วิทย์ม.ต้น: ติดตั้ง Anaconda, รู้จัก Jupyter Notebook และ Automate The Boring Stuff With Python

วันนี้ผมแนะนำให้เด็กๆรู้จักติดตั้ง Python ลงบนเครื่องคอมพิวเตอร์ของตนเองจะได้ทำงานกับข้อมูลและไฟล์ที่มีอยู่บนคอมพิวเตอร์ของตัวเองได้ นอกเหนือไปจากแบบฝึกหัดที่เด็กๆหัดทำออนไลน์ที่ Repl.it ครับ ผมแนะนำให้เด็กๆติดตั้ง Python โดยใช้แพ็คเกจที่เรียกว่า Anaconda ซึ่งรวมตัวภาษา Python และเครื่องมือที่น่าใช้ร่วมกันด้วยกันหลายตัวครับ  หน้าดาวน์โหลดจะอยู่ที่ https://www.anaconda.com/download/ ครับ ในหน้านั้นมีลิงก์แนะนำวิธีใช้ด้วย

หน้าตาเว็บดาวน์โหลด Anaconda ครับ

หลังจากติดตั้ง Anaconda เสร็จ ผมให้เด็กๆเปิด Jupyter Notebook ที่สามารถสร้างเอกสารที่เรียกว่า Notebook โดยในเอกสารสามารถเก็บคำสั่งภาษา Python (และภาษาอื่นๆเช่น Julia และ R) เก็บคำอธิบายรวมไปถีงสมการต่างๆได้ครับ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Jupyter ดูได้ที่ https://jupyter.org ครับ ถ้ามี Anaconda อยู่แล้วก็ใช้ Jupyter Notebook ได้เลย ไม่ต้องติดตั้งอะไรเพิ่ม

หน้าตาเว็บ Jupyter ครับ
หน้าตาเว็บ Jupyter ครับ

ต่อจากนั้นผมก็แนะนำหนังสือ Automate the Boring Stuff with Python ครับ เป็นหนังสือที่สามารถอ่านฟรีได้บนเว็บ ครึ่งแรกสอนการเขียนภาษา Python ครึ่งหลังเป็นตัวอย่างการประยุกต์ใช้ครับ ในอนาคตเราจะทำโปรเจ็กคล้ายๆกับในหนังสือครับ

หนังสือ Automate the Boring Stuff with Python ครับ
หนังสือ Automate the Boring Stuff with Python ครับ

สำหรับเด็กม. 3 ผมให้ไปหัดพิมพ์ตัวอย่าง Python Tricsk 101 ที่ https://hackernoon.com/python-tricks-101-2836251922e0 เข้าไปใน Jupyter Notebook แล้วพยายามทำความเข้าใจว่าโค้ดมันทำอะไรอย่างไรครับ

 

เรียนรู้เรื่องการปั่นไฟต่อ การทดรอบด้วยสายพาน

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล แล้วได้เรียนรู้เรื่องการปั่นไฟต่อ ได้เห็นว่าจะเพิ่มรอบการหมุนด้วยสายพานอย่างไร

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เรียนรู้เรื่องการปั่นไฟ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือกลเสกเหรียญเข้ากระป๋องครับ:

 อีกอันคือกลผ้าเช็ดหน้าเปลี่ยนสีครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นเด็กๆได้เรียนรู้เรื่องการปั่นไฟต่อจากสัปดาห์ที่แล้ว คราวที่แล้วเด็กๆได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำไฟฟ้าด้วยแม่เหล็ก คือมีกฏธรรมชาติข้อหนึ่งว่าถ้ามีขดลวดและแม่เหล็กมาอยู่ใกล้กัน และมีการเคลื่อนไหวของขดลวด หรือแม่เหล็ก หรือทั้งสองอย่าง ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวด กฏข้อนี้เราจะสามารถเห็นได้ในอุปกรณ์หลายๆอย่าง เช่น เครื่องปั่นไฟ ไมโครโฟน เตาแม่เหล็กเหนี่ยวนำ หัวอ่านแผ่นเสียง หัวอ่านข้อมูลใน Harddisk ฯลฯ กฎนี้เรียกว่ากฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์

เด็กได้สังเกตว่าเมื่อเราหมุนแกนมอเตอร์กระแสตรงด้วยมือ จะมีไฟฟ้าที่ขั้วของมอเตอร์ซึ่งเราเอาไปใช้งานได้ ถ้าจะให้ไฟฟ้าเยอะพอเราต้องหมุนมอเตอร์ให้เร็วมากพอ เด็กๆจึงเรียนรู้เกี่ยวกับการทดรอบด้วยเฟืองหรือสายพานเพื่อเพิ่มรอบการหมุนครับ หลักการการทดรอบก็จะเป็นดังที่ผมเคยอธิบายไว้ในคลิปนี้ครับ:

จากนั้นเราก็ลองต่อสายพานเพิ่มรอบครับ:

นอกจากนี้เรายังลองเอามอเตอร์สองตัวมาต่อกันให้ตัวหนึ่งรับไฟฟ้าจากถ่านไฟฉายไปหมุนตัวที่สอง ให้ตัวที่สองปั่นไฟทำให้หลอด LED สว่างครับ:

 

วิทย์ม.ต้น: Cognitive Biases สามอัน, Why People Believe Weird Things, เล่นปั่นไฟ

วันนี้พวกเราคุยกันเรื่อง cognitive biases ที่เด็กๆไปอ่านในหนังสือ The Art of Thinking Clearly ในสัปดาห์ที่ผ่านมาครับ มี Survivorship Bias (เราเห็นแต่ของที่เห็นได้ง่ายๆหรือของที่รอดมา), Swimmer’s Body Illusion (เราสับสนว่าอะไรคือสาเหตุของผลลัพธ์ที่เห็น) และ Clustering Ilusion (เราเห็นรูปแบบต่างๆที่จินตนาการขึ้นมาเองบ่อยๆ–มโนไปเอง)

จากนั้นเราก็ดูคลิป Why people believe weird things โดย Michael Shermer ให้เห็นว่าเราโดนหลอกหรือหลอกตัวเองได้ง่าย เราชอบค้นหารูปแบบทั้งๆที่จริงๆแล้วไม่มีรูปแบบให้หาแต่ต้น และเรื่องอื่นอีกหลายเรื่อง แนะนำให้ดูอย่างยิ่งครับ(มีซับไทย):

 

เวลาที่เหลือเราพูดคุยกันเรื่องการเหนี่ยวนำไฟฟ้าด้วยขดลวดและแม่เหล็กที่ไมเคิล ฟาราเดย์ค้นพบ (กฏธรรมชาติข้อหนึ่งก็คือ ถ้ามีขดลวดและแม่เหล็กมาอยู่ใกล้กัน และมีการเคลื่อนไหวของขดลวด หรือแม่เหล็ก หรือทั้งสองอย่าง ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวด กฏข้อนี้เราจะสามารถเห็นได้ในอุปกรณ์หลายๆอย่าง เช่น เครื่องปั่นไฟ ไมโครโฟน เตาแม่เหล็กเหนี่ยวนำ หัวอ่านแผ่นเสียง หัวอ่านข้อมูลใน Harddisk ฯลฯ)

เด็กๆรู้จักเอามอเตอร์กระแสตรงมาหมุนแล้วเอาสายไฟต่อกับขั้วทั้งสอง พบว่ามีกระแสไฟฟ้าวิ่งออกจากขั้วทั้งสอง ทั้งนี้ก็เพราะว่าในมอเตอร์กระแสตรงมีแม่เหล็กล้อมแกนหมุนที่มีขดลวดพันอยู่ เมื่อหมุนแกนหมุน ขดลวดบนแกนหมุนก็วิ่งผ่านแม่เหล็ก ทำให้มีไฟฟ้าไหลในขดลวดออกมาที่ขั้วให้เราเอาไปใช้ได้

สำหรับผู้สนใจว่าข้างในมอเตอร์กระแสตรงหน้าตาเป็นอย่างไรลองเข้าไปดูคลิปนี้นะครับ:

เด็กๆรู้จักทดรอบด้วยสายพันเพื่อเพิ่มความเร็วในการหมุนเพื่อปั่นไฟด้วยครับ

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)