หน่วยการเรียนรู้ที่ 2

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 2

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์       วิชาฟิสิกส์ 1  รหัสวิชา ว31201               ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4         

หน่วยการเรียนรู้ที่ 1      เรื่อง  ธรรมชาติของวิชาฟิสิกส์                                เวลา 8 ชั่วโมง

แผนการเรียนรู้ที่ 2        เรื่อง  ธรรมชาติของการวัด                                   เวลา 2 ชั่วโมง

สอนวันที่...............เดือน.......................................พ.ศ. 2558                    ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2558

มาตรฐานการเรียนรู้/ตัวชี้วัด

มาตรฐาน ว 8.1  ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์และจิตวิทยาศาสตร์ ในการสืบเสาะหาความรู้
การแก้ปัญหา รู้ว่าปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่มีรูปแบบที่แน่นอน สามารถอธิบายและตรวจสอบได้ ภายใต้ข้อมูลและเครื่องมือที่มีอยู่ในช่วงเวลานั้นๆ เข้าใจว่า วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี สังคม และสิ่งแวดล้อม มีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กัน

จุดประสงค์การเรียนรู้  

          1. จำแนกชนิดของเรื่องมือวัดเป็น 2 แบบ ได้แก่ แบบขีดสเกลและแบบตัวเลขได้

2. ระบุปัจจัยที่มีผลต่อความคลาดเคลื่อนของการวัดได้

          3. เลือกใช้เครื่องมือวัดที่เหมาะสมกับปริมาณที่ต้องการวัดและระบุหน่วยการวัดได้

ด้านความรู้ (K)

-          อธิบายปรากฎการณ์ธรรมชาติได้

-          ถ่ายทอดความรู้ให้แก่เพื่อนในชั้นเรียนได้

ด้านทักษะกระบวนการ (P)

-          แบ่งแยกขอบเขตของวิชาฟิสิกส์ได้

-          สื่อสารและสื่อความหมายได้

-          นำเสนอข้อมูลได้

ด้านจิตวิทยาศาสตร์ (A)

-          มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์

-          มีความสงสัยและกระตือรือร้นที่จะหาคำตอบ

สาระการเรียนรู้                  เลือกวัสดุ เทคนิควิธี อุปกรณ์ที่ใช้ในการสังเกต การวัด การสำรวจตรวจสอบอย่างถูกต้องทั้งทางกว้างและลึกในเชิงปริมาณและคุณภาพ

สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน

1.       มีทักษะในการสื่อสาร

2.       มีทักษะนการคิดวิเคราะห์อย่างมีวิจารณญาณ

3.       มีทักษะในการแก้ปัญหา

4.       มีทักษะกระบวนการ

5.       มีทักษะในการใช้เทคโนโลยีเนื้อหา

คุณลักษณะอันพึงประสงค์

1.       ซื่อสัตย์ สุจริต

2.       มีวินัย

3.       ใฝ่เรียนรู้

4.       มุ่งมั่นในการงาน

กิจกรรมการเรียนรู้

1. ขั้นนำ

          1. ครูเรียกนักเรียนคนหนึ่งออกมาหน้าชั้น แล้วให้นักเรียนคนนั้น จุ่มมือซ้ายลงในขันใบที่ 1 ซึ่งใส่น้ำผสมน้ำแข็ง และจุ่มมือขวาลงในขันใบที่ 2 ซึ่งใส่น้ำอุ่น แช่มือทั้งสองไว้ในขันประมาณ 30 วินาที แล้วยกมือทั้งสองข้างจุ่มในขันใบที่ 3  ซึ่งใส่น้ำที่มีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้อง พร้อมทั้งให้นักเรียนบอกความรู้สึกขณะที่จุ่มมือลงในขันทั้งสามใบ (เมื่อยกมือซ้ายที่จุ่มในขันน้ำเย็นและมือขวาที่จุ่มในขันน้ำร้อนมาจุ่มลงในขันน้ำที่มีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้อง มือซ้ายจะมีความรู้สึกร้อนและมือขวาจะรู้สึกเย็น)

          2. ครูชี้ให้นักเรียนเข้าใจว่า เราจะเชื่อถือประสาทสัมผัสทางกายและประสาทสัมผัสทั้ง 5 (หู ตา จมูก ลิ้น กายสัมผัส) ได้ไม่แน่นอนเสมอไป จึงจำเป็นต้องใช้เครื่องมือช่วยขยายขอบเขตของประสาทสัมผัส เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ใกล้เคียงกับความเป็นจริงและมีข้อผิดพลาดมากที่สุด

2. ขั้นสอน

          3. ครูนำอภิปรายว่า ความรู้ทางด้านฟิสิกส์โดยส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการวัดปริมาณต่างๆ ดังนั้น เครื่องมือวัดจึงเป็นสิ่งจำเป็น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำความรู้จักและทำความเข้าใจเกี่ยวกับเครื่องมือวัดต่างๆ เพื่อความปลอดภัยในการทำงาน ประหยัดเวลา และสามารถตัดสินใจเลือกใช้เครื่องมือวัดให้เหมาะสมกับงานที่ทำ

          4. ครูให้ความรู้เกี่ยวกับการแสดงผลของการวัดของเครื่องมือวัด ซึ่งมี 2 แบบ คือ แบบขีดสเกลและแบบตัวเลข จากนั้นนำอภิปรายเกี่ยวกับปัจจัยที่มีผลต่อความถูกต้องของการวัด ซึ่งได้แก่ เครื่องมือวัด วิธีการวัด ผู้ทำการวัด และสภาพแวดล้อมขณะทำการวัด แล้วยกสถานการณ์ให้นักเรียนหาคำตอบ

            ตัวอย่างที่ 1 ในการวัดมวลของสารเคมีเพื่อเตรียมการทดลองทางด้านเคมีด้วยเครื่องชั่ง ดังรูป (equal-arm  balance) การวัดนี้กระทำในห้องซึ่งเปิดหน้าต่างให้ลมพัดโกรกเข้ามาได้ ค่ามวลที่อ่านได้จะมีความผิดพลาดอย่างไร

 

        แนวคำตอบ มวลของสารเคมีที่อ่านได้ด้วยวิธีการวัดนี้จะมีความผิดพลาดเนื่องจากอิทธิพลของลม  ซึ่งจะเข้าไปกระทบเครื่องชั่งซึ่งอาศัยหลักการสมดุล  โดยจะทำให้จานตาชั่งแกว่งขึ้นลงแนวดิ่งทำให้การอ่านค่ามวลทำได้ลำบาก  ควรจะทำการวัดในห้องปิดหรือนำเครื่องชั่งใส่ไว้ในตู้แล้วชั่งสารเคมีในตู้

          ตัวอย่างที่ 2 การวัดระยะระหว่างต้นไม้สองต้น  ดังรูป กระทำโดยใช้สายวัดยาว  10  เมตร สายวัดทำด้วยพลาสติกอ่อน อ่านค่าระยะระหว่างต้นไม้สองต้นได้  9.25  เมตรระยะที่วัดได้นี้จะมีความผิดพลาดจากกรณีไดบ้าง

 

 แนวคำตอบ  การวัดระยะระหว่างต้นไม้ตามวิธีการวัดนี้จะมีความผิดพลาดจาก

         1. เครื่องมือวัด  เพราะสายวัดทำด้วยพลาสติกอ่อนซึ่งยืดได้  ดังนั้นค่าที่อ่านได้จะเกิดความ

ผิดพลาดจากการยืดตัวของสายวัด

2. วิธีการ  เพราะวิธีการวัดเราต้องยึดสานวัดไว้ที่จุด  A  แล้วพยายามขึงสายวัดให้ตึงไม่ให้

อ่อนซึ่งเป็นวิธีที่จะทำให้สายวัดยืดตัว                                

3. สภาพแวดล้อม  เพราะในที่โล่งถ้ามีลมพัดแรงจะทำให้สายวัดสะบัด เราจึงจำเป็นต้องขึง

สายวัดให้ตึงเพื่อลดการสะบัดซึงเป็นสาเหตุให้สายวัดยืด

          5. ครูแบ่งนักเรียนออกเป็น 5 กลุ่มๆละ 8 คน โดยให้นักเรียนแต่ละกลุ่มนั่งประจำโต๊ะตามที่ครูกำหนด

          6. ครูแจ้งกับนักเรียนว่าแต่ละกลุ่มจะได้ตะกร้า 1 ใบ ซึ่งภายในมีอุปกรณ์อยู่ด้วยกัน 16 อย่าง คือ ก้อนดินน้ำมัน ก้อนหิน น้ำ เทอร์โมมิเตอร์แบบธรรมดาและแบบวัดไข้ สายวัด ไม้เมตร ไม้บรรทัด ตลับเมตร หลอดฉีดยา เครื่องชั่งสองแขน เครื่องชั่งสปริง กระป๋องพลาสติก เบอร์ 1 และเบอร์ 3 ถ้วยยูเรกาและกระบอกตวง นอกจากนี้แต่ละกลุ่มยังมีบัตรกิจกรรมพร้อมกระดาษบันทึกผลการวัดอย่างละ 1 แผ่น ให้แต่ละกลุ่มทำตามบัตรกิจกรรมและบันทึกผลลงในกระดาษบันทึกผล โดยใช้เวลาในการทำกิจกรรมประมาณ 30 นาที

          7. ระหว่างที่นักเรียนทำกิจกรรม ครูเดินสังเกตพฤติกรรมของกลุ่มและให้คำแนะนำตามความเหมาะสม

          8. เมื่อหมดเวลา ครูให้ทุกกลุ่มหยุดทำกิจกรรมและให้เก็บอุปกรณ์ลงในตะกร้าให้เรียบร้อย จากนั้นให้แต่ละกลุ่มนำเสนอผลการวัดหน้าชั้นเรียน โดยใช้คำถามและนำอภิปราย ดังต่อไปนี้

             - เหตุใดจึงเลือกใช้ตลับเมตรวัดความกว้าง ความยาว และความสูงของโต๊ะเรียน (เพราะตลับเมตรมีความยาวมากกว่าความยาว ความกว้างและความสูงของโต๊ะเรียน เวลาใช้ก็สะดวก คือ ใช้ตะขอของตลับเมตรเกี่ยวที่ขอบโต๊ะด้านหนึ่งแล้วดึงสายวัดออกจากตลับทาบไปตามความยาว ความกว้างและความสูง ถึงขอบโต๊ะด้านหนึ่งก็อ่านค่าได้ทันที ซึ่งหากใช้ไม้บรรทัดต้องวัดหลายครั้ง ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดขึ้นได้)

               - เหตุใดจึงเลือกใช้กระบอกตวงหาปริมาตรของก้อนหิน(เพราะก้อนหินมีรูปร่างไม่แน่นอน ไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิตและก้อนหินไม่ละลายน้ำ การหาปริมาตรจึงใช้แทนที่น้ำได้โดยดูจากระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นหลังใส่ก้อนหิน)

               - เหตุใดจึงเลือกใช้เครื่องชั่งสปริงในการหาน้ำหนักของก้อนหิน (เพราะเครื่องชั่งสปริงเป็นเครื่องมือที่ใช้หาน้ำหนักของวัตถุ)

               - เหตุใดจึงเลือกใช้เครื่องชั่ง 2 แขนในการหามวลของก้อนหิน (เพราะเครื่องชั่ง 2 แขน เป็นเครื่องมือที่ใช้หามวลของวัตถุ)

               - ถ้าจะหาปริมาตรของน้ำในถ้วย จะใช้กระบอกตวง หลอดฉีดยาหรือถ้วยยูเรกา (ใช้กระบอกตวง หลอดฉีดยาหรือถ้วยยูเรกา ก็ได้)

               - ถ้าจะหาปริมาตรของก้อนหินจะทำอย่างไร (ใช้ก้อนหินแทนที่น้ำ แล้วตวงหาปริมาตรของน้ำที่ล้นออกมาโดยใช้ถ้วยยูเรกาและหลอดฉีดยา)

               - จะใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบธรรมดาวัดอุณหภูมิของน้ำได้อย่างไร (ให้กระเปาะและ

ก้านเทอร์โมมิเตอร์จุ่มอยู่ในน้ำและก้านเทอร์โมมิเตอร์ต้องตั้งตรง เมื่อระดับของของเหลวในเทอร์โมมิเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลงแล้ว จึงอ่านค่าตรงขีดที่ตรงกับระดับของของเหลวในเทอร์โมมิเตอร์ โดยให้สายตาอยู่ที่ระดับเดียวกันกับของเหลวนั้นและเทอร์โมมิเตอร์ยังจุ่มอยู่ในสิ่งที่ต้องการวัด)

          9. ครูให้นักเรียนพิจารณาข้อมูลที่ได้จากการวัด (ซึ่งแต่ละครั้ง /หรือแต่ละกลุ่ม จะวัดได้ไม่เท่ากัน) แล้วอภิปรายร่วมกันถึงความคลาดเคลื่อนที่อาจเกิดขึ้นจากการวัดปริมาณเหล่านั้น ตลอดจนร่วมกันอภิปรายถึงวิธีการในการแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านั้น

          10. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า ความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นจากการวัดนั้น มี 2 แบบ  คือ ความคลาดเคลื่อนโดยบังเอิญ ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่อ่านค่าที่วัดได้ผิดพลาดหรืออ่านค่าที่วัดได้ถูกต้อง แต่เวลาบันทึกผลเกิดบันทึกผิด และความคลาดเคลื่อนเป็นระบบ ซึ่งเกิดจากการใช้วิธีการวัดไม่ถูกต้องในการเก็บรวบรวมข้อมูล

          11. ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนสอบถามเนื้อหาเรื่อง ธรรมชาติของการวัด ว่ามีส่วนไหนที่ไม่เข้าใจและให้ความรู้เพิ่มเติมในส่วนนั้น

3. ขั้นลงข้อสรุป

          12. ครูสอบถามนักเรียนด้วยประเด็นต่างๆ ดังต่อไปนี้

12.1. การใช้ประสาทสัมผัสและการประมาณด้วยการใช้ขนาดร่างกายของเรา เป็นเครื่องมือวัด

ที่น่าเชื่อถือหรือไม่อย่างไร (การใช้ประสาทสัมผัสและการประมาณด้วยการใช้ขนาดของร่างกายของเราเป็นเครื่องมือ ไม่มีความน่าเชื่อถือเท่าที่ควร เพราะขีดจำกัดของการใช้ประสาทสัมผัสของแต่ละคนต่างกัน)

12.2. ทักษะในการประมาณสามารถฝึกให้มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการวัดจากเครื่องมือวัด

ได้หรือไม่ (สามารถฝึกได้ แต่ละคนอาจใช้เวลาในการฝึกแตกต่างกัน)

12.3. การวัดความหนาของกระดาษควรใช้เครื่องมือวัดชนิดใด (ไมโครมิเตอร์)

12.4. การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของบีกเกอร์ควรใช้เครื่องมือวัดชนิดใด (เวอร์เนียร์)

13. ครูสรุปบทเรียนตามสาระต่อไปนี้ (การวัด หมายถึง ความสามารถในการเลือกใช้เครื่องมือ

ในการวัดอย่างเหมาะสม และใช้เครื่องมือนั้นหาปริมาณของสิ่งต่างๆออกมาเป็นตัวเลขได้ถูกต้องและรวดเร็วโดยมีหน่วยกำกับ ตลอดจนสามารถอ่านค่าที่วัดได้ถูกต้องและใกล้เคียงกับความเป็นจริง และเมื่อทำการวัดสิ่งใดสิ่งหนึ่งมักมีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นเสมอ เราสามารถแก้ไขความ คลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นขณะวัดได้ โดยทำการวัดหลายๆครั้ง และหาค่าเฉลี่ย)

          14. ครูมอบหมายให้นักเรียนไปศึกษาเนื้อหาเรื่อง การอ่านและการบันทึกผลการวัด ซึ่งจะเรียนในคาบเรียนต่อไปมาล่วงหน้า

สื่อ/อุปกรณ์/แหล่งเรียนรู้

1. หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม เล่ม 1 ของ สสวท.

2. อุปกรณ์ชุดการทดลอง 1 ตะกร้า 16 รายการ ได้แก่ ก้อนดินน้ำมัน ก้อนหิน น้ำ เทอร์โมมิเตอร์แบบธรรมดาและแบบวัดไข้ สายวัด ไม้เมตร ไม้บรรทัด ตลับเมตร หลอดฉีดยา เครื่องชั่ง 2 แขน เครื่องชั่งสปริง กระป๋องพลาสติก เบอร์ 1 และเบอร์ 3 ถ้วยยูเรกาและกระบอกตวง

3. บัตรกิจกรรม 1 แผ่น/กลุ่ม

4. ขันน้ำขนาดใหญ่ 3 ใบ พร้อมกับ น้ำแข็ง น้ำอุ่น น้ำที่อุณหภูมิห้อง

การวัดและประเมินผล

การวัดผลประเมินผลด้าน	วิธีการวัด	เครื่องมือวัด	เกณฑ์การผ่าน
1. ด้านความรู้ความเข้าใจ	1.การสรุปความคิดรวบยอด/แบบฝึกเสริมประสบการณ์	แบบสรุปความคิดรวบยอด ใบงานแบบฝึกเสริมประสบการณ์	ทำถูกต้องร้อยละ 70 ขึ้นไป
2. ด้านทักษะกระบวนการ	สังเกตจากการปฏิบัติกิจกรรมในชั้นเรียน	แบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้	ได้คะแนนในระดับ 3 รายการขึ้นไป
3.  ด้านจิตวิทยาศาสตร์	การสังเกตพฤติกรรมความสนใจและตั้งใจเรียน	แบบสังเกตพฤติกรรมความสนใจและตั้งใจเรียน	ได้คะแนนในระดับ 2 ขึ้นไป

ข้อเสนอแนะของผู้บริหารสถานศึกษา

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

ลงชื่อ..........................................................(ผู้บริหารสถานศึกษา)

      (.........................................................)

                                                   .................../....................../.......................

บันทึกหลังการสอน

          ผลการจัดการเรียนรู้

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

          ปัญหา/อุปสรรค

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

          แนวทางแก้ไข

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

ลงชื่อ..........................................................(ผู้สอน)

      (.........................................................)

                                                   .................../....................../.......................

บัตรกิจกรรม      1. จงเลือกใช้อุปกรณ์ในตะกร้าทำการวัดโต๊ะเรียน แท่งดินน้ำมัน ก้อนหิน และน้ำ พร้อมทั้งบันทึกผลที่วัดได้ เครื่องมือที่ใช้วัดและหน่วยที่ใช้วัดลงในตารางที่กำหนดให้       ตาราง ผลการวัด เครื่องมือที่ใช้วัด และหน่วยของการวัดสิ่งต่างๆที่กำหนดให้ สิ่งที่วัด ปริมาณ ครั้งที่วัด เครื่องมือที่ใช้วัด หน่วยของการวัด 1 2 3 เฉลี่ย 1. โต๊ะเรียน ความยาว ความกว้าง ความสูง 2. แท่งดิน น้ำมัน มวล น้ำหนัก ปริมาตร 3. ก้อนหิน มวล น้ำหนัก ปริมาตร 4. น้ำ มวล ปริมาตร อุณหภูมิ    2.                                                                      เส้นตรง AB ยาว.........................เซนติเมตร             A                                              B                    เครื่องมือที่ใช้วัด คือ ..................................     3. จงบอกชื่อเครื่องมือที่ใช้วัดปริมาณของสิ่งต่อไปนี้        3.1) ความลึกของหลุมที่ขุด.........................................................        3.2) ปริมาตรของเกลือในขวด ...................................................        3.3) อุณหภูมิร่างกายของนายแดง...............................................        3.4) ปริมาตรของน้ำในแก้ว .......................................................        3.5) น้ำหนักของผลส้ม 6 ผล.......................................................     JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

เฉลยบัตรกิจกรรม      1. จงเลือกใช้อุปกรณ์ในตะกร้าทำการวัดโต๊ะเรียน แท่งดินน้ำมัน ก้อนหิน และน้ำ พร้อมทั้งบันทึกผลที่วัดได้ เครื่องมือที่ใช้วัดและหน่วยที่ใช้วัดลงในตารางที่กำหนดให้       ตาราง ผลการวัด เครื่องมือที่ใช้วัด และหน่วยของการวัดสิ่งต่างๆที่กำหนดให้ สิ่งที่วัด ปริมาณ ครั้งที่วัด เครื่องมือที่ใช้วัด หน่วยของการวัด 1 2 3 เฉลี่ย 1. โต๊ะเรียน ความยาว ตลับเมตรหรือไม้เมตร เมตรหรือเซนติเมตร ความกว้าง ความสูง 2. แท่งดิน น้ำมัน มวล เครื่องชั่ง 2 แขน กรัม น้ำหนัก เครื่องชั่งสปริง กรัม ปริมาตร ไม้บรรทัด ลบ.ซม. 3. ก้อนหิน มวล เครื่องชั่ง 2 แขน กรัม น้ำหนัก เครื่องชั่งสปริง กรัม ปริมาตร กระบอกตวงฯ ลบ.ซม. 4. น้ำ มวล เครื่องชั่ง 2 แขน กรัม ปริมาตร กระบอกตวงฯ ลบ.ซม. อุณหภูมิ เทอร์โมมิเตอร์ เซลเซียส    2.                                                         เส้นตรง AB ยาว.........................เซนติเมตร             A                                              B                    เครื่องมือที่ใช้วัด คือ ไม้บรรทัด     3. จงบอกชื่อเครื่องมือที่ใช้วัดปริมาณของสิ่งต่อไปนี้        3.1) ความลึกของหลุมที่ขุด.........................................................(ไม้เมตร)        3.2) ปริมาตรของเกลือในขวด ...................................................(กระบอกตวง)        3.3) อุณหภูมิร่างกายของนายแดง...............................................(เทอร์โมมิเตอร์)        3.4) ปริมาตรของน้ำในแก้ว .......................................................(กระบอกตวง/หลอดฉีดยา)        3.5) น้ำหนักของผลส้ม 6 ผล......................................................(เครื่องชั่งสปริง)     JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ