วิจารณ์ผลการทดลอง ตัวอย่าง

ก่อนเริ่มการวิเคราะห์ข้อมูล อย่างผู้วิเคราะห์ข้อมูลควรจะต้องรู้จักลักษณะการกระจายแบบเกาส์เซียน โดยเฉพาะพารามิเตอร์ที่ใช้ในการอธิบายโค้งเกาส์เซียน เช่น ค่าเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ค่าความสูง เป็นต้น ซึ่งความรู้นี้จำทำให้ทุกคนเข้าใจการวิเคราะห์ค่าจากการฟิตพีคมากยิ่งขึ้น ถัดจากนั้นจะต้องผ่านการฝึกการใช้โปรแกรม 3FIT และฝึกฟิตแบ็คกราวด์และพีค ซึ่งกิจกรรมนี้เราได้จัดให้มีการทำกิจกรรมแบบฝึกหัดที่ 1 ดังนั้นก่อนถึงขั้นตอนนี้ทุกคนจะต้องผ่านการทำกิจกรรมดังกล่าวมาแล้ว การใช้โปรแกรมอย่างชำนาญก็เป็นส่วนหนึ่งที่จะทำให้ได้ค่าจากการวิเคราะห์มีความแม่นยำมากขึ้น 

เพื่ออำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์ค่า เราได้จัดทำแบบฟอร์ม (ในรูปแบบไฟล์เพื่อการใช้งานด้วยโปรแกรมเอ็กซ์เซล) สำหรับแต่ละกลุ่ม โดยจะส่งไปให้ทางอีเมล (หลังจากตัวอย่างของท่านได้เสร็จสิ้นการวัดค่าเรียบร้อยแล้ว) หรือสามารถดาวน์โหลดได้จากหน้าเว็บไวซ์ของกลุ่ม 

รายงานจะประกอบด้วย 3 ส่วนดังต่อไปนี้

ส่วนที่ 1 ผลการทดลอง - ส่วนนี้ประกอบไปด้วยผลจากการฟิตแบ็คกราวด์และพีคของธาตุต่าง ๆ จากสเปกตรัมที่ได้จากตัวอย่างพืช

ส่วนที่ 2 วิเคราะห์ผล - ส่วนนี้ประกอบด้วยกราฟที่แสดงการกระจายตัวของแต่ละธาตุ ที่ระยะห่างจากริมถนนต่าง ๆ กัน และแปลผลข้อมูล

ส่วนที่ 3 สรุปผล - ส่วนนี้ประกอบด้วยบทสรุปจากการทดลอง

แบบฟอร์ม: ในแบบฟอร์มที่เตรียมให้กับแต่ละกลุ่มนั้นเป็นแบบฟอร์มมาตรฐาน ซึ่งแต่ละกลุ่มจะต้องดำเนินการให้เสร็จสิ้นเหมือนกัน เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทดลอง สำหรับกลุ่มใดที่มีแนวคิดเพิ่มเติมในการวิเคราะห์ค่าก็สามารถจัดทำเพิ่มเติมได้

เมื่อแต่ละกลุ่มเสร็จสิ้นในส่วนของรายงานแล้ว จะต้องส่งรายงานมาที่ห้องปฏิบัติการเพื่อการตรวจสอบ ประเมินผล และให้คำแนะนำ ในกระบวนการประเมินนั้นจะคำนึงถึงความถูกต้องของข้อมูลและความคิดตามหลักทางวิทยาศาสตร์ (เช่น การสังเกตผลที่ได้จากการทดลอง มีการแนะนำหรือเสนอความคิดใหม่หรือสิ่งที่น่าสนใจ มีการเสนอผลการทดลองอย่างเป็นระบบ เป็นต้น)

ถ้าพร้อมแล้ว ก็ขอให้ศึกษาในส่วนถัดไปที่เป็นการแนะนำถึงการเขียนรายงานทั้งสามส่วนที่ได้เกริ่นไว้ในตอนต้น ทั้งนี้แต่ละกลุ่มยังสามารถศึกษาลักษณะของรายงานการทดลองและการเขียนรายงานได้จากคลิปวีดีโอ

กรอกแบบฟอร์มรายงานอย่างไร

1. ให้ข้อมูลเกี่ยวกับหมายเลขกลุ่มและสถานที่ที่เก็บตัวอย่าง

2. ส่วนถัดไปจะเป็นการระบุรหัสของพื้นที่ที่เก็บตัวอย่างที่สัมพันธ์กับตัวอย่างและสเปกตรัมที่ได้จากการทดสอบตัวอย่าง ซึ่งแต่ละกลุ่มสามารถตรวจสอบได้จากเว็บไซต์กลุ่ม

รหัสนี้หมายถึงอะไร? รหัสประกอบด้วยสามส่วน ส่วนแรกของรหัสจะเป็นตัวเลขที่เป็นตัวบ่งบอกถึงระยะห่างของตำแหน่งที่เก็บตัวอย่างจากริมถนนในหน่วยเมตร ได้แก่ 0, 5, 10, ... ส่วนที่สองเป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษที่เป็นตัวบ่งบอกถึงแถวที่เก็บตัวอย่าง ได้แก่ A, B, C, ... และส่วนที่สามเป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ L หรือ R ที่เป็นตัวระบุฝั่งที่เก็บตัวอย่างเทียบกับถนน ซ้ายหรือขวา ตามลำดับ เช่น รหัส 0AR นั่นก็คือพื้นที่ที่เก็บตัวอย่างนั้นอยู่ริมถนน บนแถว A ด้านขวามือ รหัส 50CL ก็คือพื้นที่เก็บตัวอย่างห่างจากริมถนน 50 เมตร บนแถว C ด้านซ้ายของถนน เป็นต้น

ในกรณีที่กลุ่มใดเก็บตัวอย่างในพื้นที่ที่นอกเหนือจากที่แสดงในภาพ ก็สามารถสร้างรหัส ภายใต้เกณฑ์ที่สอดล้องกัน ตัวอย่างเช่น สำหรับตัวอย่างที่เก็บจากพื้นที่ที่ห่างจากถนน 80 เมตร บนแถว C ด้านขวาของถนน ก็จะมีรหัสคือ 80CR หรือสำหรับตัวอย่างที่เก็บจากพื้นที่ที่ห่างจากถนน 100 เมตร ห่างจากแถว C ออกไปเป็นระยะ 6 เมตร (หรือมากกว่า 5 เมตร แต่ไม่เกิน 10 เมตร) จากฝั่งซ้ายของถนน ก็จะมีรหัสคือ 100DL เป็นต้น

ข้อควรระวัง ขั้นตอนนี้ต้องระมัดระวังไม่ให้ระบุรหัสผิด เพราะถ้าระบุรหัสผิดแล้ว การเลือกไฟล์สเปกตรัมในการวิเคราะห์ก็จะผิด และข้อมูลในส่วนถัดไปก็จะผิดทั้งหมด

3. ฟิตแบ็คกราวด์และพีคของแต่ละสเปกตรัมของแต่ละตัวอย่างพืช สำหรับฟิตพีคนั้นแต่ละตัวอย่างจะต้องฟิต 10 พีค คือพีคของ Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Br, Rb, Sr และ Pb (หรือ 9 พีค ยกเว้น Ga สำหรับบางกลุ่ม) แล้วบันทึกค่าความสูงและความชันของแบ็คกราวด์ และ ตำแหน่ง ความกว้าง และความสูงของพีค

ขอให้ทราบว่าความกว้างของพีคนั้นเป็นส่วนที่แสดงถึงส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ซึ่งส่วนนี้จะบอกว่าข้อมูลของที่ประกอบกันเป็นพีคนั้นกระจายจากค่าเฉลี่ยมากน้อยเพียงใด จากค่าเฉลี่ย (หรือตำแหน่งของพีค) ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และความสูงของพีค ก็จะถูกนำมาคำนวณเป็นพื้นที่ใต้โค้งเกาส์เซียน โดยพื้นที่ส่วนนี้จะบ่งบอกถึงปริมาณของธาตุต่าง ๆ ที่ประกอบอยู่ในตัวอย่างว่ามีมากน้อยเพียงใด 

ในกรณีที่พีคของบางธาตุในบางตัวอย่างอาจมีขนาดเล็กมากหรือไม่มีเลย ทำให้ไม่สามารถฟิตพีคได้ ก็ขอให้ระบุในผลการฟิตว่า "not detected"

หมายเหตุ สำหรับกลุ่มของนักเรียนจากไทยนั้นมีพีคที่จะต้องฟิตเพียง 9 พีค คือ พีคของ Fe, Ni, Cu, Zn, As, Br, Rb, Sr และ Pb (ยกเว้น Ga) เนื่องจากในขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างนั้นมีความแตกต่างจากกลุ่มอื่น ๆ โดยทางเจ้าหน้าที่ไม่ได้ใส่แกลเลียมลงไป และสำหรับในกรณีที่แต่ละกลุ่มต้องการวิเคราะห์ธาตุอื่น ๆ ก็สามารถทำเพิ่มเติมได้  

4. นอร์มอลไลเซชัน เป็นเทคนิคที่นำมาใช้ในการคำนวณเพื่อเปรียบเทียบระดับของปริมาณใดปริมาณหนึ่ง ซึ่งเป็นเทคนิคง่าย ๆ (แม้อาจฟังดูแล้วแปลกใหม่) ด้วยการหาอัตราส่วนเทียบกับปริมาณของสิ่งใดสิ่งหนึ่งนั่นเอง กลุ่มอื่น ๆ โดยทั่วไปจะแนะนำให้ทำการนอร์มอลไลเซชัน โดยการเทียบอัตราส่วนของปริมาณ (พื้นที่ใต้กราฟ) ของแกลเลียมให้เป็น 1 (หรือของ Cu ให้เป็น 1 สำหรับบางกลุ่ม) 

หมายเหตุ สำหรับกลุ่มของนักเรียนจากไทยนั้นขอให้ทำการนอร์มอลไลเซชัน เทียบกับทองแดง (Cu) โดยจะต้องปรับให้ปริมาณของทองแดงเท่ากับ 1

ถึงแม้ในแบบฟอร์มเราได้จัดเตรียมและกำหนดสูตรการคำนวณไว้แล้ว เมื่อผู้ใช้งานกรอกค่าจากการฟิตลงไป ค่าของพื้นที่ใต้กราฟและนอร์มอลไลเซชันจะถูกคำนวณออกมาโดยอัตโนมัติ แต่ก็มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะศึกษาเพื่อให้เข้าใจว่าค่าที่คำนวณมานั้นมีที่มาอย่างไร โดยขอให้ศึกษาได้จากตัวอย่างในย่อหน้าถัดไป

จะทำการนอร์มอลไลเซชันอย่างไร? 

ในการเปรียบเทียบทองแดง เหล็ก สารหนู และสังกะสี โดยเทียบกับทองแดง จากตัวอย่างรหัส 0AR สมมติว่าพื้นที่ใต้กราฟของทองแดงมีค่า 1000 ค่านอร์มอลไลเซชันของทองแดงในตัวอย่างนี้ก็คือ 1000/1000 เท่ากับ 1 ส่วนค่าพื้นที่ใต้กราฟของเหล็กมีค่า 8000 ค่านอร์มอลไลเซชันของเหล็กเมื่อเทียบกับทองแดงก็คือ 4000/1000 เท่ากับ 4 ค่าพื้นที่ใต้กราฟของสารหนูมีค่าเท่ากับ 200 ค่านอร์มอลไลเซชันของสารหนูเมื่อเทียบกับทองแดงก็คือ 200/1000 เท่ากับ 0.2 และค่าพื้นที่ใต้กราฟของสังกะสีมีค่า 1000 ค่านอร์มอลไลเซชันของสังกะสีเมื่อเทียบกับทองแดงก็คือ 1000/1000 เท่ากับ 1 ในกรณีนี้เราสามารถกล่าวได้ว่าเมื่อเทียบกับทองแดง ค่าสัดส่วนของธาตุเหล็กมีค่าสูงสุด รองลงมาคือทองแดงและสังกะสี (ซึ่งมีค่าเท่ากัน) และค่าสัดส่วนของสารหนูมีค่าต่ำสุด

ส่วนที่ 2 วิเคราะห์ข้อมูลและอภิปราย

ในส่วนนี้จะประกอบไปด้วยกราฟและการแปลความหลายของกราฟรวมถึงผลการทดลอง

ตอนนี้ขอให้ในแต่ละกลุ่มปรึกษากันว่าจะนำเสนอกราฟอย่างไร เพื่อให้สามารถนำเสนอผลของการศึกษาการกระจายตัวของแต่ละธาตุ ที่ระยะห่างจากถนนต่าง ๆ กัน และจะแปลความหมายกราฟและผลการทดลองในส่วนอื่น ๆ อย่างไร

แล้วจึงแสดงกราฟในแบบฟอร์มหน้าที่ 2 พร้อมอภิปรายผลโดยแปลความหมายจากกราฟ รวมถึงผลการทดลองส่วนอื่น ๆ (หากมีสิ่งที่น่าสนใจ) 

เพิ่มเติม การเขียนอภิปรายผลควรจะตอบคำถามต่อไปนี้: กลุ่มของท่านได้ทำการทดลองอย่างไรเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทดลอง? สมมติฐานของท่านถูกต้องหรือไม่? อย่างไร? หากผลการทดลองไม่เป็นไปตามสมมติฐานแล้วสิ่งใดคือสิ่งที่ถูกต้องหรือเป็นไปตามผลการทดลอง? กราฟหรือผลการทดลองให้ข้อมูลที่เป็นรูปแบบหรือแนวโน้มเหมือน ๆ กันหรือไม่ (เป็น pattern)? ผลการทดลองมีความเป็นไปได้หรือไม่เพราะอะไร? ท่านเชื่อมั่นในผลการทดลองหรือไม่? อย่างไร? มีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นกับข้อมูลของท่านหรือไม่? หากมี เกิดจากอะไร? เป็นต้น ควรระลึกอยู่เสมอว่าการเขียนอภิปรายนั้นจะต้องเขียนอย่างเป็นเหตุเป็นผลและชัดเจน

ในส่วนของสรุปผลนี้แต่ละกลุ่มจะต้องสรุปในหน้าที่ 3 ของแบบฟอร์ม 

โดยทั่วไปการสรุปผลนั้นควรจะต้องตอบคำถามต่อไปนี้: ท่านได้เรียนรู้อะไรจากการทดลองนี้? ท่านจะสามารถนำสิ่งที่เรียนรู้ไปใช้ในการพัฒนาการทดลองและศึกษาวิจัยให้ดีขึ้นในอนาคตได้อย่างไร? โดยข้อมูลในส่วนนี้จะต้องเขียนให้สอดคล้องกับการทดลองที่ได้ดำเนินการมา บนพื้นฐานของข้อเท็จจริงและผลการทดลอง