Category Archives: สอนเด็กๆ

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

 

 

วิทย์ม.ต้น: ใช้ Python ทำงานโดยเปิดไฟล์แล้วอ่านทีละบรรทัด

วันนี้เด็กๆม.ต้นหัดใช้  Python อ่านข้อมูลจากไฟล์เพื่อทำงานครับ เทคนิควันนี้คือเปิดไฟล์แล้วอ่านข้อมูลมาทีละบรรทัด แล้วทำงานกับบรรทัดนั้นๆ เป็นวิธีที่ใช้บ่อยๆในงานหลายๆอย่างครับ ตัวอย่างวันนี้เราเปิดไฟล์ที่มีคำศัพท์ภาษษาอังกฤษสองแสนกว่าคำ โดยแต่ละบรรทัดจะมีคำหนึ่งคำ มีตัวอย่างการใช้ตัวแปรประเภท dictionary เพื่อลดจำนวนครั้งของการอ่านไฟล์ และตัวอย่างหน้าตาผลลัพธ์ที่เหมาะให้โปรแกรมอื่นๆเอาข้อมูลไปใช้ต่อ หน้าตา Jupyter Notebook เป็นอย่างนี้ครับ:

ท่านสามารถเปิดดู Notebook ได้ที่  http://nbviewer.jupyter.org/urls/witpoko.com/wp-content/uploads/2018/11/หัดอ่านไฟล์.ipynb หรือจะโหลดไปเล่นเองที่เครื่องก็โหลดจากที่ https://witpoko.com/wp-content/uploads/2018/11/หัดอ่านไฟล์.ipynb นะครับ ถ้าจะเล่นเองต้องมีไฟล์คำศัพท์ภาษาอังกฤษ เช่นถ้ามี macOS ไฟล์ก็จะอยู่ที่ /usr/share/dict/words ถ้าไม่มีก็สามารถไปหาได้ที่ https://github.com/dwyl/english-words/ เป็นต้นครับ

 

เล่นกับคอปเตอร์กระดาษ รูปทรงที่ทำจากกระดาษตกพร้อมกัน

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดอธิบายกลเป็นการฝึกคิดแบบนักวิทยาศาสตร์ ประถมต้นหัดทำคอปเตอร์กระดาษและสังเกตว่าทำอย่างไรให้หมุนเร็ว ทำอย่างไรให้ลอยในอากาศนานๆ ขนาดมีผลไหม ฯลฯ เด็กประถมปลายทำลูกบอลกระดาษโปร่งๆขนาดต่างๆกันแล้วปล่อยจากที่สูงเท่ากัน พบว่าขนาดไม่มีผล (เพราะแรงต้านอากาศแปรผันตามพื้นที่หน้าตัดซึ่งแปรผันตามมวลในกรณีนี้) อนุบาลสามได้หัดพับและเล่นคอปเตอร์กระดาษกันครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “ขว้างหลอดกาแฟ (ต่อ) การตกของกรวยกระดาษ (ต่อ) แรงโน้มถ่วงเทียม” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนที่เข้าสู้ช่วงสิ่งประดิษฐ์ เด็กประถมได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือกลเสาแหลมทะลุตัว เด็กๆอธิบายกันได้ใกล้เคียงวิธีทำจริงมากครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

ผมสอนเด็กประถมต้นให้ทำคอปเตอร์กระดาษกันเองครับ ให้เขาไปปรับแต่งสัดส่วนและขนาดต่างๆแล้วทดลองว่าแบบไหนหมุนเร็ว แบบไหนหมุนช้า แบบไหนตกเร็ว แบบไหนตกช้า จริงๆสามารถเป็นโปรเจ็กเด็กมหาวิทยาลัยเรื่อง fluid dynamics ได้ครับ

วิธีทำเป็นดังในคลิปครับ:

เด็กๆแยกย้ายกันประดิษฐ์และทดลองครับ:

สำหรับเด็กๆประถมปลาย คราวที่แล้วเด็กๆได้สังเกตโคนกระดาษขนาดใหญ่และเล็กตกสู่พื้นพร้อมๆกัน คราวนี้เราทดลองรูปทรงอื่นๆโดยพับลูกบอลกระดาษและดูลูกบาศก์กระดาษตกผ่านอากาศกันครับ

(ข้อความในวงเล็บคือข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับเด็กมัธยมหรือมหาวิทยาลัยที่เรียนฟิสิกส์นะครับ: ถ้าไม่มีแรงต้านอากาศ ของแถวๆผิวโลกจะตกจากที่สูงระดับเดียวกันถึงพื้นโลกพร้อมๆกันเช่นในตำนานที่กาลิเลโอปล่อยลูกเหล็กใหญ่และเล็กจากหอเอนปิซ่า แรงต้านอากาศน้อยมากเมื่อเทียบกับน้ำหนัก แรงต้านอากาศมีผลน้อยมาก ลูกเหล็กทั้งสองเลยตกถึงพื้นพร้อมกันครับ

สาเหตุที่เป็นอย่างนี้ก็เพราะแรงทั้งหมดที่กระทำต่อสิ่งของคือแรงโน้มถ่วงซึ่งแปรผันตรงกับมวล ดังนั้นอัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็ว (=ความเร่ง) จึงไม่ขึ้นกับมวลของสิ่งของที่ตกด้วยกฏ F = mg = ma ของนิวตัน

ในสถานการณ์ที่แรงต้านอากาศมีผลกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ถ้าเราสามารถทำให้แรงต้านอากาศแปรผันตรงกับมวลของวัตถุได้ วัตถุเหล่านั้นก็จะตกลงมาถึงพื้นพร้อมๆกันไม่ว่ามันจะใหญ่หรือเล็กตราบใดที่มันมีรูปทรงเดียวกัน (ปกติแรงต้านอากาศไม่แปรผันตรงกับมวลของวัตถุ แต่จะขึ้นกับรูปทรง ความเร็ว และพื้นที่หน้าตัดของวัตถุ)

เราสามารถทำอย่างนั้นได้โดยสร้างรูปทรงจากกระดาษหรือวัสดุบางๆ เพราะถ้ากระดาษมีขนาด L มวลของสิ่งของจะโตตามพื้นที่ซึ่งแปรผันตรงกับ L ยกกำลัง 2 รูปทรงจะมีพื้นที่หน้าตัดตอนตกผ่านอากาศที่แปรผันตรงกับ L ยกกำลัง 2 และแรงต้านอากาศก็จะแปรผันตรงกับ L ยกกำลัง 2 ด้วย ทำให้แรงต้านอากาศแปรผันตรงกับมวล รูปทรงแบบเดียวกันที่ทำจากกระดาษประเภทเดียวกันจึงตกผ่านอากาศเหมือนๆกัน ความเร่งที่เวลาต่างๆเหมือนกัน ความเร็วที่เวลาต่างๆเหมือนกัน มันจึงตกพื้นพร้อมกัน

ในอดีตเราปล่อยกรวยกระดาษ (https://youtu.be/8tuKvSFma-I) คราวนี้เราจะลองลูกบอลกระดาษและลูกบาศก์กระดาษกันดูครับ)

วิธีทำที่สอนเด็กๆอยู่ในคลิปครับ:

เด็กๆแยกย้ายกันประดิษฐ์และทดลองครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสามผม ผมและคุณครูช่วยกันตัดกระดาษแล้วสอนให้เด็กๆพับเป็นคอปเตอร์กระดาษเล่นกันครับ: