กลไกในชีวิตประจำวัน “สร้างของเล่นเพื่อน้องอนุบาล”

นักเรียนหลายคนถ้าพูดถึงวิชาฟิสิกส์ อาจจะมองว่าเป็นยาขมที่แทบจะเดินหนีกันเลยที่เดียว เอาจริงๆ วิชาฟิสิกส์ก็อาจจะเป็นวิชาที่ต้องมีการคำนวณเพื่อให้เกิดความแม่นยำมากขึ้น แต่ไม่ได้หมายความว่าหัวใจสำคัญคือการคำนวณ แท้ที่จริงแล้วมันคือวิชาที่ว่าด้วยการไปเข้าใจสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัว เข้าใจธรรมชาติ อาจจะมีบ้างที่ต้องอาศัยหลักคณิตเข้ามาเพื่อเป็นเครื่องมือในการอธิบายปรากฎการณ์ต่างๆ ได้มากขึ้น และนี้ก็เป็นอีก 1 เทอม ที่นักเรียนต้องพบเจอกับวิชาพิสิกส์ แต่จะทำอย่างไรละ ที่จะทำให้นักเรียนเกิดความเข้าใจ ไม่หันหน้าหนีซะก่อน

ถ้าเราเรียนไปเล่นไปละ มันจะเกิดอะไรขึ้น เลยตั้งหัวข้อการเรียนรู้ "เรียนเป็น (ของ) เล่น" ขึ้นมา และมีเป้าหมายของการจัดการเรียนรู้ เพื่อให้มีสายตาในการมองเห็นกลไกฟิสิกส์ซ่อนอยู่ในชีวิตประจำวันของทุกคน รู้จักและทำความเข้าใจต่อหลักการทำงานที่อยู่เบื้องหลัง เพื่อนำมาประยุกต์ในการสร้างงาน (ของเล่น) ให้เกิดประโยชน์ ใช้งานได้จริง และมีคุณค่าต่อผู้อื่น

กระบวนการจัดการเรียนรู้

การเรียนรู้แบบสืบค้น (Inquiry-Based Learning) ในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับกลไกที่ใช้ความรู้ทางฟิสิกส์ ด้วยการสำรวจจากสื่อของจริง และค้นคว้าหาความรู้เพิ่มเติม ฝึกปฏิบัติ ทำแบบฝึก สร้างความรู้ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ แล้วนำมาออกแบบสร้างชิ้นงานสิ่งประดิษฐ์เชิงกลไก และเรียนรู้ด้วยการลงมือปฏิบัติสร้างนวัตกรรม ที่เรียกว่า STEM (Science, Technology, Engineer, Mathematics) โดยขั้นตอนการเรียนรู้ดังนี้

ขั้นตอนที่ 1 Input กลไกในชีวิตประจำวันผ่านตัวอย่างของเล่น

1. เปิดด้วยการนำสิ่งประดิษฐ์ ให้นักเรียนแบ่งกลุ่มสำรวจ สังเกต และระบุกลไกของเครื่องคัดแยกเหรียญ (พื้นเอียง), หุ่นยนต์เดิน 2 ขา (รอก), หุ่นกายกรรม (คานและพื้นเอียง) #ครูลงมือสร้างเองเป็นตัวอย่างให้กับนักเรียน ยกเว้นหุ่นกายกรรม

2. ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่ม สำรวจ สังเกตระบุรายละเอียดลักษณะรูปร่าง หน้าที่หรือการทำงาน ตั้งข้อสงสัยหรือคำถามจากการสังเกต สู่การคาดการณ์

3. นักเรียนแต่ละกลุ่มนำเสนอข้อค้นพบของกลุ่ม โดยมีครูเป็นผู้จัดการข้อมูลขึ้นกระดานอย่างเป็นระบบ

4. ครูประมวลภาพรวมจากการนำเสนอของนักเรียนแล้วตั้งคำถามเชื่อมสู่ความรู้กลไกในชีวิตประจำวัน พร้อมเขียนบันทึกการเรียนรู้ของตนเอง

ขั้นตอนที่ 2 เจาะลึกหลักการกลไก "เครื่องทุ่นแรงอย่างง่าย"

1. ศึกษาหลักการทำงานของ “พื้นเอียง, รอก, คาน, เฟือง” ผ่านการทดลอง เพื่อศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อกลไกดังนี้

2. แบ่งกลุ่มนักเรียน และลงมือทำการทดลอง เพื่อศึกษาตามโจทย์ที่กำหนดให้

- คาน (ความสมสมดุล, ความไม่สมดุลของคาน, การรับน้ำหนัก, ประเภทของคาน และตำแหน่งการออกแรง)

- รอก (ทิศทางของแรงดึงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ และขนาดของแรงดึงกับน้ำหนักของวัตถุ)

- พื้นเอียง (มุมภายของสามเหลี่ยมกับความลาดชันของพื้นเอียง)

3. สังเกตผลที่เกิดขึ้น เขียนระบุผลการทดลอง ลงแบบบันทึกผลการทดลอง

4. ร่วมแลกเปลี่ยนผลการลดลอง อภิปรายเหตุปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณสมบัติของกลไก

5. ครูพาประมวลความรู้จากการแลกเปลี่ยน เพิ่มเติมความรู้หลักการและวิธีการคำนวณการทุนแรงของกลไกพื้นฐาน

ขั้นตอนที่ 3 โครงงานสิ่งประดิษฐ์ของเล่นเพื่อน้องอนุบาล

1. นักเรียนแบ่งกลุ่มคิดสิ่งประดิษฐ์โดยใช้ความรู้เรื่องกลไกเครื่องทุ่นแรงอย่างง่ายภายใต้หัวข้อ “ของเล่นเพื่อน้องอนุบาล”

2. สืบค้นข้อมูลและออกแบบชิ้นงาน (รูปแบบชิ้นงาน, กลไก, วัสดุ, ขนาด, ขั้นตอนการประกอบชิ้นงาน)

3. นักเรียนนำเสนอการออกแบบ และตรวจสอบความรู้หลักการกับแบบงานของนักเรียน

4. ลงมือสร้างชิ้นงาน บันทึกความคืบหน้าของการทำงาน ปัญหาข้อติดขัด และร่วมสะท้อนแนวทางแก้ไข

5. ทดสอบการทำงานของกลไกสิ่งประดิษฐ์ พัฒนาปรับปรุงชิ้นงานให้ดีขึ้น6. นำของเล่นไปให้ครูและน้องอนุบาลเล่น เก็บข้อมูลบันทึกผลตามแบบสอบถามและรวบรวมผลการสำรวจ 

7. วิเคราะห์ผลการสำรวจ สรุปแนวทางปรับปรุงชิ้นงาน เช่น ของเล่นกับพัฒนาการของเด็ก กลไก วัสดุ และความแข็งแรง

8. นักเรียนรวบรวมข้อมูลที่ได้จากการสำรวจและสืบค้นข้อมูลมาออกแบบชิ้นงานให้เหมาะสมกับน้องอนุบาลมากขึ้น 

9. ลงมือปรับแก้ชิ้นงาน ทดสอบชิ้นงานจนสำเร็จ

10. นำเสนอชิ้นงานกับครูอนุบาล เพื่อขายไอเดียและส่งมอบของเล่นให้น้องอนุบาล

11. สะท้อนการเรียนรู้ร่วมกันและเขียนสรุปการเขียนรู้ของตนเอง

สรุปการเรียนรู้จากการทำกิจกรรม

นักเรียนสามารถถอดปรากฏการณ์ธรรมชาติ มาเป็นกฎความรู้และเชื่อมโยงหลักการของเครื่องทุ่นแรงกับชีวิตประจำวัน คาน รอก พื้นเอียง คิดเชื่อมโยงความรู้หลักการทำงานมาสร้างเป็นของเล่นได้ มองเห็นคุณค่าของสิ่งต่างๆ เลือกใช้วัสดุอย่างเหมาะสมกับการทำงานของกลไก และนำมาใช้สร้างชิ้นงานให้ประโยชน์สูงสุด ทั้งต่อตนเองและผู้อื่น