเดยวกนและมมตกกระทบเทากบมมสะทอน ภาพจากกระจกเงาเกดจากรงสสะทอนตดกนหรอตอแนวรงสสะทอนใหตดกน โดยถารงสสะทอนตดกนจรงจะเกดภาพจรง แตถาตอแนวรงสสะทอนใหไปตดกน จะเกดภาพเสมอน

15. อธบายการหกเหของแสงเมอผานตวกลางโปรงใสทแตกตางกน และอธบายการกระจายแสงของแสงขาวเมอผานปรซมจากหลกฐานเชงประจกษ 16. เขยนแผนภาพการเคลอนทของแสงแสดงการเกดภาพจากเลนสบาง

• เมอแสงเดนทางผานตวกลางโปรงใสทแตกตางกน เชน อากาศและนำ อากาศและแกว จะเกดการหกเห หรออาจเกดการสะทอนกลบหมดในตวกลางทแสงตกกระทบ การหกเหของแสงผานเลนสทำใหเกดภาพทมชนดและขนาดตาง ๆ

• แสงขาวประกอบดวยแสงสตาง ๆ เมอแสงขาวผานปรซมจะเกดการกระจายแสงเปนแสงสตาง ๆ เรยกวา สเปกตรมของแสงขาว เมอเคลอนทในตวกลางใด ๆ ทไมใชอากาศ จะมอตราเรวตางกนจงมการหกเหตางกน

17. อธบายปรากฏการณทเกยวกบแสง และการทำงานของทศนอปกรณจากขอมลทรวบรวมได 18. เขยนแผนภาพการเคลอนทของแสง แสดงการเกดภาพของทศนอปกรณและเลนสตา

• การสะทอนและการหกเหของแสงนำไปใชอธบายปรากฏการณทเกยวกบแสง เชน รง มราจ และอธบายการทำงานของทศนอปกรณ เชน แวนขยายกระจกโคงจราจร กลองโทรทรรศน กลองจลทรรศน และแวนสายตา

• ในการมองวตถ เลนสตาจะถกปรบโฟกส เพอใหเกดภาพชดทจอตา ความบกพรองทางสายตา เชน สายตาสน และสายตายาว เปนเพราะตำแหนงทเกดภาพไมไดอยทจอตาพอด จงตองใชเลนสในการแกไขเพอชวยใหมองเหนเหมอนคนสายตาปกต โดยคนสายตาสนใชเลนสเวา สวนคนสายตายาวใชเลนสนน

19. อธบายผลของความสวางทมตอดวงตาจากขอมลทไดจากการสบคน 20. วดความสวางของแสงโดยใชอปกรณวดความสวางของแสง

• ความสวางของแสงมผลตอดวงตามนษย การใชสายตาในสภาพแวดลอมทมความสวางไมเหมาะสมจะเปนอนตรายตอดวงตา เชน การดวตถในทมความสวางมากหรอนอยเกนไป การจองดหนาจอภาพเปนเวลานาน ความสวางบนพนทรบแสงมหนวยเปนลกซ ความรเกยวกบความสวางสามารถนำมาใชจด

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 15 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง 21. ตระหนกในคณคาของความรเรอง ความสวางของแสงทมตอดวงตา โดยวเคราะหสถานการณปญหาและเสนอแนะการจดความสวางใหเหมาะสมในการทำกจกรรมตาง ๆ

ความสวางใหเหมาะสมกบการทำกจกรรมตาง ๆ เชน การจดความสวางทเหมาะสมสำหรบการอานหนงสอ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 16 จาก 69

สาระท 3 วทยาศาสตรโลก และอวกาศ

มาตรฐาน ว 3.1 เขาใจองคประกอบ ลกษณะ กระบวนการเกด และววฒนาการของเอกภพกาแลกซ ดาวฤกษ

และระบบสรยะ รวมทงปฏสมพนธภายในระบบสรยะทสงผลตอสงมชวต และการประยกตใชเทคโนโลย

อวกาศ

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง 1. อธบายการโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตยดวยแรงโนมถวงจากสมการ F = (Gm1m2)/r2

• ในระบบสรยะมดวงอาทตยเปนศนยกลางโดยมดาวเคราะหและบรวาร ดาวเคราะหแคระ ดาวเคราะหนอย ดาวหาง และอน ๆ เชน วตถคอยเปอร โคจรอยโดยรอบ ซงดาวเคราะห และวตถเหลานโคจรรอบดวงอาทตยดวยแรงโนมถวงแรงโนมถวงเปนแรงดงดดระหวางวตถสองวตถโดยเปนสดสวนกบผลคณของมวลทงสอง และเปน

• สดสวนผกผนกบกำลงสองของระยะทางระหวางวตถทงสอง แสดงไดโดยสมการ F = (Gm1m2)/r2 เมอ F แทนความโนมถวงระหวางมวลทงสอง G แทนคานจโนมถวงสากล m1 แทนมวลของวตถแรก m2 แทนมวลของวตถทสอง และ r แทนระยะหางระหวางวตถทงสอง

2. สรางแบบจำลองทอธบายการเกดฤด และการเคลอนทปรากฏของดวงอาทตย

• การทโลกโคจรรอบดวงอาทตยในลกษณะทแกนโลกอยงกบแนวตงฉากของระนาบทางโคจรทำใหสวนตาง ๆ บนโลกไดรบปรมาณแสงจากดวงอาทตยแตกตางกนในรอบ เกดเปนฤดกลางวนกลางคนยาวไมเทากน และตำแหนงการขนและตกของดวงอาทตยทขอบฟาและเสนทางการขนและตกของดวงอาทตยเปลยนไปในรอบป ซงสงผลตอการดำรงชวต

3. สรางแบบจำลองทอธบายการเกดขางขนขางแรม การเปลยนแปลงเวลาการขนและตกของดวงจนทร และการเกดนำขนนำลง

• ดวงจนทรโคจรรอบโลก โลกและดวงจนทรโคจรรอบดวงอาทตย ดวงจนทรรบแสงจากดวงอาทตยครงดวงตลอดเวลา เมอดวงจนทรโคจรรอบโลกไดหนสวนสวางมายงโลกแตกตางกน จงทำใหคนบนโลกสงเกตสวนสวางของดวงจนทรแตกตางไปในแตละวนเกดเปนขางขนขางแรม

• ดวงจนทรโคจรรอบโลกในทศทางเดยวกนกบทโลกหมนรอบตวเอง จงทำใหเหนดวงจนทรขนชาไปประมาณวนละ 50 นาท

• แรงโนมถวงทดวงจนทร ดวงอาทตยกระทำตอโลกทำใหเกดปรากฏการณนำขนนำลง ซงสงผลตอสงแวดลอมและสงมชวตบนโลก วนทนำมระดบการขนสงสดและลงตำสดเรยก วนนำ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 17 จาก 69

ตวชวด สาระการเรยนรแกนกลาง เกดสวนวนทระดบนำมการขนและลงนอยเรยกวนนำตาย โดยวนนำเกด นำตาย มความสมพนธกบขางขนขางแรม

4. อธบายการใชประโยชนของเทคโนโลยอวกาศและยกตวอยางความกาวหนาของโครงการสำรวจอวกาศ จากขอมลทรวบรวมได

• เทคโนโลยอวกาศไดมบทบาทตอการดำรงชวตของมนษยในปจจบนมากมาย มนษยไดใชประโยชนจากเทคโนโลยอวกาศ เชน ระบบนำทางดวยดาวเทยม (GNSS) การตดตามพายสถานการณไฟปา ดาวเทยมชวยภยแลงการตรวจคราบนำมนในทะเล

• โครงการสำรวจอวกาศตาง ๆ ไดพฒนาเพมพนความรความเขาใจตอโลก ระบบสรยะและเอกภพมากขนเปนลำดบ ตวอยางโครงการสำรวจอวกาศ เชน การสำรวจสงมชวตนอกโลก การสำรวจดาวเคราะหนอกระบบสรยะ การสำรวจดาวองคารและบรวารอนของดวงอาทตย

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 18 จาก 69

สมรรถนะของวทยาศาสตร ตามแนว PISA1 นยามการรเรองวทยาศาสตร PISA ใหนยาม “การรเรองวทยาศาสตร” ไววาการรเรองวทยาศาสตร (Scientific Literacy) หมายถง ความสามารถในการเช อมโยงส งตางๆ เขากบประเดนท เก ยวของกบวทยาศาสตร และแนวคดทางวทยาศาสตรไดอยางไตรตรอง บคคลทร เร องวทยาศาสตร (Scientifically Literacy Person) จะสอสารพดคยในประเดนทเกยวของกบวทยาศาสตรและเทคโนโลยอยางเปนเหตเปนผลซงจำเปนตองใชสมรรถนะดงตอไปน 1. การอธบายปรากฏการณในเชงว ทยาศาสตร (Explain Phenomena Scientifically) เปนสมรรถนะทจำเปนสำหรบการรเรองวทยาศาสตร การแสดงออกถงสมรรถนะน บคคลทรเรองตองสามารถระลกถงความรดานเนอหาทเหมาะสมในสถานการณทกำหนดให และใชความรเพอแปลความหมายและใหคำอธบายตอปรากฏการณตาง ๆ สมรรถนะนรวมถงการวาดแบบจำลองทางวทยาศาสตรเพอใชอธบายปรากฏการณทเกดขนในชวตประจำวน การบรรยายและการตความปรากฏการณ การคาดการณหรอการพยากรณการเปลยนแปลงทอาจจะเกดขน รวมถงการใหนกเรยนระบวา คำบรรยาย คำอธบายใดสมเหตสมผลหรอไมอยางไร คำคาดการณจะเปนไปไดหรอไมดวยเหตผลอะไร เปนตน โดยสรป ผทมความสมรรถนะการอธบายปรากฏการณในเชงวทยาศาสตร สามารถทำสงตอไปน 1.1 นำความรทางวทยาศาสตรมาใชสรางคำอธบายทสมเหตสมผล 1.2 ระบ ใช และสรางตวแบบ และนำเสนอขอมลเพอใชในการอธบาย 1.3 เสนอสมมตฐานเพอใชในการอธบาย 1.4 พยากรณการเปลยนแปลงในเชงวทยาศาสตรโดยใชความเปนเหตเปนผลทเปนไปได 1.5 อธบายถงศกยภาพของความรทางวทยาศาสตรทสามารถนำไปใชเพอสงคม 2. การประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความร ทางวทยาศาสตร (Evaluate and Design Scientific Enquiry) บคคลทรเรองวทยาศาสตรตองมความสามารถในการประเมนและออกแบบการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตร เพอใชในการสรางความรท เช อถอไดเก ยวกบโลกธรรมชา ตการแสดงออกถงสมรรถนะดานน บคคลตองสามารถประเมนขอคนพบทางวทยาศาสตรอยางมวจารณญาณ แยกแยะคำถามทางวทยาศาสตรวาคำถามใดสามารถตอบไดดวยการสำรวจทางวทยาศาสตร สมรรถนะนจำเปนตองใชความรเกยวกบลกษณะสำคญของการสำรวจตรวจสอบทางวทยาศาสตร เชน การทดสอบทเทยงตรงตองทำอยางไร ตองเปรยบเทยบอะไร ควบคมตวแปรใด และเปลยนแปลงตวแปรใด ตองคนควาสาระและขอมลอะไรเพ มเตม และตองทำอะไร อยางไรจงจะเกบขอมลท ตองการได นอกจากนยงตองร ถงความสำคญและคณคาของงานวจยทผานมาทสงผลตอการคนควาทางวทยาศาสตร เรองอน ๆ ตอไป รวมถงการเขาใจถงความสำคญของการตงขอสงสยในการรายงานทปรากฏในสอ หรอขอคนพบจากงานวจยตาง ๆ ในแงมมทวา อาจมความคลมเครอ การสรปไมสมเหตสมผล ไมมขอมลมากพอ หรอมความลำเอยงได เปนตน โดยสรป ผทมสมรรถนะการประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตรสามารถทำสงตอไปน 2.1 สามารถระบประเดนปญหาทตองการสำรวจตรวจสอบจากการศกษาทางวทยาศาสตรทกำหนดให

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 19 จาก 69

2.2 แยกแยะไดวาประเดนปญหาหรอคำถามใดสามารถตรวจสอบไดดวยวธการทางวทยาศาสตร 2.3 เสนอวธสำรวจตรวจสอบปญหาทางวทยาศาสตรทกำหนดให 2.4 ประเมนวธสำรวจตรวจสอบปญหาทางวทยาศาสตรทกำหนดให 2.5 บรรยายและประเมนวธการตาง ๆ ทนกวทยาศาสตรใชในการยนยนถงความนาเชอถอของขอมล และความเปนกลางและการสรปอางอง จากคำอธบาย 3. การแปลความหมายขอมลและการใชประจกษพยานในเชงวทยาศาสตร ( Interpret Data and Evidence Scientifically) บคคลทมสมรรถนะการแปลความหมายขอมลและใชประจกษพยานในเชงวทยาศาสตรตองแสดงออกถงความสามารถในการตความขอมลและหลกฐานทางวทยาศาสตรทมชในการสรางคำกลาวอางหรอลงขอสรป นำเสนอขอมลทไดรบในรปแบบอน เชน ใชคำพดของตนเอง แผนภาพ หรอการแสดงแทนอนๆ ได ซงสมรรถนะนจำเปนตองใชเครองมอทางคณตศาสตรในการวเคราะหหรอสรปขอมลและใชความสามารถในกรใชวธการพนฐานในการแปลงขอมลเปนการแสดงแทนในรปแบบอน ๆ นอกจากนยงตองสรางขอสรปทสมเหตสมผลบนพนฐานของประจกษพยาน ขอมล หรอประเมนขอสร ปทผอทนสรางขนวาสอดคลองกบประจกษพยานทมหรอไม รวมถงสามารถโตแยงอยางมสมเหตสมผล โดยสรป ผทมสมรรถนะการแปลความหมายขอมลและใชประจกษพยานเชงวทยาศาสตรสามารถทำสงตอไปน 3.1 แปลงขอมลทนำเสนอในรปแบบหนงไปสรปแบบอน 3.2 วเคราะหและแปลความหมายขอมลทางวทยาศาสตร และลงขอสรป 3.3 ระบขอสนนษฐาน ประจกษพยาน และเหตผล ในเรองทเกยวกบวทยาศาสตร 3.4 แยกแยะระหวางขอโตแยงทมาจากประจกษพยานและทฤษฎทางวทยาศาสตร กบทมาจากการพจารณาจากสงอน 3.5 ประเมนขอโตแยงทางวทยาศาสตรและประจกษพยานจากแหลงท มาท หลากหลาย (เชน หนงสอพมพ อนเทอรเนต และวารสาร) การประเมนการรเรองวทยาศาสตรของ OECD/PISA กำหนดไวนนคลอบคลมความรทางวทยาศาสตร 3 ดาน ไดแก 1. ความร ด านเน อหา (Content Knowledge) 2. ความร ด านกระบวนการ (Procedural Knowledge) และ 3. ความรเกยวกบการไดมาของความร (Epistemic Knowledge)

1. ความรดานเนอหา เปนความรเกยวกบขอเทจจรง แนวความคดหลก แนวคดและทฤษฎเกยวกบโลกธรรมชาต โดย PISA เลอกประเมนความรในสาขาวชาหลก ไดแก ฟสกส เคม ชววทยา และวทยาศาสตรโลก และอวกาศ

2. ความรดานกระบวนการ เปนความรเกยวกบกระบวนการทนกวทยาศาสตรใชในการสรางความรวทยาศาสตรและเปนความรในเรองการปฏบตและแนวความคดเกยวกบการสบเสาะหาความร เชนการตรวจสอบซำเพอลดความผดพลาดและความไมแนนอน การควบคมตวแปรและการมกระบวนการมาตรฐานเพอนำเสนอและสอสารขอมล

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 20 จาก 69

3. ความรเกยวกบการไดมาของความร เปนความรเกยวกบบทบาทและลกษณะทจำเปนตอกระบวนการสรางความรทางวทยาศาสตรรวมถงความเขาใจบทบาทและหนาทของสงตางๆ ทมตอวทยาศาสตร เชน คำถาม การสงเกต ทฤษฎสมมตฐาน แบบจำลอง การอภปรายโตแย งการยอมรบรปแบบทหลากหลายในกระบวนการสบเสาะหาความรและบทบาทในการตรวจสอบจากผอนททำใหความรทสรางขนนนนาเชอถอ

กรอบโครงสรางการประเมนการรเรองวทยาศาสตร

ตามวตถประสงคของการประเมน PISA จงไดกำหนดกรอบโครงสรางการประเมนผลการร เร องวทยาศาสตร ซงประกอบดวย 4 องคประกอบทเกยวของกน ไดแก

1) บรบท หมายถง การรบรถงสถานการณในชวต ในระดบสวนตว (เกดกบตวเอง ครอบครว หรอเพอน) ระดบทองถน/ระดบชาต และระดบโลก (ประเดนทางวทยาศาสตรทเปนขาวในสอหรอมผลกระทบสบเนองถงสงคมโลกหรอตอโลกอนาคต) ทงทเปนเรองในปจจบน หรอในอดตทผ านมา ซงจำเปนตองมความเขาใจวทยาศาสตรและเทคโนโลย

2) ความรทางวทยาศาสตร หมายถง ความเขาใจในขอเทจจรง แนวคดหลก และทฤษฎสำคญททำใหเกดความรพนฐานทางวทยาศาสตร ความร ประกอบดวย

2.1) ความรเกยวกบธรรมชาตของโลกและสงประดษฐทางเทคโนโลย (ความรดานเนอหา) ไดแก ระบบทางกายภาพ ระบบสงมชวต ระบบของโลกและอวกาศ

2.2) ความรเกยวกบวธการในการสรางแนวคดตางๆ (ความรดานกระบวนการ) ไดแก การตรวจสอบซำเพอลดความผดพลาดและความไมแนนอน การควบคมตวแปรและมกระบวน การมาตรฐานทนำเสนอและสอสารขอมล

2.3) ความเขาใจในเหตผลพนฐานของกระบวนการสรางความร (ความรเก ยวกบการไดมาของความร) ซงมลกษณะสำคญดงน การสรางและการระบลกษณะของวทยาศาสตร และลกษณะทใชในการตดสนความรทสรางจากวทยาศาสตร

3) สมรรถนะทางวทยาศาสตร หมายถง ความสามารถในการอธบายปรากฏการณในเชงวทยาศาสตร การประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตรและการแปลความหมายขอมลและใชประจกษพยานเชงวทยาศาสตร

4) เจตคตตอวทยาศาสตร หมายถง การแสดงการตอบสนองตอวทยาศาสตรและเทคโนโลยดวยความสนใจ ใหความสำคญกบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตร และรบรและตระหนกถงปญหาสงแวดลอม

องคประกอบท งส มความสมพนธกน กลาวคอ ในการดำเนนชวต คนเราตองเผชญสถานการณทหลากหลาย ในชวตจรงทเกยวของกบทงตนเอง ทองถน ประเทศ หรอสถานการณของโลก เราจงตองมและใชสมรรถนะ เพอตอบสนองและแกปญหาตาง ๆ ไดอยางสมเหตสมผล ซงการตอบสนองจะทำไดดเพยงใดนนขนอยกบความรและเจตคตตาง ๆ ทแตละคนมอย ดงความสมพนธทแสดงในรปตอไปน

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 21 จาก 69

รป 1 กรอบการประเมนการรเรองวทยาศาสตร PISA 2018

กรอบการประเมนการรเรองวทยาศาสตร ม 4 องคประกอบทมความสมพนธกน ไดแก บรบท สมรรถนะ ความรและเจตคตในการทำแบบทดสอบของ PISA นกเรยนตองมและใชสมรรถนะทางวทยาศาสตรทกดานเพอแกปญหา ซงอยในรปแบบของสถานการณทหลากหลายในชวตจรงและเกยวของกบตวเอง ทองถน ประเทศ หรอสถานการณของโลก ทงนนกเรยนจะแกปญหาไดดเพยงใดนน ขนอยกบความรและเจตคตตางๆ ทแตละคนมอย ระดบการรเรองวทยาศาสตร การรายงานผล PISA นอกจะรายงานการรเรองวททยาศาสตรเปนคะแนนเฉลยแลวยงขยายภาพใหเหนขอมลของนกเรยนเพอเปนประโยชนตอการพฒนาการศกษา ซง PISA จะรายงานระดบความสามารถทางวทยาศาสตรแบงเปนการเรยนรวทยาศาสตร 7 ระดบ เรมจากระดบตำสด 1b จนถงระดบสงสด คอ ระดบ 6 ซงรายละเอยดระดบความสามารถทางวทยาศาสตร สามารถแสดงเปนตารางดงน

ระดบ คะแนนตำสด ระดบความสามารถของนกเรยน 6 708 นกเรยนสามารถทำภารกจวทยาศาสตรทยาก ๆ ไดสำเรจสมบรณเกอบทก

ขอนกเรยนสามารถดงเอาความสมพนธระหวางความรกรอบแนวคดทางวทยาศาสตรกายภาพ ชวภาพ และโลกและอวกาศ มาสมพนธกน สามารถใชความรดานเนอหา ดานกระบวนการ และความรเกยวกบการไดมาของความรในการใหคำอธบายทฤษฎหรอคาดคะเนปรากฏการณ เหตการณ หรอกระบวนการทไมคนเคย หรอทำนายผลของเหตการณ ในการตความ แปล

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 22 จาก 69

ระดบ คะแนนตำสด ระดบความสามารถของนกเรยน ความขอมลและประจกษพยาน กสามารถแยกแยะสาระทสอดคลองและไมสอดคลองกบขอมลออกจากกนได และสามารถดงเอาความรภายนอกเขามาใชกบเรองทเรยนรได สามารถบอกความแตกตางของขอโตแยงไดวาขอโตแยงใดมพนฐานบนประจกษพยานและทฤษฎทางวทยาศาสตร กบขอมลใดทอยบนพนฐานของความคดเหนหรอขอพจารณาของผอ น นกเรยนทระดบ 6 สามารถประเมนความเหมาะสมของการออกแบบการเพอการทดลอง การสำรวจตรวจสอบ การเกบขอมลภาคสนาม หรอการจำลองสถานการณทซบซอนได และสามารถใหเหตผลทเหมาะสมเพอประกอบการตดสนใจ

5 633 นกเรยนสามารถใชกรอบความคดทางวทยาศาสตรทเปนนามธรรมเพออธบายปรากฏการณ กระบวนการ หรอเหตการณทไมคนเคยและมความซบซอนมากขนสามารถใชความรเก ยวกบการไดมาของความรท มความซบซอนในการประเมนการออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตร สามารถใหเหตผลท เลอกวธการทดลองวธใดวธหน งและสามารถใชความรตามทฤษฎมาตความหรอทำนายผลนกเรยนทระดบ 5 สามารถประเมนวธการสำรวจตรวจสอบของปญหาท กำหนดใหในเชงว ทยาศาสตรและระบข อจำกดในการแปลความหมายขอมล รวมถงแหลงทมาและผลกระทบจากความไมแนนอนของขอมลทางวทยาศาสตร

4 559 นกเรยนสามารถใชความรดานเนอหาสาระทยากขน ซงอาจเปนความรทบอกใหในขอความหรอเปนความรทเรยกคนออกมาไดเอง เพอนำมาใชสรางคำอธบายในเหตการณหรอกระบวนการทซบซอนมากขนและไมคนเคยมากอน สามารถทำการทดลองเกบขอมลทเกยวของกบตวแปรอสระมากกวาสองตวแปรขนไปในบรบาทมขอจำกดตาง ๆ โดยสามารถอธบายเหตผลในการออกแบบการทดลองไดดวยความรดานกระบวนการความรเกยวกบการไดมาของความร นกเรยนทระดบ 4 สามารถแปลความหมายขอมลทมาจากขอมลทมความซบซอนระดบกลาง หรอขอมลทไมคนเคยและสรางขชอสรปทสมเหตสมผลและทขยายออกไกลกวาทไดจากขอมลเฉพาะหนา

3 484 นกเรยนสามารถใชความรดานเนอหาทคอนขางซบซอนขน เพอระบบอกประเดนหรอสรางคำอธบายปรากฏการณเชงวทยาศาสตรทรจกคนเคย ถาเปนสถานการณทไมคนเคย นกเรยนสามารถสรางคำอธบายทสมเหตสมผลโดยอาศยตวชนำทเหมาะสมบางอยาง สามารถใชความรเกยวกบการไดมาของความรหรอความรดานกระบวนการในการหาความรเพอออกแบบและ

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 23 จาก 69

ระดบ คะแนนตำสด ระดบความสามารถของนกเรยน ดำเนนการทดลองหาขอมลในสถานการณทมขดจำกดได นกเรยนทระดบ 3 สามารถแยกแยะอยางชดเจนไดวาประเดนใดเปนวทยาศาสตร (อธบายได มประจกษพยาน ตรวจสอบไดตามกระบวนการทางวทยาศาสตร) และประเดนใดไมเปนวทยาศาสตร

2 410 นกเรยนสามารถดงเอาความรดานเนอหาจากชวตประจำวนและความรดานกระบวนการพนฐานมาใชเพอบอกถงคำอธบายทางวทยาศาสตร ตความขอมล และตงปญหาของเรองเพอออกแบบการทดลองอยางงาย นกเรยนสามารถใชความรทางวทยาศาสตรทวไปเพอบอกขอสรปจากขอมลชดทไมซบซอน นกเรยนทระดบ 2 สามารถแสดงวามความรเกยวกบการไดมาของความรหรอวธหาความร เพ อระบปญหาทสามารถตรวจสอบไดโดยทางวทยาศาสตร

1a 335 นกเรยนสามารถใชความรดานเนอหาและกระบวนการสามญเพอเลอกบอกคำอธบายของปรากฏการณวทยาศาสตรอยางงายทตองการการคดไมมาก สามารถทำการสำรวจตรวจสอบทางวทยาศาสตรอยางเปนแบบแผนทมตวแปรไมเกนสองตวแปรและแปลความขอมลทเปนภาพหรอกราฟทตองใชการคดเพยงเลกนอย นกเรยนทระดบ 1a สามารถเลอกคำอธบายหรอขอมลทเหนไดชดเจนจากทกำหนดมาใหในบรบททคนเคยหรอเกยวของตรง ๆ กบชวตสวนตว ทองถนหรอโลก

1b 261 ทระดบ 1b นกเรยนสามารถใชความรสามญเพอนกถงปรากฏการณทางวทยาศาสตรบางแงมม สามารถบอกแบบรปอยางงายในชดขอมล จำคำศพทหรอคำทางวทยาศาสตรได สามารถทำการทดลองตามวธการทบอกไวชดเจนได

สถานการณการรเรองวทยาศาสตร ขอคำถามตามแนวการประเมน PISA จะไมมขอคำถามใดเลยทสามารถหาคำตอบไดจากการคนคนขอมลจากเนอความในสถานการณของขอสอบ ดงนน คำถามตามแนวการประเมน PISA จงเปนคำถามประเมนทกษะการคดขนสง ในความสามารถของนกเรยนในการทำสงตอไปน

· การอธบายปรากฏการณในเชงวทยาศาสตร · การประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาระหาความรทางวทยาศาสตร · การแปลความหมายขอมลและการใชประจกษพยานในเชงวทยาศาสตร

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 24 จาก 69

ดานการอธบายปรากฏการณในเชงวทยาศาสตร นกเรยนแสดงสมรรถนะน โดยการใชความรวทยาศาสตรทสมเหตสมผลกบสถานการณหนงๆ สมรรถนะนรวมถงการบรรยาย และการตความปรากฏการณ และคาดการณหรอพยากรณการเปลยนแปลงทอาจจะเกดขน การประเมนจะรวมถงการใหนกเรยนระบวา คำบรรยาย คำอธบายใดสมเหตสมผลหรอไม อยางไร คำคาดการณจะเปนไปไดหรอไมดวยเหตผลอะไรเปนตน เชน ในสถานการณทมคดฆาตกรรม และมการตรวจ DNA เกดขน ใหนกเรยนใชความรวทยาศาสตร มาระบวาคำบรรยายเกยวกบ DNA ขอใดบรรยายไดเหมาะสม เปนตน จากสมรรถนะทางวทยาศาสตร ดานการอธบายปรากฏการณในเชงวทยาศาสตร ขอสอบ PISA จงใชสถานการณและคำถามเปนตวกระตนใหผเรยนแสดงสมรรถนะเหลานน

ดานการประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตร บคคลทร เร องวทยาศาสตรตองมความสามารถในการประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตร เพอใชในการสรางความรทเชอถอไดเกยวกบโลกธรรมชาต จากสมรรถนะทางวทยาศาสตร ดานการประเมนและออกแบบกระบวนการสบเสาะหาความรทางวทยาศาสตร ขอสอบ PISA จงใชสถานการณและคำถามเปนตวกระตนใหผเรยนแสดงสมรรถนะเหลานน

ดานการแปลความหมายขอมลและการใชประจกษพยานในเชงวทยาศาสตร สำหรบนกเรยนวย 15 ป สมรรถนะการแปลความหมายขอมลและใชประจกษพยานเขงวทยาศาสตร หมายถง การทบคคลตองมความสามารถในการวเคราะหและประเมนขอมล คำกลาวอาง และขอโตแยง และลงขอสรปทางวทยาศาสตรไดอยางเหมาะสม ขอคำถามในสมรรถนะการร เร องวทยาศาสตร ผ เรยนตองใชความร ความเขาใจ และทกษะทางวทยาศาสตรมาใชในการตอบคำถาม ขอควรระวงคอ ตองไมใชคำถามทนกเรยนใชการคนคนขอมลจากสถานการณทกำหนดใหกสามารถตอบได 1ทมา: รายงาน ผลการประเมน PISA 2015 วทยาศาสตร การอาน และคณตศาสตร ความเปนเลศและความเทาเทยมทางการศกษา, สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย 2561

วทยาศาสตร: วเคราะหตวชวดการเรยนรและสมรรถนะ PISA หนา 25 จาก 69

ตวอยางการวเคราะหความสมพนธระหวางตวชวดรายวชาวทยาศาสตรและสมรรถนะวชาวทยาศาสตร ของ PISA

ตวชวด พฤตกรรมของตวชวด ทแสดงถง PISA

สมรรถนะตามแนว PISA

ว 3.1 3. สรางแบบจำลองทอธบายการเกดขางขนขางแรม การ

เปลยนแปลงเวลาการขนและตกของดวงจนทร และการเกดนำขนนำลง

การสรางแบบจำลอง อธบายแบบจำลอง อธบายปรากฏการณ

การอธบายปรากฏการณในเชงวทยาศาสตร (Explain Phenomena Scientifically) 1.1 นำความรทางวทยาศาสตรมาใชสรางคำอธบายทสมเหตสมผล 1.2 ระบ ใช และสรางตวแบบ และนำเสนอขอมลเพอใชในการอธบาย 1.3 เสนอสมมตฐานเพอใชในการอธบาย 1.4 พยากรณการเปลยนแปลงในเชงวทยาศาสตรโดยใชความเปนเหตเปนผลทเปนไปได 1.5 อธบายถงศกยภาพของความรทางวทยาศาสตรทสามารถนำไปใชเพอสงคม

ว 2.3 19. อธบายผลของความสวางทมตอดวงตาจากขอมลทไดจากการสบคน 20. วดความสวางของแสงโดยใชอปกรณวดความสวางของแสง 21. ตระหนกในคณคาของความรเรอง ความสวางของแสงทมตอดวงตา โดยวเคราะหสถานการณปญหาและเสนอแนะการจดความสวางใหเหมาะสมในการทำกจกรรมตาง ๆ

อธบายผลจากการสบคน วดโดยใชอปกรณ ตระหนก วเคราะห สถานการณปญหา เสนอแนะแนวทาง

การแปลความหมายขอมลและการใชประจกษพยานในเชงวทยาศาสตร (Interpret Data and Evidence Scientifically)