ต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน เล่นกับ LED และมอเตอร์

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดคิดแบบนักวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล จากนั้นได้รู้จักการเอาแบตเตอรี่หลายๆอันมาต่อกันแบบอนุกรมและขนานเพื่อจุดประสงค์ต่างกัน เด็กๆได้เล่นกับไฟ LED และมอเตอร์ครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เริ่มรู้จักแบตเตอรี่” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือกลเสกลูกเจี๊ยบใส่กล่องครับ:

อีกอันคือเสกให้คนลอยขึ้นครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นเด็กๆก็เรียนรู้เรื่องแบตเตอรี่ต่อจากครั้งที่แล้วครับ คราวนี้เริ่มรู้จักการต่อแบตเตอรี่หลายๆอันแบบอนุกรมให้โวลท์เพิ่มขึ้น ทดลองโดยใช้ไฟ LED ที่ต้องการแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2 โวลท์ขึ้นไป ทำให้ใช้ถ่านไฟฉายก้อนเดียวที่มีแรงดันประมาณ 1.3 โวลท์ไม่ได้ ต้องใช้สองก้อนต่อกันแบบอนุกรม

เด็กๆรู้จักการต่อแบตเตอรี่แบบขนานที่โวลท์ไม่เพิ่มแต่สามารถปล่อยกระแสไฟออกมาให้มากขึ้นได้ ทดลองโดยใช้ถ่านกระดุมแบนๆที่มีแรงดัน  3 โวลท์แต่จ่ายกระแสไฟได้น้อยไปต่อกับมอเตอร์ มอเตอร์จะไม่หมุนหรือหมุนแล้วหยุด ต้องใช้ถ่านกระดุมสองก้อนมาต่อแบบขนานให้ปล่อยกระแสไฟได้มากขึ้น

เด็กๆแยกย้ายเล่นต่อแบตเตอรี่กันเป็นกลุ่มย่อยๆครับ มีบางกลุ่มพบว่าสามารถต่อไฟ LED หลายๆดวงกับถ่านกระดุมแบนๆอันเดียว แสดงว่าไฟ LED แต่ละอันไม่ได้ใช้กระแสไฟมากนัก แต่ต้องการแรงดันไฟฟ้าสัก 3 โวลท์

วิทย์ม.ต้น: คุยกันเรื่องการวิวัฒนาการ (Evolution), ภาษาแบคทีเรีย, รู้จักแบตเตอรี่

วันนี้เด็กม.ต้นดูคลิปสั้นๆเกี่ยวกับวิวัฒนาการ (evolution by natural selection) ครับ:

 

ไอเดียเรื่องการวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตเป็นไอเดียที่ดีที่สุดอันหนึ่งของมนุษยชาติครับ ใช้เข้าใจและอธิบายประเภทสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและการเปลี่ยนแปลงต่างๆของสิ่งมีชีวิต (ที่เห็นใกล้ตัวทุกวันก็คือการดื้อยาของเชื้อโรคครับ เห็นชัดเพราะเชื้อโรคมันเกิดเร็วสีบพันธุ์เร็วตายเร็ว)

ขบวนการวิวัฒนาการจะเกิดได้ด้วยสี่ข้อนี้ครับ:

  1. ลูกๆคล้ายๆพ่อแม่ (คือมีการสืบทอดพันธุกรรม)
  2. ลูกๆไม่เหมือนกันหมดทุกตัว (คือมีความหลากหลายทางพันธุกรรม)
  3. โอกาสรอดชีวิตและแพร่พันธุ์ของลูกแต่ละตัวไม่เท่ากัน ลูกที่สามารถสืบพันธุ์ได้ก็จะเป็นพ่อแม่ในรุ่นต่อไป (คือมีการคัดเลือกพันธุ์)
  4. วนข้อ 1-3 หลายๆรอบ เป็นร้อยเป็นพัน…เป็นล้านรอบ

(ผมเคยทำกิจกรรมเกี่ยวกับวิวัฒนาการและบันทึกไว้ที่นี่และที่นี่แล้วครับ ถ้าสนใจลองกดเข้าไปดู)

เด็กๆได้เห็น Tree of Life ที่แสดงว่าสิ่งมีชีวิตต่างๆบนโลกเป็นญาติเกี่ยวข้องกันอย่างไร (อย่าลืมกดเข้าไปอ่านวิธีดู/ใช้ที่นี่นะครับ):

The Tree of Life จากหน้า https://www.evogeneao.com/learn/tree-of-life
The Tree of Life จากหน้า https://www.evogeneao.com/learn/tree-of-life

จากนั้นเด็กๆได้ดูคลิปการวิวัฒนาการความสามารถในการดื้อยาปฏิชีวนะของแบคทีเรียครับ โดยนักวิทยาศาสตร์ทำกระบะเพาะเชื้อขนาดใหญ่ แล้วใส่ยาปฏิชีวนะที่ความเข้มข้น 0, 1, 10, 100, 1000 เท่าของความเข้มข้นปกติที่ฆ่าแบคทีเรียได้ตามพื้นที่แต่ละส่วนในกระบะ ตอนเริ่มต้นแบคทีเรียก็เติบโตได้ตรงที่ความเข้มข้นเป็น 0 พอรอไปสักพักก็มีพวกที่กลายพันธุ์และเติบโตได้ที่ความเข้มข้นเป็น 1 พอรอไปอีกก็มีพวกกลายพันธุ์เติบโตได้ที่ความเข้มข้น 10, 100, และ 1000 เท่าตามลำดับใช้เวลาเพียง 11 วันเท่านั้นก็มีสายพันธุ์ต้านทานยาเข้มข้นเป็นพันเท่าได้:

คลิปนี้แสดงให้เห็นการดื้อยาของแบคทีเรียครับ ตัวไหนทนยาปฏิชีวนะได้ก็จะแพร่พันธุ์ต่อไปกลายเป็นส่วนใหญ่ของสังคมแบคทีเรีย การใช้ยาปฏิชีวนะพร่ำเพรื่อทำให้สัดส่วนแบคทีเรียที่ฆ่ายากๆเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในที่สุดก็จะไม่มียาฆ่ามันได้ นี่เป็นสาเหตุที่เราไม่ควรใช้ยาปฏิชีวนะพร่ำเพรื่อและควรกินยาให้ครบกำหนด เพราะถ้าฆ่าเชื้อไม่หมด เชื้อตัวที่เหลือจะแพร่พันธุ์ต่อไปทำให้เชื้อในอนาคตฆ่ายากขึ้นครับ

จากนั้นเด็กๆได้ดูคลิปเม็ดเลือดขาวไล่กินแบคทีเรีย:

เด็กๆได้เห็นว่าเซลล์แบคทีเรียมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับเซลล์เรา

พอพูดกันถึงเรื่องดื้อยาเราเลยคุยกันต่อเรื่องแบคทีเรียสื่อสารกันอย่างไรและเราอาจใช้ความรู้เรื่องนี้ “คุย” กับแบคทีเรียเพื่อไม่ให้เราป่วยครับ:

 

ผมอยากให้เด็กๆศึกษาคลิปนี้ด้วยครับ แต่เวลาไม่พอ อยากให้เด็กๆไปดูกันด้วยนะครับ (มีซับอังกฤษ):

เวลาเหลือนิดหน่อยเลยให้เด็กๆเล่นกับแบตเตอรี่นิดหน่อยครับ ให้เด็กหัดใช้โวลท์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ (หน่วยเป็นโวลท์, V) ให้สังเกตความจุของแบตเตอรี่ (หน่วยเป็นแอมป์-ชั่วโมง, Ah หรือ มิลลิแอมป์-ชั่วโมง, mAh) ให้เห็นว่าการต่อแบบอนุกรมจะเพิ่มโวลท์ และการต่อแบบขนานจะเพิ่มกระแสไฟที่จ่ายได้ครับ

 

 

เริ่มรู้จักแบตเตอรี่

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้พยายามอธิบายมายากลเพื่อฝึกคิดแบบวิทยาศาสตร์ จากนั้นเด็กๆได้เริ่มทำความรู้จักแบตเตอรี่และหัดใช้มิเตอร์มาวัดแรงดันเปรียบเทียบแบตเตอรี่แบบต่างๆครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับไฟฟ้า” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือทำให้มอเตอร์ไซค์หายไปครับ:

อีกอันคือทำให้คนสลับหัวเท้ากันครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นเด็กๆประถมได้รู้จักแบตเตอรี่ (ถ่านไฟฉาย) แบบต่างๆ ทั้งชาร์จซ้ำได้ (แบบทุติยภูมิ หรือ secondary cell, rechargeable battery) และแบบใช้แล้วหมดไป (แบบปฐมภูมิ หรือ primary cell, non-rechargeable battery) ครับ รวมถึงข้อควรระวังว่าห้ามเอาถ่านแบบใช้แล้วหมดไปชาร์จเพราะจะทำให้บวมแตกหรือติดไฟได้ครับ เด็กๆรู้จักขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ รู้จักอ่านและวัดแรงดันไฟฟ้า รู้จักตรวจว่าแบตเตอรี่อันไหนไฟอ่อนแล้ว เด็กประถมปลายได้หัดใช้มิเตอร์วัดแรงดันของแบตเตอรี่แบบต่างๆครับ

 

 

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)