สอนวิทย์มัธยม 1: การเปรียบเทียบ การแปลงหน่วย การประมาณหยาบๆ (Order of Magnitude Estimate)

สัปดาห์นี้ผมคุยกับเด็กๆม. 1 กลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมเรื่องเกี่ยวกับการทำความเข้าใจปริมาณต่างๆครับ

ตอนเราเริ่ม เรามีกิจกรรมหาข้อมูลจากอินเทอร์เน็ตครับ สิ่งทีเราได้รู้จากกิจกรรมคือ 

  1. วัตถุขนาดที่เรามองเห็นที่วิ่งเร็วที่สุดที่มนุษย์สร้างคือยานอวกาศ Juno ตอนเข้าใกล้ดาวพฤหัส มีความเร็วประมาณ 40 กิโลเมตรต่อวินาทีครับ หรือมากกว่า 1/10,000 ความเร็วแสงนิดหน่อย (แสงวิ่งเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที)  ถ้าวิ่งด้วยความเร็วนี้ไปยังดาวที่ใกล้สุดจะใช้เวลาประมาณ 30,000 ปีครับ
  2. เพื่อเปรียบเทียบความเร็วนี้ เราพบว่ากระสุนปืนมีความเร็วประมาณ 1-3 เท่าความเร็วเสียง ถ้าปืนสั้นก็ช้าหน่อย ปืนยาวไรเฟิลก็เร็วหน่อย
  3. เสียงมีความเร็วประมาณ 340 เมตรต่อวินาทีในอากาศ หรือวิ่ง 1 กิโลเมตรใช้เวลาประมาณ 3 วินาที
  4. ยาน Juno วิ่งเร็วกว่ากระสุนปืนไรเฟิลประมาณ 40 เท่า
  5. แสงมีความเร็วเป็นประมาณล้านเท่าความเร็วเสียง เวลาฟ้าแลบแล้วเราจับเวลาว่ากี่วินาทีก่อนจะได้ยินฟ้าร้อง เราก็สามารถประมาณได้ว่าจุดที่เกิดฟ้าแลบฟ้าร้องห่างออกไปเท่ากับ 340 เมตรต่อวินาทีที่เรานับ
  6. เราได้ดูวิดีโอกระสุนวิ่งไปหาเป้าที่ห่างไป 800 เมตรครับ:

Continue reading สอนวิทย์มัธยม 1: การเปรียบเทียบ การแปลงหน่วย การประมาณหยาบๆ (Order of Magnitude Estimate)

ภาพขาวดำกลายเป็นสี! แบบจำลองตา ตัวอย่างประโยชน์คณิต กลไฟฟ้าสถิต

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์มาครับ เด็กประถมได้ดูภาพลวงตาอีกนิดหน่อย ได้เห็นการเปลี่ยนแปลงวิดีโอสดๆให้คนในวิดีโอขยับปากตามที่เราต้องการ (ผมบอกเด็กๆว่าต้องใช้คณิตศาสตร์สร้างของอย่างนี้ เด็กๆสนใจฝีกอีกสักสิบปีก็ทำได้) ได้เห็นภาพลวงตาที่เราเห็นภาพขาวดำเป็นภาพสีเนื่องจากความล้าของเซลล์รับแสงในตาเรา ได้เห็นแบบจำลองดวงตาและจอรับภาพเรตินาข้างหลังที่ทำจากโคมกระดาษญี่ปุ่น เลนส์รวมแสงแบบ Fresnel และพลาสติกจากถุงก๊อบแก๊บ เด็กอนุบาลสามได้เล่นกลสามอย่างด้วยไฟฟ้าสถิตคือใช้มือดูดหลอดกาแฟ ใช้หลอดกาแฟดูดเม็ดโฟม และใช้หลอดดูดกาแฟผลักกันครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ คราวที่แล้วเรื่อง “ข้อจำกัดของประสาทสัมผัสสำหรับประถม กลความดันอากาศสำหรับอนุบาล” ครับ)

สำหรับเด็กประถม ผมให้ดูภาพนี้ก่อนเลยครับ มันเป็นภาพถ่ายลวงตาที่เผยแพร่ในอินเทอร์เน็ต ให้ดูว่ามีอะไรผิดปกติไหม ผมบอกว่าคนส่วนใหญ่จะรู้สึกแปลกๆแต่มองไม่ออกว่าอะไรทำให้แปลก แต่ถ้าเฉลยปุ๊บจะเห็นปั๊บ แล้วจะกลับไปมองเห็นอย่างเดิมไม่ได้เลย จะเห็นแบบที่เฉลยไปตลอด เชิญทดลองมองดูครับ ผมจะเฉลยข้างล่างภาพ:

เห็นอะไรผิดปกติไหมครับ
เห็นอะไรผิดปกติไหมครับ

Continue reading ภาพขาวดำกลายเป็นสี! แบบจำลองตา ตัวอย่างประโยชน์คณิต กลไฟฟ้าสถิต

สอนวิทย์มัธยม 1: ขนาดโลก ดาวต่างๆ และระยะทางระหว่างดวงดาว

วันนี้ผมไปสอนวิทย์ม.1 มาครับ คราวนี้เราพยายามเข้าใจว่าจักรวาลที่เราอยู่มันใหญ่แค่ไหน

ในประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่จนกระทั่งไม่กี่ร้อยปีที่ผ่านมา คนนึกว่าเราเป็นศูนย์กลางของจักรวาล จนกระทั่งกาลิเลโอมีกล้องดูดาวแล้วเริ่มส่องไปนอกโลก ความรู้เกี่ยวกับจักรวาลเพิ่มขึ้นมากมายในรอบไม่กี่ร้อยปีที่ผ่านมา ตอนนี้คนที่มีความรู้จะเข้าใจแล้วว่าเราไม่ใช่ศูนย์กลางจักรวาล เราอยู่บนก้อนหินกลมๆที่เรียกว่าโลก โคจรรอบดวงอาทิตย์ที่เป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งในนับแสนล้านดวงที่โคจรรอบซึ่งกันและกันในแกแล็คซีที่เรียกว่าทางช้างเผือกหรือ Milky Way galaxy ส่วนกาแล็คซีทางช้างเผือกก็เป็นเพียงอันหนึ่งในนับแสนล้านแกแล็คซีที่อยู่ในจักรวาลที่เราสังเกตได้

เราเริ่มโดยให้เด็กๆเดาก่อนว่าขนาดเส้นรอบวงโลกที่เราอยู่มีขนาดเท่าไร หลังจากเด็กๆเดากันเสร็จเราก็ตรวจสอบตัวเลขจริงๆ พบว่าโลกมีเส้นรอบวงประมาณ 40,000 กิโลเมตร โดยเส้นรอบวงวัดตรงเส้นศูนย์สูตรจะยาวกว่าวัดรอบขั้วโลกเหนือ-ใต้ประมาณ 70 กิโลเมตรเพราะโลกหมุนอยู่ ส่วนพุงของมันแถวๆเส้นศูนย์สูตรเลยอ้วนออกมาหน่อยนึง

เด็กๆได้เดาว่าเส้นผ่าศูนย์กลางโลกควรจะเป็นเท่าไรด้วยครับ เราลองวาดวงกลมแล้วกะๆเอา เด็กๆเดาว่าเส้นรอบวงน่าจะเป็นสามเท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางโลก ผมบอกว่าเกือบถูก จริงๆเส้นรอบวงจะเป็นพาย (pi) เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลาง โดยพายเป็นค่าคงที่ = 3.141592653… มีตัวเลขต่อไปเรื่อยๆไม่รู้จบ

เส้นรอบวงเท่ากับค่าคงที่ที่เรียกว่าพายคูณกับเส้นผ่าศูนย์กลางครับ พาย = pi = 3.14159...
เส้นรอบวงเท่ากับค่าคงที่ที่เรียกว่าพายคูณกับเส้นผ่าศูนย์กลางครับ พาย = pi = 3.14159…

Continue reading สอนวิทย์มัธยม 1: ขนาดโลก ดาวต่างๆ และระยะทางระหว่างดวงดาว

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)