Category Archives: science

education, programming, science, science class, ภาษาไทย, มัธยม

วิทย์ม.ต้น: หัดใช้การสุ่มใน Python (สับไพ่, ประมาณค่าพาย, โยนหัวก้อย)

Leave a comment

วันศุกร์ที่ผ่านมาเด็กๆได้เรียนรู้เกี่ยวกับการสุ่มใน Python ครับ รู้จักใช้ random.shuffle( ) เพื่อสลับสิ่งของ, random.choice( ) และ random.sample( ) เพื่อสุ่มเลือกของ, random.random( ) เพื่อสร้างตัวเลขสุ่ม

เราลองใช้ random.shuffle สลับสำรับไพ่แล้วแจกไพ่ด้วย pop( ) หรือจะใช้ random.sample( ) แล้วตามด้วย remove( ) ก็ได้ครับ

เราลองประมาณค่า π ด้วยการสุ่มด้วย random.random( )


และใช้ random.choice( ) โยนหัวก้อยให้เราครับ สามารถแก้ปัญหาเช่นอยากรู้ว่าถ้าโยนเหรียญห้าเหรียญพร้อมๆกันสักกี่ครั้งถึงจะออกหัวหมด

สามารถดาวน์โหลด Jupyter Notebook ที่มีตัวอย่างโค้ดได้ที่นี่ หรือเปิดดูออนไลน์ได้ที่นี่ครับ

education, science, science class, ภาษาไทย, สอนเด็กๆ

เครื่องฟอกอากาศทำงานอย่างไร ภาพยนตร์ทางม้าลาย

Leave a comment

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้พยายามอธิบายกลเพื่อเป็นการฝึกคิดแบบวิทยาศาสตร์ ได้ดูส่วนประกอบของเครื่องฟอกอากาศที่หลักๆคือไส้กรองแบบ HEPA และพัดลมทำให้อากาศวิ่งผ่านไส้กรอง และเห็นคุณภาพและปริมาณอากาศที่เครื่องฟอกประดิษฐ์เองของพวกเราปล่อยออกมา เด็กอนุบาลได้เล่นภาพยนตร์ทางม้าลายที่เอาแผ่นใสมีลายเหมือนทางม้าลายเคลื่อนที่เหนือลายบนกระดาษแล้วเห็นภาพเคลื่อนไหวครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “แรงเสียดทานและของเล่นรถกระเช้ามหัศจรรย์ ภาพยนตร์ทางม้าลาย” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือกลหนีออกมาจากโลงศพที่ฝังดินครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นผมก็มาเล่าว่าเครื่องฟอกอากาศลดฝุ่น PM 2.5 ทำงานอย่างไรครับ หลักการกรองฝุ่นของเครื่องเหล่านี้ก็คือทำอย่างไรก็ได้ให้อากาศวิ่งผ่านไส้กรองแบบ HEPA เยอะๆครับ ส่วนอื่นๆเป็นน้ำจิ้มไม่ใช่สาระสำคัญ เราแกะดูว่าข้างในเครื่องฟอกอากาศเป็นอย่างไรครับ:

ในเครื่องกรองอันนี้ นอกจากไส้กรอง HEPA แล้ว ยังมีไส้กรองอีกชั้นที่ใส่ถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon) ไว้ด้วย ถ่านกัมมันต์คือผงถ่านที่ถูกทำให้มีผิวขรุขระเพื่อให้มีพื้นที่ผิวเยอะๆ จะได้ดูดซับสารเคมีต่างๆที่วิ่งผ่าน สามารถดับกลิ่นต่างๆหลายชนิดได้ ถ้าส่องกล้องขยายดูจะเห็นผิวมันเป็นแบบนี้ครับ:

Activated Charcoal
By Mydriatic – Own work, CC BY-SA 3.0, Link

ส่วนไส้กรอง HEPA นั้นสร้างมาจากแผ่น “กระดาษ” ที่มีส่วนประกอบเป็นเส้นใยแก้ว (fiberglass) ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กๆประมาณ 0.5 ไมโครเมตร แผ่นกระดาษนี้จะถูกพับให้หยักไปมาแล้วใส่กรอบไว้ ดังในคลิปเหล่านี้ครับ:

https://www.youtube.com/watch?v=NzGP-uXCdHw

ภาพขยายของเส้นใยเป็นแบบนี้ครับ:

ภาพจาก https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20170005166.pdf

เด็กๆได้ดูไส้กรอง HEPA และไส้กรองถ่านกัมมันต์ใกล้ๆ แล้วเราก็ทดลองวัดฝุ่น PM 2.5 ในอากาศที่ผ่านไส้กรองครับ พบว่าต่ำจนวัดไม่ได้ (อ่านเป็น 0 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)

วิธีทำเครื่องฟอกอากาศใช้เองมีหลายวิธีครับ ลองดูที่นี่ได้ พี่ๆมัธยมต้นได้ประดิษฐ์ใช้เองกันและทำการทดลองวัดปริมาณอากาศที่ผ่านการกรองต่อวินาทีด้วยครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมให้เด็กๆเล่นภาพยนตร์ทางม้าลายคือเล่นภาพเคลื่อนไหวบนกระดาษโดยเอาแผ่นใสพลาสติกที่มีลายดำพาดเหมือนทางม้าลายลากไปบนแผ่นกระดาษที่พิมพ์ลวดลายไว้ ทำให้ดูเหมือนมีการเคลื่อนไหวครับ เป็นการเล่นทำนองเดียวกับพี่ประถมเมื่อสองสัปดาห์ที่แล้วครับ เด็กๆพอเข้าใจว่ามีหลายภาพต่อๆกันและเห็นทีละภาพครับ (เพิ่มเติม: ดูโปรแกรมสร้างภาพแบบนี้ที่ วิทย์ม.ต้น: หัดใช้ PILLOW ใน PYTHON เพื่อจัดการภาพนะครับ)

DIY & How-To, education, science, science class, ภาษาไทย, มัธยม, สอนเด็กๆ

วิทย์ม.ต้น: วัดอัตราลมผ่านไส้กรอง HEPA แบบดูดและเป่า, Cognitive Biases สามอย่าง

Leave a comment

วันนี้เราก็คุยกันเรื่อง cognitive biases สามอย่างที่เด็กๆไปอ่านในหนังสือ The Art of Thinking Clearly ในสัปดาห์ที่ผ่านมาครับ คราวนี้เรื่อง (Problem of) Induction, Loss Aversion, และ Social Loafing ครับ

(Problem of) induction คือการที่เราสังเกตอะไรที่เกิดมาในอดีตแล้วคาดการณ์ว่าในอนาคตจะเป็นอย่างนั้นอีกซ้ำๆโดยไม่เข้าใจสาเหตุลึกซึ้งว่ามันควรจะเกิดอย่างนั้นไหม เช่นเราอาจจะเห็นแต่หงส์สีขาวจึงสรุปว่าหงส์มีแต่สีขาว (แต่จริงๆมีหงส์สีดำด้วย) หรือดูกราฟความสุขของไก่งวงที่คนป้อนอาหารเป็นเวลานานจนถึงเทศกาล Thanksgiving ไก่งวงมีความสุขทุกวันเพราะคิดว่าคนชอบเอาอาหารมาให้ จึงคาดว่าวันพรุ่งนี้ก็คงมีอาหารจากคนอีก ความคิดนี้ถูกต้องจนกระทั่งวันสุดท้ายที่โดนเชือดเป็นอาหาร:

Loss aversion คือการที่คนกลัวที่จะเสียของที่มีอยู่แล้วมากกว่าความอยากได้ของมาเพิ่ม เช่นคนส่วนใหญ่กลัวเสียเงิน x บาท มากกว่าอยากได้เงิน x บาท หรือคนซื้อหุ้นติดดอยแล้วไม่ค่อยอยากขาย

Social loafing คือคนเรามักจะทำงานไม่เต็มที่ถ้าทำงานเป็นกลุ่ม กลุ่มยิ่งใหญ่ผลงานของสมาชิกแต่ละคนยิ่งไม่เด่นชัดและสมาชิกมักจะไม่ทำงานเต็มความสามารถ ทางแก้คือควรแบ่งงานต่างๆให้ชัดเจนว่างานนี้ใครเป็นคนรับผิดชอบ

เด็กๆทำการทดลองวัดอัตราที่ลมไหลผ่านไส้กรอง HEPA ของเครื่องฟอกอากาศทำเองกันต่อจากคราวที่แล้วครับ โดยคราวนี้เรามีอุปกรณ์ที่ดีขึ้น ทำกรอบพลาสติกที่มีขนาดพอดีกับขนาดไส้กรอง เพื่อว่าจะได้เอาถุงพลาสติกไปติดกับกรอบแล้วเอาไปครอบไส้กรองได้อย่างรวดเร็วและลมไม่รั่วครับ

คราวนี้เราวัดอัตราลมสองแบบ แบบแรกคือแบบที่เอาใส้กรองติดไว้ด้านหน้าของพัดลม ให้พัดลมเป่าลมผ่านไส้กรอง (เราเรียกแบบนี้ว่า “แบบเป่า”) แบบที่สองคือเอาพัดลมใส่กล่องแล้วเจาะด้านหลังของกล่อง เอาไส้กรองไปติดข้างหลัง เมื่อเปิดพัดลม ลมจะถูกดูดผ่านไส้กรอง (เราเรียกวแบบนี้ว่า “แบบดูด”) วิธีแบบดูดนี้คือวิธีตามลิงก์นี้ครับ การทดลองหน้าตาแบบนี้ครับ:

ผลการทดลองเป็นแบบนี้ครับ:

พบว่าแบบดูดจะได้ลมผ่านไส้กรองมากกว่าแบบเป่าประมาณ 1.5 เท่า (ประมาณ 7 ลิตรต่อวินาที vs. 4.5 ลิตรต่อวินาที) ครับ