คู่มือวิทยาศาสตร์พลังสิบ ของเล่นของใช้

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2) การเรียงตัวของจุดแสดงขอมูลที่ไดจากการทดลอง มีลักษณะอยางไร แนวคําตอบ การเรียงตัวของจุดแสดงขอมูลมีการเรียงตัวเกือบจะอยูในแนวเสนตรงเดียวกัน หรือ เรียงตัวอยูในแนวเสนตรงเดียวกัน 3) จากตาราง คา I V ที่หาได มีคาเทากันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ไมเทากัน แตมีคาใกลเคียงกัน 4) เมื่อลากเสนตรงผานจุด (0,0) โดยใหเสนตรงนี้ผานขอมูลสวนใหญมากที่สุด คา I V ของทั้ง 3 จุด ที่เลือกมา มีคาเทากันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ตอบตามขอมูลของนักเรียน เชน - เทากัน โดยคา I V เทากับ 5 - ไมเทากัน แตคา I V มีคาใกลเคียงกันมาก ๆ 5) จากกราฟ ใหนักเรียนคาดการณความตางศักยไฟฟา ที่จะใหปริมาณกระแสไฟฟามีคาเปน 45 มิลลิแอมแปร แนวคําตอบ ตอบตามขอมูลของนักเรียน เชน จากกราฟตัวอยางความตางศักยไฟฟามีคาประมาณ 9 โวลต 6) จากกราฟที่สรางได เราสามารถคาดการณความตางศักยไฟฟา ที่จะใหปริมาณกระแสไฟฟาที่ กําหนดอยางไร แนวคําตอบ ลากสวนของเสนตรงใหตั้งฉากกับแกนตั้ง ณ ตําแหนงที่แสดงปริมาณกระแสไฟฟา ที่ตองการไปยังกราฟ และจากจุดที่พบกราฟ ลากสวนของเสนตรงใหตั้งฉากกับแกนนอน ซึ่งถา ปลายของสวนของเสนตรงชี้ที่ตําแหนงใดของความตางศักยไฟฟา แสดงวาเปนความตางศักยไฟฟา ที่สอดคลองกับปริมาณกระแสไฟฟาที่ตองการ 5. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายเกี่ยวกับคา I V ของทั้ง 3 จุด ที่นักเรียนแตละกลุมเลือกมาจากกราฟเสนตรง ของกลุมตนเอง ซึ่งจะพบวา มีกลุมที่ไดคา I V ของทั้ง 3 จุดเปนคาที่เทากัน และมีกลุมที่ไดคา I V ของทั้ง 3 จุด เปนคาที่ไมเทากัน แตมีคาใกลเคียงกันมาก ๆ เหตุผลที่ทําใหไดคา I V ของทั้ง 3 จุดเปนคาที่ไมเทากันนั้น V I 241 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 เกิดจากการความคลาดเคลื่อนในการระบุพิกัดของจุดที่เลือกมา เนื่องจากการระบุพิกัดนั้น เปนการกะประมาณ ดวยสายตา คาที่ไดอาจยังไมใชคาที่แทจริงของพิกัดดังกลาวจึงทําใหคา I V ที่หามาได มีความคลาดเคลื่อน เชนเดียวกัน 6. นักเรียนแตละกลุมรวมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมดังนี้ เมื่อลงจุดบนระนาบ พบวาจุดแสดงขอมูลมีการเรียงตัวเกือบจะอยูในแนวเสนตรงเดียวกันหรือ เรียงตัวอยูในแนวเสนตรงเดียวกัน เมื่อลากเสนตรงผานจุด (0,0) โดยใหเสนตรงนี้ผานขอมูลสวนใหญมากที่สุด จะไดกราฟที่มีลักษณะเปนเสนตรง เมื่อเลือกจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟเสนตรง และระบุพิกัดไดถูกตองแมนยํา คา I V จากจุดใด ๆ ที่อยูบนเสนตรงนี้จะมีคาเทากัน และเราสามารถคาดการณแนวโนมความสัมพันธระหวาง ความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟาจากกราฟเสนตรงนี้ได 7. ครูอธิบายเพิ่มเติมใหนักเรียนเขาใจวา ตามทฤษฎี จากผลการทดลองในกิจกรรมนี้ควรจะไดคา I V เทากันทุกคู ของขอมูล และเปนคาเดียวกับคาที่ไดจากจุดที่อยูบนกราฟเสนตรง แตผลการทดลองที่ไดอาจมีความคลาดเคลื่อน ไดซึ่งเกิดไดจากหลายปจจัย เชน เครื่องมือวัด ชนิดของถานไฟฉาย จึงทําใหไดคา I V ที่ไมเทากัน แตมีคา ใกลเคียงกัน ดังนั้น เราจึงใชวิธีการสรางกราฟเสนตรงแสดงแนวโนมเพื่อเปนตัวแทนของชุดขอมูล และใช กราฟเสนตรงนี้คาดการณแนวโนมความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟาได 8. ครูควรขยายความรูเพิ่มเติมเกี่ยวกับการหาความสัมพันธระหวางกระแสไฟฟา ความตางศักยไฟฟา และความตานทาน ดังนี้ 8.1 ใหนักเรียนรวมกันอภิปรายเกี่ยวกับการหาความสัมพันธระหวางกระแสไฟฟา ความตางศักยไฟฟา เมื่อความตานทานคงที่ ตามแนวคําถามดังนี้ 1) เราสามารถหาคาความตานทานที่ใชในการตอวงจรไดอยางไร แนวคําตอบ อาจหาคาไดโดยใชเครื่องมือวัด 2) ในกรณีที่ไมมีเครื่องมือวัด เราจะหาคาความตานทานที่ใชในวงจร ไดอยางไร แนวคําตอบ ตอบตามความคิดของนักเรียน เชน อาจหาคาไดจากกราฟ 8.2 ครูเลือกตัวอยางกราฟเสนตรงของนักเรียนกลุมใดกลุมหนึ่งเพื่อใชเปนตัวอยาง แลวใหนักเรียนหา คาความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟา จากจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟเสนตรง พรอมทั้งหา คาคงตัว I V และบันทึกคาในตารางดังตัวอยาง ทั้งนี้ครูอาจแสดงการใชโปรแกรม GeoGebra หรือ โปรแกรม The Geometer’s Sketchpad (GSP) ในการสํารวจคา I V ของจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟ เพื่อชี้ใหนักเรียนเห็นวา หากเราใชโปรแกรมในการระบุพิกัดที่แมนยํา คา I V ที่ไดนั้นจะมีคาเทากัน จากนั้นครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายพรอมตอบคําถามในใบงานที่ 3.4 สังเกตกราฟทราบสมการ โดยมีแนวคําตอบดังนี้ โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 242

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 กราฟแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟา ตาราง ความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟา และคาคงตัว ความตางศักยไฟฟา V (โวลต) ปริมาณกระแสไฟฟา I ( ) มิลลิแอมแปร คาคงตัว I V ( มิลลิแอมแปร โวลต ) 0 0 - 2 10 10 2 = 5 4 20 20 4 = 5 6 30 30 6 = 5 8 40 40 8 = 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ปริมาณกระแสไฟฟา I (มิลลิแอมแปร) ความตางศักยไฟฟา V (โวลต) 243 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ให V แทน ความตางศักยไฟฟา มีหนวยเปนโวลต I แทน ปริมาณกระแสไฟฟา มีหนวยเปนมิลลิแอมแปร 1) จากขอมูลในตาราง คาคงตัว I V ที่หาได เปนเทาไร แนวคําตอบ 5 มิลลิแอมแปร โวลต 2) ในทางคณิตศาสตร เมื่อกําหนดใหปริมาณสองปริมาณเปน x และ y ถาปริมาณสอง ปริมาณนี้มีความสัมพันธกัน คือ เมื่อ y แปรผันตรงกับ x เราสามารถเขียนในรูปของ สมการแสดงการแปรผันไดดังนี้ y = kx เมื่อ k เปนคาคงตัว และ k ≠ 0 กราฟแสดง ความสัมพันธที่เปนการแปรผันตรงจะเปนสวนของเสนตรง รังสีหรือเสนตรงอยางใดอยางหนึ่ง ที่ผานจุด (0,0) จากกราฟเสนตรงดานบน จะเรียกวา เปนกราฟแสดงความสัมพันธที่เปน การแปรผันตรง คา y แทนคาของขอมูลใด คา x แทนคาของขอมูลใด และเมื่อนํามาเขียน สมการแสดงการแปรผัน จะเขียนไดอยางไร แนวคําตอบ จากขอ 1) I V = 5 จะได I = 5V เมื่อเทียบกับสมการ y = kx จะไดวา คา y แทน กระแสไฟฟา (I) คา x แทน ความตางศักยไฟฟา (V) และ k = 5 นั่นคือ เขียนสมการแสดงการแปรผันไดเปน y = 5x หรือ I = 5V 3) คา k ที่ไดจากขอ 2) มีความสัมพันธกับคาความตานทาน 200 โอหม หรือ 0.2 กิโลโอหม ที่ใชในวงจรไฟฟาอยางไร เนื่องจาก ความตานทาน มีหนวยเปนโวลตตอแอมแปร หรือ โอหม แตเราพบวา V I = 1 โวลต 5 มิลลิแอมแปร = 1 โวลต 5 × 10-3 แอมแปร = 0.2 × 103 โวลต แอมแปร = 0.2 × 103 โอหม = 0.2 กิโลโอหม แนวคําตอบ เนื่องจาก k = 5 และ 0.2 = 2 10 = 1 5 ดังนั้น คาความตานทานมีคาประมาณ 1 k หรือ 1 5 (ในหนวยกิโลโอหม) โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 244

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 4) จากขอ 2) – 3) เขียนสมการแสดงความสัมพันธระหวาง ความตางศักยไฟฟา (V) กระแสไฟฟา (I) และความตานทาน (R) ไดอยางไร แนวคําตอบ จากสมการที่หาได y = 5x นั่นคือ I = 5V จะไดวา 1 5 = V I และเราพบวา V I = 1 5 มีคาเทากับคาความตานทาน 0.2 กิโลโอหม ดังนั้น V I = R หรือ V = IR 5) จากสมการที่ไดในขอ 4) ถาตองการสรางของเลน ที่ใชถานไฟฉายที่ใหตางศักยไฟฟาเปน 9 โวลต และมีความตานทานภายในมอเตอรเปน 0.2 กิโลโอหม ปริมาณกระแสไฟฟาที่ใชกับ ของเลนชิ้นนี้จะมีคาเทาไร แนวคําตอบ จาก V = IR 9 = I × 0.2 I = 45 มิลลิแอมแปร 8.3 ครูใหความรูเพิ่มเติม เกี่ยวกับสมการแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟา (V) กระแสไฟฟา (I) และ ความตานทาน (R) ดังนี้ V = IR เรียกความสัมพันธนี้วา กฎของโอหม (Ohm’s Law) เมื่อ I แทน ปริมาณกระแสไฟฟาที่ผานตัวนํา มีหนวยเปนแอมแปร V แทน ความตางศักยไฟฟา มีหนวยเปนโวลต R แทน ความตานทานของตัวนํา มีหนวยเปนโวลตตอแอมแปร หรือเรียกวา โอหม 8.4 ครูอธิบายใหนักเรียนเขาใจวา ในการทดลองเราใชหนวยของ I เปนมิลลิแอมแปร ดังนั้น จะตองใช หนวยใหสอดคลองกันสําหรับทุกปริมาณ นั่นคือ จากสูตร V = IR เมื่อ I แทน ปริมาณกระแสไฟฟาที่ผานตัวนํา มีหนวยเปนมิลลิแอมแปร V แทน ความตางศักยไฟฟา มีหนวยเปนโวลต R แทน ความตานทานของตัวนํา มีหนวยเปนโวลตตอมิลลิแอมแปรหรือ กิโลโอหม 8.5 ครูใหนักเรียนรวมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม จากผลการทดลอง เราไดชุดขอมูลความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาของขั้วถานไฟฉาย กับกระแสไฟฟาในวงจร เมื่อนําชุดขอมูลดังกลาวมาลงจุดบนระนาบ จะพบวา จุดเรียงตัวเกือบจะอยู ในแนวเสนตรงเดียวกัน เราอาจใชวิธีการสรางกราฟเสนตรงที่ผานจุด (0,0) เพื่อแสดงแนวโนมและ เปนตัวแทนของชุดขอมูล และใชกราฟเสนตรงนี้คาดการณแนวโนมความสัมพันธของขอมูล 245 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 กราฟเสนตรงที่ผานจุด (0,0) เปนกราฟที่แสดงความสัมพันธที่เปนการแปรผันตรง เราสามารถ เขียนสมการแสดงการแปรผัน y = kx โดยหาคาคงตัวของการแปรผันไดจากการหาคา y x ซึ่งเปน คาคงตัวเดียวกันสําหรับทุกชุดขอมูล เมื่อขอมูลชุดนั้นมีความสัมพันธแบบการแปรผันตรงจาก สมการที่ได เราสามารถเชื่อมโยงผลที่ไดจากการทดลองไปสูกฎของโอหมได 9. ครูใหนักเรียนรวมกันสรุปสิ่งที่ไดเรียนรูจากแผนการจัดการเรียนรูที่ 2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา โดยมี แนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุป 1) ตัวตานทานเปนอุปกรณอิเล็กทรอนิกสที่มีหนาที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา 2) กระแสไฟฟา ความตางศักยไฟฟา และความตานทาน มีความสัมพันธกันเปนไปตามกฎของโอหม โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 246

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ความรูเพิ่มเติมสําหรับครู เรื่อง การแปรผันตรง พิจารณาสถานการณที่มีตารางแสดงความสัมพันธระหวางปริมาณน้ํามัน และจํานวนเงินที่จาย ดังตอไปนี้ ปริมาณน้ํามัน (ลิตร) จํานวนเงินที่จาย (บาท) 0 0 1 35 2 70 3 105 4 140 5 175 ⋮ ⋮ ให x แทน ปริมาณน้ํามันเปนลิตร Y แทน จํานวนเงินที่จายเปนบาท จากแบบรูปในตารางสามารถเขียนความสัมพันธระหวาง x และ y ไดเปน y = 35x จะเห็นวา เมื่อปริมาณ น้ํามัน x เพิ่มขึ้น จํานวนเงินที่จาย y ก็จะสูงขึ้นตามในอัตราที่คงตัวคือ 35 บาทตอลิตร และเนื่องจากเราสามารถ หาจํานวนเงินที่จายไดเสมอ ไมวาน้ํามันจะมีปริมาณเทาใดก็ตาม จึงเขียนกราฟแสดงความสัมพันธระหวางปริมาณน้ํามัน และจํานวนเงินที่จายขางตนไดในลักษณะที่ตอเนื่องกันเปนสวนหนึ่งของเสนตรง และกราฟที่ไดจะผานจุด (0,0) ดังรูป ความสัมพันธระหวางปริมาณน้ํามันและจํานวนเงินที่จายดังกลาว เปนตัวอยางหนึ่งของการแปรผันตรง 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 1 2 3 4 5 6 Y (จํานวนเงินที่จายเปนบาท) X (ปริมาณน้ํามันเปนลิตร) 247 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 สมการ y = kx โดยที่ k เปนคาคงตัว และ k ≠ 0 เรียกวา สมการแสดงการแปรผัน ของการแปรผันตรง เรียกk วา คาคงตัวของการแปรผัน และเขียนแทน y แปรผันตรงกับ x ดวย y ∝ x จากความสัมพันธระหวางปริมาณน้ํามันและจํานวนเงินที่จายซึ่งแสดงดวยสมการ y = 35x ขางตน จะไดวา y แปรผันตรงกับ x โดยมีสมการแสดงการแปรผันเปน y = 35x และมีคาคงตัวของการแปรผันเปน 35 จากบทนิยาม จะเห็นวา คาคงตัวของการแปรผันอาจเปนจํานวนจริงบวกหรือจํานวนจริงลบก็ไดและกราฟ แสดงความสัมพันธที่เปนการแปรผันตรง จะเปนสวนของเสนตรง รังสีหรือเสนตรงอยางใดอยางหนึ่งที่ผานจุด (0,0) ในชีวิตประจําวัน เรามักจะพบการแปรผันตรงระหวางปริมาณสองปริมาณในลักษณะที่คาคงตัวของการแปรผัน เปนจํานวนจริงบวกเปนสวนมาก เราจึงจะเนนการแปรผันตรง ที่คาคงตัวของการแปรผันเปนจํานวนจริงบวก เนื่องจาก y ∝ x เมื่อ y = kx, k ≠ 0 และเมื่อ x ≠ 0 สามารถเขียน y = kx, k ≠ 0 ไดเปน y x = k, k ≠ 0 ดังนั้นอาจกลาวอีกอยางหนึ่งไดวา y ∝ x เมื่อ y x เปนคาคงตัวตัวเดียวกัน สําหรับทุกคูของ x และ y ที่ x ≠0 และคาคงตัวนี้เปนคาคงตัวของการแปรผัน จากตัวอยางตารางแสดงความเกี่ยวของระหวางปริมาณน้ํามันและจํานวนเงินที่จายดังกลาวมาแลวขางตน เมื่อใหy แทนจํานวนเงินที่จายเปนบาท และ x แทนปริมาณน้ํามันเปนลิตร อาจหา y x ไดดังนี้ x y y x = k 1 35 35 1 = 35 2 70 70 2 = 35 3 105 105 3 = 35 4 140 140 4 = 35 5 175 175 5 = 35 ⋮ ⋮ ⋮ บทนิยาม ใหx และ y แทนปริมาณใด ๆ y แปรผันตรงกับ x เมื่อ y = kx โดยที่ k เปนคาคงตัว และ k ≠ 0 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 248

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 จากตารางจะเห็นวา y x = 35 สําหรับทุกคูของ x และ y ที่ x ≠ 0 ฉะนั้นในการพิจารณาวา ปริมาณ y แปรผันตรงกับปริมาณ x หรือไม เราอาจพิจารณาจากคาของ y x สําหรับ ทุกคูของ x และ y ที่ x ≠ 0 วาเปนคาคงตัวตัวเดียวกันหรือไม ถาเปนคาคงตัวตัวเดียวกัน แลวความสัมพันธระหวาง สองปริมาณนั้นก็เปนการแปรผันตรง แตถามีx และ y บางคูที่คาของ y x ตางจาก x และ y คูอื่น ๆ แลว ความสัมพันธ ระหวางสองปริมาณนั้นก็ไมเปนการแปรผันตรง ตัวอยางอื่น ๆ ของความสัมพันธแบบการแปรผันตรง พิจารณาสถานการณตอไปนี้ ในการทดลองปรับลดอุณหภูมิของหองควบคุมอุณหภูมิแหงหนึ่ง สามารถปรับอุณหภูมิของหองควบคุมใหลดลง เรื่อย ๆในอัตราที่คงตัวจาก0 องศาเซลเซียสตามเวลาที่ผานไปจาก 0 นาที ถึง 5 นาที ปรากฏผลการทดลองเปนแบบรูป ดังตารางตอไปนี้ เวลา (นาที) 0 1 2 3 4 5 อุณหภูมิ (°C) 0 -2 -4 -6 -8 -10 ให x แทน เวลาที่ผานไปเปนนาที y แทน อุณหภูมิของหองควบคุมเปนองศาเซลเซียส จากแบบรูปในตารางสามารถเขียนความสัมพันธระหวาง x และ y ไดเปน y = -2x ดังนั้น y แปรผันตรงกับ x โดยมีสมการแสดงการแปรผันเปน y = -2x และมีคาคงตัวของการแปรผันเปน -2 เนื่องจากเราสามารถหาอุณหภูมิของหองควบคุมไดเสมอ ณ เวลาใด ๆ ตั้งแต 0 นาที ถึง 5 นาที จึงเขียนกราฟ แสดงความสัมพันธระหวางเวลาที่ผานไปกับอุณหภูมิของหองควบคุมขางตนไดในลักษณะที่ตอเนื่องกันเปนสวนหนึ่ง ของเสนตรง และกราฟที่ไดจะผานจุด (0,0) ดังรูป 0 1 2 3 4 5 6 -2 -4 -6 -8 -10 -12 X (เวลาที่ผ่านไป เป�นนาที) Y (อุณหภูมิเป�นองศาเซลเซียส) 249 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 จะเห็นวาเมื่อเวลา x เพิ่มขึ้น อุณหภูมิ y จะลดลงในอัตราที่คงตัว ซึ่งแตกตางจากสถานการณปริมาณน้ํามัน และจํานวนเงินที่จาย ที่เมื่อปริมาณน้ํามัน x เพิ่มขึ้น จํานวนเงินที่จาย y จะสูงขึ้นตามไปดวย อีกทั้งกราฟของทั้งสอง สถานการณก็มีทิศทางแตกตางกัน จากตัวอยางสถานการณขางตน จะเห็นวา คาคงตัวของการแปรผันอาจเปนจํานวนจริงลบก็ได การวัดและประเมินผล รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานที่ประเมิน เครื่องมือที่ใชประเมิน 1.รวบรวมขอมูลปริมาณทางไฟฟา เมื่อมีตัวตานทานในวงจรไฟฟา อยางงายและอธิบายหนาที่ของ ตัวตานทานตามหลักฐานที่ รวบรวมไดอยางสมเหตุสมผล 1.1 การบันทึกผลการสังเกตและขอมูล ปริมาณทางไฟฟาเมื่อมีตัวตานทาน ในวงจรไฟฟาอยางงายที่วัดได จากมัลติมิเตอรในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 1.2 การตอบคําถามใบงานที่ 3.3 ตัวตานทานและความตานทาน 1.1 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมที่3.2 ตอนที่ 1 และ 2 และเกณฑการประเมิน 1.2 แนวการตอบคําถามใบงาน ที่ 3.3 ตัวตานทานและความ ตานทานและเกณฑการประเมิน 2.จัดการขอมูลปริมาณทางไฟฟา และนําเสนอในรูปแบบของ กราฟความสัมพันธระหวาง ความตางศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟา และคาดการณ แนวโนมปริมาณทางไฟฟาจาก กราฟเสนตรง 2.1 การเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ ระหวางความตางศักยไฟฟาและ ปริมาณกระแสไฟฟาในแบบบันทึก กิจกรรม 3.3 2.2 การตอบคําถามทายกิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ขอที่ 5 และ 6 2.1 แนวการเขียนกราฟในแบบ บันทึกกิจกรรม 3.3 และเกณฑ การประเมิน 2.2 แนวการตอบคําถามทายกิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ขอที่ 5 และ 6 และเกณฑ การประเมิน 3.วิเคราะหและอธิบาย ความสัมพันธระหวางความตาง ศักยไฟฟา กระแสไฟฟา และ ความตานทาน จากหลักฐานที่ รวบรวมได 3.1 การตอบคําถามทายกิจกรรมใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 3.2 การสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม ใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 3.1 แนวการตอบคําถามทายกิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 และเกณฑ การประเมิน 3.2 แนวการสรุปผลการปฏิบัติ กิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 และเกณฑ การประเมิน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 250

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 เกณฑการวัดและประเมินผล เกณฑการประเมินสําหรับแผนการจัดการเรียนรูนี้ เปนเกณฑสําหรับการประเมินเพื่อพัฒนา ซึ่งแบงระดับ การพัฒนาเปน 3 ระดับ โดยมีรายละเอียดดังนี้ การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติไดตาม ความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติไดเกิน ความคาดหมาย 1. รวบรวมขอมูลปริมาณทางไฟฟาเมื่อมีตัวตานทานในวงจรไฟฟาอยางงายและอธิบายหนาที่ของตัวตานทาน ตามหลักฐานที่รวบรวมไดอยางสมเหตุสมผล 1.1 การบันทึกผล การสังเกตและขอมูล ปริมาณทางไฟฟา เมื่อมีตัวตานทานใน วงจรไฟฟาอยางงาย ที่วัดไดจากมัลติ- มิเตอรในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ไมมีการตรวจสอบเมื่อพบ ขอมูลที่คลาดเคลื่อน - มีการแกไขขอมูลโดยไม ทําการตรวจสอบเพิ่มเติม - ระบุผลการสังเกตและ ขอมูลปริมาณทางไฟฟา เมื่อมีตัวตานทานใน วงจรไฟฟาอยางงายที่วัด ไดจากมัลติมิเตอรได ครบถวนตามหลักฐานที่ กลุมรวบรวมได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการทดลองซ้ําเมื่อพบ ขอมูลที่มีควาคลาดเคลื่อน หรือมีการทดลองซ้ํา มากกวาที่กําหนดไว 1.2 การตอบคําถาม ใบงานที่ 3.3 ตัวตานทานและ ความตานทาน ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - คําตอบมีความคลาดเคลื่อน ไมสอดคลองกับขอมูลที่ ศึกษา - สังเกตเห็นการตอบคําถาม โดยไมรวมอภิปรายและ รอคอยคําตอบจาก การอภิปราย เพียงอยางเดียว - อธิบายหนาที่และการ ทํางานของตัวตานทาน โดยตอบคําถามได ครบถวนและถูกตอง สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการใหเหตุผลและขอมูล สนับสนุนในการรวม อภิปราย 251 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติไดตาม ความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติไดเกิน ความคาดหมาย 2. จัดการขอมูลปริมาณทางไฟฟาและนําเสนอในรูปแบบของกราฟความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟา และคาดการณแนวโนมปริมาณทางไฟฟาจากกราฟเสนตรง 2.1 การเขียนกราฟ แสดงความสัมพันธ ระหวางความตาง ศักยไฟฟาและ ปริมาณกระแสไฟฟา ในแบบบันทึก กิจกรรม 3.3 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - เขียนกราฟโดยสลับแกน กันระหวางแกน X และ แกน Y ซึ่งควรเปนดังนี้ แกน X คือ ความตาง ศักยไฟฟา (ตัวแปรตน) และแกน Y คือกระแส ไฟฟา(ตัวแปรตาม) - กําหนดสเกลที่เหมาะสม ทําใหไมสามารถระบุ บางขอมูลบนกราฟได - เขียนกราฟความสัมพันธ ระหวางความตางศักย ไฟฟาและปริมาณ กระแสไฟฟา โดยระบุ ชื่อแกนตั้งและแกนนอน และระบุหนวยไดถูกตอง - กําหนดสเกลที่สัมพันธ กับคาของขอมูล - ลากเสนตรงบนระนาบ ที่ผานจุด (0,0) และ เสนตรงผานขอมูลสวน ใหญมากที่สุด สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - สามารถแนะนําและ อธิบายการเขียนกราฟ ใหกับสมาชิกในกลุมหรือ ในหองปฏิบัติไดถูกตอง - สามารถนํากราฟไปทํานาย ขอมูลอื่นที่ไมไดปรากฏ จากการทดลอง 2.2 การตอบคําถามทาย กิจกรรมใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.3 ขอที่ 5 และ 6 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - คําตอบมีความคลาดเคลื่อน ไมสอดคลองกับขอมูลที่ รวบรวมได - อานคาความตางศักยไฟฟา จากกราฟที่สัมพันธกับ คากระแสไฟฟาที่กําหนด ไมถูกตอง - สังเกตเห็นการตอบ คําถามโดยไมรวม อภิปรายและรอคอย - วิเคราะหกราฟเสนตรง และคาดการณแนวโนม ปริมาณทางไฟฟาจาก กราฟเสนตรงโดยตอบ คําถามทายกิจกรรม ขอที่ 5 และ 6 ไดครบถวนและถูกตอง สอดคลองกับขอมูลที่ รวบรวมได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการใหเหตุผลและขอมูล สนับสนุนในการรวม อภิปรายอยาง สมเหตุสมผลและไดรับ การยอมรับ โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 252

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติไดตาม ความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติไดเกิน ความคาดหมาย คําตอบจากการอภิปราย เพียงอยางเดียว 3. วิเคราะหและอธิบายความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟา กระแสไฟฟา และความตานทาน จากหลักฐาน ที่รวบรวมได 3.1 การตอบคําถามทาย กิจกรรมใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - คําตอบมีความคลาดเคลื่อน ไมสอดคลองกับขอมูล ที่รวบรวมได - สังเกตเห็นการตอบคําถาม โดยไมรวมอภิปรายและ รอคอย คําตอบจากการ อภิปรายเพียงอยางเดียว - วิเคราะหความสัมพันธ ระหวางความตางศักย ไฟฟา กระแสไฟฟา และ ความตานทานโดยตอบ คําถามทายกิจกรรม ไดครบถวนและถูกตอง สอดคลองกับขอมูลที่ รวบรวมได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการใหเหตุผลและขอมูล สนับสนุนในการรวม อภิปรายอยาง สมเหตุสมผลและไดรับ การยอมรับ 3.2 การสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรม ในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 และ 2 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - สรุปความสัมพันธระหวาง ความตางศักยไฟฟา กระแสไฟฟา และความ ตานทานโดยระบุคําสําคัญ และอธิบายไมสอดคลอง กับขอมูลที่รวบรวมได - สรุปความสัมพันธ ระหวางความตาง ศักยไฟฟา กระแสไฟฟา และความตานทาน โดย ระบุคําสําคัญและ อธิบายไดสอดคลองกับ ขอมูลที่รวบรวมได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - สรุปผลการปฏิบัติ กิจกรรมจากความเขาใจ ของตนเองไดถูกตองโดย ไมไดรอคอยคําตอบจาก การอภิปรายรวมกัน เกณฑการตัดสิน 1. สรุปผลระดับการพัฒนา ดังนี้ สรุปผลระดับการพัฒนา = ระดับการพัฒนาจากทุกรายการประเมิน จํานวนรายการประเมิน 253 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2. สรุปผลการประเมินระดับการพัฒนา ดังนี้ คะแนนเฉลี่ย 2.34 – 3.00 มีผลการประเมินอยูในระดับ ดีมาก ปฏิบัติไดเกินความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.67 – 2.33 มีผลการประเมินอยูในระดับ ดี ปฏิบัติไดตามความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.00 – 1.66 มีผลการประเมินอยูในระดับ ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 254

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 จุดประสงคกิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. สังเกต ระบุคาความตานทานของตัวตานทานและตอตัวตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม 2. ใชมัลติมิเตอรวัดปริมาณทางไฟฟาในวงจรไฟฟาที่มีตัวตานทานคาคงตัว 3. อธิบายหนาที่ของตัวตานทานในวงจรไฟฟา เวลา 2 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ ที่ รายการ จํานวน 1 ถานไฟฉาย 1.5 โวลตพรอมกระบะถาน 4 กอน ตอกลุม 2 สายไฟฟาพรอมปากหนีบจระเข 7 เสน ตอกลุม 3 หลอดไฟฟา 2.5 โวลตพรอมฐาน 1 ชุด ตอกลุม 4 สวิตช 1 อัน ตอกลุม 5 มัลติมิเตอร 2 เครื่อง ตอกลุม 6 ตัวตานทานคาคงตัว 1 โอหม 1 อัน ตอกลุม 7 ตัวตานทานคาคงตัว 3 โอหม 1 อัน ตอกลุม 8 ตัวตานทานคาคงตัว 10 โอหม 1 อัน ตอกลุม 9 ตัวตานทานคาคงตัว 200 โอหม 1 อัน ตอกลุม 10 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา 1 ชุด ตอคน 11 ใบความรูที่ 3.7 การอานคาตัวตานทานคาคงตัว 1 ชุด ตอคน 12 ใบความรูที่ 3.8 ตัวตานทานและความตานทาน 1 ชุด ตอคน 13 ใบงานที่ 3.3 ตัวตานทานและความตานทาน 1 ชุด ตอคน กิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา 255 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 วิธีการดําเนินกิจกรรม ตอนที่ 1 ตัวตานทานคาคงตัว 1. สังเกตแถบสีบนตัวตานทานที่ไดรับพรอมศึกษาใบความรูที่ 3.7 การอานคาตัวตานทานคาคงตัว เพื่อระบุ คาความตานทานของตัวตานทานที่ใชในกิจกรรมได 2. ตอวงจรไฟฟาที่ประกอบดวยถานไฟฉาย 1 กอน สวิตชสายไฟฟา หลอดไฟฟา และมัลติมิเตอรแบบอนุกรม ดังรูป กดสวิตชลงเพื่อใหวงจรปด สังเกตการเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟา อานคากระแสไฟฟา บันทึกผล ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา แลวยกสวิตชขึ้น 3. ตอตัวตานทานคาคงตัวขนาด 1 โอหม เขาในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ดังรูป กดสวิตชลงเพื่อใหวงจรปด สังเกต การเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟา อานคากระแสไฟฟา บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2แลวยกสวิตชขึ้น 4. สลับขาของตัวตานทานที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย สังเกตการเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟาและคากระแส ไฟฟา บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 5. ทําซ้ําขอ 3 โดยเปลี่ยนตัวตานทานคาคงตัวเปนขนาด 3 และ 10 โอหม สังเกตการเปลี่ยนแปลงของหลอด ไฟฟา อานคากระแสไฟฟา บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 256

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตอนที่ 2 การหาความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟากับกระแสไฟฟาในวงจร 1. ตอวงจรไฟฟาแบบอนุกรมที่ประกอบดวยถานไฟฉาย 1 กอน สวิตช มัลติมิเตอรสําหรับวัดกระแสไฟฟา สายไฟฟา และตัวตานทานคาคงตัวขนาด 200 โอหม แลวตอมัลติมิเตอรแบบขนานกับตัวตานทานเพื่อ วัดความตางศักยไฟฟา ดังรูป 2. กดสวิตชลงเพื่อใหวงจรปด อานคากระแสไฟฟาในหนวยมิลลิแอมแปรและความตางศักยไฟฟาในหนวยโวลต บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา ตอนที่ 2 การหาความสัมพันธ ระหวางความตางศักยไฟฟากับกระแสไฟฟาในวงจร แลวยกสวิตชขึ้น 3. ทําซ้ําขอ 1-2 โดยเพิ่มถานไฟฉายทีละกอนโดยตอเรียงกันไปแบบอนุกรมจนครบ 4 กอน บันทึกผลลงใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 2 4. นําเสนอผลการศึกษาความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาครอมตัวตานทาน กับกระแสไฟฟาที่ผาน ตัวตานทาน เมื่อมีคาความตานทานคงที่ โดยใชขอมูลสนับสนุนอยางสมเหตุสมผล 5. แตละกลุมอภิปรายคําถามทายกิจกรรม และบันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 2 6. นําเสนอผลการอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น และรวมกันสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 2 257 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตอนที่ 1 ตัวตานทานคาคงตัว คําชี้แจง ใหนักเรียนออกแบบตารางบันทึกผลความสวางของหลอดไฟฟาที่สังเกตได และกระแสไฟฟาที่วัดไดจาก มัลติมิเตอรแลวบันทึกขอมูลที่ไดจากกิจกรรมลงในตาราง ตาราง ความสวางของหลอดไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟาเมื่อเปลี่ยนคาตัวตานทานคาคงตัวในวงจร ตัวตานทานคาคงตัวในวงจร ความสวางของหลอดไฟฟา กระแสไฟฟาในวงจร (มิลลิแอมแปร) ไมมี หลอดไฟฟาสวาง 154.9 1 โอหม หลอดไฟฟาสวางลดลง มีความสวางนอยกวา เมื่อไมมีตัวตานทาน 148.1 1 โอหม (สลับขา) หลอดไฟฟาสวางลดลง มีความสวางนอยกวา เมื่อไมมีตัวตานทาน 148.1 3 โอหม หลอดไฟฟาสวางลดลง มีความสวางนอยกวา เมื่อตอตัวตานทาน 1 โอหม 134.4 10 โอหม หลอดไฟฟาไมสวาง 100.5 คําถามทายกิจกรรม 1. วงจรไฟฟาที่ไมมีตัวตานทานคาคงตัวและวงจรไฟฟาที่มีตัวตานทานคาคงตัว เมื่อตอครบวงจร ความสวางของ หลอดไฟฟาและกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแตกตางกันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ แตกตางกัน โดยวงจรที่มีตัวตานทานคาคงตัว ความสวางของหลอดไฟฟานอยกวา และกระแส ไฟฟาในวงจรมีคานอยกวา 2. เมื่อเปลี่ยนตัวตานทานคาคงตัวที่มีขนาดความตานทานเพิ่มขึ้น มีผลตอความสวางของหลอดไฟฟาและ กระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาหรือไม อยางไร แนวคําตอบ มีผล คือ ยิ่งตัวตานทานมีคาความตานทานเพิ่มขึ้น จะยิ่งทําใหหลอดไฟฟาสวางนอยลงและ มีคากระแสไฟฟาในวงจรลดลง 3. การสลับขาของตัวตานทานในวงจรไฟฟามีผลตอความสวางของหลอดไฟฟาและกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา หรือไม อยางไร แนวคําตอบ ไมมีผล โดยเมื่อสลับขาแลว ความสวางของหลอดไฟฟายังคงเทาเดิม และกระแสไฟฟาในวงจร ไฟฟายังคงมีคาเทาเดิม แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 258

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อตอตัวตานทานคาคงตัวเขาไปในวงจรไฟฟา หลอดไฟฟาจะสวางนอยกวาวงจรที่ไมมีตัวตานทานและ กระแสไฟฟาในวงจรมีคานอยกวา และถาเปลี่ยนคาความตานทานจะสงผลตอกระแสไฟฟา โดยยิ่งคาความตานทาน เพิ่มมากขึ้น กระแสไฟฟาก็จะยิ่งลดลง ทั้งนี้การสลับขาของตัวตานทานไมมีผลตอความสวางของหลอดไฟฟาและ กระแสไฟฟาในวงจร ตอนที่ 2 การหาความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟากับกระแสไฟฟาในวงจร คําชี้แจง ใหนักเรียนตั้งชื่อตารางและบันทึกคาความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟาเมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉายในวงจร ไฟฟาที่มีตัวตานทานที่มีคาความตานทานคงตัว ตาราง คากระแสไฟฟาที่ผานตัวตานทานและความตางศักยไฟฟาครอมตัวตานทาน 200 โอหม จํานวนถานไฟฉาย 1.5 V (กอน) ความตางศักยไฟฟาที่ครอมตัว ตานทาน (...โวลต...) กระแสไฟฟาที่ผานตัวตานทาน (...มิลลิแอมแปร...) 0 0 0 1 1.37 6.64 2 2.77 12.83 3 4.41 21.9 4 5.81 28.9 คําถามทายกิจกรรม 1. เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย คาความตางศักยไฟฟาที่ครอมตัวตานทานมีการเปลี่ยนแปลงอยางไร แนวคําตอบ เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย ความตางศักยไฟฟาจะเพิ่มขึ้น 2. เมื่อคาความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น คากระแสไฟฟาที่ผานตัวตานทานมีการเปลี่ยนแปลงอยางไร แนวคําตอบ เมื่อคาความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น คากระแสไฟฟาจะเพิ่มขึ้น 3. เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย คากระแสไฟฟาจะเปลี่ยนแปลงอยางไร เพราะเหตุใด แนวคําตอบ เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย คากระแสไฟฟาจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากคาความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อกําหนดใหคาความตานทานคงตัวถาเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย จะสงผลใหความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น และทําให กระแสไฟฟาเพิ่มขึ้น 259 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การอานคาความตานทาน สามารถอานคาความตานทานไดจากแถบสีบนตัวตานทานคาคงตัว โดยทั่วไป ตัวตานทานคาคงตัวจะมีแถบสี 4 แถบ ดังรูปที่ 3.19แตบางตัวอาจมี 5 แถบ หรือ 6 แถบ เพื่อเพิ่มความละเอียดของคาความตานทาน ซึ่งคาความตานทานอานไดจาก รหัสสีดังตาราง 3.1 และตัวอยางการอานคาความตานทานดังตาราง 3.2 ตาราง 3.1 รหัสแถบสีของตัวตานทานคาคงตัว แบบ 4 แถบ แถบสี แถบที่ 1 ตัวตั้งหลักที่ 1 แถบที่ 2 ตัวตั้งหลักที่ 2 แถบที่ 3 ตัวคูณ แถบที่ 4 ความคลาดเคลื่อน ดํา 0 0 100 - น้ําตาล 1 1 101 ±1% แดง 2 2 102 ±2% สม 3 3 103 - เหลือง 4 4 104 - เขียว 5 5 105 ±0.5% น้ําเงิน 6 6 106 ±0.25% มวง 7 7 107 ±0.1% เทา 8 8 108 ±0.05% ขาว 9 9 109 - ทอง - - 10-1 ±5% เงิน - - 10-2 ±10% ไมมีสี - - - ±20% รูปที่ 3.19 ตัวอยาง ตัวตานทานคาคงตัว ใบความรูที่ 3.7 การอานคาตัวตานทานคาคงตัว โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 260

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตาราง 3.2 ตัวอยางการอานคาความตานทาน ตัวตานทาน แถบสีและตัวเลข การอานคาความตานทาน น้ําตาล ดํา ทอง ทอง คาความตานทาน คือ 1 โอหม และมี ความคลาดเคลื่อน 5% ของ 1 โอหม ซึ่งมีคา 0.05 โอหม แสดงวาคาความ ตานทานมีคาเปนคาใดคาหนึ่งในชวง 1±0.05 คือ 0.95-1.05 โอหม 1 0 ×10-1 ±5% สม ดํา ทอง ทอง คาความตานทาน คือ 3 โอหม และมี ความคลาดเคลื่อน 5% ของ 3 โอหม ซึ่งมีคา 0.15 โอหม แสดงวาคาความ ตานทานมีคาเปนคาใดคาหนึ่งในชวง 3±0.15 คือ 2.85-3.15 โอหม 3 0 ×10-1 ±5% น้ําตาล ดํา ดํา ทอง คาความตานทาน คือ 10 โอหม และมี ความคลาดเคลื่อน 5% ของ 10 โอหม ซึ่งมีคา 0.5 โอหม แสดงวาคาความ ตานทานมีคาเปนคาใดคาหนึ่งในชวง 10±0.5 คือ 9.5-10.5 โอหม 1 0 ×100 ±5% แดง ดํา น้ําตาล ทอง คาความตานทาน คือ 200 โอหม และมี ความคลาดเคลื่อน 5% ของ 200 โอหม ซึ่งมีคา 10 โอหม แสดงวาคาความ ตานทานมีคาเปนคาใดคาหนึ่งในชวง 200±10 คือ 190-210 โอหม 2 0 ×101 ±5% 261 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตัวตานทาน ตัวตานทาน (resistor) เปนชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสที่ทําหนาที่ควบคุมหรือจํากัดปริมาณกระแสไฟฟา ในวงจรไฟฟาซึ่งเรียกวาความตานทาน (resistance) ตัวตานทานเปนชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสที่เมื่อตอในวงจรไฟฟาแลว การสลับขาของตัวตานทานที่ตอกับขั้วบวกขั้วลบของถานไฟฉาย ไมมีผลตอกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา โดยตัวตานทาน แบงเปน 2 ประเภท คือ (1) ตัวตานทานคาคงตัว เปนตัวตานทานที่คาความตานทานไมเปลี่ยนแปลง ตัวตานทานคงตัวและสัญลักษณ ของตัวตานทานคงตัวในวงจรไฟฟา แสดงดังรูปที่ 3.20 ก. ตัวตานทานคาคงตัว ข. สัญลักษณของตัวตานทานคาคงตัว รูปที่ 3.20 ตัวตานทานคาคงตัว (2) ตัวตานทานแบบปรับคาไดเปนตัวตานทานที่เปลี่ยนคาความตานทานไดตัวตานทานชนิดนี้มี 3 ขา ดังรูปที่ 3.21 ก การตอตัวตานในวงจรจะใช 2 ขา คือขากลางกับขาซายหรือขาขวา โดยถาหมุนปุมปรับคาไปในทิศทาง เดียวกัน การตอขากลางกับขาซายจะทําใหการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของความตานทานมีคาตรงกันขามกับการตอขากลาง กับขาขวา สัญลักษณของตัวตานทานปรับคาไดในวงจรไฟฟา แสดงดังรูปที่ 3.21 ข ก. ตัวตานทานแบบปรับคาได ข. สัญลักษณของตัวตานทานแบบปรับคาได รูปที่ 3.21 ตัวตานทานแบบปรับคาได ความตานทาน ความตานทาน มีสัญลักษณเปน R มีหนวยเปนโวลตตอแอมแปรหรือโอหม (ohm : Ω) ในกรณีที่อุณหภูมิ ของตัวตานทานมีคาคงตัว ความตานทานจะมีคาคงตัวและความตานทานของวัตถุแตละชนิดขึ้นอยูกับชนิดและรูปราง ของวัตถุนั้น นอกจากนี้อุปกรณไฟฟาแตละชนิดก็จะมีคาความตานทานเชนกัน ไมวาจะเปนหลอดไฟฟา มอเตอร โดย การวัดคาความตานทานสามารถวัดไดดวยโอหมมิเตอร หรือมัลติมิเตอร ใบความรูที่ 3.8 ตัวตานทานและความตานทาน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 262

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง จากการศึกษาใบความรูที่ 3.8ตัวตานทานและความตานทาน ใหนักเรียนวิเคราะหการตอวงจรไฟฟาดังรูปที่ 1 และ 2 แลวตอบคําถามตอไปนี้ 1. เขียนแผนภาพวงจรไฟฟาและสัญลักษณทางไฟฟาของวงจรไฟฟาตามรูปที่ 1 และรูปที่ 2 รูปที่ 1 วงจรไฟฟาที่ตอกับตัวตานทานคาคงตัว รูปที่ 2 วงจรไฟฟาที่ตอกับตัวตานทานแบบปรับคาได แผนภาพวงจรไฟฟาของวงจรไฟฟาในรูปที่ 1 แผนภาพวงจรไฟฟาของวงจรไฟฟาในรูปที่ 2 2. ตัวตานทานในวงจรไฟฟาดังรูป 1 และ 2 ทําหนาที่อะไร แนวคําตอบ ตัวตานทานในวงจรไฟฟาทั้งสองวงจรทําหนาที่ควบคุมหรือจํากัดปริมาณกระแสไฟฟา ในวงจรไฟฟา 3. จากรูปที่ 1 ถาสลับขาตัวตานทานจะสงผลตอความสวางของหลอดไฟฟาหรือไม เพราะเหตุใด แนวคําตอบ ไมสงผล เนื่องจากตัวตานทานในรูปที่ 1 เปนตัวตานทานแบบคาคงตัว การสลับขาของ ตัวตานทานที่ตอกับขั้วบวกขั้วลบของถานไฟฉาย ไมมีผลตอความสวางของหลอดไฟฟา 4. จากรูปที่ 2 ในการตอวงจรไฟฟาสามารถตอขาตัวตานทานที่แตกตางจากรูปไดหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ได เนื่องจากตัวตานทานในรูปที่ 2 เปนตัวตานทานแบบปรับคาได ในการตอขาจะใช 2 ขา คือ ตอขากลางกับขาซายหรือขากลางกับขาขวา ใบงานที่ 3.3 ตัวตานทานและความตานทาน 263 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 5. หากตองการปรับคาความตานทานของตัวตานทานในวงจรไฟฟารูปที่ 2 จะทําอยางไร แนวคําตอบ ทําไดโดยการหมุนปุมปรับคาตัวตานทานใหไปทางดานใดดานหนึ่ง คาความตานทานจะ เปลี่ยนไป 6. ในการตอขากลางกับขาซายหรือการตอขากลางกับขาขวา ถาหมุนปุมปรับคาไปในทิศทางเดียวกันจะมีผลตอ การเพิ่มหรือลดของความตานทานอยางไร แนวคําตอบ ถาหมุนปุมปรับคาไปในทิศทางเดียวกัน การตอขากลางกับขาซายจะทําใหการเพิ่มขึ้นหรือลดลง ของความตานทานมีคาตรงกันขามกับการตอขากลางกับขาขวา 7. ถาตองการปรับความสวางใหลดลงอยางตอเนื่อง จะใชตัวตานทานประเภทใด แนวคําตอบ ตัวตานทานที่ปรับคาได โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 264

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 จุดประสงคกิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. เขียนกราฟเสนตรงแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟา 2. คาดการณแนวโนมความตางศักยไฟฟาจากกราฟเสนตรงแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟา เวลา 2 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ ที่ รายการ จํานวน 1 ไมบรรทัดใส 1 อัน ตอคน 2 เครื่องคิดเลข 1 เครื่อง ตอคน 3 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ 1 ชุด ตอคน วิธีการดําเนินกิจกรรม 1. ระบุขอมูลความตางศักยไฟฟา ปริมาณกระแสไฟฟา เมื่อมีคาความตานทานคงตัว ที่ไดจากการปฏิบัติกิจกรรม ที่ 3.2 ตอนที่ 2 บันทึกลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ พรอมหาคา I V จากขอมูลดังกลาว 2. เขียนกราฟความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟา โดยระบุชื่อแกนตั้งและ แกนนอน พรอมกําหนดสเกลใหสัมพันธกับคาของขอมูลในขอ 1 โดยใหความตางศักยไฟฟาสูงสุดเปน 10 โวลต และใหกระแสไฟฟาสูงสุดเปน 50 มิลลิแอมแปรจากนั้นลงจุดบนระนาบในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 3. สังเกตการเรียงตัวของจุดขอมูลบนระนาบในขอ 2 จากนั้นลากเสนตรงบนระนาบ โดยเริ่มจากจุด (0,0) และ ใหเสนตรงนี้ผานขอมูลสวนใหญมากที่สุด 4. เลือกจุด 3 จุดที่อยูบนกราฟเสนตรง แลวนํามาหาคา I V และบันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 5. แตละกลุมอภิปรายคําถามทายกิจกรรม และตอบคําถามในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 6. นําเสนอกราฟความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟา โดยใชขอมูลสนับสนุนอยาง สมเหตุสมผล และรวมอภิปรายตามคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น แลวรวมกัน สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรม กิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ 265 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง บันทึกขอมูลผลการปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 2 หาคา I V จากขอมูลดังกลาวในตาราง ลงจุดบนระนาบ และเขียนกราฟเสนตรงแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟา จากนั้นเลือกจุด 3 จุดที่อยู บนกราฟเสนตรง แลวนํามาหาคา I V ตาราง ความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟา และคา I V ความตางศักยไฟฟา V (โวลต) ปริมาณกระแสไฟฟา I ( ) มิลลิแอมแปร คา I V ( มิลลิแอมแปร โวลต ) 0 0 - 1.37 6.64 6.64 1.37 ≈ 4.85 2.77 12.83 12.83 2.77 ≈ 4.63 4.41 21.9 21.9 4.41 ≈ 4.97 5.81 28.9 28.9 5.81 ≈ 4.97 ให V แทน ความตางศักยไฟฟา มีหนวยเปนโวลต I แทน ปริมาณกระแสไฟฟา มีหนวยเปนมิลลิแอมแปร แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 266

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 กราฟแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟา จากกราฟเสนตรง เลือกจุดขอมูลที่อยูบนเสนตรงดังกลาว มา 3 จุด แลวหาคา I V จุดที่ 1 (…………2…..…….. , ……………10…..……..) คา I V จะได …………10 2 = 5 คาความตางศักยไฟฟา, คากระแสไฟฟา จุดที่ 2 (…………4……..…….. , …………20…..……..) คา I V จะได …………20 4 = 5 คาความตางศักยไฟฟา, คากระแสไฟฟา จุดที่ 3 (…………6……..…….. , …………30…..….…..) คา I V จะได …………30 6 = 5 คาความตางศักยไฟฟา, คากระแสไฟฟา 0 10 20 30 40 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ความตางศักยไฟฟา V (โวลต) ปริมาณกระแสไฟฟา I (มิลลิแอมแปร) 267 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําถามทายกิจกรรม 1. จากตาราง ความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟามีความสัมพันธกันอยางไร แนวคําตอบ - เมื่อความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น ปริมาณกระแสไฟฟาก็จะเพิ่มขึ้น - เมื่อความตางศักยไฟฟาลดลง ปริมาณกระแสไฟฟาก็จะลดลง 2. การเรียงตัวของจุดแสดงขอมูลที่ไดจากการทดลอง มีลักษณะอยางไร แนวคําตอบ การเรียงตัวของจุดแสดงขอมูลมีการเรียงตัวเกือบจะอยูในแนวเสนตรงเดียวกันหรือเรียงตัวอยู ในแนวเสนตรงเดียวกัน 3. จากตาราง การหาคา I V ที่หาได มีคาเทากันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ไมเทากัน แตมีคาใกลเคียงกัน 4. เมื่อลากเสนตรงผานจุด (0,0) โดยใหเสนตรงนี้ผานขอมูลสวนใหญมากที่สุด คา I V ของทั้ง 3 จุดที่เลือก มีคา เทากันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ตอบตามขอมูลของนักเรียน เชน - เทากัน โดยคา I V เทากับ 5 - ไมเทากัน แตคา I V มีคาใกลเคียงกันมาก ๆ 5. จากกราฟ ใหนักเรียนคาดการณความตางศักยไฟฟา ที่จะใหปริมาณกระแสไฟฟามีคาเปน 45 มิลลิแอมแปร แนวคําตอบ ตอบตามขอมูลของนักเรียน เชน จากกราฟตัวอยางความตางศักยไฟฟามีคา ประมาณ 9 โวลต 6. จากขอ 5. นักเรียนมีวิธีการในการคาดการณความตางศักยไฟฟา ที่จะใหปริมาณกระแสไฟฟามีคาเปน 45 มิลลิแอมแปร อยางไร แนวคําตอบ ลากสวนของเสนตรงใหตั้งฉากกับแกนตั้ง ณ ตําแหนงที่แสดงปริมาณกระแสไฟฟาที่ตองการ ไปยังกราฟ และจากจุดที่พบกราฟ ลากสวนของเสนตรงใหตั้งฉากกับแกนนอน ซึ่งถาปลายของสวนของ เสนตรงชี้ที่ตําแหนงใดของความตางศักยไฟฟา แสดงวาเปนความตางศักยไฟฟาที่สอดคลองกับปริมาณ กระแสไฟฟาที่ตองการนั่นเอง V I โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 268

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อลงจุดบนระนาบ พบวาจุดแสดงขอมูลมีการเรียงตัวเกือบจะอยูในแนวเสนตรงเดียวกัน ห รื อ เ รี ย ง ตั ว อยู ในแนวเสนตรงเดียวกัน เมื่อลากเสนตรงผานจุด (0,0) โดยใหเสนตรงนี้ผานขอมูลสวนใหญมากที่สุด จะไดกราฟที่มี ลักษณะเปนเสนตรง เมื่อเลือกจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟเสนตรง และระบุพิกัดไดถูกตองแมนยํา คา I V จากจุดใด ๆ ที่อยูบนเสนตรงนี้จะมีคาเทากัน และเราสามารถคาดการณแนวโนมความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟาและ ปริมาณกระแสไฟฟาจากกราฟเสนตรงนี้ได 269 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง บันทึกขอมูลความตางศักยไฟฟาและปริมาณกระแสไฟฟา จากจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟเสนตรงแสดงแนวโนม ที่ใชเปนตัวอยาง ลงในตาราง หาคาคงตัว I V และเขียนสมการแสดงความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟา (V) ปริมาณกระแสไฟฟา (I) และความตานทาน (R) ตาราง ความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟา กระแสไฟฟา และคาคงตัว I V ความตางศักยไฟฟา V (โวลต) ปริมาณกระแสไฟฟา I ( ) มิลลิแอมแปร คาคงตัว I V ( มิลลิแอมแปร โวลต ) 0 0 - 2 10 10 2 = 5 4 20 20 4 = 5 6 30 30 6 = 5 8 40 40 8 = 5 ให V แทน ความตางศักยไฟฟา มีหนวยเปนโวลต I แทน ปริมาณกระแสไฟฟา มีหนวยเปนมิลลิแอมแปร คําถามทายกิจกรรม 1. จากขอมูลในตาราง คาคงตัว I V ที่หาได เปนเทาไร แนวคําตอบ 5 มิลลิแอมแปร โวลต 2. ในทางคณิตศาสตร เมื่อกําหนดใหปริมาณสองปริมาณเปน x และ y ถาปริมาณสองปริมาณนี้มี ความสัมพันธกัน คือ เมื่อ y แปรผันตรงกับ x เราสามารถเขียนในรูปของสมการแสดงการแปรผันไดดังนี้ y = kx เมื่อ k เปนคาคงตัว และ k ≠ 0 กราฟแสดงความสัมพันธที่เปนการแปรผันตรง จะเปนสวนของ เสนตรง รังสีหรือเสนตรงอยางใดอยางหนึ่ง ที่ผานจุด (0,0) จากกราฟเสนตรงดานบน จะเรียกวา เปนกราฟแสดงความสัมพันธที่เปนการแปรผันตรง คา y แทนคาของขอมูลใด คา x แทนคาของขอมูลใด และเมื่อนํามาเขียนสมการแสดงการแปรผัน จะเขียนได อยางไร ใบงานที่ 3.4 สังเกตกราฟทราบสมการ โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 270

คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 แนวคําตอบ จากขอ 1. I V = 5 จะได I = 5V เมื่อเทียบกับสมการ y = kx จะไดวา คา y แทน กระแสไฟฟา (I) คา x แทน ความตางศักยไฟฟา (V) และ k = 5 นั่นคือ เขียนสมการแสดงการแปรผันไดเปน y = 5x หรือ I = 5V 3. คา k ที่ไดจากขอ 2. มีความสัมพันธกับคาความตานทาน 200 โอหม หรือ 0.2 กิโลโอหมที่ใช ในวงจรไฟฟาอยางไร เนื่องจาก ความตานทาน มีหนวยเปนโวลตตอแอมแปร หรือ โอหม แตเราพบวา V I = 1 โวลต 5 มิลลิแอมแปร = 1 โวลต 5 × 10-3 แอมแปร = 0.2 × 103 โวลต แอมแปร = 0.2 × 103 โอหม = 0.2 กิโลโอหม แนวคําตอบ เนื่องจาก k = 5 และ 0.2 = 2 10 = 1 5 ดังนั้น คาความตานทานมีคาประมาณ 1 k หรือ 1 5 (ในหนวยกิโลโอหม) 4. จากขอ 2. – 3. เขียนสมการแสดงความสัมพันธระหวาง ความตางศักยไฟฟา (V) ปริมาณกระแสไฟฟา (I) และความตานทาน (R) ไดอยางไร แนวคําตอบ จากสมการที่หาได y = 5x นั่นคือ I = 5V จะไดวา 1 5 = V I และเราพบวา V I = 1 5 มีคาเทากับคาความตานทาน 0.2 กิโลโอหม ดังนั้น V I = R หรือ V = IR 5. จากสมการที่ไดในขอ 4. ถาตองการสรางของเลน ที่ใชถานไฟฉายที่ใหตางศักยไฟฟาเปน 9 โวลต และมี ความตานทานภายในมอเตอรเปน 0.2 กิโลโอหม ปริมาณกระแสไฟฟาที่ใชกับของเลนชิ้นนี้จะมีคาเทาไร แนวคําตอบ จาก V = IR 9 = I × 0.2 I = 45 มิลลิแอมแปร 271 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 272 จุดประสงค์การเรียนรู้นกเรั ียนสามารถ 1. ระบุปัญหาจากการสังเกตสถานการณ์รวบรวมข้อมูล ออกแบบ สร้าง และทดสอบของเล่นของใช้อย่างง่าย โดยใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และหลักการของวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 2. ทํางานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลวุัตถุประสงค์ เวลา 4 ชั่วโมง วัสดุ-อปกรณุ ์ ที่รายการ จํานวนต่อคน จํานวนต่อกลมุ่จํานวนต่อห้อง 1 สวิตช์ - 3-4 อัน - 2 ถ่านไฟฉาย 1.5 โวลต์พร้อมกระบะถ่าน - 4 ก้อน - 3 สายไฟฟ้าพร้อมปากหนีบจระเข้ - 11-14 เส้น - 4 ตัวต้านทานค่าคงตัว 1 โอห์ม ความคลาดเคลื่อน 5% (น้ําตาล ดํา ทอง) - 1 ตัว - 5 ตัวต้านทานค่าคงตัว 3 โอห์ม ความคลาดเคลื่อน 5% (สม้ดํา ทอง) - 1 ตัว - 6 ตัวต้านทานค่าคงตัว 10 โอหม์ ความคลาดเคลื่อน 5% (น้ําตาล ดํา ดํา ทอง) - 1 ตัว - 7 ตัวต้านทานค่าคงตัว 15 โอหม์ ความคลาดเคลื่อน 5% (น้ําตาล เขียว ดํา ทอง) - 1 ตัว - 8 ตัวต้านทานค่าคงตัว 33 โอหม์ ความคลาดเคลื่อน 5% (สม้ส้ม ดํา ทอง) - 1 ตัว - 9 มอเตอร์กระแสตรง 6 โวลต์พร้อมใบพัดขนาดเล็ก - 1 ชุด - 10 มัลติมิเตอร์ - 1 เครื่อง - 11 กระดาษลูกฟูก กระดาษลัง หรือ แผ่นฟีเจอรบอร์ ์ด - 1 แผ่น - 12 กระดาษกาว หรือ เทปกาว หรือ ปืนกาว - 1 ชุด - 13 กรรไกร หรือ มีดคัตเตอร์ - 1 อัน - แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 3 สร้างของเล่นของใช้อย่างง่ายด้วยไฟฟ้าและอิเล ็ กทรอนิกส์

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 273 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่รายการ จํานวนต่อคน จํานวนต่อกลมุ่จํานวนต่อห้อง 14 ไม้บรรทัด - 1 อัน - 15 อุปกรณ์อื่น ๆ ตามที่นักเรียนออกแบบ เช่น LED ไม้ไอศกรีม สีเมจิก กระดาษสีเป็นต้น - 1 ชุด - 16 ใบกิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา 1 ชุด - - 17 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา 1 ชุด - - 18 ใบงานที่ 3.5 การปรับปรุงพัดลมใหท้ ํางาน ตามปกติ 1 ชุด - - ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม 1. ก่อนสอนครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าโดยมีถ่านไฟฉาย 4 ก้อน มอเตอร์และตัวต้านทานแต่ละขนาด เพื่อทดสอบการทํางานของมอเตอร์หากมอเตอร์ไม่ทํางานให้ลดค่าความต้านทานของตัวต้านทานให้เหมาะสม เนื่องจากค่าความต้านทานภายในมอเตอร์แต่ละตัวไม่เท่ากัน การใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานมากเกินไป จะทําให้ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์ต่ํากว่า 3 โวลต์มอเตอร์จะไม่ทํางาน 2. กรณีที่ไม่สามารถจัดเตรียมตัวต้านทานค่าคงตัวที่มีค่าความต้านทานตามรายการวัสดุ-อุปกรณ์ข้างต้น ครูสามารถจัดเตรียมตัวต้านทานค่าคงตัวที่มีค่าหลากหลายแต่ค่าความต้านทานสูงสุดต้องไม่เกิน 40 โอห์ม 3. ตรวจวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าของถ่านไฟฉายแต่ละก้อนโดยต้องมีค่าไม่น้อยกว่า 1.5 โวลต์ 4. ในกรณีที่นักเรียนส่วนใหญ่ไม่สามารถออกแบบวงจรไฟฟ้าได้ให้แต่ละกลุ่มนําเสนอโดยอธิบายแนวคิดการ ออกแบบผลการออกแบบวงจรไฟฟ้าและการปรับปรุงชิ้นงาน แบบ Gallery walk หรือ นําเสนอด้วยวิธีการ อื่นเพื่อแลกเปลี่ยนเรียนรู้ในชั้นเรียน แล้วจึงให้แต่ละกลุ่มกลับไปปรับปรุงการออกแบบของกลุ่มตนเอง โดย ทําลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา ข้อที่ 2.2 และ 2.3 เป็นใบที่ 2 5. การสร้างพัดลมให้คํานึงถึงการทํางานของพัดลมและข้อกําหนดที่ต้องการเป็นหลัก และความสวยงามหรือ ขนาดของโครงสร้างพัดลมเป็นรอง ทั้งนี้ครูควรชี้แจงก่อนให้นักเรียนปฏิบัติกิจกรรม 6. หากปฏิบัติกิจกรรมไม่เสร็จในชั่วโมง ก่อนหมดเวลา 10 นาทีให้ครูแจกแบบบันทึกความคืบหน้าการสร้าง ชิ้นงานเพื่อให้นักเรียนแต่ละกลุ่มบันทึก แล้วนําอุปกรณ์และแบบบันทึกความคืบหน้าการสร้างชิ้นงานส่งคืนครู 7. การวัดค่ากระแสไฟฟ้าที่ผ่านมอเตอร์และความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์เมื่อพัดลมทํางาน ของแต่ละกลุ่ม อาจ ได้ค่าไม่เท่ากัน เนื่องจากค่าความต้านทานภายในมอเตอร์แต่ละตัวไม่เท่ากัน 8. ในกรณีที่นักเรียนมีศักยภาพในการเรียนรู้ ครูอาจให้นักเรียนทําใบงานที่ 3.5 การปรับปรุงพัดลมให้ทํางาน ตามปกติเพิ่มเติม

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 274 แนวการจดกั ิจกรรมการเรียนรู้ กิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา (4 ชวโมง ั่ ) 1. ครูสาธิตการทํางานของพัดลมมือถือแบบกานบ้ ีบและพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉายที่มีอัตราเร็วระดับเดียว ให้นักเรียนสังเกตและร่วมกันอภิปราย ตามแนวคําถามดังนี้ 1) พัดลม 2 ประเภทนี้ทํางานแตกต่างกันอย่างไร แนวคําตอบ พัดลมมือถือแบบก้านบีบทํางานโดยบีบด้ามจับเพื่อให้ใบพัดหมุนแต่เกิดการหมุน ที่ไม่ต่อเนื่อง ส่วนพัดลมมือถอแบบใช ื ้ถ่านไฟฉายเมื่อเปิดสวิตช์ใบพัดจะหมุนอย่างต่อเนื่อง 2) พัดลม 2 ประเภทนี้มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานอย่างไร แนวคําตอบ พัดลมมือถือแบบก้านบีบใช้แรงเป็นแหล่งพลังงานกลเพื่อทําให้ใบพัดหมุน แต่พัดลม มือถือแบบใช้ถ่านไฟฉาย ใช้ถ่านไฟฉายเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าเพื่อทําให้ใบพัดหมุน โดย เปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล 3) พัดลม 2 ประเภทนี้มีข้อดีข้อจํากัด อย่างไร แนวคําตอบ ถ้าเป็นพัดลมมือถือแบบก้านบีบ ข้อดีคือ ไม่มีค่าใช้จ่ายในการซื้อถ่านไฟฉาย ข้อจํากัด คือ ต้องใช้แรงมือบีบและได้อัตราเร็วของพัดลมท่ีไม่สม่ําเสมอ ส่วนพัดลมมือถือแบบใช้ ถ่านไฟฉาย ข้อดีคือ ไม่ต้องใช้แรงมือบีบใช้เพียงถ่านไฟฉายและได้อัตราเร็วของพัดลมที่สม่ําเสมอ ข้อจํากัด คือ มีค่าใช้จ่ายในการซื้อถ่านไฟฉาย 4) ในกรณีของพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉาย ถ้าต้องการพัดลมที่มีอัตราเร็วของพัดลมมากขึ้นจะทําได้ อย่างไร แนวคําตอบ เพิ่มอัตราเร็วของพัดลมได้โดยเพิ่มจํานวนถ่านไฟฉาย 5) สําหรับพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉายที่มีอยู่ถ้านักเรียนออกแบบให้สามารถปรับอัตราเร็วของพัด ลมได้มากกว่า 1 ระดับ โดยยังใช้มอเตอร์และใบพัดชุดเดิม จะทําอย่างไรได้บ้าง แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณ์ของนักเรียน เช่น เปลี่ยนจํานวนของถ่านไฟฉาย นําตัวต้านทาน ขนาดต่าง ๆ มาต่อเป็นวงจรไฟฟ้าเพื่อปรับระดับอัตราเร็วของพัดลม 6) จากกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟ้าแบบใดที่สามารถนํามาใช้ในการออกแบบพัดลมมือถือแบบใช้ ถ่านไฟฉายที่ปรับอัตราเร็วของพัดลมได้มากกว่า 1 ระดับ เพราะเหตุใด แนวคําตอบ วงจรไฟฟ้าแบบขนาน โดยมีสวิตช์ต่ออนุกรมกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เพราะว่าสามารถใช้ สวิตช์ควบคุมอัตราเร็วของพัดลมแต่ละระดับได้

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 275 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2. ครูนําเสนอสถานการณ์เพื่อให้นักเรียนศึกษารายละเอียดและเงื่อนไขการออกแบบและสร้างชิ้นงาน ดังนี้ “เมื่อนักเรียนต้องเดินทางไปทัศนศึกษานอกสถานที่และมีข้อมูลว่า อากาศค่อนข้างร้อนจนถึงร้อนมาก ลมสงบ โดยนักเรียนมีพัดลมมือถือ แบบใช้ถ่านไฟฉายที่ปรับระดับอัตราเร็วของพัดลมไม่ได้นักเรียน จึงต้องการออกแบบ และสร้างต้นแบบพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉาย ที่สามารถปรับระดับอัตราเร็วของพัดลมได้ 3 ระดับจากน้อยไปมาก โดยใช้ถ่านไฟฉายขนาด 1.5 โวลต์จํานวน 4 ก้อน” ครูแบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่ม แล้วครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.4 และสรุปขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรม จากนั้นให้ตัวแทนแต่ละกลุ่มรับชุดอุปกรณ์ของกิจกรรมที่ 3.4 3. นักเรียนแต่ละกลุ่มปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 1 และ 2 โดยร่วมกันอภิปราย วิเคราะห์สถานการณ์เพื่อให้ได้ ข้อกําหนดที่ต้องการและแนวคิดการออกแบบวงจรไฟฟ้า แล้วระบุวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง พร้อมระบุจํานวน ที่ต้องการ ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 1 และ 2 4. นักเรียนนําเสนอแผนภาพวงจรไฟฟ้า และวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง แล้วร่วมกันอภิปราย ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากแผนภาพวงจรไฟฟ้าที่ออกแบบ นักเรียนออกแบบการต่อตัวต้านทานกับสวิตช์ในวงจรไฟฟ้า อย่างไร เพื่อให้สวิตช์แต่ละตัวควบคุมการทํางานของตัวต้านทานแต่ละตัวได้ แนวคําตอบ ตัวต้านทานแต่ละตัวต่อกับสวิตช์แต่ละอันแบบอนุกรม 2) จากแผนภาพวงจรไฟฟ้าที่ออกแบบ นําตัวต้านทานและสวิตช์แต่ละชุดมาต่อในวงจรไฟฟ้าแบบใด เพราะเหตุใด แนวคําตอบ ตัวต้านทานและสวิตช์แต่ละชุดมาต่อในวงจรไฟฟ้าแบบขนาน เพื่อให้ตัวต้านทานและ สวิตช์แต่ละชุดทํางานอิสระต่อกัน 3) นําวงจรไฟฟ้าจากข้อ 2 ไปต่อกับถ่านไฟฉาย และมอเตอร์ในวงจรไฟฟ้าแบบใด แนวคําตอบ ต่ออนุกรมกับถ่านไฟฉาย และมอเตอร์ 5. นักเรียนแต่ละกลุ่มปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 3 จากนั้นทดสอบ และรวบรวมข้อมูลการสังเกตผลการปรับปรุง ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 6. นักเรียนแต่ละกลุ่มนําเสนอวงจรไฟฟ้าของพัดลมที่ปรับปรุงแล้ว ในประเด็น ดังนี้ - พัดลมทํางานได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการหรือไม่ - หากทํางานไม่ได้มีแนวทางการปรับปรุงอย่างไร 7. นักเรียนแต่ละกลุ่มปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 4-5 โดยวาดภาพร่างโครงสร้างต้นแบบพัดลมที่สามารถ ประกอบวงจรไฟฟ้าของพัดลมเพื่อพกพาแล้วยังคงทํางานได้ประกอบพัดลม ทดสอบการทํางาน และสังเกตผล หากไม่สามารถทํางานได้ตามข้อกําหนดท่ตี้องการให้ปรับปรุงและบันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 276 8. นักเรียนแต่ละกลุ่มจัดแสดงผลงานของตนเองให้นักเรียนกลุ่มอื่นทดลองใช้พร้อมแสดงความคิดเห็นอย่าง สร้างสรรค์ 9. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปรายคําถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น ตามแนว คําถามดังนี้ 1) ค่าความต้านทานของตัวต้านทานมีผลต่อกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์ใน วงจรไฟฟ้าอย่างไร แนวคําตอบ ตัวต้านทานทําหน้าที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เมื่อค่าความต้านทาน เพิ่มขึ้น ค่ากระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์ในวงจรไฟฟ้าจะลดลง 2) ค่าของกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์มีผลต่อมอเตอร์ในวงจรไฟฟ้าอย่างไร แนวคําตอบ เมื่อค่าของกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์ในวงจรไฟฟ้าเพิ่มขึ้น มีผล ทําให้อัตราเร็วรอบของมอเตอร์เพิ่มขึ้น 3) วงจรไฟฟ้าของต้นแบบพัดลมที่ถูกต้องและเหมาะสมเป็นอย่างไร แนวคําตอบ นําตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานแตกต่างกันแต่ละตัว ต่ออนุกรมกับสวิตช์แต่ละอัน แล้วนําวงจรไฟฟ้าที่ได้ไปต่อขนานกันโดยเรียงตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานมากไปน้อย จากนั้น จึงนําวงจรไฟฟ้าที่ได้ไปต่ออนุกรมกับถ่านไฟฉาย และมอเตอร์ 10. นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 โดยมีแนวทางการสรุป ดังนี้ แนวทางการสรุป เมื่อต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนานโดยมีสวิตช์ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานแต่ละค่าที่มีขนาดไม่เท่ากัน สวิตช์ แต่ละอันจะสามารถใช้ควบคุมให้วงจรปิดและมีกระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานนั้น โดยตัวต้านทานทําหน้าที่ ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เมื่อค่าความต้านทานเพิ่มขึ้น ค่ากระแสไฟฟ้าและความต่าง ศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์ในวงจรจะลดลง ดังนั้นเมื่อกดสวิตช์แต่ละอันกระแสไฟฟ้าที่ผ่านมอเตอร์จึงไม่เท่ากัน ทํา ให้อัตราเร็วรอบของมอเตอร์และอัตราเร็วของพัดลมไม่เท่ากัน 11. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากกิจกรรมนี้สามารถนําไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจําวันอะไรได้อีกบ้าง แนวคําตอบ การสร้างของเล่นของใช้อื่น ๆ ที่มีมอเตอร์เป็นองค์ประกอบ เช่น รถบังคับ หุ่นยนต์ อย่างง่าย 12. ในกรณีที่นักเรียนมีศักยภาพในการเรียนรู้ครูอาจให้นักเรียนทําใบงานที่ 3.5 การปรับปรุงพัดลมให้ทํางาน ตามปกติเพิ่มเติม โดยครูทําให้พัดลมของแต่ละกลุ่มใช้งานไม่ได้หรือใช้งานได้แต่ไม่ปกติไว้ล่วงหน้าโดยไม่ให้ นักเรียนทราบ เช่น - ปรับสายไฟฟ้าในวงจรให้รูปแบบวงจรเปลี่ยนไป - นําขาตัวต้านทานตัวหนึ่งมาสัมผัสกันทั้ง 2 ด้านให้เกิดการลัดวงจร

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 277 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี - ปลดสายไฟฟ้าออกจากสวิตช์ 1 ข้าง - สลับขามอเตอร์ - เปลี่ยนตัวต้านทานให้มีขนาดเท่ากันทุกตัว โดยทุกกรณีข้างต้นยังคงต่อมอเตอร์ในวงจร ทั้งนี้ไม่ควรให้เกิดความเสียหายจนนักเรียนไม่สามารถ ซ่อมแซมได้และให้เลือกความยากในการซ่อมแซมตามความเหมาะสมตามศักยภาพของนักเรียน แล้วให้ นักเรียนนําไปปรับปรุงแก้ไขให้กลับมาใช้งานได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการดังเดิม 13. ครูให้นักเรียนร่วมกันสรุปสิ่งที่ได้เรียนรู้จากแผนการจัดการเรียนรู้ที่ 3 สร้างของเล่นของใช้อย่างง่ายด้วยไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุป 1) ในการพัฒนาของเล่นของใช้อย่างง่ายควรคํานึงถึงข้อกําหนดที่ผู้ใช้ต้องการอย่างครอบคลุม 2) การนําความรู้ในเรื่องอุปกรณ์ไฟฟ้าและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และหลักการของวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย มาใช้เป็น แนวคิดในการออกแบบวงจรไฟฟ้า โดยวาดเป็นแผนภาพวงจรไฟฟ้า จะช่วยให้สามารถพัฒนาของเล่นของ ใช้ตรงตามข้อกําหนดที่ต้องการและช่วยให้พัฒนาชิ้นงานได้ง่ายขึ้น 3) การทดสอบและปรับปรุงแก้ไขของเล่นของใช้ที่สร้างขึ้น จะต้องกําหนดประเด็นการทดสอบให้ครอบคลุมทุก ข้อกําหนดที่ต้องการ

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 278 การวัดและประเมินผล รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานทประเม ี่ิน เครื่องมือทใชี่ประเม ้นิ 1.ระบุปัญหาจากการสังเกตสถานการณ์ รวบรวมข้อมูล ออกแบบ สราง้และ ทดสอบของเล่นของใช้อย่างง่าย โดย ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าและชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกส์และหลักการของ วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 1.1 การบันทึกผลการระบุปัญหาและ การรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ ปัญหาในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 1 1.2 การบันทึกผลการออกแบบ วงจรไฟฟ้าของต้นแบบพัดลม และออกแบบโครงสร้างต้นแบบ พัดลมในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.4 ข้อท 2 ี่และ ข้อท 4 ี่ 1.3 การบันทึกผลการทดสอบการต่อ วงจรไฟฟ้าของต้นแบบพัดลม และโครงสร้างต้นแบบพัดลมเพื่อ พกพาได้ในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.4 ข้อท 3 ี่และ ข้อท 5 ี่ 1.1 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมท 3.4 ี่ข้อที่ 1 และ เกณฑ์การประเมิน 1.2 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมท 3.4 ี่ข้อที่ 2 และ ข้อที่ 4 และเกณฑ์การ ประเมิน 1.3 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมท 3.4 ี่ข้อท 3 ี่ และ ข้อที่ 5 และเกณฑ์ การประเมิน 2 ทํางานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่น จนบรรลุวัตถุประสงค์ 2.1 การร่วมกันปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.4 2.1 เกณฑ์การประเมิน

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 279 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เกณฑ์การประเมิน เกณฑ์การประเมินสําหรับแผนการจัดการเรียนรู้นี้เป็นเกณฑ์สําหรับการประเมินเพอื่สรุปผลการเรยนรีู้ ซึ่งแบ่งระดับการพัฒนาเป็น 4 ระดับ โดยมีรายละเอียดดังนี้ การประเมินตาม ภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับคะแนน 4 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 2 = พอใช้ แต่มีบางเรื่อง ที่ควรปรับปรงุ 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 1. ระบุปัญหาจากการสังเกตสถานการณ์รวบรวมข้อมูล ออกแบบ สร้าง และทดสอบของเล่นของใช้อย่างง่าย โดยใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และหลักการของวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 1.1 การบันทึกผล การระบุปัญหา และการ รวบรวมข้อมูล ที่เกี่ยวข้องกับ ปัญหาในแบบ บันทึกกิจกรรม ที่ 3.4 ข้อท 1 ี่ - ระบุปัญหาจาก การวิเคราะห์ สถานการณ์ได้ ตรงประเด็นและ ถูกต้องสอดคล้อง กับสถานการณ์ โดยไม่ได้รับ การแนะนําให้ แก้ไขเพิ่มเติม - ตอบคําถาม โดย วิเคราะห์ความรู้ ที่นํามาใช้ใน การแก้ปัญหาได้ ถูกต้องสอดคล้อง กับปัญหา หรือ - ระบุปัญหาจาก การวิเคราะห์ สถานการณ์ได้ ตรงประเด็นและ - ระบุปัญหาจาก การวิเคราะห์ สถานการณ์ได้ ตรงประเด็นและ ถูกต้องสอดคล้อง กับสถานการณ์ - ตอบคําถามโดย วิเคราะห์ความรู้ ที่นํามาใช้ใน การแก้ปัญหาได้ ถูกต้องสอดคล้อง กับปัญหา - ระบุปัญหาจาก การวิเคราะห์ สถานการณ์ได้ ตรงประเด็นและ ถูกต้องสอดคล้อง กับสถานการณ์ - ตอบคําถามโดย วิเคราะห์ความรู้ ที่นํามาใช้ใน การแก้ปัญหาได้ ตรงประเด็นและ ถูกต้องสอดคล้อง กับปัญหาอยาง่ น้อยร้อยละ 80 (4 ข้อขึ้นไป) - ระบุปัญหาจาก การวิเคราะห์ สถานการณ์ได้ตรง ประเด็นและถูกต้อง สอดคล้องกับ สถานการณ์ - ตอบคําถามโดย วิเคราะห์ความรู้ที่ นํามาใช้ใน การแก้ปัญหาได้ ตรงประเด็นและ ถูกต้องสอดคล้องกับ ปัญหาน้อยกว่า ร้อยละ 80 (น้อยกว่า 4 ขอ้ )

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 280 การประเมินตาม ภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับคะแนน 4 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 2 = พอใช้ แต่มีบางเรื่อง ที่ควรปรับปรงุ 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม ถูกต้องสอดคล้อง กับสถานการณ์ - ตอบคําถามโดย วิเคราะห์ความรู้ ที่นํามาใช้ใน การแก้ปัญหาได้ ถูกต้องสอดคล้อง กับปัญหา และมี ความน่าสนใจ แตกต่างจาก ตัวอย่างหรือกลุ่ม อื่น ๆ 1.2 การบันทึกผล การออกแบบ วงจรไฟฟ้าของ ต้นแบบพัดลม และออกแบบ โครงสร้าง ต้นแบบพัดลม ในแบบบันทึก กิจกรรมท 3.4 ี่ ข้อที่ 2 และ ขอ้ ที่ 4 - ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมาย ได้ครบ โดยไม่ ต้องมีการ ปรับปรุงเพิ่มเติม หลังจากที่ได้ร่วม อภิปรายใน ชั้นเรียน หรือ - ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมาย ได้ครบ และมี ส่วนร่วมในการ เสนอแนวคิดใน การปรับปรุง ให้กับกลุ่มอื่น ๆ ปฏิบตัิตามประเด็น ดังแสดงด้านล่างได้ ครบ แต่ยังต้องมี การปรับปรุงบางข้อ เพิ่มเติมหลังจากที่ได้ ร่วมอภิปรายในชั้น เรียน - ระบุแนวคิดใน การออกแบบ วงจรไฟฟ้าของพัด ลมที่ปรับอัตราเร็ว ของพัดลมได้ สอดคล้องกับ ปัญหาและความรู้ ที่นํามาใช้ใน การแก้ปัญหา - ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมาย ได้ครบ แต่ยังต้อง มีการปรับปรุงทุก ข้อเพิ่มเติม หลังจากที่ได้ร่วม อภิปรายใน ชั้นเรียน - ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมายได้ไม่ ครบ โดยไม่ได้บันทึก ข้อมูลในแบบบันทึก กิจกรรมข้อใดข้อ หนึ่ง

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 281 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การประเมินตาม ภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับคะแนน 4 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 2 = พอใช้ แต่มีบางเรื่อง ที่ควรปรับปรงุ 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม ที่ถูกต้องและ ได้รับการยอมรับ - วาดแผนภาพ วงจรไฟฟ้าได้ สอดคล้องกับ แนวคิดในการ ออกแบบ วงจรไฟฟ้าของพัด ลมที่ปรับอัตราเร็ว ของพัดลมได้และ เขียนสัญลักษณ์ - ระบุวัสดุอุปกรณ์ ที่นํามาใช้ในการ ต่อวงจรไฟฟ้าได้ ครบถ้วนและ ถูกต้องสอดคล้อง กับแผนภาพ วงจรไฟฟ้า - วาดแผนภาพร่าง โครงสร้างต้นแบบ พัดลมที่สามารถ บรรจุวงจรไฟฟ้า ของพัดลมเพื่อ พกพาได้และระบุ วัสดุอุปกรณ์ที่ เหมาะสมใน การนํามาใช้ทํา โครงสร้างพัดลม ต้นแบบให้บรรจุ วงจรไฟฟ้าของ

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 282 การประเมินตาม ภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับคะแนน 4 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 2 = พอใช้ แต่มีบางเรื่อง ที่ควรปรับปรงุ 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม พัดลมใน การออกแบบได้ ถูกต้องและ ครบถ้วน 1.3 การบันทึกผล การทดสอบ การต่อ วงจรไฟฟ้าของ ต้นแบบพัดลม และโครงสร้าง ต้นแบบพัดลม เพื่อพกพาได้ ในแบบบันทึก กิจกรรมท 3.4 ี่ ข้อที่ 3 และ ข้อที่ 5 ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมาย ได้ครบ และมี ส่วนร่วมใน การเสนอแนวคิด ในการปรับปรุง ให้กับกลุ่มอื่น ๆ ที่ถูกต้องและ ได้รับการยอมรับ ปฏิบัติตามประเด็น ดังแสดงด้านล่างได้ ครบ โดยมีการ ปรับปรุงต้นแบบพัด ลมจนทํางานได้ก่อน ไดร้ับข้อเสนอแนะ จากการร่วมอภิปราย - ต่อวงจรไฟฟ้าโดย ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า หรือชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกสได์ ้ ถูกต้องสอดคล้อง กับแผนภาพ วงจรไฟฟ้าและ ระบุผลการ ทดสอบหรือผล การปรับปรุงได้ ครบถ้วนและ ต้นแบบพัดลม ทํางานได้ - สร้างโครงสร้างพัด ลมได้ถูกต้อง สอดคล้องกับภาพ ร่างและระบุผล - ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมาย ได้ครบ โดยมี การปรับปรุงจน ทํางานได้ หลังจากได้รับ ข้อเสนอแนะจาก การร่วมอภิปราย - ปฏิบัติตามเกณฑ์ ความคาดหมายไม่ ครบ โดยไม่ได้บันทึก ข้อมูลในแบบบันทึก กิจกรรมข้อใด ข้อหนึ่ง

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 283 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การประเมินตาม ภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับคะแนน 4 = ดีมาก ปฏิบัติได้ เกินความคาดหมาย 3 = ดี ปฏิบัติได้ ตามความคาดหมาย 2 = พอใช้ แต่มีบางเรื่อง ที่ควรปรับปรงุ 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม การทดสอบหรือ ผลการปรับปรงไดุ้ ครบถ้วนและ สามารถประกอบ วงจรไฟฟ้าของพัด ลมเพื่อพกพา แล้ว ยังคงทํางานได้ 2. ทํางานร่วมกับผู้อื่นด้วยความมุ่งมั่นจนบรรลุวัตถุประสงค์ 2.1 การร่วมกนั ปฏิบัติกิจกรรม ที่ 3.4 - มีส่วนร่วมใน การแบ่งงานและ ปฏิบัติงานตาม ความรับผิดชอบ เพื่อปฏิบัติ กิจกรรมให้บรรลุ เป้าหมายโดยมี ภาวะผู้นําสูง สามารถแก้ไข สถานการณ์ที่ เกิดขึ้นภายใน กลุ่มโดยทันทีเมื่อ พบปัญหา - มีความพยายามใน การปฏิบัติงาน ตามแผนให้บรรลุ เป้าหมายในเวลาที่ กําหนด - มีส่วนร่วมใน การแบ่งงานและ ปฏิบัติงานตาม ความรับผดชอบิ เพื่อปฏิบัติกิจกรรม ให้บรรลุเป้าหมาย - มีความพยายามใน การปฏิบัติงานตาม แผนให้บรรลุ เป้าหมายในเวลา ที่กําหนด - มีส่วนร่วมใน การแบ่งงานและ ปฏิบัติงานตาม ความรับผิดชอบ เป็นบางส่วน แต่ ไม่สามารถปฏิบัติ กิจกรรมงานให้ บรรลุเป้าหมาย ภายในเวลาที่ กําหนด - ไม่มีส่วนร่วมใน การปฏิบัติกิจกรรม และ ขาดความ พยายามแก้ปัญหา เฉพาะหน้าที่เกิดขึ้น ทําให้ไม่สามารถ ปฏิบัติงานได้บรรลุ เป้าหมาย

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 284 เกณฑ์การตดสั ิน 1. คํานวณหาคะแนนเฉลี่ย ดังนี้ คะแนนเฉลี่ย = คะแนนรวมจากทุกรายการประเมิน จํานวนรายการประเมิน 2. สรุปผลการประเมินตามเกณฑ์ดังนี้ คะแนนเฉลี่ย 3.26 – 4.00 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ดีมาก สามารถปฏิบัติได้เกินความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 2.51 – 3.25 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ดีสามารถปฏบิัติได้ตามความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.76 – 2.50 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ พอใช้แต่มีบางเรื่องที่ควรปรับปรุง คะแนนเฉลี่ย 1.00 – 1.75 มีผลการประเมินอยู่ในระดับ ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 285 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จุดประสงค์กิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. วิเคราะห์ปัญหาจากสถานการณ์และระบุความรู้ที่นํามาใช้ในการแก้ปัญหา 2. ออกแบบวงจรไฟฟ้าของพัดลม ตรวจสอบและปรับปรุงให้ทํางานได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ 3. ต่อวงจรไฟฟ้าของพัดลม ทดสอบและปรับปรุงให้ทํางานได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ 4. ออกแบบโครงสร้างพัดลม สร้าง ทดสอบและปรับปรุงพัดลมให้ทํางานได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ เวลา 4 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ์ ที่รายการ จํานวน 1 สวิตช์ 3-4 อัน ต่อกลมุ่ 2 ถ่านไฟฉาย 1.5 โวลต์พร้อมกระบะถ่าน 4 ก้อน ต่อกลมุ่ 3 สายไฟฟ้าพร้อมปากหนีบจระเข้ 11-14 เส้น ตอกลุ่่ม 4 ตัวต้านทานค่าคงตัว 1 โอห์ม ความคลาดเคลื่อน 5% (น้ําตาล ดํา ทอง) 1 ตัว ต่อกลุ่ม 5 ตัวต้านทานค่าคงตัว 3 โอห์ม ความคลาดเคลื่อน 5% (ส้ม ดํา ทอง) 1 ตัว ต่อกลุ่ม 6 ตัวต้านทานค่าคงตัว 10 โอหม์ความคลาดเคลื่อน 5% (น้ําตาล ดํา ดํา ทอง) 1 ตัว ต่อกลุ่ม 7 ตัวต้านทานค่าคงตัว 15 โอหม์ความคลาดเคลื่อน 5% (น้ําตาล เขียว ดํา ทอง) 1 ตัว ต่อกลุ่ม 8 ตัวต้านทานค่าคงตัว 33 โอหม์ความคลาดเคลื่อน 5% (ส้ม ส้ม ดํา ทอง) 1 ตัว ต่อกลุ่ม 9 มอเตอร์กระแสตรง 6 โวลต์พร้อมใบพัดขนาดเล็ก 1 ชุด ต่อกลุ่ม 10 มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง ต่อกลุ่ม 11 กระดาษลูกฟูก กระดาษลัง หรือ แผ่นฟีเจอรบอร์ ์ด 1 แผ่น ต่อกลมุ่ 12 กระดาษกาว หรือ เทปกาว หรือ ปืนกาว 1 ชุด ต่อกลุ่ม 13 กรรไกร หรือ มีดคัตเตอร์ 1 อัน ต่อกลุ่ม กิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 286 ที่รายการ จํานวน 14 ไม้บรรทัด 1 อัน ต่อกลุ่ม 15 อุปกรณ์อื่น ๆ ตามที่นักเรียนออกแบบ เช่น LED ไม้ไอศกรมีสีเมจิก กระดาษสีเป็นต้น 1 ชุด ต่อกลุ่ม 16 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา 1 ชุด ต่อคน 17 ใบงานที่ 3.5 การปรับปรุงพัดลมใหท้ ํางานตามปกติ 1 ชุด ต่อคน ข้อควรระวัง/ข้อเสนอแนะ 1. ควรตรวจสอบสวิตช์ให้วงจรเปิดทุกครั้ง ก่อนต่อวงจรไฟฟ้าเข้ากับถ่านไฟฉาย 2. ควรระมัดระวังในการใช้กรรไกรหรือมีดคัตเตอร์ วิธีการดําเนนกิ ิจกรรม 1. ศึกษารายละเอียดและเงื่อนไขการออกแบบและสร้างชิ้นงาน ดังนี้ “เมื่อนักเรียนต้องเดินทางไปทัศนศึกษานอกสถานที่และมีข้อมูลว่า อากาศค่อนข้างร้อนจนถึงร้อนมาก ลมสงบ โดยนักเรียนมีพัดลมมือถือ แบบใช้ถ่านไฟฉายที่ปรับระดับอัตราเร็วของพัดลมไม่ได้นักเรียนจึง ต้องการออกแบบ และสร้างต้นแบบพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉาย ที่ สามารถปรับระดับอัตราเร็วของพัดลมได้ 3 ระดับจากน้อยไปมาก โดยใช้ ถ่านไฟฉายขนาด 1.5 โวลต์จํานวน 4 ก้อน” แต่ละกลุ่มอภิปราย วิเคราะห์ปัญหาและระบุความรู้ที่นํามาใช้ในการแก้ปัญหา จากสถานการณ์ ข้างต้น แล้วบันทึกคําตอบลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา ข้อที่ 1 2. แต่ละกลุ่มอภิปรายแนวคิดการออกแบบวงจรไฟฟ้า และวาดแผนภาพวงจรไฟฟ้า แล้วระบุวัสดุอุปกรณ์ที่ เกี่ยวข้อง พร้อมระบุจํานวนที่ต้องการโดยพิจารณาจากชุดอุปกรณ์ที่ไดร้ับ ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4ข้อที่ 2 3. นําเสนอแผนภาพวงจรไฟฟ้า และวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น แล้วร่วมกันอภิปราย 4. ต่อวงจรไฟฟ้าตามแนวคิดการออกแบบวงจรไฟฟ้าที่ออกแบบไว้จากนั้นทดสอบว่า พัดลมทํางานได้ตาม ข้อกําหนดที่ต้องการหรือไม่หากทํางานไม่ได้ให้ระบุแนวทางการปรับปรุง และปรับปรุงวงจรไฟฟ้า แล้วบันทึกผลการปรับปรุงลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 3.1

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 287 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5. วัดค่ากระแสไฟฟ้าที่ผ่านมอเตอร์และความต่างศักย์ไฟฟ้าที่มอเตอร์เมื่อพัดลมทํางานได้ตามข้อกําหนด ที่ต้องการ แล้วบันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 ข้อ 3.2 6. ออกแบบโครงสร้างต้นแบบพัดลมที่สามารถประกอบวงจรไฟฟ้าของพัดลมเพื่อพกพาและยังคงทํางานได้ แล้วระบุวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง พร้อมจํานวนที่ต้องการ ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 4 7. ประกอบพัดลมตามภาพร่างโครงสร้างต้นแบบพัดลมที่ออกแบบไว้ทดสอบการทํางานของพัดลมตาม ข้อกําหนดที่ต้องการ หากทํางานไม่ได้ให้ระบุแนวทางการปรับปรุง และปรับปรุงพัดลม แล้วบันทึกผล การปรับปรุงให้พัดลมทํางานได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ ให้นักเรียนออกแบบและตั้งชื่อตารางบันทึกผล และ บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 ข้อที่ 5 8. นําเสนอผลงานของตนเองให้นักเรียนกลุ่มอื่นทดลองใช้พร้อมแสดงความคิดเห็นอย่างสร้างสรรค์ 9. แต่ละกลุ่มอภิปรายคําถามท้ายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 10. นําเสนอผลการอภิปรายคําถามท้ายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุ่มอื่น และร่วมกันสรุปผล การปฏิบตัิกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 288 คําชี้แจง 1. ให้นักเรียนวิเคราะห์ปัญหาและระบุความรู้ที่นํามาใช้ในการแก้ปัญหา จากสถานการณ์ต่อไปนี้ สถานการณ์คลายร้อนด้วยพัดลมหรรษา “เมื่อนักเรียนต้องเดินทางไปทัศนศึกษานอกสถานที่และมีข้อมูลว่าอากาศค่อนข้างร้อนจนถึง ร้อนมาก ลมสงบ โดยนักเรียนมีพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉายที่ปรับระดับอัตราเร็วของพัดลมไม่ได้ นักเรียนจึงต้องการออกแบบ และสร้างต้นแบบพัดลมมือถือแบบใช้ถ่านไฟฉาย ที่สามารถปรับระดับ อัตราเร็วของพัดลมได้ 3 ระดับจากน้อยไปมาก โดยใช้ถ่านไฟฉาย ขนาด 1.5 โวลต์จํานวน 4 ก้อน” 1.1 พัดลมที่ต้องการมีข้อกําหนดอะไรบ้าง แนวคําตอบ พัดลมทํางานโดยใช้ถ่านไฟฉาย ขนาด 1.5 โวลต์จํานวน 4 ก้อน และปรับอัตราเร็ว ของพัดลมได้ 3 ระดับจากน้อยไปมาก 1.2 ความรู้ที่นํามาใช้ในการออกแบบและสร้างต้นแบบพัดลม 1) อัตราเร็วของพัดลมมีความสมพั ันธ์กับอัตราเร็วรอบของมอเตอร์อย่างไร แนวคําตอบ เมื่ออัตราเร็วรอบของมอเตอร์มากขึ้น อัตราเร็วของพัดลมจะมากขึ้นด้วย 2) มอเตอร์จะหมุนได้เร็วหรือช้า มีปัจจัยใดเกี่ยวข้องบ้าง ถ้ากําหนดพลังงานของแหล่งกําเนิดไฟฟ้า ให้คงที่โดยใช้ถานไฟฉาย ่ขนาด 1.5 โวลต์จานวนํ 4 ก้อน แนวคําตอบ ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านมอเตอร์ 3) ถ้ากําหนดพลังงานของแหล่งกําเนิดไฟฟ้าให้คงที่โดยใช้ถ่านไฟฉาย ขนาด 1.5 โวลต์จานวนํ 4 ก้อน จะมีวิธีการควบคุมอัตราเร็วรอบของมอเตอร์อย่างไร ด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกสใด์ แนวคําตอบ ควบคุมอัตราเร็วรอบของมอเตอร์ดวยการควบคุ้มปริมาณกระแสไฟฟ้าใน วงจรไฟฟ้าด้วยการต่อตัวต้านทานกับมอเตอร์ แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.4 พัดลมหรรษา

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 289 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4) ในกรณีที่ต้องการปรับให้มอเตอร์มีอัตราเร็วรอบลดลง ตัวต้านทานที่นํามาต่อในวงจรไฟฟ้าควร มีค่าความต้านทานเป็นอย่างไร และต่อเป็นวงจรไฟฟ้าแบบใด อธิบายพร้อมวาดภาพประกอบ แนวคําตอบ ตวตั ้านทานที่นํามาต่อในวงจรไฟฟ้าควรมีค่าความต้านทานมากขึ้น โดยตัว ต้านทาน ถ่านไฟฉาย สวิตช์และมอเตอร์ตอก่ ันแบบอนุกรม 5) ในกรณีที่ต้องการปรับให้มอเตอร์มีอัตราเร็วรอบได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ ตัวต้านทานที่นํามา ต่อในวงจรไฟฟ้าควรใช้ตัวต้านทานกี่ค่า และต่อกันแบบใดที่สามารถควบคุมการทํางานของตัว ต้านทานแต่ละตัวได้ แนวคําตอบ ใช้ตัวต้านทาน 2-3 ค่า และสวิตช์ 3 อัน โดยนําตัวต้านทานแต่ละค่าต่ออนุกรมกับ สวิตช์แต่ละอัน และนําวงจรไฟฟ้าที่ได้ไปต่อกันแบบขนาน จากนั้นจึงนําวงจรไฟฟ้าทั้งหมดไป ต่ออนุกรมกับถ่านไฟฉาย และมอเตอร์ 2. การออกแบบวงจรไฟฟ้าของต้นแบบพัดลม 2.1 มีแนวคิดในการออกแบบวงจรไฟฟ้าของพัดลมได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ อย่างไร แนวคําตอบ 1. ใช้ตัวต้านทานมาต่อกับมอเตอร์ 2. ใช้ตัวต้านทาน 2 หรือ 3 ตัว ที่มีค่าความต้านทานแตกต่างกัน 3. นําตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานแตกต่างกันแต่ละตัว ต่ออนุกรมกับสวิตช์ แต่ละอัน แล้วนําวงจรที่ได้ไปต่อขนานกันโดยเรียงตัวต้านทานที่มีค่าความ ต้านทานจากมากไปน้อย จากนั้นจึงนําวงจรไฟฟ้าที่ได้ไปต่ออนุกรมกับถ่านไฟฉาย และมอเตอร์

คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์พลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 | เล่ม 1 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 290 2.2 วาดแผนภาพวงจรไฟฟ้าตามแนวคิดในการออกแบบวงจรไฟฟ้าของพัดลมที่ปรับอัตราเร็ว ของพัดลมได้ตามข้อกําหนดที่ต้องการ 2.3 จากวงจรไฟฟ้าที่ออกแบบในข้อ 2.1-2.2 มรายการวี ัสดุอุปกรณ์ที่จําเปนอะไรบ ็ ้าง และแต่ ละรายการนั้นต้องใช้จํานวนเท่าใด แนวคําตอบ รายการวัสดุอุปกรณ์ (ตามทนี่ักเรียนออกแบบ) เช่น - มอเตอร์กระแสตรง 6 โวลต์พร้อมใบพัดขนาดเล็ก จํานวน 1 ชุด - ตัวต้านทาน 1 โอห์ม จํานวน 1 ตัว 10 โอหม์จํานวน 1 ตัว และ 33 โอห์ม จํานวน 1 ตัว - สวิตช์จํานวน 3-4 อัน สายไฟฟ้าพร้อมปากหนีบจระเข้จํานวน 11-14 เส้น - ถ่านไฟฉายพร้อมกระบะถ่าน ขนาด 1.5 โวลต์จํานวน 4 ก้อน ขนาดของค่าความต้านทานขึ้นอยู่กับนักเรียนเลือกใช้ 33 10 1 (หรือไม่ต่อ ตัวต้านทาน)