วิทย์ม.ต้น: “โลกของเรากำลังจะดีขึ้นหรือแย่ลง ลองมาดูตัวเลขกัน”

วันนี้เด็กประถมต้นได้ดูคลิป “โลกของเรากำลังจะดีขึ้นหรือแย่ลง ลองมาดูตัวเลขกัน” (Is the world getting better or worse?) โดย Steven Pinker ครับ

เด็กๆได้ดูว่าโดยเฉลี่ยแล้ว โลกดีขึ้นเรื่อยๆครับ สาเหตุก็เพราะมนุษย์รู้จักใช้เหตุผล ขบวนการคิดแบบวิทยาศาสตร์ และความรู้ที่ได้มาปรับปรุงเรื่องต่างๆครับ

ตัวอย่างกราฟการพัฒนาครับ:

วัดการพัฒนาในด้านต่างๆ: อายุขัย สุขภาพ อาหาร ความร่ำรวย สันติภาพ เสรีภาพ ความปลอดภัย ความรู้ เวลาว่าง ความสุข
วัดการพัฒนาในด้านต่างๆ: อายุขัย สุขภาพ อาหาร ความร่ำรวย สันติภาพ เสรีภาพ ความปลอดภัย ความรู้ เวลาว่าง ความสุข
อายุขัยโดยเฉลี่ยของคนเพิ่มขึ้น
อายุขัยโดยเฉลี่ยของคนเพิ่มขึ้น
อัตราการตายของเด็กๆลดลง
อัตราการตายของเด็กๆลดลง
อัตราการตายจากขาดอาหารลดลง
อัตราการตายจากขาดอาหารลดลง
อัตราคนยากจนข้นแค้นลดลง
อัตราคนยากจนข้นแค้นลดลง
อัตราการตายจากสงครามลดลง
อัตราการตายจากสงครามลดลง
อัตราการตายจากฆาตกรรมลดลง
อัตราการตายจากฆาตกรรมลดลง

ผมติดตามอ่าน  (ฟัง) หนังสือของ Steven Pinker มานานแล้วครับ สองเล่มที่ผมชอบมากคือ The Better Angels of our Nature และ Enlightenment Now: The Case for Reason, Science, Humanism, and Progress.

นอกจากนี้ผมยังแนะนำให้เด็กๆรู้จักกับ Wolfram Alpha สำหรับช่วยหาข้อมูลและทำการบ้านครับ ผมบอกเด็กๆว่าไม่ว่าเด็กๆจะทำอะไรในอนาคตอย่าแข่งตรงๆกับเครื่องจักรและโปรแกรม แต่ควรวางตัวให้สามารถใช้เครื่องจักรและโปรแกรมมาขยายความสามารถของเราแทน และพยายามผันตัวเป็นเจ้าของทุนที่ใช้เครื่องจักรและโปรแกรมสร้างผลผลิตต่างๆครับ

Wolfram Alpha ครับ  ไปที่ http://www.wolframalpha.com นะครับ
Wolfram Alpha ครับ ไปที่ http://www.wolframalpha.com นะครับ

วิทย์ม.ต้น: เริ่มรู้จักภาษา Python

วันนี้เด็กๆม.ต้นได้เริ่มรู้จักภาษาคอมพิวเตอร์อีกหนึ่งภาษาครับ ชื่อว่าภาษาไพธอน (Python) เป็นภาษาที่เรียนรู้ได้ค่อนข้างง่ายและใช้ได้ทั่วไปครับ วันนี้เราหัดใช้แบบออนไลน์กันที่ repl.it  ซื่งเป็นเว็บไซต์ใช้ทดลอง เรียนรู้ และสร้างผลงานด้วยภาษาคอมพิวเตอร์หลายๆภาษาครับ เข้าไปแล้วก็กดสมัคร (Sign up) แล้วเลือกภาษา Python ครับ

เว็บ repl.it ครับ
เว็บ repl.it ครับ

ชื่อเว็บ repl.it มาจากตัวย่อของ Read-Evaluate-Print-Loop ครับ คือจะให้เราพิมพ์คำสั่งเข้าไปแล้วมันก็จะอ่าน (Read) แล้วมันก็จะคำนวณผลจากคำสั่งที่เราใส่เข้าไป (Evaluate) และพิมพ์ผลลัพธ์ให้เราดู (Print) และก็กลับไปรอรับคำสั่งเราอีก (Loop) 

 พอสมัครสมาชิกและเลือกภาษา Python แล้ว หน้าจอจะมีหน้าตาประมาณนี้ครับ:

ช่องดำๆด้านขวาคือส่วนที่เราป้อนคำสั่งต่างๆให้คอมพิวเตอร์คำนวณให้เราครับ ช่องขาวๆตรงกลางเป็นที่เก็บคำสั่งเยอะๆไว้ด้วยกันเป็นโปรแกรมเพื่อว่าเวลาเรากลับเข้ามาใหม่เราจะได้เรียกใช้ได้ เราสามารถพิมพ์โปรแกรมของเราในช่องกลางแล้วกดปุ่ม run ด้านบนแล้วดูผลลัพธ์ในช่องสีดำด้านขวาครับ

จากนั้นเด็กๆลองพิมพ์คำสั่งให้ Python คิดเลขให้ เอาตัวอย่างมาจากเว็บ Learn X in Y minutes ส่วนภาษา Python:

จาก https://learnxinyminutes.com/docs/python3/  ครับ
จาก https://learnxinyminutes.com/docs/python3/ ครับ

ต่อไปเด็กๆก็เข้าไปทำแบบฝึกหัดและเรียนรู้เองด้วย Auto-Graded Course with Solutions ภาษา Python โดย Vitaly Pavlenko ครับ (มีคอร์สอื่นๆที่ https://repl.it/community ด้วยนะครับ)

เวลาเด็กๆไม่เข้าใจแบบฝึกหัด เขาจะไปอ่านความรู้เพิ่มเติมที่ https://snakify.org/en/  โดยที่ในแต่ละแบบฝึกหัดจะมีลิงก์ไปส่วนต่างๆที่ควรไปอ่านครับ เช่นแบบฝึกหัดอันแรกๆก็จะให้ไปอ่านที่ https://snakify.org/lessons/print_input_numbers/ เป็นต้นครับ หน้าตาเป็นประมาณนี้ครับ:

ตัวอย่างหน้าความรู้เพิ่มเติมครับ: https://snakify.org/en/lessons/print_input_numbers/
ตัวอย่างหน้าความรู้เพิ่มเติมครับ: https://snakify.org/en/lessons/print_input_numbers/

ผมให้เด็กๆไปทยอยทำแบบฝึกหัดทั้งหลายให้หมดภายในสองสัปดาห์นี้ครับ เป็นการทำความคุ้นเคยกับภาษา Python และหัดอ่านและค้นคว้าด้วยภาษาอังกฤษไปด้วย

เริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับไฟฟ้า

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เด็กประถมต้นได้สังเกตหลอดไฟ LED และใช้มัลติมิเตอร์ทดสอบว่าอะไรเป็นตัวนำไฟฟ้าอะไรเป็นฉนวนไฟฟ้าบ้าง เด็กประถมปลายได้สังเกตว่ากระแสไฟฟ้าจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆ และได้เห็นว่าหลักการนี้เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป้นพลังงานกลได้ (มอเตอร์ฟาราเดย์)

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “หัดเล่นกล ทำเข็มทิศ เล่นกับโมเมนตัมเชิงมุม วางเหล็กให้ลอยน้ำ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือกลเปลี่ยนแบงค์จาก $1 เป็น $50 ครับ:

อันต่อไปคือทำให้ผ้าพันคอหายไป:

อันสุดท้ายคือชุดเกราะมีชีวิตขยับได้ครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นเด็กประถมต้นได้รู้จักหลอดไฟ LED ได้เรียนรู้เกี่ยวกับตัวนำไฟฟ้า ฉนวนไฟฟ้า ได้เอามัลติมิเตอร์ไปวัดของต่างๆในห้องว่าอะไรนำไฟฟ้าอะไรเป็นฉนวนไฟฟ้าครับ

ผมสอนเด็กๆว่าห้ามเอาอะไรไปแหย่ปลั๊กไฟด้วยครับ ถามเด็กๆว่ารู้ไหมว่าไฟฟ้าในปลั๊กทำให้เราตายอย่างไร เด็กๆไม่รู้ ผมเลยเล่าว่าเราเป็นมนุษย์ไฟฟ้า เพราะการส่งสัญญาณในร่างกายของเราต้องใช้สัญญาณทางไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่ ยกตัวอย่างเช่นเวลาเราจะหายใจ สมองก็จะส่งสัญญาณ(ไฟฟ้า)มาทางเส้นประสาทไปทำให้กระบังลมหดตัวคลายตัว เราถึงหายใจได้ หรือที่หัวใจเต้นก็เพราะมีสัญญาณ(ไฟฟ้า)บอกให้กล้ามเนื้อหัวใจเต้น หรือการที่เรารู้สึกร้อนเย็นเจ็บคันที่ผิวหนังก็เพราะมีสัญญาณไฟฟ้าวิ่งจากผิวหนังผ่านเส้นประสาทไปยังสมอง

เวลาเราโดนไฟฟ้าดูดเราตายได้หลายอาการ คือถ้าไฟฟ้าไม่มากนัก สัญญาณไฟฟ้าที่บอกให้หัวใจเต้นจะถูกรบกวน ทำให้หัวใจเต้นไม่เป็นและหยุดเต้นแล้วเราก็ตาย หรือถ้าไฟฟ้ามากๆ ก็จะมีไฟฟ้าปริมาณมากๆวิ่งผ่านร่างกายทำให้เกิดความร้อน (เหมือนกับเวลาเด็กๆถูมือเร็วๆก็เกิดความร้อน) ทำให้ร่างกายเกิดเผาไหม้และสุกครับ
 
สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้เด็กๆสังเกตว่ากระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก:

จากนั้นก็ให้เด็กๆได้เห็นมอเตอร์ฟาราเดย์คล้ายๆที่ไมเคิล ฟาราเดย์ประดิษฐ์ไว้เมื่อปี 1821 ครับ

มอเตอร์ตัวแรกของฟาราเดย์ทำงานโดยอาศัยหลักการที่ว่าแรงที่แม่เหล็กกระทำกับกระแสไฟฟ้าจะอยู่ในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางของกระแสไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก ถ้าวางลวดที่นำกระแสไฟฟ้าให้อยู่ในแนวที่เหมาะสม แรงจะทำให้ลวดเคลื่อนที่ไปรอบๆแท่งแม่เหล็ก

ตัวอย่างการจำลองมอเตอร์แบบที่ฟาราเดย์เคยทำสามารถดูได้ที่คลิปนี้ครับ:

แต่แบบที่เราทำกันวันนี้เป็นมอเตอร์แบบที่ทำให้ง่ายขึ้นอีกโดยอาศัยแม่เหล็กที่ผิวนำไฟฟ้าได้มาเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า ไม่ต้องอาศัยสารละลายนำไฟฟ้าแบบดั้งเดิม หน้าตาเป็นแบบนี้ครับ:

เด็กๆเข้าแถวเล่นกับมอเตอร์ครับ:

 

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)