บันทึกอนุทินครั้งที่11

บันทึกอนุทิน

วิชา การจัดประสบการณ์ทางวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย
อาจารย์ผู้สอน อาจารย์จินตนา สุขสำราญ

วัน/เดือน/ปี 30 ตุลาคม พ.ศ.2557 

ครั้งที่ 11 กลุ่มเรียน 101 (วันพฤหัสบดี ตอนเช้า)
เวลาเข้าเรียน 08:30 – 12:20 น. ห้อง 233 อาคาร 2

     วันนี้อาจารย์ให้นักศึกษาทุกคนมีส่วนร่วม ได้ลงมือกระทำการทดลองต่างๆ

อุปกรณ์(Equipment)

(ที่จำเป็น)

• โหลแก้ว สำหรับใส่น้ำ
• ขวดพลาสติกพร้อมน้ำ
• กรรไกร
• กรวย
• สีเมจิก
• ดินสอ
• กระดาษร้อยปอนด์ และกระดาษ A4
• ดินน้ำมัน

การทดลองในวันนี้

การทดลองที่ 1  อาจารย์ให้นักศึกษาปั้นดินน้ำมันเป็นรูปวงกลมขนาดใดก็ได้ตามความต้องการ

ปั้นดินน้ำมันเป็นรูปวงกลม

     จากนั้นเมื่อปั้นเสร็จให้แต่ละคนออกมาและนำดินน้ำมันที่ปั้นหย่อนลงไปในโหลแก้วที่มีน้ำอยู่ จะพบว่าดินน้ำมันจมลงไปข้างล่าง

ดินน้ำมันจมลงข้างล่าง

การทดลองที่ 2 ปั้นดินน้ำมันเป็นรูปทรงใดก็ได้ ที่คิดว่าเบาที่สุดและสามารถลอยน้ำได้ ซึ่งจากภาพดิฉันปั้นรูปทรงแบน

ปั้นดินน้ำมันรูปทรงแบน

     ภาพแรกเมื่อนำลงไปใส่ในโหลจะเห็นว่าจมลงข้างล่างเช่นกัน เพราะน้ำสามารถเข้าไปได้ทำให้จมลง แต่พอภาพตรงกลาง,ภาพสุดท้าย ดินน้ำมันของเพื่อนที่ปั้นเป็นรูปทรงคล้ายๆเรือ หรือถ้วย(ปั้นมีขอบ) พอหย่อนลงไปในโหลบางคนก็จม บางคนก็ลอยน้ำ คนที่ลอยน้ำ เพราะการที่วัตถุสามารถลอยตัวอยู่ในน้ำได้ เนื่องจากวัตถุนั้นมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำและน้ำก็มีแรงดัน(pressure)วัตถุให้ลอยขึ้นมา แรงนี้เรียกว่าแรงลอยตัวหรือแรงพยุง ซึ่งแรงนี้จะขึ้นอยู่กับปริมาณของน้ำที่ถูกวัตถุนั้นแทนที่ ยิ่งวัตถุมีพื้นที่สัมผัสกับน้ำมากเท่าไหร่หรือเข้าไปแทนที่น้ำได้มาก ความหนาแน่น(densely)ของวัตถุจะลดลงและแรงลอยตัวจะเพิ่มขึ้นวัตถุจึงลอยตัวในน้ำได้ (แต่ถ้าน้ำเข้าไปได้ก็สามารถจมได้เหมือนกัน)

ภาพปั้นดินน้ำมันรูปทรงต่างๆ มีทั้งลอยน้ำ และจมลง

การทดลองที่ 3 ตัดกระดาษเป็นรูปดอกไม้ แบบใดก็ได้ตามต้องการ

• ภาพที่ 1 ตัดกระดาษร้อยปอนด์หรือกระดาษ A4 ครึ่งหนึ่งของ A4
• ภาพที่ 2 พับกระดาษอีกครั้งหนึ่ง
• ภาพที่ 3 วาดรูปดอกไม้แบบไหนก็ได้ลงไปตรงกึ่งกลางของกระดาษ
• ภาพที่ 4 ตัดตามที่เราวาด เสร็จแล้วระบายสีลงไป

     เมื่อตัดและระบายสีดอกไม้เรียบร้อยแล้ว พับกลีบดอกไม้เข้าไปทั้งหมด(พับเข้าไปเท่าที่ตัดถึง)

     จากนั้นแต่ละแถวออกมา และนำดอกไม้ใส่ลงในโหลที่มีน้ำ จากภาพจะเห็นได้ว่ากลีบดอกไม้ค่อยๆบานออก เพราะเมื่อเราวางกระดาษดอกไม้ไว้บนน้ำแล้วน้ำจะซึมเข้าไปในเยื่อกระดาษจึงทำให้กระดาษ(กลีบดอกไม้)บานออกมา (ชม VDO ด้านล่างเลยค่ะ) 

ภาพดอกไม้กระดาษของเพื่อนๆ
เกิดจากสีเมจิกที่ระบายละลายลงมาเป็นเส้นแต่ไม่ผสมทั้งนั้น

การทดลองที่ 4 "แรงดันน้ำ"

     นำขวดพลาสติกพร้อมฝาปิดมาเจาะรูเรียงลงมาสามรู โดยเว้นระยะพอประมาณ เสร็จแล้วนำเทปกาวมาปิดทับรูที่เจาะ เทน้ำลงไปให้เต็มขวด และปิดฝา
การทดลอง(Trial)
     1. แกะเทปกาวจากรูแรกที่อยู่ด้านบนสุดออก จะสังเกตได้ว่าถ้าปิดฝาน้ำจะไม่ไหล แต่เมื่อเปิดฝาขวดออกน้ำจะค่อยๆไหลออกมาจากขวดน้ำ
     2. แกะเทปกาวจากรูที่อยู่ตรงกลางออก จะสังเกตได้ว่าน้ำไหลพุ่งแรงกว่ารูแรก แม้จะเปิดหรือปิดฝาขวดอยู่ น้ำก็จะไม่หยุดไหล
     3. แกะเทปกาวจากรูที่อยู่ด้านล่างสุด จะสังเกตได้ว่าน้ำไหลพุ่งแรงกว่าสองรูที่ผ่านมา
หลักการ(Principles)
     สังเกตผลการทดลองแล้ว เราจะพบว่า ขณะที่ปิดฝาขวดแน่นสนิท น้ำจะไม่ไหลออกมาจากรูหรือไหลน้อยมาก แต่เมื่อค่อย ๆ บิดฝาคลายเกลียวออก น้ำจะไหลพุ่งออกมาจนน่าตกใจเชียวละ เมื่อเราปิดฝาขวดแน่น ๆ น้ำจะไม่ไหลออกมาหรือไหลน้อยมาก เนื่องจากบริเวณรอบ ๆ ขวดมีอากาศอยู่ รวมถึงบริเวณใต้ขวดพลาสติกด้วย อากาศที่อยู่ใต้ขวดจะดันน้ำไว้ไม่ให้ไหลออกมา แต่เมื่อเปิดฝาขวด อากาศสามารถเข้าไปในขวดได้ และจะดันน้ำให้ไหลพุ่งออกมาจากรูอย่างรวดเร็ว ในขณะที่น้ำยังไหลออกไม่หมด ลองปิดฝาขวดให้แน่นอีกครั้ง คิดดูว่าน้ำจะหยุดไหลหรือไม่ การที่ทำให้ขวดพลาสติกมีช่องให้อากาศเข้าและออก ทำให้อากาศสามารถดันของเหลวที่อยู่ในขวดให้ไหลออกมาได้ดีขึ้น
(ดูการทดลองได้จาก VDO การทดลองวิทยาศาสตร์ ด้านล่างสุด นาที่ที่ 04:01-06:30 น.)
ความรู้เพิ่มเติม : Cick

การทดลองที่ 5 เจาะรูที่ขวดน้ำ 1 รู และต่อสายยาง ปลายสายยางอีกด้านมีถ้วยรองรับ
การทดลอง(Trial)
     จะสังเกตได้ว่าเมื่อวางขวดน้ำไว้ที่สูง ส่วนปลายสายยางอยู่ข้างล่าง น้ำจะพุ่งออกมา ยิ่งถ้าอยู่ต่ำๆน้ำยิ่งพุ่งขึ้นสูง คล้ายน้ำพุ แต่เมื่อเปลี่ยนจากขาดน้ำวางไว้ข้างล่าง ส่วนปลายสายยางอยู่ข้างบน น้ำจะไม่ไหลออกมา
(ดูการทดลองได้จาก VDO การทดลองวิทยาศาสตร์ ด้านล่างสุด นาที่ที่ 02:25-04:00 น.)

ภาพบรรยากาศการทดลอง
"เมื่อน้ำไหลลงจากที่สูง"

การทดลองที่ 6 เป็นการจุดเทียนและใช้แก้วน้ำดับไฟ 

• ภาพที่ 1 จุดเทียน 1 เล่ม และยึดไว้กับที่
• ภาพที่ 2 นำแก้วน้ำมาครอบเทียนไว้
• ภาพที่ 3 ดังภาพจะสังเกตเห็นว่าเทียนเหมือนจะไม่ดับ
• ภาพที่ 4 ใช้เวลาซักพักไม่กี่วินาที สังเกตได้ว่าเทียนที่จุดไฟเมื่อกี้ค่อยๆหรี่ลง และดับไป

     สิ่งที่เกิดขึ้น คือ ไฟจากเทียนที่ดับ เพราะควันของเทียนไม่มีอากาศถ่ายเทนั้นเอง

(ดูการทดลองได้จาก VDO การทดลองวิทยาศาสตร์ ด้านล่างสุด นาที่ที่ 00:01-02:24 น.)

การทดลองที่ 7 

                                

การทดลอง(Trial)

• วางเทียนถวยตั้งไวตรงกลางจาน จุดเทียนและเอามืออังไฟ (ใหหางจากเปลวไฟในระยะที่ปลอดภัย) อากาศบริเวณนั้นอุนหรือเย็น
• นำแกวน้ำครอบเทียนถวยบนจาน เกิดอะไรขึ้น ไสเทียนยังคงลุกไหมตอไปไดอีกหรือไมเกิดอะไรขึ้นกับน้ำที่อยูในจาน

     สิ่งที่เกิดขึ้น คือ เมื่อตั้งขวดอุนไวบนจาน จะสังเกตเห็นวาน้ำถูกดูดเขาไปในขวดระดับน้ำในขวดจะเพิ่มขึ้นในชวงระยะเวลาหนึ่ง เมื่อแตะขวดจะรูสึกวาอุณหภูมิของขวดลดลงตลอดเวลาจนกระทั่งอากาศในขวดมีอุณหภูมิเทากับอุณหภูมิหอง สามารถสังเกตเห็นปรากฏการณหลายๆอยางไดภายในเวลาไมนานนักเทียนที่ถูกครอบดวยแกวจะดับนอกจากนั้นน้ำในแกวยังเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ

หลักการ(Principles)

     การใหความรอนแกขวดเปนการเพิ่มอุณหภูมิใหกับพื้นผิวภายในขวด รวมถึงอนุภาคของอากาศภายในขวดดวยอากาศที่อุนขึ้นนี้จะฟุงกระจายอยูเต็มขวดและอนุภาคของอากาศจะอยูหางกันมากขึ้นเนื่องจากความรอน เมื่ออากาศเย็นตัวลง อนุภาคเหลานี้จะ “เคลื่อนที่” เขามาชิดกันมากขึ้นจึงไมจำเปนตองใชพื้นที่ภายในขวดทั้งหมด ทำใหเกิดพื้นที่วางแตอากาศไมสามารถไหลเขาไปไดเนื่องจากมีน้ำอยูรอบปากขวดน้ำจึงเขามาแทนที่ตรงที่วางในขวดน้ำในจานจะถูกแรงดันอากาศทั้งจากภายในขวดและรอบๆขวดกระทำ แตเนื่องจากแรงดันอากาศในขวดนั้นมีคานอยกวาแรงดันอากาศรอบๆขวด อากาศภายนอกจึงดันน้ำเขาไปในขวดไดจนกระทั่งแรงดันอากาศภายในขวดเทากับแรงดัน

     อากาศนอกขวด เกิดความสมดุลของแรงดันอากาศ ระดับน้ำในขวดจึงไมเปลี่ยนแปลงอีกตอไป
ในการทดลองที่สองก็เชนกัน เราไดเริ่มตนจากอากาศอุนอากาศที่อยูเหนือเปลวไฟนั้นจะอุ
น เด็กๆ สามารถ “ดักจับ” เอาอากาศนี้ไวไดดวยการครอบแกวลงบนเทียน เทียนจะตองใชออกซิเจนชวยใหติดไฟ และออกซิเจนภายในแก้วก็ถูใชหมดไปอยางรวดเร็ว อากาศจากภายนอกไมสามารถเขาไปแทนที่ไดเทียนจึงดับ เมื่อเทียนดับอากาศภายในแก้วจะค่อยๆเย็นลง และจะต้องการพื้นที่นอยกวาเดิมที่ปากแกวมีแรงดันอากาศ หากไมไดคว่ำแกวไวในน้ำอากาศภายนอกจะเขาไปยังที่วางในแกวได
     แตเนื่องจากปากแกวถูกลอมรอบดวยน้ำน้ำจึงถูกดันเข้าไปในแก้ว เพราะแรงดันอากาศภายนอกสูงกวาแรงดันอากาศภายในแกว แรงดันนี้จะกระทำตอน้ำทั้งหมด อากาศภายในแกวก็ออกแรงดันเชนกัน แตมีแรงดันนอยกวา แรงดันอากาศภายนอกจึงสามารถเอาชนะไดและดันน้ำเขาไปในแกวปริมาณหนึ่งจนกระทั่งแรงดันอากาศภายในแกวเทากับแรงดันอากาศภายนอกแกว เกิดความสมดุล ระดับน้ำในแกวจึงไมเพิ่มขึ้นอีกตอไป

(ดูการทดลองได้จาก VDO การทดลองวิทยาศาสตร์ ด้านล่าง นาที่ที่ 06:31-06:55 น.)

การนำไปประยุกต์ใช้

     สามารถนำการทดลองต่างๆไปทำการทดลองกับเด็กปฐมวัยได้ หรือคิดค้นการทดลองใหม่ๆ ดัดแปลงจากที่ได้เรียนในวันนี้ไปประยุกต์ใช้ในแบบของตนเอง และครูควรคำนึงถึงเรื่องความปลอดภัยในการทดลองแต่ละครั้ง การทดลองแต่ละอย่างควรอยู่ในสายตาครู และเวลาทดลองครูควรให้ความสำคัญ สนใจกับคำถามของเด็กๆเสมอ พร้อมกับคอยถามตอบกับเด็กอยู่ตลอดเวลา

เทคนิควิธีการสอนของอาจารย์

     การสอนโดยใช้คำถามแบบปลายเปิด ถามตอบกับเด็กในเรื่องของการทดลองแต่ละครั้งโดยตั้งคำถามให้เด็กตอบอยู่เสมอๆ เช่น เด็กๆรู้ไหมค่ะว่าทำไมน้ำถึงไหลออกมาจากรู (การทดลอง "แรงดันน้ำจากขวด" ) เพื่อกระตุ้นให้เด็กเกิดทักษะการคิดเพื่อแก้ไขปัญหาค้นหาคำตอบ และเพื่อสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างครูกับผู้เรียน แลกเปลี่ยนความคิดซึ่งกันและกัน คำตอบไม่มีถูกผิด ทำให้เด็กกล้าพูด และบรรยากาศในห้องก็สนุกสนานไม่ตึงเครียด

การประเมินผล (Evaluation)

• การประเมินตนเอง(Me) - การแต่งกายสะอาดเรียบร้อยถูกระเบียบ เข้าห้องเรียนตรงต่อเวลา มีความตั้งใจกระตือรือร้นในการทดลองแต่ละครั้งอย่างมาก สนใจในการทดลองวิทยาศาสตร์ รู้สึกตื่นเต้นกับการทดลองที่ไม่เคยทำมาก่อน
• การประเมินเพื่อน(Friend) - การแต่งกายสะอาดเรียบร้อยถูกระเบียบ ทุกคนต่างถามและให้ความสนใจเกี่ยวกับการทดลองวิทยาศาสตร์กันทุกคน และร่วมกันทำการทดลองอย่างสนุกสนาน
• การประเมินอาจารย์(Teachers) - การแต่งกายสะอาดสุภาพ เข้าสอนตรงต่อเวลา มีการทดลองที่น่าสนใจ ให้เด็กทุกคนได้มีส่วนร่วมและลงมือทำ