คู่มือวิทยาศาสตร์พลังสิบ ของเล่นของใช้

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 91 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์กิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. สังเกต รวบรวมข้อมูล และระบุส่วนประกอบที่เป็นเครื่องกลอย่างง่ายที่ท าให้ของเล่นของใช้ท างาน 2. อธิบายชนิดของเครื่องกลอย่างง่ายที่เป็นส่วนประกอบที่ท าให้ของเล่นของใช้ท างาน 3. ระบุแนวคิด และออกแบบภาพร่างต้นแบบในการปรับปรุงของเล่นของใช้โดยอาศัยหลักการท างาน ของเครื่องกลอย่างง่าย ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง 4. น าเสนอแนวคิดในการปรับปรุงของเล่นของใช้โดยใช้ภาพร่างต้นแบบ เวลา 2 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่ รายการ จ านวน 1 ตัวอย่างของเล่นของใช้ที่มีเครื่องกลอย่างง่ายเป็นส่วนประกอบ เช่น รถปลาฉลาม รถลานของเล่น กรรไกร ที่เย็บกระดาษ เครื่องเหลาดินสอ เครื่องเปิดกระป๋อง รอกตกปลา 1 ชิ้น ต่อกลุ่ม 2 กระดาษปรู๊ฟ 1 แผ่น ต่อกลุ่ม 3 ดินสอ 1 แท่ง ต่อคน 4 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.1 ปรับแต่งตามใจฉัน 1 ชุด ต่อคน 5 ใบความรู้ที่ 2.1 ท าความรู้จักเครื่องกลอย่างง่าย 1 ชุด ต่อคน ข้อควรระวัง/ข้อเสนอแนะ - กิจกรรมที่ 2.1 ปรับแต่งตามใจฉัน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 92 วิธีการด าเนินกิจกรรม ตอนที่ 1 ท าความรู้จักกัน 1. ทดลองเล่น หรือทดลองใช้ และสังเกตส่วนประกอบและการท างานของของเล่นของใช้ที่ได้รับ 2. ระบุส่วนประกอบที่ท าให้ของเล่นของใช้เคลื่อนที่ และการท างานของส่วนประกอบของของเล่นหรือของใช้ ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.1 ปรับแต่งตามใจฉัน ตอนที่ 1 ท าความรู้จักกัน 3. ศึกษาใบความรู้ที่ 2.1 ท าความรู้จักเครื่องกลอย่างง่าย และระบุชนิดของเครื่องกลอย่างง่าย ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.1 ตอนที่ 1 4. น าเสนอผลการวิเคราะห์ส่วนประกอบ การท างานของส่วนประกอบ และชนิดของเครื่องกลอย่างง่าย โดยใช้ ข้อมูลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล และร่วมอภิปรายผลการวิเคราะห์ของเล่นของใช้ของกลุ่มอื่น ๆ จากนั้น บันทึกผลการวิเคราะห์ผลการปฏิบัติกิจกรรมที่ 2.1 ตอนที่ 1 จนได้ข้อมูลของของเล่นของใช้ครบทั้ง 5 ชนิด 5. แต่ละกลุ่มอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.1 ตอนที่ 1 6. น าเสนอผลการอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น และร่วมกันสรุป ผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.1 ตอนที่ 1 ตอนที่ 2 สร้างสรรค์งานปรับแต่ง 1. ระบุการใช้งาน และประโยชน์ของกระปุกออมสินที่สืบค้น แล้วบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.1 ปรับแต่ง ตามใจฉัน ตอนที่ 2 สร้างสรรค์งานปรับแต่ง ข้อที่ 1 2. ร่วมกันออกแบบการปรับปรุงกระปุกออมสิน โดยใช้เครื่องกลอย่างง่ายเป็นส่วนประกอบ พร้อมระบุ วัตถุประสงค์ในการปรับปรุง ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.1 ตอนที่ 2 ข้อที่ 2 3. วาดภาพร่างต้นแบบกระปุกออมสินที่นักเรียนต้องการปรับปรุงที่สอดคล้องกับวัตถุประสงค์ลงในกระดาษปรู๊ฟ โดยระบุชนิด และอธิบายการท างานของเครื่องกลที่เป็นส่วนประกอบของกระปุกออมสิน 4. น าเสนอแนวคิดในการปรับปรุงกระปุกออมสิน โดยใช้ภาพร่างต้นแบบ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 93 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. ตอนที่ 1 ท าความรู้จักกัน ค าชี้แจง ให้นักเรียนบันทึกส่วนประกอบที่ท าให้ของเล่นของใช้เคลื่อนที่ การท างานของส่วนประกอบของของเล่น ของใช้ ชนิดของเครื่องกลอย่างง่าย ลงในตารางต่อไปนี้ ตาราง ส่วนประกอบที่ท าให้ของเล่นของใช้เคลื่อนที่การท างานของส่วนประกอบของของเล่นของใช้ และชนิด ของเครื่องกลอย่างง่าย ของเล่นของใช้ ส่วนประกอบที่ท าให้ ของเล่นของใช้เคลื่อนที่ การท างานของส่วนประกอบ ของของเล่นของใช้ ชนิดของเครื่องกล อย่างง่าย รถยก ล้อ ท าให้รถเคลื่อนที่ ล้อและเพลา คานยก ยกของ คาน ชุดตะขอยก เกี่ยวเพื่อยกของขึ้น รอก จักรยาน ล้อ ท าให้เคลื่อนที่ ล้อและเพลา เฟือง ท าให้เคลื่อนที่ เฟือง โซ่ ท าให้เคลื่อนที่ โซ่ เครื่องเหลาดินสอ ก้านหมุน ท าให้เฟืองด้านในหมุน ข้อเหวี่ยง เฟือง ส่งแรงจากก้านหมุนไปหมุน ใบมีดเกลียว เฟือง ใบมีดเกลียว หมุนเพื่อเหลาดินสอ ล้อและเพลา แบบบันทึกกิจกรรมที่2.1 ปรับแต่งตามใจฉัน ล้อ โซ่ เฟือง ก้านหมุน ใบมีดเกลียว ล้อ คานยก ชุดตะขอยก เฟือง

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 94 ของเล่นของใช้ ส่วนประกอบที่ท าให้ ของเล่นของใช้เคลื่อนที่ การท างานของส่วนประกอบ ของของเล่นของใช้ ชนิดของเครื่องกล อย่างง่าย คนต าครกมอง คานบังคับ ท าให้แกนยกขึ้น-ลงในแนวดิ่ง คาน แกนยกขึ้น-ลง ท าให้แกนกระดกต าข้าวได้ คาน เครื่องเปิดกระป๋อง ที่หมุน หมุนเพื่อเปิดกระป๋อง เฟือง ใบมีด หมุนเพื่อตัดฝากระป๋อง เฟือง ด้ามจับ ส่งแรงกดที่หมุนให้ติดกับ ฝากระป๋อง คาน หมายเหตุส่วนประกอบที่ท าให้ของเล่นของใช้เคลื่อนที่บางชิ้นอาจมีชื่อเดียวกับชนิดของเครื่องกลอย่างง่าย ค าถามท้ายกิจกรรม 1. ของเล่นหรือของใช้ใดบ้างที่ใช้หลักการของคานในการท างาน แนวค าตอบ ค าตอบขึ้นอยู่กับของเล่นหรือของใช้ที่ใช้ปฏิบัติกิจกรรม เช่น รถยก คนต าครกมอง เครื่องเปิดกระป๋อง 2. ของเล่นหรือของใช้ใดบ้างที่ใช้หลักการของเฟืองในการท างาน แนวค าตอบ ค าตอบขึ้นอยู่กับของเล่นหรือของใช้ที่ใช้ปฏิบัติกิจกรรม เช่น จักรยาน เครื่องเหลาดินสอ เครื่องเปิดกระป๋อง 3. ของเล่นหรือของใช้ใดบ้างที่ใช้หลักการของรอกในการท างาน แนวค าตอบ ค าตอบขึ้นอยู่กับของเล่นหรือของใช้ที่ใช้ปฏิบัติกิจกรรม เช่น รถยก 4. ของเล่นหรือของใช้ใดบ้างที่ใช้หลักการของล้อและเพลาในการท างาน แนวค าตอบ ค าตอบขึ้นอยู่กับของเล่นหรือของใช้ที่ใช้ปฏิบัติกิจกรรม เช่น รถยก จักรยาน คานบังคับ แกนยกขึ้น-ลง ด้ามจับ ที่หมุน ใบมีด

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 95 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. นอกจากคาน เฟือง รอก ล้อและเพลา มีเครื่องกลใดอีกบ้างให้ยกตัวอย่าง แนวค าตอบ ค าตอบขึ้นอยู่กับของเล่นหรือของใช้ที่ใช้ปฏิบัติกิจกรรม เช่น ข้อเหวี่ยง โซ่ 6. ของเล่นหรือของใช้ใดบ้างที่ใช้หลักการของเครื่องกลหลายชนิดในการท างาน พร้อมยกตัวอย่าง 1 ตัวอย่าง แนวค าตอบ ค าตอบขึ้นอยู่กับของเล่นหรือของใช้ที่ใช้ปฏิบัติกิจกรรม เช่น รถยก จักรยาน เครื่องเหลาดินสอ เครื่องเปิดกระป๋อง สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม ของเล่นของใช้ที่มีเครื่องกลเป็นส่วนประกอบจะช่วยให้เกิดการเคลื่อนที่ หรือช่วยอ านวยความสะดวก ในชีวิตประจ าวัน เครื่องกลมีหลายชนิด เช่น คาน เฟือง รอก ล้อและเพลา ซึ่งของเล่นของใช้บางชนิดอาจใช้เครื่องกล ชนิดเดียวช่วยในการท างาน แต่ของเล่นของใช้บางชนิดอาจใช้เครื่องกลหลายชนิดช่วยในการท างาน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 96 ตอนที่ 2 สร้างสรรค์งานปรับแต่ง ค าชี้แจง ให้นักเรียนตอบค าถามดังต่อไปนี้ 1. กระปุกออมสินใช้งานอย่างไร และมีประโยชน์อย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น การใช้งาน คือ หยอดเหรียญลงในช่อง ประโยชน์ คือ ใช้เก็บเงิน 2. ถ้าให้ปรับปรุงกระปุกออมสิน โดยใช้เครื่องกลอย่างง่ายเป็นส่วนประกอบ จะปรับปรุงได้อย่างไรบ้าง เพราะ เหตุใด ให้บันทึกลงในตาราง แนวค ำตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น ตาราง เครื่องกลที่น ามาใช้ในการปรับปรุง และวัตถุประสงค์ในการปรับปรุง เครื่องกลที่น ามาใช้ในการปรับปรุง วัตถุประสงค์ในการปรับปรุง ล้อและเพลา เพื่อสะดวกในการเคลื่อนย้าย รอก เพื่อเก็บกระปุกออมสินไว้ที่สูง ล้อและเพลา และสายพาน เปลี่ยนวิธีการเก็บเหรียญ ตัวอย่างภาพร่างต้นแบบ ชนิดของเครื่องกล ล้อและเพลา สายพาน การท างาน หมุนล้อเพื่อเลื่อนสายพานล าเลียงเหรียญ เข้าไปเก็บในกระปุกออมสิน ล้อและเพลา สายพาน เหรียญ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 97 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างสรรค์ช่วยตอบสนองความต้องการและยกระดับ การใช้ชีวิตให้มีความสะดวกสบายยิ่งขึ้น องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง และต้องอาศัยองค์ความรู้ต่าง ๆ มาต่อยอดและเชื่อมโยงกัน ซึ่งมีความส าคัญต่อการด ารงชีวิตของมนุษย์ ช่วยในการแก้ปัญหาและอ านวยความสะดวก เช่น เครื่องกลอย่างง่าย ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีทางด้านวัสดุ เครื่องกลอย่างง่าย หรือเครื่องผ่อนแรงในทางฟิสิกส์ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แรงในการท างาน โดยแรงที่กระท าผ่าน เครื่องกลอาจใช้แรงน้อยกว่าแรงที่กระท าโดยตรง ตัวอย่าง เครื่องกลอย่างง่าย เช่น คาน ซึ่งมนุษย์ใช้คานมาอย่าง ยาวนาน โดยมีหลักฐานเป็นงานเขียนที่กล่าวถึงเรื่องคานนั้น เป็นผลงานของอาร์คิมิดีสตั้งแต่ 3 ศตวรรษก่อนคริสตกาล โดยกล่าวว่า "ขอที่ให้ฉันยืนเถิด แล้วฉันจะเคลื่อนโลก" (Give me the place to stand, and I shall move the earth) ในอียิปต์โบราณนั้น ผู้สร้างอาคารหรือพีระมิด ใช้คาน เพื่อยกและย้ายวัตถุซึ่งมีมวลกว่า 100 ตัน (หรือราว 100,000 กิโลกรัม) ใบความรู้ที่ 2.1 ท าความรู้จักเครื่องกลอย่างง่าย

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 98 การใช้ประโยชน์จากเครื่องกลอย่างง่ายในชีวิตประจ าวันมีอยู่ด้วยกันมากมาย นักเรียนสามารถศึกษาตัวอย่างได้ ดังต่อไปนี้ คาน เป็นเครื่องกลอย่างง่ายชนิดหนึ่งที่ใช้ดีด หรืองัดวัตถุให้เคลื่อนที่รอบจุดหมุน คานมีลักษณะเป็นแท่งยาว ใช้ผ่อนแรงในการปฏิบัติกิจกรรมบางอย่างได้ โดยการท างานของคานมีส่วนประกอบส าคัญ 3 ส่วน คือ จุดหมุน แรงพยายาม และแรงต้าน รูปที่2.1 ส่วนประกอบส าคัญในการท างานของคาน ตัวอย่างการประยุกต์ใช้คาน เช่น กรรไกร ในการใช้งานต้องออกแรงพยายามเพื่อบีบด้ามกรรไกรเข้าหากัน เพื่อตัดสิ่งของที่อยู่อีกด้านหนึ่ง ท าให้เกิดแรงต้านทางด้านคมของกรรไกร โดยมีจุดหมุนอยู่ระหว่างแรงพยายามและ แรงต้าน อีกตัวอย่างหนึ่งคือที่เปิดฝาขวด เมื่อออกแรงพยายามบริเวณที่จับ จะเกิดแรงต้านที่ขอบฝาขวด โดยมี จุดสัมผัสบนฝาขวดเป็นจุดหมุน รูปที่2.2 ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้หลักการท างานของคาน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 99 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฟือง เป็นอุปกรณ์ที่มีรูปร่างเป็นจานกลมแบน ตรงขอบมีลักษณะเป็นซี่ เรียกว่า ฟันเฟือง ซึ่งเฟืองใช้ ในการทดแรง เปลี่ยนอัตราเร็ว และเปลี่ยนทิศการหมุนได้ ในการท างานจะใช้เฟืองมากกว่าหนึ่งตัวมาสบกันเป็น ระบบเฟือง ดังรูป รูปที่2.3 ระบบเฟือง รอก เป็นอุปกรณ์ที่มีล้อเป็นส่วนประกอบ ใช้เป็นเครื่องมือผ่อนแรงหรืออ านวยความสะดวกในการยก หรือเคลื่อนย้ายสิ่งของ ดังรูป รูปที่2.4 รอก ล้อและเพลา เป็นอุปกรณ์ที่ท างานร่วมกัน โดยล้อและเพลาเป็นวัตถุทรงกระบอกที่มีจุดศูนย์กลางของหน้าตัด ร่วมกัน แต่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าตัดต่างกัน เมื่อน าล้อและเพลามาใช้งาน ซึ่งท าให้เกิดการผ่อนแรง ตัวอย่างเช่น หากต้องการยกของที่มีน้ าหนัก 40 นิวตัน เราสามารถใช้ล้อและเพลาช่วยผ่อนแรงให้ออกแรงเพียง 10 นิวตัน ได้

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 100 รูปที่2.5 ล้อและเพลา นอกจากล้อและเพลาจะใช้ในการผ่อนแรงในการยกสิ่งของแล้ว ยังสามารถน าไปใช้เป็นส่วนประกอบของ ยานพาหนะเพื่อใช้ในการเคลื่อนที่ได้ สายพาน เป็นอุปกรณ์ที่คล้องโยงล้อและเพลาของมอเตอร์ เพื่อให้หมุนไปด้วยกัน สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ ในการส่งแรง หรืออุปกรณ์ในการล าเลียงสิ่งของ สายพาน ล้อและเพลาสามารถใช้แทนเฟืองหลาย ๆ ตัวที่มาสบกันได้ ตัวอย่างการใช้สายพาน เช่น ปั๊มน้ า เครื่องทอผ้าพื้นบ้าน ดังรูป ก. สายพานและมอเตอร์ในปั๊มน้ า ข. เครื่องทอผ้าพื้นบ้าน รูปที่2.6 ตัวอย่างการใช้สายพาน โซ่ เป็นอุปกรณ์ที่ท าจากโลหะ มีลักษณะเป็นข้อเกี่ยวกันเป็นวง โซ่มักใช้คู่กับเฟือง ท าหน้าที่ส่งผ่านแรง จากเฟืองตัวหนึ่งไปยังเฟืองอีกตัวหนึ่ง ดังรูป รูปที่2.7 โซ่ สายพาน สายพาน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 101 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ข้อเหวี่ยง เป็นอุปกรณ์ที่ท างานร่วมกับเครื่องกลอื่น เช่น เพลา ส าหรับรับแรงเพื่อให้เพลาหมุน ในการใช้งาน เมื่อหมุนที่แขนข้อเหวี่ยง จะท าให้แรงจากแขนข้อเหวี่ยงถูกส่งไปบริเวณเพลา ท าให้เกิดการส่งแรงไปยังอุปกรณ์ ส่วนอื่น ๆ ที่ต่อจากเพลาให้หมุนได้ดังรูป รูปที่2.8 ข้อเหวี่ยง สปริง มี 3 แบบ คือ สปริงดึง สปริงอัด และสปริงก้นหอย โดยสปริงดึง เมื่อดึงแล้วปล่อยจะหดกลับไป ที่ความยาวเดิม สปริงอัด เมื่อกดแล้วปล่อยจะกลับไปที่ความยาวเดิม สปริงก้นหอย เมื่อไขลานจะม้วนตัวไปที่ระยะ หนึ่ง เมื่อลานคลายสปริงจะกลับไปที่ความยาวเดิม ตัวอย่างของเล่นของใช้ที่ใช้สปริง สปริงดึง เช่น ที่เย็บกระดาษ ขาตั้งจักรยาน สปริงอัด เช่น ปากกา ตุ๊กตาสปริง สปริงก้นหอย เช่น ของเล่นแบบไขลาน ก. สปริงอัด ข. สปริงดึง ค. สปริงก้นหอย รูปที่2.9 สปริงชนิดต่าง ๆ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 102 ลูกเบี้ยว เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายวงรีที่ยึดกับแกนหมุน ใช้ในการเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุน เป็นการเคลื่อนที่ในแนวใดแนวหนึ่ง เมื่อลูกเบี้ยวหมุนจะส่งผลให้เกิดการขยับของวัตถุขึ้นหรือลงตามต าแหน่งที่ต่อกับ ลูกเบี้ยว ตัวอย่างการใช้งานลูกเบี้ยว เช่น การน าไปใช้เปิดหรือปิดของวาล์วไอดีไอเสียในเครื่องยนต์ รูปที่2.10 การท างานของลูกเบี้ยว

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 103 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์การเรียนรู้ นักเรียนสามารถ 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์และตั้งสมมติฐานที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้น และตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของเฟือง 2. รวบรวมข้อมูล ตามหลักฐานเชิงประจักษ์ และออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล 3. วิเคราะห์แปลความหมายข้อมูล และอธิบายหลักการท างานของเฟือง โดยมีข้อมูลสนับสนุนอย่าง สมเหตุสมผล 4. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุวัตถุประสงค์ เวลา 3 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่ รายการ จ านวนต่อคน จ านวนต่อกลุ่ม จ านวนต่อห้อง 1 ฐานรองเฟือง - 1 แผ่น - 2 เฟืองเดี่ยวขนาดเล็ก - 1 ตัว - 3 เฟืองเดี่ยวขนาดกลาง - 2 ตัว - 4 เฟืองเดี่ยวขนาดใหญ่ - 1 ตัว - 5 แกนเฟือง - 4 อัน - 6 จักรยาน - - 1 คัน 7 พัดลมมือถือแบบก้านบีบ - - 1 อัน 8 ใบกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล 1 ชุด - - 9 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล 1 ชุด - - 10 ใบงานที่ 2.1 พัดลมมือถือ 1 ชุด - - สื่อและแหล่งการเรียนรู้ 1. วีดิทัศน์การน าความรู้เกี่ยวกับเฟืองไปใช้ เรื่อง เฟืองในพัดลมมือถือ (https://ipst.me/pls1) แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 2 เฟือง

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 104 ข้อเสนอแนะส าหรับครู 1. ฐานรองเฟืองต้องมีขนาดของช่องพอดีกับแกนเฟือง และแกนเฟืองต้องมีขนาดพอดีกับช่องของเฟือง 2. หากไม่มีฐานรองเฟือง สามารถใช้แผ่นโฟม หรือกระดาษลูกฟูกแทนได้ แต่ควรท าการทดสอบก่อนให้นักเรียน ลงมือปฏิบัติกิจกรรม 3. หากครูไม่สามารถน าจักรยานของจริงมาในชั้นเรียนได้ อาจใช้จักรยานของเล่น หรือภาพของจักรยานที่มีเฟือง เป็นส่วนประกอบแทนได้ 4. ในกรณีที่มีเฟืองตั้งแต่ 3 ตัว ขึ้นไป ครูควรแนะน าให้นักเรียนวางเฟืองเป็นแนวเส้นตรงตามวีดิทัศน์เรื่อง เฟืองในพัดลมมือถือ เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบกับตัวอย่างในวีดิทัศน์ได้

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 105 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แนวการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ กิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล (3 ชั่วโมง) 1. ครูสาธิตการปั่นจักรยาน จากนั้นให้นักเรียนสังเกตส่วนประกอบที่ท าให้จักรยานเคลื่อนที่ได้จากจักรยานของ จริง แล้วร่วมกันอภิปรายตามแนวค าถามดังนี้ 1) จักรยานมีเครื่องกลประเภทใดบ้าง แนวค าตอบ จักรยานมีเครื่องกล คือ ล้อและเพลา เฟือง (เกียร์) คาน (บันไดจักรยาน) 2) เครื่องกลใดบ้างที่ท าให้จักรยานเคลื่อนที่ แนวค าตอบ เครื่องกลที่ท าให้จักรยานเคลื่อนที่ คือ ล้อและเพลา เฟือง (เกียร์) คาน (บันไดจักรยาน) 3) เครื่องกลใดที่ท าให้ล้อหลังของจักรยานหมุน และเครื่องกลนั้นท างานอย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น ล้อและเพลา เฟือง (เกียร์) คาน (บันได จักรยาน) โดยเมื่อออกแรงถีบบันไดจักรยานเฟืองจะหมุน ท าให้โซ่ที่ติดกับเฟืองเคลื่อนที่ส่งผลให้ ล้อหมุนตาม 2. ครูแบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่ม แล้วให้ตัวแทนแต่ละกลุ่มมารับอุปกรณ์ของกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล ตอนที่ 1 หมุนไปทางไหนดีจากนั้นให้ประกอบเฟืองตามวิธีการด าเนินกิจกรรม ข้อที่ 1 3. ครูให้นักเรียนศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรม จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วย วิธีการทางวิทยาศาสตร์ รวมทั้งตั้งสมมติฐาน เพื่อคาดการณ์ผลของทิศการหมุนของเฟืองขับต่อทิศการหมุน ของเฟืองตาม ระบุตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม ตามแนวค าถามดังนี้ 1) จากการศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรม สามารถตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ได้ว่าอย่างไร แนวค าตอบ ทิศการหมุนของเฟืองขับมีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร 2) ถ้าหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา ทิศการหมุนของเฟืองตามเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา 3) ถ้าหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา ทิศการหมุนของเฟืองตามเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 106 4) จากกิจกรรมนี้ การเปลี่ยนแปลงที่ต้องการให้เกิดขึ้นคืออะไร แนวค าตอบ ทิศการหมุนของเฟืองตาม 5) อะไรที่จะท าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนั้น แนวค าตอบ ทิศการหมุนของเฟืองขับ 6) ถ้านักเรียนต้องการหาค าตอบควรจะต้องจัดสิ่งใดให้เหมือนกันทุกครั้งของการทดสอบ เพื่อให้ สามารถสังเกตผลที่ต้องการได้ แนวค าตอบ ขนาดของเฟืองขับ ขนาดของเฟืองตาม จ านวนรอบการหมุน แรงที่ใช้ในการหมุน 4. นักเรียนแต่ละกลุ่มบันทึกค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปร ตาม และตัวแปรควบคุม ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล ตอนที่ 1 หมุนไปทางไหนดี 5. ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มปฏิบัติกิจกรรมตามกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 ข้อที่ 2 แล้วบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรม ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 จากนั้นอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 6. นักเรียนแต่ละกลุ่มน าเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และร่วมกันอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น ตามแนวค าถามดังนี้ 1) เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา ทิศการหมุนของเฟืองตามเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา 2) เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา ทิศการหมุนของเฟืองตามเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา 7. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 โดยมี แนวทางการสรุป ดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อหมุนเฟือง 2 ตัว ทิศการหมุนของเฟืองตามจะตรงข้ามกับทิศการหมุนของเฟืองขับ 8. ครูน าอภิปรายเกี่ยวกับการออกแบบตารางบันทึกผลเพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นกับตัวแปร ตามที่ศึกษา โดยควรได้ข้อสรุปว่า ข้อมูลในสดมภ์ซ้ายของตารางคือตัวแปรต้น ในที่นี้คือ ทิศการหมุนของ เฟืองขับ และข้อมูลในสดมภ์ถัดไปของตารางคือตัวแปรตาม ในที่นี้คือ ทิศการหมุนของเฟืองตาม หรือ ผลการสังเกตอื่นที่เกี่ยวข้อง ทิศการหมุนของเฟืองขับ ทิศการหมุนของเฟืองตาม ตามเข็มนาฬิกา ทวนเข็มนาฬิกา ทวนเข็มนาฬิกา ตามเข็มนาฬิกา ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 107 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 9. ครูให้นักเรียนศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล ตอนที่ 2 ใหญ่ไล่เล็กหรือเล็กไล่ใหญ่ จากนั้น ร่วมกันอภิปรายเพื่อตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ รวมทั้งตั้งสมมติฐาน เพื่อเปรียบเทียบจ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับและเฟืองตาม ระบุตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปร ควบคุม ตามแนวค าถามดังนี้ 1) จากการศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรม สามารถตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ได้ว่าอย่างไร แนวค าตอบ ขนาดของเฟืองตามเมื่อเทียบกับขนาดเฟืองขับ มีผลต่อจ านวนรอบการหมุนของเฟือง ตามหรือไม่อย่างไร 2) ถ้าเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น ถ้าเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวน รอบการหมุนของเฟืองตามและเฟืองขับจะเท่ากัน 3) ถ้าเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น ถ้าเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวน รอบการหมุนของเฟืองตามจะมากกว่าจ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับ 4) ถ้าเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น ถ้าเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวน รอบการหมุนของเฟืองตามจะน้อยกว่าจ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับ 5) จากกิจกรรมนี้ การเปลี่ยนแปลงที่ต้องการให้เกิดขึ้นคืออะไร แนวค าตอบ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตาม 6) อะไรที่จะท าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนั้น แนวค าตอบ ขนาดของเฟืองตาม 7) ถ้านักเรียนต้องการหาค าตอบควรจะต้องจัดสิ่งใดให้เหมือนกันทุกครั้งของการทดสอบ เพื่อให้ สามารถสังเกตผลที่ต้องการได้ แนวค าตอบ ขนาดของเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนเฟืองขับ แรงที่ใช้ในการหมุน 10. นักเรียนแต่ละกลุ่มบันทึกค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปร ตาม และตัวแปรควบคุม ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล ตอนที่ 2 ใหญ่ไล่เล็กหรือเล็กไล่ใหญ่ 11. ครูให้นักเรียนออกแบบตารางบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมตามข้อมูลจากแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 แล้วให้แต่ละกลุ่มน าเสนอตารางบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมหน้าชั้นเรียน จากนั้นอภิปรายร่วมกันเพื่อให้ได้ รูปแบบของตารางบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมที่เหมาะสม บันทึกตารางที่ออกแบบลงในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.2 ตอนที่ 2

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 108 12. นักเรียนแต่ละกลุ่มปฏิบัติกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 แล้วบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมลงในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.2 ตอนที่ 2 จากนั้นอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม และบันทึกลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 13. นักเรียนแต่ละกลุ่มน าเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น ตามแนวค าถามดังนี้ 1) เมื่อเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามและเฟืองขับ จะเท่ากัน 2) เมื่อเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะมากกว่า จ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับ 3) เมื่อเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะน้อยกว่า จ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับ 14. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 โดยมี แนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเท่ากับเฟืองขับ เมื่อเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะมากกว่าเฟืองขับ เมื่อเฟืองตาม มีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะน้อยกว่าเฟืองขับ 15. ครูให้นักเรียนดูวีดิทัศน์เรื่อง เฟืองในพัดลมมือถือ เพื่อสังเกตทิศการหมุนของเฟืองขับ เฟืองตาม และ เฟืองกลาง จากนั้นครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายตามแนวค าถาม แล้วบันทึกค าตอบลงในใบงานที่ 2.1 พัดลมมือถือ โดยมีแนวค าตอบดังนี้ 1) เมื่อมีเฟือง 3 ตัว แล้วหมุนเฟืองขับ เฟืองตามมีทิศการหมุนเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อมีเฟือง 3 ตัว เฟืองตามจะหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ 2) เมื่อมีเฟือง 4 ตัว แล้วหมุนเฟืองขับ เฟืองตามมีทิศการหมุนเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อมีเฟือง 4 ตัว เฟืองตามจะหมุนในทิศตรงข้ามกับเฟืองขับ 3) เมื่อเพิ่มเฟืองกลาง มีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเพิ่มเฟืองกลาง การหมุนของเฟืองตามจะมีทั้งหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ และ หมุนในทิศตรงข้ามกับเฟืองขับ ขึ้นอยู่กับจ านวนของเฟืองกลาง 4) ถ้าเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคี่ จะมีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคี่ เฟืองตามจะหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 109 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5) ถ้าเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคู่ จะมีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคู่ เฟืองตามจะหมุนในทิศตรงข้ามกับเฟืองขับ 6) ในพัดลมมือถือมีเฟือง 5 ตัว ทิศการหมุนของเฟืองตามควรเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เฟืองตามจะหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ 7) การที่เฟืองในพัดลมมือถือมีขนาดแตกต่างกัน มีผลต่อการท างานของพัดลมอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองขับในพัดลมมือถือมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองตาม ท าให้เฟืองตามมีรอบการหมุน มากกว่าเฟืองขับ ส่งผลให้ใบพัดของพัดลมซึ่งติดอยู่กับเฟืองตามมีจ านวนรอบการหมุนมากกว่า จ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับ 8) ถ้าเปลี่ยนเฟืองขับของพัดลมให้มีขนาดเล็กกว่าขนาดเฟืองตามจะมีผลให้พัดลมท างานแตกต่างจาก เดิมอย่างไร แนวค าตอบ ถ้าเปลี่ยนเฟืองขับให้มีขนาดเล็กกว่าเฟืองตาม จะส่งผลให้การหมุนของพัดลมช้าลง 16. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า การเพิ่มเฟืองกลางเป็นการเพิ่มระยะทางระหว่างเฟืองขับกับเฟืองตาม เพื่อให้เหมาะสมกับขนาดของอุปกรณ์ และจุดประสงค์การใช้งาน เช่น พัดลมมือถือที่มีขนาดต่างกัน จะมีจ านวนเฟืองกลางต่างกันด้วย 17. ครูให้นักเรียนสังเกตภาพจักรยานอีกครั้ง แล้วร่วมกันอภิปรายตามแนวค าถามดังนี้ 1) จากภาพ หมายเลขใดแสดงต าแหน่งของเฟืองขับ หมายเลขใดแสดงต าแหน่งของเฟืองตาม แนวค าตอบ จากภาพ หมายเลข 1 คือต าแหน่งของเฟืองขับ และหมายเลข 2 คือต าแหน่งของเฟืองตาม 2) ส่วนประกอบใดที่ท าให้เฟืองขับและเฟืองตามท างานร่วมกันได้ แนวค าตอบ ส่วนประกอบที่ท าให้เฟืองขับและเฟืองตามท างานร่วมกันได้ คือ โซ่ 18. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า โซ่ท าหน้าที่แทนเฟืองกลางที่มีจ านวนเป็นคี่ตัวเพื่อท าให้เฟืองขับกับเฟืองตามหมุนไป ทิศเดียวกัน โดยส่งผ่านแรงจากเฟืองขับที่ติดกับบันไดจักรยานไปยังเฟืองตามที่ติดกับล้อหลัง 1 2

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 110 19. ครูให้นักเรียนร่วมกันสรุปสิ่งที่ได้เรียนรู้จากแผนการเรียนรู้ที่ 2 เฟือง โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุป 1) ในกรณีที่มีเฟือง 2 ตัว ท างานร่วมกัน ประกอบด้วยเฟืองขับและเฟืองตามซึ่งมีทิศการหมุนของเฟือง ตรงข้ามกัน จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะขึ้นอยู่กับขนาดของเฟืองตามเมื่อเทียบกับเฟืองขับ ในกรณีที่มีเฟือง 3 ตัว ขึ้นไป เฟืองที่อยู่ระหว่างเฟืองขับและเฟืองตาม เรียกว่า เฟืองกลาง โดย จ านวนของเฟืองกลางจะส่งผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตาม 2) การออกแบบตารางบันทึกผลเพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นกับตัวแปรตามที่ศึกษา ข้อมูล ในสดมภ์ซ้ายของตารางคือตัวแปรต้น และข้อมูลในสดมภ์ถัดไปของตารางคือตัวแปรตาม ความรู้เพิ่มเติมส าหรับครู เรื่อง ระบบเฟืองและโซ่ในจักรยาน เครื่องกลหนึ่งที่ท าให้ล้อหลังของจักรยานหมุน คือ ระบบเฟือง โดยเฟืองจะท างานร่วมกับโซ่ เมื่อเปลี่ยนเกียร์ จักรยาน โซ่จะไปขบกับเฟืองที่มีขนาดต่าง ๆ ส่งผลต่อจ านวนรอบที่หมุนของเฟือง เช่น การเปลี่ยนเกียร์ให้โซ่ ไปขบที่เฟืองขนาดใหญ่จะท าให้จ านวนรอบการหมุนน้อยลงกว่าเดิม แต่การเปลี่ยนเกียร์ให้โซ่ไปขบกับเฟืองที่มีขนาด เล็กลงจะท าให้จ านวนรอบการหมุนมากกว่าเดิม ดังนั้น ในการปั่นจักรยานขึ้นภูเขาเราต้องการให้รอบหมุนช้าลง เราจึงจ าเป็นต้องเปลี่ยนเกียร์ให้โซ่มาขบกับเฟืองที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 111 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การวัดและประเมินผล รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานที่ประเมิน เครื่องมือที่ใช้ประเมิน 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์ และตั้งสมมติฐานที่แสดง ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นและตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของเฟือง 1.1 การบันทึกค าถามที่ตรวจสอบ ได้ด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์ สมมติฐาน ตัว แปร ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ 2 1.1 แนวการตอบแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ 2 และ เกณฑ์การประเมิน 2. รวบรวมข้อมูล ตามหลักฐานเชิงประจักษ์ และ ออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล 2.1 การบันทึกข้อมูลทิศการหมุน ของเฟืองตามในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ การบันทึกข้อมูลขนาดกับ จ านวนรอบการหมุนของ เฟืองตาม ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 2.2 การออกแบบตารางบันทึกผล ขนาดกับจ านวนรอบการหมุน ของเฟืองตาม ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 2.1 แนวการบันทึกข้อมูล ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอน ที่ 1 และตอนที่ 2 และเกณฑ์การ ประเมิน 2.2 แนวการออกแบบ ตารางบันทึกผลใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.2 ตอนที่ 2 และ เกณฑ์การประเมิน 3. วิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูล และ อธิบายหลักการท างานของเฟือง โดยมีข้อมูล สนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล 3.1 การตอบค าถามท้ายกิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 3.2 การสรุปผลการปฏิบัติ กิจกรรม ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ ตอนที่ 2 3.1 แนวการตอบค าถาม ท้ายกิจกรรม ใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ เกณฑ์การประเมิน 3.2 การสรุปผลการ ปฏิบัติกิจกรรมใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ ตอนที่ 2 และเกณฑ์ การประเมิน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 112 รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานที่ประเมิน เครื่องมือที่ใช้ประเมิน 4. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุ วัตถุประสงค์ 4.1 การร่วมกันปฏิบัติกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และตอนที่ 2 4.1 เกณฑ์การประเมิน เกณฑ์การประเมิน เกณฑ์การประเมินส าหรับแผนการจัดการเรียนรู้นี้ เป็นเกณฑ์ส าหรับการประเมินเพื่อพัฒนา ซึ่งแบ่งระดับ การพัฒนาเป็น 3 ระดับ โดยมีรายละเอียดดังนี้ การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ และตั้งสมมติฐานที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้น และตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของเฟือง 1.1 การบันทึกค าถามที่ ตรวจสอบได้ด้วย วิธีการทาง วิทยาศาสตร์ สมมติฐาน ตัวแปร ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ 2 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ระบุตัวแปรต้นและตัว แปรตามไม่สอดคล้อง กัน - ตั้งสมมติฐานที่ไม่ แสดงถึงความสัมพันธ์ ระหว่างตัวแปรต้นและ ตัวแปรตาม - ระบุตัวแปรควบคุม ไม่ถูกต้อง สามารถตั้งค าถามที่ ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์ระบุ สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม ได้ถูกต้อง และครบถ้วน สมบูรณ์ สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - ระบุตัวแปรควบคุมได้ ละเอียด ชัดเจน ครบถ้วนสมบูรณ์ - เสนอค าถามที่ตรวจสอบ ได้ด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์มากกว่า 1 ค าถาม 2. รวบรวมข้อมูล ตามหลักฐานเชิงประจักษ์ และออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล 2.1 การบันทึกข้อมูลทิศ การหมุนของเฟืองตาม ในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.2 ตอนที่ 1 และ ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น บันทึกข้อมูลทิศการหมุน ของเฟืองขับได้ครบถ้วน ตามหลักฐานที่กลุ่ม รวบรวมได้ สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - มีการทดลองซ้ าเมื่อพบ ข้อมูลที่มีความ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 113 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย การบันทึกข้อมูลขนาด กับจ านวนรอบการ หมุนของเฟืองตามใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 - ไม่มีการตรวจสอบเมื่อ พบข้อมูลที่ คลาดเคลื่อน - มีการแก้ไขข้อมูลโดย ไม่ท าการตรวจสอบ เพิ่มเติม คลาดเคลื่อน หรือมี การทดลองซ้ ามากกว่าที่ ก าหนดไว้ 2.2 การออกแบบตาราง บันทึกผลขนาดกับ จ านวนรอบการหมุน ของเฟืองตามในแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 ไม่สามารถปฏิบัติตาม ความคาดหมาย เช่น - ระบุชื่อตารางไม่ สอดคล้องกับข้อมูลที่ บันทึก - ออกแบบตารางบันทึก ผลโดยสลับกันระหว่าง ตัวแปรต้นและตัวแปร ตาม ซึ่งควรเป็นดัง ตัวอย่าง คือ สดมภ์ ซ้ายของตารางเป็นตัว แปรต้น คือ ขนาด เฟืองและข้อมูลใน สดมภ์ถัดไปของตาราง เป็นตัวแปรตาม คือ จ านวนรอบการหมุน - ระบุชื่อตารางได้ สอดคล้องกับข้อมูลที่ บันทึก - ออกแบบตารางบันทึก ผลที่แสดง ความสัมพันธ์ระหว่าง ขนาด(ตัวแปรต้น) กับ จ านวนรอบการหมุน ของเฟือง(ตัวแปรตาม) - มีการทดลองซ้ าเพื่อ ยืนยันผลการทดลอง สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - มีการออกแบบตารางที่ สื่อสารเข้าใจง่าย ถูกต้อง และแตกต่าง จากกลุ่มอื่น

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 114 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3. วิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูล และอธิบายหลักการท างานของเฟือง โดยมีข้อมูลสนับสนุน อย่างสมเหตุสมผล 3.1 การตอบค าถามท้าย กิจกรรมและการ สรุปผลการปฏิบัติ กิจกรรม ในแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และตอนที่ 2 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ค าตอบ มีความคลาดเคลื่อน ไม่สอดคล้องกับข้อมูล ที่ศึกษา - สังเกตเห็นการตอบ ค าถามโดยไม่ร่วม อภิปรายและ รอคอยค าตอบจากการ อภิปรายเพียงอย่าง เดียว ตอบค าถามในใบกิจกรรม ได้อย่างครบถ้วนและ ถูกต้องสอดคล้องกับ ผลการทดลอง สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น มีการให้เหตุผลและข้อมูล สนับสนุนในการร่วม อภิปรายอย่างสมเหตุสมผล และได้รับการยอมรับ 4. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุวัตถุประสงค์ 4.1 การร่วมกันปฏิบัติ กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 และตอนที่ 2 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ไม่มีส่วนร่วมใน การปฏิบัติกิจกรรม - ขาดความพยายาม แก้ปัญหาเฉพาะหน้า ที่เกิดขึ้น - ไม่สามารถปฏิบัติงาน ให้เสร็จตามเวลาที่ ก าหนด - มีส่วนร่วมในการแบ่ง งานและปฏิบัติงาน ตามความรับผิดชอบ เพื่อปฏิบัติกิจกรรมให้ บรรลุเป้าหมาย - มีความพยายามใน การปฏิบัติงานตาม แผนให้บรรลุเป้าหมาย ในเวลาที่ก าหนด สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - มีภาวะผู้น า สามารถ แก้ไขสถานการณ์ที่ เกิดขึ้นภายในกลุ่มโดย ทันทีเมื่อพบปัญหา และ ขับเคลื่อนกลุ่มให้ท า กิจกรรมจนบรรลุ เป้าหมาย

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 115 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เกณฑ์การตัดสิน 1. สรุปผลระดับการพัฒนา ดังนี้ สรุปผลระดับการพัฒนา = ระดับการพัฒนาจากทุกรายการประเมิน จ านวนรายการประเมิน 2. สรุปผลการประเมินระดับการพัฒนา ดังนี้ คะแนนเฉลี่ย 2.34 – 3.00 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ดีมาก ปฏิบัติได้เกินความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.67 – 2.33 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ดี ปฏิบัติได้ตามความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.00 – 1.66 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 116 จุดประสงค์กิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. ระบุปัญหา ตั้งสมมติฐาน ก าหนดตัวแปร ที่เกี่ยวกับทิศการหมุนและขนาดของเฟือง 2. ออกแบบตารางบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรม เพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นและตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับทิศการหมุนและขนาดของเฟือง 3. น าเสนอรูปแบบตารางบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรม และร่วมกันอภิปราย เพื่อให้ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับรูปแบบ ตารางบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมที่เหมาะสม 4. ท าการส ารวจตรวจสอบ เพื่อรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับทิศการหมุนและขนาดของเฟือง 5. วิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูลที่ได้จากการปฏิบัติกิจกรรม เพื่อหาข้อสรุปเกี่ยวกับหลักการท างาน ของเฟือง เวลา 2 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่ รายการ จ านวน 1 ฐานรองเฟือง 1 แผ่น ต่อกลุ่ม 2 เฟืองเดี่ยวขนาดเล็ก 1 ตัว ต่อกลุ่ม 3 เฟืองเดี่ยวขนาดกลาง 2 ตัว ต่อกลุ่ม 4 เฟืองเดี่ยวขนาดใหญ่ 1 ตัว ต่อกลุ่ม 5 แกนเฟือง 4 อัน ต่อกลุ่ม 6 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล 1 ชุด ต่อคน 7 ใบงานที่ 2.1 พัดลมมือถือ 1 ชุด ต่อคน กิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 117 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วิธีการด าเนินกิจกรรม ตอนที่ 1 หมุนไปทางไหนดี 1. การติดตั้งอุปกรณ์ ให้ปฏิบัติดังนี้ 1.1 ติดตั้งเฟืองขนาดกลาง 2 ตัว ลงบนฐานรองเฟือง ดังรูป โดยเฟืองที่ใช้มือจับแล้วหมุน เรียกว่า เฟืองขับ ส่วนเฟืองที่หมุนตามเฟืองขับ เรียกว่า เฟืองตาม รูปแสดงการติดตั้งเฟือง 1.2 ตรวจสอบการท างานของเฟือง โดยหมุนแกนของเฟืองขับแล้วดูว่าเฟืองตามหมุนตามหรือไม่ ถ้าเฟืองตามไม่หมุนแสดงว่าฟันเฟืองทั้งสองยังสบกันไม่สนิท ให้จัดอุปกรณ์ใหม่ 2. ปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนดังต่อไปนี้ 2.1 หมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา สังเกตทิศการหมุนของเฟืองตาม บันทึกผลในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล ตอนที่ 1 หมุนไปทางไหนดี 2.2 หมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา สังเกตทิศการหมุนของเฟืองตาม บันทึกผลในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 3. น าเสนอผลการศึกษาทิศการหมุนของเฟือง โดยใช้ข้อมูลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล 4. แต่ละกลุ่มอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 5. น าเสนอผลการอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น และร่วมกันสรุป ผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 1 ตอนที่ 2 ใหญ่ไล่เล็กหรือเล็กไล่ใหญ่ 1. ติดตั้งเฟืองขนาดกลาง 2 ตัว ลงบนฐานรองเฟือง ก าหนดต าแหน่งเริ่มต้นการสังเกตเฟืองขับและเฟืองตาม 2. ปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนดังต่อไปนี้ 2.1 หมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา จ านวน 5 รอบ นับจ านวนรอบการหมุนของเฟืองตาม บันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสนกล ตอนที่ 2 ใหญ่ไล่เล็กหรือเล็กไล่ใหญ่ ท าการทดลองซ้ าอย่างน้อย 3 ครั้ง

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 118 2.2 ปฏิบัติกิจกรรมข้อ 2.1 ซ้ าอีกครั้ง โดยเปลี่ยนเฟืองตามเป็นเฟืองขนาดเล็ก บันทึกผลในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 2.3 ปฏิบัติกิจกรรมข้อ 2.1 ซ้ าอีกครั้ง โดยเปลี่ยนเฟืองตามเป็นเฟืองขนาดใหญ่ บันทึกผลในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 3. น าเสนอผลการศึกษาจ านวนรอบการหมุนของเฟือง โดยใช้ข้อมูลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล 4. แต่ละกลุ่มอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2 5. น าเสนอผลการอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น และร่วมกันสรุป ผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 ตอนที่ 2

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 119 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตอนที่ 1 หมุนไปทางไหนดี ค าชี้แจง จากการศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรม ให้นักเรียนระบุค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ตั้งสมมติฐาน ระบุตัวแปรที่เกี่ยวข้อง และบันทึกผลการสังเกตทิศการหมุนของเฟืองขับและทิศการหมุนของเฟืองตาม ลงในตาราง ค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทิศการหมุนของเฟืองขับมีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตาม อย่างไร สมมติฐาน เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา หรือ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา ตัวแปรต้น ทิศการหมุนของเฟืองขับ ตัวแปรตาม ทิศการหมุนของเฟืองตาม ตัวแปรควบคุม ขนาดของเฟืองขับ ขนาดของเฟืองตาม จ านวนรอบการหมุน แรงที่ใช้ในการหมุน ผลการปฏิบัติกิจกรรม ตาราง ทิศการหมุนของเฟืองขับและทิศการหมุนของเฟืองตาม ทิศการหมุนของเฟืองขับ ทิศการหมุนของเฟืองตาม ตามเข็มนาฬิกา ทวนเข็มนาฬิกา ทวนเข็มนาฬิกา ตามเข็มนาฬิกา ค าถามท้ายกิจกรรม 1. เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา ทิศการหมุนของเฟืองตามเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศตามเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา 2. เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา ทิศการหมุนของเฟืองตามเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อหมุนเฟืองขับในทิศทวนเข็มนาฬิกา เฟืองตามจะหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อหมุนเฟือง 2 ตัว ทิศการหมุนของเฟืองตามจะตรงข้ามกับทิศการหมุนของเฟืองขับ แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.2 เฟืองแสกล

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 120 ตอนที่ 2 ใหญ่ไล่เล็กหรือเล็กไล่ใหญ่ ค าชี้แจง จากการศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรม ให้นักเรียนระบุค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ตั้งสมมติฐาน ระบุตัวแปรที่เกี่ยวข้อง และบันทึกผลสังเกตจ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามลงในตาราง ค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ขนาดของเฟืองตามเมื่อเทียบกับขนาดของเฟืองขับ มีผลต่อ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามหรือไม่ อย่างไร สมมติฐาน ถ้าเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามและเฟืองขับจะเท่ากัน หรือ ถ้าเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะมากกว่าจ านวนรอบการหมุนของ เฟืองขับ หรือถ้าเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะน้อยกว่าจ านวนรอบ การหมุนของเฟืองขับ ตัวแปรต้น ขนาดของเฟืองตาม ตัวแปรตาม จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตาม ตัวแปรควบคุม ขนาดของเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองขับ แรงที่ใช้ในการหมุน ผลการปฏิบัติกิจกรรม ตาราง ขนาดกับจ านวนรอบการหมุนของเฟืองตาม ขนาดของเฟืองตาม จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตาม (รอบ) ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่ 3 ค่าเฉลี่ย เท่ากับเฟืองขับ 5.00 5.00 5.00 5.00 เล็กกว่าเฟืองขับ 8.33 8.33 8.33 8.33 ใหญ่กว่าเฟืองขับ 3.33 3.33 3.33 3.33 ค าถามท้ายกิจกรรม 1. เมื่อเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามและเฟืองขับจะเท่ากัน 2. เมื่อเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองตามมีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะมากกว่าจ านวน รอบการหมุนของเฟืองขับ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 121 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 3. เมื่อเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะน้อยกว่าจ านวน รอบการหมุนของเฟืองขับ สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อเฟืองตามมีขนาดเท่ากับเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะเท่ากับเฟืองขับ เมื่อเฟืองตาม มีขนาดเล็กกว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะมากกว่าเฟืองขับ เมื่อเฟืองตามมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองขับ จ านวนรอบการหมุนของเฟืองตามจะน้อยกว่าเฟืองขับ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 122 ค าชี้แจง ให้นักเรียนดูวีดิทัศน์เรื่อง เฟืองในพัดลมมือถือ เพื่อสังเกตทิศการหมุนของเฟืองขับ เฟืองตาม และ เฟืองกลาง แล้วตอบค าถามต่อไปนี้ 1. เมื่อมีเฟือง 3 ตัว แล้วหมุนเฟืองขับ เฟืองตามมีทิศการหมุนเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อมีเฟือง 3 ตัว เฟืองตามจะหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ 2. เมื่อมีเฟือง 4 ตัว แล้วหมุนเฟืองขับ เฟืองตามมีทิศการหมุนเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อมีเฟือง 4 ตัว เฟืองตามจะหมุนในทิศตรงข้ามกับเฟืองขับ 3. เมื่อเพิ่มเฟืองกลาง มีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเพิ่มเฟืองกลาง การหมุนของเฟืองตามจะมีทั้งหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ และหมุน ในทิศตรงข้ามกับเฟืองขับ 4. ถ้าเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคี่ จะมีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคี่ เฟืองตามจะหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ 5. ถ้าเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคู่ จะมีผลต่อทิศการหมุนของเฟืองตามอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเพิ่มเฟืองกลางเป็นจ านวนคู่ เฟืองตามจะหมุนในทิศตรงข้ามกับเฟืองขับ 6. ในพัดลมมือถือมีเฟือง 5 ตัว ทิศการหมุนของเฟืองตามควรเป็นอย่างไร แนวค าตอบ เฟืองตามจะหมุนในทิศเดียวกับเฟืองขับ 7. การที่เฟืองในพัดลมมือถือมีขนาดแตกต่างกัน มีผลต่อการท างานของพัดลมอย่างไร แนวค าตอบ เมื่อเฟืองขับในพัดลมมือถือมีขนาดใหญ่กว่าเฟืองตาม ท าให้เฟืองตามมีรอบการหมุนมากกว่า เฟืองขับ ส่งผลให้ใบพัดของพัดลมซึ่งติดอยู่กับเฟืองตามมีจ านวนรอบการหมุนมากกว่าจ านวนรอบการหมุน ของเฟืองขับ 8. ถ้าเปลี่ยนเฟืองขับของพัดลมให้มีขนาดเล็กกว่าขนาดเฟืองตามจะมีผลให้พัดลมท างานแตกต่างจากเดิม อย่างไร แนวค าตอบ ถ้าเปลี่ยนเฟืองขับให้มีขนาดเล็กกว่าเฟืองตาม จะส่งผลให้การหมุนของพัดลมช้าลง ใบงานที่ 2.1 พัดลมมือถือ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 123 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์การเรียนรู้ นักเรียนสามารถ 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์และตั้งสมมติฐานที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง ตัวแปรต้นและตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของรอกเดี่ยว 2. ออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล และรวบรวมข้อมูลตามหลักฐาน เชิงประจักษ์ 3. วิเคราะห์แปลความหมายข้อมูล และอธิบายหลักการท างานของรอกเดี่ยว โดยมีข้อมูลสนับสนุนอย่าง สมเหตุสมผล 4. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุวัตถุประสงค์ เวลา 2 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่ รายการ จ านวนต่อคน จ านวนต่อกลุ่ม จ านวนต่อห้อง 1 รอกเดี่ยว - 1 ตัว - 2 ขาตั้งพร้อมที่จับหลอดทดลอง - 1 ชุด - 3 ถุงทรายขนาด 500 กรัม - 1 ถุง - 4 เชือกยาว 2 เมตร - 1 เส้น - 5 เครื่องชั่งสปริง - 1 อัน - 6 กระดาษปรู๊ฟ - 1 แผ่น - 7 ใบกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก 1 ชุด - - 8 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก 1 ชุด - - ข้อเสนอแนะส าหรับครู 1. ครูสามารถน าวีดิทัศน์ตัวอย่างของเล่นของใช้ที่มีรอกเป็นองค์ประกอบ มาให้นักเรียนดูเพื่อขยายความรู้ แล้วน าอภิปราย เพื่อแสดงให้เห็นกลไกการท างานของรอกในอุปกรณ์เหล่านั้น 2. เชือกที่ใช้ในการปฏิบัติกิจกรรมควรเป็นเชือกที่ไม่ยืดง่าย เช่น เชือกขาวส าหรับผูกกล่องพัสดุ ไม่ควรใช้ เชือกฟาง เนื่องจากเชือกฟางจะขาดง่าย 3. ก่อนใช้เครื่องชั่งสปริง ควรตรวจสอบให้ต าแหน่งที่อ่านเริ่มต้นของเครื่องชั่งสปริงอยู่ที่ศูนย์ แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 3 รอกและระบบรอก

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 124 แนวการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ กิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก (2 ชั่วโมง) 1. ครูสาธิตการใช้งานรอก 2 ชนิด และให้นักเรียนสังเกตการท างานของรอก แล้วร่วมกันอภิปรายตามแนวค าถาม ดังนี้ 1) ลักษณะการคล้องเชือกของรอกทั้ง 2 ตัว เหมือนหรือต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ ลักษณะการคล้องเชือกของรอกทั้ง 2 ตัว ต่างกัน โดยรอกตัวที่ 1 คล้องเชือกผ่าน ด้านบนของรอก รอกตัวที่ 2 คล้องเชือกผ่านด้านล่างของรอก 2) การดึงเชือกของรอก 2 ตัว เหมือนหรือต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ การดึงเชือกของรอกทั้ง 2 ตัว ต่างกัน โดยรอกตัวที่ 1 ดึงเชือกลงด้านล่าง แต่รอก ตัวที่ 2 ดึงเชือกขึ้นด้านบน 3) หลักการท างานของรอกทั้ง 2 ตัว เหมือนหรือต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น เหมือนกัน โดยรอกสามารถท าให้วัตถุเคลื่อนที่ได้ 2. ครูให้นักเรียนศึกษาสถานการณ์ในกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อตั้งค าถาม ที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ รวมทั้งตั้งสมมติฐาน เพื่อคาดการณ์การออกแรงที่ใช้ในการดึงวัตถุ ที่มีมวลเท่ากัน โดยแขวนรอกในลักษณะที่แตกต่างกัน 2 วิธีพร้อมทั้งระบุตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปร ควบคุม ตามแนวค าถามดังนี้ 1) จากสถานการณ์ สามารถตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้ว่าอย่างไร แนวค าตอบ รอกชนิดใดช่วยให้ออกแรงในการดึงวัตถุได้น้อยกว่า 2) ถ้าดึงวัตถุมาที่ต าแหน่งเดียวกัน แรงในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 ต่างกัน หรือไม่ อย่างไร แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น ถ้าดึงวัตถุมาที่ต าแหน่งเดียวกัน แรงในการดึง วัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 2 จะน้อยกว่าวิธีที่ 1 รอกตัวที่ 1 รอกตัวที่ 2

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 125 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 3) จากสถานการณ์สิ่งที่ต้องการเปรียบเทียบคืออะไร แนวค าตอบ แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุ 4) อะไรที่ท าให้สิ่งที่ต้องการเปรียบเทียบแตกต่างกัน แนวค าตอบ วิธีการแขวนรอก 5) ถ้านักเรียนต้องการหาค าตอบควรจะต้องจัดสิ่งใดให้เหมือนกันทุกครั้งของการทดสอบ เพื่อให้ สามารถสังเกตผลที่ต้องการได้ แนวค าตอบ ระยะความสูงจากพื้นเมื่อดึงวัตถุ ชนิดและมวลของวัตถุ ชนิดและความยาวของเชือก 3. นักเรียนแต่ละกลุ่มบันทึกค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปร ตาม และตัวแปรควบคุม ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก 4. ครูให้นักเรียนออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วย วิธีการทางวิทยาศาสตร์สมมติฐาน ตัวแปร และออกแบบวิธีการวัดค่าของแรงที่ใช้ในการดึงวัตถุลงใน กระดาษปรู๊ฟ 5. นักเรียนแต่ละกลุ่มน าเสนอและร่วมกันอภิปรายเพื่อปรับปรุงวิธีการรวบรวมข้อมูล โดยในระหว่างที่นักเรียน น าเสนอครูควรให้ค าแนะน าเกี่ยวกับวิธีการรวบรวมข้อมูลที่ออกแบบในประเด็นต่าง ๆ ดังนี้ 1) วิธีการรวบรวมข้อมูลควรสอดคล้องกับค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐาน และตัวแปร 2) การทดลองควรมีการท าซ้ าอย่างน้อย 3 ครั้ง เพื่อให้ค่าที่ได้ของตัวแปรตามมีความแม่นย ามากขึ้น 3) ข้อควรระวังในการปฏิบัติกิจกรรม - การดึงเชือกเพื่อดึงวัตถุควรดึงช้า ๆ ไม่ควรกระชาก และเมื่อดึงจนวัตถุสูงขึ้นถึงต าแหน่ง ที่ต้องการแล้วให้ผ่อนแรงดึงจนกระทั่งค่าของแรงที่อ่านได้จากเครื่องชั่งสปริงเป็นแรงที่ น้อยที่สุดที่ท าให้วัตถุไม่เปลี่ยนต าแหน่ง - การอ่านค่าจากเครื่องชั่งสปริง ควรให้นักเรียนที่ไม่ได้ดึงเชือกเป็นผู้อ่านค่า โดยการอ่าน ค่าของแรง ให้อ่านในหน่วยนิวตัน ส่วนการอ่านค่าของมวล ให้อ่านในหน่วยกรัม 6. ครูให้นักเรียนปรับปรุงวิธีการรวบรวมข้อมูลจากการอภิปรายลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 จากนั้น แต่ละกลุ่มปฏิบัติกิจกรรมที่ 2.3 ตามวิธีการรวบรวมข้อมูลที่ปรับปรุง บันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมลงใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 7. นักเรียนแต่ละกลุ่มน าเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และร่วมกันอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น ตามแนวค าถามดังนี้ 1) การแขวนรอกวิธีที่ 1 มีลักษณะการคล้องเชือกอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านบนของรอก โดยปลายเชือก ด้านหนึ่งผูกติดกับวัตถุและปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 126 2) การแขวนรอกวิธีที่ 2 มีลักษณะการคล้องเชือกอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 2 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านล่างของรอก โดยให้ปลายเชือก ด้านหนึ่งผูกกับที่จับหลอดทดลองและปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง 3) การแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 ต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 ยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 ไม่มี การยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง 4) การแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 มีวิธีการดึงเชือกต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 จะดึงเชือกลงด้านล่าง ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 จะดึงเชือก ขึ้นด้านบน เพื่อให้วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น 5) การแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 มีการเคลื่อนที่ของรอกและวัตถุเป็นอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 รอกไม่เคลื่อนที่แต่วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 ทั้ง รอกและวัตถุเคลื่อนที่ขึ้นไปพร้อมกัน 6) แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 เท่ากันหรือไม่ ทราบได้อย่างไร แนวค าตอบ ไม่เท่ากัน แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 1 มากกว่าแรงที่ใช้ ในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 2 ทราบได้จากค่าเฉลี่ยของแรงที่อ่านได้จากเครื่องชั่งสปริง 8. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม การแขวนรอกวิธีที่ 1 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านบนของรอก ปลายเชือกด้านหนึ่งผูกติดกับวัตถุ และปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง โดยยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง ในการดึงวัตถุจะดึงเชือก ลงด้านล่าง การแขวนรอกวิธีที่ 2 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านล่างของรอก ปลายเชือกด้านหนึ่งผูกกับที่จับ หลอดทดลองและปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง โดยไม่มีการยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง ในการดึง วัตถุจะดึงเชือกขึ้นด้านบน การแขวนรอกทั้ง 2 วิธี ใช้ในการดึงวัตถุให้เคลื่อนที่ขึ้น แต่การแขวนรอกวิธีที่ 2 ใช้แรงน้อยกว่า 9. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า ในการแขวนรอกวิธีที่ 1 ตัวรอกไม่มีการเคลื่อนที่จึงเรียกรอกที่แขวนด้วยวิธีนี้ว่า รอกเดี่ยวตายตัว ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 ตัวรอกมีการเคลื่อนที่จึงเรียกรอกที่แขวนด้วยวิธีนี้ว่า รอกเดี่ยวเคลื่อนที่ นอกจากนี้ในการดึงวัตถุโดยใช้รอกเดี่ยวเคลื่อนที่ใช้แรงน้อยกว่า ท าให้เกิดการผ่อนแรง ส่วนรอกเดี่ยวตายตัวไม่ผ่อนแรงแต่ช่วยอ านวยความสะดวกในการดึงวัตถุ

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 127 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 10. ครูให้นักเรียนสังเกตภาพรอกในชีวิตประจ าวัน แล้วให้นักเรียนระบุว่ารอกในของใช้เหล่านี้เป็นรอกชนิดใด จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรุปดังนี้ รูปตัวอย่างของใช้ที่มีเครื่องกลประเภทรอกเป็นองค์ประกอบ แนวทางการอภิปราย ในชีวิตประจ าวัน เรามักจะใช้รอกเดี่ยวตายตัวท างานโดยอิสระ เช่น ปั้นจั่น รอกที่ใช้กับเรือประมง รอกชักเสาธง ม่าน มู่ลี่ รอกยกของในพื้นที่ก่อสร้าง ส่วนรอกเดี่ยวเคลื่อนที่มักจะท างานร่วมกับ รอกเดี่ยวตายตัวเป็นระบบ เช่น รอกในรถเครน รอกในเครื่องออกก าลังกาย รอกในลิฟต์ โดยรอกเดี่ยวตายตัว จะยึดติดกับโครงสร้างที่มั่นคง ในขณะที่ชุดรอกเคลื่อนที่จะเคลื่อนที่ขึ้นลงเพื่อยกของ ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะใช้ ส าหรับยกของที่มีน้ าหนักมาก 11. ครูให้นักเรียนร่วมกันสรุปสิ่งที่ได้เรียนรู้จากแผนการเรียนรู้ที่ 3 รอกและระบบรอก โดยมีแนวทางการสรุป ดังนี้ แนวทางการสรุป 1) รอกเดี่ยวมี 2 ลักษณะ คือ รอกเดี่ยวตายตัวและรอกเดี่ยวเคลื่อนที่ โดยรอกเดี่ยวตายตัวไม่ผ่อนแรง แต่อ านวยความสะดวก ส่วนรอกเดี่ยวเคลื่อนที่ผ่อนแรงและอ านวยความสะดวก 2) การออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ควรออกแบบให้สอดคล้องกับค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐาน และตัวแปร และควรท าการทดลองซ้ าอย่างน้อย 3 ครั้ง เพื่อให้ค่าที่ได้ ของตัวแปรตามมีความแม่นย ามากขึ้น ปั้นจั่น เรือประมง รถเครน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 128 การวัดและประเมินผล รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานที่ประเมิน เครื่องมือที่ใช้ประเมิน 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์ และตั้งสมมติฐานที่แสดง ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นและตัวแปร ตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของรอก เดี่ยว 1.1 การบันทึกค าถามที่ตรวจสอบ ได้ด้วบวิธีการทาง วิทยาศาสตร์ สมมติฐาน ตัวแปร ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.3 1.1 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 และเกณฑ์การ ประเมิน 2. ออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ออกแบบ การบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล และ รวบรวมข้อมูลตามหลักฐานเชิงประจักษ์ 2.1 การบันทึกการออกแบบวิธีการ รวบรวมข้อมูล ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.3 2.2 การออกแบบตารางบันทึกผล ขนาดขนาดของแรงที่ใช้ใน การยกถุงทรายโดยใช้การ แขวนรอกวิธีต่างกัน ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 2.3 การบันทึกข้อมูลขนาดของแรง ที่ใช้ในการยกถุงทรายโดยใช้ การแขวนรอกวิธีต่างกัน ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 2.1 แนวการบันทึกแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 2.3 และเกณฑ์การประเมิน 3. วิเคราะห์แปลความหมายข้อมูล และ อธิบายหลักการท างานของรอกเดี่ยว โดยมี ข้อมูลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล 3.1 การตอบค าถามท้ายกิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 3.2 การสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 3.1 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 และเกณฑ์ การประเมิน 4. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุ วัตถุประสงค์ 4.1 การร่วมกันปฏิบัติกิจกรรมที่ 2.3 4.1 เกณฑ์การประเมิน

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 129 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เกณฑ์การประเมิน เกณฑ์การประเมินส าหรับแผนการจัดการเรียนรู้นี้ เป็นเกณฑ์ส าหรับการประเมินเพื่อพัฒนา ซึ่งแบ่งระดับ การพัฒนาเป็น 3 ระดับ โดยมีรายละเอียดดังนี้ การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ และตั้งสมมติฐานที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นและ ตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของรอกเดี่ยว 1.1 การบันทึกค าถามที่ ตรวจสอบได้ด้วบวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐาน ตัวแปร ในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 2.3 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ระบุตัวแปรต้นและ ตัวแปรตาม ไม่สอดคล้องกัน - ตั้งสมมติฐานที่ไม่ แสดงถึงความสัมพันธ์ ระหว่างตัวแปรต้นและ ตัวแปรตาม - ระบุตัวแปรควบคุมไม่ ถูกต้อง สามารถตั้งค าถามที่ ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์ระบุ สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม ได้ถูกต้อง และครบถ้วนสมบูรณ์ สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - ระบุตัวแปรควบคุมได้ ละเอียด ชัดเจน ครบถ้วนสมบูรณ์ - เสนอค าถามที่ตรวจสอบ ได้ด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์มากกว่า 1 ค าถาม 2. ออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล และรวบรวมข้อมูลตามหลักฐานเชิง ประจักษ์ 2.1 การบันทึกการออกแบบ วิธีการรวบรวมข้อมูล ใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 ไม่สามารถปฏิบัติได้เกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - ออกแบบขั้นตอน ปฏิบัติไม่ชัดเจนหรือไม่ ครอบคลุมตัวแปรต้น และตัวแปรควบคุม ไม่ สามารถน าไปปฏิบัติได้ ออกแบบวิธีการรวบรวม ข้อมูล แสดงขั้นตอน ปฏิบัติตามล าดับขั้นอย่าง ชัดเจน และสามารถ น าไปสู่การตอบค าถาม และสามารถตรวจสอบได้ ด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์ สามารถปฏิบัติได้เกิน เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น เป็นวิธีการที่ดีเป็นแบบอย่าง ได้ สามารถให้ผู้อื่นรวบรวม ข้อมูลแล้วได้ผลการทดลอง ที่แม่นย าเสมอ มีการ ค านึงถึงการควบคุมตัวแปร ควบคุมที่ครบถ้วนเพื่อให้

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 130 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย ได้ผลที่เกิดจากเฉพาะ ตัวแปรต้น 2.2 การออกแบบตาราง บันทึกผลขนาดขนาดของ แรงที่ใช้ในการยกถุงทราย โดยใช้การแขวนรอกวิธี ต่างกันในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.3 ไม่สามารถปฏิบัติตาม ความคาดหมาย เช่น - ระบุชื่อตารางไม่ สอดคล้องกับข้อมูลที่ บันทึก - ออกแบบตารางบันทึก ผลโดยสลับกันระหว่าง ตัวแปรต้นและตัวแปร ตาม ซึ่งควรเป็นดัง ตัวอย่าง คือ สดมภ์ ซ้ายของตารางเป็น ตัวแปรต้น คือ ขนาด เฟืองและข้อมูลใน สดมภ์ถัดไปของตาราง เป็นตัวแปรตาม คือ จ านวนรอบการหมุน - ระบุชื่อตารางได้ สอดคล้องกับข้อมูลที่ บันทึก - ออกแบบตารางบันทึก ผลที่แสดง ความสัมพันธ์ระหว่าง ขนาด(ตัวแปรต้น) กับ จ านวนรอบการหมุน ของเฟือง(ตัวแปรตาม) - มีการทดลองซ้ าเพื่อ ยืนยันผลการทดลอง สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น มีการออกแบบตาราง ที่สื่อสารเข้าใจง่าย ถูกต้อง และแตกต่างจากกลุ่มอื่น 2.3 การบันทึกข้อมูลขนาด ของแรงที่ใช้ในการยกถุง ทรายโดยใช้การแขวนรอก วิธีต่างกัน ตามในแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 2.3 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ไม่มีการตรวจสอบ เมื่อพบข้อมูลที่ คลาดเคลื่อน - มีการแก้ไขข้อมูลโดย ไม่ท าการตรวจสอบ เพิ่มเติม - บันทึกข้อมูลขนาดของ แรงที่ใช้ในการยกถุง ทรายโดยใช้การแขวน รอกวิธีต่างกัน ได้ ครบถ้วนตามหลักฐาน ที่กลุ่มรวบรวมได้ สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น - มีการทดลองซ้ าเมื่อพบ ข้อมูลที่มีความ คลาดเคลื่อน หรือมี การทดลองซ้ ามากกว่าที่ ก าหนดไว้

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 131 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3. วิเคราะห์แปลความหมายข้อมูล และอธิบายหลักการท างานของรอกเดี่ยว โดยมีข้อมูลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล 3.1 การตอบค าถามท้าย กิจกรรมที่ 2.3 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ค าตอบมีความ คลาดเคลื่อนไม่ สอดคล้องกับข้อมูล ที่ศึกษา - สังเกตเห็นการตอบ ค าถามโดยไม่ร่วม อภิปรายและ รอคอยค าตอบจาก การอภิปรายเพียง อย่างเดียว ตอบค าถามในใบกิจกรรม ได้อย่างครบถ้วนและ ถูกต้องสอดคล้องกับ ผลการทดลอง สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น มีการให้เหตุผลและข้อมูล สนับสนุนในการร่วม อภิปรายอย่างสมเหตุสมผล และได้รับการยอมรับ 4. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่น จนบรรลุวัตถุประสงค์ 4.1 การร่วมกันปฏิบัติ กิจกรรมที่ 2.3 ไม่สามารถปฏิบัติได้ตาม เกณฑ์ความคาดหมาย เช่น - ไม่มีส่วนร่วมในการ ปฏิบัติกิจกรรม - ขาดความพยายาม แก้ปัญหาเฉพาะหน้า ที่เกิดขึ้น - ไม่สามารถปฏิบัติงาน ให้เสร็จตามเวลาที่ ก าหนด - มีส่วนร่วมในการแบ่ง งานและปฏิบัติงาน ตามความรับผิดชอบ เพื่อปฏิบัติกิจกรรมให้ บรรลุเป้าหมาย - มีความพยายามใน การปฏิบัติงานตาม แผนให้บรรลุเป้าหมาย ในเวลาที่ก าหนด สามารถปฏิบัติได้เกินเกณฑ์ ความคาดหมาย เช่น มีภาวะผู้น า สามารถแก้ไข สถานการณ์ที่เกิดขึ้นภายใน กลุ่มโดยทันทีเมื่อพบปัญหา และขับเคลื่อนกลุ่มให้ท า กิจกรรมจนบรรลุเป้าหมาย

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 132 เกณฑ์การตัดสิน 1. สรุปผลระดับการพัฒนา ดังนี้ สรุปผลระดับการพัฒนา = ระดับการพัฒนาจากทุกรายการประเมิน จ านวนรายการประเมิน 2. สรุปผลการประเมินระดับการพัฒนา ดังนี้ คะแนนเฉลี่ย 2.34 – 3.00 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ดีมาก ปฏิบัติได้เกินความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.67 – 2.33 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ดี ปฏิบัติได้ตามความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.00 – 1.66 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 133 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์กิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. วิเคราะห์และอภิปรายสถานการณ์ ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์และตั้งสมมติฐาน ระบุตัวแปร ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของรอกเดี่ยว 2. ออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล และการบันทึกผลที่สอดคล้องกับค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทาง วิทยาศาสตร์สมมติฐาน และตัวแปร 3. รวบรวม และบันทึกข้อมูลขนาดของแรงที่ใช้ในการดึงวัตถุตามหลักฐานเชิงประจักษ์ 4. วิเคราะห์แปลความหมายข้อมูล และลงข้อสรุปเกี่ยวกับการท างานของรอกเดี่ยว เวลา 2 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่ รายการ จ านวน 1 รอกเดี่ยว 1 ตัว ต่อกลุ่ม 2 ขาตั้งพร้อมที่จับหลอดทดลอง 1 ชุด ต่อกลุ่ม 3 ถุงทรายขนาด 500 กรัม 1 ถุง ต่อกลุ่ม 4 เชือกขาวยาว 2 เมตร 1 เส้น ต่อกลุ่ม 5 เครื่องชั่งสปริง 1 อัน ต่อกลุ่ม 6 กระดาษปรู๊ฟ 1 แผ่น ต่อกลุ่ม 7 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก 1 ชุด ต่อคน กิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 134 สถานการณ์ ถ้าต้องการตรวจสอบความแตกต่างของการออกแรงที่ใช้ในการดึงวัตถุที่มีมวลเท่ากัน โดยแขวนรอก ในลักษณะที่แตกต่างกัน 2 วิธี ดังรูป วิธีการด าเนินกิจกรรม 1. จากสถานการณ์ ระบุค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมมติฐาน ตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก 2. ออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล ออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์สมมติฐาน ตัวแปร และออกแบบวิธีการวัดค่าของแรงที่ใช้ในการดึงวัตถุลงในกระดาษปรู๊ฟ น าเสนอและอภิปรายวิธีการรวบรวมข้อมูลและการบันทึกผล จากนั้นบันทึกผลที่ได้จากการอภิปรายลงใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 3. ปฏิบัติกิจกรรมตามวิธีการรวบรวมข้อมูลที่ได้ออกแบบไว้และบันทึกผลการปฏิบัติกิจกรรมลงในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 2.3 4. แต่ละกลุ่มอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 5. น าเสนอผลการอภิปรายค าถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น และร่วมกันสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 การแขวนรอกวิธีที่ 1 การแขวนรอกวิธีที่ 2

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 135 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ค าชี้แจง จากการศึกษาสถานการณ์ ให้นักเรียนระบุค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ตั้งสมมติฐาน ระบุตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ รอกขนิดใดช่วยให้ออกแรงในการดึงวัตถุน้อยกว่า สมมติฐาน ถ้าดึงวัตถุมาที่ต าแหน่งเดียวกัน แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 2 จะน้อยกว่าวิธีที่ 1 ตัวแปรต้น วิธีการแขวนรอก ตัวแปรตาม แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุ ตัวแปรควบคุม ระยะความสูงจากพื้นเมื่อดึงวัตถุ ชนิดและมวลของวัตถุ ชนิดและความยาวของเชือก ค าชี้แจง ให้นักเรียนบันทึกผลการออกแบบวิธีการรวบรวมข้อมูล และการออกแบบการบันทึกผลที่ได้จาก การอภิปราย วิธีการรวบรวมข้อมูล ตัวอย่างค าตอบของนักเรียน 1. ประกอบรอกเข้ากับขาตั้ง ตามการแขวนรอกวิธีที่ 1 โดยคล้องเชือกผ่านรอกให้ปลายข้างหนึ่งผูกติดกับ ถุงทรายขนาด 500 กรัม และปลายอีกข้างหนึ่งคล้องกับเครื่องชั่งสปริง ดังรูปในสถานการณ์ 2. ดึงเครื่องชั่งสปริงให้ถุงทรายเคลื่อนที่ขึ้นจากพื้น 10 เซนติเมตร ด้วยอัตราเร็วสม่ าเสมอ อ่านค่าแรงที่ใช้ ในการดึงเครื่องชั่งสปริงในหน่วยนิวตัน (N) และบันทึกผล 3. ท าซ้ าข้อ 2 อย่างน้อย 3 ครั้ง เพื่อลดความคลาดเคลื่อนจากการปฏิบัติกิจกรรม 4. หาค่าเฉลี่ยของแรงที่อ่านได้จากเครื่องชั่งสปริง และบันทึกผล 5. ท าซ้ าข้อ 1–4 โดยเปลี่ยนวิธีการแขวนรอกเป็นการแขวนรอกวิธีที่ 2 ดังรูปในสถานการณ์ แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.3 รอกแสนสะดวก

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 136 การบันทึกผล ตัวอย่างค าตอบของนักเรียน ตาราง ขนาดของแรงที่ใช้ในการดึงถุงทรายมวล 500 กรัม โดยใช้การแขวนรอกวิธีต่างกัน วิธีการแขวนรอก ขนาดของแรงที่ใช้ในการดึงถุงทราย (นิวตัน) ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่ 3 ค่าเฉลี่ย วิธีที่ 1 5.0 5.0 5.0 5.0 วิธีที่ 2 2.8 2.7 2.9 2.8 ค าถามท้ายกิจกรรม 1. การแขวนรอกวิธีที่ 1 มีลักษณะการคล้องเชือกอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านบนของรอก โดยปลายเชือกด้านหนึ่งผูก ติดกับวัตถุและปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง 2. การแขวนรอกวิธีที่ 2 มีลักษณะการคล้องเชือกอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 2 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านล่างของรอก โดยให้ปลายเชือกด้านหนึ่ง ผูกกับที่จับหลอดทดลองและปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง 3. การแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 ต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 ยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 ไม่มีการยึด ตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง 4. การแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 มีวิธีการดึงเชือกต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 จะดึงเชือกลงด้านล่าง ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 จะดึงเชือกขึ้นด้านบน เพื่อให้วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น 5. การแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 มีการเคลื่อนที่ของรอกและวัตถุเป็นอย่างไร แนวค าตอบ การแขวนรอกวิธีที่ 1 รอกไม่เคลื่อนที่แต่วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ส่วนการแขวนรอกวิธีที่ 2 ทั้งรอกและ วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นไปพร้อมกัน 6. แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 เท่ากันหรือไม่ ทราบได้อย่างไร แนวค าตอบ ไม่เท่ากัน แรงที่ใช้ในการดึงวัตถุจากการแขวนรอกวิธีที่ 1 มากกว่าแรงที่ใช้ในการดึงวัตถุ จากการแขวนรอกวิธีที่ 2 ทราบได้จากค่าเฉลี่ยของแรงที่อ่านได้จากเครื่องชั่งสปริง

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 137 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม การแขวนรอกวิธีที่ 1 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านบนของรอก ปลายเชือกด้านหนึ่งผูกติดกับวัตถุและ ปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง โดยยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง ในการดึงวัตถุจะดึงเชือกลงด้านล่าง การแขวนรอกวิธีที่ 2 มีลักษณะการคล้องเชือกผ่านด้านล่างของรอก ปลายเชือกด้านหนึ่งผูกกับที่จับหลอด ทดลองและปลายเชือกอีกด้านหนึ่งใช้ส าหรับดึง โดยไม่มีการยึดตัวรอกกับที่จับหลอดทดลอง ในการดึงวัตถุจะดึงเชือก ขึ้นด้านบน การแขวนรอกทั้ง 2 วิธี ใช้ในการดึงวัตถุให้เคลื่อนที่ขึ้น แต่การแขวนรอกวิธีที่ 2 ใช้แรงน้อยกว่า

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 138 จุดประสงค์การเรียนรู้ นักเรียนสามารถ 1. ตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์และตั้งสมมติฐานที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง ตัวแปรต้นและตัวแปรตาม ที่เกี่ยวกับหลักการท างานของล้อและเพลา 2. ออกแบบการบันทึกผลที่สอดคล้องกับข้อมูล และรวบรวมข้อมูลตามหลักฐานเชิงประจักษ์ 3. วิเคราะห์และอธิบายหลักการท างานของล้อและเพลา โดยมีข้อมูลสนับสนุนอย่างสมเหตุสมผล 4. เลือกวิธีการน าเสนอข้อมูลให้สอดคล้องกับวัตถุประสงค์และน าเสนอข้อมูล โดยใช้หลักการทางคณิตศาสตร์ 5. ท างานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุวัตถุประสงค์ เวลา 3 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่ รายการ จ านวนต่อคน จ านวนต่อกลุ่ม จ านวนต่อห้อง 1 ท่อสายไฟ PVC ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 เซนติเมตร ยาว 40 เซนติเมตร - 1 อัน - 2 กล่องกระดาษลูกฟูก กว้าง 6 เซนติเมตร ยาวไม่ น้อยกว่า 30 เซนติเมตร - 5 ชิ้น - 3 ถุงทรายมวล 500 กรัม - 1 ถุง - 4 เครื่องชั่งสปริง - 1 อัน - 5 เชือกยาว 1 เมตร - 1 เส้น - 6 เชือกยาว 3 เมตร - 1 เส้น - 7 ขาตั้งพร้อมที่จับหลอดทดลอง - 2 ชุด - 8 กรรไกร - 1 เล่ม - 9 เทปกาว 2 หน้าแบบบาง - 1 ม้วน - 10 ไม้บรรทัด - 1 อัน - 11 กระดาษปรู๊ฟ - 1 แผ่น - 12 ปากกา ดินสอ หรือสีไม้ - 1 ชุด - 13 ใบกิจกรรมที่ 2.4 ล้อและเพลาแสนสบาย 1 ชุด - - 14 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 2.4 ล้อและเพลาแสนสบาย 1 ชุด - - 15 ใบความรู้ที่ 2.2 การน าเสนอข้อมูล 1 ชุด - - แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 4 ล้อและเพลา

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 139 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สื่อและแหล่งการเรียนรู้ 1. ล้อและเพลาท างานอย่างไร. คลังความรู้ SciMath (https://www.scimath.org/video-science/item/9890-2019-02-28-06-19-28) ข้อเสนอแนะส าหรับครู 1. ครูอาจเปลี่ยนอุปกรณ์ได้ตามความเหมาะสม แต่ควรท าการทดสอบก่อนให้นักเรียนลงมือปฏิบัติกิจกรรม เช่น - เพลา อาจใช้ไม้เสียบลูกชิ้นขนาดใหญ่ หรือตะเกียบไม้ไผ่แทนได้ - ที่จับหลอดทดลอง อาจใช้ตะขอรูปตัวเอสส าหรับแขวนวัตถุแทนได้ แต่ควรยึดให้มั่นคง 2. ในการดึงเชือกขาตั้งอาจล้มได้ ดังนั้นควรหาวิธียึดขาตั้งกับโต๊ะเพื่อไม่ให้ล้ม 3. ในการหารัศมีของล้อและเพลา อาจใช้เชือกวัดความยาวของเส้นรอบวงของวงกลม แล้วค านวณหารัศมี จากสูตร เส้นรอบวงของวงกลม = 2r เมื่อ r แทน รัศมีของวงกลม 4. ในการค านวณหาอัตราส่วนของรัศมีของล้อต่อรัศมีของเพลา ครูอาจให้นักเรียนใช้เครื่องคิดเลขได้

คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 140 แนวการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ กิจกรรมที่ 2.4 น้ าขึ้นให้รีบยก (3 ชั่วโมง) 1. ครูให้นักเรียนสังเกตภาพการยกถังน้ าโดยใช้รอก กับการยกถังน้ าโดยใช้ล้อและเพลา แล้วร่วมกันอภิปราย ตามแนวค าถามดังนี้ 1) การใช้งานรอกเดี่ยวตายตัวกับการใช้งานล้อและเพลามีลักษณะการคล้องเชือกต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ การใช้งานรอกเดี่ยวตายตัวจะท าโดยการคล้องเชือก 1 เส้น รอบตัวรอกเพียงต าแหน่ง เดียว ส่วนการใช้งานล้อและเพลาจะพันเชือก 2 เส้น โดยพันเชือกเส้นที่ 1 ที่ล้อ และพันเชือกอีกเส้น หนึ่งที่เพลา 2) ลักษณะการดึงเชือกของรอกเดี่ยวตายตัว และล้อและเพลาต่างกันอย่างไร แนวค าตอบ รอกเดี่ยวตายตัวจะดึงเชือกที่คล้องผ่านรอกและผูกติดกับวัตถุส่วนล้อและเพลาจะดึง เชือกที่พันรอบล้อ 3) ถ้าต้องการยกถังน้ าที่มีมวลเท่ากัน เครื่องกลชนิดใดจะใช้แรงน้อยกว่า แนวค าตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เช่น การยกถังน้ าด้วยล้อและเพลาจะใช้แรง น้อยกว่า 2. ครูให้นักเรียนศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรมที่ 2.4 ล้อและเพลาแสนสบาย ตอนที่ 1 ยกน าหนัก จากนั้นร่วมกัน อภิปรายเพื่อตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ รวมทั้งตั้งสมมติฐาน เพื่อคาดการณ์ ขนาดของแรงที่ใช้ในการดึงถุงทรายเมื่อล้อมีรัศมีต่างกัน ระบุตัวแปรต้น ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุม ตามแนวค าถามดังนี้ 1) จากการศึกษาวิธีการด าเนินกิจกรรม สามารถตั้งค าถามที่ตรวจสอบได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ได้ว่าอย่างไร แนวค าตอบ รัศมีของล้อที่ต่างกันจะส่งผลต่อแรงที่ใช้ในการดึงถุงทรายอย่างไร รอกเดี่ยวตายตัว ล้อและเพลา