Category Archives: สอนเด็กๆ

วิทย์ม.ต้น: Cognitive Biases สามอัน, Why People Believe Weird Things, เล่นปั่นไฟ

วันนี้พวกเราคุยกันเรื่อง cognitive biases ที่เด็กๆไปอ่านในหนังสือ The Art of Thinking Clearly ในสัปดาห์ที่ผ่านมาครับ มี Survivorship Bias (เราเห็นแต่ของที่เห็นได้ง่ายๆหรือของที่รอดมา), Swimmer’s Body Illusion (เราสับสนว่าอะไรคือสาเหตุของผลลัพธ์ที่เห็น) และ Clustering Ilusion (เราเห็นรูปแบบต่างๆที่จินตนาการขึ้นมาเองบ่อยๆ–มโนไปเอง)

จากนั้นเราก็ดูคลิป Why people believe weird things โดย Michael Shermer ให้เห็นว่าเราโดนหลอกหรือหลอกตัวเองได้ง่าย เราชอบค้นหารูปแบบทั้งๆที่จริงๆแล้วไม่มีรูปแบบให้หาแต่ต้น และเรื่องอื่นอีกหลายเรื่อง แนะนำให้ดูอย่างยิ่งครับ(มีซับไทย):

 

เวลาที่เหลือเราพูดคุยกันเรื่องการเหนี่ยวนำไฟฟ้าด้วยขดลวดและแม่เหล็กที่ไมเคิล ฟาราเดย์ค้นพบ (กฏธรรมชาติข้อหนึ่งก็คือ ถ้ามีขดลวดและแม่เหล็กมาอยู่ใกล้กัน และมีการเคลื่อนไหวของขดลวด หรือแม่เหล็ก หรือทั้งสองอย่าง ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวด กฏข้อนี้เราจะสามารถเห็นได้ในอุปกรณ์หลายๆอย่าง เช่น เครื่องปั่นไฟ ไมโครโฟน เตาแม่เหล็กเหนี่ยวนำ หัวอ่านแผ่นเสียง หัวอ่านข้อมูลใน Harddisk ฯลฯ)

เด็กๆรู้จักเอามอเตอร์กระแสตรงมาหมุนแล้วเอาสายไฟต่อกับขั้วทั้งสอง พบว่ามีกระแสไฟฟ้าวิ่งออกจากขั้วทั้งสอง ทั้งนี้ก็เพราะว่าในมอเตอร์กระแสตรงมีแม่เหล็กล้อมแกนหมุนที่มีขดลวดพันอยู่ เมื่อหมุนแกนหมุน ขดลวดบนแกนหมุนก็วิ่งผ่านแม่เหล็ก ทำให้มีไฟฟ้าไหลในขดลวดออกมาที่ขั้วให้เราเอาไปใช้ได้

สำหรับผู้สนใจว่าข้างในมอเตอร์กระแสตรงหน้าตาเป็นอย่างไรลองเข้าไปดูคลิปนี้นะครับ:

เด็กๆรู้จักทดรอบด้วยสายพันเพื่อเพิ่มความเร็วในการหมุนเพื่อปั่นไฟด้วยครับ

วิทย์ม.ต้น: โปรแกรม Scratch หาความชันของจุดตัดเส้นตรง, ประมาณค่า π (ค่าพาย)

วันนี้ผมเฉลยข้อสอบภาคที่แล้วครับ หน้าตาข้อสอบเป็นอย่างนี้ ให้เด็กๆไปทำที่บ้านมีเวลาตอนปิดเทอม 1 เดือน:

ข้อ 1-4 ก็ตอบได้ด้วยโน้ตที่นักเรียนบันทึระหว่างเรียน หรือไปดูที่ผมสรุปไว้ที่เว็บวิทย์พ่อโก้เช่นกดไล่ดูตาม https://witpoko.com/?tag=วิทย์ม-ต้น ครับ

สำหรับข้อ 5 ผมทำบนกระดานให้ดูว่าถ้ารู้จุดสองจุด (x1, y1) และ (x2, y2) เราจะรู้ว่าความชันและจุดตัดแกน x แกน y อยู่ที่ไหนบ้างดังนี้:

แล้วก็เขียนโปรแกรม Scratch เพื่อคำนวณค่าเหล่านั้นไว้ที่ https://scratch.mit.edu/projects/258997829/ หน้าตาจะเป็นปรมาณนี้ครับ:

ถ้าเด็กๆยังงงๆอยู่ลองไปลองเล่นขยับจุดไปมาที่หน้านี้ก็ได้ครับ: https://www.mathsisfun.com/algebra/line-equation-2points.html

สำหรับข้อ 6 เราประมาณค่า π  โดยการบวกลบเลขที่เล็กลงไปเรื่อยๆ ในที่นี้คือ  4 ( 1/1 – 1/3 + 1/5 – 1/7 + 1/9 ….) ไปเรื่อยๆ เราสามารถเขียนโปรแกรม Scratch ได้แบบ https://scratch.mit.edu/projects/259001246/ หน้าตาประมาณนี้ครับ:

วิธีประมาณค่า π  นี้เป็นแบบหนึ่งในหลายๆแบบเท่านั้น และเป็นวิธีที่คำนวณได้ช้ามากๆด้วยเพราะต้องใช้จำนวนเทอมที่เราต้องบวกลบเยอะมากกว่าจะได้ค่าที่ใกล้เคียงความจริง ถ้าสนใจวิธีอื่นๆลองไปดูในหน้า Approximations of π  ดูนะครับ

นอกจากนี้ผมลองเขียนวิธีประมาณค่า π  ด้วย Python เพื่อให้เด็กๆเห็นว่ามันจัดการได้ง่ายกว่าด้วย Scratch ที่ https://repl.it/@PongskornSaipet/Approximating-Pi โดยประมาณ 2 แบบ แบบแรกคือประมาณค่า π = 4(1 – 1/3 + 1/5 – 1/7…) คือแบบที่อยู่ในข้อสอบ อีกแบบคือประมาณค่า π = sqrt(12) (1 – 1/(3×3) + 1/(5×9) – 1/(7×27) … ) ตามวิธีหนึ่งในหน้า  Approximations of π  ครับ พบว่าวิธีที่สองบวกลบเลขไม่กี่ตัวก็ได้ค่าใกล้ความจริงแล้วครับ เร็วกว่าวิธีแรกมากๆ

สำหรับการบ้านเด็กๆ ผมให้เด็กไปอ่าน Cognitive Biases มาสัปดาห์ละอย่างน้อย 3 ตัว ให้ทำโน้ตให้ตัวเองเข้าใจ และหัดแก้โจทย์เขียนโปรแกรม Python ต่อไป พยายามทำให้ได้อย่างน้อยเฉลี่ยวันละ 1 ข้อครับ

เรียนรู้เรื่องการปั่นไฟ

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล จากนั้นได้เรียนรู้เรื่องการสร้างไฟฟ้าโดยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กกับขดลวดครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “ต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน เล่นกับ LED และมอเตอร์” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือกลทำให้กระป๋องบุบๆพองออก:

อีกอันคือเสกให้แบงค์ลอยครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

ต่อจากนั้นเด็กๆได้ฟังเรื่องการผลิตไฟฟ้าแบบต่างๆ แบบหลักๆก็คือการทำให้ขดลวดและแม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่านกันแล้วจะมีกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวด การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำ พลังลม พลังน้ำมัน พลังก๊าซ และพลังนิวเคลียร์จะอยู่ในตระกูลนี้ คือจะใช้น้ำหรือลมไปทำให้ตัวปั่นไฟฟ้า (dynamo สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง หรือ alternator สำหรับไฟฟ้ากระแสสลับ) ที่มีแม่เหล็กและขดลวดหมุน ส่วนพลังน้ำมัน พลังก๊าซ พลังนิวเคลียร์จะทำหน้าที่สร้างความร้อนไปต้มน้ำให้เป็นไอไปหมุนเครื่องปั่นไฟอีกที การผลิดไฟฟ้าอีกแบบที่ไม่ใช้ตัวปั่นไฟก็คือใช้สารกึ่งตัวนำมากระตุ้นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อปล่อยไฟฟ้าออกมาเช่นแผ่นโซลาร์เซลล์ การผลิตกระแสไฟฟ้ายังมีแบบอื่นๆอีกแต่ที่ผลิดเยอะๆก็จะเป็นแบบปั่นไฟและแบบโซลาร์เซลล์ครับ

จากนั้นเด็กๆก็ได้ทดลองขยับแม่เหล็กผ่านขดลวดที่ติดกับไฟ LED ครับ เนื่องจากไฟ LED จะสว่างเมื่อไฟฟ้าไหลในทิศทางที่ถูกต้องเท่านั้น เด็กๆจะเห็นไฟสว่างเมื่อแม่เหล็กวิ่งเข้าไปในขดลวด หรือตอนแม่เหล็กออกมาจากขดลวดเท่านั้น แต่ถ้าเรากลับขั้วแม่เหล็กไฟก็จะสว่างสลับกับแบบเดิม

เด็กๆได้ทดลองกันเองครับ:

จากนั้นผมก็เอามอเตอร์กระแสตรงออกมาเอามือหมุนให้เด็กๆดู ปรากฎว่าถ้าเราเอาหมุนมอเตอร์ มันจะทำหน้าที่เป็นไดนาโมปล่อยกระแสไฟฟ้าออกมาได้ครับ เราเอาไฟ LED ต่อให้สว่างได้:

จากนั้นเด็กๆก็ทดลองเล่นกันเองครับ ผมให้เด็กๆดูบางส่วนของคลิปนี้ให้เห็นว่าข้างในมอเตอร์/ไดนาโมมีขดลวดและแม่เหล็กอย่างไรด้วยครับ: