วิทย์ประถม: หาทางเอาน้ำออกจากขวดเร็วๆ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายเสกคนให้ลอย เราคุยต่อเนื่องจากสัปดาห์ที่แล้วที่เราทำหอคอยน้ำ ให้เห็นว่าหลักการนี้ใช้กับขวดและกาละมังก็ได้ จากนั้นเราก็หาทางทำให้น้ำออกจากขวดเร็วๆด้วยวิธีต่างๆ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลเสกคนให้ลอย:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

เราคุยต่อเนื่องจากสัปดาห์ที่แล้วที่เราทำหอคอยน้ำกัน ให้เห็นว่าด้วยหลักการเดียวกันเราสามารถใช้ภาชนะหลากชนิดต่างๆใส่น้ำแล้วไปคว่ำในน้ำ น้ำก็จะค้างอยู่ในภาชนะนั้นๆในระดับสูงๆได้ (จะใส่น้ำได้สูงสุดประมาณ 10 เมตรก่อนที่แรงดันอากาศภายนอกจะไม่สามารถรับน้ำหนักน้ำได้)

เด็กๆได้สังเกตว่าถ้าจะให้น้ำไหลออกมา เราต้องเติมอากาศเข้าไปในภาชนะ เราจึงพยายามหาทางทำให้อากาศไหลเข้าไปในภาชนะให้เร็วๆ เราทดลองกับขวดพลาสติกขนาด 1.5 ลิตรโดยใส่น้ำให้เต็มแล้วเทออก, แกว่งให้น้ำวน, และเป่าอากาศเข้าไป พบว่าถ้าเทออกตรงๆ น้ำและอากาศมักจะแย่งที่กันตรงปากขวดทำให้ต้องผลัดกันเคลื่อนที่ น้ำออกได้ช้า, ถ้าแกว่งขวดให้น้ำวนเป็นเกลียว น้ำจะออกมาตามขอบของปากขวด และอากาศวิ่งขึ้นไปตรงกลาง ไม่แย่งกัน น้ำออกได้เร็วขึ้น, และถ้าเป่าอากาศเข้าไปเร็วพอ จะเป็นวิธีไล่น้ำออกจากขวดได้เร็วที่สุด

อันนี้เป็นคลิปจากกิจกรรมในอดีตครับ:

ส่วนคลิปเหล่านี้เป็นคลิปจากกิจกรรมปัจจุบันที่เด็กๆหัดไล่น้ำออกจากขวดกัน:

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมแนะนำให้เด็กลองไปทำการทดลองน้ำไหลเรียบออกจากลูกโป่งตามคลิปนี้ที่บ้านระหว่างปิดเทอมด้วยครับ:

สามารถดูคำอธิบายและวิธีทำที่ เจาะลูกโป่งดู LAMINAR FLOW นะครับ

วิทย์ประถม: หอคอยน้ำ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลกล่องแยกตัวคน จากนั้นเราก็ตัดขวดน้ำแล้วพับให้กลายเป็นหอคอยน้ำที่มีน้ำค้างอยู่ข้างในสูงๆทั้งๆที่ข้างขวดถูกตัด มันทำงานได้เพราะแรงดันอากาศในขวดน้อยกว่าข้างนอก หลักการเดียวกันนี้ถูกนำไปใช้จานป้อนน้ำให้สัตว์เลี้ยง และทำตู้ปลาที่มีบางส่วนสูงขึ้นมากว่าผิวน้ำเปิด

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลกล่องแยกตัว:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

สัปดาห์นี้เราทำการทดลองแปลกๆที่ใช้น้ำอีกอันครับ เป็นของประหลาดเรียกว่าหอคอยน้ำ แต่เมื่อเข้าใจหลักการแล้วจะพบเห็นปรากฎการณ์นี้ในหลายๆแห่งรอบตัว

เราสามารถตัดข้างๆขวดพลาสติกแล้วกดส่วนบนให้ยุบตัวลงบ้าง แล้วใส่น้ำให้เต็มทั้งหมด น้ำด้านบนจะไม่ไหลออกมาถ้าพลาสติกที่เรากดให้ยุบตัวไม่สูงกว่าผิวน้ำด้านล่าง เนื่องจากถ้าน้ำด้านบนจะไหลออกมาโดยไม่มีอากาศเข้าไปแทนที่ อากาศด้านบนในขวดที่ปิดอยู่จะต้องขยายตัว ความดันมันจึงลดลง สู้ความดันอากาศภายนอกไม่ได้ แรงดันอากาศภายนอกชนะทำให้น้ำไหลออกมาไม่ได้

ดูวิธีทำในคลิปได้ครับ:

เราเห็นหลักการนี้ถูกประยุกต์ไปทำตู้ปลา:

และใช้ทำอุปกรณ์ให้น้ำสัตว์เลี้ยง:

หลังจากเด็กเข้าใจ ก็แยกย้ายกันทดลองทำกันเอง:

วิทย์ประถม: น้ำจุความร้อนได้มากมาย

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลยิงธนูทะลุตัว จากนั้นเราก็เรียนรู้เรื่องความจุความร้อนของน้ำ หรือการที่น้ำสามารถดูดซับและพาความร้อนได้มาก ทำให้เราสามารถใช้น้ำระบายความร้อนต่างๆได้เช่นสามารถเอาไฟลนแก้วกระดาษหรือถุงพลาสติกที่ใส่น้ำได้นานๆโดยไม่รั่วหรือไหม้ไฟ เด็กประถมปลายได้คุยกันเรื่องภาวะเรือนกระจกและโลกร้อนด้วย

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นยิงธนูทะลุตัวคน:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

ก่อนอื่นผมให้เด็กๆดูคลิปนี้ครับ ดูว่าเกิดอะไรขึ้น ยังไม่อธิบายอะไร:

จากนั้นเราก็ทำการทดลองกัน เอาถ้วยกระดาษและถุงพลาสติกมาดู ผมแสดงให้เห็นว่าถ้าเราเอาถ้วยกระดาษหรือถุงพลาสติกไปลนไฟ มันจะไหม้ไฟ หรือพลาสติกจะหดตัวเป็นรู แต่เมื่อเราเอาน้ำใส่ถ้วย ใส่ถุงพลาสติก เราจะสามารถลนไฟไปได้เรื่อยๆโดยถ้วยไม่ติดไฟ และถุงพลาสติกก็ไม่ทะลุ แต่จะมีเขม่าดำๆจากเทียนมาติดอยู่เท่านั้น

สาเหตุที่ถ้วยกระดาษและถุงพลาสติกที่มีน้ำหล่อเลี้ยงอยู่ทนไฟอยู่ได้นานๆก็เพราะน้ำสามารถดูดซับความร้อนได้เยอะ เมื่อเราเอาไฟไปลน ผิวของถ้วยกระดาษและถุงก็จะร้อนขึ้น แต่เนื่องกระดาษและถุงมีความบางและอยู่ติดกับน้ำ ความร้อนส่วนใหญ่ก็ถูกน้ำรับเอาไปหมด น้ำจะอุ่นขึ้นนิดหน่อยแต่อุณหภูมิไม่สูงพอที่จะทำให้กระดาษและพลาสติกไหม้ไฟได้  (แต่ถ้าเราใช้กระดาษหรือถุงพลาสติกที่หนาๆ มันก็เป็นไปได้ว่ากระดาษหรือพลาสติกจะไหม้ไฟนะครับ เนื่องจากผิวที่หนาทำให้ส่งถ่ายความร้อนไปยังน้ำที่อยู่ด้านตรงข้ามกับไฟไม่ทัน ผิวด้านที่ใกล้ไฟอาจจะมีอุณหภูมิสูงเกินไปทำให้ติดไฟได้ หรือถ้าเราใช้แหล่งความร้อนที่ร้อนมากๆจนผิวกระดาษหรือพลาสติกส่งผ่านความร้อนให้น้ำไม่ทัน มันก็ไหม้และขาดได้ครับ)

หลักการที่ว่าน้ำสามารถดูดซับความร้อนได้เยอะถูกใช้ในหม้อน้ำรถยนต์ ที่เราใช้น้ำไปดึงความร้อนออกมาจากเครื่องยนต์ที่เผาเชื้อเพลิงอยู่ แล้วมาระบายความร้อนที่รังผึ้งที่ใช้พัดลมเป่าให้ความร้อนออกไปกับอากาศที่ไหลผ่าน ถ้าระบบหม้อน้ำเสีย เครื่องยนต์ก็จะร้อนจัดจนละลายและหยุดทำงาน  นอกจากนี้น้ำยังเป็นตัวควบคุมอุณหภูมิไม่ให้กระโดดไปมาเร็วๆด้วย เช่นในทะเลทรายที่น้ำน้อย ตอนกลางวันก็ร้อนจัด กลางคืนก็หนาว ในที่ที่มีน้ำเยอะๆ น้ำจะช่วยดูดซับเอาความร้อนไปในตอนกลางวัน และปล่อยความร้อนออกมาในตอนกลางคืน ทำให้ไม่ร้อนไม่หนาวต่างกันเกินไป

เด็กๆหัดทำการทดลองลนไฟกันเองทุกคนครับ สีดำๆคือเขม่าจากเปลวไฟเทียนครับ:

หลังจากเด็กๆทำการทดลองเองแล้ว ผมก็ถามว่ารู้หรือยังว่าคลิปจุดไฟบนมือทำได้อย่างไร เด็กหลายคนก็ตอบได้ว่าน้ำที่มือดูดซับความร้อนไป ผมเสริมว่านอกจากนี้ก๊าซร้อนๆก็ลอยขึ้น เคลื่อนที่ออกไปห่างๆมือเราด้วย

สำหรับประถมปลาย ผมเล่าเรื่องโลกร้อน เรื่องที่น้ำในมหาสมุทรดูดซับความร้อนไว้มหาศาล และข้อมูลเรื่องก๊าซเรือนกระจกทำนองในหน้าภาวะเรือนกระจก (Greenhouse effect) นี้:

ตัวอย่างบรรยากาศในกิจกรรมครับ:

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)