สะเต็มศึกษา ม.3 หนังสือกิจกรรม ศรีลักษณ์ ผลวัฒนะ และเจียมจิต กุลมาลา บูรณาการความรู้ เพื่อแก้ปัญหาและพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือนวัตกรรมสำ หรับชีวิตประจำ วัน รายวิชาเพิ่มเติม วิทยาศาสตร์ TECHNOL O GY M AT H S E N GIN E E RIN G S CIENCE
จัดพิมพ์และจำ�หน่ายโดย ผู้เขียน : ศรีลักษณ์ผลวัฒนะ และเจียมจิต กุลมาลา การสั่งซื้อ : ส่งธนาณัติสั่งจ่าย ไปรษณีย์ลาดพร้าว ในนาม บริษัท แม็คเอ็ดดูเคชั่น จำ�กัด เลขที่ 9/99 อาคารแม็ค ซอยลาดพร้าว 38 ถนนลาดพร้าว แขวงจันทรเกษม เขตจตุจักร กรุงเทพฯ 10900 % : 0-2938-2022-7 FAX : 0-2938-2028 www.MACeducation.com ราคาจำ�หน่าย : 350 บาท สงวนลิขสิทธิ์ : ตุลาคม 2559 (สงวนลิขสิทธิ์ตามกฎหมาย ห้ามลอกเลียน ไม่ว่าจะเป็นส่วนหนึ่งส่วนใดของหนังสือเล่มนี้ นอกจากจะได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร) คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา รายวิชาเพิ่มเติม วิทยาศาสตร์
ค�ำน�ำ การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเป็นการ จัดการเรียนรู้ที่บูรณาการความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีใน การแก้ปัญหาหรือศึกษาค้นคว้าเพื่อหาคำ ตอบหรือ พัฒนาผลิตภัณฑ์และนวัตกรรมมาใช้ประโยชน์ ในชีวิตประจำ วัน การจัดการเรียนรู้ทำ ได้โดยการให้ นักเรียนได้ทำ กิจกรรมที่สอดคล้องกับตัวชี้วัดใน หลักสูตรและฝึกทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 ที่สำ คัญ ได้แก่ ทักษะการคิดวิเคราะห์คิดสร้างสรรค์ การทำ งานร่วมกันเป็นทีม การใช้เทคโนโลยีและ การสื่อสาร คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา สำ หรับ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่3 นี้จะเป็นแนวทางให้ครูจัดการ เรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาที่สอดคล้องกับหลักสูตร ซึ่งนักเรียนจะได้นำ ความรู้ความเข้าใจและทักษะใน สาระการเรียนรู้ที่ครูสอนไปใช้ประโยชน์ได้จริง ศรีลักษณ์ ผลวัฒนะ เจียมจิต กุลมาลา
ค�ำอธิบายรายวิชา ศึกษาเกี่ยวกับหลักการของกิจกรรมสะเต็มศึกษาให้มีความรู้และความเข้าใจ ศึกษาตัวอย่าง กิจกรรมสะเต็ม หลักการจัดกิจกรรมสะเต็ม แรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ งานและพลังงาน ไฟฟ้า ระบบสุริยะ ดวงดาวบนท้องฟ้า เทคโนโลยีอวกาศ ระบบนิเวศ มนุษย์กับสิ่งแวดล้อม และการถ่ายทอด ลักษณะทางพันธุกรรม วิธีการทางวิทยาศาสตร์ หลักการทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง หลักการทาง วิศวกรรมศาสตร์ ความรู้ด้านเทคโนโลยีโดยใช้การบูรณาการหลักการทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีมีกระบวนการคิดวิเคราะห์คิดสังเคราะห์และคิดแก้ปัญหาการคิดอย่างมี วิจารณญาณ การทำ งานเป็นทีม เพื่อให้เกิดความรู้ความเข้าใจหลักการบูรณาการความรู้และทักษะ มีความสามารถในการสืบค้นข้อมูล การใช้เทคโนโลยีการคิด การนำ ความรู้ไปใช้สร้างสรรค์นวัตกรรม หรือชิ้นงานที่นำ ไปใช้ประโยชน์ในการเรียนหรือชีวิตประจำ วัน มีความสามารถในการทำ งานร่วมกัน เห็นคุณค่าของการเรียนรู้และนำ ความรู้ไปใช้อย่างสร้างสรรค์
โครงสร้างรายวิชา (1 หน่วยกิต 40 ชั่วโมง) สัปดาห์ที่ กิจกรรม เวลา (ชั่วโมง) 1 ปฐมนิเทศ - ให้ความรู้ความเข้าใจหลักการของกิจกรรมสะเต็ม - ให้ศึกษาตัวอย่างกิจกรรมสะเต็มและใบงาน 2 2-3 กิจกรรมสะเต็มศึกษา แรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ 4 4-5 กิจกรรมสะเต็มศึกษา งานและพลังงาน 4 6 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ไฟฟ้า 2 7 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ระบบสุริยะ 2 8 เตรียมจัดนิทรรศการสะเต็มเพื่อแลกเปลี่ยนเรียนรู้ 2 9 นิทรรศการสะเต็มเพื่อแลกเปลี่ยนเรียนรู้ 2 10 สอบกลางภาค 2 11 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ดวงดาวบนท้องฟ้า 2 12-13 กิจกรรมสะเต็มศึกษา เทคโนโลยีอวกาศ 4 14-15 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ระบบนิเวศ 4 16 กิจกรรมสะเต็มศึกษา มนุษย์กับสิ่งแวดล้อม 2 17 กิจกรรมสะเต็มศึกษา การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม 2 18 เตรียมจัดนิทรรศการสะเต็มเพื่อแลกเปลี่ยนเรียนรู้ 2 19 นิทรรศการสะเต็มเพื่อแลกเปลี่ยนเรียนรู้ 2 20 สอบปลายภาค 2 รวม 40
สารบัญ หน้า 1. ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสะเต็มศึกษา 1 2. ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง 5 3. ตัวอย่างกิจกรรมสะเต็มศึกษา 10 4. แนวทางการจัดกิจกรรมสะเต็มศึกษา 20 5. กิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 แรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ 25 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 งานและพลังงาน 32 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 ไฟฟ้า 39 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 ระบบสุริยะ 46 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 ดวงดาวบนท้องฟ้า 53 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 เทคโนโลยีอวกาศ 60 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 7 ระบบนิเวศ 67 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 8 มนุษย์กับสิ่งแวดล้อม 76 - กิจกรรมสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ที่ 9 การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม 83 บรรณานุกรม 96
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 1 1. ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสะเต็มศึกษา 1.1 ความเป็นมา “STEM” เป็นคำ�ที่มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ สหรัฐอเมริกา (National Science Foundation : NSF) กำ�หนดเป็นโปรแกรมการศึกษาของมูลนิธิที่มีความสัมพันธ์เชื่อมโยง บูรณาการกับวิชาวิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เข้าด้วยกันในการจัดการเรียนรู้ ซึ่งมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน (2008) ได้กล่าวถึงการจัดการเรียนรู้ แบบสะเต็มศึกษาว่า แต่ละกิจกรรมการเรียนรู้จะมีการบูรณาการอย่างน้อย 2 วิชา ของ STEM การจัดการ เรียนรู้สามารถทำ�ได้ตั้งแต่ระดับปฐมวัย และอาจจะบูรณาการวิชาศิลปะและภาษารวมด้วย คำ�ถามที่สำ�คัญในการทำ�กิจกรรมสะเต็มศึกษา คือ 1. หลักการที่สำ�คัญในสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และเทคโนโลยี 2. ความคิดสร้างสรรค์ (creativity) ของกิจกรรม 3. การประเมินผลงาน 4. แนวทางการพัฒนาผลิตภัณฑ์และนวัตกรรม 1.2 หลักการของสะเต็มศึกษา การจัดการเรียนรู้ตามแนว STEM เป็นการจัดการเรียนรู้ที่บูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์เข้าด้วยกัน เน้นการแก้ปัญหาโดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และแสดงให้ผู้เรียนเห็นว่า ในชีวิตจริงเราต้องประยุกต์องค์ความรู้และทักษะมาใช้ในการแก้ปัญหาทั้งใน การดำรงชีวิต การสร้างสรรค์นวัตกรรมและเทคโนโลยีที่ทันสมัย ตลอดจนในการประกอบอาชีพ การ ทำงานแต่ละงานไม่ได้ใช้ความรู้และทักษะเพียงทักษะเดียว ดังนั้นการจัดการเรียนรู้จึงควรจัดกิจกรรม การเรียนรู้ให้ผู้เรียนโดยบูรณาการสาระการเรียนรู้ที่สำคัญเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังสามารถบูรณาการ สาระการเรียนรู้อื่นๆ ได้ หลักการจัดการเรียนรู้ที่ควรทราบมีดังนี้ 1. การจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษาเน้นการบูรณาการ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และ คณิตศาสตร์ เพื่อให้ผู้เขียนสามารถประยุกต์ใช้องค์ความรู้และทักษะในการทำ�งานและการดำ�รงชีวิต 2. เน้นการแก้ปัญหาโดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) กระบวนการทาง คณิตศาสตร์ (mathematics process) กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม และการใช้เทคโนโลยีที่จะช่วย ให้กระบวนการแก้ปัญหาสำ�เร็จและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 2 3. เป็นการพัฒนาผู้เรียนด้านทักษะการคิดวิเคราะห์ กระบวนการการแก้ปัญหา ความคิด สร้างสรรค์ ทักษะการทำ�งานร่วมกันเป็นทีม และทักษะในการสื่อสาร ซึ่งเป็นการพัฒนาผู้เรียนที่สอดคล้อง กับทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 4. กระบวนการจัดการเรียนรู้ที่คณะกรรมการศึกษารัฐแมริแลนด์ (The Maryland State Board of Education) สหรัฐอเมริกา กำ�หนดมาตรฐานการจัดการเรียนรู้ STEM ที่สอดคล้องกับทักษะ แห่งศตวรรษที่ 21 ซึ่งมีองค์ประกอบดังนี้ 1) มีความรู้ความเข้าใจในเนื้อหาสาระ (literacy) ทั้งวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ 2) การบูรณาการความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ อย่างสร้างสรรค์เพื่อแก้ปัญหาหรือหาคำ�ตอบ 3) การใช้เหตุผลและการโต้แย้งจากประจักษ์พยานในระหว่างการทำ�กิจกรรมและกระบวนการ แก้ปัญหา 4) ใช้กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ 5) การทำ�งานร่วมกันเป็นทีม (collaboration) 6) การใช้เทคโนโลยี 7) การแปลความหมายข้อมูลที่ได้จากการทำ�กิจกรรมการเรียนรู้ และมีความสามารถในการ สื่อสาร (communication) (The Maryland State Board of Educeation, 2012 อ้างอิงใน สสวท. มาตรฐานสะเต็มศึกษา) นอกจากนี้สภาวิจัยแห่งชาติ (National Research Council : NRC) สหรัฐอเมริกา ได้กำ�หนด มาตรฐานการจัดการศึกษาวิทยาศาสตร์ (Next Generation Science Standards : NGSS) ประกอบด้วย 1) การตั้งคำ�ถามและการระบุปัญหา 2) การสร้างและการใช้รูปแบบ 3) การวางแผนและดำ�เนินการสำ�รวจตรวจสอบ 4) การวิเคราะห์และแปลผลข้อมูล 5) การใช้คณิตศาสตร์และคิดคำ�นวณ 6) การสร้างคำ�อธิบายและการออกแบบวิธีการแก้ปัญหา 7) การใช้เหตุผลและโต้แย้งจากประจักษ์พยาน 8) การเก็บรวบรวมข้อมูลการประเมินข้อมูลและการสื่อสารข้อมูล (NGSS, 2013 อ้างอิงใน สสวท. มาตรฐานสะเต็มศึกษา)
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 3 1.3 แนวทางในการจัดการกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา ผลการประชุมคณะกรรมการสะเต็มศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ (27 พฤษภาคม 2559) กำ�หนด ขั้นตอนของกิจกรรมการเรียนรู้ 6 ขั้นตอน ในรูปแบบของสะเต็มศึกษา ดังนี้ ขั้นที่ 1 ระบุปัญหาในชีวิตจริง / นวัตกรรมที่ต้องการพัฒนา ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง ขั้นที่ 3 ออกแบบวิธีแก้ปัญหา (science, math and technology) ขั้นที่ 4 วางแผนและดำ�เนินการแก้ปัญหา (engineering) ขั้นที่ 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุง (engineering) ขั้นที่ 6 นำ�เสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา หรือผลการพัฒนานวัตกรรม “กิจกรรมสะเต็มศึกษา” ของนักเรียนในระดับชั้น ป.1 – ม.6 กำ�หนดให้นักเรียนทำ�กิจกรรม สะเต็มศึกษา ภาคเรียนละ 1 กิจกรรม โดยปรับกิจกรรมการเรียนการสอน ให้มีองค์ประกอบทั้ง 6 ขั้นตอน 1.4 ครูจะจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษาได้อย่างไร ในการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษาควรดำ�เนินการดังนี้ 1. เริ่มต้นจากการกำ�หนดปัญหาที่จะศึกษาค้นคว้า / นวัตกรรมที่ต้องการพัฒนา 2. เน้นการบูรณาการวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์เป็นหลักที่สำ�คัญเชื่อมโยงการเรียนรู้ สู่เทคโนโลยีและวิศวกรรม 3. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง 4. เขียนผังความคิดเพื่อให้เห็นความเชื่อมโยงระหว่างปัญหาที่ต้องการศึกษาค้นคว้า / นวัตกรรม ที่ต้องการพัฒนากับวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี และวิศวกรรม (STEM)
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 4 5. ระดมสมองเพื่อออกแบบวิธีแก้ปัญหาและวางแผนการทำ�กิจกรรมกลุ่ม 6. ดำ�เนินการตามแผน มีการตั้งปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยาน การอภิปราย การตั้ง คำ�ถาม การโต้ตอบระหว่างการทำ�กิจกรรม การประเมินและปรับปรุงผลงาน และสรุปองค์ความรู้ให้ครบ ทั้ง 4 ด้าน (STEM) 7. สรุปผลการดำ�เนินงาน 8. นำ�เสนอด้วยเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์ แบบจำ�ลอง หรือแผนผัง การจัดห้องเรียนให้เป็นศูนย์การเรียนรู้แบบ STEM 1. ห้องเรียนต้องมีพื้นที่เพียงพอสำ�หรับจัดกิจกรรมกลุ่ม 2. มีตัวอย่างหรือรูปที่เกี่ยวกับการเรียนการสอนแบบ STEM 3. ด้านวิทยาศาสตร์ ต้องมีมุมที่เตรียมวัสดุอุปกรณ์ สารเคมี ตัวอย่างรูปภาพ และหนังสือสำ�หรับ สืบค้นข้อมูลไว้ให้นักเรียนทำ�กิจกรรม 4. ด้านคณิตศาสตร์ ต้องมีมุมที่มีสื่อ วัสดุอุปกรณ์ทางคณิตศาสตร์ ตัวอย่างรูปภาพ และหนังสือ สำ�หรับสืบค้นข้อมูล ด้านวิศวกรรมการออกแบบกิจกรรม หรือชิ้นงานและการเลือกใช้วัสดุ ความด้านหลักการ ทางวิทยาศาสตร์ เชื่อมโยงกับการใช้ เทคโนโลยีทั้งแบบพื้นฐาน และระดับที่ซับซ้อนขึ้น ความรู้ด้านหลักการ ทางคณิตศาสตร์ ปัญหาที่ต้องการศึกษา ค้นคว้าหาคำตอบ / นวัตกรรม ที่ต้องการพัฒนา
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 5 5. ด้านการออกแบบ ต้องเตรียมวัสดุอุปกรณ์ เครื่องมือเครื่องใช้ กระดาษ ตัวอย่างความคิด สร้างสรรค์ที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ 6. ด้านเทคโนโลยี ต้องจัดเตรียมกล้องถ่ายรูปดิจิทัล คอมพิวเตอร์ เครื่องฉายภาพ จอภาพ กระดาษโปสเตอร์ และสี 7. การสื่อสาร ต้องมีการสื่อสารระหว่างนักเรียนกับนักเรียนด้วยกัน และการสื่อสารระหว่างครู กับนักเรียนตลอดการทำ�กิจกรรมจนสมบูรณ์ 8. การจัดการเรียนรู้ต้องมีทั้งขั้นนำ� ขั้นกิจกรรม และขั้นสรุป เช่นเดียวกับการวางแผน การจัดการเรียนรู้วิธีการอื่นๆ 2. ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง วิชาวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 รหัสตัวชี้วัด สาระการเรียนรู้แกนกลาง ว 1.2 ม.3/1 - เมื่อมองเซลล์ผ่านกล้องจุลทรรศน์จะเห็นเส้นใยเล็กๆ พันกันอยู่ในนิวเคลียส เมื่อเกิดการแบ่งเซลล์ เส้นใยเหล่านี้จะขดสั้นเข้าจนมีลักษณะเป็นท่อนสั้น เรียกว่า โครโมโซม - โครโมโซมประกอบด้วยดีเอ็นเอและโปรตีน - ยีนหรือหน่วยพันธุกรรมเป็นส่วนหนึ่งที่อยู่บนดีเอ็นเอ ว 1.2 ม.3/2 - เซลล์หรือสิ่งมีชีวิตมีสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอที่ควบคุมลักษณะของการแสดงออก - ลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยยีนจากพ่อและแม่สามารถถ่ายทอดสู่ลูกผ่าน ทางเซลล์สืบพันธุ์และการปฏิสนธิ ว 1.2 ม.3/3 - โรคทาลัสซีเมีย ตาบอดสี เป็นโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากความผิดปกติของยีน - กลุ่มอาการดาวน์เป็นความผิดปกติของร่างกาย ซึ่งเกิดจากการที่มีจำนวนโครโมโซม เกินมา - ความรู้เกี่ยวกับโรคทางพันธุกรรมสามารถนำไปใช้ในการป้องกันโรค ดูแลผู้ป่วย และวางแผนครอบครัว
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 6 รหัสตัวชี้วัด สาระการเรียนรู้แกนกลาง ว 1.2 ม.3/4 ความหลากหลายทางชีวภาพที่ทำ�ให้สิ่งมีชีวิตอยู่อย่างสมดุลขึ้นอยู่กับความหลากหลาย ของระบบนิเวศ ความหลากหลายของชนิดสิ่งมีชีวิต และความหลากหลายทางพันธุกรรม ว 1.2 ม.3/5 - การตัดไม้ทำลายป่าเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการสูญเสียความหลากหลายทาง ชีวภาพ ซึ่งส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ สัตว์ พืช และสิ่งแวดล้อม - การใช้สารเคมีในการกำจัดศัตรูพืชและสัตว์ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทั้งมนุษย์ สัตว์ และพืช ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความหลากหลายทางชีวภาพและส่งผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม ว 1.2 ม.3/6 ผลของเทคโนโลยีชีวภาพ มีประโยชน์ต่อมนุษย์ทั้งด้านการแพทย์ การเกษตร และ อุตสาหกรรม ว 2.1 ม.3/1 ระบบนิเวศในแต่ละท้องถิ่นประกอบด้วยองค์ประกอบทางกายภาพและองค์ประกอบ ทางชีวภาพเฉพาะถิ่น ซึ่งมีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กัน ว 2.1 ม.3/2 สิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กันโดยมีการถ่ายทอดพลังงานในรูปของโซ่อาหาร และสายใยอาหาร ว 2.1 ม.3/3 - น้ำและคาร์บอนเป็นองค์ประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต - น้ำและคาร์บอนจะมีการหมุนเวียนเป็นวัฏจักรในระบบนิเวศ ทำให้สิ่งมีชีวิตใน ระบบนิเวศนำไปใช้ประโยชน์ได้ ว 2.1 ม.3/4 อัตราการเกิด อัตราการตาย อัตราการอพยพเข้า และอัตราการอพยพออกของ สิ่งมีชีวิตมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากรในระบบนิเวศ ว 2.2 ม.3/1 - สภาพปัญหาสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติในท้องถิ่นเกิดจากการกระทำของ ธรรมชาติและมนุษย์ - ปัญหาสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติที่เกิดขึ้นควรมีแนวทางในการดูแลรักษา และป้องกัน ว 2.2 ม.3/2 - ระบบนิเวศจะสมดุลได้จะต้องมีการควบคุมจำนวนผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้สลาย สารอินทรีย์ให้มีปริมาณ สัดส่วน และการกระจายที่เหมาะสม - การใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืนและการดูแลรักษาสภาพแวดล้อมเป็นการ รักษาสมดุลของระบบนิเวศ
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 7 รหัสตัวชี้วัด สาระการเรียนรู้แกนกลาง ว 2.2 ม.3/3 การนำ�ทรัพยากรธรรมชาติมาใช้อย่างคุ้มค่าด้วยการใช้ซ้ำ� นำ�กลับมาใช้ใหม่ ลดการใช้ ผลิตภัณฑ์ ใช้ผลิตภัณฑ์ชนิดเดิม ซ่อมแซมสิ่งของเครื่องใช้เป็นวิธีการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ อย่างยั่งยืน ว 2.2 ม.3/4 การใช้ทรัพยากรธรรมชาติควรคำ�นึงถึงปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียงบนพื้นฐานของ ทางสายกลางและความไม่ประมาท โดยคำ�นึงถึงความพอประมาณ ความมีเหตุผล และการเตรียมตัวให้พร้อมที่จะรับผลกระทบและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ว 2.2 ม.3/5 - ปัญหาสิ่งแวดล้อมอาจเกิดจากมลพิษทางน้ำ มลพิษทางเสียง มลพิษทางอากาศ มลพิษทางดิน - แนวทางการแก้ปัญหามีหลายวิธีเริ่มจากศึกษาแหล่งที่มาของปัญหา เสาะหา กระบวนการในการแก้ปัญหา และทุกคนมีส่วนร่วมในการปฏิบัติเพื่อแก้ปัญหานั้น ว 2.2 ม.3/6 การดูแลและอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นให้ยั่งยืนควรได้รับความร่วมมือจากทุกฝ่าย และต้องเป็นความรับผิดชอบของทุกคน ว 4.1 ม.3/1 วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เปลี่ยนแปลงเป็นการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง เมื่อแรงลัพธ์ มีค่าไม่เท่ากับศูนย์กระทำ�ต่อวัตถุ วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง ซึ่งมีทิศทางเดียวกับ แรงลัพธ์ ว 4.1 ม.3/2 - ทุกแรงกิริยาจะมีแรงปฏิกิริยาโต้ตอบด้วยขนาดของแรงเท่ากันแต่มีทิศทางตรงข้าม - การนำความรู้เรื่องแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาไปใช้อธิบาย เช่น การชักเย่อ การจุด บั้งไฟ ว 4.2 ม.3/1 - แรงเสียดทานสถิตเป็นแรงเสียดทานที่กระทำต่อวัตถุขณะหยุดนิ่ง ส่วนแรงเสียดทาน จลน์เป็นแรงเสียดทานที่กระทำต่อวัตถุขณะเคลื่อนที่ - การเพิ่มแรงเสียดทาน เช่น การออกแบบพื้นรองเท้าเพื่อกันลื่น - การลดแรงเสียดทาน เช่น การใช้น้ำมันหล่อลื่นที่จุดหมุน ว 4.2 ม.3/2 - เมื่อมีแรงที่กระทำต่อวัตถุแล้วทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงรอบจุดหมุนวัตถุจะเปลี่ยน สภาพการหมุน - การวิเคราะห์โมเมนต์ของแรงในสถานการณ์ต่างๆ ว 4.2 ม.3/3 - การเคลื่อนที่ของวัตถุมีทั้งการเคลื่อนที่ในแนวตรง เช่น การตกแบบเสรี และการ เคลื่อนที่ในแนวโค้ง เช่น การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ของลูกบาสเกตบอลใน อากาศ การเคลื่อนที่แบบวงกลมของวัตถุที่ผูกเชือกแล้วแกว่ง เป็นต้น
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 8 รหัสตัวชี้วัด สาระการเรียนรู้แกนกลาง ว 5.1 ม.3/1 - การให้งานแก่วัตถุเป็นการถ่ายโอนพลังงานให้วัตถุ พลังงานนี้เป็นพลังงานกลซึ่ง ประกอบด้วยพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ พลังงานจลน์เป็นพลังงานของวัตถุ ขณะวัตถุเคลื่อนที่ ส่วนพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุเป็นพลังงานของวัตถุที่อยู่ สูงจากพื้นโลก - กฎการอนุรักษ์พลังงานกล่าวว่า พลังงานรวมของวัตถุไม่สูญหาย แต่สามารถเปลี่ยน จากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้ - การนำกฎการอนุรักษ์พลังงานไปใช้ประโยชน์ในการอธิบายปรากฏการณ์ เช่น พลังงานนำ้เหนือเขื่อนเปลี่ยนรูปจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงเป็นพลังงานจลน์ ปั้นจั่น ตอกเสาเข็ม ว 5.1 ม.3/2 - ความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้า และความต้านทานมีความสัมพันธ์กันตามกฎของ โอห์ม - การนำกฎของโอห์มไปใช้วิเคราะห์วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย ว 5.1 ม.3/3 การคำ�นวณพลังงานไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของการคิดค่าไฟฟ้าและ เป็นแนวทางในการประหยัดพลังงานไฟฟ้าในบ้าน ว 5.1 ม.3/4 การต่อวงจรไฟฟ้าในบ้านต้องออกแบบวงจรติดตั้งเครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าอย่าง ถูกต้อง โดยการต่อสวิตช์แบบอนุกรม ต่อเต้ารับแบบขนาน และเพื่อความปลอดภัย ต้องต่อสายดินและฟิวส์ รวมทั้งต้องคำ�นึงถึงการใช้ไฟฟ้าอย่างประหยัด ว 5.1 ม.3/5 - ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตัวต้านทานไดโอด ทรานซิสเตอร์ มีสมบัติทางไฟฟ้า แตกต่างกัน ตัวต้านทานทำหน้าที่จำกัดกระแสไฟฟ้าในวงจร ไดโอดมีสมบัติให้ กระแสไฟฟ้าผ่านได้ทิศทางเดียว และทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด-เปิด วงจร - การประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้นที่มีทรานซิสเตอร์ 1 ตัว ทำหน้าที่เป็น สวิตช์ ว 7.1 ม.3/1 - ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์อยู่เป็นระบบได้ภายใต้แรงโน้มถ่วง - แรงโน้มถ่วงระหว่างโลกกับดวงจันทร์ทำให้ดวงจันทร์โคจรรอบโลก แรงโน้มถ่วง ระหว่างดวงอาทิตย์กับบริวารทำให้บริวารเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์กลายเป็นระบบ สุริยะ - แรงโน้มถ่วงที่ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ กระทำต่อโลก ทำให้เกิดปรากฏการณ์ น้ำขึ้น-น้ำลง ซึ่งส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตบนโลก
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 9 รหัสตัวชี้วัด สาระการเรียนรู้แกนกลาง ว 7.1 ม.3/2 เอกภพประกอบด้วยกาแล็กซีมากมายนับแสนล้านแห่ง แต่กาแล็กซีประกอบด้วย ดาวฤกษ์จำ�นวนมากที่อยู่เป็นระบบด้วยแรงโน้มถ่วง กาแล็กซีทางช้างเผือกมีระบบ สุริยะอยู่ที่แขนของกาแล็กซีด้านกลุ่มดาวนายพราน ว 7.1 ม.3/3 กลุ่มดาวฤกษ์ประกอบด้วยดาวฤกษ์หลายดวงที่ปรากฏอยู่ในขอบเขตแคบๆ และเรียง เป็นรูปต่างๆ กันบนทรงกลมฟ้าโดยดาวฤกษ์ที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันไม่จำ�เป็นต้องอยู่ ใกล้กันอย่างที่ตาเห็นแต่มีตำ�แหน่งที่แน่นอนบนทรงกลมฟ้าจึงใช้บอกทิศและเวลาได้ ว 7.2 ม.3/1 มนุษย์ใช้กล้องโทรทรรศน์ จรวด ดาวเทียม ยานอวกาศ สำ�รวจอวกาศ วัตถุท้องฟ้า สภาวะอากาศ ทรัพยากรธรรมชาติ การเกษตร และใช้ในการสื่อสาร รวมทั้งหมด 30 ตัวชี้วัด
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 10 3. ตัวอย่างกิจกรรมสะเต็มศึกษา ตัวอย่าง รถเข็นอเนกประสงค์พับได้ 1. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำ ตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ คุณแม่ไปจ่ายตลาดต้องหิ้วของที่มีน้ำ�หนักมากและระยะทางไกลจากบ้าน ทำ�ให้ไม่สะดวก ปวดเมื่อยและเหนื่อย สมาชิกกลุ่มพบปัญหาเดียวกันจึงคิดหาวิธีช่วยทำ�รถเข็นอเนกประสงค์ที่มีล้อ มีคันลากจูง และพับได้ เหตุผล : 1. เพื่อให้คุณแม่ไม่ต้องหิ้วของหนัก ลดอาการปวดเมื่อยและไม่เหนื่อยมาก 2. เพื่อความสะดวกในการนำ�ไปใช้ 2. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำ�คัญ รายละเอียดแนบท้ายรายงาน 2.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) รถเข็น คือ รถที่เคลื่อนที่โดยการออกแรงผลักหรือเข็นที่มีล้อ หมุน เป็นเครื่องอำ�นวยความสะดวกพื้นฐานในการขนย้ายสิ่งของ สมัยโบราณ ล้อเลื่อนทำ�จากโครงไม้ เช่น เกวียน รถม้า แต่ปัจจุบันอาจทำ�เป็นโครงเหล็ก สเตนเลส อะลูมิเนียม ท่อพีวีซี และมีล้อที่มียางเป็นส่วนประกอบเพื่อลดแรงกระแทก รถเข็นมีขนาดต่างๆ กันตามวัตถุประสงค์ของการใช้ ล้อเป็นส่วนประกอบที่สำ�คัญ ที่สุดของรถเข็นที่จะช่วยให้รถเข็นมีประสิทธิภาพสูงสุดและช่วยผ่อนแรง
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 11 2) งาน เป็นผลที่เกิดขึ้นเมื่อมีแรงกระทำ�ต่อวัตถุให้เคลื่อนที่ไปตามแนวที่แรงกระทำ� เป็นผลของความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่มากระทำ�กับระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามแนวที่แรงกระทำ� 3) พลังงาน เป็นความสามารถในการทำ�งานมีหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปจากพลังงานรูปหนึ่ง ไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้ 4) พลังงานศักย์ เป็นพลังงานที่สะสมในวัตถุ ถ้าวัตถุมี มวลมากจะมีส่วนที่ทำ�ให้ค่าของพลังงานศักย์มาก ในการเคลื่อนที่ในแนว ระดับจึงต้องใช้พลังงานมาก 5) แรงเสียดทาน คือ แรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ ถ้าพื้นผิวสัมผัสมากและขรุขระจะ มีแรงเสียดทานมาก ต้องออกแรงมากในการทำ�ให้วัตถุเคลื่อนที่ การใส่ล้อและเพลาเข้ากับรถเข็นจะช่วย ลดแรงเสียดทานและช่วยผ่อนแรงและเพิ่มความสะดวกในการเคลื่อนที่ 6) การใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการทำ�กิจกรรม - กำ�หนดปัญหา / ความต้องการ - การตั้งสมมติฐาน - การทดลองและเก็บรวบรวมข้อมูล - การวิเคราะห์ข้อมูล - การลงข้อสรุป 2.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การวัดความยาวของวัตถุที่ใช้ทำ�โครงรถเข็นและกล่องใส่ของ 2) การคำ�นวณน้ำ�หนักในการบรรทุกสิ่งของ 3) การรวบรวมค่าใช้จ่ายในการผลิตรถเข็น 4) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม - การวางแผน - การทำ�งานอย่างมีขั้นตอน - การใช้เหตุผลในการทำ�งาน - การคิดแก้ไขปัญหา 2.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การออกแบบโครงสร้างรถเข็น โดยการสืบค้นข้อมูลแล้วนำ�มาคัดเลือก 2) การออกแบบกล่องใส่ของให้พับได้ 3) การออกแบบเลือกวัสดุที่ใช้ทำ�โครงสร้างรถเข็นและกล่องใส่ของ 4) การเลือกสีสันของวัสดุที่ใช้ทำ�รถเข็น 5) การออกแบบตกแต่งรถเข็นอเนกประสงค์
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 12 วิทยาศาสตร์ รถเข็นอเนกประสงค์ พับได้ เทคโนโลยี คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ การออกแบบตกแต่ง รถเข็น การออกแบบ โครงสร้างรถเข็น การรวบรวมค่าใช้จ่าย ในการผลิตรถเข็น นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ พลังงาน ความหมายของรถเข็น พลังงานศักย์ แรงเสียดทาน การเลือกสีสันของวัสดุ ที่ใช้ทำ�รถเข็น การออกแบบกล่องใส่ของ พับได้ การออกแบบเลือกวัสดุที่ ใช้ทำ�โครงสร้างรถเข็นและ กล่องใส่ของ งาน การวัดความยาวของวัตถุ ที่ใช้ทำ�โครงสร้างรถเข็น คำ�นวณน้ำ�หนัก ในการบรรทุกสิ่งของ สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ 2.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) สืบค้นข้อมูลที่ใช้ในการทำ�กิจกรรมทางอินเทอร์เน็ต 2) บันทึกภาพการทำ�กิจกรรมด้วยการถ่ายภาพหรือวีดิทัศน์ 3) การนำ�เสนอผลการทำ�กิจกรรมด้วยโมเดล PowerPoint วีดิทัศน์ หรือแผงโครงงาน 3. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) 4. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำ กิจกรรมเพื่อหาคำ ตอบ 4.1 วัสดุอุปกรณ์ 1) ท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตรและ 2.5 เซนติเมตร 2) ข้อต่อโครงสร้างอะลูมิเนียม 3) เครื่องเจาะอะลูมิเนียม
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 13 ข้อต่อที่ล็อกได้ ล้อที่ล็อกได้ ข้อต่อที่พับ และล็อกได้ ท่ออะลูมิเนียมขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 cm ท่ออะลูมิเนียมขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 3 cm มีเพลาสอดอยู่ ท่ออะลูมิเนียม วางกล่องพับได้บน ฐานรองที่พับได้ ส่วนที่พับได้ ด้าน 2, 4 และ 5 เป็นผ้าใบ ด้าน 1 และ 3 เป็นผ้าหุ้มพลาสติกแข็ง กดด้าน 1 และ 3 เข้าหากัน ด้าน 2, 4 และ 5 ถูกพับ ตกแต่งให้สวยงาม ด้ามจับเลื่อนลงได้ ส่วนที่พับได้ ท่ออะลูมิเนียมขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 cm 3 3 4 1 1 5 2 2 5 4 4) ผ้าหุ้มพลาสติกแข็ง 5) ผ้าใบหรือพลาสติกอ่อนชนิดหนา 6) ล้อรถเข็นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 เซนติเมตรหรือ 5 นิ้ว 7) วัสดุตกแต่ง เช่น สติ๊กเกอร์ 8) ล้อ เพลา และลูกปืน 4.2 วิธีทำ กิจกรรม / รูปแบบ 1) ออกแบบโครงสร้างรถเข็นอเนกประสงค์พับได้
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 14 30 cm 25 cm 30 cm ท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 cm ท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 cm ท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 cm 30 cm ท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 cm 2) นำ�ท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร ยาว 90 เซนติเมตร ไปให้ช่าง โค้งงอระหว่างระยะ 30 กับ 60 เซนติเมตร ดังรูป 3) ตัดท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตร ยาว 30 เซนติเมตร 2 อัน สวมเข้ากับท่ออะลูมิเนียมที่โค้งไว้ เจาะรูแล้วยึดด้วยข้อต่อที่ล็อกได้ ดังรูป 4) ตัดท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร ยาว 25 เซนติเมตร จำ�นวน 3 อัน และเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เซนติเมตร ยาว 35 เซนติเมตร จำ�นวน 1 อัน ไปเชื่อมต่อระหว่าง ท่ออะลูมิเนียม ดังรูป
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 15 ท่ออะลูมิเนียมขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 cm เพลารถเข็นสอดไว้ในท่ออะลูมิเนียม เพลา ล้อยาง 25 cm 25 cm 5) ใช้เพลาสำ�เร็จปล้องอ้อยสอดเข้าไปในท่ออะลูมิเนียม ดังรูป 6) ประกอบล้อยางขนาด 15 เซนติเมตร เข้ากับเพลารถเข็นและลูกปืน แล้วล็อกด้วยน็อต ดังรูป 7) ตัดท่ออะลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตร ยาว 25 เซนติเมตร 4 อัน แล้วเชื่อมต่อให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ดังรูป
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 16 ท่ออะลูมิเนียมขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 cm ส่วนที่กดให้สั้นลงได้ ส่วนที่พับขึ้นได้
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 17 กล่องพับได้ตั้งอยู่บนฐานอะลูมิเนียม รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส - ตัดผ้าใบขนาด 30 เซนติเมตร×30 เซนติเมตร เป็นด้าน 2, 4 และ 5 - เย็บเชื่อมต่อขอบข้างทุกด้าน - ติดพลาสติกแข็งสำ�หรับรองตรงแผ่นหมายเลข 5 เพื่อรับน้ำ�หนักของสิ่งของขณะใช้งาน - ตกแต่งกล่องให้สวยงาม 11) เย็บมุมกล่องพับได้ด้านที่ 3 บนและล่างเข้ากับแกนรถเข็น ดังรูป 12) ตรวจสอบความสามารถในการบรรจุสิ่งของ 3 ครั้ง ครั้งที่ น้ำ หนักที่บรรจุ (kg) ลักษณะของกล่องใส่สิ่งของ 1 5 ยังมีพื้นที่ว่างในกล่อง 2 10 กล่องมีรูปทรงคงเดิม 3 15 ฝากล่องด้านข้างพองออกเล็กน้อย ข้อสรุปของกลุ่มเลือกบรรจุสิ่งของในกล่องมีน้ำ�หนักประมาณ 10-15 กิโลกรัม
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 18 บรรจุสิ่งของได้ไม่เกิน 15 kg 5. การวางแผนและดำ เนินการทำ กิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำ�กิจกรรมจนสำ�เร็จ) 5.1 ประชุมระดมสมองสมาชิกภายในกลุ่มเพื่อวางแผนและแบ่งหน้าที่ 5.2 ดำ เนินงานตามขั้นตอนการทดลอง ตั้งแต่วันที่........เดือน...................พ.ศ..........จนถึงวันที่.......เดือน................พ.ศ........... 6. ผลการดำ เนินกิจกรรม ได้รถเข็นอเนกประสงค์พับได้ที่สามารถบรรจุสิ่งของได้น้ำ�หนักประมาณไม่เกิน 15 กิโลกรัม ดังรูป 7. คำ ถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ 1. วัสดุที่มีความเหมาะสมในการทำ�รถเข็นอเนกประสงค์พับได้คืออะไร เพราะเหตุใด ควรเป็นโลหะที่มีความแข็งแรงและน้ำ�หนักเบา เช่น อะลูมิเนียม 2. มีวิธีการทำ�รถเข็นอเนกประสงค์พับได้อย่างไร สืบค้นข้อมูลการทำ�รถเข็นจากอินเทอร์เน็ต พร้อมทั้งราคาวัสดุอุปกรณ์ที่ใช้ และปรึกษาช่าง 3. เมื่อเกิดปัญหาในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ใช้ทำ�รถเข็นจะทำ�อย่างไร ปรึกษาช่างหรือผู้รู้หรือสืบค้นข้อมูลจากอินเทอร์เน็ต 4. ทำ�อย่างไรจึงจะทราบว่ารถเข็นมีคุณภาพตามที่ต้องการ ตรวจสอบการพับรถเข็นตามที่ออกแบบไว้ 5. การออกแบบกล่องบรรจุสิ่งของทำ�อย่างไร สืบค้นข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตหรือขอคำ�แนะนำ�จากครูที่สอนวิชาการงานพื้นฐานอาชีพ
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 19 6. ทำ�อย่างไรจึงจะทำ�ให้กล่องบรรจุสิ่งของสวยงาม ออกแบบโดยกลุ่มและขอคำ�แนะนำ�จากครูที่สอนศิลปศึกษา 7. ทำ�อย่างไรจึงจะทราบปริมาณสิ่งของที่บรรจุได้ หลังจากจัดทำ�รถเข็นอเนกประสงค์พับได้สำ�เร็จแล้วต้องทดลองใส่สิ่งของน้ำ�หนัก 5, 10 และ 15 กิโลกรัม ตามลำ�ดับ แล้วสมาชิกกลุ่มจึงร่วมกันตัดสินใจเลือกน้ำ�หนักที่ควรบรรจุสิ่งของลงในกล่องได้ 8. การสรุปองค์ความรู้ / ประเมินผล และภาพประกอบ การจัดทำ�รถเข็นอเนกประสงค์พับได้ต้องดำ�เนินการ ดังนี้ 1. การสืบค้นข้อมูลวิธีทำ�รถเข็นพับได้ทางอินเทอร์เน็ตและปรึกษาช่าง 2. ออกแบบรถเข็นอเนกประสงค์พับได้ตามความต้องการของสมาชิกในกลุ่ม 3. การเลือกวัสดุอุปกรณ์และประมาณค่าใช้จ่ายในการทำ�รถเข็น 4. สมาชิกในกลุ่มร่วมกันกำ�หนดขั้นตอนในการทำ�รถเข็น 5. ดำ�เนินการทำ�รถเข็นตามขั้นตอนที่ออกแบบไว้ปรับปรุงแก้ไขตรวจสอบทุกขั้นตอน 6. จัดทำ�กล่องบรรจุสิ่งของโดยการสืบค้นข้อมูลและคำ�แนะนำ�จากครูที่สอนวิชาการงานพื้นฐาน อาชีพและตกแต่งให้สวยงามโดยสมาชิกในกลุ่มและขอความคิดเห็นจากครูที่สอนวิชาศิลปศึกษา 7. ประกอบกล่องบรรจุสิ่งของเข้ากับรถเข็น 8. ทดลองตรวจสอบปริมาณสิ่งของที่บรรจุในกล่องอย่างน้อย 3 ครั้ง แล้วเลือกครั้งที่ดีที่สุด
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 20 9. แนวทางในการพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ 1. สร้างรถเข็นอเนกประสงค์จากวัสดุเหลือใช้ 2. รับจัดทำ�รถเข็นอเนกประสงค์พับได้ 3. จัดทำ�รถเข็นอเนกประสงค์พับได้ขนาดต่างๆ 10. ออกแบบวิธีนำ เสนอผลการทำ กิจกรรมสะเต็มศึกษา 1. นำ�เสนอด้วยชุดอุปกรณ์จริงและตัวอย่างรถเข็นอเนกประสงค์พับได้ที่สำ�เร็จแล้วและ จัดแผงโครงงาน 2. นำ�เสนอด้วยภาพถ่ายหรือวีดิทัศน์ 3. นำ�เสนอด้วย PowerPoint 4. แนวทางการจัดกิจกรรมสะเต็มศึกษา คำ ชี้แจงสำ หรับครู กิจกรรมสะเต็มศึกษาอาจจัดเป็นรายวิชาเพิ่มเติม หรือกิจกรรมชุมนุม หรือกิจกรรมลดเวลาเรียน เพิ่มเวลารู้ ซึ่งแนวทางการจัดกิจกรรม มีดังนี้ 1. ให้นักเรียนเลือกทำ�กิจกรรมสะเต็มศึกษาที่ใช้ความรู้ในหน่วยการเรียนรู้ โดยเลือกทำ�กิจกรรม เพียง 1 เรื่อง จากหัวข้อที่กำ�หนดให้ 2 เรื่อง 2. กิจกรรมสะเต็มศึกษามุ่งเน้นให้นักเรียนคิดวิเคราะห์หาสิ่งที่ต้องการศึกษาค้นคว้าทางความรู้ หรือความต้องการในการนำ�ความรู้ไปใช้พัฒนา / จัดทำ�ผลิตภัณฑ์เพื่อใช้ประโยชน์ในการศึกษาหรือ ใช้ในชีวิตประจำ�วัน 3. นักเรียนต้องปฏิบัติตามหัวข้อในกิจกรรมสะเต็มศึกษาโดยการระดมสมองสมาชิกในกลุ่ม ใช้ทักษะด้านความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ การตั้งคำ�ถามเพื่อเป็นแนวทางในการหา คำ�ตอบ การใช้เหตุผลในการโต้แย้ง เพื่อให้ผลงานมีคุณภาพ 4. แนวทางการจัดกิจกรรมสะเต็มศึกษานี้ ครูผู้สอนใช้เป็นแนวทางในการให้คำ�แนะนำ� คำ�ปรึกษา กรณีที่นักเรียนมีปัญหาและต้องการความช่วยเหลือ เปลี่ยนบทบาทจากผู้สอนเป็นโค้ช (coach) 5. องค์ประกอบที่กำ�หนดให้ในแนวทางการจัดกิจกรรมนี้ครูหรือนักเรียนอาจเพิ่มเติมหรือ เปลี่ยนแปลงได้ตามความเห็นของสมาชิกในการทำ�กิจกรรม 6. พึงระวังเสมอว่าการทำ�กิจกรรมสะเต็มศึกษาเป็นการฝึกให้นักเรียนนำ�ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และเทคโนโลยีมาบูรณาการเข้าด้วยกัน เพื่อสร้างสรรค์ผลงานกิจกรรม สะเต็มศึกษาที่มีประโยชน์ 7. ควรมีการประเมินผลงานตั้งแต่ก่อนทำ�กิจกรรม ระหว่างทำ�กิจกรรม จนกระทั่งสิ้นสุดกิจกรรม 8. ถ้ามีกิจกรรมสะเต็มศึกษามากเพียงพอควรจัดนิทรรศการแสดงผลงาน เพื่อให้เกิดการ แลกเปลี่ยนเรียนรู้ ซึ่งจะเป็นประโยชน์กว้างขวางขึ้น
21 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ใบกิจกรรมการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา เรื่อง.............................. 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ....................................................................................................................................... 2. ....................................................................................................................................... 3. ....................................................................................................................................... 4. ........................................................................................................................................ 5. ........................................................................................................................................ 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... เหตุผล ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำคัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
22 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา ปัญหา / นวัตกรรม เทคโนโลยี คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ วิทยาศาสตร์ 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 3.4 เทคโนโลยี(Technology) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM)
23 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 5. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำกิจกรรมเพื่อหาคำตอบ 5.1 วัสดุอุปกรณ์ (เลือกวัสดุอุปกรณ์) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 5.2 วิธีทำกิจกรรม / รูปแบบ ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 6. การวางแผนและดำเนินการทำกิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำกิจกรรมจนสำเร็จ) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 7. ผลการดำเนินกิจกรรม ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
24 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 8. คำถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 9. การสรุปองค์ความรู้ / ประเมินผล และภาพประกอบ ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 10. แนวทางการพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 11. ออกแบบวิธีนำเสนอผลการทำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
25 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 คำชี้แจง 1. ให้นักเรียนจัดกลุ่มละ 4 คน และ ตั้งชื่อกลุ่ม 2. ศึกษาทำ�ความเข้าใจเกี่ยวกับการทำ� กิจกรรมสะเต็มศึกษาจากใบกิจกรรมที่กำ�หนดให้ 3. เลือกหัวข้อที่กำ�หนดให้เพื่อทำ�กิจกรรม สะเต็มศึกษาเพียง 1 เรื่อง 4. การทำ�กิจกรรมต้องอภิปรายเพื่อแสดง ความคิดเห็นโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอด การทำ�กิจกรรมเพื่อให้ได้ผลงานที่มีคุณภาพ และ ต้องมีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ โดยคำ�นึงถึง ประโยชน์ที่จะได้รับจากการทำ�กิจกรรม 5. เตรียมความพร้อมที่จะนำ�เสนอ ผลงานกิจกรรมสะเต็มศึกษา หัวข้อที่กำหนด 1. โมบายแสนสวย หลักการ โมบายเป็นสิ่งประดิษฐ์ด้านศิลปะที่ใช้เป็น เครื่องแขวนประเภทสวยงาม ผลิตจากวัสดุจาก ธรรมชาติ เช่น ใบมะพร้าว ไม้ หรืออาจใช้วัสดุ สังเคราะห์ เช่น พลาสติก โลหะ การทำโมบายใช้ หลักการทางวิทยาศาสตร์เรื่องสมดุลของคาน บูรณาการกับความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ให้มีความ แรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ประณีต สวยงาม ซึ่งอาจเรียกว่า กังสดาล ปัจจุบันนี้การทำโมบายจำหน่ายก่อให้เกิด รายได้กับชุมชนหรือแหล่งท่องเที่ยว โมบาย รูปทรงเรขาคณิตใช้เป็นสื่อการเรียนรู้ได้ 2. ร่มชูชีพอเนกประสงค์ หลักการ 1. ร่มชูชีพเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ มนุษย์หรือสิ่งของเคลื่อนที่ช้าลง ช่วยลด ความเร็วและแรงกระแทกขณะลงสู่พื้น ถูกนำมาใช้ประโยชน์ เช่น การกระโดดร่ม เมื่อเกิดเพลิงไหม้อาคารสูง 2. แรงต้าน (resistance force) หมายถึง แรงที่ต่อต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ มีทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของ วัตถุ ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลงหรือหยุดนิ่ง 3. แรงโน้มถ่วงของโลกเป็นแรงที่ โลกกระทำต่อวัตถุทุกชนิดโดยมีทิศทาง เข้าสู่ศูนย์กลางของโลก
26 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา แนวทางการท�ำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง โมบายแสนสวย 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ..................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................... 4. .................................................................................................................................... 5. .................................................................................................................................... 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... เหตุผล ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำ�คัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) ความหมายของโมบาย 2) หลักการทำ�งานของโมบาย 3) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การคำ�นวณขนาดโมบายและวัตถุที่จะใช้ทำ�โมบาย 2) การใช้รูปทรงเรขาคณิตหรือรูปทรงอื่นๆ ที่เหมาะสมสวยงามสำ�หรับใช้เป็นลูกตุ้มและ ส่วนประกอบของโมบาย 3) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม แรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 (ควรเป็นปัญหา / ความต้องการของกลุ่ม) (เป็นของกลุ่ม)
27 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โมบายแสนสวย คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ การออกแบบแนวคิดของ ตำ�แหน่งที่แขวนโมบาย การออกแบบเลือก รูปทรงของโมบาย การคำ�นวณขนาดโมบาย ขนาดของลูกตุ้ม โมบาย และความยาวเชือกแขวนลูกตุ้ม นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ ความหมายของโมบาย การออกแบบสีสันของ ส่วนประกอบของโมบาย การศึกษาสมบัติของวัสดุที่จะนำ�มาใช้ ออกแบบทำ�ลูกตุ้มโมบาย สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ หลักการทำ�งานของโมบาย รูปทรงต่างๆ ที่ใช้เป็น ลูกตุ้มโมบาย 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การสืบค้นเกี่ยวกับลักษณะของโมบายรูปทรงต่างๆ ที่มีในปัจจุบัน เพื่อให้เกิดความคิด ริเริ่มสร้างสรรค์นำ�มาออกแบบโมบายตามความคิดเห็นของกลุ่ม 2) การสืบค้นสมบัติของวัสดุประเภทต่างๆ เพื่อคัดเลือกนำ�มาออกแบบรูปทรงของลูกตุ้ม โมบายให้มีเสียงตามที่ต้องการ และเชือกที่ใช้แขวนลูกตุ้มโมบาย 3) การออกแบบเลือกสีสันของส่วนประกอบต่างๆ ของโมบายเพื่อความสวยงาม 4) การออกแบบแนวคิดของตำ�แหน่งที่แขวนโมบาย 3.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลที่ใช้ทำ�กิจกรรม 2) ใช้เทคโนโลยีในการบันทึกการทำ�กิจกรรม เช่น การถ่ายภาพ การบันทึกภาพ 3) การนำ�เสนอด้วย PowerPoint วีดิทัศน์ โมดูล (module) หรือแผงโครงงาน 4) เผยแพร่กิจกรรมสะเต็มศึกษาทางโซเชียลมีเดีย เช่น facebook youtube 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) ให้นักเรียนนำ�หัวข้อจากข้อ 3 มาเขียนโดยกลุ่ม
28 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 5. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำ กิจกรรมเพื่อหาคำ ตอบ 5.1 วัสดุ/ อุปกรณ์ (เพิ่มเติมหรือตัดออกได้) 1) วัสดุที่ใช้ทำ�โมบาย เช่น พลาสติก โลหะ ไม้ กระดาษ หรือวัสดุจากธรรมชาติ เช่น กะลา เปลือกผลไม้ ลำ�ต้น 2) เชือกหรือเอ็นสำ�หรับแขวน 3) สีสำ�หรับทาโมบาย 4) กรรไกร มีด เลื่อย กาว ตาไก่ 5) เครื่องมือเจาะ 5.2 วิธีทำ กิจกรรม รูปแบบกิจกรรม และภาพประกอบ ให้สมาชิกกลุ่มสืบค้นข้อมูลแล้วนำ�มาออกแบบร่วมกัน 6. การวางแผนและดำ เนินการทำ กิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำ�กิจกรรมจนสำ�เร็จ) ให้สมาชิกกลุ่มระดมสมองวางแผนการทำ�กิจกรรมในแต่ละขั้นตอน แล้วระบุปัญหาที่พบ พร้อมทั้งวิธีแก้ไข จนกระทั่งสิ้นสุดการทำ�กิจกรรม 7. ผลการดำ เนินกิจกรรม ให้เป็นความคิดของกลุ่ม 8. คำ ถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ ให้นักเรียนฝึกการตั้งคำ�ถาม เพื่อนำ�ไปสู่การหาคำ�ตอบหรือข้อสรุป 9. การสรุปองค์ความรู้ / การประเมินผล และภาพประกอบ สรุปโดยกลุ่ม 10. แนวทางพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ ความคิดของกลุ่ม 11. ออกแบบวิธีนำ เสนอผลการทำ กิจกรรมสะเต็มศึกษา กลุ่มระดมสมองเพื่อออกแบบการนำ�เสนอด้วยความเห็นของสมาชิกร่วมด้วย
29 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 แนวทางการท�ำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง ร่มชูชีพอเนกประสงค์ 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ..................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................... 4. .................................................................................................................................... 5. .................................................................................................................................... 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... เหตุผล ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำคัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) ความหมายของร่มชูชีพ 2) ความรู้เรื่องแรงต้าน (resistance force) 3) ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วงของโลก 4) การใช้ประโยชน์จากร่มชูชีพ 5) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การคำ�นวณขนาดของวัสดุที่จะใช้ทำ�ร่มชูชีพ เช่น ขนาดของผ้าร่ม ความยาวของเชือก 2) คำ�นวณน้ำ�หนักของวัตถุที่ต้องการใช้ร่มชูชีพพยุงหรือขนส่งให้สัมพันธ์กันขนาดของร่มชูชีพ แรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 (ควรเป็นปัญหา / ความต้องการของกลุ่ม) (เป็นของกลุ่ม)
30 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา ร่มชูชีพอเนกประสงค์ คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ การเลือกสีสัน การออกแบบเลือกวัสดุที่ใช้ ทำ�ร่มชูชีพ ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วงของโลก การเลือกวัสดุที่ใช้ทำ�เชือกร่มชูชีพ การออกแบบรูปทรงของร่มชูชีพ สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ ความรู้เรื่องแรงต้าน ความหมายของร่มชูชีพ การใช้ประโยชน์จากร่มชูชีพ การคำ�นวณน้ำ�หนักของวัตถุ ที่ต้องการใช้ร่มชูชีพพยุง การวัดระยะห่างจาก จุดปล่อยกับตำ�แหน่งที่ ร่มชูชีพตกถึงพื้น การคำ�นวณขนาดของ วัสดุที่ใช้ทำ�ร่มชูชีพ การจับเวลาในการ ตกลงสู่พื้นของร่มชูชีพ 3) จับเวลาที่ใช้ในการตกลงของร่มชูชีพที่ความสูงต่างๆ 4) วัดระยะห่างจากจุดปล่อยกับตำ�แหน่งที่ร่มชูชีพตกลงพื้น 5) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การออกแบบเลือกวัสดุใช้ทำ�ผ้าร่มชูชีพโดยการศึกษาสมบัติของวัสดุต่างๆ และคัดเลือก วัสดุที่เหมาะสม 2) การออกแบบรูปทรงของร่มชูชีพ 3) การเลือกวัสดุที่ใช้ทำ�เชือกร่มชูชีพ 4) การเลือกสีสันของส่วนประกอบของร่มชูชีพ 3.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลที่ใช้ทำ�กิจกรรม 2) ใช้เทคโนโลยีในการบันทึกการทำ�กิจกรรม เช่น การถ่ายภาพ การบันทึกภาพ 3) การนำ�เสนอด้วย PowerPoint วีดิทัศน์ โมดูล (module) หรือแผงโครงงาน 4) เผยแพร่กิจกรรมสะเต็มศึกษาทางโซเชียลมีเดีย เช่น facebook youtube 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) ให้นักเรียนนำ�หัวข้อจากข้อ 3 มาเขียนโดยกลุ่ม
31 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 5. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำ กิจกรรมเพื่อหาคำ ตอบ 5.1 วัสดุ/ อุปกรณ์(เพิ่มเติมหรือตัดออกได้) 1) วัสดุที่ใช้ทำ�ผ้าร่มชูชีพ (ผ้า ไนลอน ใยสังเคราะห์) 2) เชือกที่ใช้ผูกร่มชูชีพ 3) กาวซิลิโคน 4) วัสดุตกแต่งเพื่อความสวยงาม เช่น สี สติ๊กเกอร์ 5) สายวัด ไม้เมตร 6) นาฬิกาจับเวลา 5.2 วิธีทำ กิจกรรม รูปแบบกิจกรรม และภาพประกอบ ให้สมาชิกกลุ่มสืบค้นข้อมูลแล้วนำ�มาออกแบบร่วมกัน 6. การวางแผนและดำ เนินการทำ กิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำ�กิจกรรมจนสำ�เร็จ) ให้สมาชิกกลุ่มระดมสมองวางแผนการทำ�กิจกรรมในแต่ละขั้นตอน แล้วระบุปัญหาที่พบ พร้อมทั้งวิธีแก้ไข จนกระทั่งสิ้นสุดการทำ�กิจกรรม 7. ผลการดำ เนินกิจกรรม ให้เป็นความคิดของกลุ่ม 8. คำ ถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ ให้นักเรียนฝึกการตั้งคำ�ถาม เพื่อนำ�ไปสู่การหาคำ�ตอบหรือข้อสรุป 9. การสรุปองค์ความรู้ / การประเมินผล และภาพประกอบ สรุปโดยกลุ่ม 10. แนวทางพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ ความคิดของกลุ่ม 11. ออกแบบวิธีนำ เสนอผลการทำ กิจกรรมสะเต็มศึกษา กลุ่มระดมสมองเพื่อออกแบบการนำ�เสนอด้วยความเห็นของสมาชิกร่วมด้วย
คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 32 คำชี้แจง 1. ให้นักเรียนจัดกลุ่มละ 4 คน และ ตั้งชื่อกลุ่ม 2. ศึกษาทำ�ความเข้าใจเกี่ยวกับการทำ� กิจกรรมสะเต็มศึกษาจากใบกิจกรรมที่กำ�หนดให้ 3. เลือกหัวข้อที่กำ�หนดให้เพื่อทำ�กิจกรรม สะเต็มศึกษาเพียง 1 เรื่อง 4. การทำ�กิจกรรมต้องอภิปรายเพื่อแสดง ความคิดเห็นโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอด การทำ�กิจกรรมเพื่อให้ได้ผลงานที่มีคุณภาพ และ ต้องมีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ โดยคำ�นึงถึง ประโยชน์ที่จะได้รับจากการทำ�กิจกรรม 5. เตรียมความพร้อมที่จะนำ�เสนอ ผลงานกิจกรรมสะเต็มศึกษา หัวข้อที่กำหนด 1. เชื้อเพลิงแข็งอนุรักษ์พลังงาน หลักการ 1. พลังงานเป็นความสามารถในการ ทำงานมีอยู่ด้วยกันหลายรูปแบบและสามารถ เปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้ เช่น เตารีด เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน 2. เชื้อเพลิงเป็นสารที่เผาไหม้แล้วให้ พลังงานความร้อนออกมาเพียงพอที่จะนำไปใช้ งานและพลังงาน หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ประโยชน์ได้ มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น ธาตุคาร์บอนกับไฮโดรเจน เชื้อเพลิงแข็ง เชื้อเพลิงเหลว และเชื้อเพลิงแก๊สซึ่งเป็น ทรัพยากรธรรมชาติประเภทสิ้นเปลือง เชื้อเพลิงบางชนิดใช้เวลาในการเกิดนับ ล้านปี เช่น ปิโตรเลียม ถ่านหิน ดังนั้นจึง ต้องอนุรักษ์ไว้เพื่อให้มีไว้ใช้ได้นานๆ 2. พัดลมมือถือ หลักการ พัดลมเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยน พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล โดยมีมอเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยขดลวดตัวนำ�อยู่ในสนาม แม่เหล็ก เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปใน ขดลวดตัวนำ�ที่พันรอบแกนเหล็กในสนาม แม่เหล็กจะเกิดอำ�นาจแม่เหล็กผลักกับสนาม แม่เหล็กทำ�ให้ขดลวดหมุนได้ เมื่อต่อใบพัด เข้ากับแกนของขดลวดใบพัดจะหมุนไปตาม แกนของขดลวดทำ�ให้เกิดลมเย็น
33 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 แนวทางการท�ำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง เชื้อเพลิงแข็งอนุรักษ์พลังงาน 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ..................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................... 4. .................................................................................................................................... 5. .................................................................................................................................... 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... เหตุผล ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำคัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) ความหมายของพลังงานและหน่วยของพลังงาน 2) ประเภทของเชื้อเพลิงและธาตุองค์ประกอบ 3) ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง 4) วิธีการทำ�เชื้อเพลิงแข็ง 5) การอนุรักษ์พลังงาน 6) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม งานและพลังงาน หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 (ควรเป็นปัญหา / ความต้องการของกลุ่ม) (เป็นของกลุ่ม)
34 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา เชื้อเพลิงแข็ง อนุรักษ์พลังงาน คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ การออกแบบเลือกใช้วัสดุ และสารเคมี การออกแบบเลือกรูปร่างภาชนะที่ใส่ การออกแบบตกแต่งเชื้อเพลิง สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง การอนุรักษ์พลังงาน การคำ�นวณค่าพลังงานของ เชื้อเพลิง การจับเวลาที่ใช้ใน การเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 ก้อน การคำ�นวณหาอัตราส่วน ของสารที่ใช้ทำ�เชื้อเพลิง ประเภทของเชื้อเพลิงและธาตุองค์ประกอบ ความหมายของพลังงานและ หน่วยของพลังงาน วิธีการทำ�เชื้อเพลิงแข็ง การคำ�นวณขนาดของ ภาชนะ 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การคำ�นวณหาค่าพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ 1 กรัม 2) การคำ�นวณหาอัตราส่วนของสารที่ใช้ทำ�เชื้อเพลิงแข็งที่มีประสิทธิภาพสูง 3) การกำ�หนดขนาดของภาชนะที่ใช้ใส่เชื้อเพลิงแข็ง 4) การจับเวลาที่ใช้ในการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็ง 1 ก้อน 5) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การออกแบบเลือกใช้วัสดุและสารเคมีในการทำ�เชื้อเพลิงแข็ง 2) การออกแบบเลือกรูปร่างภาชนะที่ใส่เชื้อเพลิงแข็ง 3) การออกแบบตกแต่งเชื้อเพลิงแข็งให้สวยงาม 3.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลที่ใช้ทำ�กิจกรรม 2) ใช้เทคโนโลยีในการบันทึกการทำ�กิจกรรม เช่น การถ่ายภาพ การบันทึกภาพ 3) การนำ�เสนอด้วย PowerPoint วีดิทัศน์ โมดูล (module) หรือแผงโครงงาน 4) เผยแพร่กิจกรรมสะเต็มศึกษาทางโซเชียลมีเดีย เช่น facebook youtube 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) ให้นักเรียนนำ�หัวข้อจากข้อ 3 มาเขียนโดยกลุ่ม
35 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 5. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำ กิจกรรมเพื่อหาคำ ตอบ 5.1 วัสดุ/ อุปกรณ์(เพิ่มเติมหรือตัดออกได้) 1) เศษสบู่ที่ใช้แล้วหรือพาราฟิน 2) เอทานอล 3) เศษถ่านหรือเศษไม้หรือเปลือกผลไม้แห้งที่ผิวมีน้ำ�มัน 4) แม่พิมพ์เชื้อเพลิงแข็ง 5) ไส้เชื้อเพลิง 6) ภาชนะที่ใช้ผสมทำ�เชื้อเพลิง 7) ไม้ขีดไฟ 8) นาฬิกาจับเวลา 9) วัสดุตกแต่ง 5.2 วิธีทำ กิจกรรม รูปแบบกิจกรรม และภาพประกอบ ให้สมาชิกกลุ่มสืบค้นข้อมูลแล้วนำ�มาออกแบบร่วมกัน 6. การวางแผนและดำ เนินการทำ กิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำ�กิจกรรมจนสำ�เร็จ) ให้สมาชิกกลุ่มระดมสมองวางแผนการทำ�กิจกรรมในแต่ละขั้นตอน แล้วระบุปัญหาที่พบ พร้อมทั้งวิธีแก้ไข จนกระทั่งสิ้นสุดการทำ�กิจกรรม 7. ผลการดำ เนินกิจกรรม ให้เป็นความคิดของกลุ่ม 8. คำ ถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ ให้นักเรียนฝึกการตั้งคำ�ถาม เพื่อนำ�ไปสู่การหาคำ�ตอบหรือข้อสรุป 9. การสรุปองค์ความรู้ / การประเมินผล และภาพประกอบ สรุปโดยกลุ่ม 10. แนวทางพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ ความคิดของกลุ่ม 11. ออกแบบวิธีนำ เสนอผลการทำ กิจกรรมสะเต็มศึกษา กลุ่มระดมสมองเพื่อออกแบบการนำ�เสนอด้วยความเห็นของสมาชิกร่วมด้วย
36 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา แนวทางการท�ำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง พัดลมมือถือ 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ..................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................... 4. .................................................................................................................................... 5. .................................................................................................................................... 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... เหตุผล ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำคัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) การเปลี่ยนรูปพลังงาน 2) หลักการทำ�งานของพัดลม 3) ส่วนประกอบของพัดลมและการใช้ประโยชน์ 4) การต่อวงจรไฟฟ้า 5) แบตเตอรี่แห้ง 6) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม งานและพลังงาน หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 (ควรเป็นปัญหา / ความต้องการของกลุ่ม) (เป็นของกลุ่ม)
37 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 พัดลมมือถือ คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ การออกแบบรูปทรงของ พัดลมมือถือ การเลือกวัสดุที่ใช้ทำ�พัดลม การออกแบบตกแต่ง พัดลมให้สวยงาม สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ ส่วนประกอบของพัดลมและ การใช้ประโยชน์ แบตเตอรี่แห้ง การคำ�นวณขนาดของ พัดลมมือถือ การคำ�นวณขนาดของ มอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ หลักการทำ�งานของพัดลม การเปลี่ยนรูปพลังงาน การต่อวงจรไฟฟ้า 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การคำ�นวณหาขนาดของพัดลมสำ�หรับใช้เป็นพัดลมมือถือ 2) การคำ�นวณขนาดของมอเตอร์ไฟฟ้าให้สัมพันธ์กับแบตเตอรี่ 3) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การออกแบบรูปทรงของพัดลมมือถือ 2) การเลือกวัสดุที่ใช้ทำ�พัดลม 3) การออกแบบตกแต่งพัดลมให้สวยงาม 3.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลที่ใช้ทำ�กิจกรรม 2) ใช้เทคโนโลยีในการบันทึกการทำ�กิจกรรม เช่น การถ่ายภาพ การบันทึกภาพ 3) การนำ�เสนอด้วย PowerPoint วีดิทัศน์ โมดูล (module) หรือแผงโครงงาน 4) เผยแพร่กิจกรรมสะเต็มศึกษาทางโซเชียลมีเดีย เช่น facebook youtube 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) ให้นักเรียนนำ�หัวข้อจากข้อ 3 มาเขียนโดยกลุ่ม
38 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 5. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำ กิจกรรมเพื่อหาคำ ตอบ 5.1 วัสดุ/ อุปกรณ์(เพิ่มเติมหรือตัดออกได้) 1) วัสดุที่ใช้ทำ�พัดลม เช่น พลาสติก โลหะ 2) แบตเตอรี่แห้ง 3) สายไฟฟ้าสีแดงและดำ� 4) กาว ซิลิโคน 5) เครื่องเจาะ 6) สวิตช์พัดลม 7) วัสดุตกแต่ง เช่น สี สติ๊กเกอร์ 5.2 วิธีทำ กิจกรรม รูปแบบกิจกรรม และภาพประกอบ ให้สมาชิกกลุ่มสืบค้นข้อมูลแล้วนำ�มาออกแบบร่วมกัน 6. การวางแผนและดำ เนินการทำ กิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำ�กิจกรรมจนสำ�เร็จ) ให้สมาชิกกลุ่มระดมสมองวางแผนการทำ�กิจกรรมในแต่ละขั้นตอน แล้วระบุปัญหาที่พบ พร้อมทั้งวิธีแก้ไข จนกระทั่งสิ้นสุดการทำ�กิจกรรม 7. ผลการดำ เนินกิจกรรม ให้เป็นความคิดของกลุ่ม 8. คำ ถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ ให้นักเรียนฝึกการตั้งคำ�ถาม เพื่อนำ�ไปสู่การหาคำ�ตอบหรือข้อสรุป 9. การสรุปองค์ความรู้ / การประเมินผล และภาพประกอบ สรุปโดยกลุ่ม 10. แนวทางพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ ความคิดของกลุ่ม 11. ออกแบบวิธีนำ เสนอผลการทำ กิจกรรมสะเต็มศึกษา กลุ่มระดมสมองเพื่อออกแบบการนำ�เสนอด้วยความเห็นของสมาชิกร่วมด้วย
39 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 คำชี้แจง 1. ให้นักเรียนจัดกลุ่มละ 4 คน และ ตั้งชื่อกลุ่ม 2. ศึกษาทำ�ความเข้าใจเกี่ยวกับการทำ� กิจกรรมสะเต็มศึกษาจากใบกิจกรรมที่กำ�หนดให้ 3. เลือกหัวข้อที่กำ�หนดให้เพื่อทำ�กิจกรรม สะเต็มศึกษาเพียง 1 เรื่อง 4. การทำ�กิจกรรมต้องอภิปรายเพื่อแสดง ความคิดเห็นโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอด การทำ�กิจกรรมเพื่อให้ได้ผลงานที่มีคุณภาพ และ ต้องมีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ โดยคำ�นึงถึง ประโยชน์ที่จะได้รับจากการทำ�กิจกรรม 5. เตรียมความพร้อมที่จะนำ�เสนอ ผลงานกิจกรรมสะเต็มศึกษา หัวข้อที่กำหนด 1. โคมไฟฟ้าแสนสวย หลักการ โคมไฟฟ้าเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนรูป พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง ซึ่งอาจใช้กับ ไฟฟ้ากระแสตรง ไฟฟ้ากระแสสลับ หรือพลังงาน แสงอาทิตย์ โคมไฟฟ้าอาจใช้ในการอ่านหนังสือ ประดับอาคาร การประดิษฐ์โคมไฟฟ้าอาจใช้วัสดุ จากธรรมชาติ วัสดุสังเคราะห์ หรือวัสดุเหลือใช้ ไฟฟ้า หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 กิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 2. ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ หลักการ 1. ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์เป็นเครื่องใช้ ไฟฟ้าที่เปลี่ยนรูปพลังงานไฟฟ้าเป็น พลังงานแสง ทำ�ขึ้นเพื่อใช้ในการโฆษณา ตกแต่งอาคาร ป้ายสำ�หรับเชียร์ และป้าย ต้อนรับ การทำ�ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ต้องมี ความรู้เรื่องการต่อวงจรไฟฟ้า หลอดไฟฟ้า ประหยัดพลังงานหรือหลอดแอลอีดี และ ต้องบูรณาการกับความรู้ด้านศิลปะเพื่อ สร้างสรรค์ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ให้สวยงาม โดยอาจทำ�ใช้เองหรือจำ�หน่าย 2. หลอดแอลอีดี (LED : light emitting dipole) เป็นหลอดไฟฟ้าขนาดเล็ก ที่มีหลักการทำ�งานแตกต่างจากหลอดไฟฟ้า มีไส้เพราะไม่มีการเผาไส้หลอด จึงไม่เกิด ความร้อน แสงสว่างจากหลอดแอลอีดี เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใน สารกึ่งตัวนำ� เช่น ซิลิคอน เจอร์เมเนียม
40 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา แนวทางการท�ำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง โคมไฟฟ้าแสนสวย 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ..................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................... 4. .................................................................................................................................... 5. .................................................................................................................................... 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... เหตุผล ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำคัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) การเปลี่ยนรูปพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง 2) ส่วนประกอบและการทำ�งานของโคมไฟฟ้า 3) การต่อวงจรไฟฟ้า 4) การประดิษฐ์โคมไฟฟ้า 5) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม ไฟฟ้า หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 (ควรเป็นปัญหา / ความต้องการของกลุ่ม) (เป็นของกลุ่ม)
41 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ส่วนประกอบและการ ทำ�งานของโคมไฟฟ้า การประดิษฐ์โคมไฟฟ้า การคำ�นวณขนาดและปริมาณวัสดุ ที่ใช้ทำ�โคมไฟฟ้า การคำ�นวณ ค่าใช้จ่ายในการ ผลิตโคมไฟ การต่อวงจรไฟฟ้า การคำ�นวณค่าพลังงานไฟฟ้าเมื่อ เปิดใช้โคมไฟฟ้า 1 ชั่วโมง การออกแบบโคมไฟฟ้าให้ เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ที่ใช้ การออกแบบรูปทรงโคมไฟฟ้า การออกแบบเลือกวัสดุที่ใช้ทำ� โคมไฟฟ้า การออกแบบตกแต่งโคมไฟฟ้า ให้สวยงาม โคมไฟฟ้าแสนสวย คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ การเปลี่ยนรูปพลังงาน 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การคำ�นวณขนาดของโคมไฟฟ้าและปริมาณวัสดุที่ใช้ทำ�โคมไฟฟ้า 2) การคำ�นวณค่าใช้จ่ายในการผลิตโคมไฟฟ้า 3) การคำ�นวณค่าพลังไฟฟ้าเมื่อเปิดใช้โคมไฟฟ้า 1 ชั่วโมง 4) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใชในการทำ�กิจกรรม 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การออกแบบรูปทรงของโคมไฟฟ้า 2) การออกแบบเลือกวัสดุที่ใช้ทำ�โคมไฟฟ้า 3) การออกแบบตกแต่งโคมไฟฟ้าให้สวยงาม 4) การออกแบบโคมไฟฟ้าให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ที่ใช้ 3.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลที่ใช้ทำ�กิจกรรม 2) ใช้เทคโนโลยีในการบันทึกการทำ�กิจกรรม เช่น การถ่ายภาพ การบันทึกภาพ 3) การนำ�เสนอด้วย PowerPoint วีดิทัศน์ โมดูล (module) หรือแผงโครงงาน 4) เผยแพร่กิจกรรมสะเต็มศึกษาทางโซเชียลมีเดีย เช่น facebook youtube 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) ให้นักเรียนนำ�หัวข้อจากข้อ 3 มาเขียนโดยกลุ่ม
42 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา 5. ออกแบบวิธีแก้ปัญหา / ทำ กิจกรรมเพื่อหาคำ ตอบ 5.1 วัสดุ/ อุปกรณ์ (เพิ่มเติมหรือตัดออกได้) 1) วัสดุที่ใช้ทำ�โคมไฟฟ้า เช่น ไม้ พลาสติก ผ้า กระดาษ วัสดุเหลือใช้ เช่น ขวดพลาสติก ขวดแก้ว ช้อนพลาสติก วัสดุจากธรรมชาติ เครื่องจักสาน 2) กาว ซิลิโคน 3) สายไฟฟ้า ปลั๊กไฟฟ้า สวิตช์ 4) อุปกรณ์ประกอบโคมไฟฟ้า 5) เครื่องเจาะวัสดุ 6) อุปกรณ์ตกแต่ง 5.2 วิธีทำ กิจกรรม รูปแบบกิจกรรม และภาพประกอบ ให้สมาชิกกลุ่มสืบค้นข้อมูลแล้วนำ�มาออกแบบร่วมกัน 6. การวางแผนและดำ เนินการทำ กิจกรรม (ให้บันทึกปัญหาที่พบ การระดมสมองเพื่อแก้ปัญหา การโต้แย้งจากประจักษ์พยานที่พบตลอดการทำ�กิจกรรมจนสำ�เร็จ) ให้สมาชิกกลุ่มระดมสมองวางแผนการทำ�กิจกรรมในแต่ละขั้นตอน แล้วระบุปัญหาที่พบ พร้อมทั้งวิธีแก้ไข จนกระทั่งสิ้นสุดการทำ�กิจกรรม 7. ผลการดำ เนินกิจกรรม ให้เป็นความคิดของกลุ่ม 8. คำ ถามเพื่อเป็นแนวทางในการคิดวิเคราะห์ ตรวจสอบ ประเมินผล และสรุปองค์ความรู้ ให้นักเรียนฝึกการตั้งคำ�ถาม เพื่อนำ�ไปสู่การหาคำ�ตอบหรือข้อสรุป 9. การสรุปองค์ความรู้ / การประเมินผล และภาพประกอบ สรุปโดยกลุ่ม 10. แนวทางพัฒนาผลงาน / ผลิตภัณฑ์ / การประยุกต์ใช้ ความคิดของกลุ่ม 11. ออกแบบวิธีนำ เสนอผลการทำ กิจกรรมสะเต็มศึกษา กลุ่มระดมสมองเพื่อออกแบบการนำ�เสนอด้วยความเห็นของสมาชิกร่วมด้วย
43 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 แนวทางการท�ำกิจกรรมสะเต็มศึกษา ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ 1. ชื่อกลุ่ม .................................................................................................................................... สมาชิก 1. ..................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................... 4. .................................................................................................................................... 5. .................................................................................................................................... 2. ระบุปัญหาที่ต้องการหาคำตอบ / ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ปัญหา / สิ่งที่ต้องการพัฒนา ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... เหตุผล ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3. การศึกษาค้นคว้าเอกสาร / ภูมิปัญญาท้องถิ่น / งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เขียนเฉพาะหลักการที่สำคัญ (รายละเอียดควรแนบท้ายรายงาน) 3.1 วิทยาศาสตร์(Science) 1) ป้ายไฟฟ้า / ตัวอย่างป้ายไฟฟ้า 2) การต่อวงจรไฟฟ้า 3) หลอดแอลอีดี (LED : light emitting dipole) 4) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม ไฟฟ้า หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 (ควรเป็นปัญหา / ความต้องการของกลุ่ม) (เป็นของกลุ่ม)
44 คู่มือครู หนังสือกิจกรรมสะเต็มศึกษา ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ การคำ�นวณปริมาณ กระแสไฟฟ้า การคำ�นวณหาปริมาณ หลอดแอลอีดีที่ใช้ การออกแบบตกแต่งป้ายไฟฟ้า ประดิษฐ์ให้สวยงามและสะดวกใช้ การออกแบบตกแต่งป้ายไฟฟ้า ประดิษฐ์ให้สวยงามและสะดวกใช้ สืบค้นข้อมูลด้านความรู้ นำ�เสนอด้วย PowerPoint หรือวีดิทัศน์ การคำ�นวณค่าใช้จ่ายในการทำ� ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ การต่อวงจรไฟฟ้า ป้ายไฟฟ้า หลอดแอลอีดี การออกแบบเลือกสีของหลอดแอลอีดี 3.2 คณิตศาสตร์(Mathematics) 1) การคำ�นวณปริมาณกระแสไฟฟ้า 2) การคำ�นวณหาปริมาณหลอดแอลอีดีที่ใช้ 3) การคำ�นวณค่าใช้จ่ายในการทำ�ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ 4) กระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการทำ�กิจกรรม 3.3 วิศวกรรมศาสตร์/ การออกแบบ (Engineering) 1) การออกแบบป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์ให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการใช้และสะดวกใน การใช้งาน 2) การออกแบบเลือกสีสันของแผ่นป้ายและสีของหลอดแอลอีดี 3) การออกแบบตกแต่งป้ายให้มีความสวยงาม 3.4 เทคโนโลยี(Technology) 1) ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลที่ใช้ทำ�กิจกรรม 2) ใช้เทคโนโลยีในการบันทึกการทำ�กิจกรรม เช่น การถ่ายภาพ การบันทึกภาพ 3) การนำ�เสนอด้วย PowerPoint วีดิทัศน์ โมดูล (module) หรือแผงโครงงาน 4) เผยแพร่กิจกรรมสะเต็มศึกษาทางโซเชียลมีเดีย เช่น facebook youtube 4. เขียนผังความคิด (บูรณาการ STEM) ให้นักเรียนนำ�หัวข้อจากข้อ 3 มาเขียนโดยกลุ่ม ป้ายไฟฟ้าประดิษฐ์