เปิดเทอมใหม่เราเริ่มกันด้วยภาพลวงตาครับ ให้เด็กๆรู้ว่าประสาทสัมผัสเราถูกหลอกได้ง่ายๆและตาของเรามีข้อจำกัด ทั้งประถมต้นและประถมปลายได้หัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลเสกคนให้หายและไปปรากฏอีกที่หนึ่ง ประถมต้นได้ทำการทดลองให้รู้ว่าในตาเรามีจุดบอดและเล่นกับภาพลวงตาเกี่ยวกับขนาดของ ประถมปลายได้เล่นกับภาพลวงตาประเภท Flashed face distortion แสดงให้เห็นว่าเรามองชัดเป็นพื้นที่เล็กๆและสมองจะจินตนาการวาดรูปส่วนที่ตามองไม่ชัด (อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ ลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ) ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง แล้วดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือเสกคนจากหอคอยหนึ่งไปอีกหอคอยหนึ่งครับ: กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ เด็กประถมต้นทำการทดลองให้รู้ว่าตาเรามีจุดบอดครับ ก่อนอื่นเรามารู้จักส่วนประกอบของตากันก่อนดังนี้ ภาพนี้เป็นภาพตัดขวางด้านข้างของลูกตาเราครับ: เรามองเห็นได้โดยแสงวิ่งไปกระทบกับจอรับแสง (เรตินา, Retina) ที่ด้านหลังข้างในลูกตา แต่บังเอิญตาของคนเราวิวัฒนาการมาโดยมีเส้นเลือดและเส้นประสาทอยู่บนผิวของจอรับแสง เมื่อจะส่งสัญญาณไปตามเส้นประสาทไปยังสมอง เส้นประสาทจะต้องร้อยผ่านรูอันหนึ่งที่อยู่บนจอรับแสง รอบบริเวณรูนั้นจะไม่มีเซลล์รับแสง ดังนั้นถ้าแสงจากภายนอกลูกตาไปตกลงบนบริเวณนั้นพอดี ตาจะไม่สามารถเห็นแสงเหล่านั้นได้ บริเวณรูนั้นจึงเรียกว่าจุดบอด หรือ Blind Spot นั่นเอง ตาของปลาหมึกทั้งหลายจะไม่มีจุดบอดแบบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างเราครับ เนื่องจากเส้นประสาทของปลาหมึกอยู่หลังจอรับแสง จึงไม่ต้องมีการร้อยผ่านรูในจอรับแสงแบบตาพวกเรา วิธีดูว่าเรามีจุดบอดก็ทำได้ง่ายมากครับ แค่เขียนตัวหนังสือตัวเล็กๆบนแผ่นกระดาษสองตัว ให้อยู่ในแนวบรรทัดเดียวกันแต่ห่างกันสักหนึ่งฝ่ามือ จากนั้นถ้าเราจะหาจุดบอดในตาขวา เราก็หลับตาซ้าย แล้วใช้ตาขวามองตัวหนังสือตัวซ้ายไว้นิ่งๆ จากนั้นเราก็ขยับกระดาษเข้าออกให้ห่างจากหน้าเราช้าๆ ที่ระยะๆหนึ่งเราจะไม่เห็นตัวหนังสือตัวขวา นั่นแสดงว่าแสงจากตัวหนังสือตัวขวาตกลงบนจุดบอดเราพอดี ถ้าจะหาจุดบอดในตาซ้าย เราก็ทำสลับกับขั้นตอนสำหรับตาขวา โดยเราหลับตาขวาแล้วใช้ตาซ้ายมองตัวหนังสือตัวขวาไว้นิ่งๆ อย่ากรอกตาไปมา … Continue reading วิทย์ประถม: ตา จุดบอดในดวงตา ภาพลวงตา →
วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปน่าสนใจเ กี่ยวกับการสร้างหอก (spear) และไม้ขว้าง (atatl) ด้วยวิธีของมนุษย์ยุคหิน และคลิปบูมเมอแรงรูปร่างแปลกๆซึ่งดูไม่เหมือนแบบที่เรา เคยเห็นทั่วไป จากนั้นเด็กๆก็ได้ทดลองมองด้านหลังของหน้ากาก (ด้านเว้า) ด้วยตาข้างเดียวในระยะไม่ไกลนัก (ประมาณ 1/ 2-1 เมตร) จะพบว่ามองเห็นเหมือนหน้ากากด้านนูนๆอยู่ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาพลวงตาหน้าเว้า (concave face illusion) ที่สมองใช้ข้อมูล 2 มิติที่ตกลงบนจอรับแสงในตาว าดรูป 3 มิติแบบกลับกับความเป็นจริง หลังจากนั้นเด็กๆก็ได้ตัดกร ะดาษแข็งทำตุ๊กตาหน้าเว้าที่ดูเหมือนหน้านูนๆและหันมองตามเรากันครับ (อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คุยกันเรื่องพายุ ของเล่นทอร์นาโดน้ำ พายุไฟ ปี่หลอดพลาสติก” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ) คลิปสร้างอาวุธด้วยเทคโนโลยีมนุษย์ยุคหินคืออันนี้ครับ: จะเห็นการตัดไม้ด้วยหินทุบ การก่อไฟ การลนไฟให้ผิวไม้แข็งและลื่น และไม้ช่วยขว้างหอก (atlatl, อ่านว่า อัต-ลา-เทิล) ที่ทำให้เหมือนเราขว้างหอกด้วยมือที่ยาวขึ้นสองเท่า เป็นการเพิ่มความเร็วในการขว้างหอกนะครับ ส่วนบูมเมอแรงรูปร่างแปลกๆอยู่ที่นี่ครับ: หลักการบูมเมอแรงก็คือต้องมีปีกที่เมื่อวิ่งผ่านอากาศแล้วมีแรงยก (แรงผิวด้านหนึ่งของปีกมากกว่าแรงอีกผิวด้านหนึ่ง) แรงยกที่ไม่สมดุลย์ระหว่างปีกจะทำหน้าที่บิดโมเมนตัมเชิงมุมที่เกิดจากการหมุนของบูมเมอแรง ทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ค่อยๆเปลี่ยนไปในรูปแบบที่บูมเมอแรงวิ่งกลับมายังจุดปล่อยครับ จากนั้นเด็กๆก็ได้ดูด้านหลังหน้ากาก ซึ่งปรากฏว่าถ้าหลับตาข้างหนึ่งแล้วดูจะเห็นว่าด้านหลังหน้ากากมันนูนออกมาแทนที่จะเว้า เด็กๆทดลองดูแบบนี้ครับ: ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาพลวงตาหน้าเว้า … Continue reading ภาพลวงตาหน้าเว้าและตุ๊กตาหันหน้าตาม →
วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เนื่องจากเป็นเปิดเทอมใหม่เราจึงทำกิจกรรมเกี่ยวกับข้อจำกัดของสมองและประสาทสัมผัสเพื่อให้เด็กๆระมัดระวังเมื่อต้องสังเกตหรือเข้าใจอะไรด้วยประสาทสัมผัส และหัดใช้เครื่องมือต่างๆเช่นไม้บรรทัดช่วยครับ เราดูภาพลวงตาหลากหลายเช่นภาพผีที่รถคว่ำ ภาพ 3 มิติแปลกๆ เส้นตรงเส้นโค้งเส้นเอียงประเภทต่างๆ ฯลฯ เด็กประถมปลายได้ดูว่าเมื่อเราตั้งใจทำอะไรบางอย่างเราอาจจะพลาดสิ่งใหญ่ๆแปลกๆไปก็ได้ทั้งๆที่ควรจะสังเกตเห็น (อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “ความดันอากาศและสุญญากาศ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ) สำหรับเด็กประถมต้น ระหว่างที่รอให้เพื่อนๆมากันครบ ผมเอาลูกโลกมาให้เด็กๆดู และให้เดาว่าเราจะสามารถลูบๆลูกโลกแล้วมือจะสะดุดภูเขาหรือมหาสมุทรได้ไหม (ถ้าอัตราส่วนการจำลองลูกโลกถูกต้อง) ในที่สุดผมก็บอกเด็กๆว่าภูเขาและหุบเหวในมหาสมุทรมีความลึกประมาณ 10 กิโลเมตรเท่านั้น แต่เส้นผ่าศูนย์กลางโลกเป็นหมื่นกิโลเมตร ต่างกันเป็นพันกว่าเท่า ดังนั้นผิวลูกโลกจะต้องเรียบมากๆ ถ้าลูกโลกมีขนาดประมาณ 1 ฟุต ภูเขาก็อาจจะสูงเท่ากับ 2-3 ความหนาเส้นผม ถ้ามองห่างหน่อยก็คงไม่เห็นอะไร แต่ถ้าเอามือลูบก็อาจจะรู้สึกนิดหน่อย ผมถามเด็กๆว่าเรามองเห็นได้อย่างไร ต้องใช้อวัยวะอะไรบ้าง เด็กๆก็ตอบกันว่าต้องมีลูกตา ต้องมีสมอง เราจึงคุยกันก่อนว่าลูกตาทำอะไร เรามองเห็นได้โดยแสงวิ่งไปกระทบกับจอรับแสง (เรตินา, Retina) ที่ด้านหลังข้างในลูกตา แต่บังเอิญตาของคนเราวิวัฒนาการมาโดยมีเส้นเลือดและเส้นประสาทอยู่บนผิวของจอรับแสง เมื่อจะส่งสัญญาณไปตามเส้นประสาทไปยังสมอง เส้นประสาทจะต้องร้อยผ่านรูอันหนึ่งที่อยู่บนจอรับแสง รอบบริเวณรูนั้นจะไม่มีเซลล์รับแสง ดังนั้นถ้าแสงจากภายนอกลูกตาไปตกลงบนบริเวณนั้นพอดี ตาจะไม่สามารถเห็นแสงเหล่านั้นได้ บริเวณรูนั้นจึงเรียกว่าจุดบอด หรือ Blind Spot นั่นเอง จุดบอดหรือ … Continue reading เปิดเทอมใหม่เราเริ่มด้วยภาพลวงตา →
บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)
