(คราวที่แล้วเรื่องแบบจำลองปอดที่นี่)
วันนี้ผมเข้าไปทำการทดลองวิทยาศาสตร์ให้เด็กๆที่โรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิดูอีกครั้งหนึ่ง สำหรับเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม เราได้ทำการทดลองเรื่องคานยกของกัน สำหรับเด็กอนุบาล 2 และ 3 เราได้ดูการทดลองเกี่ยวกับความดันอากาศ
สำหรับเรื่องคาน ผมเริ่มโดยเอาเหรียญสิบบาทมาวางไว้ที่ปลายทั้งสองด้านของไม้บรรทัด โดยมีกระปุกสีวางไว้กลางๆไม้บรรทัด ให้เด็กๆดูว่าถ้าใส่เหรียญเท่าๆกันทั้งสองข้าง กระปุกสีจะต้องอยู่กลางๆไม้บรรทัด เด็กๆก็เดาได้แต่แรกแล้วว่ามันต้องเป็นอย่างนั้น
ต่อมาผมก็จะใส่เหรียญให้ข้างหนึ่งมากกว่าอีกข้างหนึ่งสองเท่า และถามเด็กๆว่าจะต้องเลื่อนกระปุกสีไปทางไหน ไม้บรรทัดถึงจะไม่ตก เด็กๆก็คิดและเดากัน และบอกว่าต้องเลื่อนกระปุกสีให้เข้าใกล้ด้านที่มีเหรียญมากๆ พอผมทำตาม ไม้บรรทัดก็ทรงตัวอยู่ได้บนกระปุกสี
จากนั้นผมก็ใส่เหรียญจำนวนต่างๆกันที่ทั้งสองด้าน และเลื่อนกระปุกสีให้ไม้บรรทัดทรงตัวอยู่ได้ และถามเด็กๆว่าระยะทางจากปลายแต่ละด้านไปยังกระปุกสี ขึ้นกับจำนวนเหรียญอย่างไร เด็กๆก็บอกได้ว่าถ้าเหรียญมาก ระยะจะสั้น ถ้าเหรียญน้อยระยะจะยาว ซึ่งก็เป็นไปตามหลักการของเครื่องทุ่นแรงที่เรียกว่าคาน
จากนั้นก็ให้เด็กๆสังเกตว่าการที่เราใช้เหรียญจำนวนน้อยๆ แต่ว่าให้ห่างจากกระปุกสี (ที่ตอนนี้เด็กๆรู้แล้วว่าคือจุดหมุนของคาน) จะสามารถยกเหรียญจำนวนมากๆที่อยู่ใกล้กระปุกสีได้ น้องแพมสังเกตเพิ่มมาด้วยว่าถ้ากดด้านยาว ด้านสั้นจะกระดกขึ้นน้อยกว่า (ข้อสังเกตนี้เป็นหลักการของการคงที่ของพลังงานที่น้องแพมได้สังเกตเห็นเองได้ก่อนที่คุณครูจะมาบอก)
จากนั้นเราก็เริ่มทำการทดลองกัน โดยให้เด็กๆลองยกเก้าอี้เพื่อดูว่ารู้สึกหนักแค่ไหน เด็กๆก็บอกว่าหนัก แต่เด็กๆบางคนจะปากแข็งบอกว่าไม่หนักเลย ยกได้ง่ายมาก
จากนั้นผมและคุณครูเจนก็เอาท่ออลูมิเนียมมาทำเป็นคาน โดยผูกปลายด้านหนึ่งกับเก้าอี้ แล้วให้เด็กๆเข้ามากดคานด้านยาวดูว่าใช้แรงน้อยลงมากไหมสำหรับการยกเก้าอี้ด้วยคาน เด็กๆก็ฮือฮากันใหญ่ว่ายกเก้าอี้ด้วยคานง่ายจัง
จากนั้นเราก็ขยับตำแหน่งของจุดหมุนให้เด็กๆรู้สึกถึงแรงที่ต้องใช้เมื่อระยะห่างถึงจุดหมุนเปลี่ยนไป ถ้าเราออกแรงห่างๆจากจุดหมุนเราก็จะออกแรงน้อย ถ้าออกแรงใกล้ๆจุดหมุนเราก็จะออกแรงเยอะ
ต่อมาผมก็บอกว่ามีคานอีกแบบที่เราให้ปลายของคานเป็นจุดหมุนเลย ถ้าเราออกแรงยกที่ปลายอีกด้านหนึ่ง เราก็สามารถยกน้ำหนักที่วางอยู่ระหว่างปลายทั้งสองข้างได้โดยทุ่นแรงไป เราทำการทดลองโดยการให้เด็กคนหนึ่งนั่งทับคานและให้เด็กอีกคนยกปลายคานขึ้น เป็นการทุ่นแรงไปได้เยอะ
เราจบการทดลองเรื่องคานโดยการให้เด็กๆยกตัวผมกัน เด็กๆตื่นเต้นกันมากที่สามารถงัดตัวผมให้สูงขึ้นมาจากพื้นได้
ตอนเข้ามาในห้องผมพูดเรื่องกระดูกและกล้ามเนื้อของเราว่าเป็นลักษณะคานแบบหนึ่ง ให้เด็กๆดูคลิปวิดีโอใน YouTube และบอกว่ากล้ามเนื้อเรามีแรงเยอะแต่ลักษณะที่กล้ามเนื้อและเอ็นติดกับกระดูกแขนนั้น ทำให้เรายกนำ้หนักได้น้อยลง แต่ก็แลกมาด้วยความเร็วในการเคลื่อนไหวที่เพิ่มขึ้นกว่าความเร็วในการหดตัวขยายตัวของชิ้นกล้ามเนื่้อ จากนั้นก็ให้เด็กๆขยับแขนไปมาและให้จับกล้ามเนื้อที่หดตัวขยายตัว
สำหรับเด็กๆอนุบาลสองและสาม ผมไปทำการทดลองเรื่องเกี่ยวกับความดันอากาศ การทดลองแรกก็คือเรื่องอากาศร้อนจะพองตัว เริ่มโดยการเอาถุงมือปิดปากขวดพลาสติกแล้วเอาหนังสติ๊กรัดเอาไว้ให้แน่น ตอนนี้ถุงมือก็จะแฟบและห้อยอยู่ข้างขวด จากนั้นก็ถามเด็กๆว่าถ้าเอาน้ำร้อนจากกระติกราดขวดจะเกิดอะไรขึ้่น โดยถามนำเด็กๆว่าในขวดมีอะไร มีอากาศใช่ไหม (ใช่) ถ้าเอาน้ำร้อนราดขวด ขวดจะร้อนไหม (ร้อน) แล้วอากาศในขวดจะร้อนไหม (ร้อน) บอกเด็กๆว่าอากาศที่ร้อนขึ้่นจะใหญ่ขึ้น แล้วถามเด็กๆว่าถ้าอากาศใหญ่ขึ้นมันจะไปที่ไหน เข้าไปในถุงมือได้ไหม แล้วจะเกิดอะไรขึ้นกับถุงมือ (เด็กๆบางคนบอกกันว่าถุงมือน่าจะโป่งนะ)
ผมบอกว่าเราต้องตัดสินด้วยการทดลอง มาดูกันว่าผลจะเป็นอย่างไร ว่าแล้วผมก็เอาน้ำร้อนค่อยๆราดขวด เด็กๆก็จ้องและตื่นเต้นกันใหญ่ที่เห็นถุงมือค่อยๆพองขึ้น พองขึ้น แล้วก็กลายเป็นรูปมือ พอราดน้ำร้อนหมดแล้ว รอสักพัก ถุงมือก็ค่อยๆแฟบลง แฟบลง ก็เลยบอกเด็กว่าพอไม่เอาน้ำร้อนราด อากาศข้างในขวดและถุงมือก็ไม่ค่อยร้อนแล้ว ขนาดก็เลยเล็กลงทำให้ถุงมือแฟบ
การทดลองที่สองก็คือการเล่นแบบจำลองปอดที่ผมใช้สอนเด็กประถมสัปดาห์ที่แล้ว โดยมาทำเป็นเล่นกลให้ถุงมือพองแล้วแฟบ พองแล้วแฟบ โดยผมขยับถุงพลาสติกที่ปิดก้นขวดช้าๆไม่ให้เด็กเห็นชัดๆ สักพักก็ให้เด็กเข้ามาขยับถุงพลาสติกเองแล้วอธิบายว่าการหายใจของเราคล้ายกับแบบจำลองนี้อย่างไร
เรื่องราวของการทดลองและการมีส่วนร่วมของผู้เรียนตัวน้อยนั้นน่าสนใจไม่น้อยครับ
ผมเห็นด้วยเลยว่าถ้าผมเป็นเด็กอนุบาลการยกตัวผู้ใหญ่ได้น่าตื่นเต็นมากครับ
สมัยผมเรียน Physics อยู่อาจารย์ทั้งหนึ่ง demonstrate concept ของการกระจายแรงโดยนอนอยู่บนกระดานตะปูแล้วให้นักศึกษาทุบก้อนอิฐบอล์คที่วางอยู่บนท้องให้แตก
โดยการอาจารย์ไม่เป็นอะไร
เป็นการทดลองที่ยังติดตาผมอยู่จนถึงวันนี้เลยครับ โก้
ผมอยากให้เด็กๆมีทัศนคติที่ดีเกี่ยวกับการศึกษาการทำงานของธรรมชาติ ก็เลยพยายามหาการทดลองที่น่าจะสนุกและทำได้ง่ายๆให้เด็กๆได้ทดลองกัน
สำหรับการทดลองเตียงตะปูผมก็อยากทำนะ แต่กลัวเด็กๆจะไปทำไม่ถูกแล้วบาดเจ็บ แต่มีเรื่องจากหลักการเดียวกัน (แรง = ความดัน x พื้นที่) ที่ http://kostuff.blogspot.com/2010/08/123-23.html ครับ