• วิิธีีการทางวิิทยาศาสตร์์นี้้เหมืือนกัับการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์จากแผนผัังที่่นัักเรีียนสร้้างขึ้้นใน กิิจกรรมที่่ 1.1 หรืือไม่่อย่่างไร อธิิบายโดยเทีียบกัับการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์1 ท่่าน แนวคำตอบ วิธีิีการทางวิิทยาศาสตร์์เหมืือนกัับการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์จากแผนผัังที่่สรุุปได้้จากกิิจกรรม ที่่ 1.1 ดัังตััวอย่่างเช่่น การทำงานของกาลิิเลโอ กาลิิเลอีี เฉลยคำถามระหว่างเรียน 5. ตอบคำถามระหว่่างเรีียนเพื่่อตรวจสอบความเข้้าใจและร่่วมกัันอภิิปรายเกี่่ยวกัับคำตอบของนัักเรีียน จากนั้้�นให้นั้ ักเรีียน อ่่านเกร็็ดน่่ารู้้ สัังเกตดาวขนาดเล็็ก 3 ดวงที่่อยู่่ใกล้้ ดาวพฤหััสบดีีพบว่่าดาวทั้้�ง 3 ดวง มีีตำแหน่่งเปลี่่ยนไปเมื่่อเทีียบกัับ ดาวพฤหััสบดีีและพบว่่ามีีดาวดวงหนึ่่ง หายไป เกิิดความสงสััย สัันนิิษฐานว่่าดาวที่่หายไปน่่าจะ เคลื่่อนที่่ไปอยู่่ด้้านหลัังของ ดาวพฤหััสบดีี เก็็บข้้อมููลโดยการสัังเกต สรุุปผลได้้ว่่า ดาวทั้้�ง 4 ดวงโคจรรอบ ดาวพฤหััสบดีีและโลกไม่่ได้้เป็็น ศููนย์์กลางของจัักรวาล ลงข้้อสรุุปได้้ว่่า ดาวทั้้�ง 3 ดวงโคจร รอบดาวพฤหััสบดีี การสัังเกตและระบุุปััญหา การตั้้�งสมมติิฐาน การวางแผนและ การสำรวจหรืือการทดลอง และการเก็็บข้้อมููล การวิิเคราะห์์ข้้อมููลและ สร้้างคำอธิิบาย การสรุุปผลและสื่่อสาร เนื่่องจากมีีการสัังเกต ซึ่ ่งทำให้้ เกิิดความสงสััยใคร่่รู้้และเกิิด การระบุุปััญหาตามมา และ ความต้้องการที่่จะหาคำตอบ หรืือหาคำอธิิบาย เนื่องจาก่มีีการคิิดคำตอบล่่วงหน้้า โดยอาศััยข้้อมููลจากการสัังเกต ความรู้้ ประสบการณ์์เพื่่อให้้ได้้ รัับคำตอบ เนื่่องจากมีีการวางแผนและ การเก็็บข้้อมููล เนื่่องจากมีีการวิิเคราะห์์ข้้อมููล แปลความหมายและลงข้้อสรุุป หรืือสร้้างคำอธิิบาย เนื่องจาก่มีีการสรุุปผลเป็็นความรู้้ ที่่ค้้นพบ แล้้วสื่อสารห่ รืือเผยแพร่่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 11 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
6. เชื่อมโยง ่ สู่่ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์โดยใช้้คำถามว่่าในการทำงานเพื่่อให้้ได้้ความรู้ทาง้วิิทยาศาสตร์ที่่ถูู ์กต้้อง แม่่นยำ ครอบคลุุม นัักวิิทยาศาสตร์์ต้้องใช้้ทัักษะอะไรบ้้าง เฉลยคำถามระหว่างเรียน สัังเกตกลไกการทำงานของเอ็็นไซม์์ กลุ่่มอนุุพัันธ์์ของวิิตามิินบีี2 ที่่ใช้้ โปรตีีน 2 ส่่วนทำงานร่่วมกััน ในอดีีต เชื่่อว่่าโปรตีีนสองส่่วนทำงานต้้อง สััมผััสกัันเพื่่อส่่งผ่่านวิิตามิิน แต่่พบว่่า โปรตีีนทั้้�ง 2 ส่่วนส่่งผ่่านวิิตามิินโดย ไม่่สััมผััสกััน เกิิดความสงสััย สัันนิิษฐานว่่าการส่่งผ่่านวิิตามิินของ โปรตีีนทั้้�งสองส่่วนน่่าจะเกิิดจาก วิิธีีการอย่่างใดอย่่างหนึ่่ง เก็็บข้้อมููลโดยการทดลอง สรุุปผลว่่า กลไกการทำงานของ เอ็็นไซม์์กลุ่่มอนุุพัันธ์์ของวิิตามิินบีี2 ใช้้โปรตีีนสองส่่วนส่่งผ่่านวิิตามิินบีี2 ผ่่านการแพร่่ ลงข้้อสรุุปได้้ว่่า โปรตีีนทั้้�งสองส่่วน ส่่งผ่่านวิิตามิินบีี2 ผ่่านการแพร่่ การสัังเกตและระบุุปััญหา การตั้้�งสมมติิฐาน การวางแผนและ การสำรวจหรืือการทดลอง และการเก็็บข้้อมููล การวิิเคราะห์์ข้้อมููลและ สร้้างคำอธิิบาย การสรุุปผลและสื่่อสาร เนื่่องจากมีีการสัังเกต ซึ่ ่งทำให้้ เกิิดความสงสััยใคร่่รู้้และเกิิด การระบุุปััญหาตามมา และ ความต้้องการที่่จะหาคำตอบ หรืือหาคำอธิิบาย เนื่องจาก่มีีการคิิดคำตอบล่่วงหน้้า โดยอาศััยข้้อมููลจากการสัังเกต ความรู้้ ประสบการณ์์เพื่่อให้้ได้้ รัับคำตอบ เนื่่องจากมีีการวางแผนและ การเก็็บข้้อมููล เนื่่องจากมีีการวิิเคราะห์์ข้้อมููล แปลความหมายและลงข้้อสรุุป หรืือสร้้างคำอธิิบาย การทำงานของศาสตราจารย์์ดร.พิิมพ์์ใจ ใจเย็็น • นัักเรีียนเคยใช้้กระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ในการทำงานหรืือไม่่อย่่างไร แนวคำตอบ เคยใช้้โดยนัักเรีียนได้้ทำงานเช่่นเดีียวกัับนัักวิิทยาศาสตร์์ในการทำกิิจกรรมโครงงานหรืือการ ทดลองวิิทยาศาสตร์์ เนื่องจาก่มีีการสรุุปผลเป็็นความรู้้ ที่่ค้้นพบ แล้้วสื่อสารห่ รืือเผยแพร่่ 12 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
7. ให้นั้ ักเรีียนอ่่านเนื้้�อหาเกี่่ยวกัับทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ในหนัังสืือเรีียนหน้้า8-9จากนั้้�นร่่วมกัันอภิิปรายโดยใช้้ คำถามว่่า นัักวิิทยาศาสตร์ต้์ ้องใช้ทั้ ักษะอะไรบ้้างแต่่ละทัักษะเป็็นอย่่างไรเพื่่อให้้ได้ข้้ ้อสรุุปว่่าการทำงานในกระบวนการ ทางวิิทยาศาสตร์์จำเป็็นต้้องอาศััยทัักษะเพื่่อช่่วยให้้การทำงานเป็็นไปอย่่างมีีประสิิทธิิภาพ เรีียกว่่า ทัักษะกระบวนการ ทางวิิทยาศาสตร์์ประกอบด้้วยการสัังเกตการวััดการจำแนกประเภท การหาความสััมพัันธ์์ระหว่่างสเปซกัับสเปซและ สเปซกัับเวลา การใช้้จำนวน การจััดกระทำและสื่่อความหมายข้้อมููล การลงความเห็็นจากข้้อมููล การพยากรณ์์ การตั้้�งสมมติิฐาน การกำหนดนิิยามเชิิงปฏิิบััติิการ การกำหนดและควบคุุมตััวแปร การทดลอง การตีีความหมายของ ข้้อมููลและลงข้้อสรุุป และการสร้้างแบบจำลอง 8. เชื่่อมโยงสู่่กิิจกรรมที่่ 1.2 น้้ำสีีเคลื่่อนที่่อย่่างไร โดยสนทนากัับนัักเรีียนว่่า เราจะทำกิิจกรรมโดยสวมบทบาทเป็็น นัักวิิทยาศาสตร์์แล้้ววิิเคราะห์์ว่่าใช้้ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์อะไรบ้้างในการทำกิิจกรรมนี้้� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 13 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่1.2 น�้ำสีเคลื่อนที่อย่างไร แนวการจััดการเรีียนรู้้ ครููดำเนิินการดัังนี้้� ก่่อนการทำกิิจกรรม 1. ให้นั้ ักเรีียนศึึกษาจุุดประสงค์์ของกิิจกรรมและวิธีิีดำเนิินกิิจกรรมจากหนัังสืือเรีียน โดยก่่อนเริ่่มทำกิิจกรรมครููและนัักเรีียน ร่่วมกัันอภิิปรายในประเด็็นดัังต่่อไปนี้้� • กิิจกรรมนี้้�เกี่่ยวกัับเรื่่องอะไร (การใช้้ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์) • วิิธีีการดำเนิินกิิจกรรมมีีขั้้�นตอนโดยสรุุปอย่่างไร (วางแก้้วน้้ำเย็็นบนถาด ใช้้กระดาษแข็็งปิิดที่่ปากแก้้วน้้ำร้้อนแล้้ว คว่่ำลงบนปากแก้้วน้้ำเย็็นให้้ประกบกัันพอดีี พยากรณ์์ผลถ้้าดึึงกระดาษแข็็งออกจากปากแก้้ว สัังเกตและบัันทึึกผล จากนั้้�นสลัับโดยวางแก้้วน้้ำร้้อนบนถาดใช้้กระดาษแข็็งปิิดที่่ปากแก้้วน้้ำเย็็นแล้้วคว่่ำลงบนปากแก้้วน้้ำร้้อนให้้ประกบ กัันพอดีี พยากรณ์์ผลถ้้าดึึงกระดาษแข็็งออกจากปากแก้้ว สัังเกตและบัันทึึกผล) • ข้้อควรระวัังในการทำกิิจกรรมมีีหรืือไม่่อย่่างไร (ระวัังน้้ำร้้อนลวกมืือ) ระหว่่างการทำกิิจกรรม 2. ให้้นัักเรีียนแต่่ละกลุ่่มลงมืือทำกิิจกรรมโดยครููสัังเกตการทำกิิจกรรมของนัักเรีียนแต่่ละกลุ่่ม พร้้อมทั้้�งให้้คำแนะนำ หากนัักเรีียนสงสััยเกี่่ยวกัับการดึึงกระดาษแข็็งออกจากปากแก้้ว หลัังการทำกิิจกรรม 3. ให้นั้ ักเรีียนนำเสนอผลการทำกิิจกรรมในรููปแบบต่่างๆจากนั้้�นให้นั้ ักเรีียนตอบคำถามท้้ายกิิจกรรม และร่่วมกัันอภิิปราย สรุุปผลของกิิจกรรม โดยใช้้คำถามท้้ายกิิจกรรมเป็็นแนวทาง เพื่่อให้้ได้้ข้้อสรุุปจากกิิจกรรมว่่า การทำงานในกิิจกรรม นี้้�ใช้้ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ คืือ • ทัักษะการหาความสััมพัันธ์์ระหว่่างสเปซกัับสเปซ จากการสัังเกตและระบุุตำแหน่่งหรืือพื้้�นที่่ที่่น้้ำสีีครอบครองอยู่่ก่่อน และหลัังจากการดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วน้้ำออก • ทัักษะการพยากรณ์์จากการพยากรณ์์สิ่่งที่่จะเกิิดขึ้้�นเมื่่อดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วน้้ำออก • ทัักษะการสัังเกตจากการสัังเกตสิ่่งที่่เกิิดขึ้้�นเมื่อ่ดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วน้้ำออกโดยไม่่เพิ่่มความคิิดเห็็นของตนเอง ลงไป • ทัักษะการลงความเห็็นจากข้้อมููล จากการอภิิปรายสาเหตุุของการเกิิดผลการทำกิิจกรรม 14 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
4. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายเกี่่ยวกัับการเคลื่่อนที่่ของน้้ำสีีจากผลการทำกิิจกรรมเพื่่อสร้้างคำอธิิบายร่่วมกััน ซึ่ ่งควรได้้ ข้้อสรุุปว่่า น้้ำที่่มีอุีุณหภููมิต่ิ่างกัันจะมีีความหนาแน่่นไม่่เท่่ากััน โดยน้้ำที่่มีอุีุณหภููมิสููิงกว่่าหรืือน้้ำร้้อนจะมีีความหนาแน่่น น้้อยกว่่าน้้ำที่่มีีอุุณหภููมิิต่่ำกว่่าหรืือน้้ำเย็็น เมื่่อวางแก้้วน้้ำร้้อนไว้้ด้้านบน น้้ำร้้อนจึึงไม่่จมลงสู่่ด้้านล่่าง ขณะที่่น้้ำเย็็นไม่่ ลอยขึ้้�นสู่่ด้้านบนทำให้้น้้ำสีีในแก้้วน้้ำทั้้�งสองใบไม่่ผสมกััน แต่่เมื่่อวางแก้้วน้้ำเย็็นไว้้ด้้านบน น้้ำเย็็นจึึงจมลงสู่่ด้้านล่่าง ขณะที่่น้้ำร้้อนลอยขึ้้�นสู่่ด้้านบนทำให้้น้้ำสีีในแก้้วน้้ำทั้้�งสองใบผสมกััน 5. เชื่่อมโยงสู่่กิิจกรรมที่่ 1.3 จรวดกระดาษของใครบิินได้้นานที่่สุุด โดยสนทนากัับนัักเรีียนว่่า ยัังมีีอีีกหนึ่่งกิิจกรรมให้้ นัักเรีียนได้้สวมบทบาทเป็็นนัักวิิทยาศาสตร์์แล้้ววิิเคราะห์ว่์ ่าใช้ทั้ ักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์อะไรบ้้างในการทำ กิิจกรรมนี้้� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 15 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่1.3 จรวดกระดาษของใครบินได้นานที่สุด แนวการจััดการเรีียนรู้้ ครููดำเนิินการดัังนี้้� ก่่อนการทำกิิจกรรม 1. ให้นั้ ักเรีียนศึึกษาจุุดประสงค์์ของกิิจกรรมและวิธีิีดำเนิินกิิจกรรมจากหนัังสืือเรีียน โดยก่่อนเริ่่มทำกิิจกรรมครููและนัักเรีียน ร่่วมกัันอภิิปรายในประเด็็นดัังต่่อไปนี้้� • กิิจกรรมนี้้�เกี่่ยวกัับเรื่่องอะไร (การใช้้ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์) • วิธีิีการดำเนิินกิิจกรรมมีขั้้ี�นตอนโดยสรุุปอย่่างไร(สืืบค้้นรููปแบบของจรวดกระดาษ สัังเกตรููปแบบของจรวดกระดาษ แล้้วจำแนกออกเป็็นกลุ่่ม เช่่น ลัักษณะปีีก จากนั้้�นทำการทดลองเพื่่อศึึกษาจรวดกระดาษแบบใดร่่อนอยู่่ในอากาศ ได้้นานที่่สุุด พัับจรวดตามรููปแบบที่่ได้้จากการทดลอง ตกลงกติิกาการแข่่งขััน ดำเนิินการแข่่งขััน 3 ครั้้�ง และหา ค่่าเฉลี่่ย แล้้วอภิิปรายผลและสรุุปเกี่่ยวกัับรููปแบบของจรวดกระดาษทีี่่ร่่อนอยู่่ในอากาศนานที่่สุุด) ระหว่่างการทำกิิจกรรม 2. ให้นั้ ักเรีียนวางแผนการทำงานและการทดลองเพื่่อศึึกษาจรวดกระดาษแบบใดร่่อนอยู่่ในอากาศนานที่่สุุดโดยครููสัังเกต การทำกิิจกรรมของนัักเรีียนแต่่ละกลุ่่ม พร้้อมทั้้�งให้้คำแนะนำ หากนัักเรีียนสงสััยเกี่่ยวกัับการพัับจรวดกระดาษ หลัังการทำกิิจกรรม 3. ร่่วมกัันสร้้างกติิการการแข่่งขััน ดำเนิินการแข่่งขััน แล้้วร่่วมกัันอภิิปรายและสรุุปว่่า ลัักษณะปีีกของจรวดกระดาษมีีผล ต่่อเวลาในการร่่อนของจรวดกระดาษ 4. ให้้นัักเรีียนตอบคำถามท้้ายกิิจกรรม และร่่วมกัันอภิิปรายสรุุปผลของกิิจกรรมโดยใช้้คำถามท้้ายกิิจกรรมเป็็นแนวทาง เพื่่อให้้ได้้ข้้อสรุุปจากกิิจกรรมว่่า การทำงานในกิิจกรรมนี้้�ใช้้ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ คืือ • ทัักษะการสัังเกต จากการสัังเกตจรวดกระดาษในตััวอย่่างที่่สืืบค้้นข้้อมููล โดยไม่่เพิ่่มความคิิดเห็็นของตนเองลงไป • ทัักษะการจำแนกประเภท จากการจััดกลุ่่มของจรวดกระดาษ โดยใช้้ลัักษณะการพัับปีีกเป็็นเกณฑ์์ • ทัักษะการตั้้�งสมมติิฐาน จากการตั้้�งสมมติิฐานก่่อนทำการทดลองที่่ระบุุความสััมพัันธ์์ของตััวแปรต้้นและตััวแปรตาม • ทัักษะการกำหนดนิิยามเชิิงปฏิิบััติิการ จากการกำหนดความหมายและขอบเขตของการร่่อนในอากาศของ จรวดกระดาษที่่อยู่่ในสมมติิฐาน ให้้สามารถสัังเกตหรืือวััดได้้ • ทัักษะการกำหนดและควบคุุมตััวแปร จากการกำหนดตััวแปรต้้น ตััวแปรตาม และตััวแปรควบคุุมหรืือ ตััวแปรที่่ต้้องควบคุุมให้้คงที่่ สอดคล้้องกัับสมมติิฐาน • ทัักษะการทดลอง จากการออกแบบการทดลอง การปฏิิบััติิการทดลอง และการบัันทึึกผลการทดลอง 16 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
• หากนักเรียนต้องการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ให้ดียิ่งขึ้น นักเรียนคิดว่าควรท�ำอย่างไร แนวคำตอบ นัักเรีียนควรฝึึกฝนทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ให้ถูู้กต้้องอย่่างสม่่ำเสมออาจมีีครููหรืือเพื่่อน ที่่ชำนาญทัักษะคอยให้้คำแนะนำและตรวจสอบว่่านัักเรีียนใช้ทั้ ักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ ได้้ดีีขึ้้�นอย่่างไร เฉลยคำถามระหว่างเรียน • ทัักษะการตีีความหมายข้้อมููลและลงข้้อสรุุป จากการแปลความหมายข้้อมููลการร่่อนของจรวดกระดาษแบบต่่างๆ และลงข้้อสรุุปโดยใช้้ข้้อมููลที่่แปลความหมายได้้ 5. ให้้นัักเรีียนตอบคำถามระหว่่างเรีียนเพื่่อตรวจสอบความเข้้าใจ แล้้วร่่วมกัันอภิิปรายคำตอบของนัักเรีียน 6. ให้นั้ ักเรีียนตรวจสอบตนเองเพื่่อสรุุปองค์์ความรู้้ที่่ได้้จากบทเรีียน โดยการเขีียนบรรยายวาดภาพ หรืือเขีียนผัังมโนทััศน์์ สิ่่งที่่ได้้เรีียนรู้้จากหน่่วยการเรีียนรู้้นี้้� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 17 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ตัวอย่างผังมโนทัศน์การสรุปองค์ความรู้ของบทเรียน หน่วยที่ 1 เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร ความส�ำคัญและความหมาย ของวิทยาศาสตร์ การสังเกต การวัด การจ�ำแนกประเภท การหาความสััมพัันธ์์ ระหว่่างสเปซกัับสเปซ และสเปซกัับเวลา การใช้้จำนวน การจัดกระท�ำ และสื่อความหมายข้อมูล การพยากรณ์ การก�ำหนด นิยามเชิงปฏิบัติการ การก�ำหนด และควบคุมตัวแปร การทดลอง การสร้างแบบจ�ำลอง การตั้งสมมติฐาน การลงความเห็นจากข้อมูล การตีความหมายข้อมูล และลงข้อสรุป การสังเกตและ ระบุปัญหา การตั้ง สมมติฐาน ทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ การวางแผนและ การสำรวจหรืือ การทดลองและ การเก็็บข้้อมููล การวิเคราะห์ ข้อมูลและสร้าง ค�ำอธิบาย การสรุปผล และสื่อสาร ประกอบด้วย ได้แก่ กระบวนการ ได้แก่ ทางวิทยาศาสตร์ 18 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
7. สุ่่มนัักเรีียนนำเสนอผัังมโนทััศน์์สรุุปความรู้้จากบทเรีียน โดยอาจออกแบบให้้นัักเรีียนนำเสนอผลงานเป็็นกลุ่่มย่่อยและ อภิิปรายภายในกลุ่่ม 8. ให้้นัักเรีียนตอบคำถามสำคััญของหน่่วย จากนั้้�นร่่วมกัันอภิิปรายคำตอบของนัักเรีียนเพื่่อสรุุปสิ่่งที่่ได้้เรีียนรู้้ทั้้�งหมดว่่า • วิิทยาศาสตร์์เป็็นทั้้�งความรู้และกระบวนการ้ที่่ได้้มาซึ่งความ ่ รู้้ โดยความรู้ไ้ด้้มาจากการสัังเกตและการรวบรวมข้้อมููล ด้้วยการสำรวจ การทดลอง แล้้วจััดเข้้าไว้้อย่่างเป็็นระบบ สามารถอธิิบายได้้ด้้วยหลัักฐานและให้้เหตุุผลทาง วิิทยาศาสตร์์เพื่่อสนัับสนุุนคำอธิิบายนั้้�น และวิิทยาศาสตร์์ยัังรวมถึึงการเรีียนรู้้และการทำความเข้้าใจความรู้้อย่่าง เป็็นระบบ • วิิทยาศาสตร์์เกี่่ยวข้้องกัับมนุุษย์์และช่่วยให้้การดำรงชีีวิิตของมนุุษย์์ดีีขึ้้�นและมีีคุุณภาพ • วิิทยาศาสตร์์พััฒนามาอย่่างต่่อเนื่่องโดยเกิิดจากการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์ • ในการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์จะใช้้กระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ที่่ประกอบด้้วย การสัังเกตและระบุุปััญหา การตั้้�งสมมติิฐาน การวางแผนและการสำรวจหรืือการทดลองหรืือการเก็็บข้้อมููล การวิิเคราะห์์ข้้อมููลและสร้้าง คำอธิิบายการสรุุปผลและการสื่อสาร่ หากการสำรวจหรืือการทดลองพบว่่าสมมติิฐานที่่ตั้้�งไว้้ไม่่เป็็นจริิงสามารถกลัับไป ศึึกษาค้้นคว้้าหรืือกลัับไปตั้้�งสมมติิฐานใหม่่เพื่่อตอบปััญหาหรืือคำถามนั้้�นได้้กระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์อาจ มีีขั้้�นตอนแตกต่่างกััน สามารถสลัับหรืือเพิ่่มลดขั้้�นตอนได้้ตามความเหมาะสม • ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ ประกอบด้้วย การสัังเกต การวััด การจำแนกประเภท การหาความสััมพัันธ์์ ระหว่่างสเปซกัับสเปซและสเปซกัับเวลาการใช้้จำนวน การจััดกระทำและสื่อความหมาย่ข้้อมููลการลงความเห็็นจาก ข้้อมููลการพยากรณ์์การตั้้�งสมมติิฐาน การกำหนดนิิยามเชิิงปฏิิบััติิการการกำหนดและควบคุุมตััวแปรการทดลอง การตีีความหมายข้้อมููลและลงข้้อสรุุป และการสร้้างแบบจำลอง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 19 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เฉลยกิิจกรรมของหน่่วยทีี่่ 1 20 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
นัักเรีียนจะได้้เรีียนรู้เ้กี่่ยวกัับการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์ผ่์ ่านการอ่่าน วิิเคราะห์์และสรุุปขั้้�นตอนที่่นัักวิิทยาศาสตร์์ใช้้ จุดประสงค์ วัสดุและอุปกรณ์ เวลาที่ใช้ใน การท�ำกิจกรรม อ่านและวิเคราะห์สรุปกระบวนการท�ำงานของนักวิทยาศาสตร์ 60 นาทีี -ไม่มี- สื่อการเรียนรู้/ หนัังสืือเรีียนรายวิิชาพื้้�นฐานวิิทยาศาสตร์์และเทคโนโลยีีระดัับมััธยมศึึกษาปีีที่่ 1 เล่่ม 1 สสวท. แหล่งเรียนรู้ กิิจกรรมที่่ 1.1 นัักวิิทยาศาสตร์์ทำงานอย่่างไร • ครููต้้องศึึกษาข้้อมููลหรืืออาจสืืบค้้นข้้อมููลเกี่่ยวกัับการทำงานของกาลิิเลโอ กาลิิเลอีี เพอร์์ซีีสเปนเซอร์์และศาสตราจารย์์ดร.พิิมพ์์ใจใจเย็็น เพื่่อให้้ได้้รัับข้้อมููลสมบููรณ์์และเข้้าใจ การทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์แต่่ละท่่าน • ครููต้้องวิิเคราะห์์การทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์เพื่่อเชื่อมโยง ่กัับกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ ที่่นัักวิิทยาศาสตร์์ใช้้ การเตรีียมตััว ล่่วงหน้้าสำหรัับครูู ข้้อเสนอแนะ -ไม่่มีี- ในการทำกิิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 21 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม กาลิิเลโอ กาลิิเลอีีเพอร์์ซีีสเปนเซอร์์ศาสตราจารย์์ดร.พิิมพ์์ใจ ใจเย็็น การวิิเคราะห์์การทำงาน ของนัักวิิทยาศาสตร์์ สัังเกตดาวขนาดเล็็ก3ดวงที่่ อยู่่ใกล้้ดาวพฤหััสบดีีพบว่่า ดาวทั้้�ง 3 ดวงมีีตำแหน่่ง เปลี่่ยนไปเมื่่อเทีียบกัับ ดาวพฤหััสบดีีและพบว่่ามีีดาวดวงหนึ่่งหายไป เกิิดความสงสััย สัังเกตแท่่งช็็อกโกแลตใน กระเป๋๋ากางเกงของตนเอง หลอมเหลว เกิิดความ สงสััย สัังเกตกลไกการทำงาน ของเอ็็นไซม์์กลุ่่มอนุุพัันธ์์ของวิิตามิินบีี2 ที่่ใช้้โปรตีีน 2 ส่่วนทำงานร่่วมกััน ในอดีีตเชื่่อว่่าโปรตีีนสอง ส่่วนทำงานต้้องสััมผััสกััน เพื่่อส่่งผ่่านวิิตามิิน แต่่พบ ว่่า โปรตีีนทั้้�ง 2 ส่่วนส่่ง ผ่่านวิิตามิินโดยไม่่สััมผััส กััน เกิิดความสงสััย สัังเกต ทำให้้เกิิด ความสงสััยใคร่่รู้้และเกิิด การระบุุปััญหาตามมา เกิิดความต้้องการที่่จะหา คำตอบหรืือหาคำอธิิบาย สัันนิิษฐานว่่าดาวที่่หายไป น่่าจะเคลื่่อนที่่ไปอยู่่ ด้้านหลัังของดาวพฤหััสบดีี สัันนิิษฐานว่่าแท่่ง ช็็อกโกแลตในกระเป๋๋า กางเกงของตนเอง หลอมเหลวน่่าจะเกิิด จากหลอดเรดาร์์ สัันนิิษฐานว่่าการส่่งผ่่าน วิิตามิินของโปรตีีนทั้้�ง สองส่่วนน่่าจะเกิิดจาก วิิธีีการอย่่างใดอย่่างหนึ่่ง คิิดคำตอบล่่วงหน้้าโดย อาศััยข้้อมููลจากการสัังเกต ความรู้้ ประสบการณ์์เพื่่อ ให้้ได้้รัับคำตอบ เรีียกว่่า การตั้้งสมมติิฐาน เก็็บข้้อมููลโดยการสัังเกต เก็็บข้้อมููลโดยการทดลอง เก็็บข้้อมููลโดยการทดลอง เก็็บข้้อมููลด้้วยวิิธีีการต่่างๆ ลงข้้อสรุุปได้้ว่่า ดาวทั้้�ง 3 ดวงโคจรรอบ ดาวพฤหััสบดีี ลงข้้อสรุุปได้้ว่่า หลอดเรดาห์์ทำให้้เกิิด คลื่่นไมโครเวฟ ซึ่ ่งทำให้้อาหารร้้อนขึ้้�นได้้ ลงข้้อสรุุปได้้ว่่า โปรตีีนทั้้�ง สองส่่วนส่่งผ่่านวิิตามิินบีี2 ผ่่านการแพร่่ วิิเคราะห์์ข้้อมููล แปล ความหมาย ลงข้้อสรุุป หรืือสร้้างคำอธิิบาย สรุุปผลว่่า ดาวทั้้�ง 4 ดวงโคจรรอบ ดาวพฤหััสบดีีและโลก ไม่่ได้้เป็็นศููนย์์กลางของ จัักรวาล สรุุปผลว่่า คลื่่นไมโครเวฟ สามารถทำให้้อาหารร้้อน ขึ้้�นจนสุุกได้้ สรุุปผลว่่า กลไกการ ทำงานของเอ็็นไซม์์กลุ่่ม อนุุพัันธ์์ของวิิตามิินบีี2 ใช้้โปรตีีนสองส่่วนส่่งผ่่าน วิิตามิินบีี2 ผ่่านการแพร่่ สรุุปผลเป็็นความรู้้ที่่ค้้นพบ แล้้วสื่่อสารหรืือเผยแพร่่ความรู้้ 22 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม กระบวนการทำงานของนัักวิิทยาศาสตร์์ ทั้้ง 3 ท่่านมีีขั้้นตอนใดเหมืือนกัันบ้้าง อธิิบาย แนวคำตอบ นัักวิิทยาศาสตร์์จะทำงานโดยมีีรายละเอีียดแตกต่่างกัันแต่ก็่มี็ ีการใช้ขั้้้�นตอนหลัักเหมืือนกััน เริ่่มจากการ สัังเกตทำให้้เกิิดความสงสััยใคร่่รู้้และเกิิดการระบุุปััญหา แล้้วสัันนิิษฐานคำตอบล่่วงหน้้าหรืือ ตั้้�งสมมติิฐาน เก็็บข้้อมููลด้้วยวิิธีีการต่่าง ๆ วิิเคราะห์์ข้้อมููล แปลความหมาย ลงข้้อสรุุปหรืือสร้้าง คำอธิิบาย สรุุปผลเป็็นความรู้้ที่่ค้้นพบ แล้้วสื่่อสารหรืือเผยแพร่่ความรู้้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 23 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
นัักเรีียนจะได้้ฝึึกปฏิิบััติิทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ กิจกรรมที่1.2 น�้ำสีเคลื่อนที่อย่างไร จุุดประสงค์์ วััสดุุและอุุปกรณ์์ เวลาที่่ใช้้ใน การทำกิิจกรรม สัังเกตการเคลื่อน่ ที่่ของน้้ำสีีและวิิเคราะห์์การใช้ทั้ ักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ในการทำกิิจกรรม 90 นาทีี วััสดุุที่่ใช้้ต่่อกลุ่่ม • ครููต้้องเตรีียมน้้ำเย็็นและน้้ำร้้อนให้้เพีียงต่่อการทำกิิจกรรมของนัักเรีียน • ครููต้้องทดลองกิิจกรรมก่่อนจััดกิิจกรรมให้กั้ับนัักเรีียนเพื่่อให้้สามารถดึึงกระดาษแข็็งออกจาก ปากแก้้วน้้ำโดยไม่่ทำให้้แก้้วน้้ำที่่คว่่ำไว้้ล่่วง และสามารถสัังเกตเห็็นการเคลื่่อนที่่ของน้้ำสีีได้้ ชััดเจน • การเลืือกใช้้แก้้วน้้ำ ควรเป็็นแก้้วน้้ำใสทรงสููงและมีีปากแก้้วที่่หนา ปากแก้้วไม่่กว้้างมาก • การเลืือกใช้้กระดาษแข็็ง ควรเป็็นกระดาษที่่เคลืือบมััน เพราะจะเปื่่�อยได้้ยากและสามารถดึึง ออกจากปากแก้้วน้้ำได้้โดยง่่าย หนัังสืือเรีียนรายวิิชาพื้้�นฐานวิิทยาศาสตร์์และเทคโนโลยีีระดัับมััธยมศึึกษาปีีที่่ 1 เล่่ม 1 สสวท. รายการ ปริิมาณ/กลุ่่ม 1. น้้ำเย็็นอุุณหภููมิิประมาณ 15 องศาเซลเซีียส 500 cm3 2. น้้ำร้้อนอุุณหภููมิิประมาณ 60 องศาเซลเซีียส 500 cm3 3. สีีผสมอาหารสีีแดงและสีีเขีียว หรืือสีีที่่แตกต่่างกััน 2 สีี 2 – 3 หยดต่่อสีี 4. แก้้วน้้ำ 4 ใบ 5. กระดาษแข็็งขนาดพอดีีกัับปากแก้้วน้้ำ 2 แผ่่น 6. ถาด 1 ใบ สื่่อการเรีียนรู้้/ แหล่่งเรีียนรู้้ การเตรีียมตััว ล่่วงหน้้าสำหรัับครูู ข้้อเสนอแนะ ในการทำกิิจกรรม 24 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม ตาราง แสดงการเคลื่่อนที่่ของน้้ำสีีเมื่่อวางแก้้วน้้ำเย็็นและน้้ำร้้อนต่่างกััน การวางแก้้วน้้ำเย็็นและแก้้วน้้ำร้้อน การพยากรณ์์ผลการเคลื่่อนที่่ของน้้ำสีี เมื่่อนำแก้้วน้้ำร้้อนประกบลงบนแก้้วน้้ำเย็็น แล้้วดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วออก น้้ำสีีในแก้้วน้้ำทั้้�งสองใบไม่่ผสมกััน น้้ำสีีจากแก้้วทั้้�งสองใบไม่่ผสมกัันโดยน้้ำสีีแดง ยัังคงอยู่่ในแก้้วบน และน้้ำสีีเขีียวอยู่่ในแก้้วล่่าง เมื่่อนำแก้้วน้้ำเย็็นประกบลงบนแก้้วน้้ำร้้อน แล้้วดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วออก น้้ำสีีในแก้้วน้้ำทั้้�งสองใบผสมกััน น้้ำสีีแดงและน้้ำสีีเขีียวมีีการผสมกัันอย่่าง รวดเร็็ว ทำให้้แก้้วน้้ำทั้้�งสองใบเป็็นสีีคล้้ำ การอภิิปรายผล เมื่่อนำแก้้วน้้ำร้้อนประกบลงบนแก้้วน้้ำเย็็นแล้้วดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วออก พบว่่า น้้ำสีีจากแก้้วทั้้�งสองใบ ไม่่ผสมกัันโดยน้้ำสีีแดงยัังคงอยู่่ในแก้้วบน และน้้ำสีีเขีียวอยู่่ในแก้้วล่่าง จากผลการทำกิิจกรรมสามารถอธิิบายได้ว่้่า น้้ำที่่มีอุีุณหภููมิต่ิ่างกัันจะมีีความหนาแน่่นไม่่เท่่ากััน โดยน้้ำที่่มีอุีุณหภููมิิ สููงกว่่าหรืือน้้ำร้้อนจะมีีความหนาแน่่นน้้อยกว่่าน้้ำที่่มีีอุุณหภููมิิต่่ำกว่่าหรืือน้้ำเย็็น เมื่่อวางแก้้วน้้ำร้้อนไว้้ด้้านบน น้้ำร้้อนจึึงไม่่จมลงสู่่ด้้านล่่าง ขณะที่่น้้ำเย็็นไม่่ลอยขึ้้�นสู่่ด้้านบน ทำให้้น้้ำสีีในแก้้วน้้ำทั้้�งสองใบไม่่ผสมกััน แก้วน�้ำร้อน แก้วน�้ำเย็น แก้้วน้้ำร้้อน แก้้วน้้ำเย็็น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 25 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม นัักเรีียนได้้ฝึึกทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ใดบ้้าง ในการทำกิิจกรรมแต่่ละขั้้นตอน แนวคำตอบ ในระหว่่างการทำกิิจกรรมน้้ำสีีเคลื่อน่ ที่่ได้้อย่่างไร นัักเรีียนได้้ใช้ทั้ ักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์ดั์ ังนี้้� • ทัักษะการหาความสััมพัันธ์์ระหว่่างสเปซกัับสเปซ จากการสัังเกตและระบุุตำแหน่่งหรืือพื้้�นที่่ ที่่น้้ำสีีครอบครองอยู่่ก่่อนและหลัังจากการดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วน้้ำออก • ทัักษะการพยากรณ์์จากการพยากรณ์์สิ่่งที่่จะเกิิดขึ้้�นเมื่่อดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วน้้ำออก • ทัักษะการสัังเกต จากการสัังเกตสิ่่งที่่จะเกิิดขึ้้�นเมื่อ่ดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วน้้ำออกโดยไม่่เพิ่่มความคิิดของ ตนเองลงไป • ทัักษะการลงความเห็็นจากข้้อมููล จากการอภิิปรายสาเหตุุของการเกิิดผลของกิิจกรรม ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม เมื่่อนำแก้้วน้้ำเย็็นประกบลงบนแก้้วน้้ำร้้อนแล้้วดึึงกระดาษที่่ปิิดปากแก้้วออก พบว่่า น้้ำสีีแดงและน้้ำสีีเขีียวมีี การผสมกัันอย่่างรวดเร็็ว ทำให้้แก้้วน้้ำทั้้�งสองใบเป็็นสีีคล้้ำ จากผลการทำกิิจกรรมสามารถอธิิบายได้้ว่่า จากน้้ำเย็็นมีีความหนาแน่่นมากกว่่าน้้ำร้้อนนั้้�น เมื่่อวางแก้้วน้้ำเย็็นไว้้ ด้้านบน น้้ำเย็็นจึึงจมลงสู่่ด้้านล่่าง ขณะที่่น้้ำร้้อนลอยขึ้้�นสู่่ด้้านบน ทำให้้น้้ำสีีในแก้้วน้้ำทั้้�งสองใบผสมกััน แก้้วน้้ำร้้อน แก้้วน้้ำเย็็น 26 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
นัักเรีียนจะได้้ฝึึกปฏิิบััติิทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ จุดประสงค์ วัสดุและอุปกรณ์ เวลาที่ใช้ใน การท�ำกิจกรรม ทำกิิจกรรมร่่อนจรวด และวิิเคราะห์์การใช้้ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ในการทำกิิจกรรม 120 นาทีี วัสดุที่ใช้ต่อกลุ่ม ครููต้้องเตรีียมแหล่่งเรีียนรู้้สำหรัับสืืบค้้นข้้อมููลเกี่่ยวกัับรููปแบบของจรวดกระดาษ หนัังสืือเรีียนรายวิิชาพื้้�นฐานวิิทยาศาสตร์์และเทคโนโลยีีระดัับมััธยมศึึกษาปีีที่่ 1 เล่่ม 1 สสวท. การเตรียม ล่วงหน้าส�ำหรับครู สื่อการเรียนรู้/ แหล่งเรียนรู้ กิิจกรรมที่่ 1.3 จรวดกระดาษของใครบิินได้้นานที่่สุุด รายการ ปริมาณ/กลุ่ม 1. กระดาษ ขนาด A4 10 แผ่น ข้้อเสนอแนะ ในการทำกิิจกรรม -ไม่่มีี- สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 27 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม 1. สืืบค้้นจรวดกระดาษ สัังเกตจรวดกระดาษจากข้้อมููลที่่สืืบค้้นได้้แล้้วจััดกลุ่่มของจรวดกระดาษ เช่่น การใช้้ ลัักษณะการพัับปีีกเป็็นเกณฑ์์ซึ่ ่ งจรวดกระดาษสามารถจััดกลุ่่มได้้2กลุ่่ม คืือกลุ่่มที่่ปีีกไม่่พัับ กัับกลุ่่มที่่ปีีกพัับ หรืือดััดให้้โค้้งซึ่่ งมีีอยู่่ 3 แบบ คืือ แบบปลายปีีกพัับลง ปลายปีีกพัับขึ้้�น และปลายปีีกดััดให้้โค้้งขึ้้�น 2. การทำการทดลองเพื่่อศึึกษาจรวดกระดาษแบบใดร่่อนอยู่่ในอากาศนานที่่สุุด ดัังนี้้� สมมติิฐาน คืือ ลัักษณะปีีกของจรวดกระดาษมีีผลต่่อเวลาในการร่่อนของจรวดกระดาษ โดยจรวดกระดาษกลุ่่ม ที่่มีีปีีกพัับจะใช้้เวลาร่่อนในอากาศได้้นานกว่่าจรวดกระดาษกลุ่่มที่่มีีปีีกไม่่พัับ นิิยามเชิิงปฏิิบััติิการ คืือ การร่่อนอยู่่ในอากาศของจรวดวััดจากการจัับเวลาขณะที่่จรวดอยู่่ในอากาศ เมื่่อเริ่่ม ปล่่อยจากมืือผู้้ปล่่อยจนกระทั่่งจรวดกระดาษสััมผััสพื้้�น ตััวแปรต้้น คืือ ลัักษณะปีีกของจรวดกระดาษ ตััวแปรตาม คืือ เวลาในการร่่อนของจรวดกระดาษ ตััวแปรที่่ต้้องควบคุุมให้้คงที่่ คืือ กระดาษที่่ใช้้พัับจรวด ตำแหน่่งที่่ใช้้ปล่่อยจรวดกระดาษ ลัักษณะการปล่่อย จรวดกระดาษ นาฬิิกาจัับเวลา ผู้้ปล่่อยจรวดกระดาษ และผู้้จัับเวลา วิิธีีทำ 1. พัับจรวดตามแบบ 2. กำหนดจุุดปล่่อยจรวดกระดาษ 3. ดำเนิินการร่่อนจรวดแต่่ละแบบ แล้้วจัับเวลาในการร่่อนของจรวดกระดาษ บัันทึึกผล ทำซ้้ำ3ครั้้�งเพื่่อหาค่่าเฉลี่่ย ตาราง แสดงตััวอย่่างผลการทดลอง กลุ่่มของ จรวดกระดาษ ลัักษณะปีีก เวลาในการร่อน (วินาที) ครั้้งที่่ 1 ครั้้งที่่ 2 ครั้้งที่่ 3 เฉลี่่ย กลุ่่มที่่ปีีกไม่พั่ ับ ปลายปีีกไม่่พัับ 9 10 9 9.33 กลุ่่มพัับปีีก ปลายปีีกพัับลง 15 14 14 14.33 ปลายปีีกพัับขึ้้�น 15 16 15 15.33 ปลายปีีกดััดโค้้งขึ้้�น 16 17 16 16.33 28 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม นัักเรีียนได้้ฝึึกทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ใดบ้้าง ในการทำกิิจกรรมแต่่ละขั้้นตอน แนวคำตอบ ในระหว่่างการทำกิิจกรรมจรวดกระดาษของใครบิินได้้นานที่่สุุด นัักเรีียนได้้ใช้้ทัักษะกระบวนการทาง วิิทยาศาสตร์์ดัังนี้้� • ทัักษะการสัังเกต จากการสัังเกตจรวดกระดาษในตััวอย่่าง โดยไม่่เพิ่่มความคิิดเห็็นของตนเองลงไป • ทัักษะการจำแนกประเภท จากการจััดกลุ่่มของจรวดกระดาษ โดยใช้้ลัักษณะการพัับปีีกเป็็นเกณฑ์์ • ทัักษะการตั้้งสมมติิฐาน จากการตั้้�งสมมติิฐานก่่อนทำการทดลองที่่ระบุุความสััมพัันธ์์ของตััวแปรต้้นและ ตััวแปรตาม • ทัักษะการกำหนดนิิยามเชิิงปฏิิบััติิการ จากการกำหนดความหมายและขอบเขตของการร่่อน ในอากาศของจรวดกระดาษที่่อยู่่ในสมมติิฐานให้้สามารถสัังเกตหรืือวััดได้้ • ทัักษะการกำหนดและควบคุุมตััวแปร จากการกำหนดตััวแปรต้้น ตััวแปรตาม และตััวแปร ที่่ต้้องควบคุุมให้้คงที่่สอดคล้้องกัับสมมติิฐาน • ทัักษะการทดลองจากการออกแบบการทดลองการปฏิบัิติัิการทดลองและการบัันทึึกผลการทดลอง • ทัักษะการตีีความหมายข้้อมููลและลงข้้อสรุุป จากการแปลความหมายข้้อมููลการร่่อนของ จรวดกระดาษแบบต่่าง ๆ และลงข้้อสรุุปโดยใช้้ข้้อมููลที่่แปลความหมายได้้ ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม การอภิิปรายผล จากข้้อมููลพบว่่า จรวดกระดาษที่่มีีปีีกพัับร่่อนอยู่่ในอากาศได้้นานกว่่ากลุ่่มจรวดกระดาษที่่มีี ปีีกไม่่พัับ โดยจรวดกระดาษที่่ปลายปีีกดััดโค้้งขึ้้�น เป็็นแบบจรวดกระดาษที่่ร่่อนในอากาศได้้นานที่่สุุด แสดงว่่า ลัักษณะปีีกของจรวดกระดาษมีีผลต่่อเวลาในการร่่อนของจรวดกระดาษ การสรุุปผล ลัักษณะปีีกของจรวดกระดาษมีีผลต่่อเวลาในการร่่อนของจรวดกระดาษ จรวดกระดาษที่่มีลัีักษณะ ปีีกพัับใช้้เวลาร่่อนในอากาศได้้นานกว่่าจรวดกระดาษมีีลัักษณะปีีกไม่่พัับ โดยจรวดกระดาษแบบปลายปีีก ดััดโค้้งขึ้้�น เป็็นแบบจรวดกระดาษที่่ร่่อนในอากาศได้้นานที่่สุุด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 29 หน่วยที่่ 1 | เรียนรู้วิทยาศาสตร์อย่างไร คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
หน่วยที่2 หน ่วยการเรียนรู้นี้มีจุดมุ ่งหมายให้นักเรียนเรียนรู้เกี่ยวกับ สมบััติิบางประการของสารบริิสุุทธิ์์�และการจำแนกองค์์ประกอบของสาร บริิสุุทธิ์์� โดยใช้้กระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์ ทัักษะแห่่งศตวรรษที่่ 21 และเทคโนโลยีีในการตรวจสอบจุุดเดืือด จุุดหลอมเหลว และ ความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสม สมบััติิทางกายภาพ บางประการของธาตุโลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ การใช้ประโยชน์ และผลกระทบจากการใช้ประโยชน์ของธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกัมมันตรังสีที่มีต่อสิ่งมีชีวิต สิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจและสังคม องค์ประกอบของหน่วย บทที่1 สมบัติของสารบริสุทธิ์ เรื่่�องที่่� 1 จุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลว เวลาที่่�ใช้้ 6 ชั่่�วโมง เรื่่�องที่่� 2 ความหนาแน่่น เวลาที่่�ใช้้ 4 ชั่่�วโมง กิจกรรมท้ายบท เวลาที่ใช้ 1 ชั่วโมง บทที่2 การจ�ำแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์ เรื่่�องที่่� 1 การจำแนกสารบริิสุุทธิ์์� เวลาที่่�ใช้้ 4 ชั่่�วโมง เรื่่�องที่่� 2 โครงสร้้างอะตอม เวลาที่่�ใช้้ 2 ชั่่�วโมง เรื่่�องที่่� 3 การจำแนกธาตุุ เวลาที่่�ใช้้ 4 ชั่่�วโมง และการใช้ประโยชน์ กิจกรรมท้ายบท เวลาที่ใช้ 1 ชั่วโมง รวมเวลาที่่�ใช้้ 22 ชั่่�วโมง สารบริสุทธิ์
สาระส�ำคัญ สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว ส่วนสารผสมประกอบด้วยสารตั้งแต่2 ชนิดขึ้นไป สารบริสุทธิ์แต่ละชนิด มีสมบัติบางประการที่เป็นค่าเฉพาะตัว มีค่าคงที่ เช่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่น แต่สารผสมมีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นไม่คงที่ ขึ้นอยู่กับชนิดและสัดส่วนของสารที่ผสมอยู่ด้วยกัน บทที่1 สมบัติของสารบริสุทธ ิ ์ 1. อธิิบายและเปรีียบเทีียบจุุดเดืือด จุุดหลอมเหลวของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสม 2. คำนวณ อธิิบาย และเปรีียบเทีียบความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสม 3. ใช้เครื่องมือเพ ื่ อวัดมวลและปริมาตรของสารบริสุทธิ์และสารผสม จุดประสงค์ของบทเรียน เมื่อเรียนจบบทนี้แล้ว นักเรียนจะสามารถทำสิ่งต่อไปนี้ได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 31 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ภาพรวมการจััดกิิจกรรมการเรีียนรู้้ จุดประสงค์ การเรียนรู้ของบทเรียน แนวความคิดต่อเนื่อง กิจกรรม รายการประเมิน 1. อธิิบายและเปรีียบเทีียบ จุุดเดืือด จุุดหลอมเหลว ของสารบริสุิทุธิ์์�และสารผสม 1. สารบริสุทธิ์ประกอบด้วยสารเพียง ชนิดเดียว ส่วนสารผสมประกอบ ด้วยสารตั้งแต่2 ชนิดขึ้นไป 2. จุดเดือดของสารบริสุทธิ์คงที่ ส่วน จุดเดือดของสารผสมจะไม่คงที่ เปลี่ยนไปตามอัตราส่วนผสมของ สารผสมนั้น 3. ช่่วงอุุณหภููมิิที่่�ของแข็็งเริ่่�มหลอมเหลว จนกระทั่่�งหลอมเหลวหมดคืือช่่วง อุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลว และเมื่่�อ ห าค่่าเฉลี่่�ยของอุุณหภููมิิที่่�ส าร เริ่่�มหลอมเหลวกัับอุุณหภููมิิที่่�สาร หลอมเหลวหมด จะได้้จุุดหลอมเหลว ของสารนั้้น 4. สารแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลว แตกต่างกนัสารบริสุทธมิ์ ีจุดหลอมเหลว คงที่ และมีช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลว แคบกว่าสารผสม ส่วนสารผสม มีจุดหลอมเหลวไม่คงที่ขึ้นอยู ่กับ อัตราส่วนของสารผสมนั้น และมี ช่วงอุณหภูมิที่หลอมเหลวค่อนข้าง กว้าง กิจกรรมที่ 2.1 จุดเดือดของสาร บริสุทธิ์และสาร ผสมเป็นอย่างไร กิจกรรมที่ 2.2 จุดหลอมเหลว ของสารบริสุทธิ์ และสารผสมเป็น อย่างไร นักเรียนสามารถ 1. อธิบายและเปรียบเทียบ จุดเดือดของสารบริสุทธิ์ และสารผสมจากกราฟ 2. เปรียบเทียบจุดหลอมเหลว ของสารบริ สุทธิ์และ สารผสมจากการรวบรวม ข้อมูลสารสนเทศ 3. วิิเคราะห์์สารบริิสุุทธิ์์� และสารผสมโดยใช้้สมบััติิ จุุดเดืือด จุุดหลอมเหลว 2. คำนวณ อธิิบาย และ เปรียบเทียบ ความหนา แน่นของสารบริสุทธและิ์ สารผสม 3. ใช้เครื่องมือเพ ื่ อวัดมวล และปริมาตรของสาร บริสุทธและสาิ์รผสม 1. สารบริสุทธแต่ละ ิ์ชนิดมความหนาแน่น ี หรือมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตรคงที่ ซึ่งเป็นค่าเฉพาะของสารนั้น ณ สถานะและอุณหภูมิหนึ่ง 2. สารผสมมีความหนาแน่นไม่คงที่ขึ้น อยู่กับชนิดและอัตราส่วนผสมของ สารที่ผสมอยู่ด้วยกัน กิจกรรมที่ 2.3 ความหนาแน่น ของสารบริสุทธิ์ และสารผสมเป็น อย่างไร นักเรียนสามารถ 1. วัดมวลและปริมาตรของ สารบริสุทธิ์และสารผสม 2.ค�ำนวณความหนาแน่นของ สารบริสุทธและสาิ์รผสม 3. อธิบายและเปรียบเทียบ ความหนาแน่นของสาร บริสุทธิ์และสารผสม 32 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทัักษะกระบวนการทางวิิทยาศาสตร์์และทัักษะแห่่งศตวรรษที่่ 21 ที่่ควรจะได้้จากบทเรีียน ทักษะ เรื่องที่ 1 2 กิจกรรมท้ายบท ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ การสังเกต • • การวัด • • การจ�ำแนกประเภท • • • การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปซกับสเปซ และสเปซกับเวลา • การใช้จ�ำนวน • การจัดกระท�ำและส ื่อความหมายข้อมูล • • • การลงความเห็นจากข้อมูล • • • การพยากรณ์ การตั้งสมมติฐาน การก�ำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการ การก�ำหนดและควบคุมตัวแปร การทดลอง การตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรุป • • • การสร้างแบบจ�ำลอง ทักษะแห่งศตวรรษที่21 ด้้านการคิิดอย่่างมีีวิิจารณญาณและการแก้้ปััญหา • • • ด้้านการสื่่�อสาร สารสนเทศและการรู้้เท่่าทัันสื่่�อ • • • ด้้านความร่่วมมืือ การทำงานเป็็นทีีมและภาวะผู้้นำ • • • ด้้านการสร้้างสรรค์์และนวััตกรรม • ด้้านคอมพิิวเตอร์์และเทคโนโลยีีสารสนเทศและ การสื่่�อสาร • ด้้านการทำงาน การเรีียนรู้้ และการพึ่่�งตนเอง • • • สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 33 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
1. กระตุ้้นความสนใจของนัักเรีียน เพื่่�อนำเข้้าสู่่หน่่วยที่่�2 สารบริิสุุทธิ์์� โดยให้้นัักเรีียนสัังเกตภาพนำหน่่วย และอ่่านเนื้้อหานำหน่่วยที่่� 2 ในหนัังสืือเรีียน ร่่วมกัันอภิิปรายและตอบคำถาม ดัังต่่อไปนี้้ 1.1 นกเั รียนสงเกตเห็นอะไ ัรในภาพ (นกเั รียนตอบ ตามความเข้าใจของนักเรียน) 1.2 สิ่่�งที่่�เห็็นในภาพมีีลัักษณะเหมืือนและแตกต่่าง กัันอย่่างไร (นัักเรีียนตอบคำถามตามความ เข้้าใจของนัักเรีียน เช่่น เป็็นของแข็็งและ มัันวาวเหมืือนกััน แต่่มีีรููปร่่างที่่�แตกต่่างกััน ลัักษณะเป็็นก้้อน คดโค้้ง ทรงกระบอก คล้ายท่อ) 1.3 ถ้านักเรียนต้องการทราบว่าสิ่งที่เห็นในภาพ เป็นสารผสมหรือสารบริสุทธิ์จะต้องท�ำ อย่างไร (นักเรียนตอบตามความเข้าใจของ ตนเอง เช่น น�ำไปทดลอง น�ำไปแยกสาร หรือ อ ื่ น ๆ) 2. ให้นัั้กเรีียนค้้นหาคำตอบของคำถาม โดยอ่่านเนื้้อหา นำหน่่วยและอภิิปรายเพื่่�อให้้ได้้แนวคิิดว่่าการตรวจสอบ ว่่าโลหะทั้้ง3 ภาพเป็็นสารบริสุิทุธิ์์�หรืือสารผสม และ เป็็นชนิิดเดีียวกัันหรืือไม่่สามารถตรวจสอบได้้จาก สมบััติิของโลหะเหล่่านั้้น 3. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันวิิเคราะห์์คำถามนำหน่่วย และ อภิิปรายว่่าในหน่่วยนี้้นัักเรีียนจะได้้เรีียนรู้้อะไรบ้้าง หน่วยที่2 สารบริสุทธิ์ องค์ประกอบของหน่วย บทที่ 1 สมบัติของสารบริสุทธิ์ เรื่องที่ 1 จุดเดือดและจุดหลอมเหลว เรื่องที่ 2 ความหนาแน่น บทที่ 2 การจ�าแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์ เรื่องที่ 1 การจ�าแนกสารบริสุทธิ์ เรื่องที่ 2 โครงสร้างอะตอม เรื่องที่ 3 การจ�าแนกธาตุและการใช้ประโยชน์ ภาพทั้งสามเป็นโลหะที่มีลักษณะบางอย่างคล้ายกัน ซึ่งอาจจะเป็นโลหะชนิดเดียวกันหรือ เป็นโลหะต่างชนิดกัน หากนักเรียนต้องการทราบว่าโลหะเหล่านี้เป็นโลหะชนิดใด สามารถพิจารณา ได้จากสมบัติและองค์ประกอบของโลหะนั้น สารบริสุทธิ์ มีสมบัติ องค์ประกอบ และน�าไปใช้ประโยชน์ ได้อย่างไร ภาพโลหะ ความรู้เพิ่มเติมส�ำหรับครู ภาพน�ำหน่วย คือ ภาพที่แสดงให้เห็นถึงลักษณะ ทางกายภาพของโลหะที่่�คล้้ายกััน เช่่น มีีสถานะ ของแข็็ง สีีเงิิน มัันวาว หากต้้องการทราบว่่าโลหะ ทั้้ง3 ภาพเป็็นสารบริสุิทุธิ์์�หรืือสารผสม และเป็็นโลหะ ชนิิดเดีียวกัันหรืือไม่่สามารถตรวจสอบได้้จากสมบััติิ ของโลหะเหล่่านั้้น เช่่น จุุดเดืือด จุุดหลอมเหลว และ ความหนาแน่่น การน�ำเข้าสู่หน่วยการเรียนรู้ ครูด�ำเนินการดังนี้ 34 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
4. เชื่่�อมโยงเข้้าสู่่บทที่่� 1 โดยครููอาจใช้้คำถามว่่า สารบริิสุุทธิ์์�แตกต่่างจากสารผสมอย่่างไร และสาร บริสุิทุธิ์มีี์�สมบััติิอย่่างไร 5. ให้้นัักเรีียนดููภาพนำบท อ่่านเนื้้อหานำบท จากนั้้น ให้นัั้กเรีียนอภิิปรายร่่วมกัันโดยอาจใช้้คำถามต่่อไปนี้้ 5.1 เพราะเหตุุใด ทองคำแท่่งจึึงเป็็นสารบริิสุุทธิ์์� และทองรููปพรรณจึึงเป็็นสารผสม (ทองคำ แท่่งเป็็นสารบริิสุุทธิ์์�เนื่่�องจากเป็็นทองคำ 100% ไม่่มีีส่่วนผสมของโลหะชนิิดอื่่�น ๆ แต่่ ทองรููปพรรณมีีโลหะชนิิดอื่่�นผสมอยู่่ เช่่น เงิิน ทองแดง) 5.2 ทองคำแท่่งและทองรููปพรรณมีีสมบััติต่ิ่างกััน อย่่างไร (ทองคำแท่่งมีีความเหนีีย ว สามารถยืืดขยาย ตีีหรืือรีีดแผ่่ไปได้ทุุ้กทิิศทาง มีีความอ่่อนตััวมากกว่่าโลหะชนิิดอื่่�น ๆ ทำให้้ ไม่่สามารถประดิิษฐ์์เป็็นรููปทรงต่่าง ๆ ตาม ที่่�ต้้องการได้้ ส่่วนทองรููปพรรณมีีส่่วนผสม ของโลหะอื่่�น ทำให้มีี้สมบััติิแข็็งและคงรููปดีีขึ้้น สามารถประดิิษฐ์์เป็็นเครื่่�องประดัับได้ง่้่ายขึ้้น) 5.3 นัักเรีียนคิิดว่่าทองรููปพรรณมีีจุุดเดืือด จุุดหลอมเหลว และความหนาแน่่นเหมืือน หรืือต่่างจากทองคำแท่่งอย่่างไร (นัักเรีียน สามารถตอบได้้ตามความเข้้าใจของตนเอง) หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 14 ทองค�ำที่ใช้ท�ำเครื่องประดับหรือทองรูปพรรณ ไม่ได้เป็นสำรบริสุทธิ์ ที่ประกอบด้วยทองค�ำเพียงอย่ำงเดียว เนื่องจำกทองค�ำบริสุทธิ์100% แม้จะมี ควำมเหนียวสำมำรถยืดขยำยตีหรือรีดในทุกทิศทำงได้แต่มีควำมอ่อนตัวมำกกว่ำ โลหะชนิดอื่น ๆ ท�ำให้ไม่สำมำรถท�ำเป็นรูปทรงต่ำง ๆ ตำมที่ต้องกำรได้ ส่วนทองรูปพรรณเป็นสำรผสมระหว่ำงทองค�ำกับโลหะชนิดอื่น ๆ เช่น เงิน ทองแดง ในอัตรำส่วนที่เหมำะสม ซึ่งจะท�ำให้สมบัติต่ำง ๆ ของทองค�ำ เช่น สีจุดหลอมเหลว จุดเดือดควำมหนำแน่นเปลี่ยนไป นอกจำกนั้นยังท�ำให้ทองค�ำ ภาพทองค�าแท่งและทองรูปพรรณ แข็งและคงรูปดีขึ้น สำมำรถท�ำเครื่องประดับได้ง่ำยขึ้น สารบริสุทธิ์และสารผสม มีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่น แตกต่างกันอย่างไร 1. อธิบำยและเปรียบเทียบ จุดเดือด จุดหลอมเหลวของสำรบริสุทธิ์และสำรผสม 2. ค�ำนวณ อธิบำยและเปรียบเทียบ ควำมหนำแน่นของสำรบริสุทธิ์และสำรผสม 3. ใช้เครื่องมือเพื่อวัดมวลและปริมำตรของสำรบริสุทธิ์และสำรผสม จุดประสงค์ของบทเรียน เมื่อเรียนจบบทนี้แล้ว นักเรียนจะสามารถท�าสิ่งต่อไปนี้ได้ สำรผสมเป็นสำรที่มีองค์ประกอบของสำรตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมำรวมกัน เช่น ทองรูปพรรณ เป็นสำรผสมระหว่ำง ทองค�ำและโลหะอื่น น�้ำเกลือเป็นสำรผสมระหว่ำงน�้ำและเกลือส่วนสำรที่มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียวจัดเป็นสำรบริสุทธิ์ เช่น ทองค�ำแท่ง น�้ำกลั่น กลูโคสออกซิเจน สมบัติของสำรผสมและสำรบริสุทธิ์เช่น จุดเดือดจุดหลอมเหลวควำมหนำแน่น เหมือนหรือต่ำงกันอย่ำงไร บทที่ 1 สมบัติของสารบริสุทธิ์ ความรู้เพิ่มเติมส�ำหรับครู ภาพน�ำบทที่ 1 คือ ภาพทองค�ำแท่งและทองค�ำ รูปพรรณ ซึ่งต้องการส ื่อให้เห็นว่าทองค�ำแท่งที่เป็น สารบริสุทธิ์มีสมบัติแตกต่างจากทองรูปพรรณที่เป็น สารผสมซึงเกิด่จากการน�ำทองค�ำมาผสมกบโลหะ ัชนิด อ ื่ น ๆ ท�ำให้ทองรูปพรรณมีองค์ประกอบและสมบัติ ที่แตกต่างไปจากทองค�ำบริสุทธิ์ เช่น สี ความแข็ง จุดหลอมเหลว จุดเดือด ความหนาแน่น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 35 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
6. ทบทวนความรู้้เกี่่�ยวกัับองค์์ประกอบของสารผสมและสารบริิสุุทธิ์์�โดยใช้้คำถามต่่อไปนี้้ - สารผสมและสารบริสุิทุธิ์มีี์�องค์์ประกอบแตกต่่างกัันอย่่างไร จากนั้นอภิปรายร่วมกนเพั อให้ได้ข้อส ื่ รุปว่า สารผสมเป็นสารที่มองค์ป ีระกอบตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เช่น ทองรูปพรรณ เป็น สารผสมระหว่างทองค�ำและโลหะอน ื่ น�้ำเกลอื เป็นสารผสมระหว่างน�้ำและเกลอื ส่วนสารบริสุทธเป็นสา ิ์ รที่มองค์ป ีระกอบ เพยงีชนิดเดยวีเช่น ทองค�ำแท่ง น�้ำกลน ั่ กลูโคส 7. ให้นัั้กเรีียนอ่่านคำถามนำบท จุุดประสงค์์ของบทเรีียน และอภิิปรายร่่วมกััน เพื่่�อให้นัั้กเรีียนทราบขอบเขตเนื้้อหาที่่�นัักเรีียน จะได้้เรีียนรู้้ในบทเรีียน รวมทั้้งเป้้าหมายการเรีียนรู้้และแนวทางการประเมิินที่่�นัักเรีียนจะได้้เรีียนรู้้ในบทเรีียนนี้้ (นัักเรีียนจะ ได้้เปรีียบเทีียบจุุดเดืือดจุุดหลอมเหลว และความหนาแน่่นของสารบริสุิทุธิ์์�และสารผสม) 8. เชื่่�อมโยงเข้้าสู่่เรื่่�องที่่�1 โดยถามนัักเรีียนว่่า จุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวของสารบริสุิทุธิ์์�เป็็นอย่่างไร 36 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เรื่องที่1 จุดเดือดและจุดหลอมเหลว หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 15 รถยนต์ที่เรำใช้กันอยู่ทุกวันนี้มีควำมร้อนเกิดขึ้นขณะที่เครื่องยนต์ก�ำลังท�ำงำน จึงต้องมีระบบระบำยควำมร้อน เพื่อไม่ให้ชิ้นส่วนต่ำง ๆ ของเครื่องยนต์ช�ำรุด เสียหำย หม้อน�้ำเป็นอุปกรณ์หนึ่งที่ช่วยระบำยควำมร้อนด้วยของเหลว ขณะที่เครื่องยนต์ท�ำงำนควำมร้อนที่เกิดขึ้นอำจมีอุณหภูมิสูงพอที่จะท�ำให้น�้ำในหม้อน�้ำเดือด จึงมีกำรเติมสำรบำงชนิด ลงในหม้อน�้ำ เรียกว่ำ สำรหล่อเย็น สำรนี้จะส่งผลให้จุดเดือดของน�้ำเปลี่ยนไป นักเรียนคิดว่ำจุดเดือดของน�้ำบริสุทธิ์ และน�้ำที่ผสมสำรอื่นต่ำงกันอย่ำงไร เพรำะเหตุใด ภาพ 2.1 เครื่องยนต์ช�ารุดเนื่องจากความร้อน ค�าส�าคัญ จุดเดือด จุดหลอมเหลว สารบริสุทธิ์ สารผสม เขียนเครื่องหมาย R หน้าข้อที่ถูกต้อง £ กำรเดือดเกิดขึ้นเมื่อของเหลวได้รับควำมร้อนแล้วเปลี่ยนสถำนะเป็นแก๊ส £ กำรหลอมเหลวเกิดขึ้นเมื่อสำรเปลี่ยนสถำนะจำกของแข็งเป็นของเหลว ทบทวนความรู้ก่อนเรียน เรื่องที่ 1 จุดเดือดและจุดหลอมเหลว รู้อะไรบ้างก่อนเรียน เขียนสิ่งที่รู้เกี่ยวกับจุดเดือด จุดหลอมเหลวของสำรบริสุทธิ์และสำรผสม ความรู้เพิ่มเติมส�ำหรับครู ภาพนำเรื่่�อง ต้้องการสื่่�อให้้เห็็นว่่าหม้้อน้้ำรถยนต์์เป็็น อุุปกรณ์์ที่่�ช่่วยระบายความร้้อนในเครื่่�องยนต์์ขณะที่่� เครื่่�องยนต์์ทำงาน น้้ำในหม้้อน้้ำเดืือดได้้หากเติิมน้้ำ ที่่�เป็็นสารบริิสุุทธิ์์�แต่่ถ้้าเติิมน้้ำที่่�ผสมสารอื่่�นหรืือน้้ำยา หล่่อเย็็นในหม้้อน้้ำรถยนต์์ จะทำให้้จุุดเดืือดของน้้ำ ในหม้้อน้้ำสููงขึ้้น แนวการจััดการเรีียนรู้้ ครููดำเนิินการดัังนี้้ 1. ให้นัั้กเรีียนดููภาพนำเรื่่อง อ่่านเนื้้อหานำเรื่่อง รู้้จััก คำสำคััญ และทำกิจิกรรมทบทวนความรู้้ก่่อนเรีียน แล้้วนำเสนอผลการทำกิจิกรรม หากครููพบว่่านัักเรีียน ยัังทำกิิจกรรมทบทวนความรู้้ก่่อนเรีียนไม่่ถููกต้้อง ครููควรทบทวนหรืือแก้้ไขความเข้้าใจคลาดเคลื่่�อน ของนัักเรีียน เพื่่�อให้นัั้กเรีียนมีีความรู้้พื้้นฐานที่่�ถููกต้้อง และเพีียงพอที่่�จะเรีียนเรื่่�องจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลว ของสารต่่อไป เฉลยทบทวนความรู้ก่อนเรียน เขียนเครื่องหมาย P หน้าข้อที่ถูกต้อง ..O.. การเดืือดเกิิดขึ้้นเมื่่�อของเหลวได้รัั้บความร้้อน แล้้วเปลี่่�ยนสถานะเป็็นแก๊๊ส (การเปลี่่�ยน สถานะของของเหลวเป็็นแก๊๊สมีี 2 ลัักษณะ คืือ การเดืือดและการระเหย การเดืือด เกิิดขึ้้นเมื่่�อของเหลวได้้รัับความร้้อน แล้้วเปลี่่�ยนสถานะเป็็นแก๊๊สทั่่�วภาชนะ ถ้้าของเหลวเปลี่่�ยนสถานะเป็็นแก๊๊สเฉพาะ ผิิวหน้้า เรีียกว่่า การระเหย) ..P.. การหลอมเหลวเกิิดขึ้้นเมื่่�อสารเปลี่่�ยน สถานะจากของแข็็งเป็็นของเหลว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 37 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
2. ตรวจสอบความรู้้เดิิมเกี่่�ยวกัับจุุดเดืือด จุุดหลอมเหลวของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสมของนัักเรีียน โดยให้้ทำกิิจกรรม รู้้อะไรบ้้างก่่อนเรีียน นัักเรีียนสามารถเขีียนข้้อความ แผนผััง หรืือแผนภาพได้้อย่่างอิิสระตามความเข้้าใจของตนเอง โดยครูยััูงไม่่เฉลยคำตอบ แต่ถ้่ ้าครููพบแนวคิิดคลาดเคลื่่�อนจากคำตอบของนัักเรีียน ครููควรรวบรวมแนวคิิดคลาดเคลื่่�อนที่่� พบ เพื่่�อนำไปใช้้ในการวางแผนการจััดการเรีียนรู้้และแก้้ไขแนวคิิดเหล่่านั้้นให้้ถููกต้้อง เมื่่�อนัักเรีียนเรีียนจบเรื่่�องนี้้แล้้ว นัักเรีียนจะมีีความรู้้ความเข้้าใจครบถ้้วนตามจุุดประสงค์์ของบทเรีียนในขณะที่่�เรีียนเรื่่�องนั้้น ๆ ตัวอย่างแนวคิดคลาดเคลื่อนที่อาจพบในเรื่องนี้ • ของเหลวทุุกอย่่างจะเดืือดที่่�อุุณหภููมิิ100 องศาเซลเซีียส และจะแข็็งตััวที่่�อุุณหภููมิิ0องศาเซลเซีียส 3. เชื่่�อมโยงเข้้าสู่่กิิจกรรมที่่ 2.1 จุุดเดืือดของสารบริสุิุทธิ์์�และสารผสมเป็็นอย่่างไร โดยใช้้คำถามว่่าสารบริสุิทุธิ์์�และสารผสม มีีจุุดเดืือดเป็็นอย่่างไร 38 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่2.1 จุดเดือดของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร แนวการจััดการเรีียนรู้้ ครููดำเนิินการดัังนี้้ ก่่อนทำกิิจกรรม 1. ให้นกเั รียนอ่านวิธีการด�ำเนินกิจกรรมในหนงสัอเื รียน และร่วมกนอัภิปรายในประเด็นดงต่อไปน ั ี้ 1.1 กิจกรรมนี้เกี่ ยวกับเรื่องอะไร (จุดเดือดของสารบริสุทธิ์และสารผสม) 1.2 สารบริสุทธและสาิ์รผสมที่ใช้เป็นสารตวอย่างในกิ ัจกรรมนี้คอสาืรใด(สารบริสุทธคิ์ อน�้ ืำกลน ั่ สารผสมคอสาืรละลาย โซเดียมคลอไรด์) 1.3 จุุดประสงค์์ของกิจิกรรมนี้้คืืออะไร (วััดอุุณหภููมิิเขีียนกราฟการเปลี่่�ยนแปลงอุุณหภููมิิของน้้ำกลั่่�นและสารละลาย โซเดีียมคลอไรด์์เมื่่�อได้้รัับความร้้อน และเปรีียบเทีียบจุุดเดืือดของน้้ำกลั่่�นและสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์) 1.4 วิิธีีการดำเนิินกิิจกรรมมีีขั้้นตอนโดยสรุุปอย่่างไร (วััดอุุณหภููมิิเริ่่�มต้้นของสารก่่อนให้้ความร้้อน และเมื่่�อให้้ ความร้้อน สัังเกตการเปลี่่�ยนแปลงของสารและบัันทึึกอุุณหภููมิิที่่�เปลี่่�ยนแปลงไปทุุก ๆ 30 วิินาทีี จนกระทั่่�ง น�้ำเดือด และให้ความร้อนต่อไปอีก 2 นาที จึงดับตะเกียงแอลกอฮอล์ น�ำผลที่ได้จากการท�ำกิจกรรมมาเขียน กราฟและวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน�้ำกล ั่ นและสารละลายโซเดียมคลอไรด์) 1.5 สัังเกตได้้อย่่างไรว่่าของเหลวเริ่่�มเดืือดและกำลัังเดืือด(เมื่่�อสารเริ่่�มเดืือดจะมีีฟองอากาศเล็็กๆ ที่่�ก้้นบีีกเกอร์์แล้้ว ลอยขึ้้นสู่่ด้้านบน ขณะเดืือดสัังเกตเห็็นฟองอากาศขนาดใหญ่่เกิิดขึ้้นทั่่�วทั้้งภาชนะ) 1.6 ให้ความรู้เบื้องต้นว่า จุดเดือด คือ อุณหภูมิที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สทั่วทั้งภาชนะ 1.7 มีีข้้อควรระวัังในการทำกิิจกรรมนี้้หรืือไม่่อย่่างไร (การใช้้ความร้้อนจากตะเกีียงแอลกอฮอล์์ควรปฏิิบััติิอย่่าง ระมััดระวัังตามข้้อแนะนำในหนัังสืือเรีียน) ครููควรอธิิบายเพิ่่�มเติิมในประเด็็นที่่�นัักเรีียนยัังตอบไม่่ครบถ้้วน 2. แนะนำให้นัั้กเรีียนวางแผนการทำงานร่่วมกััน และออกแบบตารางบัันทึึกผลให้้เรีียบร้้อยก่่อนทำกิจิกรรม โดยให้นัั้กเรีียน ออกแบบวิธีีิการบัันทึึกผล เพื่่�อนำข้้อมููลอุุณหภููมิิของสารกัับเวลามาเขีียนกราฟความสััมพัันธ์ร์ะหว่่างอุุณหภููมิกััิบเวลาของ น�้ำกลนและสา ั่ รละลายโซเดยมคลอไ ีรด์เมอได้ ื่ รับความร้อน ครูตรวจสอบการออกแบบตารางบนัทึกผลของนกเั รียนแต่ละกลุ่ม โดยอาจให้บางกลุ่มน�ำเสนอตารางที่ออกแบบและครูให้ค�ำแนะน�ำปรับแก้ตามความเหมาะสม http://ipst.me/8077 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 39 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ระหว่างการท�ำกิจกรรม 3. ให้นัั้กเรีียนแต่่ละกลุ่่มทำกิจิกรรมตามแผนที่่�วางไว้้ครูสััูงเกตการทำกิจิกรรมของนัักเรีียนพร้้อมให้้คำแนะนำในประเด็็น ต่่างๆเช่่น วิธีีิการจััดอุุปกรณ์์การวััดอุุณหภููมิิและการบัันทึึกผลการสัังเกตของนัักเรีียนทุุกกลุ่่ม เพื่่�อให้้คำแนะนำหากเกิิด ข้้อผิิดพลาดในขณะทำกิจิกรรม รวมทั้้งนำข้้อมููลที่่�ควรจะปรัับปรุุงและแก้้ไขมาใช้้ประกอบการอภิิปรายหลัังทำกิจิกรรม หลัังการทำกิิจกรรม 4. ให้นัั้กเรีียนนำข้้อมููลเกี่่�ยวกัับการเปลี่่�ยนแปลงอุุณหภููมิิของน้้ำกลั่่�นและสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์มาเขีียนกราฟแสดงความ สััมพัันธ์ร์ะหว่่างอุุณหภููมิกััิบเวลา ด้้วยวิธีีิการต่่างๆเช่่น เขีียนลงในกระดาษกราฟ โปรแกรมสำเร็จรู็ ูป หรืือซอฟต์์แวร์์ประยุุกต์์ 5. ให้นัั้กเรีียนแต่่ละกลุ่่มนำเสนอผลการทำกิจิกรรม โดยทุุกกลุ่่มนำข้้อมููลไปเขีียนกราฟลงในกระดาษกราฟแผ่่นเดีียวกััน หรืือ นำข้้อมููลไปสร้้างกราฟเปรีียบเทีียบกัันโดยใช้้โปรแกรมสำเร็จรู็ ูป หรืือซอฟต์์แวร์์ประยุุกต์ จ์ากนั้้นร่่วมกัันอภิิปรายเปรีียบ เทีียบข้้อมููลที่่�แต่่ละกลุ่่มได้จ้ากการทำกิจิกรรม และสาเหตุุที่่�ทำให้้เกิิดผลคลาดเคลื่่�อน เช่่น การจััดอุุปกรณ์์และการอ่่านค่่า อุุณหภููมิิไม่ถูู่กต้้อง 6. ให้้นัักเรีียนตอบคำถามท้้ายกิิจกรรม สรุุปผลของกิิจกรรมโดยใช้้คำถามท้้ายกิิจกรรมเป็็นแนวทางเพื่่อให้้ได้้ข้้อสรุุปจาก กิิจกรรมว่่า อุุณหภููมิิขณะเดืือดของน้้ำกลั่่�นจะคงที่่� ส่่วนอุุณหภููมิิขณะเดืือดของสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์จะเพิ่่�มสููง ขึ้้น ไม่่คงที่่� 7. ให้นัั้กเรีียนอ่่านเนื้้อหาในหนัังสืือ แล้้วร่่วมกัันอภิิปรายโดยใช้้คำถามว่่า สารบริิสุุทธิ์์�และสารผสมจะมีีจุุดเดืือดเช่่นเดีียวกัับ น้้ำกลั่่�นและสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์หรืือไม่่ จากนั้้นครููเชื่่�อมโยงความรู้้เกี่่�ยวกัับจุุดเดืือดของสารบริสุิทุธิ์์�และสารผสม เพื่่อให้้ได้ข้้้อสรุุปว่่า สารบริสุิทุธิ์มีี์�จุุดเดืือดคงที่่�และสารผสมมีีจุุดเดืือดไม่่คงที่่� เช่่น น้้ำกลั่่�นเป็็นสารบริสุิทุธิ์ มีี ์�องค์์ประกอบ เพีียงชนิิดเดีียวจุุดเดืือดคงที่่�สารบริสุิทุธิ์อื่์� ่�น ๆ ก็มีี็จุุดเดืือดคงที่่�เช่่นเดีียวกัับน้้ำกลั่่�น เช่่น ปรอทมีีจุุดเดืือด356.7องศาเซลเซีียส กลีีเซอรอลมีีจุุดเดืือด 290 องศาเซลเซีียส ส่่วนสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์เป็็นสารผสมประกอบด้้วยน้้ำกลั่่�นกัับ โซเดีียมคลอไรด์ มีี ์องค์์ประกอบมากกว่่า1 ชนิิดขณะเดืือดอััตราส่่วนผสมระหว่่างน้้ำกลั่่�นกัับโซเดีียมคลอไรด์จ์ะเปลี่่�ยนแปลงไป ไม่่คงที่่�จุุดเดืือดจึึงไม่่คงที่่�สารผสมอื่่�น ๆ ก็มีี็จุุดเดืือดไม่่คงที่่�เช่่นกััน เช่่น น้้ำเชื่่�อม สารละลายเอทานอล 8. ให้นัั้กเรีียนตอบคำถามระหว่่างเรีียน เพื่่�อประเมิินความเข้้าใจเกี่่�ยวกัับจุุดเดืือดของสารบริสุิทุธิ์์�และสารผสมในหนัังสืือเรีียน และร่่วมกัันอภิิปรายคำตอบดัังตััวอย่่าง 40 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เฉลยคำถามระหว่างเรียน 9. หากครููพบว่่านัักเรีียนมีีแนวคิิดคลาดเคลื่่�อนเกี่่�ยวกัับเรื่่�องนี้้ ให้้ครููแก้้ไขแนวคิิดคลาดเคลื่่�อนของนัักเรีียน เช่่น นัักเรีียน คิิดว่่าสารทุุกชนิิดมีีจุุดเดืือดที่่�100องศาเซลเซีียสครููควรให้นัั้กเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายว่่าแนวคิิดนี้้ยัังถููกต้้องหรืือไม่่อย่่างไร • พบของเหลวชนิดหนึ่ง ลักษณะใสไม่มีสีหากต้องการทราบว่าของเหลวชนิดนี้เป็นสารบริสุทธิ์หรือสารผสม จะมีวิธีการตรวจสอบได้อย่างไร แนวค�ำตอบ น�ำสารดังกล่าวมาให้ความร้อนและหาจุดเดือด หากสารดังกล่าวมีจุดเดือดคงที่ ณ ความดันหนึ่ง แสดงว่าสารนั้นเป็นสารบริสุทธิ์ แต่ถ้าสารดังกล่าวมีจุดเดือดเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ไม่คงที่ แสดงว่า สารนั้นเป็นสารผสม • ถ้ากิจกรรมที่ 2.1 ใช้สารละลายเอทานอลแทนสารละลายโซเดียมคลอไรด์จะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อย่างไร เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ เม ื่อให้ความร้อนกับสารละลายเอทานอล ซึ่งประกอบด้วยเอทานอลและน�้ำ เอทานอลเป็นสารที่ กลายเป็นไอได้ง่ายกว่าน�้ำ ท�ำให้ขณะที่สารละลายได้รับความร้อนอัตราส่วนระหว่างเอทานอลกับ น�้ำจะเปลี่ยนแปลงไป อุณหภูมิขณะเดือดจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งเอทานอลกลายเป็นไอจน หมดเหลือแต่น�้ำเพียงอย่างเดียว หากให้ความร้อนต่อไป อุณหภูมิขณะเดือดจะคงที่ตามจุดเดือด ของน�้ำ แนวคิดคลาดเคลื่อน แนวคิิดที่่ถููกต้้อง ของเหลวทุุกชนิิดจะเดืือดที่่�อุุณหภููมิิ100 องศาเซลเซีียส และจะแข็็งตััวที่่�อุุณหภููมิิ0 องศาเซลเซีียส ของเหลวไม่่ได้้เดืือดที่่�อุุณหภููมิิ100 องศาเซลเซีียส และ แข็็งตััวที่่�อุุณหภููมิิ0องศาเซลเซีียสเสมอไป เพราะอุุณหภููมิิ ของการเดืือดหรืือจุุดเดืือด และอุุณหภููมิิของการแข็็งตััว หรืือจุุดเยืือกแข็็งเป็็นค่่าเฉพาะของสารแต่่ละชนิิดซึ่่�งมีีค่่า ต่่างกััน 10. ครูและนกเั รียนร่วมสนทนาเกยวก ี่ บสาัรบริสุทธมิ์ ีจุดเดอดคงื ที่ ในขณะที่สารผสมมีจุดเดอดไม่คง ื ที่ ครูอาจใช้ค�ำถามน�ำต่อไป ว่าจุดหลอมเหลวของสารบริสุทธและสาิ์รผสมจะเป็นอย่างไร เพราะเหตุใดเพอเ ื่ ชื่อมโยงเข้าสู่กิจกรรมที่2.2จุดหลอมเหลว ของสารบริสุทธและสารผสมเป็นอย่างไร ิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 41 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่2.2 จุดหลอมเหลวของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร แนวการจัดการเรียนรู้ครูด�ำเนินการดังนี้ ก่อนการท�ำกิจกรรม 1. ให้นกเั รียนอ่านวิธีการด�ำเนินกิจกรรมในหนงสัอเื รียน และร่วมกนอัภิปรายในประเด็นดงต่อไปน ั ี้ 1.1 กิจกรรมนี้เกี่ ยวกับเรื่องอะไร (จุดหลอมเหลวของสารบริสุทธิ์และสารผสม) 1.2 กิจิกรรมนี้้มีีจุุดประสงค์์อะไร (วิิเคราะห์ข้์ ้อมููลสารสนเทศเพื่่�อเปรีียบเทีียบช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวและจุุดหลอม เหลวของแนฟทาลีีนและกรดเบนโซอิิกในแนฟทาลีีน) 1.3 วิิธีีดำเนิินกิิจกรรมมีีขั้้นตอนโดยสรุุปอย่่างไร (วิิเคราะห์์ข้้อมููลเกี่่�ยวกัับช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวของแนฟทาลีีน และกรดเบนโซอิิกในแนฟทาลีีนที่่�มีีอััตราส่่วนต่่างกัันจากตาราง จากนั้้นหาจุุดหลอมเหลวของสาร และอภิิปราย ร่่วมกัันเพื่่�อเปรีียบเทีียบช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลว และจุุดหลอมเหลวของแนฟทาลีีนและกรดเบนโซอิิก ในแนฟทาลีน แล้วตอบค�ำถามท้ายกิจกรรม) 2. ควรให้้ความรู้้วิธีีิการหาจุุดหลอมเหลวของของแข็็งโดยให้นัั้กเรีียนชมวีีดิทััิศน์์หรืือชมการสาธิิตของครููและอภิิปรายเพื่่�อให้้ ได้ข้้้อสรุุปว่่า การหาจุุดหลอมเหลวของของแข็็งทำโดยบดของแข็็งให้้ละเอีียด บรรจุุในหลอดแคปปิิลลารีีปริิมาณเล็็กน้้อย ผููกกัับเทอร์์มอมิิเตอร์์แล้้วให้้ความร้้อนผ่่านน้้ำ เมื่่�อหาจุุดหลอมเหลวของแนฟทาลีีนและสารผสมของกรดเบนโซอิิกใน แนฟทาลีีนที่่�มีีอััตราส่่วนผสมต่่างๆ จะได้้ผลตามที่่�แสดงในหนัังสืือเรีียน 3. ย้้ำให้้นัักเรีียนวิิเคราะห์์ข้้อมููลในตารางช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวของแนฟทาลีีนและตารางช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลว ของกรดเบนโซอิิกในแนฟทาลีีนที่่�มีีอััตราส่่วนต่่างกััน นำช่่วงการหลอมเหลวมาหาจุุดหลอมเหลวของสารแต่่ละชนิิด แล้้วตอบคำถามท้้ายกิจิกรรม และนำเสนอผลการวิิเคราะห์ข้์ ้อมููล ระหว่่างการทำกิิจกรรม 4. ให้้เวลานัักเรีียนร่่วมกัันวิิเคราะห์ข้์ ้อมููลในตาราง 5. เดิินสัังเกตการทำกิจิกรรมของนัักเรีียน ถ้้าพบว่่านัักเรีียนส่่วนมากไม่่สามารถวิิเคราะห์ข้์ ้อมููลได้ ้ครููควรกำหนดประเด็็นให้้ นัักเรีียนวิิเคราะห์ ์เพื่่�อช่่วยให้นัั้กเรีียนมีีแนวทางในการวิิเคราะห์์ 42 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
หลัังการทำกิิจกรรม 6. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายโดยใช้้ข้้อมููลที่่�ได้้จากการนำเสนอและตอบคำถามท้้ายกิิจกรรม จากนั้้นครููและนัักเรีียน ร่่วมกัันอภิิปรายคำตอบร่่วมกัันเพื่่อให้้ได้ข้้ ้อสรุุปจากกิิจกรรมว่่า จุุดหลอมเหลวของแนฟทาลีีนทั้้ง 3 ครั้้งมีีค่่าใกล้้เคีียงกััน แนฟทาลีีนซึ่่�งเป็็นสารบริสุิทุธิ์์�ไม่่ได้้หลอมเหลวจนหมดที่่�อุุณหภููมิิเดีียวกััน และมีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวค่่อนข้้างแคบ ส่่วนกรดเบนโซอิิกในแนฟทาลีีนมีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวค่่อนข้้างกว้้างและจุุดหลอมเหลวไม่่คงที่่�ขึ้้นอยู่่กัับอััตราส่่วนของ สารผสมนั้้น ๆ 7. อภิปรายเพิมเติมความ่รู้โดยให้นกเั รียนอ่านเนื้อหาท้ายกิจกรรมที่ 2.2 จากนั้นครูตั้งค�ำถาม เพื่อให้ได้ข้อสรุปว่าจุดหลอมเหลว (melting point) คืือ อุุณหภููมิิที่่�ของแข็็งเปลี่่�ยนสถานะเป็็นของเหลว ซึ่่�งสารแต่่ละชนิิดมีีจุุดหลอมเหลวแตกต่่างกััน โดยสารบริสุิทุธิ์มีี์� จุุดหลอมเหลวคงที่่� เนื่่�องจากประกอบด้้วยสารเพีียงอย่่างเดีียว ความร้้อนที่่�ใช้้เปลี่่�ยนสถานะจากของแข็็ง เป็็นของเหลวจึึงมีีค่่าเท่่ากััน สัังเกตได้จ้ากแนฟทาลีีนที่่�เป็็นสารบริสุิทุธิ์มีีช่์� ่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวค่่อนข้้างแคบ ไม่่หลอมเหลว หมดที่่�อุุณหภููมิิเดีียวกััน เนื่่�องจากโดยทั่่�วไปสารบริสุิทุธิ์์�อาจมีีสิ่่�งเจืือปนอยู่่บ้้าง จึึงทำให้อุุ้ณหภููมิิที่่�สารเริ่่�มหลอมเหลวและ อุุณหภููมิิที่่�สารหลอมเหลวหมดไม่่เป็็นอุุณหภููมิิเดีียวกััน ส่่วนสารผสมมีีจุุดหลอมเหลวไม่่คงที่่� สัังเกตได้จ้ากจุุดหลอมเหลว ของกรดเบนโซอิิกในแนฟทาลีีนที่่�มีีอััตราส่่วนระหว่่างกรดเบนโซอิิกกัับแนฟทาลีีนแตกต่่างกััน จะมีีจุุดหลอมเหลวไม่่ เท่่ากัันและมีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวกว้้าง 8. ให้นักเรียนตอบค�ำถามระหว่างเรียน เพ ื่อประเมินความเข้าใจเก ี่ ยวกับจุดหลอมเหลวของสารบริสุทธิ์และสารผสมใน หนงสัอเื รียน และร่วมกนอัภิปรายค�ำตอบดงตั วอย่าง ั เฉลยคำถามระหว่างเรียน • เกลืือที่่นำมาทำน้้ำเกลืือให้้ผู้้ป่่วย จะสามารถตรวจสอบได้้อย่่างไร ว่่าเกลืือนั้้นบริิสุุทธิ์์�หรืือไม่่ แนวค�ำตอบ น�ำเกลือนั้นมาหาจุดหลอมเหลว และพิจารณาว่าเกลือดังกล่าวมีจุดหลอมเหลวคงที่หรือไม่ ถ้ามี จุดหลอมเหลวคงที่ แสดงว่าเกลือที่น�ำมาท�ำน�้ำเกลือดังกล่าวเป็นสารบริสุทธิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 43 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
10. ให้้นัักเรีียนอภิิปรายร่่วมกัันเพื่่�อสรุุปเรื่่�องจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวจากการทำกิิจกรรมที่่� 2.1 และ 2.2 เพื่่อให้้ได้้ ข้้อสรุุปว่่าสารบริสุิทุธิ์์�แต่่ละชนิิดมีีสมบััติิบางประการที่่�เป็็นค่่าเฉพาะตััวเช่่น จุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวคงที่่�แต่่สารผสม มีีจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวไม่่คงที่่� ขึ้้นอยู่่กัับชนิิดและอััตราส่่วนของสารที่่�ผสมอยู่่ด้้วยกััน ซึ่่�งจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลว ของสารจะเปลี่่�ยนแปลงไปขึ้้นอยู่่กัับความดัันบรรยากาศ และให้้นัักเรีียนตอบคำถามในหนัังสืือเรีียน 11. ให้้นัักเรีียนอภิิปรายร่่วมกัันเกี่่�ยวกัับประโยชน์์จากการนำความรู้้เรื่่�องจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวมาใช้้ในชีีวิิตประจำวััน เพื่่�อให้้นัักเรีียนเห็็นความสำคััญในการเรีียนเรื่่�องดัังกล่่าว และถามคำถามเพิ่่�มเติิมว่่า จุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวเป็็น สมบััติิของสารซึ่่�งสามารถใช้้จำแนกสารบริสุิทุธิ์์�และสารผสม ยัังมีีสมบััติอื่ิ่�นอีีกหรืือไม่่ที่่�สามารถนำมาจำแนกสารบริสุิทุธิ์์� และสารผสม นัักเรีียนจะได้้ศึึกษาในรายละเอีียดเรื่่�องถััดไป เฉลยคำถามระหว่างเรียน • สาร A มีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่หลอมเหลว 132.5 - 133 องศาเซลเซีียส ส่่วนสาร B มีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่หลอมเหลว 130 - 135 องศาเซลเซีียส สารใดควรเป็็นสารบริิสุุทธิ์์�และสารใดควรเป็็นสารผสม เพราะเหตุุใด แนวคำตอบ สาร A เป็็นสารบริิสุุทธิ์์�และสาร Bเป็็นสารผสม เนื่่�องจากสาร A มีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวแคบ ส่่วนสาร B มีีช่่วงอุุณหภููมิิที่่�หลอมเหลวกว้้าง เฉลยคำถามระหว่างเรียน • ความดันมีผลต่อจุดหลอมเหลวของสารอย่างไร แนวคำตอบ ความดัันบรรยากาศมีีผลต่่อจุุดหลอมเหลวของสาร คืือความดัันบรรยากาศสููงทำให้้จุุดหลอมเหลว ของสารสููง เมื่่�อความดัันบรรยากาศต่่ำ จุุดหลอมเหลวของสารจะต่่ำ 9. นำนัักเรีียนอภิิปรายร่่วมกััน โดยให้พิ้จิารณาตาราง 2.1 จุุดเดืือดของน้้ำที่่�ความดัันต่่าง ๆ ซึ่่�งจะเห็็นได้ว่้่า จุุดเดืือดของสาร ขึ้้นอยู่่กัับความดัันบรรยากาศโดยความดัันบรรยากาศ คืือ น้้ำหนัักของอากาศที่่�กดลงบนพื้้นโลกในแนวตั้้งฉากต่่อหนึ่่�งหน่่วย พื้้นที่่� ซึ่่�งนัักเรีียนสามารถศึึกษาข้้อมููลเพิ่่�มเติิมได้จ้ากเกร็็ดน่่ารู้้ แล้้วตอบคำถามระหว่่างเรีียน ดัังตััวอย่่าง 44 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เรื่องที่2 ความหนาแน่น หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 23 ปัจจุบันมีกำรน�ำเทคโนโลยีมำสร้ำงเรือด�ำน�้ำเพื่อศึกษำสิ่งมีชีวิตหรือลักษณะทำงธรณีวิทยำใต้ท้องทะเลกำรที่เรือด�ำน�้ำ ด�ำลงสู่ทะเลลึกได้นั้นต้องท�ำให้เรือทั้งล�ำมีควำมหนำแน่นมำกกว่ำควำมหนำแน่นของน�้ำ ในทำงกลับกันถ้ำต้องกำรให้ เรือลอยขึ้นมำได้นั้นเรือทั้งล�ำจะต้องมีควำมหนำแน่นน้อยกว่ำน�้ำ นักเรียนคิดว่ำควำมหนำแน่นคืออะไร และสำมำรถหำค่ำควำมหนำแน่นของวัตถุได้อย่ำงไร ภาพ 2.2 เรือด�าน�้าอยู่ในมหาสมุทร ค�าส�าคัญมวล ปริมาตร ความหนาแน่น เขียนเครื่องหมาย R หน้าข้อที่ถูกต้อง £ มวลมีหน่วยเป็นนิวตัน £ วัตถุชนิดหนึ่ง เมื่อท�ำให้รูปร่ำงเปลี่ยน มวลจะเปลี่ยนด้วย £ ปริมำตรคือควำมจุของวัตถุ มีหน่วยเป็นลูกบำศก์เซนติเมตร £ ปริมำตรของของแข็งจะเท่ำกับปริมำตรของน�้ำที่ของแข็งแทนที่ ทบทวนความรู้ก่อนเรียน เรื่องที่ 2 ความหนาแน่น รู้อะไรบ้างก่อนเรียน เขียนสิ่งที่รู้เกี่ยวกับควำมหนำแน่นของสำรบริสุทธิ์และสำรผสม แนวการจััดการเรีียนรู้้ ครููดำเนิินการดัังนี้้ 1. กระตุ้นความสนใจเกยวก ี่ บเั รื่องความหนาแน่นของสาร โดยให้ดูวดิีทัศน์เกยวก ี่ บกาัรน�ำของเหลวชนิดต่าง ๆ ที่่�ไม่่ผสมเป็็นเนื้้อเดีียวกัันแล้้วมาเทรวมกััน นัักเรีียน อธิิบายสถานการณ์นี้้ ์ โดยใช้้คำถาม ดัังนี้้ เหตุุใดของเหลว แต่่ละชนิิดจึึงแยกชั้้นกััน เหตุุใดของเหลวบางชนิิด อยู่่ข้้างบน บางชนิิดอยู่่ด้้านล่่าง หรืือให้นัั้กเรีียนสัังเกต ภาพนำเรื่่�องและอ่่านเนื้้อหานำเรื่่�องที่่�เกี่่�ยวกัับเรืือดำน้้ำ จากนั้้นร่่วมกัันอภิิปรายโดยใช้้คำถาม ดัังนี้้ • นัักเรีียนคิิดว่่าความหนาแน่่นคืืออะไร (นัักเรีียนสามารถตอบได้้ตามความเข้้าใจของ นัักเรีียนเองโดยครูยััูงไม่ต้่ ้องเฉลยว่่าความหนาแน่่น คืืออะไร) • ความหนาแน่่นมีีความเกี่่�ยวข้้องกัับเรืือดำน้้ำ อย่่างไร (การที่่�เรืือดำน้้ำสามารถดำลงสู่่ทะเลลึึกได้้นั้้น ต้้องทำให้้เรืือดำน้้ำทั้้งลำมีีความหนาแน่่น มากกว่่าน้้ำ และหากต้้องการให้้เรืือลอยขึ้้นสู่่ ผิิวน้้ำต้้องทำให้้เรืือมีีความหนาแน่่นน้้อยกว่่าน้้ำ) • ความหนาแน่่นของวััตถุุหาได้้อย่่างไร (นัักเรีียน สามารถตอบได้้ตามความเข้้าใจของนัักเรีียนเอง โดยครููยัังไม่่ต้้องเฉลยว่่าความหนาแน่่นของวััตถุุ หาได้้อย่่างไร) ความรู้เพิ่มเติมส�ำหรับครู ภาพน�ำเรื่องคือ ภาพเรือด�ำน�้ำใต้มหาสมุทร ซึ่งต้องการ ส ื่อให้เห็นถึงการน�ำความรู้เรื่องความหนาแน่นมาใช้ ประโยชน์ในการบังคับให้เรือด�ำน�้ำสามารถจมลงสู ่ ใต้ทะเลเพ ื่ิอส�ำรวจและศึกษาสิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเล และ ลอยกลับขึ้นมายังผิวน�้ำได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 45 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
2. ให้นัั้กเรีียนรู้้จัักคำสำคััญ ทำกิจิกรรมทบทวนความรู้้ก่่อนเรีียน แล้้วนำเสนอผลการทำกิจิกรรม หากครููพบว่่านัักเรีียน ยงัทำ�กิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียนไม่ถูกต้องครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิดของนกเั รียน เพอให้น ื่ กเั รียนมความีรู้ พื้นฐานที่ถูกต้องและเพยงพอี ที่จะเรียนเรื่องความหนาแน่นต่อไป ทบทวน เฉลยทบทวน ความรู้ก่อนเรียน ความรู้ก่อนเรียน เขียนเครื่องหมาย หน้าข้อที่ถูกต้อง มวลมีหน่วยเป็นนิวตัน (มวลมีหน่วยเป็นกิโลกรัม ส่วนน�้ำหนักมีหน่วยเป็นนิวตัน) วตถุัชนิดหนึง่เมอ ื่ ทำ� ให้รูปร่างเปลยน ี่ มวลจะเปลยนด้วย ี่ (การเปลยนแปลง ี่ รูปร่างของวตถุโดยไม่ ัทำ� ให้ส่วนหนึง่ ส่วนใดของวัตถุนั้นหายไป ไม่ได้ท�ำให้มวลของวัตถุนั้น ๆ เปลี่ยนไป) ปริิมาตรคืือความจุุของวััตถุุ มีีหน่่วยเป็็นลููกบาศก์์เซนติิเมตร (ปริิมาตร คืือ จำนวนที่่�บอกขนาดของรููป 3 มิิติิ มีี หน่่วยมาตรฐานที่่�หลากหลาย เช่่น ลููกบาศก์์เมตร (m3 ) ลููกบาศก์์เซนติิเมตร (cm3 ) ลิิตร (L) มิิลลิิลิิตร (mL) ปริมาตรของของแข็งจะเท่ากับปริมาตรของน�้ำที่ของแข็งแทนที่ 3. ทบทวนความรู้พื้นฐานเกยวก ี่ บเั รื่องมวลและปริมาตรโดยอาจใช้ค�ำถามต่อไปนี้ 3.1 มวลคืืออะไร และหน่่วยของมวลคืืออะไร (มวล คืือ ปริิมาณของเนื้้อทั้้งหมดของสาร ทั้้งของแข็็ง ของเหลว และ แก๊๊สต่่างก็็มีีมวล หน่่วยของมวล คืือ กรััมหรืือกิิโลกรััม) 3.2 ปริิมาตรคืืออะไร และหน่่วยของปริิมาตรคืืออะไร (ปริิมาตรคืือจำนวนที่่�บอกขนาดของวััตถุุที่่�มีีรููปทรง 3 มิิติิ วััตถุุทุุกชนิิดมีีปริิมาตรทั้้งสิ้้น หน่่วยของปริิมาตรที่่�เป็็นมาตรฐานมีีได้้หลากหลาย เช่่น cm3 หรืือ m3 หรืืออื่่�น ๆ) 46 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
4. ตรวจสอบความรู้เดิมเกยวก ี่ บความหนาแน่นของสา ัรบริสุทธและสาิ์รผสมของนกเั รียนโดยให้ทำ�กิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อนเรียน นกเั รียนสามารถเขยนได้ตามความเข้าใ ีจของนกเั รียน โดยครูไม่เฉลยค�ำตอบ และครูน�ำข้อมูลจากการตรวจสอบความรู้เดิม ของนกเั รียนนี้ไปใช้ในการวางแผนการจัดการเรียนรู้ว่าควรเน้นย�้ำ หรืออธิบายเรื่องใดเป็นพิเศษ เมอน ื่ กเั รียนเรียนจบเรื่องนี้ แล้ว นกเั รียนจะมความีรู้ความเข้าใจครบถ้วน ตามจุดประสงค์ของบทเรียน 5. ให้นัั้กเรีียนอ่่านทำความเข้้าใจเกี่่�ยวกัับเรื่่�อง ทะเลสาบเดดซีี (Dead Sea)และร่่วมกัันอภิิปรายถึึงความหมายของความหนาแน่่น หน่วยความหนาแน่น วิธีการค�ำนวณความหนาแน่นของสาร จากเรื่องดงกล่าว ัครูให้นกเั รียนอภิปรายตวอย่างโ ัจทย์เกยวก ี่ บั การค�ำนวณความหนาแน่นของสารและตอบค�ำถามชวนคิด ตัวอย่างแนวคิดคลาดเคลื่อนซึ่งอาจพบในเรื่องนี้ • วััตถุุต่่าง ๆ เช่่น เรืือ สามารถลอยน้้ำได้้เพราะน้้ำช่่วยดัันเรืือขึ้้นมา • มวลของวัตถุเป็นสิ่งที่ก�ำหนดว่าวัตถุนั้นจะจมหรือลอยน�้ำ วัตถุที่หนักจะจมเสมอและวัตถุที่เบาจะลอยเสมอ • สารสถานะของแข็็งจะมีีความหนาแน่่นมากกว่่าสถานะของเหลวเสมอ • วัตถุที่เป็นไม้และพลาสติกจะลอยน�้ำ ส่วนวัตถุที่เป็นโลหะจะจมน�้ำ เฉลยชวนคิด 1. วััตถุุ2 ชิ้้น มีีลัักษณะภายนอกคล้้ายกััน ชิ้้นที่่ 1 เป็็นแท่่งสี่่เหลี่่ยมผืืนผ้้า มีีความกว้้าง 3 เซนติิเมตร ยาว 8 เซนติิเมตร สููง 2 เซนติิเมตร และมีีมวล 480 กรััม ชิ้้นที่่ 2 เป็็นก้้อนขรุุขระไม่่เป็็นรููปทรงเรขาคณิิต มีีปริิมาตร 50 ลููกบาศก์์เซนติิเมตร และมีีมวล 450 กรััม วััตถุุชิ้้นใดมีีความหนาแน่่นมากกว่่ากััน แนวค�ำตอบ ปริมาตรวัตถุชิ้นที่ 1 = 3 cm x 8 cm x 2 cm = 48 cm3 ความหนาแน่นของวัตถุชิ้นที่ 1 = = = 10 g/cm3 ความหนาแน่นของวัตถุชิ้นที่ 2 = = 9 g/cm3 ดัังนั้้น วััตถุุชิ้้นที่่� 1 มีีความหนาแน่่นมากกว่่าวััตถุุชิ้้นที่่� 2 มวล (g) ปริมาตร (cm³ ) 480 g 48 cm³ 450 g 50 cm³ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 47 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
6. นำเข้้าสู่่กิิจกรรมที่่ 2.3 ความหนาแน่่นของสารบริสุิุทธิ์์�และสารผสมเป็็นอย่่างไร โดยนำอภิิปรายให้ทร้าบว่่า ในกิจิกรรม นี้้นัักเรีียนจะได้้ชั่่�งมวล และหาปริิมาตรของวััตถุุเพื่่�อนำมาคำนวณหาความหนาแน่่นของสาร ครููทบทวนวิิธีีการใช้้ เครื่่�องชั่่�งมวล 7. ให้นกเั รียนอ่านเกร็ดน่ารู้เพอ ื่ ทำ�ความเข้าใจเกยวก ี่ บวิ ั ธีการหาปริมาตรของสารโดยใช้ถ้วยยูรีกา โดยครูอาจสุ่มให้ตวแัทน นกเั รียนแต่ละกลุ่มอธิบายถึงวิธีการใช้ถ้วยยูรีกา เพอปื่ ระเมินความเข้าใจการใช้ถ้วยยูรีกา เฉลยชวนคิด 2. วัตถุัชนิุิดหนึ่่งมีคีวามหนาแน่่น 0.75กรััมต่่อลููกบาศก์์เซนติิเมตร ถ้้าวัตถุั นีุ้้ปริิมาตร250 ลููกบาศก์์เซนติิเมตร จะมีีมวลเท่่าใด แนวค�ำตอบ ความหนาแน่นของวัตถุ = 0.75 g/cm3 = มวล (g) = 0.75 x 250 = 187.5 g วัตถุชนิดนี้มีมวล 187.5 กรัม มวล (g) ปริิมาตร (cm³) มวล (g) 250 cm³ 48 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่2.3 ความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร แนวการจัดการเรียนรู้ครูด�ำเนินการดังนี้ ก่อนการท�ำกิจกรรม (ตอนที่1 ความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์) 1. ให้้นัักเรีียนอ่่านชื่่�อกิิจกรรม จุุดประสงค์์และวิิธีีการดำเนิินกิิจกรรมในหนัังสืือเรีียน และตรวจสอบความเข้้าใจการอ่่าน โดยใช้้คำถามดัังต่่อไปนี้้ 1.1 กิิจกรรมตอนที่่� 1 เกี่่�ยวกัับเรื่่�องอะไร (ความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�) 1.2 สารบริสุทธิ์ที่ใช้เป็นสารตัวอย่างในกิจกรรมนี้คือสารใด (ก้อนเหล็กและก้อนทองแดง) 1.3 กิิจกรรมนี้้มีีจุุดประสงค์์อะไร (วััดมวลและปริิมาตรเพื่่�อคำนวณความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�) 1.4 วิิธีีการดำเนิินกิิจกรรมตอนที่่� 1 มีีขั้้นตอนโดยสรุุปอย่่างไร (ชั่่�งมวลของเหล็็กทั้้ง 2 ก้้อน และทองแดงทั้้ง 2 ก้้อน และหาปริิมาตรของสารโดยใช้้ถ้้วยยููรีีกา บัันทึึกผล นำข้้อมููลที่่�บัันทึึกมาคำนวณหาความหนาแน่่นของสาร) 1.5 วิธีการหามวลและปริมาตร (หามวลโดยการชั่งด้วยเครื่องชั่งและหาปริมาตรของวตถุั ถ้าวตถุนั ั้นเป็นของแข็งที่มี รูปทรงเรขาคณิตสามารถค�ำนวณตามสูตรการหาปริมาตรรูปทรงเรขาคณิตแต่ถ้าวตถุนั ั้นเป็นของแข็งที่มีรูปทรง ไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิตสามารถหาปริมาตรโดยใช้ถ้วยยูรีกา) 1.6 วัสดุและอุปกรณ์พิเศษที่ใช้ในกิจกรรมมีอะไรบ้างและใช้งานอย่างไร (การใช้ถ้วยยูรีกาหาปริมาตรโดยมีวิธีการ ใช้งานดังเกร็ดน่ารู้ในหนังสือเรียนหน้า 25) 2. ให้นกเั รียนแต่ละกลุ่มวางแผนร่วมกนในกา ัรค�ำนวณความหนาแน่นของสารแต่ละชนิดตามที่หนงสัอเื รียนก�ำหนด รวมทั้ง ออกแบบตารางบันทึกผลการท�ำกิจกรรมและวิธีการค�ำนวณ ระหว่างการท�ำกิจกรรม 3. ให้นักเรียนท�ำกิจกรรมตามแผนที่วางไว้และสังเกตความถูกต้องในการใช้เครื่องมือ ได้แก่ การใช้เครื่องชั่ง ถ้วยยูรีกา และกระบอกตวง พร้อมทั้งให้ค�ำแนะน�ำเพิ่มเติมเมื่อพบว่านักเรียนปฏิบัติไม่ถูกต้อง http://ipst.me/8078 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 49 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
หลังการท�ำกิจกรรม 4. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม โดยน�ำผลการท�ำกิจกรรมมาเขียนในตารางบันทึกผลการท�ำกิจกรรม ที่ติดหน้าห้องเรียนเพ ื่อเปรียบเทียบข้อมูลของแต่ละกลุ่ม ดังตัวอย่างตาราง กลุ่มที่ ความหนาแน่นเฉลี่ย (g/cm3 ) เหล็ก ทองแดง ก้อนที่1 ก้อนที่2 ก้อนที่1 ก้อนที่2 1 2 3 4 5 5. ร่วมกันอภิปรายเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้จากการท�ำกิจกรรม และสาเหตุที่ท�ำให้เกิดผลการท�ำกิจกรรมคลาดเคล ื่ อน เช่น การจัดอุปกรณ์และการอ่านค่ามวลและปริมาตรของสารไม่ถูกต้อง 6. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายโดยใช้้ข้้อมููลที่่�ได้้จากการนำเสนอและตอบคำถามท้้ายกิิจกรรมตอนที่่� 1 เพื่่อให้้ได้้ข้้อสรุุป จากกิิจกรรมตอนที่่ 1 ว่่า ค่่าความหนาแน่่นเฉลี่่�ยของเหล็็กก้้อนที่่�1 และ 2 ที่่�มีีขนาดแตกต่่างกััน ของทุุกกลุ่่มมีีค่่าเท่่า กัันหรืือใกล้้เคีียงกััน ส่่วนค่่าความหนาแน่่นเฉลี่่�ยของทองแดงก้้อนที่่� 1 และ 2 ที่่�มีีขนาดแตกต่่างกััน ของทุุกกลุ่่มก็็มีีค่่า เท่่ากัันหรืือใกล้้เคีียงกัันเช่่นกััน เนื่่�องจากก้้อนเหล็็กและก้้อนทองแดงเป็็นสารบริสุิทุธิ์์�ที่่�มีีความหนาแน่่นเป็็นค่่าเฉพาะตััว ของสารนั้้น 7. เชื่่�อมโยงความรู้้ของนัักเรีียนที่่�ได้้จากการอภิิปรายกิิจกรรมตอนที่่� 1 กัับกิิจกรรมที่่�จะเรีียนต่่อไปว่่า เมื่่�อทราบแล้้วว่่า ความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�ซึ่่�งเป็็นค่่าเฉพาะตััวของสาร แล้้วความหนาแน่่นของสารผสมเป็็นอย่่างไร ศึึกษาได้้จาก กิิจกรรมตอนที่่� 2 ความหนาแน่่นของสารผสม 50 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ก่อนท�ำกิจกรรม (ตอนที่2 ความหนาแน่นของสารผสม) 8. ให้้นัักเรีียนอ่่านวิิธีีการดำเนิินกิิจกรรมในหนัังสืือเรีียน และตรวจสอบความเข้้าใจการอ่่านโดยใช้้คำถามดัังต่่อไปนี้้ 8.1 กิิจกรรมตอนที่่� 2 เกี่่�ยวกัับเรื่่�องอะไร (ความหนาแน่่นของสารผสม) 8.2 สารผสมที่่�ใช้้เป็็นสารตััวอย่่างในกิจิกรรมนี้้คืือสารใด(สารละลายโซเดีียมคลอไรด์ชุ์ ุดที่่�1และ2สารละลายน้้ำตาล ทรายชุุดที่่� 1 และ 2) 8.3 กิิจกรรมนี้้มีีจุุดประสงค์์อะไร (วััดมวลและปริิมาตรเพื่่�อคำนวณหาความหนาแน่่นของสารผสม และเปรีียบเทีียบ ความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสม) 8.4 วิิธีีการดำเนิินกิิจกรรมตอนที่่�2 มีีขั้้นตอนโดยสรุุปอย่่างไร (ชั่่�งมวลของสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์ทั้้ง 2 ชุุดและ สารละลายน้้ำตาลทรายทั้้ง 2 ชุุด และวััดปริิมาตรของสารโดยใช้้กระบอกตวง บัันทึึกผล นำข้้อมููลที่่�บัันทึึกมา คำนวณหาความหนาแน่่นของสาร) ครููควรอธิิบายเพิ่่�มเติิมในประเด็็นที่่�นัักเรีียนยัังตอบได้้ไม่่ครบถ้้วน 9. แนะน�ำเทคนิคในการหามวลและปริมาตรของสารละลาย ดังนี้ - ครููควรแนะนำให้้นัักเรีียนชั่่�งบีีกเกอร์์และบัันทึึกมวลบีีกเกอร์์ - ตวงสารละลายปริิมาตรตามกำหนดโดยใช้้กระบอกตวง โดยห้้ามใช้้กระบอกตวงใบเดีียวกัันตวงสารละลาย ต่างชนิดกัน - จากนั้นจึงเติมสารละลายลงในบีกเกอร์ที่ชั่งมวลแล้วและน�ำไปชั่งอีกครั้ง บันทึกผล - มวลของสารละลายมีค่าเท่ากับผลต่างระหว่างมวลของบีกเกอร์ที่ใส่สารละลายกับมวลของบีกเกอร์ก่อนใส่ สารละลาย 10. ให้้นัักเรีียนแต่่ละกลุ่่มวางแผนร่่วมกัันในการคำนวณความหนาแน่่นของสารแต่่ละชนิิดตามที่่�หนัังสืือเรีียนกำหนด รวมทั้้งออกแบบตารางบัันทึึกผลการทำกิิจกรรมและวิิธีีการคำนวณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 51 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ระหว่างการท�ำกิจกรรม 11. ให้นกเั รียนทำ�กิจกรรมตามแผนที่วางไว้และสงเกตความถูกต้องในกา ัรใช้เครื่องมอื ได้แก่การใช้เครื่องชั่งและกระบอกตวง พร้อมทั้งให้ค�ำแนะน�ำเพิ่มเติมเมื่อพบว่านักเรียนปฏิบัติไม่ถูกต้อง หลังท�ำกิจกรรม 12. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม โดยให้นักเรียนแต่ละกลุ่มน�ำเสนอวิธีการและน�ำตารางบันทึกผล การท�ำกิจกรรมติดหน้าห้องเรียนเพ ื่อเปรียบเทียบข้อมูลของแต่ละกลุ่ม ดังตัวอย่างตาราง กลุ่มที่ ความหนาแน่นเฉลี่ย (g/cm3 ) สารละลายโซเดียมคลอไรด์ สารละลายน�้ำตาลทราย ชุดที่1 ชุดที่2 ชุดที่1 ชุดที่2 1 2 3 4 5 13. ร่่วมกัันอภิิปรายเปรีียบเทีียบข้้อมููลที่่�ได้จ้ากการทำกิจิกรรม และสาเหตุุที่่�ทำให้้ผลการทำกิจิกรรมคลาดเคลื่่�อน เช่่น การ จััดอุุปกรณ์์และการอ่่านค่่ามวลและปริิมาตรของสารไม่่ถููกต้้อง 14. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายข้้อมููลที่่�ได้้จากการทำกิิจกรรมตอนที่่� 2 ซึ่่�งควรเป็็นข้้อเท็็จจริิงที่่�ได้้จากการทำกิิจกรรมและ การบัันทึึกผลของนัักเรีียนและตอบคำถามท้้ายกิจิกรรมตอนที่่�2เพื่่อให้้ได้ข้้้อสรุุปจากกิิจกรรมว่่าสารละลายโซเดีียมคลอไรด์์ ทั้้ง2 ชุุดเป็็นสารผสมที่่�มีีโซเดีียมคลอไรด์์ผสมกัับน้้ำในอััตราส่่วนที่่�แตกต่่างกััน จึึงมีีค่่าความหนาแน่่นเฉลี่่�ยแตกต่่างกััน ส่่วนสารละลายน้้ำตาลทรายทั้้ง 2 ชุุด เป็็นสารผสมที่่�มีีน้้ำตาลทรายผสมกัับน้้ำในอััตราส่่วนที่่�แตกต่่างกััน จึึงมีีค่่าความ หนาแน่่นเฉลี่่�ยแตกต่่างกััน ดัังนั้้นสารผสมจะมีีความหนาแน่่นไม่่คงที่่�โดยสารผสมชนิิดเดีียวกัันที่่�มีีอััตราส่่วนของสารผสม ต่างกัน มีความหนาแน่นไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของสารที่น�ำมาผสมกัน 52 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
15. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันอภิิปรายผลจากการทำกิิจกรรมตอนที่่� 1 และตอนที่่� 2 และอ่่านเนื้้อหาในหนัังสืือเรีียนเกี่่�ยวกัับ ความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสมเพื่่อให้้ได้้ข้้อสรุุปว่่า ความหนาแน่่นของสารเป็็นปริิมาณแสดง ความสััมพัันธ์์ระหว่่างมวลของสารในหนึ่่�งหน่่วยปริิมาตรของสารนั้้น โดยสารบริิสุุทธิ์์�แต่่ละชนิิดมีีความหนาแน่่น หรืือมวลต่่อหนึ่่�งหน่่วยปริิมาตรคงที่่� เป็็นค่่าเฉพาะของสารนั้้น ณ สถานะ อุุณหภููมิิและความดัันหนึ่่�ง แต่่สารผสมมีี ความหนาแน่่นไม่่คงที่่�ขึ้้นอยู่่กัับชนิิดและอััตราส่่วนของสารที่่�ผสมอยู่่ด้้วยกััน 16. ให้นักเรียนตอบค�ำถามระหว่างเรียนเพ ื่อประเมินความรู้ระหว่างเรียน เก ี่ ยวกับความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์และ สารผสม เฉลยคำถามระหว่างเรียน • จากภาพ 2.3 รถบรรทุุก 2 คััน บรรทุุกวััตถุุต่่างชนิิดกััน แต่่มวลของวััตถุุที่่บรรทุุกไว้้เท่่ากััน นัักเรีียนคิิดว่่า สิ่งที่บรรทุกบนรถคันใดมีความหนาแน่นมากกว่า เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ วตถุั ที่บรรทุกบนรถคนแัรกมความหนาแน่นมากกว่าว ีตถุั ที่บรรทุกบนรถอกคีนัเพราะความหนาแน่น ของสารเป็นอัตราส่วนระหว่างมวลต่อปริมาตรของสารนั้น เม ื่ อรถบรรทุกทั้ง2คันบรรทุกวัตถุที่มี มวลเท่ากัน ดังนั้นรถบรรทุกที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะบรรทุกวัตถุที่มีปริมาตรน้อยกว่า เฉลยคำถามระหว่างเรียน • สารในสถานะของแข็งมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวเสมอไปหรือไม่ เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ ไม่เสมอไป เพราะของแข็งอาจมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลวได้เช่น เงิน น�้ำแข็งแห้ง และน้้ำแข็็งมีีความหนาแน่่น 10.50 1.56 และ 0.92 g/cm3 ตามลำดัับ แต่่ปรอทสถานะ ของเหลวมีีความหนาแน่่น 13.6 g/cm3 ซึ่่�งมากกว่่าสารในสถานะของแข็็ง 17. เชื่่�อมโยงความรู้้เกี่่�ยวกัับความหนาแน่่นของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสมจากการทำกิิจกรรม 2.3 ไปสู่่ความหนาแน่่นของ สารบริสุิทุธิ์ชนิ์�ิดต่่างๆ ที่่�ความดัันเดีียวกััน ตามข้้อมููลในตาราง2.2ในหนัังสืือเรีียนหน้้า28เพื่่�อให้นัั้กเรีียนวิิเคราะห์ข้์ ้อมููล เกี่่�ยวกัับสถานะและความหนาแน่่นของสาร แล้้วตอบคำถามระหว่่างเรีียน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 53 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
18. หากครูพบว่านักเรียนมีแนวคิดคลาดเคลื่ อนเก ี่ ยวกับเรื่องนี้ให้ครูแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่ อนของนักเรียน แนวคิดคลาดเคลื่อน แนวคิิดที่่ถููกต้้อง วััตถุุต่่าง ๆ เช่่น เรืือ สามารถลอยน้้ำได้้เพราะน้้ำช่่วย ดัันเรืือขึ้้นมา การที่่�วััตถุุลอยอยู่่ในน้้ำได้้นั้้น เพราะวััตถุุนั้้นมีีความ หนาแน่่นน้้อยกว่่าน้้ำ และน้้ำมีีแรงดัันวััตถุุให้้ลอย ขึ้นมา เรียกแรงนี้ว่า แรงลอยตัวหรือแรงพยุง มวลของวัตถุเป็นสิ่งที่ก�ำหนดว่าวัตถุนั้นจะจมหรือ ลอยน�้ำ วัตถุที่หนักจะจมเสมอและวัตถุที่เบาจะลอย เสมอ มวลของวัตถุไม่ได้เป็นสิ่งก�ำหนดการจมหรือลอยเพียง อย่างเดียว นอกจากมวลของวัตถุแล้ว ยังมีปริมาตร ของวัตถุ และชนิดวัสดุของวัตถุที่มีผลต่อการจมลอย ของวัตถุในน�้ำ สารสถานะของแข็็งจะมีีความหนาแน่่นมากกว่่าสถานะ ของเหลวเสมอ สารที่มีสถานะของแข็งบางชนิดมีความหนาแน่นน้อย กว่าของเหลวได้เช่น โฟม มความหนาแน่นน้อยกว่าน�้ ีำ วัตถุที่เป็นไม้และพลาสติกจะลอยน�้ำ ส่วนวัตถุที่เป็น โลหะจะจมน�้ำ ไม้้บางชนิิดและพลาสติิกบางชนิิดจมน้้ำเช่่น ต้้นมะกอก ออลีีฟ พลาสติิกประเภท PVC (polyvinyl chloride) เนื่่�องจากมีีความหนาแน่่นมากกว่่าน้้ำ ส่่วนโลหะ บางชนิิดสามารถลอยน้้ำได้้เช่่น โซเดีียม โพแทสเซีียม 19. ให้นักเรียนอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนเก ี่ ยวกับสถานะของสารกับความหนาแน่น และให้นักเรียนร่วมกันอภิปราย เพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า โดยส่วนใหญ่แล้วสารชนิดเดียวกัน เม ื่ อมีสถานะต่างกันที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน ของแข็ง จะมีีความหนาแน่่นมากกว่่าของเหลวและแก๊๊สเนื่่�องจากสารในสถานะของแข็็งอนุภุาคจะเรีียงชิิดติิดกัันมากกว่่าของเหลว และแก๊๊ส แต่่ในกรณีีน้้ำแข็็งกัับน้้ำ พบว่่าน้้ำแข็็งซึ่่�งเป็็นของแข็็งจะมีีความหนาแน่่นน้้อยกว่่าน้้ำซึ่่�งเป็็นของเหลว สารต่่างชนิิดกััน สารในสถานะของแข็็งไม่่จำเป็็นต้้องมีีความหนาแน่่นมากกว่่าของเหลว อย่่างไรก็็ตาม สารในสถานะ ของแข็็งและของเหลวจะมีีความหนาแน่่นมากกว่่าแก๊๊ส หลัังจากนั้้นครููให้นัั้กเรีียนตอบคำถามระหว่่างเรีียนเพื่่�อประเมิิน ความรู้้ระหว่่างเรีียนเกี่่�ยวกัับการคำนวณหาค่่าความหนาแน่่นและเปรีียบเทีียบความหนาแน่่นจากข้้อมููลในตาราง 2.2 54 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
20. ใช้้คำถามถามนัักเรีียน เพื่่�อกระตุ้้นให้นัั้กเรีียนเกิิดความอยากรู้้และหาคำตอบของคำถามระหว่่างเรีียนในประเด็็นต่่อไปนี้้ • เครื่่�องดื่่�มกระป๋๋องที่่�นัักเรีียนเคยดื่่�มมีีส่่วนผสมอะไรบ้้าง (นัักเรีียนตอบคำถามได้้ตามประสบการณ์์ของตนเอง) • นัักเรีียนคิิดว่่าเมื่่�อนำเครื่่�องดื่่�มกระป๋๋องที่่�มีีส่่วนผสมต่่างกัันใส่่ลงในน้้ำจะเกิิดอะไรขึ้้น (นัักเรีียนตอบตามความเข้้าใจ) โดยครููอาจแนะนำให้้นัักเรีียนลองทำกิิจกรรมดัังกล่่าวนอกเวลาเรีียน เฉลยคำถามระหว่างเรียน เฉลยคำถามระหว่างเรียน • ถ้าน�ำอะลูมิเนียมที่มีมวล54กรัม ปริมาตร 20ลูกบาศก์เซนติเมตร ใส่ลงไปในน�้ำ อะลูมิเนียมก้อนนี้จะลอย หรือจมน�้ำ เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ อะลูมิเนียมจมน�้ำ ความหนาแน่นของอะลูมิเนียม = = 2.7 g/cm3 จากตารางที่ 2.2 น�้ำมีความหนาแน่น 0.99 g/cm3 ส่วนอะลูมิเนียมก้อนนี้มีความหนาแน่น 2.7 g/cm3 ซึ่งมีค่า มากกว่าความหนาแน่นของน�้ำ ดังนั้น อะลูมิเนียมก้อนนี้จึงจมน�้ำ • เครื่องดื่มกระป๋องที่มีส่วนผสมต่างกัน เมื่อน�ำมาลอยน�้ำจะเกิดอะไรขึ้น แนวคำตอบ เมื่่�อนำเครื่่�องดื่่�มกระป๋๋องที่่�มีีส่่วนผสมต่่างกัันมาลอยน้้ำ จะสัังเกตเห็็นว่่าเครื่่�องดื่่�มแต่่ละกระป๋๋อง ลอยน้้ำในระดัับที่่�แตกต่่างกััน บางกระป๋๋องจมน้้ำเพราะความหนาแน่่นของเครื่่�องดื่่�มกระป๋๋องมีีค่่า มากกว่่าความหนาแน่่นของน้้ำ บางกระป๋๋องลอยน้้ำ เพราะความหนาแน่่นของเครื่่�องดื่่�มกระป๋๋อง มีีค่่าน้้อยกว่่าความหนาแน่่นของน้้ำ 54 g 20 cm3 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 55 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
21. ให้้นัักเรีียนอภิิปรายร่่วมกัันเกี่่�ยวกัับประโยชน์์จากการนำความรู้้เรื่่�องความหนาแน่่นของสารมาใช้้ในชีีวิิตประจำวััน เพื่่�อให้นัั้กเรีียนเห็็นความสำคััญในการเรีียนเรื่่�องดัังกล่่าว พร้้อมทั้้งอธิิบายขยายความรู้้เกี่่�ยวกัับโครงสร้้างของเรืือเดิินสมุทรุ ที่่�สามารถลอยน้้ำได้้และหลัักการทำงานของเรืือดำน้้ำที่่�ทำให้้ลอยหรืือจมลงสู่่ใต้้ท้้องทะเล ตามเนื้้อหาในหนัังสืือเรีียน 22. ให้้นัักเรีียนร่่วมกัันสรุุปหััวข้้อเรื่่�องในบทเรีียนที่่� 1 สมบััติิของสารบริิสุุทธิ์์� จากนั้้นครููให้้นัักเรีียนทำกิิจกรรมตรวจสอบ ตนเอง เพื่่�อสรุุปองค์์ความรู้้ที่่�ได้้เรีียนรู้้จากบทเรีียน โดยการเขีียนบรรยายวาดภาพ หรืือเขีียนผัังมโนทััศน์ สิ่่ ์ �งที่่�ได้้เรีียนรู้้ จากบทเรียนสมบัติของสารบริสุทธิ์ 23. ให้นัั้กเรีียนนำเสนอโดยอาจให้นัั้กเรีียนนำเสนอและอภิิปรายภายในกลุ่่ม หรืืออภิิปรายร่่วมกัันในชั้้นเรีียน หรืือติิดผลงาน บนผนงของห้องเ ั รียนและให้นกเั รียนเดินพิจารณาให้ความเห็น จากนั้นครูและนกเั รียนอภิปรายสรุปองค์ความรที่ ู้ ได้จาก บทเรียนร่วมกัน 56 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ตัวอย่างการเขียนบรรยายสรุปองค์ความรู้และตัวอย่างผังมโนทัศน์ในบทเรียนเรื่องสมบัติของสารบริสุทธิ์ สิ่่�งที่่�ได้้เรีียนรู้้จากบทเรีียนนี้้ คืือสารบริสุิทุธิ์์�แต่่ละชนิิดจะมีีจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวคงที่่�และเป็็นค่่าเฉพาะของ สารนั้้นที่่�ความดัันบรรยากาศเดีียวกััน และมีีความหนาแน่่นคงที่่�และเป็็นค่่าเฉพาะของสารนั้้น ณ สถานะ อุุณหภููมิิ และความดัันหนึ่่�ง ส่่วนสารผสมมีีจุุดเดืือด จุุดหลอมเหลว และความหนาแน่่นไม่่คงที่่� ขึ้้นอยู่่กัับชนิิดและอััตราส่่วน ของสารที่่�ผสมกััน ตัวอย่างผังมโนทัศน์การสรุปองค์ความรู้ในบทเรียนสมบัติของสารบริสุทธิ์ จุดเดือด อุณหภูมิขณะ เดือดคงที่ มีค่า เฉพาะตัว ที่ความ ดันบรรยากาศ เดียวกัน จุดหลอมเหลว ช่วงอุณหภูมิ ที่หลอมเหลว แคบและมี จุดหลอมเหลว คงที่ มีค่าเฉพาะ ตัว ที่ความดัน บรรยากาศ เดียวกัน ความ หนาแน่น มีค่าคงที่ เฉพาะตัว แต่ขึ้น อยู่กับสถานะ อุณหภูมิและ ความดัน จุดเดือด อุณหภูมิขณะ เดือดมีค่าไม่คงที่ เปลี่ยนไปตาม อัตราส่วนของ สารผสมนั้น จุดหลอมเหลว ช่วงอุณหภูมิ ที่หลอมเหลว กว้างและมี จุดหลอมเหลวไม่ คงที่ ขึ้นอยู่กับ อัตราส่วนของ สารผสมนั้น ความ หนาแน่น ความหนาแน่น ของสารละลาย มีค่าไม่คงที่ แต่ขึ้นอยู่กับ อัตราส่วนของ สารผสมนั้น สารบริสุทธิ์สารผสม แบ่งเป็น มีสมบัติเช่น โดย โดย โดย โดย โดย โดย มีสมบัติเช่น 24. ให้้นัักเรีียนทำกิิจกรรมท้้ายบทและตอบคำถามท้้ายกิิจกรรม จากนั้้นให้้นัักเรีียนตรวจสอบตนเองและทำแบบฝึึกหััด ท้ายบท สาร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 57 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
25. ใช้้คำถามสำคััญของบทในหน้้านำบทที่่�1สมบััติิของสารบริสุิทุธิ์์�ถามนัักเรีียนและให้นัั้กเรีียนอภิิปรายร่่วมกััน โดยนัักเรีียน ควรจะตอบคำถามสำคััญของบทได้้ เฉลยคำถามสำคัญของบท • สารบริสุทธิ์และสารผสมมีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นแตกต่างกันอย่างไร แนวคำตอบ สารบริสุิทุธิ์์�แต่่ละชนิิดมีีสมบััติิบางประการที่่�เป็็นค่่าเฉพาะตััวเช่่น จุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวคงที่่� แต่่สารผสมมีีจุุดเดืือดและจุุดหลอมเหลวไม่่คงที่่� ขึ้้นอยู่่กัับชนิิดและอััตราส่่วนของสารที่่�ผสมอยู่่ด้้วยกััน และความหนาแน่่นหรืือมวลต่่อหนึ่่�งหน่่วยปริิมาตรของสารบริิสุุทธิ์์�จะคงที่่� เป็็นค่่าเฉพาะของ สารนั้้นณสถานะและอุุณหภููมิิหนึ่่�งแต่่สารผสมมีีความหนาแน่่นไม่่คงที่่�ขึ้้นอยู่่กัับชนิิดและอััตราส่่วน ของสารที่่�ผสมอยู่่ด้้วยกััน 26. เชื่่�อมโยงไปสู่่การเรีียนรู้้ในบทต่่อไปว่่า นัักเรีียนได้้ทราบแล้้วว่่าสารบริิสุุทธิ์์�ประกอบด้้วยสารเพีียงชนิิดเดีียว ดัังนั้้น ในบทต่่อไป นัักเรีียนจะได้้เรีียนรู้้เกี่่�ยวกัับการจำแนกและองค์์ประกอบของสารบริิสุุทธิ์์� 58 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เฉลยกิิจกรรมและแบบฝึึกหััดของบทที่่ 1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 59 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
นัักเรีียนจะได้้เรีียนรู้้เกี่่�ยวกัับจุุดเดืือดของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสมโดยใช้้เทอร์์มอมิิเตอร์์วััดอุุณหภููมิิขณะให้้ความร้้อน แก่่สารจนเดืือด จากนั้้นจึึงนำผลการทำกิิจกรรมมาเขีียนกราฟและวิิเคราะห์์การเปลี่่�ยนแปลงอุุณหภููมิิของสารบริิสุุทธิ์์�และ สารผสมเพื่่�อเปรีียบเทีียบจุุดเดืือดของสารบริิสุุทธิ์์�และสารผสม วัสดุและอุปกรณ์ที่ใช้ต่อห้อง รายการ ปริมาณ/ห้อง ไฟแช็ก 1-2 อัน วัสดุและอุปกรณ์ที่ใช้ต่อกลุ่ม รายการ ปริมาณ/กลุ่ม สารละลายโซเดียมคลอไรด์ เข้มข้น 10 % (w/v) 50 cm3 น�้ำกล ั่ น 50 cm3 เทอร์มอมิเตอร์สเกล 0 - 200 °C 1 อัน บีกเกอร์ขนาด 100 cm3 2 ใบ ชุดตะเกียงแอลกอฮอล์ 1 ชุด ขาตั้งพร้อมที่จับหลอดทดลอง 1 ชุด แท่งแก้วคน 1 อัน นาฬิกาจับเวลา 1 เรือน จุดประสงค์ วัสดุและอุปกรณ์ เวลาที่ใช้ใน การท�ำกิจกรรม 1. วดอุณหัภูมิและเขยนกีราฟแสดงการเปลยนแปลงอุณห ี่ ภูมิของน�้ำกลนและสา ั่ รละลายโซเดยมี คลอไรด์เมื่อได้รับความร้อน 2. ตีความหมายข้อมูลจากกราฟ เพ ื่อเปรียบเทียบจุดเดือดของน�้ำกล ั่ นและสารละลายโซเดียม คลอไรด์ 2 ชั่วโมง กิจกรรมที่2.1 จุดเดือดของสารบริสุทธิ์และสารผสมเป็นอย่างไร 60 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี