Category Archives: education

วิทย์ม.ต้น: เขียนโปรแกรมสร้างโจทย์ตัวอักษร

สัปดาห์นี้เด็กๆม.1-3 หัดเขียนโปรแกรมไพธอนเพื่อสร้างโจทย์ตัวอักษร (ต่อเนื่องมาจากสัปดาห์ที่แล้วที่เขียนโปรแกรมไล่แทนค่าตัวอักษรเพื่อแก้โจทย์ทำนองนี้)

(โค้ดต่างๆแบบ Jupyter notebookโหลดได้ที่นี่ หรือดูออนไลน์ได้ที่นี่นะครับ)

เด็กๆพยายามแทนค่าตัวเลขแต่ละตัวด้วยตัวอักษร บางคนใช้ดิกชันนารี บางคนใช้สตริง วิธีที่ตรงไปตรงมาที่สุดอาจเป็นประมาณนี้สำหรับเด็กๆที่รู้จัก list comprehension แล้ว (ถ้าอยากรู้เรื่องไปดูที่ Comprehending Python’s Comprehensions หรือดูที่ส่วน “การสร้างลิสต์จาก for” ที่หน้านี้ นะครับ)

ถ้าไม่รู้จัก list-comprehension ก็ใช้ for loop ได้ประมาณนี้:

พอแปลงเลขเป็นตัวอักษรได้ ก็ใส่ตัวตั้งสองตัว x, y แล้วให้คอมพิวเตอร์คำนวณค่า x+y, x-y, x*y, x/y แล้วแปลงทั้งหมดเป็นตัวอักษร A-J แทนเลข 0-1 โดยระวังว่าถ้าผลลัพธ์มีตัวเลขที่ไม่มีอยู่ในพวกตัวตั้ง x, y เราจะต้องไม่แทนค่าตัวเลขด้วยตัวอักษร

เพื่อไม่ให้เดาคำตอบได้ง่ายเกินไป เราไม่ควรแทน 0 ด้วย A, 1 ด้วย B, …, 9 ด้วย J เสมอ เราจึงอาจสลับอักษร A-J ให้เป็นลำดับอื่นก่อนแทนค่า เราสามารถทำได้ด้วย random.shuffle( ) แล้วแทนค่าด้วย translate( ) ประมาณนี้:

หน้าตาฟังก์ชั่นสร้างโจทย์ตัวอักษรก็อาจมีหน้าตาประมาณนี้:

หน้าตาโจทย์ที่ได้ก็จะเป็นประมาณนี้:

สำหรับเด็กม. 1 ผมเอาภาพคอมพิวเตอร์ยุคแรกๆเช่น ENIAC ว่าเมื่อก่อนเขาโปรแกรมกันอย่างไร, ภาพเครื่องคำนวณสมัยกรีกโบราณ และภาพคุณ Katherine Johnson ที่เป็นนักคณิตศาสตร์ทำงานให้ NASA ที่เด็กๆรู้จักจากภาพยนต์เรื่อง Hidden Figures มาให้ดูด้วยครับ

คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกๆของโลกชื่อ ENIAC ครับ ใหญ่เต็มห้องเลย
ENIAC in Philadelphia, Pennsylvania. Glen Beck (background) and Betty Snyder (foreground) program the ENIAC in building 328 at the Ballistic Research Laboratory ภาพจาก U.S. Army Photo [Public domain]
เครื่องจักรคำนวณสมัยกรีกโบราณ เรียกว่า Antikythera mechanism เป็นฟันเฟืองต่อกันอยู่ พอหมุนๆแล้วคำนวณตำแหน่งดวงดาว เทศกาลโอลิมปิก สุริยุปราคา ฯลฯ ได้ครับ อายุประมาณ 2,000 ปี
คุณ Katherine Johnson ครับ
Katherine G. Johnson Computational Research Facility ribbon-cutting ceremony in the Reid Conference Center. Honored guests include Katherine G. Johnson and members of her family, Mayor Donnie Tuck, Senator Warner and Governor McAuliffe. Margot Lee Shetterly, author of “Hidden Figures,”

เลนส์ลูเบอร์, น้ำพุโซ่, เสือไต่ถัง

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดอธิบายกลคนเดินทะลุกระจกเพื่อฝึกคิดแบบวิทยาศาสตร์ และได้ดูคลิปแปลกๆเกี่ยวกับการ “สะกดจิต” สัตว์ ประถมต้นได้ดูน้ำพุโซ่ ประถมปลายได้เล่นเลนส์ลูเบอร์ อนุบาลสามทับสามได้เล่นเสือไต่ถังซึ่งเกี่ยวกับการเคลื่อนที่เป็นวงกลมกันครับ สัปดาห์นี้เกือบเหมือนกับสัปดาห์ที่แล้วครับเพราะประถมต้นและประถมปลายสลับกันเล่นของเล่นจากสัปดาห์ที่แล้ว

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เลนส์กล, น้ำพุโซ่, เสือไต่ถัง” ครับ ลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง แล้วดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือเดินทะลุกระจกครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

นอกจากนี้เด็กๆได้ดูวิดีโอของแปลกเกี่ยวกับการ “สะกดจิต” ไก่ ฉลาม และสัตว์อื่นๆครับ คือเราสามารถทำให้สัตว์เหล่านี้อยู่นิ่งๆและผ่อนคลายเหมือนถูกสะกด ผมก็ไม่แน่ใจว่าเป็นเพราะอะไรครับ แต่มีคนคิดว่าอาจเกี่ยวกับสัญชาติญาณอยู่นิ่งๆเพื่อหลบภัย หรือการผ่อนคลายจนเกือบหลับครับ

หลังจากดูคลิปของแปลกแล้ว เด็กๆประถมต้นได้เล่นน้ำพุโซ่ที่เราเอาโซ่เล็กๆมาใส่ถ้วยแล้วปล่อยให้ปลายข้างหนึ่งตกลง ปลายที่ตกจะตกเร็วขึ้นจากแรงโน้มถ่วงของโลก เมื่อเร็วพอมันจะดึงให้โซ่ที่เหลือในถ้วยวิ่งออกจากถ้วยด้วยความเร็วสูง โซ่ที่วิ่งขึ้นจะพุ่งไปสูงกว่าขอบถ้วยก่อนจะเลี้ยวตกลงสู่พื้น:

นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าน้ำพุโซ่ทำงานอย่างไร เปเปอร์อยู่ที่ https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspa.2013.0689 พบว่าแต่ละปล้องของโซ่จะต้องบิดและดีดตัวมันขึ้นมาจากพื้นด้วยถึงจะเกิดปรากฎการณ์นี้ได้ เชือกนิ่มๆจะไม่สามารถพุ่งขึ้นมาเป็นน้ำพุได้แต่โซ่ที่แต่ละปล้องสามารถประมาณได้ด้วยแท่งตรงๆสั้นๆจะพุ่งขึ้นมาเป็นน้ำพุได้:

เด็กประถมปลายได้เลนส์เล่นกลที่เรียกว่า Lubor’s Lens (เลนส์ลูเบอร์) กัน เลนส์นี้เป็นแผ่นพลาสติกบางๆที่จะมีเส้นนูนเล็กๆเรียงกันเป็นแถบเส้นตรง เส้นนูนเหล่านี้จะทำให้แสงในแนวหนึ่งกระจัดกระจายขณะที่ในแนวที่ตั้งฉากจะวิ่งผ่านไปได้ดีกว่ามาก เวลามองผ่านเลนส์นี้เราจะเห็นของที่วางในแนวหนึ่งแต่จะไม่เห็นในอีกแนวหนึ่งดังภาพและคลิปต่อไปนี้:

เห็นเฉพาะแนวตั้ง
เห็นเฉพาะแนวนอน

สำหรับเด็กอนุบาลสามบ้านพลอยภูมิ ผมก็ให้เล่นและสังเกตของเล่น “เสือไต่ถัง” ที่เราเอาลูกแก้วไปวิ่งเร็วๆในขอบกาละมัง สังเกตว่าเมื่อลูกแก้วกระเด็นหลุดออกจากกาละมังมันจะวิ่งไปในแนวตรงๆไม่เลี้ยวโค้ง แสดงว่าขอบกาละมังดันลูกแก้วเข้าสู่กลางกาละมังบังคับให้ลูกแก้ววิ่งโค้งได้ ผมเคยอัดคลิปวิธีเล่นไว้แล้วดังนี้:

พอเด็กๆรู้จักวิธีเล่นก็เล่นกันเองครับ:

วิทย์ม.ต้น: Hyperbolic Discounting, กำเนิดระบบสุริยะ, หัดใช้กล้องจุลทรรศน์

วันพุธสัปดาห์นี้เด็กๆมัธยมต้นเรียนเรื่อง hyperbolic discounting จากหนังสือ The Art of Thinking Clearly โดยคุณ Rolf Dobelli  ที่เราจะให้น้ำหนักประโยชน์ปัจจุบันมากกว่าประโยชน์ที่มากกว่าในอนาคตทำให้ตัดสินใจผิดได้ครับ

ถ้ามีเวลาแนะนำให้เด็กๆอ่านเพิ่มเติมที่นี่ด้วยนะครับ

การทดลองมาร์ชเมลโลว์ที่บอกเด็กว่ามีขนมให้กินหนึ่งชิ้นตอนนี้ แต่ถ้ารอจะได้สองชิ้นครับ:

วันนี้เราได้คุยกันเรื่องระบบสุริยะและดาวเคราะห์ที่เป็น threshold ที่ 4 ใน Big History Project:

ทำไมระบบสุริยะถึงแบนๆครับ:

จากนั้นเราก็หัดใช้กล้องจุลทรรศน์กันครับ วิธีใช้ก็ประมาณแบบนี้:

บรรยากาศในห้องเรียนของเราครับ: