วัดความดันโลหิตกัน, กลน้ำไม่หก

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆประถมและอนุบาลสามมาครับ เด็กประถมหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล และได้รู้จักและวัดความดันโลหิตกัน เด็กๆอนุบาลสามได้เล่นกลน้ำไม่หกจากแรงดันอากาศและแรงตึงผิวของน้ำครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เรียนรู้เรื่องชีพจรและหัวใจ” ครับ ลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมต้นได้ดูมายากลนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ กลวันนี้คือสะกดจิตให้แข็งแรง:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

เด็กประถมปลายได้ดูวิธีเบนความสนใจ (misdirection) ในกลนี้ด้วยครับ:

หลังจากดูกลเสร็จแล้ว เราก็คุยกันเรื่องร่างกายของเราต่อ ผมอธิบายให้เด็กๆฟังว่าเวลาหัวใจเราเต้น มันจะบีบตัวและคลายตัวสลับกันไป ตอนหัวใจบีบตัว เลือดแดงจะถูกบีบให้วิ่งไปทั่วร่างกาย ความดันเลือดในเส้นเลือดตอนนี้จะสูง ความดันนี้เรียกว่าความดัน systole (ซิสโตล) ผู้ใหญ่ปกติควรจะมีความดัน systole ประมาณไม่เกิน 120 มิลิเมตรปรอท เมื่อหัวใจคลายตัว ความดันในเส้นเลือดจะลดลง ความดันนี้เรียกว่า diastole (ไดแอสโตล) ผู้ใหญ่ปกติควรมีความดัน diastole ประมาณไม่เกิน 80 มิลลิเมตรปรอท

หลักการของการวัดความดันก็คือเราจะเอาถุงลม (cuff) มารัดต้นแขนแล้วอัดลมเข้าไปด้วยความดันที่สูงขึ้นเรื่อยๆจนถุงลมบีบต้นแขนเราจนเส้นเลือดปิด เลือดไหลผ่านไม่ได้ จากนั้นถุงลมจะระบายลมออกช้าๆให้ความดันลดลงช้าๆ เมื่อความดันลมลดถึงระดับหนึ่ง ความดันโลหิตตอนหัวใจบีบตัวจะมากพอที่จะดันให้เส้นเลือดเปิดและเลือดไหลผ่านได้ เราสังเกตว่าเลือดไหลผ่านได้โดยมีอุปกรณ์ฟังเสียง ความดันถุงลมตอนที่เริ่มได้ยินเสียงจะมีค่าเท่ากับความดัน systole

ตราบใดที่ความดันลมอยู่ระหว่างความดัน systole และ diastole เราจะได้ยินเสียงเส้นเลือดเปิดปิดตามจังหวะหัวใจบีบตัว เมื่อความดันลมลดลงเรื่อยๆจนน้อยกว่าความดัน diastole เส้นเลือดจะเปิดตลอด แล้วเราก็จะไม่ได้ยินเสียง

ภาพจาก http://howstufffwork.blogspot.com/2013/07/how-does-sphygmomanometer-blood.html

หลังจากเด็กๆรู้ว่าเครื่องวัดความดันโลหิตทำงานอย่างไรเราก็วัดความดันกันครับ

รายละเอียดเพิ่มเติมเรื่องการวัดความดันโลหิตอ่านได้ที่วัดความดันโลหิตอย่างไรให้แม่นยำ และเรื่องความดันโลหิตทั่วไปในวิดีโอนี้นะครับ:

สำหรับเด็กอนุบาลสามทับหนึ่งโรงเรียนอนุบาลบ้านพลอยภูมิ ผมให้ทดลองหัดเล่นกลน้ำไม่หกจากแก้วและน้ำไม่ผ่านตะแกรงครับ

วิธีทำกลน้ำไม่หกจากแก้วก็คือเอาแก้วใส่น้ำ เอาแผ่นพลาสติกหรือกระดาษแข็งเรียบๆมาปิด แล้วกลับแก้วให้คว่ำลง แผ่นพลาสติกหรือแผ่นโฟมบางๆหรือกระดาษแข็งที่ปิดไว้ก็จะติดอยู่และน้ำก็ไม่หกจากแก้วครับ

สำหรับกลน้ำไม่ไหลผ่านตะแกรง เราเอาตะแกรงร่อนแป้งที่เป็นรูๆมาให้เด็กๆทุกคนดูว่ามีรู เทน้ำใส่ก็ไหลผ่าน เป่าก็มีลมผ่าน แล้วเอาน้ำใส่แก้ว เอาตะแกรงวางข้างบน เอามือปิดด้านบนของตะแกรงให้คลุมปากแก้วด้านล่างไว้ แล้วพลิกเร็วๆให้แก้วใส่น้ำคว่ำอยู่ด้านบนตะแกรง เราจะพบว่าน้ำในแก้วไม่ไหลผ่านตะแกรงลงมาครับ ทั้งนี้ก็เพราะน้ำที่ติดกับตะแกรงมีแรงตึงผิวไม่แตกออกเป็นเม็ดน้ำเล็กๆ ทำให้ความดันอากาศภายนอกต้านไว้ไม่ให้น้ำไหลออกมาครับ ผมเคยทำคลิปวิธีทำไว้ที่ช่องเด็กจิ๋วและดร.โก้ครับ:

กลทั้งสองแบบมีหลักการคล้ายกันที่ว่าอากาศภายนอกแก้วมีความดันมากพอที่จะ รับน้ำหนักน้ำไม่ให้หกออกมาครับ ในกรณีตะแกรงจะใช้แรงตึงผิวของน้ำรับแรงจากความดันอากาศแทนแผ่นพลาสติกในอีกกรณีหนึ่งครับ

หลังจากทำเสร็จ เด็กๆชอบมาเล่นเป่าให้น้ำรั่วกันมากครับ:


วิทย์ม.ต้น: Conjunction Fallacy, ประมาณปริมาตรลมด้วยเครื่องวัดความเร็วลม (Anemometer)

วันนี้เด็กๆเรียนเรื่อง The deception of specific cases (conjunction fallacy) จากหนังสือ The Art of Thinking Clearly โดยคุณ Rolf Dobelli ให้ระวังธรรมชาติของเราที่ชอบฟังเรื่องราวที่มีรายละเอียดเข้ากันได้กับอคติต่างๆของเรา และเรามักคิดว่าเรื่องราวเหล่านั้นมีโอกาสเป็นไปได้มากกว่าความเป็นจริง เวลาตัดสินใจอะไรที่สำคัญให้ป้องกันตัวจากความคิดแบบนี้ด้วย

ผมเล่าเรื่องงานวิจัยให้เด็กๆฟังเรื่องเวลาขอให้ใครทำอะไรถ้าใส่เหตุผลบางอย่างเข้าไปด้วยทำให้มีโอกาสขอสำเร็จมากขึ้นด้วย ทั้งๆที่บางครั้ง “เหตุผล” ไม่ได้เข้าท่าเลย อ่านสรุปได้ที่นี่ครับ: The Power of the Word “Because” To Get People To Do Stuff

ผมเอาเครื่องวัดความเร็วลมที่เรียกว่า anemometer มาให้เด็กๆดู แล้วให้เด็กๆช่วยกันหาวิธีว่าเราจะหาทางวัดปริมาตรอากาศที่เราเป่าผ่านเครื่องนี้ได้ไหม เด็กๆก็ช่วยกันคิดทำท่อให้ลมที่เราเป่าทั้งหมดวิ่งผ่านเครื่องวัดความเร็วและจับเวลากันครับ เนื่องจากความเร็วเปลี่ยนไปเรื่อยๆระหว่างเป่าโดยเริ่มจากศูนย์แล้วเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนมากที่สุดแล้วลดลงมาเป็นศูนย์ ผมเลยบอกเด็กๆว่าเราอาจประมาณแบบหยาบๆมากๆว่าให้ประมาณความเร็วเฉลี่ยเป็นความเร็วสูงสุดหารสองไปเลย

นอกจากนี้ ผมเสนอเด็กๆว่าถ้าเรารู้ว่าความเร็วลมเป็นเท่าไรที่เวลาต่างๆ เราอาจเอามาวาดกราฟ ความเร็ว vs. เวลา แล้วหาความยาวของเส้นลมที่วิ่งผ่านเครื่องวัดโดยการหาพื้นที่ใต้กราฟนั้นโดยการแบ่งพื้นที่ใต้กราฟเป็นสี่เหลี่ยมคางหมูหลายๆอันแล้วบวกกัน เราทำอย่างนั้นโดยถ่ายวิดีโอการเป่าอากาศ เอาคลิปวิดีโอเข้าโปรแกรม Tracker แล้วขยับดูไปทีละเฟรม แล้วเปลี่ยนเฟรมเป็นเวลา เอาค่าความเร็วที่เวลาต่างๆใส่เข้า Excel แล้วหาพื้นที่ใต้กราฟครับ:

ภาพบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ

ลิงก์ข้อมูล AI กับการแพทย์

วันนี้ผมบันทึกเสียงสั้นๆเรื่องวิทยาศาสตร์ทั่วไปในรายการ Sci & Tech ที่วิทยุไทยพีบีเอสเรื่อง AI (ปัญญาประดิษฐ์, Artificial Intelligence) กับการแพทย์ สรุปคือ AI คือโปรแกรมคณิตศาสตร์ประยุกต์ที่ทำงานในคอมพิวเตอร์ต่างๆ เรียนรู้จากข้อมูลตัวอย่างจำนวนมาก ตัดสินใจจากข้อมูลที่เรียนรู้มา เริ่มมีการเอาข้อมูลทางการแพทย์ป้อนให้เรียนรู้ ผลที่ได้ดูดีมาก น่าจะใช้แพร่หลายในอนาคต เลยเอาลิงก์ที่ผู้สนใจเข้าไปดูเพิ่มเติมมารวมไว้ที่นี่ครับ:

AI คืออะไร:

ตัวอย่างบริษัทที่ใช้ AI คัดกรองผู้ป่วยเบาหวานว่ามีความเสี่ยงตาบอดหรือไม่

AI ของ Google ช่วยดูความเสี่ยงตาบอดในผู้ป่วยเบาหวาน

AI ช่วยดูสไลด์หยดเลือดว่าผู้ป่วยมีเชื้อมาลาเรียหรือไม่

AI อ่านข้อมูล CT ปอดดูว่าผู้ป่วยมีมะเร็งหรือไม่ (งานวิจัยอยู่ที่นี่)

AI ของ Google ดูการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง

แข่งขันวินิจฉัยโรคจากภาพระหว่างคนและ AI ที่ประเทศจีน

AI จาก MIT พยากรณ์ล่วงหน้า 5 ปีว่าผู้ป่วยจะมีมะเร็งเต้านมหรือไม่ (แบบอ่านง่าย)

สัมมนาเรื่อง MD vs. Machine (หมอ vs. AI) ที่มหาวิทยาลัย Harvard:

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)