สอนวิทย์มัธยม 1: หัดใช้คาลิเปอร์ เข้าใจปริมาณเล็กๆ เริ่มคุยเรื่องวิวัฒนาการ

สัปดาห์นี้ผมคุยกับเด็กๆม.1 เรื่องการพยายามเข้าใจขนาดเล็กๆและเริ่มเรื่องวิวัฒนาการครับ

เราคุยกันเรื่องการบ้านสัปดาห์ที่แล้วที่เด็กๆก็พอทำได้ มีขั้นตอนขบวนการหาคำตอบใช้ได้ คำตอบถูกบ้างผิดบ้าง แต่ก็มีขั้นตอนการคิดว่าทำไมถึงเป็นคำตอบดังกล่าว

เราลองใช้คาลิเปอร์ดิจิตัลวัดความหนาสิ่งต่างๆกันครับ คาลิเปอร์ที่ใช้เป็นแบบอ่านตัวเลขได้ง่ายๆ วัดได้ละเอียดถึง 0.01 mm  ถ้าคาลิเปอร์ไม่ใช่ระบบตัวเลขแต่เป็นแบบเทียบกับมาตรความยาว ควรดูคลิปนี้สำหรับวิธีใช้ครับ:

เราวัดความหนากระดาษได้ประมาณ 0.09 ถึง 0.10 mm ครับ

คาลิเปอร์ดิจิตัลครับ
คาลิเปอร์ดิจิตัลครับ
IMG_7489
วัดความหนากระดาษ A4 80กรัม ได้ 0.10 mm ครับ

เด็กผลัดกันวัดกระดาษและเส้นผม ได้ความหนาเส้นผมประมาณ 0.04-0.05 mm ครับ

วัดขนาดเส้นผมกันครับ
วัดขนาดเส้นผมกันครับ

ต่อไปเราลองหาข้อมูลขนาดของแบคทีเรียและไวรัสกันครับ แบคทีเรียคือ E. coli ที่มีอยู่ในลำไส้เรา พบว่ามีลักษณะเป็นแท่งๆยาวประมาณ 2 μm กว้างประมาณ 0.25-1 μm

เด็กๆเลยได้รู้จักเจ้าตัว μ หรืออักษรมิวตัวเล็กในภาษากรีกเป็นครั้งแรก ตัวมิวแทนคำว่า micro = 1/1,000,000 หรือ 10-6 ครับ ส่วน μm อ่านว่าไมโครมิเตอร์ หรือ ไมครอน (micron)

ดังนั้นเจ้า E. coli ก็มีขนาดประมาณระดับ 1 ไมครอนครับ เราเทียบกับความหนากระดาษก็พบว่ากระดาษหนากว่ามัน 100 เท่า

เราลองหาข้อมูลไวรัสต่างๆ พบว่าขนาดมันประมาณ 10-100 nm โดยที่ nm ย่อมาจาก nanometer หรือ 1/1,000,000,000 เมตรนั่นเอง  n ในที่นี้ย่อมาจาก nano คือหนึ่งส่วนพันล้าน  แสดงว่าไวรัสเล็กกว่า E. coli 10-100 เท่า

กระดานที่เราเรียนกันครับ ต้องอ่านจากขวาไปซ้ายเพราะเริ่มเขียนจากทางซ้ายครับ
กระดานที่เราเรียนกันครับ ต้องอ่านจากขวาไปซ้ายเพราะเริ่มเขียนจากทางขวาครับ

เวลาจะทำความเข้าใจของเล็กๆ เราสามารถใช้วิธีเทียบอัตราส่วนได้ครับ คล้ายๆเวลาเราพยายามเข้าใจของใหญ่ๆที่เคยบันทึกไว้แล้ว เช่นถ้าให้ของเล็กๆที่เราสนใจมีขนาดเท่าปลายนิ้ว (1 cm) ตัวเราจะใหญ่แค่ไหน

ยกตัวอย่างเช่นถ้าเทียบขนาดความหนาของกระดาษกับตัวคน เนื่องจากคนมีความสูงประมาณ 0.5-2 เมตร เราก็ประมาณตัวคนให้มีขนาดในระดับ 1 เมตร กระดาษจริงๆหนา 0.1 mm ก็เล็กเป็นประมาณ 10,000 เท่าของขนาดคน ถ้าขยายให้กระดาษหนาเป็น 1 cm คนก็ต้องขยายไปเป็น 10,000 x 10 cm = 100 เมตร ครับ  เราทำตัวอย่างแบบนี้ในห้องเรียนและให้การบ้านไปหัดทำกันดังนี้ครับ

การบ้านสัปดาห์นี้ครับ
การบ้านสัปดาห์นี้ครับ

การบ้านสัปดาห์ที่แล้วส่วนหนึ่งคือให้อ่านบทที่สองของหนังสือปลาที่ว่ายในสนามฟุตบอล ที่มีส่วนหนึ่งเกี่ยวกับขบวนการวิวัฒนาการ วันนี้ผมเลยคุยกับเด็กๆว่าเท่าที่เรารู้ด้วยหลักฐานต่างๆ สิ่งมีชีวิตทั้งหลายบนโลกต่างเป็นญาติกัน มีบรรพบุรุษร่วมกันในอดีต

สิ่งมีชีวิตแรกของโลกทิ้งหลักฐานไว้ว่ามันเคยมีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 4,000 ล้านปีมาแล้ว เมื่อสิ่งมีชีวิตมีลูกหลาน ลูกหลานของของมันคล้ายๆกับรุ่นพ่อแม่ แต่ไม่เหมือนกันเปี๊ยบทุกตัว ลูกหลานแต่ละตัวจะมีโอกาสรอดและสืบพันธุ์ต่างๆกัน สภาพแวดล้อมเป็นปัจจัยให้เกิดการคัดเลือกพันธุ์บางตัวก็ตาย บางตัวก็รอดตายและมีลูกหลานต่อไป ขบวนการสืบพันธุ์และคัดเลือกพันธุ์เกิดซ้ำๆกันตลอดเวลาเป็นพันล้านปี ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันเป็นสายพันธุ์นับล้านในปัจจุบัน

ผมให้เด็กๆดูภาพกิ่งก้านสาขาของชีวิต (Tree of Life) อันนี้ครับ แสดงการแตกแขนงของสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ต่างๆจากบรรพบุรุษร่วมในอดีต กดดูขนาดเต็มก็ดีครับ:

กิ่งก้านแห่งชีวิต (Tree of Life)
กิ่งก้านแห่งชีวิต (Tree of Life)

เราจะพูดคุยเรื่องการวิวัฒนาการกันอีกหลายครั้งครับ เป็นไอเดียหนึ่งที่ผู้มีการศึกษาควรเข้าใจอย่างยิ่งครับ

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *