Tag Archives: วิทย์ม.ต้น

วิทย์ม.ต้น: โปรแกรม Scratch หาความชันของจุดตัดเส้นตรง, ประมาณค่า π (ค่าพาย)

วันนี้ผมเฉลยข้อสอบภาคที่แล้วครับ หน้าตาข้อสอบเป็นอย่างนี้ ให้เด็กๆไปทำที่บ้านมีเวลาตอนปิดเทอม 1 เดือน:

ข้อ 1-4 ก็ตอบได้ด้วยโน้ตที่นักเรียนบันทึระหว่างเรียน หรือไปดูที่ผมสรุปไว้ที่เว็บวิทย์พ่อโก้เช่นกดไล่ดูตาม https://witpoko.com/?tag=วิทย์ม-ต้น ครับ

สำหรับข้อ 5 ผมทำบนกระดานให้ดูว่าถ้ารู้จุดสองจุด (x1, y1) และ (x2, y2) เราจะรู้ว่าความชันและจุดตัดแกน x แกน y อยู่ที่ไหนบ้างดังนี้:

แล้วก็เขียนโปรแกรม Scratch เพื่อคำนวณค่าเหล่านั้นไว้ที่ https://scratch.mit.edu/projects/258997829/ หน้าตาจะเป็นปรมาณนี้ครับ:

ถ้าเด็กๆยังงงๆอยู่ลองไปลองเล่นขยับจุดไปมาที่หน้านี้ก็ได้ครับ: https://www.mathsisfun.com/algebra/line-equation-2points.html

สำหรับข้อ 6 เราประมาณค่า π  โดยการบวกลบเลขที่เล็กลงไปเรื่อยๆ ในที่นี้คือ  4 ( 1/1 – 1/3 + 1/5 – 1/7 + 1/9 ….) ไปเรื่อยๆ เราสามารถเขียนโปรแกรม Scratch ได้แบบ https://scratch.mit.edu/projects/259001246/ หน้าตาประมาณนี้ครับ:

วิธีประมาณค่า π  นี้เป็นแบบหนึ่งในหลายๆแบบเท่านั้น และเป็นวิธีที่คำนวณได้ช้ามากๆด้วยเพราะต้องใช้จำนวนเทอมที่เราต้องบวกลบเยอะมากกว่าจะได้ค่าที่ใกล้เคียงความจริง ถ้าสนใจวิธีอื่นๆลองไปดูในหน้า Approximations of π  ดูนะครับ

นอกจากนี้ผมลองเขียนวิธีประมาณค่า π  ด้วย Python เพื่อให้เด็กๆเห็นว่ามันจัดการได้ง่ายกว่าด้วย Scratch ที่ https://repl.it/@PongskornSaipet/Approximating-Pi โดยประมาณ 2 แบบ แบบแรกคือประมาณค่า π = 4(1 – 1/3 + 1/5 – 1/7…) คือแบบที่อยู่ในข้อสอบ อีกแบบคือประมาณค่า π = sqrt(12) (1 – 1/(3×3) + 1/(5×9) – 1/(7×27) … ) ตามวิธีหนึ่งในหน้า  Approximations of π  ครับ พบว่าวิธีที่สองบวกลบเลขไม่กี่ตัวก็ได้ค่าใกล้ความจริงแล้วครับ เร็วกว่าวิธีแรกมากๆ

สำหรับการบ้านเด็กๆ ผมให้เด็กไปอ่าน Cognitive Biases มาสัปดาห์ละอย่างน้อย 3 ตัว ให้ทำโน้ตให้ตัวเองเข้าใจ และหัดแก้โจทย์เขียนโปรแกรม Python ต่อไป พยายามทำให้ได้อย่างน้อยเฉลี่ยวันละ 1 ข้อครับ

วิทย์ม.ต้น: เริ่มรู้จัก Cognitive Biases

วันนี้เด็กๆเริ่มรู้จัก Cognitive Biases หรือวิธีคิดของสมองพวกเราที่อาจทำให้เราเข้าใจความจริงรอบๆคลาดเคลื่อนไปครับ

เด็กๆลองฟังเรื่อง Outcome Bias, Sunk Cost Fallacy, และ Motivation Crowding  จากคลิปนี้ครับ:

เราจะมีการบ้านทุกสัปดาห์ให้เด็กๆไปอ่านหนังสือ The Art of Thinking Clearly ซึ่งเขียนโดยคุณ Rolf Dobelli ในคลิปข้างบนครับ อ่านสัปดาห์ละ 3 หัวข้อ แล้วเขียนสรุปเพื่อความเข้าใจตนเอง หนังสือสรุปวิธีคิดผิดพลาดของมนุษย์เป็นข้อย่อยๆให้อ่านง่ายๆครับ 

บทแรกจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับ Survivorship Bias หรือเราอาจตัดสินใจผิดเพราะเราสังเกตเห็นแต่สิ่งที่ “รอด” มาได้เท่านั้น ไม่เห็นส่ิงที่ “ไม่รอด” เช่นการกินสมุนไพรรักษามะเร็ง เราจะได้ยินเฉพาะจากคนที่กินแล้วไม่ตายเท่านั้น เรามักจะไม่ได้ยินเรื่องราวจากคนตายไปแล้ว

อีกตัวอย่างก็คือปัญหาสมัยสงครามโลกครั้งที่สองที่ว่าจะเสริมเกราะให้เครื่องบินตรงไหนดีถ้าเรามีข้อมูลว่าเครื่องบินที่ออกไปรบและบินกลับมามีรอยกระสุนตรงไหนบ้าง ยกตัวอย่างดังภาพนี้ที่แสดงตำแหน่งที่เครื่องบินหลายๆลำโดนยิงตรงไหนกันบ้าง (ไม่ใช่ว่าลำเดียวโดนยิงเยอะอย่างนี้นะครับ แต่เป็นตำแหน่งรวมๆกันจากเครื่องบินหลายๆลำ):

By McGeddon – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=53081927

คนส่วนใหญ่จะบอกว่าควรติดเกราะเพิ่มแถวๆที่ถูกยิงเยอะๆสิ แต่จริงๆแล้วลืมไปว่าเราเห็นข้อมูลเฉพาะเครื่องบินที่รอดกลับมาเท่านั้น พวกที่ถูกยิงที่เครื่องยนต์หรือที่นั่งนักบินจะไม่รอดกลับมา ดังนั้นจึงควรเสริมเกราะแถวๆที่มีจุดแดงๆน้อยๆ

เวลาเหลืออีกหน่อย เราจึงดูคลิปเรื่อง Cognitive Biases อีกคลิปครับ:

 

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