วิทย์ม.ต้น: หัดจัดเรียงข้อมูล (sorting) ด้วย Python, หาคำที่มีสระ aeiou ครบ, หา Anagrams

วันนี้เด็กๆม.ต้นหัดใช้คำสั่ง sorted(…), sorted(…, reverse = True), sorted(…, key = …) ใน Python เพื่อจัดเรียงข้อมูลเป็นลำดับต่างๆตามที่ต้องการครับ

มีแบบฝึกหัดให้เด็กๆพยายามแก้ปัญหาครับ มีให้หาคำภาษาอังกฤษที่มีสระครบห้าตัว a, e, i, o, u

มีแบบฝึกหัดให้หาคำภาษาอังกฤษที่มีสระครบห้าตัวและเรียงกันด้วย

และมีแบบฝึกหัดให้หา anagrams หรือคำที่มีตัวสะกดเป็นอักษรชุดเดียวกันเช่น bat กับ tab หรือ colonialist กับ oscillation

ท่านสามารถกดดู notebook นี้ได้ที่ http://nbviewer.jupyter.org/urls/witpoko.com/wp-content/uploads/2018/12/จัดเรียงข้อมูล_sorting.ipynb

หรือดาวน์โหลดไปเล่นเองได้จาก https://witpoko.com/wp-content/uploads/2018/12/จัดเรียงข้อมูล_sorting.ipynb (ถ้ากดแล้วไม่โหลดให้กดเมาส์ขวา Save As… หรือ Download linked file… นะครับ) ถ้าจะเล่นเองต้องมีไฟล์คำศัพท์ภาษาอังกฤษ เช่นถ้ามี macOS ไฟล์ก็จะอยู่ที่ /usr/share/dict/words ถ้าไม่มีก็สามารถไปหาได้ที่ https://github.com/dwyl/english-words/  หรือ http://wordlist.aspell.net/12dicts-readme/ เป็นต้นครับ

เป่าลูกดอกอย่างไรไปไกลๆ เล่นแข่ง Strandbeest แม่แรงเพิ่มพลัง

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้พยายามอธิบายมายากลเพื่อฝึกคิดแบบวิทยาศาสตร์ ได้เดาว่าใช้หลอดสั้นหรือยาวทำให้ลูกดอก (โฟม) วิ่งไปได้เร็วกว่า ประถมปลายได้เห็นความสัมพันธ์การทดลองนี้กับปืนสั้นปืนยาว จากนั้นเด็กๆก็ได้เล่นแข่งตัว Strandbeest ซื่งเป็นงานศิลปะสร้างสรรค์โดยนักฟิสิกส์/ศิลปิน Theo Janson เอาแท่งพลาสติกมาต่อกันให้เดินเหมือนสัตว์ด้วยแรงลม เด็กอนุบาลสามได้สังเกตการเปลี่ยนขนาดของอากาศและการคงขนาดเดิมของน้ำเมื่อเพิ่มความดัน และได้เล่นแม่แรงไฮดรอลิกหลอดฉีดยา

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “จรวดกระสุนโฟม ประดิษฐ์และเล่นแม่เแรงไฮดรอลิกหลอดฉีดยา” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือกลเสกคนให้ลอยตัวครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

ต่อไปผมเอาท่อน้ำ PVC ขนาดสั้นและยาวมาให้เด็กดู ถามเด็กๆว่าถ้าใส่กระสุนโฟม Nerf เข้าไปในท่อแล้วเป่าแรงเท่าๆกันด้วย 1 ลมปอด เป่าด้วยท่อไหนจะทำให้กระสุนวิ่งไปไกลกว่ากันครับ

ท่อน้ำ PVC สีเหลืองๆ กระสุนปืน Nerf สีน้ำเงินหัวส้มครับ

เด็กๆก็ตอบทั้งสองแบบ บางคนคิดว่าท่อสั้นจะเป่าได้ไกลกว่าเพราะลมแรงๆอยู่ในท่อ บางคนคิดว่าท่อยาวจะเป่าได้ไกลกว่าเพราะลมดันในท่อได้นานๆ เราจึงทดลองเป่าดูครับ พบว่าท่อยาวประมาณ 1 เมตรเป่าได้ไกลกว่าท่อสั้นๆ 10-15 เซนติเมตรมาก

สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะเวลาเราเป่าลมเข้าไปในท่อ ลมจะดันกระสุนให้วิ่งไปข้างหน้าได้เฉพาะตอนกระสุนอยู่ในท่อเท่านั้น พอกระสุนพ้นท่อออกไปแล้วลมก็กระจายตัวอยู่แถวๆปากท่อไม่สามารถผลักกระสุนให้วิ่งเร็วขึ้นไปอีกแล้ว ดังนั้นท่อยาวๆทำให้ลมผลักกระสุนได้นานทำให้กระสุนมีความเร็วสูงกว่า แต่ถ้าท่อยาวมากไป (เข่นยาว 2-4 เมตร) ลมไม่พอกระสุนก็จะวิ่งช้าลงด้วยแรงเสียดทานในท่อครับ

หลักการเดียวกันนี้อธิบายว่าทำไมกระสุนชนิดเดียวกันยิงจากปืนสั้นจะวิ่งช้ากว่าปืนยาวครับ ในกรณียิงปืน ก๊าซที่เผาไหม้และขยายตัวจากสารพวกดินปืนจะทำหน้าที่แทนการเป่าของเรา ปืนยาวมีลำกล้องที่ยาวกว่าทำให้ก๊าซมีเวลาดันหัวกระสุนได้นานกว่า กระสุนจึงวิ่งออกไปด้วยความเร็วสูงกว่าครับ

จากนั้นผมก็แนะนำให้เด็กรู้จักกับ Strandbeest (= beach animal) ที่เป็นสิ่งประดิษฐ์/งานศิลปะโดยคุณ Theo Jansen มันประกอบด้วยท่อ PVC พลาสติกต่อกันแล้วเดินได้ด้วยพลังลมครับ

มีของเล่นเป็นชุด kit ที่เราเอามาต่อเล่นเองได้ดังในคลิปนี้ครับ:

ผมเอาตัวที่ต่อแล้วสองตัวมาให้เด็กๆสังเกตการทำงานและเล่นแข่งกันครับ:

สำหรับเด็กๆอนุบาลสาม ผมให้ทดลองกดหลอดฉีดยาที่ใส่น้ำและใส่อากาศไว้ โดยผมอุดปลายหลอดแล้วให้เด็กๆกด เด็กๆจะพบว่าหลอดที่ใส่น้ำกดไม่ให้น้ำเล็กลงไม่ได้ แต่หลอดที่ใส่อากาศไว้จะกดให้อากาศเล็กลงได้

จากนั้นเด็กๆก็เล่นแม่แรงไฮดรอลิกหลอดฉีดยาสู้กับผม เด็กๆพบว่าสามารถสู้กับแรงผมได้สบายมากเมื่อใช้แม่แรงแบบนี้ แต่ถ้ากลับข้างกันผมก็สามารถกดชนะเขาได้ง่ายๆเหมือนกัน ผมแจกแม่แรงให้เด็กไปเล่นกันเป็นคู่ๆให้สังเกตแรงที่ต่างกันที่หลอดฉีดยาทั้งสองข้างครับ

วิทย์ม.ต้น: สุดยอดสิ่งประดิษฐ์แกล้งขโมย, Cognitive Biases สามอย่าง, เล่น StrandBeest, ม้วนกระดาษ A4 รับน้ำหนัก 50 กิโลกรัม

วันนี้เด็กๆประถมต้นได้ดูคลิปสิ่งประดิษฐ์สุดยอดไว้แกล้งขโมยครับ ในอเมริกาเวลามีพัสดุมาส่งที่บ้าน ถ้าไม่มีคนอยู่บ้าน พัสดุมักจะถูกวางไว้หน้าบ้าน ทำให้หายบ่อยๆ คุณ Mark Rober เลยประดิษฐ์กล่องวัสดุปลอมๆที่ข้างในติดกล้องไว้ถ่ายวิดีโอขโมย มี GPS รู้ว่าอยู่ที่ไหน มีจานหมุนปล่อยผง glitter (กากเพชร) ให้เลอะเทอะ และปล่อยกลิ่นตดทุก 30 วินาทีให้ขโมยเอากล่องไปทิ้งก่อนแกะดูครับ:

จากนั้นเราก็คุยกันเรื่อง cognitive biases สามอย่างที่เด็กๆไปอ่านในหนังสือ The Art of Thinking Clearly ในสัปดาห์ที่ผ่านมาครับ คราวนี้เรื่อง Chauffeur Knowledge, Illusion of Control, และ Incentive Super-Response Tendency ครับ

Chauffeur knowledge คือระวังความรู้แบบจำๆมาแบบนกแก้วนกขุนทอง ไม่ได้มีความเข้าใจลึกซื้งจริงจังถึงเหตุผลต่างๆ ระวัง “ผู้เชี่ยวชาญ” ที่พูดคล่องแคล่วแต่ไม่เชี่ยวชาญจริงๆ  ระวังคนที่เรียกตัวเองว่า “ด็อกเตอร์”, “อาจารย์”, “ซินแส”, “โค้ช” ฯลฯ ครับเพราะมักจะมีพวกที่มีความรู้แบบ chauffeur knowledge เยอะ ระวังตัวเราเองว่าเรารู้เรื่องอะไรดีแค่ไหน เรื่องไหนเราไม่รู้

Illusion of control คือการที่เราคิดว่าเราสามารถบังคับเหตุการณ์ต่างๆรอบตัวได้มากกว่าที่เราทำได้จริงๆ ดังเช่นนิทานที่ไก่เข้าใจผิดว่าดวงอาทิตย์ขึ้นเพราะมันขันครับ เราควรจะรู้ว่าอะไรเป็นสิ่งที่เราเปลี่ยนแปลงได้แล้วโฟกัสความสามารถของเราทำสิ่งเหล่านั้นให้ชีวิตดีขี้น ไม่ต้องไปกังวลกับสิ่งที่เราเปลี่ยนแปลงไม่ได้ครับ สำหรับเด็กๆก็ควรฝึกวิชา ฝึกคิด ฝึกทำเยอะๆให้ตัวเองมีฝีมือครับ

Incentive super-response tendency คือต้องระวังการตั้งแรงจูงใจให้ดี คนมักจะทำเพื่อแรงจูงใจหรือมาตรวัดต่างๆแล้วบางทีลืมถึงเหตุผลที่มีระบบสร้างแรงจูงใจหรือมาตรวัดแบบนั้นๆตั้งแต่ต้น เช่นระบบการศึกษาไทยอยากให้มีคุณภาพเลยสร้างวิธีวัดวิธีสอบต่างๆจนนักเรียนไม่ค่อยได้เรียนรู้อะไรที่สำคัญครับ หรือการจ้างงานเป็นชั่วโมงทำให้งานยืดเยื้อไม่ยอมเสร็จ

จากนั้นเด็กๆก็ได้รู้จักสิ่งประดิษฐ์/งานศิลปะโดยคุณ Theo Jansen ที่เรียกว่า Strandbeest  (เป็นภาษา Dutch แปลว่า Beach Animal ในภาษาอังกฤษ )

มีของเล่นเป็นชุด kit ที่เราเอามาต่อเล่นเองได้ดังในคลิปนี้ครับ:

วันนี้เด็กๆเลยสังเกตการทำงานและเล่นของเล่น Strandbeest ครับ:

จากนั้นเด็กๆลองทดลองม้วนกระดาษ A4 ให้เป็นทรงกระบอกแล้วรับน้ำหนักกันครับ วิธีทำเป็นประมาณนี้:

เด็กๆผลัดกันเอาหนังสือมาวางทับท่อกระดาษ ดูว่ารับน้ำหนักได้แค่ไหนครับ อันแรกใช้ท่อกระดาษ 4 อัน รับน้ำหนักได้ประมาณ 11 กิโลกรัมก่อนที่จะล้ม:

เด็กๆช่วยกันทำท่อ 21 อัน แล้วลองรับน้ำหนักดูครับ:

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)