2-05 เรื่อง Calorimeter แบบง่าย ในรายวิชา ปฏิบัติการเคมีเชิงฟิสิกส์ 1

 

1. จุดประสงค์การจัดการเรียนรู้ (Objective)
   • นักศึกษาสามารถสืบหาข้อมูล ออกแบบ และสร้างนวัตกรรมเครื่อง Calorimeter แบบง่ายของกลุ่มตนเองได้
   • นักศึกษามีทักษะการทำงานเป็นทีม การสื่อสาร นำเสนออย่างสร้างสรรค์ สามารถสังเกตและร่วมกันคิดวิเคราะห์ แก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นจากการนำเครื่อง Calorimeter ไปใช้ได้
2. กิจกรรม (Activities)

ความคิดรวบยอด: กิจกรรมนี้เป็นการจัดการเรียนรู้แบบ Project-Based Learning โดยเน้นการบูรณาการความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ (Science) ความรู้ทางด้านเทคโนโลยี (Technology) ความรู้ทางด้านวิศวกรรม (Engineering) และความรู้ด้านคณิตศาสตร์ (Mathematics) โดยมีขั้นตอนการจัดกิจกรรมดังต่อไปนี้

 

ขั้นตอนที่ 1 ขั้นกำหนดโจทย์และกระตุ้นผู้เรียน

ขั้นตอนนี้ผู้สอนจะชี้แจงถึงรูปแบบของกิจกรรมการจัดการเรียนรู้ มีใบงานที่กำหนดขอบเขตโจทย์และการประเมินผลให้กับนักศึกษาแต่ละกลุ่มอย่างชัดเจน โดย 1 กลุ่มจะประกอบด้วยนักศึกษาจำนวน 3-4 คน

ผู้สอนจะมีการกระตุ้นให้นักศึกษาได้ทราบถึงแนวคิดทั่วๆ ไปในการออกแบบวัสดุอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีใช้ในชีวิตประจำวัน พร้อมยกตัวอย่างประกอบการอธิบาย เพื่อให้นักศึกษาเข้าใจถึงองค์ประกอบเบื้องต้นที่จำเป็นในการออกแบบ Calorimeter แบบง่าย ที่จะต้องนำมาใช้ในการวัดความร้อนของปฏิกิริยาเคมี

 

ขั้นตอนที่ 2 ขั้นการสืบค้นข้อมูล แลกเปลื่ยนเรียนรู้ และลงข้อสรุปการออกแบบ Calorimeter แบบง่าย

ขั้นตอนนี้นักศึกษาแต่ละกลุ่มจะต้องสืบค้นข้อมูลจากแหล่งความรู้ต่างๆ ผ่านเครื่องมือไอซีที เพื่อนำมาแลกเปลี่ยนเรียนรู้ร่วมกัน จากนั้นภายในกลุ่มจะลงข้อสรุป และออกแบบ Calorimeter แบบง่ายตามแนวคิดที่ได้ตกลงกันไว้ โดยนักศึกษาแต่ละกลุ่มจะต้องนำเสนอแนวคิดในการออกแบบเป็น mind map พร้อมระบุที่มาของแหล่งข้อมูลที่ใช้ในการออกแบบในขั้นตอนถัดไป

 

ขั้นตอนที่ 3 ขั้นนำเสนอแนวคิดในการออกแบบ Calorimeter แบบง่าย แลกเปลี่ยนเรียนรู้กับเพื่อนร่วมห้องและกับอาจารย์ประจำวิชา

ขั้นตอนนี้นักศึกษาแต่ละกลุ่มออกมานำเสนอแนวคิดของตนเองในรูปแบบ Mind map สมาชิกภายในห้องเรียนได้สอบถาม ให้ข้อเสนอแนะ และแลกเปลี่ยนแนวคิดร่วมกัน โดย 1 กลุ่มใช้เวลาประมาณ 30 นาที

 

ขั้นตอนที่ 4 ขั้นลงมือสร้าง Calorimeter แบบง่าย

ขั้นตอนนี้นักศึกษาแต่ละกลุ่มนำแบบร่างของ Calorimeter แบบง่ายที่ได้มาดำเนินการปรับแก้ไขตามข้อเสนอแนะและดำเนินการสร้าง Calorimeter แบบง่าย โดยแต่ละกลุ่มจะต้องดำเนินการถ่ายภาพนิ่ง หรือภาพเคลื่อนไหวในทุกขั้นตอนที่ดำเนินการสร้าง Calorimeter

นักศึกษาแต่ละกลุ่มนำภาพที่ได้มาออกแบบ ร้อยเรียงเรื่องราวเพื่อจัดทำสื่อวีดีทัศน์นำเสนอองค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับ Calorimeter และขั้นตอนการสร้าง Calorimeter ของแต่ล่ะกลุ่ม

นักศึกษาแต่ละกลุ่มนำสื่อวีดีทัศน์ up load ไว้ใน youtube และนำภาพนิ่ง up load ไว้ใน facebook หรือ google drive จากนั้นส่ง link ให้อาจารย์ผู้สอนผ่าน google form ตาม link ที่ผู้สอนกำหนดให้คือ https://goo.gl/forms/qBuBXjP9H7 โดยกรอกรายละเอียดของชิ้นงานและกิจกรรมที่ดำเนินการ ความประทับใจ และประโยชน์ที่ได้จากการทำกิจกรรม (ข้อมูลส่วนนี้จะนำไปใช้ในขั้นตอนที่ 6)

 

ขั้นตอนที่ 5 ขั้นนำ Calorimeter แบบง่ายมาทดสอบใช้ในการหาค่าความจุความร้อนและความร้อนของปฏิกิริยาการแตกตัวของกรดอะซิตริก

ขั้นตอนนี้นักศึกษาแต่ละกลุ่มนำ Calorimeter แบบง่ายที่สร้างขึ้นมาใช้ในการทดลอง นักศึกษาบันทึกผลการทดลอง คำนวณผลหาค่าความจุความร้อนของ Calorimeter แบบง่ายที่สร้างขึ้นก่อน จากนั้นจึงนำค่าที่คำนวณได้พร้อม Calorimeter ที่สร้างขึ้นไปใช้ในการหาความร้อนของปฏิกิริยาการแตกตัวของกรดอะซิตริก

ในระหว่างการทดลองนักศึกษาแต่ละกลุ่มจะต้องสังเกตว่าในขณะที่ทำการทดลอง Calorimeter แบบง่ายที่สร้างขึ้นมีข้อเสีย หรือ เกิดปัญหาขณะที่ทำการทดลองอย่างไรบ้าง จากนั้นจดบันทึกผลการทดลองไว้ เพื่อจะได้ทำการวางแผนแก้ไขในขั้นตอนถัดไป

 

ขั้นตอนที่ 6 ขั้นแก้ไขปัญหา ออกแบบ และนำเสนอแนวทางแก้ไข Calorimeter แบบง่ายที่สร้างขึ้น

ขั้นตอนนี้นักศึกษาแต่ละกลุ่มจะนำข้อมูลจากผลการทดลอง ผลการสังเกตการนำCalorimeter ที่สร้างขึ้นไปใช้ในการทดลอง มาทำการระดมสมอง หาข้อมูลเพิ่มเติม เพื่อหาแนวทางการแก้ไข ปรับปรุง Calorimeter หรือกระบวนการนำ Calorimeter ไปใช้ในการหาความร้อนของปฏิกิริยาการแตกตัวของกรดอะซิตริก

 

จากนั้นนักศึกษาแต่ละกลุ่มมานำเสนอสรุปแนวคิดตั้งแต่การเริ่มออกแบบ การสร้าง Calorimeter ซึ่งนำเสนอโดยใช้วีดีทัศน์ที่จัดทำขึ้นในขั้นตอนที่ 4 การนำ Calorimeter ไปใช้ในการทดลอง และนำเสนอแนวทางการปรับปรุงตามที่ออกแบบไว้

ขั้นตอนที่ 7 ขั้นสรุปและประเมินผลการจัดการเรียนรู้

ขั้นตอนนี้จะทำการสรุปผลที่นักศึกษาได้เรียนรู้ และประโยชน์ที่นักศึกษาได้รับจากการจัดการเรียนรู้แบบ Project-Based Learning โดยเน้นการบูรณาการ STEM education โดยประเมินจาก

การทำงานเป็นทีม การแลกเปลี่ยนเรียนรู้ และการออกแบบ                      30%

การนำเสนอในขั้นตอนต่างๆ                                                        30%

ความคิดสร้างสรรค์ การนำชิ้นงานไปใช้งาน ผลที่ได้จากการทดลอง              30%

การแก้ไขปัญหา และแนวทางการปรับปรุง                                        10%

 

3. เครื่องมือไอซีทีที่ใช้ในการวางแผน การผลิต รังสรรค์ชิ้นงาน และเผยแพร่ชิ้นงาน

• • Smart phone
  • Tablet
  • PC computer
  • Google drive
  • Google form
  • You tube
  • Facebook
  • Camtasia Studio
  • Power point 2013
  • WinX Free MOV to MP4 Converter

 

4. การวัดและประเมินผล

ดำเนินการวัดและประเมินผลโดยพิจารณาจากเกณฑ์ดังต่อไปนี้

• การแลกเปลี่ยนเรียนรู้ และการออกแบบ 30%

• ประเมินจาก mind map ที่ออกแบบ 10%
• แหล่งข้อมูล ที่มาของแหล่งข้อมูล และความถูกต้อง 10%
• การโต้ตอบ ซักถาม แลกเปลี่ยนเรียนรู้ 2 ครั้ง ในขั้นตอนที่ 3 และ 6 10%
  • การนำเสนอในขั้นตอนต่างๆ           30%
• การนำเสนอในชั้นเรียน 2 ครั้ง 20%
• สื่อวีดีทัศน์ 10%
  • ความคิดสร้างสรรค์ การนำชิ้นงานไปใช้งาน ผลที่ได้จากการทดลอง 30%
• ความคิดสร้างสรรค์ การสร้าง Calorimeter 15%
• ความสะดวก ถูกต้อง แม่นยำจากการนำ Calorimeter ไปใช้ 15%
  • การแก้ไขปัญหา และแนวทางการปรับปรุง 10%

 

5. บันทึกอนุทินหลังการจัดการเรียนรู้

ผลจากการจัดการเรียนรู้แบบ Project-Based Learning โดยเน้นการบูรณาการความรู้ STEM พบว่านักศึกษาได้ฝึกทักษะการคิดสร้างสรรค์ การสืบค้นหาองค์ความรู้ การสื่อสาร การวางแผน และทำงานเป็นทีม จากปัญหาที่ต้องลงมือปฏิบัติจริง เพื่อนำไปใช้จริงๆ ในการทดลองหาความร้อนของปฏิกิริยา นอกจากนี้พบว่านักศึกษามีความสุข สนุกสนาน มีความสามัคคี และได้ความภาคภูมิใจที่สามารถสร้างชิ้นงานได้ด้วยตนเอง

6. ข้อมูลเพิ่มเติม

กิจกรรมนี้ได้บูรณาการ STEM ร่วมกับการจัดการเรียนรู้ที่เน้นการปฏิบัติจริงของนักศึกษา จากการกำหนดปัญหาที่นักศึกษาต้องสร้าง Calorimeter แบบง่าย ที่มีคุณสมบัติที่ดีที่สุด สามารถเก็บความร้อนและวัดความร้อนของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นได้ถูกต้องที่สุด โดยในการจัดการเรียนรู้นักศึกษาได้บูรณาการความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ในขั้นตอนที่นักศึกษาจะต้องสืบค้น หาข้อมูลทางวิทยาศาสตร์มาใช้ในการออกแบบมาตรวัดความร้อน รวมทั้งต้องมีความรู้ทาง thermodynamic ในการนำ Calorimeter แบบง่าย ไปใช้ในการหาค่าความจุความร้อนและความร้อนของปฏิกิริยาการแตกตัวของกรดอะซิตริก

ได้บูรณาการความรู้ทางด้านเทคโนโลยีในขั้นตอนที่นักศึกษาต้องออกแบบ Calorimeter แบบง่าย ซึ่งนักศึกษามีความคิดสร้างสรรค์โดยนำเทคโนโลยีการทำสูญญากาศด้วยระบบปั๊ม การออกแบบมอเตอร์แบบง่ายมาใช้ในการกวนสารขณะที่ทำการทดลอง เป็นต้น มีการนำเทคโนโลยีไอซีทีมาใช้ในการนำเสนอองค์ความรู้เกี่ยวกับ Calorimeter และการลงมือสร้างจากแบบเริ่มต้น และการใช้เทคโนโลยีไอซีทีในการส่งผลงาน และแลกเปลี่ยนเรียนรู้ร่วมกับคนอื่นๆ เป็นต้น

ได้บูรณาการความรู้ทางด้านวิศวกรรมในขั้นตอนที่นักศึกษาต้องมีการทำงานเป็นทีม การออกแบบ การลงมือสร้าง การทดสอบต้นแบบ และการแก้ไขต้นแบบของ Calorimeter แบบง่ายที่สร้างขึ้น

และได้บูรณาการความรู้ทางด้านคณิตศาสตร์ในขั้นตอนที่นักศึกษาต้องมีการเปรียบเทียบข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ในตอนเริ่มต้นการออกแบบ มีการบันทึกผลการทดลอง และการนำผลการทดลองมาคำนวณหาค่าความจุความร้อนและความร้อนของปฏิกิริยาการแตกตัวของกรดอะซิตริก

 

7. รายชื่อเจ้าของผลงาน

ชื่อ-นามสกุล: อาจารย์ ดร. พูนศิริ ทิพย์เนตร

สถานที่ทำงาน: สาขาวิชาเคมี  คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏเพชรบุรี

หมายเลขโทรศัพท์: 081-7540495             e-mail: thipnate@gmail.com

เรื่องเล่าดิจิทัล การใช้ไอซีทีจัดการเรียนรู้ด้วยโครงการตามแนวคอนสตรักชันนิซึม

        
รับชมผลงานนักศึกษาได้ที่ https://goo.gl/AbP4JN