ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมปฐมธรรมครับ เราหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล ดูคลิปสิ่งประดิษฐ์คอปเตอร์ปีกเดียว (monocopter) ดูคลิปหนวดปลาหมึกและขากบที่ตายแล้วขยับไปมาเมื่อโรยเกลือใส่ และพยายามทำการทดลองวัดความเร็วการทำงานของระบบประสาทกันครับ (ต่อจากสัปดาห์ที่แล้วครับ)

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลสั้นๆนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง แล้วดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อน วันนี้คือเสกกระต่ายออกมาจากหมวกครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

ผมให้เด็กๆดูสิ่งประดิษฐ์โดรนปีกเดียวที่ม้วนเก็บได้ครับ:

ให้เห็นว่าผู้ประดิษฐ์จำลองสิ่งต่างๆในคอมพิวเตอร์ก่อน ปรับแต่งสิ่งต่างๆแล้วสร้างขึ้นมาจริงๆ เป็นไอเดียเผื่อสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆในอนาคตกันครับ

ต่อไปผมก็ให้เด็กๆดูวิดีโออีกสองอันครับ เป็นปลาหมึกและกบที่พึ่งตายใหม่ๆโดนเกลือ:

หนวดปลาหมึกและขากบขยับได้ทั้งๆที่มันตายไปแล้วเพราะเซลล์กล้ามเนื้อยังมีแหล่งพลังงาน(สารอาหาร)เหลืออยู่ เมื่อโซเดียม (ในเกลือซึ่งก็คือโซเดียมคลอไรด์) ที่ละลายอยู่ในซอสหรือน้ำไปโดนเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้ เซลล์กล้ามเนื้อก็จะทำงานเหมือนมีสัญญาณไฟฟ้าจากสมองมาสั่งงานให้ขยับ สักพักเมื่อแหล่งพลังงานถูกใช้หมด เซลล์กล้ามเนื้อก็จะหยุดขยับครับ

จากนั้นเราก็พยายามประมาณความเร็วสัญญาณไฟฟ้าในระบบประสาทกันโดยเรานั่งกันเป็นวงกลม และจับขาต่อๆกัน แต่ละคนจะใช้มือซ้ายบีบขาขวาของเพื่อนคนต่อไปเมื่อรู้สึกว่­าเพื่อนคนที่แล้วบีบขาเรา จับเวลากันว่าใช้เวลาเท่าไรในการบีบรอบวง

เราก็ประมาณความยาวของเส้นประสาทที่เกี่ยวข้อง โดยวัดจากข้อเท้าถึงหัว และจากหัวถึงมือครับ ได้ระยะทางโดยรวมประมาณ 30 เมตร สำหรับวงที่มีคน 15 คน:

เวลาที่เราบีบขากันรอบวงจะเท่ากับเวลาสัญญาณวิ่งในเส้นประสาท+เวลาที่สมองคิด+เวลาที่มือบีบครับ พบว่าระยะทางประสาท 30 เมตร ใช้เวลาประมาณ 1.1-1.5 วินาที ถ้าสมองและมือทำงานรวดเร็วมากๆใช้เวลาเป็นศูนย์ ความเร็วในเส้นประสาทจะเป็นประมาณ 20-27 เมตรต่อวินาทีครับ แต่เนื่องจากเวลาที่สมองคิดและมือบีบต้องใช้เวลาบ้างแสดงว่าความเร็วในเส้นประสาทต้องมากกว่า 20-27 เมตรต่อวินาที หรือเรียกว่าอย่างน้อย 20-27 เมตรต่อวินาทีจากการประมาณในการทดลองของเรา

มีนักวิทยาศาสตร์วัดความเร็วในเส้นประสาทโดยตรงโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าจี้ไปบนเส้นประสาท พบว่าความเร็วอยู่ที่หลายสิบถึงร้อยเมตรต่อวินาทีครับ ค่าที่เราประมาณได้ก็อยู่ในช่วงนั้น (เรียกว่า order of magnitude เดียวกัน)

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กหัดคิดแบบวิทย์โดยพยายามอธิบายมายากล เราคุยกันเรื่องระบบประสาทและสมอง คุยกันว่าร่างกายของเราต้องมีการส่งสัญญาณไฟฟ้าไปตามเส้นประสาทเพื่อทำงานต่างๆเช่นรับสัญญาณจากประสาทสัมผัส คิดตัดสินใจ ส่งสัญญาณให้กล้ามเนื้อทำงาน แล้วเราก็เล่นจับของที่ตกผ่านมือกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลสั้นๆสองกลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง แล้วดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อน วันนี้คือเสกน้ำให้เป็นน้ำแข็ง และกลลอยตัวครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูเว็บ Zygote Body ซึ่งเป็นเว็บให้เรากดดูส่วนประกอบต่างๆของร่างกาย หน้าตาแบบนี้:

สามารถเข้าไปเล่นเองได้ที่ลิงก์นี้หรือข้างล่างนะครับ:

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าร่างกายเราจะรู้สึกหรือขยับได้ต้องมีสัญญาณตามเส้นประสาทวิ่งไปมาในร่างกาย ถ้าจะหยิบจับอะไรสมองก็ต้องส่งสัญญาณไปตามเส้นประสาทไปที่มือเพื่อให้มือขยับตามที่คิด ถ้าจะรู้สึกอะไรก็ต้องมีสัญญาณจากอวัยวะส่วนต่างๆวิ่งกลับไปที่สมอง สมองจะต้องรับและส่งสัญญาณต่างๆกับส่วนอื่นๆของร่างกายตลอดเวลา และการส่งสัญญาณไปมานั้นใช้เวลา ไม่ใช่เกิดได้ทันทีทันใด เพื่อเป็นการทดลองให้เห็นว่าการทำงานของระบบประสาทและสมองใช้เวลาบ้างเราเราจึงลองเล่นจับแบงค์กันครับ

วิธีเล่นก็คือให้เด็กเอาแขนวางพาดบนโต๊ะหรือเก้าอี้ให้มือยื่นออกมาเตรียมจับแบงค์ที่ผมจะปล่อยให้ตกผ่านมือเด็ก พอผมปล่อยแบงค์เด็กๆก็จะต้องพยายามจับแบงค์ให้ได้ ซึ่งโดยปกติจะไม่สามารถจับได้ (สาเหตุที่เอาแขนไปพาดโต๊ะก็เพื่อป้องกันไม่ให้ขยับแขนลงไปคว้าแบงค์ที่ตก ผ่านมือไปแล้วได้ครับ) ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่า เวลาเราจะจับแบงค์ ตาเราต้องมองดูแล้วเห็นว่าแบงค์ตก แล้วจึงส่งสัญญาณไปที่สมอง สมองต้องตัดสินใจว่าจะจับแบงค์แล้วส่งสัญญาณไปที่มือให้มือจับ สัญญาณเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วิ่งไปตามเส้นประสาทของเราและมันใช้เวลาในการคิดและเดินทางตามเส้นประสาทมากกว่าเวลาที่แบงค์ตกผ่านมือเราไป

เราเล่นกันประมาณนี้ครับ:

เด็กประถมปลายบางคนลองจับไม้บรรทัด จะพบว่าจะสามารถจับได้เมื่อไม้บรรทัดตกลงไปสักประมาณ 10-12 นิ้วครับ (สำหรับนักเรียนม.ปลายที่เรียนฟิสิกส์บ้างแล้วควรจะสามารถประมาณได้ว่าใช้เวลาเท่าไรในการจับของที่ตกผ่านมือครับ)

ผมเล่าเรื่องสมองอีกนิดหน่อยให้เด็กประถมปลายฟัง แต่อยากให้เด็กๆไปอ่านเพิ่มเติมตามลิงก์เหล่านี้ถ้าสนใจนะครับ:

1. คลื่นสมอง
2. Top Ten Myths About the Brain
3. Right brain/left brain, right?
4. 7 (and a half) myths about your brain
5. 10 Surprising Facts About Your Brain