• การคูณหารเลขนัยสำคัญ โดยจะคูณหารเลขนัยสำคัญก่อน เมื่อได้ผลลัพธ์ ให้พิจารณาจำนวน เลขนัยสำคัญเท่ากับตัวเลขที่นัยสำคัญน้อยที่สุดที่คูณหารกัน 9. นักเรียนและครูร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการคำนวณเลขนัยสำคัญ เพื่อให้นักเรียนสรุปสาระสำคัญลง ในสมุดจดบันทึก 3. อธิบายความรู้ (Explain) 1. ครูอธิบายเพิ่มเติมว่า การวัดทุกรูปแบบจะมีความคลาดเคลื่อนหรือความไม่แน่นอนเกิดขึ้นเสมอ ค่า ต่างๆ ที่วัดได้จากการทดลอง หากเราไม่มีค่าความคลาดเคลื่อนกำกับ ค่านั้นจะไม่มีความหมายแต่อย่างใด การบันทึกค่าความคลาดเคลื่อนถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่งอย่างหนึ่ง ที่จะทำให้วิเคราะห์สิ่งที่เกี่ยวข้องได้อย่าง ถูกต้อง ซึ่งขนาดของความคลาดเคลื่อนจะเป็นตัวสะท้อนถึงความละเอียดของเครื่องมือหรือเทคนิคที่ใช้ใน การทดลองนั้นๆ 2. ครูถามคำถามนักเรียนต่อว่า แล้วความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นจากสาเหตุใดบ้าง โดยให้นักเรียนอภิปราย ร่วมกันเพื่อหาคำตอบ 4. ขยายความเข้าใจ (Elaborate) 1. จากนั้นครูให้นักเรียนร่วมกันสรุปเรื่อง เลขนัยสำคัญ เพื่อเป็นการสรุปสาระสำคัญของเนื้อหา เช่น เลข นัยสำคัญคืออะไร และมีความสำคัญอย่างไรต่อการทดลอง ความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นต้น 2. .ให้นักเรียนทำใบงานเรื่อง เลขนัยสำคัญ 5.ขั้นประเมิน 1. การนำเสนอ เรื่อง นัยสำคัญ 2. ใบงานเรื่อง เลขนัยสำคัญ
6. การวัดและประเมินผล การวัดและประเมิน เครื่องมือ เกณฑ์การประเมิน 1. อธิบายเกี่ยวกับเลขนัยสำคัญ และค่าความคลาดเคลื่อนได้ (K) การนำเสนอ ผ่านเกณฑ์การประเมินในระดับ ร้อยละ 70 2. แสดงทักษะการคำนวณการ บันทึกข้อมูลได้ถูกต้อง (P) ใบงานเรื่องเลขนัยสำคัญ ผ่านเกณฑ์การประเมินในระดับ ร้อยละ 70 3. ท ำงำนร่วมกับผู้อื่นอย่ำงสร้ำงสรรค์ ยอมรับควำมคิดเห็นของผู้อื่นได้ (A) การสังเกตพฤติกรรม การทำงานกลุ่ม ผ่านเกณฑ์การประเมินในระดับ ร้อยละ 70 7. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 1) หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐาน ฟิสิกส์ ม.4 เล่ม 1 2) PowerPoint เรื่อง การวัดปริมาณและหน่วยทางฟิสิกส์ 3) ใบงานเรื่อง เลขนัยสำคัญ
ใบงานเรื่อง เลขนัยสำคัญ คำชี้แจง : จงหาคำตอบและแสดงวิธีทำอย่างละเอียด 1. จงหาปริมาตรของเหล็กที่มีขนาด 36 เซนติเมตร × 20.2 เซนติเมตร × 9 มิลลิเมตร ในหน่วยลูกบาศก์มิลลิเมตร เมตร (mm3 ) ลูกบาศก์เซนติเมตร (cm3 ) และลูกบาศก์เมตร (m3 ) 2. แผ่นพลาสติกรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีด้านกว้าง 36.20 ± 0.05 เซนติเมตร และยาว 96.45 ± 0.05 เซนติเมตร แผ่น พลาสติกนี้จะมีพื้นที่เป็นเท่าไร
3. จงหาผลลัพธ์ของ 3.50 7.0 + 4.95 – 2.52 ตามหลักเลขนัยสำคัญ ชื่อ-สกุล ………………………………………………………………………………..ขั้น…………………เลขที่……………….
ใบงานเรื่อง เลขนัยสำคัญ คำชี้แจง : จงหาคำตอบและแสดงวิธีทำอย่างละเอียด 1. จงหาปริมาตรของเหล็กที่มีขนาด 36 เซนติเมตร × 20.2 เซนติเมตร × 9 มิลลิเมตร ในหน่วยลูกบาศก์มิลลิเมตร เมตร (mm3 ) ลูกบาศก์เซนติเมตร (cm3 ) และลูกบาศก์เมตร (m3 ) ปริมาตรของเหล็ก ในหน่วย mm3 = 36 cm × 20.2 cm × 9 mm = 36 × 10 mm × 20.2 × 10 mm × 9 mm = 65448 mm3 = 7×104 mm3 ปริมาตรของเหล็ก ในหน่วย cm3 = 36 cm × 20.2 cm × 9 mm = 36 cm × 20.2 cm × 9 ×10-1 cm = 65448 cm 3 = 7×102 cm3 ปริมาตรของเหล็ก ในหน่วย m3 = 36 cm × 20.2 cm × 9 mm = 36 × 10-2 m × 20.2 × 10-2 m × 9 × 10-3 m = 6544.8 m3 = 7×10-3 m3
2. แผ่นพลาสติกรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีด้านกว้าง 36.20 ± 0.05 เซนติเมตร และยาว 96.45 ± 0.05 เซนติเมตร แผ่น พลาสติกนี้จะมีพื้นที่เป็นเท่าไร แผ่นพลาสติกนี้จะมีพื้นที่เป็น (A A) • (B B) = (A • B) ( ∆A A x 100 % + ∆B B x 100 %) (36.20 0.05) • (96.45 0.05) = (36.20 • 96.45) ( 0.05 36.20 x 100 % + 0.05 96.45 x 100 %) = 3491.49 (0.19 %) = 3491 6.63 cm2 ดังนั้น พื้นที่แผ่นพลาสติกจะมีพื้นที่ 3491 6.63 ลูกบาศก์เซนติเมตร 3. จงหาผลลัพธ์ของ 3.50 7.0 + 4.95 – 2.52 ตามหลักเลขนัยสำคัญ 3.50 7.0 + 4.95 – 2.52 = (0.5) + 4.95 – 2.52 = 2.93 ดังนั้น ผลลัพธ์ตามหลักเลขนัยสำคัญเท่ากับ 2.9 ชื่อ-สกุล ………………………………………………………………………………..ขั้น…………………เลขที่……………….
แผนการจัดการเรียนรู้4 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 การวัดและการบันทึกผลการวัดปริมาณทางฟิสิกส์ เรื่อง การทดลองทางฟิสิกส์ เวลา 4 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรงและกฎ การเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์พลังงาน กล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 2. วัด และรายงานผลการวัดปริมาณทางฟิสิกส์ได้ถูกต้องเหมาะสม โดยนำความคลาดเคลื่อนในการวัดมา พิจารณาในการนำเสนอผล รวมทั้งแสดงผลการทดลองในรูปของกราฟ วิเคราะห์และแปลความหมายจากกราฟ เส้นตรง 2. สาระสำคัญ การทดลองทางฟิสิกส์เกี่ยวกับการวัดปริมาณต่าง ๆ ด้วยเครื่องมือวัดซึ่งมีความแม่นยำ อยู่ในช่วงจำ กัด การวัดควรเลือกใช้เครื่องมือวัดให้เหมาะสมกับสิ่งที่ต้องการวัด การวัดปริมาณต่าง ๆ จะมีความคลาดเคลื่อนเสมอ ขึ้นอยู่กับเครื่องมือวัด วิธีการวัด และประสบการณ์ของผู้วัด รวมทั้งสภาพแวดล้อมขณะทำการวัดในการบันทึก ปริมาณที่ได้จากการวัดจะต้องบันทึกผลตามความละเอียดของเครื่องมือวัดพร้อมแสดงความไม่แน่นอนในการวัด ซึ่งค่าความคลาดเคลื่อนสามารถแสดงในการรายงานผลทั้งในรูปแบบตัวเลขและกราฟ การหาความสัมพันธ์ระหว่าง ตัวแปรต่างๆ ที่ได้จากการทดลองทางฟิสิกส์ทำ ได้โดยการวิเคราะห์และการแปลความหมายจากกราฟ เช่น การหา ความชันจากกราฟเส้นตรง จุดตัดแกน พื้นที่ใต้กราฟ เป็นต้น
3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) บอกความสำคัญของการทดลองและรายงานผลการทดลองได้ 2) อธิบายความสำคัญของสมการเชิงเส้นได้ และจัดสมการที่ไม่อยู่ในรูปเชิงเส้นให้อยู่ในรูป สมการเชิงเส้นได้ 3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) เขียนกราฟและหาค่าของปริมาณจากกราฟเส้นตรงได้ 2) บันทึกผลการวัดโดยใช้ค่าทางสถิติ ได้แก่ ค่าเฉลี่ยและความคลาดเคลื่อนของค่าเฉลี่ยได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ การทดลองทางฟิสิกส์ ในการทำการทดลองมักจะทำเพื่อตอบคำถามหรือ หาความรู้บางอย่าง ซึ่งก็คือ จุดประสงค์ของการทดลอง การได้มาซึ่งคำตอบ จึงต้องคิดวิธีการทดลองที่เหมาะสมและสอดคล้องกับอุปกรณ์ที่มี ทำการทดลองเพื่อให้ได้ข้อมูลต่าง ๆ จากนั้นวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อสรุปเป็นคำตอบ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับ การทดลอง การรายงานความคลาดเคลื่อนเขียนอยู่ในรูป ค่าเฉลี่ย ± ค่าความคลาดเคลื่อนของค่าเฉลี่ย หรือ x ± ∆x การวิเคราะห์ผลการทดลอง เป็นการดำเนินการเพื่อให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่าง ๆ ที่ได้จาก การทดลอง โดยการนำผลการทดลองมาเขียนกราฟ แล้วสรุปผลการทดลองจากกราฟ
5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 5.1.2 ครูนำเข้าสู่บทเรียน โดยใช้คำถามเพื่อกระตุ้นความสนใจของนักเรียน ดังต่อนี้ - เราทำการทดลองเพื่ออะไร (แนวคำตอบ เพื่อตอบคำถาม หรือเพื่อหาความจริง บางอย่าง) - ทำไมถึงต้องบันทึกผลการทดลอง (แนวคำตอบ เพราะ ถ้าไม่มีการบันทึกผล การทดลองจะทำให้ข้อมูลที่เราได้มีความความบกพร่อง เราจะไม่สามารถสรุปได้หรือต้องทำการทดลองใหม่) 5.1.3 ครูให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ในประเด็นต่อไปนี้ - การทดลองทางวิทยาศาสตร์มีความสำคัญอย่างไร (แนวคำตอบ การทดลองทางฟิสิกส์ในการทำการทดลองมักจะทำเพื่อตอบคำถามหรือ หาความรู้บางอย่างซึ่งก็ คือจุดประสงค์ของการทดลอง การได้มาซึ่งคำตอบ จึงต้องคิดวิธีการทดลองที่เหมาะสมและสอดคล้องกับ อุปกรณ์ที่มี ทำการทดลองเพื่อให้ได้ข้อมูลต่าง ๆ จากนั้นวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อสรุปเป็นคำตอบ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ จำเป็นสำหรับการทดลอง) - การวิเคราะห์ผลการทดลองทางวิทยาศาสตร์ทำได้อย่างไร (แนวคำตอบ การวิเคราะห์ผลการทดลอง เป็นการดำเนินการเพื่อให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปร ต่าง ๆ ที่ได้จากการทดลอง โดยการนำผลการทดลองมาเขียนกราฟ แล้วสรุปผลการทดลองจากกราฟ) - รายงานการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่ดีมีลักษณะอย่างไร (แนวคำตอบ การรายงานการทดลอง รายงานการทดลองที่ดี จะต้องอธิบายการทดลองทั้งหมดตั้งแต่ต้นจนจบ โดยจะอธิบายกระบวนการ รายงานผลและวิเคราะห์ข้อมูล รายงานนี้จะใช้เพื่อแสดงว่าได้มี การเรียนรู้อะไรไปบ้าง ผลสรุปนั้นจะเป็นส่วนสำคัญของรายงาน) 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration)
5.2.1 ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม แต่ละกลุ่มดูตัวอย่างข้อมูลดิบที่ได้จากผลการทดลอง จากนั้นครู ถามคำถามนักเรียนคิดว่าข้อมูลดังกล่าวเป็นข้อมูลที่น่าสนใจหรือไม่ หรือหากนักเรียนต้องนำเสนอข้อมูลเหล่านั้นจะ มีวิธีการอย่างไรให้น่าสนใจและเข้าใจได้ง่ายขึ้น เวลา (s) ปริมาตรน้ำ(V) (cm3) ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่ 3 1 2.9 2.5 3.3 2 3.3 4.1 3.7 3 5.3 4.9 4.5 4 6.0 5.6 6.4 5 7.2 6.4 6.8 6 7.9 8.3 7.5 5.2.2 ครูให้นักเรียนร่วมกันวิเคราะห์ผลการทดลอง เพื่อให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่างๆ ที่ได้จากการทดลอง ให้นำผลการทดลองมาเขียนกราฟ โดยทั่วไปนิยมใช้ตัวแปรต้นเป็นแกนนอนและตัวแปรตาม เป็นแกนตั้ง - กราฟเส้นตรง เป็นกราฟที่แสดงความสัมพันธ์เชิงเส้นของ x และ y คือ x และ y มี กำลังหนึ่งทั้งคู่
สามารถเขียนความสัมพันธ์อยู่ในรูปของสมการทางคณิตศาสตร์ได้เป็น y = mx + c - ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณบางคู่ไม่สามารถสรุปเป็นความสัมพันธ์ของกราฟเส้นตรง ในกรณีนี้เราไม่อาจใช้สมการทางคณิตศาสตร์ของกราฟเส้นตรงมาวิเคราะห์ความสัมพันธ์ได้ - ดังนั้น ก่อนที่จะสรุปความสัมพันธ์ของตัวแปรต่าง ๆ จากกราฟต้องพิจารณาถึงเนื้อ เรื่องที่เกี่ยวข้องด้วย เพราะความสัมพันธ์ของตัวแปรต่าง ๆ จากกราฟไม่จำเป็นต้องเป็นกราฟเส้นตรงอย่างเดียว เท่านั้น 5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับค่าความคลาดเคลื่อนว่าในการทดลองหนึ่ง ๆ เรา มักจะมีการวัดหลายครั้งหรือทำการทดลองซ้ำหลายครั้ง เพื่อลดความคลาดเคลื่อนจากการทดลอง ซึ่งค่าความ คลาดเคลื่อนสามารถแสดงในรายงานผลทั้งในรูปแบบของตัวเลขและกราฟในที่นี้เราจะพิจารณาเฉพาะความ คลาดเคลื่อนในเชิงสถิติเท่านั้นและเขียนรายงานการทดลองอยู่ในรูปค่าเฉลี่ย ± ค่าความคาดเคลื่อนของค่าเฉลี่ย หรือ x ± ∆x
5.2.3 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มนำผลการทดลองข้างต้นมาเขียนกราฟโดยให้เวลาเป็นแกนนอน และปริมาตรเป็นแกนตั้ง จากนั้นหาความชัน 5.2.4 ครูถามนักเรียนว่า “ในการวัดปริมาณต่าง ๆ มีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นเสมอ ขึ้นอยู่กับ อะไรบ้าง” (แนวคำตอบ เครื่องมือ วิธีการวัด ประสบการณ์ของผู้วัดและสภาพแวดล้อม)
5.3.3 ครูเพิ่มเติมความรู้ให้นักเรียนเกี่ยวกับการคำนวณค่าความคาดเคลื่อนจากการวัด เมื่อ A = a ± ∆a และ B = b ± ∆b เมื่อ a และ b คือ ปริมาณที่ได้จากการวัด และ ∆a และ ∆b คือค่าความคาดเคลื่อนของเครื่องมือ ที่ใช้วัด 5.3.4 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า การวัดทุกรูปแบบจะมีความคาดเคลื่อนหรือความไม่ แน่นอนเกิดขึ้นเสมอ ค่าต่าง ๆ ที่วัดได้ หากไม่มีค่าความคาดเคลื่อนกำกับ ค่านั้นจะไม่มีความหมายแต่อย่างใด การ บันทึกค่าความคาดเคลื่อนถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่งอย่างหนึ่งที่จะทำให้วิเคราะห์สิ่งที่เกี่ยวข้องได้อย่างถูกต้องซึ่งขนาด ของความคาดเคลื่อนจะเป็นตัวสะท้อนถึงความละเอียดของเครื่องมือหรือเทคนิคที่ใช้ในการทดลองนั้นๆ 5.4 ขั้นขยายความรู้(Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างการหาค่าความคาดเคลื่อน - ถ้าปริมาณ A = 7.2 ± 0.2 เมตร ปริมาณ B = 2.4 ± 0.3 เมตร และปริมาณ C = 4.5 ± 0.6 เมตร จงหาผลลัพธ์ของปริมาณต่อไปนี้ ก. A + B A + B = (7.2 + 2.4) ± (0.2 + 0.3) = 9.6 ± 0.5 เมตร
ช. A - B A - B = (7.2 - 2.4) ± (0.2 + 0.3) = 4.8 ± 0.5 เมตร ค. A – B + 2C A – B + C = (A – B) + 2C = [4.8 + (2 x 4.5)] ± [0.5 + (2 x 0.6)] = 13.8 ± 1.7 เมตร - จงหาพื้นที่ของกระดาษที่มีความกว้าง 20.25 ± 0.05 เซนติเมตร และมีความยาว 51.37 ± 0.05 เซนติเมตร AB = ab ± ab (∆ + ∆ ) = (20.25 x 51.37) ± (20.25 x 51.37) ( 0.05 20.25 + 0.05 51.37 ) = 1,040.2425 ± 3.581 2 = 1,040 ± 4 2 - จงหาความหนาแน่นของวัตถุที่มีมวล 70.25 ± 0.02 กิโลกรัม และมีปริมาตร 17.02 ± 0.03 ลูกบาศก์เมตร = 4.1279 ± 0.00845 kg/m3 = 4.127 ± 0.008 kg/m3 5.4.2 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง ค่าความคลาดเคลื่อน การวิเคราะห์ผลการทดลอง
5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูตรวจสอบความเข้าใจของนักเรียน โดยถามคำถามต่อไปนี้ - สมการกราฟเส้นตรง เขียนความสัมพันธ์อยู่ในรูปของสมการทางคณิตศาสตร์ได้อย่างไร (แนวคำตอบ y = mx + c ) - ความชันหาได้จากอะไร (แนวคำตอบ m=tanθ= 2−1 2−1 ) - ความสัมพันธ์ระหว่างสองปริมาณจำเป็นต้องสรุปเป็นกราฟเส้นตรงเท่านั้นใช่หรือไม่ (แนวคำตอบ ไม่จำเป็น เพราะความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณบางคู่ไม่สามารรถสรุปเป็นความสัมพันธ์ของกราฟ เส้นตรงได้ในกรณีนี้เราไม่อาจใช้สมการทางคณิตศาสตร์ของกราฟเส้นตรงมาวิเคราะห์ความสัมพันธ์ได้) - การทดลองและการรายงานผลการทดลองทางฟิสิกส์มีความสำคัญอย่างไร (แนวคำตอบ การทดลองเป็นกระบวนการหนึ่งที่ทำเพื่อตอบคำถามหรือเพื่อหาความจริงบางอย่างจำเป็นต้อง คิดหาวิธีการทดลองที่เหมาะสม ทำ การทดลองเพื่อให้ได้ข้อมูลต่าง ๆ วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อสรุปเป็นคำตอบ ส่วนการรายงานผลการทดลองทางฟิสิกส์เป็นการแสดงรายละเอียดของการทดลองและสรุปผลการทดลอง ดังนั้น การเขียนรายงานการทดลองจึงเป็นหลักฐานที่แสดงว่าการทดลองมีความน่าเชื่อถือเพียงใด) 5.5.2 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง ค่าความคลาดเคลื่อน การวิเคราะห์ผล การทดลอง 5.5.3 ครูประเมินผล โดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคล และการทำงานกลุ่ม 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบงาน เรื่อง ค่าความคลาดเคลื่อน การวิเคราะห์ผลการทดลอง และใบความรู้ เรื่อง การทดลองทาง ฟิสิกส์
7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การ ตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) บอกความสำคัญของการทดลองและรายงานผลการ ทดลองได้ 2) อธิบายความสำคัญของสมการเชิงเส้นได้ และจัด สมการที่ไม่อยู่ในรูปเชิงเส้นให้อยู่ในรูปสมการเชิงเส้นได้ ใบงาน ตรวจคำตอบ จากใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) เขียนกราฟและหาค่าของปริมาณจากกราฟเส้นตรงได้ 2) บันทึกผลการวัดโดยใช้ค่าทางสถิติ ได้แก่ ค่าเฉลี่ย และความคลาดเคลื่อนของค่าเฉลี่ยได้ ใบงาน ตรวจคำตอบ จากใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกต พฤติกรรม ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70
แผนการจัดการเรียนรู้5 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง เรื่อง ตำแหน่ง ระยะทางและการกระจัด เวลา 4 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 3. ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่งของการเคลื่อนที่ ของวัตถุในแนวตรงที่มีความเร่งคงตัวจากกราฟและสมการ รวมทั้งทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก และ คำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้ 2. สาระสำคัญ การระบุตำแหน่ง (position) ของวัตถุในแนวตรงต้องบอกเทียบกับจุด ๆ หนึ่งในแนวการเคลื่อนที่เรียกว่า จุดอ้างอิง เมื่อวัตถุมีการเคลื่อนที่ ตำแหน่งของวัตถุนั้นจะเปลี่ยนไป การเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุเรียกว่า กากระจัด (displacement) การกระจัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่บอกทั้งขนาดและทิศทาง ส่วนความยาวตามเส้นทางที่วัตถุ เคลื่อนที่ เรียกว่า ระยะทาง (distance) 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายการระบุตำแหน่งของวัตถุ 2) อธิบายการกระจัดและระยะทางการเคลื่อนที่ของวัตถุได้
3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณการกระจัดและระยะทางการเคลื่อนที่ของวัตถุได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ 4.1 ตำแหน่ง (Position) การอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุใด ๆ จำเป็นต้องระบุตำแหน่งของวัตถุ ณ เวลา หนึ่ง ๆ โดยเทียบกับตำแหน่งอ้างอิงหนึ่ง 4.2 ปริมาณทางฟิสิกส์แบ่งออกเป็น 2 ปริมาณ ได้ปริมาณสเกลาร์และปริมาณเวกเตอร์ - ปริมาณสเกลาร์ ได้แก่ เวลา อัตราเร็ว ขนาดของความเร็ว ขนาดของความเร่ง - ปริมาณเวกเตอร์ ได้แก่ การกระจัด ความเร็ว ความเร่ง 4.3 การกระจัด คือ ปริมาณเวกเตอร์ มีทิศพุ่งออกจากตำแหน่งเริ่มต้นไปตำแหน่งสุดท้าย มีขนาดเท่ากับ ระยะห่างระว่างตำแหน่งสุดท้ายกับตำแหน่งเริ่มต้น หน่วยระบบเอสไอ คือ เมตร (m) 4.4 ระยะทาง คือ ความยาวของเส้นทางตลอดการเคลื่อนที่ตั้งแต่ตำแหน่งเริ่มต้นถึงตำแหน่งสุดท้าย เป็น ปริมาณสเกลาร์ ระยะทางไม่จำเป็นต้องมีขนาดเท่ากับการกระจัด เว้นแต่การเคลื่อนที่แนวตรงไม่ย้อนกลับ หน่วยใน ระบบเอสไอคือ เมตร (m) 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 5.1.2 ครูนำเข้าสู่บทเรียน โดยให้นักเรียน 2 คน ยืนในตำแหน่งที่คุณครูเตรียมไว้ให้ จากนั้นถาม คำถาม เพื่อให้นักเรียนเข้าใจจุดอ้างอิงหรือตำแหน่ง ดังต่อไปนี้ - นักเรียนจะมีวิธีการบอกอย่างไร เพื่อให้คนอื่นที่อยู่นอกห้องรู้ว่านักเรียนคนที่หนึ่งยืนอยู่ หน้าชั้นเรียน (นักเรียนตอบคำถามได้อย่างอิสระ)
- ครูไปเยี่ยมบ้านนักเรียน จะมีวิธีการบอกอย่างไรให้ครูไปถึงบ้านของนักเรียนได้ถูกต้อง (นักเรียนตอบคำถามได้อย่างอิสระ) 5.1.3 ครูและนักเรียนอภิปรายร่วมกันจนได้ข้อสรุปว่า การบอกตำแหน่งวัตถุหรือตำแหน่งบ้าน นักเรียนต้องระบุตำแหน่งอ้างอิง โดยอาจทำแผนภาพ แล้วนำอภิปรายเกี่ยวกับการใช้ตำแหน่งอ้างอิง 5.1.4 ครูทบทวนเรื่องปริมาณทางฟิสิกส์โดยใช้คำถามว่า “ปริมาณทางฟิสิกส์แบ่งออกเป็น อะไรบ้างมีลักษณะอย่างไร” ปริมาณทางฟิสิกส์แบ่งออกเป็นปริมาณสเกลาร์เป็นปริมาณที่มีขนาดอย่างเดียว ส่วน ปริมาณเวกเตอร์เป็นปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทางปริมาณเวกเตอร์เขียนแทนได้ด้วยลูกศรโดยความยาวของ ลูกศรแทนขนาดของเวกเตอร์ และหัวลูกศรแทนทิศทางของเวกเตอร์หลังจากนั้นครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่าสามารถ ระบุตำแหน่งของวัตถุใด ๆ ด้วยเวกเตอร์ตำแหน่งที่บอกระยะห่างและทิศทางเทียบกับจุดอ้างอิง 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม แต่ละกลุ่มดูภาพต่อไปนี้ จากนั้นให้นักเรียนบอกตำแหน่งของคน และรถ โดยไม่มีจุดอ้างอิง และบอกตำแหน่งของคนและรถ เมื่อมีเสาไฟฟ้าเป็นจุดอ้างอิง 5.2.2 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า การระบุตำแหน่งของวัตถุจำเป็นต้องมีตำแหน่งอ้างอิง และในกรณีการเคลื่อนที่แนวตรง เครื่องหมาย + (หรือ -) ที่ใส่เพื่อบอกค่าตัวแปรที่เป็นค่าบวก (หรือค่าลบ) เป็นการ ใส่เพื่อบอกทิศทางเวกเตอร์ตำแหน่งของวัตถุ รวมทั้งไม่จำเป็นต้องใส่เครื่องหมาย “⃑”บนตัวแปร และ การบอก
เวกเตอร์ตำแหน่งโดยทั่วไปจะกำหนดให้จุดอ้างอิงเป็นจุดกำเนิดของแกนพิกัด เช่นจากรูป ถ้ามีเด็กยืนตรงกึ่งกลาง ระหว่างรถยนต์และคนทางซ้าย เวกเตอร์ตำแหน่งของเด็กคือ x = +1 5.2.3 ครูถามคำถามนักเรียนเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ - นักเรียนจะทราบได้อย่างไรว่าวัตถุมีการเคลื่อนที่ (แนวคำตอบ วัตถุมีการเปลี่ยน ตำแหน่ง) - ปริมาณการเคลื่อนที่ของวัตถุที่นักเรียนรู้จักมีอะไรบ้าง (นักเรียนตอบคำถามได้อย่าง อิสระ) 5.2.4ครูให้นักเรียนคนหนึ่งมายืนหน้าชั้นจากนั้นให้เดินในแนวตรงจากผนังด้านหนึ่งของห้องเรียน ไปถึงผนังอีกด้านหนึ่ง แล้วตั้งคำถามว่า “การกระจัดและระยะทางที่มีค่าเท่ากันหรือไม่” จากนั้นให้นักเรียนคนเดิม เดินย้อนกลับมาที่จุดตั้งต้นแล้วครูใช้คำถามว่า“เมื่อเดินไปและกลับถึงตำแหน่งเดิม การกระจัดและระยะทางมีค่าเท่ากับหรือไม่อย่างไร” (นักเรียนตอบคำถามได้อย่างอิสระ) 5.2.5 ครูทบทวนความรู้เกี่ยวกับ การกระจัด ซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีทั้งขนาดและทิศทาง ส่วน ระยะทางเป็นปริมาณสเกลาร์ที่มีเพียงขนาด 5.2.6 ครูและนักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับการเปลี่ยนตำแหน่งของรถยนต์ ณ เวลาต่าง ๆ 5.2.7 ครูและนักเรียนอภิปรายร่วมกันจากความหมายของการกระจัดเท่ากับการเปลี่ยนตำแหน่ง ของวัตถุ จนได้สมการ
5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูอภิปรายต่อจนได้ข้อสรุปว่าการเดินของนักเรียนในช่วงแรก การกระจัดและระยะทางมี ค่าเท่ากันซึ่งเท่ากับระยะจากผนังห้องด้านหนึ่งถึงอีกด้านหนึ่ง ในขณะที่การเดินทั้งไปและกลับถึงตำแหน่งเดิม การ กระจัดเท่ากับศูนย์แต่ระยะทางเท่ากับสองเท่าของระยะจากผนังห้องด้านหนึ่งถึงอีกด้านหนึ่งครูเน้นกับนักเรียนว่า การกระจัด คือปริมาณเวกเตอร์มีทิศออกจากตำแหน่งเริ่มต้นไปยังตำแหน่งสุดท้าย มีขนาดเท่ากับระยะห่างระหว่าง ตำแหน่งเริ่มต้นกับตำแหน่งสุดท้าย ส่วนระยะทางคือความยาวของเส้นทางตลอดการเคลื่อนที่ตั้งแต่ตำแหน่งเริ่มต้น ถึงตำแหน่งสุดท้าย เป็นปริมาณสเกลาร์ ระยะทางไม่จำเป็นต้องมีค่าเท่ากับ ขนาดของการกระจัด 5.3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปในประเด็นต่อไปนี้ - ตำแหน่ง (Position) เป็นการอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุใด ๆ จำเป็นต้อง ระบุตำแหน่งของวัตถุ ณ เวลาหนึ่ง ๆ โดยเทียบกับตำแหน่งอ้างอิง - การกระจัด (Displacement) คือ ปริมาณเวกเตอร์ มีทิศพุ่งออกจากตำแหน่ง เริ่มต้นไปตำแหน่งสุดท้ายมีขนาดเท่ากับระยะห่างระว่างตำแหน่งสุดท้ายกับตำแหน่งเริ่มต้นตามสมการหน่วยระบบ เอสไอ คือ เมตร (m) - ระยะทาง (Distance) คือ ความยาวของเส้นทางตลอดการเคลื่อนที่ตั้งแต่ ตำแหน่งเริ่มต้นถึงตำแหน่งสุดท้าย เป็นปริมาณสเกลาร์ หน่วยในระบบเอสไอคือ เมตร (m) มีค่าเป็นบวกเสมอ - ระยะทางและการกระจัด ระยะทางจะเท่ากับการกระจัด เมื่อ วัตถุเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง
การกระจัดจะเท่ากับศูนย์ เมื่อ จุดเริ่มต้นกับจุดสุดท้ายเป็นจุดเดียวกัน 5.4 ขั้นขยายความรู้(Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างโจทย์การคำนวณหาระยะทางและการกระจัด - วัตถุหนึ่งเคลื่อนที่จาก A ไป B และ C ดังภาพ จงหาระยะทาง และการกระจัดของวัตถุจาก A ไป C (แนวคำตอบ ระยะทางของวัตถุเท่ากับ 7 m และการกระจัดมีขนาด 5 m ทิศจาก A ไป C ) - นาย A เดินไปทางขวา 10 เมตรแล้วเดินย้อนกลับมาทางเดิมอีก 2 เมตร จงหาระยะทาง และการกระจัด (แนวคำตอบ ระยะทาง 12 เมตร, การกระจัด 8 เมตร ไปทางขวา)
- วัตถุเคลื่อนที่จาก A ไปยัง B ตามส่วนโค้งครึ่งวงกลมเส้นผ่าศูนย์กลาง 14 m ดังภาพ จงหาระยะทางและการกระจัด (แนวคำตอบ ระยะทาง 22 เมตร, การกระจัด 14 เมตร) - นาย B วิ่งรอบสนามเป็นวงกลมครบ1 รอบพอดี ถ้าวงกลมวงนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14 เมตร อยากทราบว่าระยะทางและการกระจัดมีขนาดเท่าใด (แนวคำตอบ ระยะทาง 44 เมตร, การกระจัด 0 เมตร) - โยนก้อนหินจากหน้าผาให้ขึ้นไปบนฟ้า 40 cm หลังจากนั้นปล่อยให้ก้อนหินตกลง สู่พื้นดินด้านล่าง หากหน้าผานี้สูง 600 cmอยากทราบว่าระยะทางและการกระจัดเป็นเท่าใด (แนวคำตอบ ระยะทาง 280 เมตร, การกระจัด 200 เมตร)
5.4.2 นักเรียนตอบคำถามลงในใบงาน เรื่อง ตำแหน่ง ระยะทางและการกระจัด 5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูตรวจสอบความเข้าใจของนักเรียนโดยใช้คำถามต่อไปนี้ - การกำหนดจุดอ้างอิงและตำแหน่งของวัตถุ คืออะไร (แนวคำตอบ การระบุว่าวัตถุที่ พิจารณามีที่ตั้งอยู่ที่ใดโดยกำหนดจุดอ้างอิงและทิศทางของวัตถุเปรียบเทียบกับจุดอ้างอิงนั้น) - การกระจัดและระยะทางแตกต่างกันอย่างไร (แนวคำตอบ การกระจัดเป็นปริมาณ เวกเตอร์ มีค่าเท่ากับระยะห่างระหว่างตำแหน่งเริ่มต้นกับตำแหน่งสุดท้าย ส่วนระยะทางเป็นปริมาณสเกลาร์ มี ค่าเท่ากับความยาวตลอดเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุจากตำแหน่งเริ่มต้นไปยังตำแหน่งสุดท้าย) 5.5.2 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง ตำแหน่ง ระยะทางและการกระจัด 5.5.3 ครูประเมินผล โดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคล 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบความรู้ เรื่อง ตำแหน่ง ระยะทาง และการกระจัด และใบงาน เรื่อง ตำแหน่ง ระยะทาง และ การกระจัด
7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายการระบุตำแหน่งของวัตถุ 2) อธิบายการกระจัดและระยะทางการ เคลื่อนที่ของวัตถุได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจาก ใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่างน้อย ร้อยละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณการกระจัดและระยะทางการ เคลื่อนที่ของวัตถุได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจาก ใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่างน้อย ร้อยละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกตพฤติกรรม ผ่านเกณฑ์อย่างน้อย ร้อยละ 70
แผนการจัดการเรียนรู้6 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง เรื่อง อัตราเร็วและความเร็ว เวลา 8 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎ การอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 3. ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่งของ การเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวตรงที่มีความเร่งคงตัวจากกราฟและสมการ รวมทั้งทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของ โลก และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้ 2. สาระสำคัญ ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่นอกจากการกระจัดและระยะทางแล้วยังมีอัตราเร็วความเร็วและ ความเร่งระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลาจะหมายถึงอัตราเร็วเฉลี่ย(averagespeed) = d∆t การกระจัดต่อหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่า ความเร็วเฉลี่ย (average velocity) หรือ ถ้าเป็นช่วงเวลาสั้นๆ จน เข้าใกล้ศูนย์ ความเร็วเฉลี่ยจะเป็น ความเร็วขณะหนึ่ง (instantaneous velocity) ใช้สัญลักษณ์ โดยขนาดของ ความเร็วขณะหนึ่งคือ อัตราเร็วขณะหนึ่ง (instantaneous speed) ใช้สัญลักษณ์ v 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายอัตราเร็วเฉลี่ย อัตราเร็วขณะหนึ่ง ความเร็วเฉลี่ย และความเร็วขณะหนึ่งของวัตถุ
3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณอัตราเร็วเฉลี่ย อัตราเร็วขณะหนึ่ง ความเร็วเฉลี่ย และความเร็วขณะหนึ่งของวัตถุ 2) ทดลองหาขนาดความเร็วเฉลี่ยและขนาดความเร็วขณะหนึ่งของวัตถุได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ 4.1 อัตราเร็วเฉลี่ย คือ อัตราส่วนระหว่างระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้กับช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่หน่วย ระบบเอสไอ คือ เมตรต่อวินาที (m/s) เป็นปริมาณสเกลาร์ 4.2 ความเร็วเฉลี่ย คือ อัตราส่วนระหว่างการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้กับช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ หน่วยในระบบเอสไอ คือ เมตรต่อวินาที (m/s) เป็นปริมาณเวกเตอร์ขนาดของความเร็วเฉลี่ยไม่จำเป็นต้องมีค่า เท่ากับอัตราเร็วเฉลี่ย 4.3 อัตราเร็วขณะใดขณะหนึ่ง มีค่าเท่ากับขนนาดของความเร็วขณะหนึ่ง หน่วยในระบบเอสไอ คือเมตรต่อ วินาที (m/s) เป็นปริมาณสเกลาร์ 4.4 ความเร็วขณะหนึ่ง พิจารณาจากความเร็วเฉลี่ยที่ใช้เวลาสั้นมาก ๆ เมตรต่อวินาที (m/s) เป็นปริมาณส เกลาร์ 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 5.1.2ครูนำเข้าสู่บทเรียนโดยถามคำถามกระตุ้นให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นดังต่อไปนี้(นักเรียน ตอบคำถามได้อย่างอิสระ) - ในการเคลื่อนที่ นอกจากจะมีระยะทางและการกระจัดแล้ว ยังมีปริมาณใดอีก - การบอกว่าวัตถุใดเคลื่อนที่เร็วหรือช้า จะพิจารณาจากระยะทางหรือการกระจัดเทียบ กับสิ่งใด
5.1.3 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเพื่อให้นักเรียนเข้าใจมากขึ้นว่า การเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งนั้น นอกจากจะมีระยะทางและการกระจัดแล้วยังมีเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ด้วยและการบอกว่าวัตถุใดเคลื่อนที่เร็วหรือ ช้าจะพิจารณาจากระยะทางหรือการกระจัดเทียบกับเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ซึ่งปริมาณที่เกี่ยวกับปริมาณการ เคลื่อนที่ของวัตถุ คือ อัตราเร็วและความเร็ว 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูให้นักเรียนศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับอัตราเร็วและความเร็ว และความเร็วจากหนังสือเรียน รายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 5.2.2 ครูถามคำถามนักเรียนว่า “นักเรียนคิดว่า ความเร็วต่างจากอัตราเร็วหรือไม่อย่างไร” (แนว คำตอบ ต่างกัน โดยอัตราเร็วเป็นระยะทางที่เปลี่ยนแปลงในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นปริมาณสเกลาร์ ส่วนความเร็ว การกระจัดที่เปลี่ยนแปลงในหนึ่งหน่วยเวลา) 5.2.3 ครูถามนักเรียนว่า “ถ้าพูดว่า นายเอขับรถเร็วประมาณ 70 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และวันนี้ นายเอขับรถมาทำงานเร็วถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นักเรียนคิดว่ามีความแตกต่างกันหรือไม่” (แนวคำตอบ มีความแตกต่างกัน เนื่องจากข้อความแรกกล่าวถึงอัตราเร็วโดยเฉลี่ยในการเดินทางของนายเอ ขณะอีกข้อความหนึ่ง คือ ความเร็วซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ โดยมีการระบุทิศทางมายังที่ทำงานไว้ด้วยทำให้ ปริมาณทั้งสองมีความแตกต่างกัน) 5.2.4 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับอัตราเร็วเฉลี่ยและความเร็วเฉลี่ย - อัตราเร็วเฉลี่ย จนได้ข้อสรุปว่า อัตราเร็วเฉลี่ยคืออัตราส่วนระหว่างระยะทางทั้งหมด ของการเคลื่อนที่กับช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่เป็นปริมาณสเกลาร์และเขียนสมการได้เป็น=sทั้งหมดt ทั้งหมด - ความเร็วเฉลี่ยคืออัตราส่วนระหว่างการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้กับช่วงเวลาที่ใช้ในการ เคลื่อนที่ เป็นปริมาณเวกเตอร์มีทิศเดียวกับทิศของการกระจัด เขียนสมการได้เป็น =∆s∆t 5.2.5 ครูอธิบายการหาความเร็วขณะหนึ่งและอัตราเร็วขณะหนึ่ง โดยเน้นว่า ความเร็วขณะหนึ่ง เป็นความเร็วของวัตถุ ณ เวลาขณะหนึ่ง ๆ ระหว่างการเคลื่อนที่และเป็นปริมาณเวกเตอร์สำหรับอัตราเร็วขณะหนึ่ง เป็นปริมาณสเกลาร์มีค่าเท่ากับขนาดของความเร็วขณะหนึ่ง
5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเกี่ยวกับความเร็ว ความเร็วเฉลี่ย อัตราเร็ว และอัตราเร็วเฉลี่ย - ความเร็ว เป็นการกระจัดของวัตถุในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น เมตรต่อวินาที - ความเร็วเฉลี่ย เป็นการกระจัดระหว่างจุดเริ่มต้นกับจุดสุดท้ายของการเคลื่อนที่ต่อเวลา ที่ใช้ในการเคลื่อนที่ - อัตราเร็ว เป็นระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วย เป็นเมตรต่อวินาที - อัตราเร็วเฉลี่ย เป็นอัตราการเคลื่อนที่ตามระยะทางจริงในหนึ่งหน่วยเวลา 5.3.2 ครูอธิบายการหาความเร็วขณะหนึ่งและอัตราเร็วขณะหนึ่ง โดยเน้นว่า ความเร็วขณะหนึ่ง เป็นความเร็วของวัตถุ ณ เวลาขณะหนึ่งๆ ระหว่างการเคลื่อนที่และเป็นปริมาณเวกเตอร์ สำหรับอัตราเร็วขณะหนึ่ง เป็นปริมาณสเกลาร์มีค่าเท่ากับขนาดของความเร็วขณะหนึ่ง - อัตราเร็วขณะหนึ่งที่พบเห็นได้ในชีวิตประจาวันเช่น ค่าบนมาตรอัตราเร็วบนหน้าปัด รถยนต์หรือรถจักรยานยนต์ ซึ่งรถยนต์บางรุ่นอาจแสดงค่าอัตราเร็วเฉลี่ยด้วย 5.4 ขั้นขยายความรู้(Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างโจทย์คำนวณที่เกี่ยวข้องกับอัตราเร็วหรือความเร็ว - นักเรียนคนหนึ่งเดินทางจาก A B C ดังรูป ใช้เวลา 10 วินาที จงหาอัตราเร็วเฉลี่ย และความเร็วเฉลี่ย หาอัตราเร็วเฉลี่ย หาความเร็วเฉลี่ย
- รถยนต์คันหนึ่งแล่นด้วยอัตราเร็วคงตัว 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ระยะทางทั้งหมดที่ รถยนต์คันนี้แล่นได้ในเวลา 6 นาที เป็นเท่าใด v = 20 km/hr, t = 6 นาที (เปลี่ยนให้เป็นหน่วยชั่วโมง) = 6 60 hr, S = ? S = vt = 20 ( 6 60 ) = 2 km - รถยนต์คันหนึ่งวิ่งด้วยอัตราเร็วเฉลี่ย 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จากเมือง A ไปยังเมือง B ซึ่งอยู่ห่างกัน 200 กิโลเมตร ถ้าออกเดินทางเวลา 06.00 น. รถคันนี้จะถึงปลายทางเมื่อเวลาเท่าใด v = 80 km/hr, S = 200 km, t = ? ดังนั้น ถ้าออกเดินทางเวลา 6.00 น. ก็จะถึงที่หมายเวลา 6.00 + 2.30 = 8.30 น. - นายเดวิดขับรถจากกรุงเทพฯ ไปนครปฐมด้วยอัตราเร็วด้วยอัตราเร็ว 60 กิโลเมตรต่อ ชั่วโมง แล้วทำธุระที่นครปฐมอยู่ 1 ชั่วโมง จากนั้นขับรถกลับกรุงเทพฯ ด้วยอัตราเร็ว 90 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าถนน จากกรุงเทพฯ ไปนครปฐมเป็นเส้นตรงยาว 60 กิโลเมตร นายเดวิดขับรถด้วยอัตราเร็วเฉลี่ยกี่กิโลเมตรต่อชั่วโมง - ศรีสุดาวิ่งรอบสนามเป็นวงกลมรัศมี 7 m ถ้าเธอวิ่งได้ 2 รอบ ภายในเวลา 20 วินาที จง หาอัตราเร็วและความเร็วของศรีสุดาตามลำดับ
แต่เนื่องจากเขาเดินทาง 2 รอบ จึงได้ระยะทาง = 44 × 2 = 88 m หาอัตราเร็วเฉลี่ย การกระจัด = 0 m (วงกลมมีการกระจัดเป็น 0 เนื่องจากจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายเป็นจุด เดียวกัน) หาความเร็ว 5.4.2 นักเรียนตอบคำถามลงในใบงาน เรื่อง อัตราเร็วและความเร็ว 5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูตรวจสอบความเข้าใจของนักเรียนโดยใช้คำถามต่อไปนี้ - อัตราเร็วเฉลี่ยกับความเร็วเฉลี่ยเป็นปริมาณที่แตกต่างกันอย่างไร (แนวคำตอบ อัตราเร็วเฉลี่ยเป็นปริมาณสเกลาร์ หาจากอัตราส่วนระหว่างระยะทางทั้งหมดของการเคลื่อนที่กับช่วงเวลาที่ใช้ ส่วนความเร็วเฉลี่ยเป็นปริมาณเวกเตอร์ หาจากอัตราส่วนระหว่างการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้กับช่วงเวลาที่ ใช้)
- อัตราเร็วเฉลี่ยกับขนาดของความเร็วเฉลี่ยของวัตถุหนึ่งมีค่าเท่ากันหรือไม่ อย่างไร(แนว คำตอบ อัตราเร็วเฉลี่ยกับขนาดของความเร็วเฉลี่ยของวัตถุมีค่าเท่ากัน เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ในแนวตรงไม่กลับทิศ แต่ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ต่างไปจากนี้ อัตราเร็วเฉลี่ยจะมากกว่าขนาดความเร็วเฉลี่ย) 5.5.2 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง อัตราเร็วและความเร็ว 5.5.3ครูประเมินผลโดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถามพฤติกรรมการทำงานรายบุคคล ชั่วโมงที่ 4-8 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูและนักเรียนทบทวนความรู้เดิมเกี่ยวกับปริมาณต่างๆ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ได้แก่ ระยะทาง การกระจัด อัตราเร็วเฉลี่ย อัตราเร็วขณะหนึ่ง ความเร็วเฉลี่ย ความเร็วขณะหนึ่ง 5.1.2 ครูถามคำถามนักเรียนว่า “นักเรียนสามารถเห็นความเร็ว ของวัตถุที่เคลื่อนที่ในแนวได้ อย่างไร” (นักเรียนร่วมกันตอบคำถามได้อย่างอิสระ) 5.1.3 ครูเสริมนักเรียนว่าเครื่องเคาะสัญญาณเวลาเป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดความเร็วของวัตถุหรือใช้หา อัตราเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่ในช่วงเวลานั้น ๆ เนื่องจากสามารถบันทึกตำแหน่งเวลาและตำแหน่งวัตถุที่สัมพันธ์กัน ได้ 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูให้นักเรียนพิจารณาลักษณะจุดบนแถบกระดาษเคาะสัญญาณเวลา จุดที่ปรากฏบนแถบ กระดาษจากเครื่องเคาะสัญญาณเวลาสามารถบอกลักษณะการเคลื่อนที่ได้อย่างไร
(แนวคำตอบ ถ้าระยะห่างระหว่างจุดเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แสดงว่าแถบกระดาษเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง ถ้าระยะห่าง ระว่างจุดคงที่ แสดงว่าแถบกระดาษเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ไม่มีความเร่ง ถ้าระยะห่างระหว่างจุดลดลง เรื่อง ๆ แสดงว่าแถบกระดาษเคลื่อนที่ด้วยความเร็วลดลง มีความหน่วง) 5.2.2 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการคำนวณวิธีการหาค่าอัตราเร็วเฉลี่ย 5.2.3 ครูแนะนำเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องเคาะสัญญาณเวลาเครื่องเคาะสัญญาณเวลาจะ เคาะ 50 ครั้ง ใน 1 วินาที กล่าวคือ ถ้าดึงแถบกระดาษผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา คันเคาะจะเคาะบนกระดาษ คาร์บอนที่อยู่บนแถบกระดาษ ทำให้เกิดจุดบนแถบกระดาษ 50 จุดในเวลา 1 วินาที หรือเวลาที่ใช้จากจุดหนึ่งไปยัง อีกจุดหนึ่งที่อยู่ถัดกันจะเท่ากับ 1/50 วินาที 5.2.3 ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม พร้อมทั้งอธิบายวิธีการใช้เครื่องเคาะสัญญาณเวลา 5.2.4 นักเรียนแต่ละกลุ่มมารับใบกิจกรรม เรื่อง การวัดอัตราเร็วโดยใช้เครื่องเคาะสัญญาณเวลา จากนั้นศึกษาขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรม และร่วมกันทำกิจกรรม โดยหาอัตราเร็วเฉลี่ย และอัตราเร็วขณะหนึ่ง โดย ใช้เครื่องเคาะสัญญาณเวลา 5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันวิเคราะห์ อธิบายผลและสรุปผลการทดลอง แล้วนำผลการ ทดลองมาเสนอหน้าชั้นเรียน โดยครูช่วยอธิบายเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ข้อสรุปที่ถูกต้อง 5.3.2 ครูนำนักเรียนอภิปรายผลการทดลองจนสรุปดังนี้ ลักษณะของจุดต่างๆ ที่ปรากฏบนแถบ กระดาษบ่งบอกถึงการเคลื่อนที่ของรถทดลอง ถ้าช่วงจุดกว้างรถทดลองจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสูงกว่าในช่วงที่มี ช่วงจุดแคบกว่า โดยแต่ละช่วงจุดใช้เวลาเท่ากัน คือ 1/50 วินาที ไม่ว่าช่วงจุดจะกว้างหรือแคบก็ตาม อัตราเร็วเฉลี่ย ของรถทดลองตลอดการเคลื่อนที่หาได้จากการนำ ระยะทางทั้งหมดหารด้วยเวลาที่ใช้ โดยในแต่ละช่วงจุดบนแถบ กระดาษใช้เวลาเท่ากันคือ 1/50 วินาที ส่วนอัตราเร็วขณะหนึ่งของรถทดลองหาได้จาก การนำระยะทาง 2 ช่วง จุดหารด้วยเวลาที่ใช้คือ 2/50 วินาที 5.4 ขั้นขยายความรู้(Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างโจทย์คำนวณที่เกี่ยวข้องกับอัตราเร็วหรือความเร็ว - จากภาพแสดงแถบกระดาษที่ลากผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา 50 ครั้งต่อวินาที อัตราเร็วเฉลี่ยระหว่างจุด A กับ D เท่ากับเท่าใด
- จากภาพแสดงแถบกระดาษที่ลากผ่านเครื่องเคาะสัญญาณเวลา 50 ครั้งต่อวินาที อัตราเร็วที่จุด B เท่ากับเท่าใด = 0.625 m/s 5.4.2 ครูให้นักเรียนอภิปรายเพื่อสรุปความรู้ที่ได้เกี่ยวกับอัตราเร็วและความเร็ว รวมทั้ง การนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ เช่น ความรู้เกี่ยวกับการขับขี่ยานพาหนะ ความเร็วที่กำหนดในแต่ละพื้นที่หรือ ความเร็วที่ปรากฏจากกล้องตรวจจับความเร็ว เป็นต้น 5.4.3 นักเรียนตอบคำถามลงในใบงาน เรื่อง อัตราเร็วและความเร็ว และใบกิจกรรม เรื่อง การวัด อัตราเร็วโดยใช้เครื่องเคาะสัญญาณเวลา 5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูตรวจสอบความเข้าใจของนักเรียนโดยใช้คำถามต่อไปนี้
- อัตราเร็วเฉลี่ยกับอัตราเร็วขณะหนึ่งของวัตถุหนึ่งมีค่าเท่ากันหรือไม่ อย่างไร (แนวคำตอบ อัตราเร็วเฉลี่ยกับอัตราเร็วขณะหนึ่งของวัตถุหนึ่งมีค่าเท่ากัน เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว ขณะหนึ่งคงตัวตลอดการเคลื่อนที่ ส่วนในกรณีอัตราเร็วขณะหนึ่งไม่คงตัว ส่วนใหญ่จะมีค่าไม่เท่ากัน แต่ บางขณะอาจมีค่าเท่ากันได้) 5.5.2 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง อัตราเร็วและความเร็ว และใบกิจกรรม เรื่อง การ วัดอัตราเร็วโดยใช้เครื่องเคาะสัญญาณเวลา 5.5.3 ครูประเมินผล โดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคล และการทำงานกลุ่ม 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบงาน เรื่อง อัตราเร็วและความเร็ว และใบกิจกรรม เรื่อง การวัดอัตราเร็วโดยใช้เครื่องเคาะ สัญญาณเวลา และใบความรู้ 6.3 อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง - ไม้บรรทัด - หม้อแปลงไฟฟ้าโวลต์ต่ำ - เครื่องเคาะสัญญาณเวลา - กระดาษคาร์บอน - สายไฟพร้อมที่เสียบสองข้าง - แถบกระดาษเคาะสัญญาณเวลา
7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายอัตราเร็วเฉลี่ย อัตราเร็วขณะหนึ่ง ความเร็วเฉลี่ย และความเร็วขณะหนึ่งของวัตถุ ใบงาน ตรวจคำตอบจากใบ งาน ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) ทดลองหาขนาดความเร็วเฉลี่ยและขนาด ความเร็วขณะหนึ่งของวัตถุ 2) คำนวณอัตราเร็วเฉลี่ย อัตราเร็วขณะหนึ่ง ความเร็วเฉลี่ย และความเร็วขณะหนึ่งของวัตถุ ใบงาน, ใบกิจกรรม ตรวจคำตอบจากใบ งาน, ใบกิจกรรม ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกตพฤติกรรม ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70
แผนการจัดการเรียนรู้7 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง เรื่อง ความเร่ง เวลา 4 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรงและกฎการเคลื่อนที่ ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัม และกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 3. ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่งของการเคลื่อนที่ ของวัตถุในแนวตรงที่มีความเร่งคงตัวจากกราฟและสมการ รวมทั้งทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก และ คำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้ 2. สาระสำคัญ ความเร็วที่เปลี่ยนไปในหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่า ความเร่ง (acceleration) สำหรับความเร่งในช่วงเวลาการ เคลื่อนที่ใดๆ เรียกว่า ความเร่งเฉลี่ย (average acceleration) ซึ่งเป็นอัตราส่วนระหว่าง ความเร็วที่เปลี่ยนไป ทั้งหมดกับช่วงเวลาที่เกิดการเปลี่ยนความเร็วนั้น a= ∆v∆t สำหรับ เป็นช่วงเวลามีค่าน้อยๆ จนเข้าใกล้ศูนย์ ความเร่งในช่วงเวลาดังกล่าวจะเป็น ความเร่งขณะหนึ่ง (instantaneous acceleration) a= ∆v∆t เมื่อเข้าใกล้ศูนย์ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายความเร่งเฉลี่ย และความเร่งขณะหนึ่งของวัตถุได้