223 4. สาระสำคัญ ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีที่เหลือหลังการสลายกับเวลา เป็นไปตามสมการ = 0 − ซึ่งช่วงเวลาที่นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีสลายจนเหลือ จำนวนครึ่งหนึ่งของจำนวนเริ่มต้น เรียกว่า ครึ่งชีวิต (half-life) ของธาตุกัมมันตรังสี เขียนแทนด้วย สัญลักษณ์1 2 โดยครึ่งชีวิตของธาตุหรือไอโซโทปกัมมันตรังสีขึ้นอยู่กับค่าคงตัวการสลาย ตามสมการ 1 2 = In 2 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียน เรื่อง การสลายและสมการการสลาย 1.2 ครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า ธาตุกัมมันตรังสีใดมีการสลายช้า หรือเร็วจะพิจารณาจากปริมาณใดบ้าง (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความ คิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) 1.3 ครูให้นักเรียนศึกษาความหมายของ ครึ่งชีวิต ในหนังสือเรียน จากนั้น ครูนำ อภิปรายจนสรุปได้ว่า ครึ่งชีวิต คือ ช่วงเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายจนกระทั่ง ลดลงเหลืออยู่ครึ่งหนึ่งของปริมาณเริ่มต้น ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 1.4 ครูตั้งคำถามเพื่อนำเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ 1) ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีมีความสัมพันธ์กับปริมาณใดบ้าง
224 (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 นักเรียนแบ่งกลุ่มๆ ละ 5-6 คน โดยคละเพศ คละความสามารถ 2.2 นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษาใบกิจกรรม 20.2 เรื่อง สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต 2.3 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ อุปกรณ์ และขั้นตอนการทำกิจกรรมอย่าง ละเอียด 2.4 นักเรียนรับอุปกรณ์ พร้อมติดตั้งอุปกรณ์ 2.5 นักเรียนแต่ละกลุ่มทำกิจกรรม สังเกต และบันทึกผลการทำกิจกรรมลงในใบ กิจกรรมที่ครูแจกให้ ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลงานของตนเองหน้าชั้นเรียน 3.2 ครูนำนักเรียนอภิปรายเพื่อนำไปสู่การสรุปโดยใช้คำถามต่อไปนี้ 1) ครึ่งชีวิตของนิวเคลียสกัมมันตรังสีเปรียบได้กับปริมาณใดในการทอด ลูกบาศก์(แนวการตอบ จำนวนครั้งที่ทอดลูกบาศก์แล้วทำให้มีลูกบาศก์เหลืออยู่ครึ่งหนึ่งของ จำนวนเริ่มต้น) 2) กราฟที่ได้จากกิจกรรมทั้ง 2 ตอน มีลักษณะเหมือนและแตกต่างกัน อย่างไร (แนวการตอบ กราฟที่ได้จากกิจกรรมทั้ง 2 ตอน มีลักษณะเหมือนกันคือ เป็นเส้น โค้งและตัดแกนy แต่มีลักษณะแตกต่างกันคือ กราฟในตอนที่ 2 จำนวนครั้งที่ทอดแล้วทำให้ มีจำนวนลูกบาศก์ ลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง น้อยกว่าตอนที่ 1) 3) จำนวนครั้งที่ทอดลูกบาศก์แล้วทำให้ลูกบาศก์ลดลงจาก 40 ลูก เหลือ 20 ลูก จาก 20 ลูก เหลือ 10 ลูก และ จาก 10 ลูก เหลือ 5 ลูก ในกิจกรรมตอนที่ 1 และ ตอนที่ 2 มีค่าประมาณเท่าใดบ้างและมีค่าเป็นสัดส่วนกันอย่างไร (แนวการตอบ จากกราฟ ในการทดลองทำให้ลูกบาศก์ลดลงจาก 40 ลูก เหลือ 20 ลูก จาก 20 ลูก เหลือ 10 ลูก และ จาก 10 ลูก เหลือ 5 ลูก มีจำนวนครั้งโดยประมาณในตอนที่ 1 และ 2 คือ 4 และ 2 ครั้ง ตามลำดับ สรุป ในตอนที่ 2 ใช้จำนวนครั้งเป็นครึ่งหนึ่งของตอนที่ 1 โดยประมาณ) 3.3 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายผลการทำกิจกรรม 20.2 จนสรุปได้ว่า - จำนวนครั้งที่ทอดลูกบาศก์แล้วทำ ให้มีลูกบาศก์เหลืออยู่ครึ่งหนึ่งของ จำนวนเริ่มทอดเปรียบได้กับ ช่วงเวลาที่นิวเคลียสสลายจนกระทั่งเหลือนิวเคลียสอยู่ ครึ่งหนึ่งของจำนวนเริ่มต้น หรือ ครึ่งชีวิตของนิวเคลียสกัมมันตรังสี
225 - การที่กราฟของตอนที่ 1 มีความโค้งน้อยกว่ากราฟตอนที่ 2 เปรียบได้กับ นิวเคลียสกัมมันตรังสีในตอนที่ 1 มีครึ่งชีวิตมากกว่า ในตอนที่ 2 ซึ่งในกิจกรรม พบว่า ครึ่งชีวิตของ นิวเคลียสกัมมันตรังสีในตอนที่ 1 มีค่ามากกว่าครึ่งชีวิตในตอนที่ 2 ประมาณ 2 เท่า ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมตามรายละเอียดในหนังสือเรียน หน้า 152 - 156 จนได้สมการที่เกี่ยวข้อง 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวอย่าง 20.8 – 20.9 ตามรายละเอียดใน หนังสือเรียนอย่างละเอียด 4.3 ครูให้นักเรียนร่วมกันตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.2 ข้อ 9. ลงในสมุด พร้อมเฉลยคำตอบที่ถูกต้องให้นักเรียนทราบ ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 5. – 8. ลงในสมุด 5.2 นักเรียนส่งใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง ครึ่งชีวิต 7.4 ใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต
226 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายการสลายของ นิวเคลียสกัมมันตรังสีและครึ่งชีวิตได้ 1) ตรวจใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 2) ใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์ จำลองครึ่งชีวิต 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนทดลองเพื่ออธิบาย การสลายของนิวเคลียสกัมมันตรังสี และครึ่งชีวิตได้ 2) นักเรียนสามารถคำนวณจำนวน นิวเคลียสกัมมันตรังสีที่เหลือจาก การสลายและครึ่งชีวิตได้ 1) ตรวจใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต 2) ตรวจสมุดนักเรียนใน การทำแบบฝึกหัด 20.2 ข้อ 5. – 8. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 2) ใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์ จำลองครึ่งชีวิต 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต 2) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 2) ใบกิจกรรม 20.2 สถานการณ์ จำลองครึ่งชีวิต 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
227 ใบความรู้ใบกิจกรรม และเฉลยใบกิจกรรม เรื่อง สถานการณ์จำลองครึ่งชีวิต
228 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 26 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องปฏิกิริยานิวเคลียร์และฟิชชัน เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 9. อธิบายปฏิกิริยานิวเคลียร์ ฟิชชัน และฟิวชัน รวมทั้งคำนวณพลังงานนิวเคลียร์ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนบอกความหมายของปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ 2) นักเรียนอธิบายฟิชชันและความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับพลังงานที่ ปลดปล่อยออกมาจากฟิชชันได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณพลังงานนิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกจากฟิชชันได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ
229 กระบวนการที่นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายในเมื่อได้รับการกระตุ้น เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์(nuclear reaction) ซึ่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสมวลมากแยกออกเป็น นิวเคลียสที่มีมวลน้อยกว่า เรียกว่า ฟิชชัน (fission) ส่วนปฏิกิริยาที่นิวเคลียสที่มีมวลน้อยรวมกันเป็น นิวเคลียสที่มีมวลมาก เรียกว่า ฟิวชัน (fusion) พลังงานที่ปล่อยออกมาจากฟิชชันและฟิวชัน เรียกว่า พลังงานนิวเคลียร์ (nuclear energy) ซึ่งมีค่าเทียบเท่าส่วนของมวลที่หายไปหลังการเกิดฟิชชันและฟิวชัน ตามสมการ E = (Δ) 2 พลังงานนิวเคลียร์จากฟิชชัน สามารถนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมีอุปกรณ์สำคัญคือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์(nuclear reactor) ที่ใช้สร้างและควบคุมให้เกิดฟิชชันอย่างต่อเนื่องที่ เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ (chain reaction) เพื่อการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ในปริมาณอย่างเหมาะสม ส่วนพลังงานนิวเคลียร์จากฟิวชัน ยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาวิจัยเพื่อการนำมาใช้ประโยชน์ 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูนำเข้าสู่บทเรียน เรื่อง ปฏิกิริยานิวเคลียร์และพลังงานนิวเคลียร์ โดยให้ นักเรียนชมคลิปวิดีทัศน์เกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หรือ เรือขนาดใหญ่ ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ ดังนี้ - คลิปโรงไฟฟ้านิวเคลียร์https://youtu.be/MDcJTDUi9DE หรือ https://youtu.be/_AdA5d_8Hm0
230 - คลิปเรือขนาดใหญ่ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ https://youtu.be/6G9B1fyqV4g 1.2 ครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า พลังงานนิวเคลียร์ที่นำมาใช้ ประโยชน์นี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอะไร อย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้ นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) 1.3 ครูนำอภิปรายจนสรุปได้ว่า พลังงานนิวเคลียร์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของ นิวเคลียส จากนั้น ครูทบทวนเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสในหัวข้อที่ผ่าน มา ซึ่งเป็นการสลายที่นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบตามธรรมชาติไม่ ขึ้นกับปัจจัยภายนอก เช่น ความดัน อุณหภูมิหรือการกระทำของมนุษย์ 1.4 จากนั้น ครูตั้งคำถามว่า ถ้านิวเคลียสได้รับการกระตุ้นจากการกระทำของมนุษย์ นิวเคลียสจะเกิดการเปลี่ยนแปลงได้หรือไม่ อย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดง ความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) 1.5 ครูให้นักเรียนศึกษา การทดลองปล่อยอนุภาคแอลฟาไปชนกับนิวเคลียสของ ไนโตรเจน-14ของรัทเทอร์ฟอร์ด และผลการวิเคราะห์ของแบล็กเกต ตามรูป 20.21 ใน หนังสือเรียนรวมทั้ง ความหมายของปฏิกิริยานิวเคลียร์ในหนังสือเรียน จากนั้น ครูและ นักเรียนร่วมกันอภิปรายสิ่งที่ได้จากการศึกษา 1.6 ครูนำเข้าสู่บทเรียน เรื่อง ฟิชชัน โดยตั้งคำถาม ดังนี้ 1) นิวตรอนที่ใช้กระตุ้นทำให้เกิดฟิชชันเป็นนิวตรอนมีพลังงานสูงใช่หรือไม่ 2) ฟิชชันเกิดจากนิวตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงไปชนกับนิวเคลียส ทำให้ นิวเคลียสแตกออก เหมือนกระสุนปืนถูกยิงไปที่วัตถุทรงกลม แล้วทำให้ วัตถุนั้นแตกออกใช่หรือไม่ 3) การค้นพบฟิชชัน เกิดจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ที่พยายามจะ ผลิตธาตุใหม่ใช่หรือไม่ 4) ฟิชชันเกิดขึ้นได้กับนิวเคลียสของธาตุแบบใด ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาการทดลองของแฟร์มีที่ปล่อยนิวตรอนไปพบกับนิวเคลียส ของธาตุต่าง ๆ การวิเคราะห์หาชนิดของธาตุของฮาห์นกับสตราสมันน์และ การอธิบาย กระบวนการที่เกิดขึ้นโดยไมท์เนอร์และฟริช ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 2.2 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาเกี่ยวกับการเกิดฟิชชันของยูเรเนียม-235 และ สมการแทนการเกิดฟิชชัน รวมทั้ง พลังงานนิวเคลียร์และ ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงาน
231 นิวเคลียร์กับมวลที่ลดลงหลังการเกิดฟิชชัน จนสรุปได้สมการ ตามรายละเอียดในหนังสือ เรียน หน้า 165 2.3 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.3 ข้อ 1. – 2. ลงในสมุด 2.4 ครูนำนักเรียนศึกษาตัวอย่าง 20.10 ในหนังสือเรียน อย่างละเอียด 2.5 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 1. - 2. ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียนโดยใช้โปรแกรมสุ่มออนไลน์ จำนวน 2 คน ออกมาเฉลยคำถาม ตรวจสอบความเข้าใจ จากนั้นครูเฉลยคำตอบที่ถูกต้องให้นักเรียนทราบ 3.2 ครูสุ่มนักเรียนโดยใช้โปรแกรมสุ่มออนไลน์เช่นเดิม จำนวน 2 คน ออกมาแสดง วิธีการหาคำตอบแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 1. - 2. จากนั้นครูอธิบายวิธีการหาคำตอบให้ละเอียด พร้อมใช้คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 3.3 ครูนำอภิปรายสรุปเกี่ยวกับฟิชชัน โดยครูควรเน้น ดังนี้ - การค้นพบฟิชชัน เกิดจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ที่พยายาม จะผลิตธาตุใหม่ - การที่นักวิทยาศาสตร์ใช้นิวตรอนเป็นอนุภาคที่ปล่อยไปพบกับนิวเคลียส ของยูเรเนียม เพราะนิวตรอนไม่มีประจุไฟฟ้า สามารถเคลื่อนที่เข้าไปพบนิวเคลียสของ ยูเรเนียมที่มีประจุบวกได้ง่ายกว่าอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า - การเกิดฟิชชัน เกิดขึ้นกับนิวเคลียสของธาตุหนักและทำให้ได้นิวเคลียใหม่ ที่แตกต่างกัน 3.4 ครูตั้งคำถามให้มีการอภิปรายเพิ่มเติม ดังนี้ - ฟิชชันเกิดขึ้นได้กับนิวเคลียสของธาตุแบบใด (แนวคำตอบ ธาตุหนัก (หรือ ธาตุที่มีเลขมวลมากกว่า 150)) - ปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้เป็นฟิชชันหรือไม่ (แนวคำตอบ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ทั้ง 1) 2) และ 3) นี้ไม่จัดเป็นฟิชชัน เนื่องจากปฏิกิริยา 1) และ 2) มีแต่ธาตุเบา ไม่มีธาตุหนักเกี่ยวข้อง ส่วนปฏิกิริยา 3) ถึงแม้จะ มีธาตุหนักเกี่ยวข้อง แต่นิวเคลียสของธาตุตั้งต้นไม่ได้แยกออกเป็นนิวเคลียสใหม่ 2 นิวเคลียส ที่มีมวลใกล้เคียงกัน) - ผลผลิตที่ได้จากฟิชชันของยูเรเนียม-235 มีอะไรบ้าง และเหมือนกันทุก ครั้งหรือไม่ (แนวคำตอบ ผลผลิตที่ได้จากฟิชชัน ได้แก่พลังงาน นิวตรอนไม่เกิน 3
232 นิวตรอน และนิวเคลียสใหม่ 2 นิวเคลียส ที่มีเลขอะตอมและเลขมวลน้อยกว่า นิวเคลียสตั้งต้น โดยผลรวมของเลขอะตอมของนิวเคลียส ใหม่ทั้งสองจะเท่ากับเลขอะตอมของนิวเคลียสตั้งต้น ทั้งนี้ชนิดของสองนิวเคลียส ใหม่ที่ได้จากฟิชชัน แต่ละครั้ง อาจแตกต่างกันได้หลายแบบ) ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ ส่วนของมวลที่ลดลงหลังการเกิดฟิชชันนี้สามารถเรียกว่า ส่วนพร่องมวล (mass defect) ได้เช่นเดียวกับกรณีหัวข้อพลังงานยึดเหนี่ยว นอกจากนี้พลังงานส่วนใหญ่ที่ ปลดปล่อยออกมาจากฟิชชัน (ประมาณ 84%) เป็นพลังงานจลน์ของนิวเคลียส 2 นิวเคลียสที่ แยกออกมา ส่วนที่เหลือจะเป็นพลังงานจลน์ของนิวตรอน พลังงานของรังสีแกมมาและ อนุภาคอื่น ๆ 4.2 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาลูกโซ่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และ การผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยใช้คำถามดังนี้ 1) ถ้าในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่มีตัวหน่วงความเร็วนิวตรอนจะ เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ได้หรือไม่ (แนวคำตอบ ไม่ได้เพราะตัวหน่วงความเร็วนิวตรอน ช่วยให้นิวตรอนที่ถูกปล่อยออกมาจาก ฟิชชันมีความเร็วลดลง เหมาะสมกับการทำให้เกิดฟิชชันในครั้งต่อ ๆ ไป) 2) ถ้าการเกิดฟิชชันของนิวเคลียสชนิดหนึ่งมีการปล่อยนิวตรอนออกมา เพียงอนุภาคเดียวในแต่ละครั้ง เราสามารถนำนิวเคลียสชนิดนี้ไปสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่ อย่างทวีคูณได้หรือไม่ (แนวคำตอบ ไม่ได้เพราะการเกิดฟิชชันแต่ละครั้ง จะได้ นิวตรอนเพียงอนุภาคเดียว ที่ทำให้เกิดฟิชชันอีกครั้ง และเป็นเช่นนี้ต่อเนื่องกันไป จึงเป็นฟิชชันแบบต่อเนื่อง แต่ไม่ทวีคูณ) 3) แท่งควบคุม ช่วยในการควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่อย่างไร (แนวคำตอบ แท่ง ควบคุมดูดซับนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากฟิชชัน ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ลดลง) 4) ไอน้ำ หรือน้ำที่ปล่อยออกมาจากส่วนระบายความร้อนของโรงไฟฟ้า นิวเคลียร์มีอันตรายหรือไม่ อย่างไร (แนวคำตอบ ไอน้ำ หรือน้ำที่ปล่อยออกมาจากส่วน ระบายความร้อน อยู่ในระบบท่อส่งน้ำที่แยกออกจากระบบท่อส่งน้ำ ในส่วนผลิตไฟฟ้าและ ส่วนแลกเปลี่ยนความร้อน ดังนั้น ไอน้ำ หรือน้ำที่ปล่อยออกมาจึงไม่อันตราย) 4.3 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
233 ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนส่งคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.3 ข้อ 1. – 2. ลงในสมุด 5.2 นักเรียนส่งและส่งแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 1. - 2. ลงในสมุด 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง ปฏิกิริยานิวเคลียร์และฟิชชัน 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนบอกความหมายของ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ 2) นักเรียนอธิบายฟิชชันและ ความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับ พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจาก ฟิชชันได้ 1) ตรวจสมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.3 ข้อ 1. – 2. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณพลังงาน นิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกจาก ฟิชชันได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียนใน การทำแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 1. – 2. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
234 ใบความรู้เรื่อง ปฏิกิริยานิวเคลียร์และฟิชชัน
235 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 27 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ ฟิวชัน เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 9. อธิบายปฏิกิริยานิวเคลียร์ ฟิชชัน และฟิวชัน รวมทั้งคำนวณพลังงานนิวเคลียร์ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายฟิวชันและความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับพลังงานที่ ปลดปล่อยออกมาจากฟิวชันได้ 2) นักเรียนบอกแนวทางการนำพลังงานนิวเคลียร์ไปใช้ประโยชน์ได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณพลังงานนิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกจากฟิวชันได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
236 4. สาระสำคัญ กระบวนการที่นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบภายในเมื่อได้รับการกระตุ้น เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์(nuclear reaction) ซึ่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสมวลมากแยกออกเป็น นิวเคลียสที่มีมวลน้อยกว่า เรียกว่า ฟิชชัน (fission) ส่วนปฏิกิริยาที่นิวเคลียสที่มีมวลน้อยรวมกันเป็น นิวเคลียสที่มีมวลมาก เรียกว่า ฟิวชัน (fusion) พลังงานที่ปล่อยออกมาจากฟิชชันและฟิวชัน เรียกว่า พลังงานนิวเคลียร์ (nuclear energy) ซึ่งมีค่าเทียบเท่าส่วนของมวลที่หายไปหลังการเกิดฟิชชันและฟิวชัน ตามสมการ E = (Δ) 2 พลังงานนิวเคลียร์จากฟิชชัน สามารถนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมีอุปกรณ์สำคัญคือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์(nuclear reactor) ที่ใช้สร้างและควบคุมให้เกิดฟิชชันอย่างต่อเนื่องที่ เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ (chain reaction) เพื่อการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ในปริมาณอย่างเหมาะสม ส่วนพลังงานนิวเคลียร์จากฟิวชัน ยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาวิจัยเพื่อการนำมาใช้ประโยชน์ 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.6 ครูนำเข้าสู่บทเรียน เรื่อง ฟิวชัน โดยนำอภิปรายทบทวนเกี่ยวกับปฏิกิริยา นิวเคลียร์และฟิชชัน 1.7 ครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า ถ้านิวเคลียสที่มีมวลน้อยมารวมกัน เป็นนิวเคลียสที่มีมวลมาก จะเกิดขึ้นได้หรือไม่และจะมีการให้หรือรับพลังงาน อย่างไร
237 (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ ถูกต้อง) 1.8 ครูนำเข้าสู่บทเรียน เรื่อง ฟิชชัน โดยตั้งคำถาม ดังนี้ 5) นักเรียนคิดว่าการเกิดฟิวชัน ไม่มีธาตุหรือไอโซโทปกัมมันตรังสีมาเกี่ยวข้อง ใช่หรือไม่ 6) นักเรียนคิดว่ามวลรวมของอนุภาคต่าง ๆ หลังเกิดฟิวชันมากกว่า มวลรวม ก่อนเกิดฟิวชันหรือไม่ 7) นักเรียนคิดว่าฟิวชันให้พลังงานมากกว่าฟิชชันเสมอใช่หรือไม่ ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับฟิวชัน ความหมายของฟิวชัน และ พลังงานนิวเคลียร์จากฟิวชัน ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 2.2 ครูนำนักเรียนศึกษาเนื้อหาเกี่ยวกับการทดลองของโอลิแฟน ตามรายละเอียดใน หนังสือเรียน 2.3 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.3 ข้อ 3. – 5. ลงในสมุด 2.4 ครูนำนักเรียนศึกษาตัวอย่าง 20.11 ในหนังสือเรียน อย่างละเอียด 2.5 นักเรียนทำแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 3. – 5. ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียนโดยใช้โปรแกรมสุ่มออนไลน์ จำนวน 3 คน ออกมาเฉลยคำถาม ตรวจสอบความเข้าใจ จากนั้นครูเฉลยคำตอบที่ถูกต้องให้นักเรียนทราบ 3.2 ครูสุ่มนักเรียนโดยใช้โปรแกรมสุ่มออนไลน์เช่นเดิม จำนวน 3 คน ออกมาแสดง วิธีการหาคำตอบแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 3. - 5. จากนั้นครูอธิบายวิธีการหาคำตอบให้ละเอียด พร้อมใช้คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 3.3 ครูนำอภิปรายสรุปเกี่ยวกับการเกิดฟิวชันและความสัมพันธ์ระหว่างส่วนของ มวลที่ลดลงกับพลังงานนิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกมาจากฟิวชัน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชวนคิด ดังนี้ 1) การที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยพลังงานออกมาตลอดเวลาส่งผลต่อมวลของ ดวงอาทิตย์อย่างไร (แนวคำตอบ พลังงานที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยออกมา มาจากฟิวชันซึ่งมี มวลบางส่วนของนิวเคลียส ของธาตุบนดวงอาทิตย์ที่เกิดฟิวชันเปลี่ยนไปเป็นพลังงานดังนั้นการปลดปล่อยพลังงาน ออกมาตลอดเวลาของดวงอาทิตย์จะทำให้มวลของดวงอาทิตย์ลดลงเรื่อย ๆ)
238 4.3 ครูให้นักเรียนเขียนแผนภาพ เพื่อเปรียบเทียบส่วนที่เหมือนและส่วนที่แตกต่าง ระหว่างฟิชชันกับฟิวชัน แผนภาพแสดงการเปรียบเทียบฟิชชันกับฟิวชัน ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนส่งคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.3 ข้อ 3. – 5. ลงในสมุด 5.2 นักเรียนส่งและส่งแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 3. - 5. ลงในสมุด 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง ฟิวชัน
239 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายฟิวชันและ ความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับ พลังงานที่ปลดปล่อยออกมา จากฟิวชันได้ 2) นักเรียนบอกแนวทางการนำ พลังงานนิวเคลียร์ไปใช้ประโยชน์ได้ 1) ตรวจสมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.3 ข้อ 3. – 5. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนคำนวณพลังงาน นิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกจาก ฟิวชันได้ 1) ตรวจสมุดนักเรียนใน การทำแบบฝึกหัด 20.3 ข้อ 3. – 5. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ทำแบบฝึกหัดได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดนักเรียน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
240 ใบความรู้เรื่อง ฟิวชัน
241 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 28 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ แรงนิวเคลียร์ เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 10. อธิบายประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์และรังสี รวมทั้งอันตรายและการป้องกันรังสีใน ด้านต่างๆ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนยกตัวอย่างการนำรังสีไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนสามารถจัดกระทำและสื่อความหมายของข้อมูลที่ศึกษาค้นคว้า ได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
242 4. สาระสำคัญ รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลายด้าน เช่น ด้าน การแพทย์ด้านเกษตรกรรม ด้านอุตสาหกรรม ด้านความปลอดภัย แต่ในขณะเดียวกัน ต้องมีการ ป้องกันอันตรายจากรังสีที่อาจเกิดขึ้น ถึงแม้ร่างกายของมนุษย์จะได้รับรังสีจากสิ่งแวดล้อมตลอดเวลา แต่มีปริมาณไม่มาก จึงไม่ทำ ให้เกิดอันตราย ถ้าทราบว่าอยู่ใกล้บริเวณที่มีแหล่งกำเนิดรังสีหรือจำเป็นต้องทำงานเกี่ยวกับรังสีควร ป้องกันอันตรายที่อาจเกิดจากรังสีโดยมีหลักการสำคัญคือ การพยายามอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีให้ มากที่สุด การพยายามใช้เวลาที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดรังสีให้น้อยที่สุด และ มีการใช้วัสดุกำบังรังสีใน กรณีที่ต้องทำงานเกี่ยวกับรังสี 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนความรู้ โดยใช้เกมบิงโก ฟิสิกส์นิวเคลียร์ 1.2 ครูนำเข้าสู่บทเรียน เรื่อง การนำรังสีไปใช้ประโยชน์ โดยให้นักเรียนชมคลิป เครื่องมือรังสีรักษา ∙ https://youtu.be/WRZWNP8w1nc ∙ https://youtu.be/IhuJd_76QLo และคลิปการหาอายุของวัตถุโบราณด้วย เทคโนโลยีทางนิวเคลียร์ ∙ https://youtu.be/bPzUk_DQwzg
243 ∙ https://youtu.be/puauHNj-1RU ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 จัดกลุ่มนักเรียน กลุ่มละ 5 คน โดยให้สมาชิกแต่ละกลุ่มมีความรู้ความสามารถ ที่คละกันกลุ่มนี้จะเป็นกลุ่มประจำ 2.2 ครูจัดแบ่งเนื้อหาที่จะเรียนเป็นเนื้อหาย่อย ๆ เท่ากับจำนวนสมาชิกในกลุ่มของ นักเรียน 2.3 ให้สมาชิกในแต่ละกลุ่มจับฉลากหมายเลขของเนื้อหา คนละ 1 ฉลาก เพื่อ รับผิดชอบในการศึกษาหัวข้อย่อยของเนื้อหา คนละ 1 หัวข้อ หัวข้อที่ 1 ด้านการแพทย์ หัวข้อที่ 2 ด้านโบราณคดีและธรณีวิทยา หัวข้อที่ 3 ด้านเกษตรกรรม หัวข้อที่ 4 ด้านอุตสาหกรรม หัวข้อที่ 5 ด้านปลอดภัย 2.4 ให้นักเรียนแต่ละคนศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาในหนังสือเรียน ตาม หมายเลขที่ตัวเองได้ 2.5 เมื่อนักเรียนศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาแล้ว แล้วอธิบายความรู้ที่ได้จาก การศึกษาและทำความเข้าใจในเนื้อหาที่ได้รับผิดชอบให้เพื่อนฟัง 2.6 นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันสรุปความรู้ที่ได้ในการศึกษาลงในกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล) ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลงานของตนเองหน้าชั้นเรียน (กลุ่มละ 5 นาที) 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหา เรื่อง การนำรังสีไปใช้ประโยชน์ ตาม รายละเอียดในหนังสือเรียน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคาร์บอน–14 มาจากไหน ดังนี้ คาร์บอนเป็นธาตุชนิดหนึ่งที่มีหลายไอโซโทป เช่น 6 11 , 6 12 , 6 13 เช่น 6 14 โดย 6 12 และ 6 13 เป็นไอโซโทปเสถียรที่มีอยู่ในธรรมชาติ ร้อยละ 98.90 และร้อยละ 1.10 ตามลำดับ ส่วน 6 11 และ 6 14 เป็น ไอโซโทปกัมมันตรังสีมีครึ่งชีวิต 20.39 นาทีและ 5730 ปี ตามลำดับ
244 คาร์บอน–14 มีปริมาณน้อยมากโดยเกิดจากนิวตรอนในรังสีคอสมิก (อนุภาคจากอวกาศ)ชนกับนิวเคลียสของไนโตรเจนในบรรยากาศ ทำให้เกิดคาร์บอน –14 และโปรตอน ดังสมการ 7N 14 + 0n 1 → 6C 14 + 1H 1 คาร์บอน–14 ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยานิวเคลียร์ข้างต้นจะสลายให้ไนโตรเจน– 14 ดังสมการ 6 14 → 7N 14 + −1e 0 ดังนั้นการผลิตคาร์บอน–14 จึงสมดุลกับการสลายของคาร์บอน–14 ขณะที่พืชยังมีชีวิตจะดูดคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) จากอากาศ เพื่อ นำไปใช้ในการสร้างเนื้อเยื่อโดยคาร์บอนส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของคาร์บอน–14 และ คาร์บอน–12 สัตว์ที่กินพืชจึงได้รับคาร์บอนทั้งสองไอโซโทปด้วย เนื่องจากอัตราส่วนระหว่าง คาร์บอน–14 และคาร์บอน–12 มีค่าประมาณ 1.3×10-12 เกือบคงตัวตลอดเวลา ดังนั้น อัตราส่วนระหว่างไอโซโทปทั้งสองในร่างกายของสิ่งมีชีวิตจึงคงตัวด้วย เมื่อสิ่งมีชีวิตตายการ รับคาร์บอนเข้าสู่ร่างกายจะสิ้นสุดและคาร์บอน–14 จะค่อย ๆ สลายไป คาร์บอน–14 ที่อยู่ ในซากนั้นจะลดลงเรื่อย ๆ ถ้าวิเคราะห์เพื่อหาอายุของซากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง แล้วพบว่ามี คาร์บอน–14 เหลืออยู่เพียงครึ่งหนึ่ง ก็แสดงว่าสิ่งมีชีวิตนั้นตายมาแล้ว ประมาณ 5730 ปี และเมื่อเวลาผ่านไปอีก 5730 ปี จำนวนคาร์บอน–14 จะหายไปอีกครึ่งหนึ่งของที่เหลืออยู่ และจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไปจนกระทั่งคาร์บอน–14 เหลือน้อยมาก จนไม่สามารถวัดปริมาณที่ เหลือได้ถูกต้อง จึงใช้หาอายุของซากสิ่งมีชีวิตหรือวัตถุโบราณที่มีอายุไม่เกิน 70 000 ปี ถ้า อายุมากกว่านั้น จะต้องใช้วิธีอื่น 4.2 ครูใช้คำถามในการตรวจสอบความเข้าใจ เรื่อง การนำรังสีไปใช้ประโยชน์จาก คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.4 ข้อ 1. – 4. ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนแต่ละกลุ่มนำเสนอผลงานที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 5.2 นักเรียนส่งกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล) ของแต่ละกลุ่มที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง การนำรังสีไปใช้ประโยชน์ 7.4 ชุดเกิมบิงโก เรื่อง ฟิสิกส์นิวเคลียร์
245 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนยกตัวอย่างการนำรังสี ไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ได้ 1) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ ได้จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ สรุปเนื้อหาที่ศึกษาได้ ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนสามารถจัดกระทำ และสื่อความหมายของข้อมูลที่ ศึกษาค้นคว้าได้ 1) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนนำเสนอ ผลงานได้ระดับดี ผ่าน เกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ ได้จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม ค้นคว้า 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงาน ที่ได้รับมอบหมายได้ ระดับดี ผ่านเกณฑ์
246 ใบความรู้เรื่อง การนำรังสีไปใช้ประโยชน์
247 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 29 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ แรงนิวเคลียร์ เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 10. อธิบายประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์และรังสี รวมทั้งอันตรายและการป้องกันรังสีใน ด้านต่างๆ3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายความยาวคลื่นเดอบรอยล์ได้ 2) นักเรียนอธิบายทวิภาวะของคลื่นและอนุภาคได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนคำนวณหาค่าความยาวคลื่นเดอบรอยล์ได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
248 4. สาระสำคัญ รังสีจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลายด้าน เช่น ด้าน การแพทย์ด้านเกษตรกรรม ด้านอุตสาหกรรม ด้านความปลอดภัย แต่ในขณะเดียวกัน ต้องมีการ ป้องกันอันตรายจากรังสีที่อาจเกิดขึ้น ถึงแม้ร่างกายของมนุษย์จะได้รับรังสีจากสิ่งแวดล้อมตลอดเวลา แต่มีปริมาณไม่มาก จึงไม่ทำ ให้เกิดอันตราย ถ้าทราบว่าอยู่ใกล้บริเวณที่มีแหล่งกำเนิดรังสีหรือจำเป็นต้องทำงานเกี่ยวกับรังสีควร ป้องกันอันตรายที่อาจเกิดจากรังสีโดยมีหลักการสำคัญคือ การพยายามอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีให้ มากที่สุด การพยายามใช้เวลาที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดรังสีให้น้อยที่สุด และ มีการใช้วัสดุกำบังรังสีใน กรณีที่ต้องทำงานเกี่ยวกับรังสี 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.9 ครูให้นักเรียนดูคลิปวิดีทัศน์หรือรูปของพืช อาหาร หรือ สิ่งก่อสร้าง ที่แสดงรังสี ที่แผ่ออกมา ตัวอย่างเช่นรูป 20.1 แสดงดอกไม้ชนิดหนึ่ง ที่มีการแผ่รังสีบีตา เนื่องจากมี ส่วนประกอบของโพแทสเซียม-40
249 1.2 ครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า รอบ ๆ ตัวเรา มีอะไรบ้างที่ปล่อย รังสีออกมา แล้วรังสี เหล่านี้เป็นอันตรายหรือไม่ (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความ คิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 นักเรียนทุกคนศึกษาค้นคว้า เรื่อง แหล่งกำเนิดรังสีในธรรมชาติและการ ป้องกันอันตรายจากรังสี ในหนังสือเรียน หน้า 181 - 185 2.2 ครูให้นักเรียนสรุปองค์ความรู้ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า เรื่อง แหล่งกำเนิดรังสี ในธรรมชาติและการป้องกันอันตรายจากรังสีลงในกระดาษ A4 ในรูปแบบ Mind mapping 2.3 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.4 ข้อ 5. – 8. ลงในสมุด ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน 3 คน ออกมานำเสนอผลงานของตนเองหน้าชั้นเรียน 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหา เรื่อง รังสีในธรรมชาติ และการป้องกัน อันตรายจากรังสีตามรายละเอียดในหนังสือเรียน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับปริมาณรังสีจากแหล่งกำเนิดรังสี และวัตถุต่าง ๆ ดังข้อมูลในตาราง 20.1 ดังนี้
250 4.2 ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่มเพื่อจัดทำแผนภาพ กราฟ หรือ อินโฟกราฟิก (infographic) สำหรับนำเสนอการเปรียบเทียบปริมาณรังสีจากแหล่งกำเนิดและกิจกรรมต่าง ๆ ดังตัวอย่างด้านล่าง 4.3 ครูให้ความรู้เพิ่มเติมโดยให้นักเรียนดูคลิปวิดีทัศน์หรืออ่านข้อความที่เกี่ยวข้อง กับอันตรายจากรังสีโดยอาจเลือกสถานการณ์ในข่าวต่อไปนี้ 1. ข่าวในช่วงเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2562 ที่มีชาวบ้านกลุ่มหนึ่ง ซื้อบัตรพลังงานไป แกว่งในน้ำ แล้วดื่มหรือไปแปะตามร่างกาย เพราะเชื่อว่า มีสรรพคุณในการ รักษาอาการปวดเมื่อย ซึ่งจากการตรวจสอบโดยสำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ (ปส.) พบว่า บัตรมีระดับรังสีสูงกว่าขีด จำกัดการได้รับปริมาณรังสีสำหรับประชาชนทั่วไปกว่า 350 เท่า - คลิปข่าว https://youtu.be/a1ONKzmJ_q0 https://youtu.be/l2VDgRbuokE
251 - ลิงค์ข่าว https://news.mthai.com/special-report/737706.html 2. ข่าวการพบกล่องโลหะบรรจุสาร อิริเดียม-192 ในสำ นักงานร้าง ซ.พหลโยธิน 24 กรุงเทพมหานคร เมื่อปีพ.ศ. 2559 - คลิปข่าว https://youtu.be/qICLzHF7Cp8 - ลิงค์ข่าว https://www.thairath.co.th/content/619586 3. สารคดีเกี่ยวกับอุบัติเหตุทางรังสีที่จังหวัดสมุทรปราการ เมื่อปีพ.ศ. 2543 - คลิปข่าว https://youtu.be/umERjn6-j9w - ลิงค์ข่าว https://www.thairath.co.th/content/45126 จากนั้นครูตั้งคำถามให้นักเรียนอภิปรายร่วมกัน โดยอาจใช้คำถามดังนี้ ก. เราจะสังเกตได้อย่างไรว่าวัตถุที่สงสัยอาจมีรังสีอันตราย (แนวการตอบ การที่จะบอกได้ว่าวัตถุที่สงสัย อาจมีรังสีที่เป็นอันตราย สังเกตได้จากสัญลักษณ์ดังรูป 20.4 ก. หมายความว่า วัตถุนั้นบรรจุหรือเป็นแหล่งกำเนิดรังสีที่แผ่รังสีออกมาโดยรอบ แต่ถ้ามี สัญลักษณ์ดังรูป 20.4 ข. หมายความว่า วัตถุนั้นบรรจุหรือเป็นแหล่งกำ เนิดรังสีที่เป็น อันตรายมาก) ข. เราควรปฏิบัติอย่างไร เมื่อพบว่าวัตถุที่สงสัยอาจมีการแผ่รังสีที่เป็น อันตราย (แนวการตอบ เมื่อพบว่าวัตถุที่สงสัยอาจมีการแผ่รังสีที่เป็น อันตราย ต้องรีบออกห่างจากวัตถุนั้นให้มากที่สุด แล้วแจ้งผู้ใหญ่ เช่น ครู ผู้ปกครองเจ้าหน้าที่ตำรวจ หรือ เจ้าหน้าที่สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ(ปส.) กลุ่มประสานงานกรณีฉุกเฉินทางนิวเคลียร์และรังสีซึ่งมีช่องทางในการ ติดต่อดังนี้โทรศัพท์เคลื่อนที่ 089-200-6243 (ติดต่อได้ตลอด 24 ชั่วโมง) โทรศัพท์สายตรง 02-596-7699 (ติดต่อได้เฉพาะเวลาราชการ)) 4.4 ครูอธิบายข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับปลอดภัยกับรังสีและพลังงานนิวเคลียร์ ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 ครูตรวจ Mind mapping เรื่อง แหล่งกำเนิดรังสีในธรรมชาติและการป้องกัน อันตรายจากรังสี 5.2 ครูตรวจสมุดนักเรียนในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.4 ข้อ 5. – 8.
252 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง รังสีในธรรมชาติ และการป้องกันอันตรายจากรังสี 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนยกตัวอย่างอันตราย ของรังสีที่มีต่อร่างกายได้ 2) นักเรียนบอกวิธีการป้องกัน อันตรายจากรังสีได้ 1) ตรวจสมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.4 ข้อ 5. – 8. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนสามารถจัดกระทำและ สื่อความหมายของข้อมูลที่ศึกษา ค้นคว้าได้ 1) ตรวจ Mind mapping เรื่อง แหล่งกำเนิดรังสีใน ธรรมชาติ และการป้องกัน อันตรายจากรังสี 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ สรุปเนื้อหาที่ได้ จากการศึกษาค้นคว้า ได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.4 ข้อ 5. – 8. 2) ตรวจ Mind mapping เรื่อง แหล่งกำเนิดรังสีใน ธรรมชาติ และการป้องกัน อันตรายจากรังสี 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงาน ที่ได้รับมอบหมายได้ ระดับดี ผ่านเกณฑ์
253 ใบความรู้เรื่อง รังสีในธรรมชาติ และการป้องกันอันตรายจากรังสี
254 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 30 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ แรงนิวเคลียร์ เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 11. อธิบายการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค แบบจำลองมาตรฐาน และการใช้ประโยชน์จาก การค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาคในด้านต่างๆ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนยกตัวอย่างการค้นคว้าวิจัยที่ค้นพบอนุภาคมูลฐานได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนระบุชนิดและสมบัติของอนุภาคมูลฐานได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
255 4. สาระสำคัญ ในการศึกษาองค์ประกอบพื้นฐานของสสาร นอกจาก โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน นัก ฟิสิกส์ยังได้มีการค้นพบอนุภาคอื่น ๆ อีกเป็นจำนวนมาก โดยอาศัยเครื่องมือที่สำคัญ 2 ชนิด คือ เครื่องเร่งอนุภาค(particle accelerator) และ เครื่องตรวจวัดอนุภาค (particle detector) เช่น การใช้เครื่องตรวจวัดอนุภาคห้องหมอก (cloud chamber) ค้นพบโพซิตรอน (positron) ซึ่ง เป็นปฏิยานุภาค (antiparticle)ของอิเล็กตรอน หรือ การใช้เครื่องเร่งอนุภาคแนวตรงที่ยาวกว่า 3.2 กิโลเมตรค้นพบควาร์ก (quark) อนุภาคที่นักฟิสิกส์ค้นพบ มีทั้งอนุภาคที่ไม่มีองค์ประกอบภายใน เรียกว่า อนุภาคมูลฐาน (elementar particle) และ อนุภาคที่มีองค์ประกอบภายใน ซึ่ง สาขาทางฟิสิกส์ที่ศึกษาเกี่ยวกับ ธรรมชาติของอนุภาคต่าง ๆ และอันตรกิริยาที่อนุภาคเหล่านี้มีต่อกัน เรียกว่าสาขา ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics) แนวคิดและทฤษฎีต่าง ๆ ที่ใช้อธิบายพฤติกรรมและอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคต่าง ๆ ได้ รวบรวมไว้ในแบบจำลองที่เรียกว่า แบบจำลองมาตรฐาน (the Standard Model) ซึ่งได้แบ่ง อนุภาคมูลฐานออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่อนุภาคสสาร (matter particle) อนุภาคสื่อแรง (forcecarrier particle) และ อนุภาคฮิกซ์โบซอน (Higgs boson) 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน
256 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูนำเข้าสู่ เรื่อง ฟิสิกส์อนุภาค โดยให้นักเรียนอภิปรายร่วมกันเพื่อทบทวน ความรู้เดิมเกี่ยวกับอนุภาคต่าง ๆ ที่นักเรียนเคยได้เรียนรู้มา จากนั้นตั้งคำถาม ดังนี้ - อนุภาคที่เล็กที่สุดของอะตอม คือ อะไร - อนุภาคเหล่านี้ยังมีองค์ประกอบภายในหรือไม่ อย่างไร และถ้ามีจะมี แนวทางการศึกษาอย่างไร (โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบที่ถูกต้อง) 1.2 ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์มีการศึกษาองค์ประกอบ พื้นฐานของสสารและพลังงานในเอกภพในสาขาที่เรียกว่า ฟิสิกส์อนุภาค โดยอาศัยเครื่องมือ สำคัญ 2 ชิ้น คือ เครื่องเร่งอนุภาค และเครื่องตรวจวัดอนุภาค ดังตัวอย่างในรูป 20.42 ใน หนังสือเรียน 1.3 ครูให้นักเรียนดูคลิปวิดีทัศน์หรือรูปเกี่ยวกับการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค ดังนี้ - คลิปสารคดีมหัศจรรย์งานสร้าง เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี https://youtu.be/enw-59IiYuc - คลิปข่าวการเดินเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่อีกครั้งของเซิร์น https://youtu.be/dwT7D9GdUN8 - คลิปจำลองการเร่งอนุภาคโปรตอนมาชนกันที่พลังงานสูง https://youtu.be/NhXMXiXOWAA 1.4 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - จากอดีตจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ค้นพบอนุภาคอะไรอีกบ้าง - ที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสสารและพลังงานในเอกภพ และอนุภาค เหล่านั้นมีสมบัติอย่างไร - ความรู้ที่ได้จากการศึกษาอนุภาคเหล่านี้นำไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันได้ อย่างไร ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาการค้นพบอนุภาคมูลฐานและศึกษาอันตรกิริยาระหว่าง อนุภาคต่าง ๆ ตามรายละเอียดหนังสือเรียน หน้า 186 - 192 2.2 ครูแจกใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน ให้นักเรียนทุกคนศึกษา 2.3 ครูให้นักเรียนทำใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน
257 ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียน จำนวน 20 คน เฉลยคำตอบในใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน 3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่เกี่ยวกับ เรื่อง อนุภาคมูลฐาน ตาม รายละเอียดในหนังสือ ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ 1) เครื่องเร่งอนุภาค (particle accelerator) ที่นักฟิสิกส์ใช้ในการศึกษา ค้นคว้าในปัจจุบันมี 2 ชนิด คือ เครื่องเร่งเชิงเส้น (linear accelerator หรือ linac) และ เครื่องเร่งแนววงกลม (circular accelerator) โดยทั้ง 2 ชนิดใช้หลักการเดียวกัน คือ เพิ่ม พลังงานจลน์ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าโดยใช้สนามไฟฟ้า และควบคุมทิศการเคลื่อนที่ของ อนุภาคโดยใช้สนามแม่เหล็กส่วนประกอบหลักของเครื่องเร่งอนุภาคทั้ง 2 ชนิด ดังรูป รูป เครื่องเร่งอนุภาคแนวตรง ใช้การกลับทิศของสนามไฟฟ้าในการเร่งอนุภาค รูป เครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลม ใช้สนามไฟฟ้าเพิ่มพลังงานจลน์ให้อนุภาคและใช้สนาม แหล็กควบคุมให้อนุภาคเคลื่อนที่เป็นวงกลม ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน 5.2 นักเรียนส่งสมุดในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 1. - 3.
258 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง อนุภาคมูลฐาน 7.4 ใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนยกตัวอย่างการค้นคว้า วิจัยที่ค้นพบอนุภาคมูลฐานได้ 1) ตรวจ สมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 1. - 3. 1) ใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนระบุชนิดและสมบัติของ อนุภาคมูลฐานได้ 1) ตรวจใบงาน เรื่อง อนุภาค มูลฐาน 1) ใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุด 2) ตรวจใบงาน เรื่อง อนุภาค มูลฐาน 1) ใบงาน เรื่อง รังสีจากธาตุและ ไอโซโทป กัมมันตรังสี 2) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
259 ใบความรู้ใบงาน และเฉลยใบงาน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน
260 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 31 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ แบบจำลองมาตรฐาน เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 11. อธิบายการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค แบบจำลองมาตรฐาน และการใช้ประโยชน์ จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาคในด้านต่างๆ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนอธิบายพฤติกรรมและอันตรกิริยาของอนุภาคมูลฐานโดยอาศัย แบบจำลองมาตรฐานได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนสามารถสร้างและประดิษฐ์แผ่นพับ เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน ได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน
261 4. สาระสำคัญ แนวคิดและทฤษฎีต่าง ๆ ที่ใช้อธิบายพฤติกรรมและอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคต่าง ๆ ได้ รวบรวมไว้ในแบบจำลองที่เรียกว่า แบบจำลองมาตรฐาน (the Standard Model) ซึ่งได้แบ่ง อนุภาคมูลฐานออกเป็น3 กลุ่ม ได้แก่อนุภาคสสาร (matter particle) อนุภาคสื่อแรง (forcecarrier particle) และ อนุภาคฮิกซ์โบซอน (Higgs boson) ในแบบจำลองมาตรฐาน ภายในโปรตอนและนิวตรอนประกอบด้วยควาร์ก (quark) ที่มีการ แลกเปลี่ยนกลูออน (gluon) ระหว่างกัน ทำให้เกิดแรงเข้ม (strong force) ที่ยึดเหนี่ยวให้ควาร์กอยู่ รวมกันโดยผลข้างเคียงของแรงเข้มระหว่างควาร์กทำ ให้มีแรงนิวเคลียร์ที่ยึดเหนี่ยวนิวคลีออนให้อยู่ รวมกันในนิวเคลียส ส่วนการสลายให้บีตาเป็นกระบวนการที่ควาร์กในนิวคลีออนมีการเปลี่ยนชนิด โดยมีแรงอ่อน(weak force) มาเกี่ยวข้อง ทั้งนี้แรงอ่อนมีดับเบิลยูโบซอน (W-boson) และซีโบซอน (Z-boson) เป็นอนุภาคสื่อแรง 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียน เรื่อง อนุภาคมูลฐาน โดยตั้งคำถามให้นักเรียนตอบดังนี้ - โปรตอนและนิวตรอนไม่เป็นอนุภาคมูลฐาน เพราะประกอบด้วยควาร์ก ซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานใช่หรือไม่ (แนวการตอบ ใช่) - ปฏิยานุภาคของอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ยังคงเป็นกลางทางไฟฟ้า เช่นเดียวกันแต่มีสมบัติทางควอนตัมบางอย่าง ที่แตกต่างจากคู่อนุภาคใช่หรือไม่ (แนวการตอบ ใช่)
262 - หลักฐานที่ยืนยันการค้นพบปฏิยานุภาคของอิเล็กตรอนคืออะไร (แนวการ ตอบหลักฐานที่ยืนยันการค้นพบโพซิตรอน ซึ่งเป็นปฏิยานุภาคของอิเล็กตรอน คือ ภาพแสดงรอยทางของการเคลื่อนที่ของโพซิตรอนในเครื่องตรวจวัดอนุภาคแบบห้อง หมอก ซึ่งมีลักษณะเป็นแนวโค้ง) - เพราะเหตุใดนักฟิสิกส์จึงทำนายว่ามีนิวทริโนอยู่ในธรรมชาติ(แนวการ ตอบ เพราะในการสลายให้บีตา มีพลังงานส่วนหนึ่งหายไป นักฟิสิกส์จึงได้ทำนายว่ามีอนุภาค ชนิดใหม่นำพลังงานส่วนนี้ออกไป ซึ่งอนุภาคชนิดใหม่นี้ได้รับการให้ชื่อเรียกว่านิวทริโน) ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 ครูแบ่งกลุ่มนักเรียน ออกเป็น 6 กลุ่ม (คละความสามารถ) 2.2 ครูแจกแบบ Box แผ่นพับให้นักเรียนแต่ละกลุ่ม 2.3 ครูชี้แจงวิธีการทำแผ่นพับ ดังนี้ 1) ให้นักเรียนศึกษาเนื้อหาเกี่ยวกับแบบจำลองมาตรฐาน ตามรายละเอียด หนังสือเรียน หน้า 194 – 199 2) ให้สรุปองค์ความรู้ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าลงในกรอบสี่เหลี่ยมของ แผ่นพับ 3) ให้ตกแต่งแผ่นพับให้สวยงาม 4) ให้ตัดกระดาษตามเส้นทึบ และพับกระดาษ (ดังภาพตัวอย่าง) 5) ให้ประกอบหน้าปกกับส่วนที่พับ ในข้อที่ 4) 2.4 นักเรียนแต่ละคนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 4. – 6. ลงในสมุด ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลงานของกลุ่มตนเองหน้าชั้นเรียน 3.2 นักเรียนและครูร่วมกันอภิปรายจนได้ข้อสรุป เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน
263 ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ เครื่องตรวจวัดอนุภาค (particle detector) ส่วนใหญ่ที่นักฟิสิกส์อนุภาค ใช้ในการทดลองในปัจจุบัน มีโครงสร้างเป็นชั้น ๆ คล้ายหัวหอม โดยมีท่อ ของครื่องเร่งอนุภาคอยู่ตรงแกนกลางดังรูป ก. เมื่ออนุภาคพลังงานสูงใน เครื่องเร่งอนุภาคเคลื่อนที่มาชนกันหรือชนกับเป้าบริเวณแกนกลาง ของเครื่อง จะทำให้เกิดอนุภาคหลากหลายชนิดพวยพุ่งผ่านแต่ละชั้นของ เครื่องตรวจวัดอนุภาค ซึ่งค่าพลังงาน โมเมนตัม ประจุไฟฟ้า รวมทั้งรอย ทางของอนุภาค จะได้รับการวิเคราะห์ โดยอาศัยความเข้าใจเกี่ยวกับอันตร กิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคกับวัสดุหรือตัวกลางในแต่ละชั้นดังรูป ข.ค่าที่ ได้จะนำมาวิเคราะห์เพื่อระบุชนิดและสมบัติของอนุภาคต่อไป ก. ภาพจำลองสามมิติของเครื่อง ข. ภาพส่วนหนึ่งของภาคตัดขวางของเครื่องตรวจวัด อนุภาค ตรวจวัดอนุภาคซีเอ็มเอส ซีเอ็มเอส แสดงชั้นต่าง ๆ ที่มีอนุภาคเคลื่อนทีผ่าน รูป โครงสร้างของเครื่องตรวจวัดอนุภาคซีเอ็มเอส อย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถตรวจวัดอนุภาคทุกชนิดที่เกิดขึ้นได้เครื่อง ตรวจวัดอนุภาคสามารถตรวจวัดอนุภาคที่เสถียร ช่น อิเล็กตรอน โปรตอน โฟตอน และอนุภาคที่สลายไม่รวดเร็วเกินไปเช่น นิวตรอน ไพออน มิวออน ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว การตรวจวัดอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจะทำได้ง่ายกว่าการตรวจวัดอนุภาคที่ไม่มีประจุ ไฟฟ้า ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนส่ง Box แผ่นพับ เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน 5.2 นักเรียนส่งสมุดในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 4. – 6.
264 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน 7.4 Box แผ่นพับ 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนอธิบายพฤติกรรมและ อันตรกิริยาของอนุภาคมูลฐาน โดยอาศัยแบบจำลองมาตรฐานได้ 1) ตรวจ สมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 4. - 6. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนสามารถสร้างและ ประดิษฐ์แผ่นพับ เรื่อง แบบจำลอง มาตรฐาน ได้ 1) ตรวจ Box แผ่นพับ เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถสร้าง และประดิษฐ์แผ่นพับ และสามารถสรุป องค์ความรู้ที่ได้จากการ ศึกษาลงใน Box แผ่น พับ ได้ระดับดี ผ่าน เกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุด 2) ตรวจ Box แผ่นพับ เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
265 ใบความรู้เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน
266 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 32 รายวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (ว33206) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หน่วยการเรียนรู้ที่ 20 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค เวลา 25 ชั่วโมง เรื่องที่ ประโยชน์จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 2 ครูผู้สอน นางสาวชนากานต์ พลพะนาน 1. สาระฟิสิกส์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ ยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิว และแรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดม คติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและ อนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ 11. อธิบายการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค แบบจำลองมาตรฐาน และการใช้ประโยชน์ จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาคในด้านต่างๆ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ เมื่อจบกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถ จุดประสงคการ เรียนรู้ รายละเอียด 1. ด้านความรู้ (K: Knowledge) 1) นักเรียนยกตัวอย่างประโยชน์ที่ได้จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค ได้ 2. ด้านทักษะ กระบวนการ (P: Process) 1) นักเรียนออกแบบและนำเสนอข้อมูลจากการสืบค้นได้ 3. ด้านคุณ ลักษณะ ที่พึงประสงค์ (A: Attitude) 1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 4. สาระสำคัญ การค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค ได้นำไปสู่การประยุกต์ใช้ในด้าน ๆ ต่าง เช่น ด้าน การแพทย์ด้านอุตสาหกรรม ด้านความปลอดภัย และ ด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ
267 5. สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. ความสามารถในการสื่อสาร 2. ความสามารถในการคิด 1) ทักษะการสังเกต 2) ทักษะการสื่อสาร 3) ทักษะการวิเคราะห์ 4) ทักษะการทำงานร่วมกัน 5) ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลง ข้อสรุป 3. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต 1. มีวินัย รับผิดชอบ 2. ใฝ่เรียนรู้ 3. ซื่อสัตย์ สุจริต 4. มุ่งมั่นในการทำงาน 6. กิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1.1 ครูทบทวนบทเรียน เรื่อง แบบจำลองมาตรฐาน โดยตั้งคำถามให้นักเรียนตอบ ดังนี้ - ในแบบจำลองมาตรฐาน มีการจัดกลุ่มอนุภาคมูลฐานออกเป็นกี่กลุ่ม อะไรบ้าง(แนวการตอบ ในแบบจำลองมาตฐาน ได้จัดกลุ่มอนุภาคมูลฐานออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ อนุภาคสสาร อนุภาคสื่อแรง และ อนุภาคฮิกส์โบซอน) - ในแบบจำลองมาตรฐาน การสลายให้บีตาทำให้ควาร์กมีการเปลี่ยนแปลง อย่างไรและเกี่ยวข้องกับอนุภาคสื่อแรงชนิดใด (แนวการตอบ ในแบบจำลอง มาตรฐาน การสลายให้บีตาทำให้ควาร์กมีการเปลี่ยนชนิด จากควาร์กดาวน์ เปลี่ยนไปเป็นควาร์กอัพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับอนุภาคสื่อแรงชื่อดับเบิลยูโบซอนลบ) 1.2 ครูตั้งคำถามเข้าสู่กิจกรรม ดังนี้ - นักเรียนคิดว่าประโยชน์ที่ได้จากค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาคมีด้านได้ บ้าง ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 2.1 จัดกลุ่มนักเรียน กลุ่มละ 4 คน โดยให้สมาชิกแต่ละกลุ่มมีความรู้ความสามารถ ที่คละกัน 2.2 ครูจัดแบ่งเนื้อหาที่จะเรียนเป็นเนื้อหาย่อย ๆ เท่ากับจำนวนสมาชิกในกลุ่มของ นักเรียน ได้ดังนี้
268 หัวข้อที่ 1 ด้านการแพทย์ หัวข้อที่ 2 ด้านอุตสาหกรรม หัวข้อที่ 3 ด้านรักษาความปลอดภัย หัวข้อที่ 4 ด้านเทคโนโลยี 2.3 ให้สมาชิกในแต่ละกลุ่มตกลงกันในการรับผิดชอบในการศึกษาหัวข้อย่อยของ เนื้อหา คนละ 1 หัวข้อ 2.4 ให้นักเรียนแต่ละคนศึกษาและทำความเข้าใจในหัวข้อที่ตัวเองได้รับผิดชอบ 2.5 เมื่อนักเรียนศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาแล้ว ให้นักเรียนอธิบายความรู้ที่ได้ จากการศึกษาและทำความเข้าใจในเนื้อหาที่ได้รับผิดชอบให้เพื่อนฟัง โดยอธิบายเรียงจาก หัวข้อที่ 1 - 4 2.6 นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันสรุปความรู้ที่ได้ในการศึกษาลงในกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล) 2.7 นักเรียนแต่ละคนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 7. ลงในสมุด ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 3.1 ครูสุ่มนักเรียนแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลงานของกลุ่มตนเองหน้าชั้นเรียน 3.2 นักเรียนและครูร่วมกันอภิปรายจนได้ข้อสรุป เรื่อง ประโยชน์จากการ ค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 4.1 ครูอธิบายให้ความรู้เพิ่มเติม ดังนี้ ในประเทศไทย มีสถาบันที่สิจัยโดยใช้แสงซินโครตรอน ชื่อ สถาบันวิจัยแสง ซินโครตรอน(Synchrotron Light Research Institute) ตั้งอยู่ที่ มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีสุรนารี จังหวัดนครราชสีมา เป็นสถาบันวิจัยที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาคเร่งให้ อิเล็กตรอนมีความเร็วสูงใกล้ความเร็วแสง และควบคุมให้เลี้ยวโค้งด้วย สนามแม่เหล็ก ทำให้อิเล็กตรอนปล่อยพลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เรียกว่าแสงซินโครตรอน (synchrotron light) ซึ่งมีสมบัติพิเศษหลายอย่าง เช่น มีความเข้มสูง มีความสว่างมากกว่าแสงปกติประมาณหนึ่งล้านเท่า และครอบคลุม ช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ รังสีอินฟราเรด ถึง รังสีเอกซ์ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้แสงซินโครตรอนในการศึกษาโครงสร้างของวัสดุ หรือสารอินทรีย์ต่าง ๆ ในระดับโมเลกุลหรือระดับอะตอมในแนวทางที่ไม่สามารถทำ ได้ด้วยวิธีอื่น เพื่อการวิจัยที่
269 ช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตในหลากหลายด้าน เช่น ด้านการแพทย์ สิ่งแวดล้อม การเกษตร อาหาร รูป เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนที่สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน จ.นครราชสีมา ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล 5.1 นักเรียนส่งกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล) ของแต่ละกลุ่มที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 5.2 นักเรียนแต่ละกลุ่มนำเสนอผลงานที่ได้จากการศึกษาค้นคว้า 5.3 นักเรียนส่งสมุดในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 4. – 6. 7. สื่อการเรียนรู้/แหล่งเรียนรู้ 7.1 หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส์) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 6 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) 7.2 อินเทอร์เน็ต 7.3 ใบความรู้ เรื่อง ประโยชน์จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค
270 8. การวัดและประเมินผล จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน ด้านความรู้ (K) 1) นักเรียนยกตัวอย่างประโยชน์ ที่ได้จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์ อนุภาคได้ 1) ตรวจสมุดในการตอบ คำถามตรวจสอบความเข้าใจ 20.5 ข้อ 7. 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนสามารถ ตอบคำถามได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์ ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนออกแบบและนำเสนอ ข้อมูลจากการสืบค้นได้ 1) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ได้ จากการศึกษาค้นคว้า 2) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนนำเสนอ ผลงานได้ระดับดี ผ่าน เกณฑ์ ด้านคุณลักษณะ (A) 1) มุ่งมั่นในการทำงานและ มีความรับผิดชอบ 1) ตรวจสมุด 2) ตรวจกระดาษปรู๊ฟ (น้ำตาล)ของแต่ละกลุ่มที่ได้ จากการศึกษาค้นคว้า 3) สังเกตการนำเสนอ ผลงานของแต่ละกลุ่ม 1) แบบประเมิน การทำกิจกรรม 1) นักเรียนทำภาระงานที่ ได้รับมอบหมายได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
271 ใบความรู้เรื่อง ประโยชน์จากการค้นคว้าวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค