Category Archives: science class

Cognitive Biases สามอย่าง, ต่อแม่แรงด้วยหลอดฉีดยา

วันนี้เด็กๆมัธยมต้นพวกคุยกันเรื่อง cognitive biases ที่เด็กๆไปอ่านในหนังสือ The Art of Thinking Clearly ในสัปดาห์ที่ผ่านมาครับ คราวนี้เรื่อง Story Bias, Hindsight Bias, และ Overconfidence Effect ครับ

Story bias หรือ narrative bias คือการที่คนเราชอบทำความเข้าใจสิ่งต่างๆโดยการผูกให้เป็นเรื่องราว เราพยายามหาความหมายและเหตุผลในส่ิงต่างๆที่เกิดขึ้นแม้ว่าในบางครั้งสิ่งเหล่านั้นอาจจะไม่มีความสัมพันธ์อย่างที่เราคิด  ข้อเสียที่เกิดชึ้นได้ก็คือเราคิดว่าเราเข้าใจสิ่งต่างๆเพราะเรื่องที่เราแต่งเพื่ออธิบายฟังดูดีสำหรับเราแม้ว่าความเข้าใจของเราจะห่างกับความเป็นจริงก็ตาม

Hindsight bias คือการที่เราสามารถอธิบายเรื่องที่เกิดขึ้นแล้วอย่างมั่นใจ สามารถเห็นสาเหตุและผลลัพธ์ต่างๆได้ ตัวอย่างก็เช่นนักวิเคราะห์หุ้นบอกว่าหุ้นตัวนี้ขึ้นเพราะสาเหตุนี้ หุ้นตัวนี้ตกเพราะสาเหตุนี้หลังจากหุ้นขึ้นหรือตกไปแล้ว หรือหมอดู หรือนักประวัติศาสตร์ หรือนักเศรษฐศาสตร์ หรือใครก็ตามสามารถอธิบายเหตุการณ์ต่างๆที่ผ่านไปแล้วได้เป็นฉากๆอย่างมั่นใจ แต่จะไม่สามารถทำนายอนาคตอะไรได้ถูกต้องนักครับ

คลิปนี้เป็นตัวอย่าง  story bias และ hindsight bias ที่เข้าใจง่ายครับ:

Overconfidence bias คือการที่เราคิดว่าเราเก่งกว่าความสามารถจริงๆของเรา คือตอนเรารู้เรื่องอะไรบางอย่างนิดหน่อยเราจะรู้สึกว่าเราเข้าใจมันแล้ว และจะมั่นใจในตัวเองเกินเหตุ ดังนั้นเวลาเราเห็นใครมั่นใจมากๆในเรื่องอะไรเราควรตรวจสอบเขาสักหน่อยว่าเขาเชี่ยวชาญเรื่องนั้นจริงๆหรือเปล่า

ภาพจาก http://agilecoffee.com/toolkit/dunning-kruger/
Bertrand Russell เป็นนักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาเมื่อเกือบร้อยปีที่แล้วครับ ภาพเอามาจาก http://i.imgur.com/kWKBQxV.jpg

แนะนำให้ลองอ่านสองโพสท์นี้ครับ: The Science of “โง่เเต่อวดฉลาด”: The Dunning-Kruger Effect และ คุณสมบัติของคนโง่ที่อวดฉลาด: The Dunning-Kruger effect revisited

หลังจากนั้นเด็กๆหัดทำแม่แรงไฮดรอลิกด้วยเข็มฉีดยาและใช้มันขยับโต๊ะกันครับ:

แรงที่หลอดจะแปรผันตรงกับพื้นที่หน้าตัดของหลอด ทำให้เรากดหลอดเล็กด้วยแรงน้อยๆแล้วหลอดใหญ่จะยกของหนักได้ครับ ความสัมพันธ์เป็นแบบนี้:

เวลาเหลือเราเลยเอากระสุนโฟมของปืน Nerf มายิงจากหลอดฉีดยาใหญ่ๆ (50 cc) เล่นกันครับ:

วิทย์ม.ต้น: ใช้ Python ทำงานกับคำศัพท์ภาษาอังกฤษในไฟล์ต่อ

วันนี้เด็กๆมัธยมต้นเรียนรู้วิธีใช้ Python เปิดไฟล์ที่มีคำศัพท์ภาษาอังกฤษต่อจากสัปดาห์ที่แล้วครับ เรามีไฟล์ที่มีคำภาษาอังกฤษหนึ่งคำต่อหนึ่งบรรทัดแล้วก็อ่านเข้ามาทีละบรรทัดและทำการประมวลผลไป เราทดลองหาคำ Palindrome:

หาคำที่ยาวที่สุด พบว่ายาว 24 ตัวอักษร:

เราดูกันว่าคำที่มีตัวอักษร 1, 2, 3, …, 24 มีอย่างละกี่คำ:และเราสามารถวาดกราฟเปรียบเทียบดูได้:

ท่านสามารถกดดู notebook นี้ได้ที่ http://nbviewer.jupyter.org/urls/witpoko.com/wp-content/uploads/2018/12/หัดอ่านไฟล์_ตอน_2.ipynb

หรือดาวน์โหลดไปเล่นเองได้จาก https://witpoko.com/wp-content/uploads/2018/12/หัดอ่านไฟล์_ตอน_2.ipynb (ถ้ากดแล้วไม่โหลดให้กดเมาส์ขวา Save As… หรือ Download linked file… นะครับ) ถ้าจะเล่นเองต้องมีไฟล์คำศัพท์ภาษาอังกฤษ เช่นถ้ามี macOS ไฟล์ก็จะอยู่ที่ /usr/share/dict/words ถ้าไม่มีก็สามารถไปหาได้ที่ https://github.com/dwyl/english-words/เป็นต้นครับ

เครื่องทุ่นแรงไฮดรอลิก จรวดหลอดพลาสติก คอปเตอร์กระดาษ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เด็กประถมต้นได้เริ่มรู้จักเครื่องทุ่นแรงที่หลอดฉีดยาสองหลอดใส่น้ำเต็มและขนาดต่างกันต่อกันด้วยท่อ เด็กๆสามารถเพิ่มแรงตัวเองเป็นสิบเท่าสู้กับผมสบายๆ เด็กประถมปลายได้ทำของเล่นจรวดหลอดพลาสติกที่ใช้แรงดันอากาศทำให้วิ่งไปได้ไกลๆ เด็กอนุบาลสามได้หัดประดิษฐ์ของเล่นคอปเตอร์กระดาษกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เล่นกับคอปเตอร์กระดาษ รูปทรงที่ทำจากกระดาษตกพร้อมกัน” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนที่เข้าสู้ช่วงสิ่งประดิษฐ์ เด็กประถมได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือเอาเลื่อยตัดตัว  เด็กๆอธิบายกันได้ใกล้เคียงวิธีทำจริงมากครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

สำหรับเด็กประถมต้น ผมเอาหลอดฉีดยาขนาดเล็กและขนาดใหญ่มาต่อกันด้วยท่อโดยเติมน้ำให้ไม่มีฟองอากาศมาให้ดูครับ

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดันก้านหลอดเล็กโดยผมดันก้านหลอดใหญ่สู้กัน ปรากฏว่าเด็กชนะผมได้อย่างง่ายดาย แรงของเด็กตัวเล็กๆสามารถสู้กับแรงของผู้ใหญ่ตัวใหญ่ๆอย่างผมได้ และเมื่อกลับกันเด็กๆดันก้านหลอดใหญ่บ้าง ผมก็ใช้แรงนิดเดียวดันก้านหลอดเล็กก็ดันก้านหลอดใหญ่ให้ขยับออกไปได้

 

สาเหตุที่เด็กๆสามารถใช้หลอดฉีดยาอันเล็กชนะผมที่ใช้หลอดฉีดยาอันใหญ่ก็เพราะความสัมพันธ์เรื่องความดันและแรงกดครับ ความดันคือแรงต่อพื้นที่ เวลาเรามีหลอดขนาดต่างกันใส่น้ำไว้ พอกดหลอดหนึ่ง ความดันมันส่งผ่านน้ำไปอีกหลอดหนึ่งทำให้สามารถเป็นตัวคูณแรงได้ถ้าพื้นที่หน้าตัดของหลอดอีกหลอดใหญ่กว่าพื้นที่หน้าตัดหลอดแรก

คำอธิบายสำหรับเด็กที่โตๆหน่อยครับ
คำอธิบายสำหรับเด็กที่โตๆหน่อยครับ

ผมเคยบันทึกกิจกรรมนี้ไว้ในช่องเด็กจิ๋ว & ดร. โก้ครับ:

นอกจากนี้ผมให้เด็กๆลองเอาหลอดสูบอากาศให้เต็มแล้วอุดปลายหลอด แล้วพยายามกดให้ก้านหลอดเข้าไป เปรียบเทียบกับอีกแบบที่สูบน้ำให้เต็มหลอด อุดปลายหลอด แล้วกด เด็กๆก็พบว่าเขาสามารถอัดอากาศให้เล็กลงได้ แต่ไม่สามารถอัดให้น้ำเล็กลงได้ครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้ประดิษฐ์จรวดจากหลอดพลาสติก เราเอาหลอดพลาสติกมาอุดปลายด้านหนึ่งด้วยดินน้ำมันหรือกาวดินน้ำมัน แล้วมาสวมปลายเปิดกับหลอดฉีดยาขนาดใหญ่ 50 ซีซีที่ใส่อากาศไว้ ถ้าเราสวมหลอดให้แน่นๆแล้วค่อยๆกดก้านหลอดฉีดยาเข้าไป ความดันภายในจะสูงขึ้นเรื่อยๆ ถ้าความดันมากพอ หลอดพลาสติกก็พุ่งออกไปด้วยความเร็ว ถ้าทำดีๆสามารถวิ่งไปได้ไกลกว่าสิบเมตรครับ

 สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมไปสอนวิธีทำของเล่นคอปเตอร์กระดาษครับ วิธีเหมือนในคลิปนี้นะครับ:

เด็กๆแยกย้ายกันประดิษฐ์และเล่นกันครับ