แผนการจัดการเรียนรู้ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง ธรรมชาติและพัฒนาการทางฟิสิกส์

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

แผนการจดั การเรยี นรู้ที่ 4

กลุม่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ช้ันมัธยมศกึ ษาปีท่ี 4
รายวิชา ฟสิ กิ ส์ 1 รหสั วชิ า ว 31201
หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 1 ธรรมชาติและพัฒนาการทางฟสิ กิ ส์
เรื่อง การทดลองทางฟิสกิ ส์ เวลา 12 ชว่ั โมง
ภาคเรียนที่ 1/2565 เวลา 3 ชั่วโมง
ครูผสู้ อน นางสาวบงกช บตุ รเพ็ง

1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ตัวช้วี ดั / ผลการเรียนรู้
สาระฟสิ ิกส์
1. เขา้ ใจธรรมชาติทางฟิสกิ ส์ ปรมิ าณและกระบวนการวดั การเคล่อื นทแ่ี นวตรง แรงและกฎ

การเคลอ่ื นท่ีของนิวตัน กฎความโนม้ ถว่ งสากล แรงเสยี ดทานสมดุล กลของวัตถุ งาน และกฎ การ
อนุรักษพ์ ลงั งานกล โมเมนตัมและกฎการอนรุ ักษ์ โมเมนตัม การเคลอื่ นทแี่ นวโคง้ รวมท้งั นำความรู้ไป
ใชป้ ระโยชน์

ผลการเรียนรู้
2. วดั และรายงานผลการวัดปริมาณทางฟสิ กิ สไ์ ด้ถูกต้องเหมาะสม โดยนำความคลาดเคล่ือน

ในการวดั มาพจิ ารณาในการนำเสนอผล รวมทัง้ แสดงผลการทดลองในรูปของกราฟ วเิ คราะห์ และ
แปลความหมายจากกราฟเสน้ ตรง

2. สาระสำคัญ
การทดลองทางฟสิ ิกสเ์ ก่ยี วกับการวัดปริมาณตา่ ง ๆ การบันทึกปริมาณท่ไี ดจ้ ากการวัดด้วย

จำนวนเลขนัยสำคัญท่เี หมาะสม และคา่ ความคลาดเคลอื่ น การวเิ คราะห์และการแปลความหมายจาก
กราฟ เชน่ การหาความชันจากกราฟเส้นตรง จดุ ตัดแกน พื้นทใี่ ตก้ ราฟ เปน็ ตน้

การวัดปริมาณต่าง ๆ จะมีความคลาดเคลื่อนเสมอ ขึ้นอยู่กับเครื่องมือ วิธีการวัด และ
ประสบการณ์ ของผ้วู ัด ซง่ึ ค่าความคลาดเคลอื่ นสามารถแสดง ในการรายงานผลทงั้ ในรูปแบบตัวเลข
และกราฟ

3. จุดประสงค์การเรียนรู้
3.1 ด้านความรู้ (K)
1) บอกความสำคญั ของการทดลองและรายงานผลการทดลองได้
3.2 ดา้ นทกั ษะและกระบวนการ (P)

86

1) วิเคราะห์และคำนวณเก่ียวกบั ปริมาณตา่ ง ๆ ในกราฟเสน้ ตรงได้
3.3 ดา้ นคุณลักษณะอันพงึ ประสงค์ (A)

1) นักเรียนมีความรบั ผิดชอบตอ่ งานที่ได้รับมอบหมาย

4. สาระการเรยี นรู้
4.1 การรายงานความคลาดเคลอ่ื น
4.2 การวิเคราะห์ผลการทดลอง

5. กิจกรรมการเรยี นรู้ โดยออกแบบกจิ กรรมการเรยี นรู้ตามรปู แบบ 5E

ช่ัวโมงที่ 1

5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement)
5.1.1 ครูกลา่ วทกั ทายและตรวจสอบรายชือ่ ของนักเรียน
5.1.2 นักเรียนศึกษาจุดประสงค์การเรียนรู้ เรื่อง การทดลองทางฟิสิกส์ จาก PowerPoint

หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 1 ธรรมชาตแิ ละพฒั นาการทางฟสิ ิกส์
5.1.3 นกั เรียนตอบคำถาม เพื่อนำเข้าส่บู ทเรียน ดงั นี้
- การทดลองทางฟิสกิ ส์มคี วามสำคัญอยา่ งไร (แนวคำตอบ ได้ทำการฝกึ ฝนวิธกี ารทำ

การทดลองตามแนวทางซง่ึ เป็นท่ียอมรับในทางฟิสกิ ส์ การทำการทดลองทางฟสิ ิกส์จงึ เป็นส่วนสำคัญ
ในการฝกึ ทกั ษะและคิดหาเหตผุ ลเชิงวิทยาศาสตร์)

- การรายงานความคลาดเคลื่อนมีความสำคัญอย่างไร (เพื่อลดความคลาดเคล่ือน
จากการทดลอง)

5.2 ข้ันสำรวจและค้นหา (Exploration)
5.2.1 นักเรียนสืบค้นข้อมูลและทำความเข้าใจเรือ่ ง การทดลองทางฟิสกิ ส์ จากแหล่งความรู้

ต่าง ๆ ในหัวขอ้
- การรายงานความคลาดเคลื่อน
- การวิเคราะหผ์ ลการทดลอง

5.2.2 นกั เรยี นสรปุ เน้ือหาเกยี่ วกบั เรอ่ื ง การทดลองทางฟสิ กิ ส์ ตามหัวขอ้ ทค่ี รูกำหนดให้ โดย
นกั เรยี นแต่ละคนใช้เวลาไมเ่ กิน 5 นาที

87

ชวั่ โมงท่ี 2

5.3 ข้ันอธิบายและลงขอ้ สรปุ (Explain)

5.3.1 นกั เรยี นและครูร่วมกันสรปุ ความรทู้ ี่ไดต้ ามหัวขอ้ ท่คี รูกำหนด ดังนี้

การรายงานความคลาดเคลอ่ื น การวัดปริมาณต่าง ๆ จะมีความคลาดเคลื่อนเสมอข้ึนอยู่กับ

เครื่องมือ วิธีการวัดประสบการณข์ องผ้วู ดั รวมท้งั สภาพแวดลอ้ ม ในการทดลองหน่งึ ๆ มกั จะมกี ารวัด

ซ้ำหรือทดลองซ้ำหลายครั้ง เพื่อลดความคลาดเคลื่อนจากการทดลอง ซึ่งค่าความคลาดเคลื่อน

สามารถแสดงในรายงานผลทง้ั ในรูปแบบตวั เลขและกราฟ ในท่นี ี้จะพิจารณาเฉพาะความคลาดเคล่ือน

ในเชิงสถิติเท่านัน้ และเขียนรายงานผลการทดลองในรูป ค่าเฉลี่ย ± ค่าเคลื่อนของค่าเฉลี่ย หรือ x̅ ±

∆x̅ โดยคา่ เฉล่ยี x̅ หาไดจ้ าก

x̅ = x1+ x2 + x3 + … + xN
N

ส่วนค่าคลาดเคลอ่ื นของคา่ เฉลี่ย ∆x̅ มหี ลายวิธี เชน่ อาจหาได้จาก

x̅ = xmax - xmin
2

เมอ่ื xmax และ xmin คอื ค่ามากทีส่ ุดและคา่ นอ้ ยท่สี ุดท่ีวัดได้ ตามลำดบั
การวเิ คราะหผ์ ลการทดลอง เพื่อให้มองเหน็ ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งตัวแปร

ต่าง ๆ ที่ได้จากการทดลอง ให้นำผลการทดลองมาเขียนกราฟ โดยทั่วไปนิยมใช้ตัวแปรต้นเป็นแกน

นอนและตัวแปรตามเปน็ แกนตง้ั

ข้อสงั เกตเกี่ยวกบั การหาค่าความชนั ของกราฟเส้นตรง

1) เลือก 2 จดุ ทอ่ี ย่บู นเสน้ ตรงที่สามารถอ่านคา่ จากกราฟไดง้ ่ายและแม่นยำ ไม่ควรเลือกจุด

ขอ้ มลู จากตารางผลการทดลอง เน่อื งจากจุดข้อมูลทเี่ ลือกมานัน้ อาจไม่ได้อยบู่ นเส้นตรงที่ลากขึ้นมา

2) ควรเลือก 2 จุดบนเส้นตรงที่ให้สามเหลี่ยมที่มีด้าน ∆x และด้าน ∆y ที่ใหญ่พอสมควร

เพ่ือลดความคลาดเคล่ือนของการอ่านค่าจากกราฟ

สมการเส้นตรง y = mx + c เมือ่ m คือ ความชนั

สามารถหาค่าความชันได้จาก m = ∆y
∆x

88

ชัว่ โมงที่ 3

5.4 ข้นั ขยายความรู้ (Elaboration)
5.4.1 นักเรียนและครูชว่ ยกันวิเคราะห์ผลการทดลองวัดตำแหน่งของทากตัวหนึง่ ที่เคลื่อนที่

ในแนวตรง ดังตาราง จากนั้นนำไปสร้างเป็นกราฟเส้นตรงพร้อมทั้งคำนวณหาค่าความชันและ
คา่ คลาดเคล่ือนความชัน

ตาราง ผลการทดลองวดั ตำแหน่งของทากตวั หนึง่ ท่ีเคล่ือนท่ีในแนวตรง

เวลา (นาท)ี ตำแหนง่ (เซนตเิ มตร)
1.00 1.9 ± 0.2
2.00 3.1 ± 0.2
3.00 5.5 ± 0.2
4.00 8.2 ± 0.2
5.00 9.0 ± 0.2
6.00 11.8 ± 0.2

เมื่อนำผลการทดลองวัดตำแหน่งของทากตวั หนึ่งที่เคลื่อนที่ในแนวตรงมาเขียนกราฟ โดยให้เวลา
เปน็ แกนนอน และตำแหน่งเป็นแกนต้งั จะไดด้ งั รูป

∆y = 10.60 cm – 0.60 cm
= 10.00 cm

∆x = 5.50 min – 0.50 min

= 5.00 min

ความชนั ของกราฟเส้นตรง = ∆y = 10.00 cm = 2.00 cm/min
∆x 5.00 min

89

ค่าความเคลื่อนของความชนั = 1 (ความชนั มาก - ความชันนอ้ ย)
2

= (2.07 - 1.93) cm/min
2
= 0.07 cm/min

ดังนนั้ ความชนั ของกราฟเส้นตรงท่ดี ีทส่ี ุด คือ 2.00 ± 0.07 cm/min

ค่าความเคลอื่ นของจุดตดั แกนต้งั = 1 (จุดตัดสูง - จดุ ตดั ตำ่ )
2

= [(-0.20) - (-0.60)] cm
2

= 0.20 cm
ดงั นน้ั จุดตดั แกนตงั้ ของกราฟเสน้ ตรงท่ีดที ส่ี ดุ คือ – (0.40 ± 0.20) cm

จากผลการทดลองวัดตำแหน่งของทากตัวหนึ่ง ณ เวลาต่างๆ สามารถแสดง
ความสมั พันธร์ ะหว่างตำแหน่งกบั เวลาไดด้ ว้ ยสมการเสน้ ตรง

x = (2.00 ± 0.07 cm/min) t - (0.40 ± 0.20 cm)
เมอื่ x แทน ตำแหน่งของทากในหนว่ ย cm

t แทน เวลาในหน่วยนาที
5.5 ขั้นประเมนิ ผล (Evaluation)

5.1.2 นักเรียนตอบคำถามเดิมจากขั้นสร้างความสนใจ ลงในสมุด เพื่อประเมินว่านักเรียนมี
ความร้คู วามเขา้ ใจมากข้ึนหรอื ไม่

- การทดลองทางฟิสิกส์มคี วามสำคัญอยา่ งไร (แนวคำตอบ ได้ทำการฝกึ ฝนวธิ กี ารทำ
การทดลองตามแนวทางซึ่งเป็นท่ยี อมรับในทางฟิสิกส์ การทำการทดลองทางฟิสิกสจ์ งึ เป็นส่วนสำคัญ
ในการฝกึ ทกั ษะและคดิ หาเหตผุ ลเชิงวทิ ยาศาสตร์)

- การรายงานความคลาดเคลื่อนมีความสำคัญอย่างไร (เพื่อลดความคลาดเคลื่อน
จากการทดลอง)

5.5.1 นักเรยี นทำใบงานเรอ่ื ง การทดลองทางฟสิ กิ ส์

90

6. ส่อื การเรียนรู้/อปุ กรณ์/แหล่งเรยี นรู้
6.1 หนังสอื เรียนรายวิชาฟสิ กิ ส์เพ่มิ เตมิ ม. 4 เลม่ 1 สสวท.
6.2 Microsoft PowerPoint หนว่ ยการเรยี นรูท้ ี่ 1 ธรรมชาตแิ ละพฒั นาการทางฟิสกิ ส์

7. ภาระงาน/ชน้ิ งาน
7.1 สรุป เรอื่ ง การทดลองทางฟิสิกส์
7.2 งานตอบคำถาม
7.3 ใบงาน เรอ่ื ง การวิเคราะห์ผลการทดลอง

8. การวัดและประเมนิ ผล

จุดประสงค์ วธิ กี ารวัด เครื่องมือ เกณฑก์ ารตัดสนิ
ดา้ นความรู้ (K) สรปุ เร่อื ง การ ตรวจคำตอบจากการ ผ่านเกณฑ์ระดับ
1) บอกความสำคญั ของการทดลองและ ทดลองทางฟสิ กิ ส์ สรุป เรื่อง การทดลอง คณุ ภาพพอใช้
รายงานผลการทดลองได้ (7 คะแนน) ขึ้นไป
การตอบคำถาม ทางฟสิ กิ ส์ ผ่านเกณฑร์ ะดบั
ด้านทกั ษะและกระบวนการ (P) คุณภาพพอใช้
1) วเิ คราะห์และคำนวณเกยี่ วกบั ปรมิ าณ ใบงาน เรื่อง การ ตรวจคำตอบจากการ (7 คะแนน) ข้นึ ไป
ต่าง ๆ ในกราฟเส้นตรงได้ วเิ คราะห์ผลการ ตอบคำถาม ผา่ นเกณฑร์ ะดบั
ด้านคณุ ลกั ษณะอนั พึงประสงค์ (A) คุณภาพพอใช้
1) นักเรียนมีความรับผิดชอบต่องานที่ ทดลอง ตรวจคำตอบจากใบ (7 คะแนน) ขน้ึ ไป
ได้รับมอบหมาย งาน เร่อื ง การวิเคราะห์
สังเกตพฤติกรรม ผ่านเกณฑร์ ะดับ
ผลการทดลอง 2 ขึน้ ไป
แบบประเมนิ
คุณลักษณะอนั พงึ

ประสงค์

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

ใบงาน
เรื่อง การทดลองทางฟิสิกส์

คาชแี้ จง ใหน้ ักเรียนวิเคราะหผ์ ลการทดลอง ดังต่อไปนี้
การศึกษาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งอัตราเรว็ (v) กับเวลา (t) ในการเคล่อื นที่ของวตั ถสุ ามารถบันทกึ ขอ้ มลู

ไดด้ งั ตาราง
ตาราง ผลการทดลองการวดั อตั ราเร็วในการเคล่ือนทขี่ องวตั ถุ

(1) เขยี นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหวา่ งอัตราเรว็ (v) กบั เวลา (t) ในการเคลื่อนที่ของวัตถุ

(2) หาคา่ ความคลาดเคลื่อนของความชนั

(3) หาคา่ ความคลาดเคล่ือนของจุดตัดแกนต้ัง

เฉลย 113

ใบงาน
เรอื่ ง การทดลองทางฟสิ กิ ส์
คาชแ้ี จง ให้นักเรยี นวเิ คราะหผ์ ลการทดลอง ดังต่อไปน้ี
การศึกษาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งอัตราเร็ว (v) กับเวลา (t) ในการเคลื่อนทข่ี องวัตถุสามารถบนั ทึกขอ้ มูล
ได้ดังตาราง
ตาราง ผลการทดลองการวดั อตั ราเรว็ ในการเคล่ือนท่ขี องวัตถุ

(1) เขยี นกราฟแสดงความสมั พันธ์ระหวา่ งอัตราเร็ว (v) กับเวลา (t) ในการเคล่ือนที่ของวัตถุ

(2) หาคา่ ความคลาดเคล่ือนของความชนั

ค่าความเคล่อื นของความชัน = 1 (ความชันมาก - ความชันน้อย)
2

= (1.18 - 0.86) m/s2
2
= 0.16 m/s2

114

(3) หาคา่ ความคลาดเคล่อื นของจุดตดั แกนต้ัง

คา่ ความเคล่ือนของจุดตดั แกนตงั้ = 1 (จดุ ตดั สงู - จดุ ตดั ตำ่ )
2

= [(2.40 - 1.30)] m/s
2
= 0.55 m/s