เรื่อง สมบัติทางกายภาพของ วัสดุ ป 4

สะเต็มศึกษา (วิทยาศาสตร์) ป.4 หน่วย 3 เรื่อง สมบัติทางกายภาพของวัสดุสมบัติของแต่ละสถานะของสสาร

ระดับชั้น : ประถมศึกษาปีที่ 4
หน่วยที่ : 3
เรื่อง :  สมบัติทางกายภาพของวัสดุสมบัติของแต่ละสถานะของสสาร
สาระ : สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ

ตัวชี้วัด :
ว 2.1.1 เปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพด้านความแข็งสภาพยืดหยุ่นการนำความร้อน และการนำไฟฟ้าของวัสดุโดยใช้หลักฐานเชิงประจักษ์จากการทดลองและระบุการนำสมบัติเรื่องความแข็งสภาพยืดหยุ่น การนำความร้อนและการนำไฟฟ้าของวัสดุไปใช้ในชีวิตประจำวัน ผ่านกระบวนการออกแบบชิ้นงาน
ว 2.1.2 แลกเปลี่ยนความคิดกับผู้อื่นโดยการอภิปรายสมบััติทางกายภาพของวัสดุอย่างมีเหตุผลจากการทดลอง
ว 2.1.3 เปรียบเทียบสมบัติของสสารทั้ง ๓ สถานะจากข้อมูลที่ได้จากการสังเกตมวล การต้องการที่อยู่ รูปร่างและปริมาตรของสสาร
ว 2.1.4 ใช้เครื่องมือเพื่อวัดมวล และปริมาตรของสสารทั้ง ๓ สถานะ

บทนำของเรื่อง : 
วัสดุแต่ละชนิดมีสมบัติที่แตกต่างกัน มนุษย์จึงนำวัสดุต่างๆ  มาประดิษฐ์เป็นสิ่งของโดยเลือกจากสมบัติของวัสดุให้เหมาะสมกับประโยชน์ที่ต้องการใช้ เช่น หากต้องการประดิษฐ์หม้อ ก็ต้องเลือกวัสดุที่นำความร้อนได้ดี ทนทานแข็งแรง วัสดุประกอบขึ้นมาจากสสารหรือสารต่าง ๆ
ซึ่งสสารจะมีสถานะด้วยกันหลายอย่าง เช่น ของแข็ง ของเหลว และ แก๊ส ซึ่งทั้ง 3 สถานะนี้ก็มีสมบัติที่เหมือนและแตกต่างกันโดยการสังเกตจากมวลและต้องการที่อยู่ รูปร่างและปริมาตร

• Science WOW
• Exploring Activity
• Experiment Activity
• STEM Challenge
• DIY
• Youtube

น้ำสายรุ้งมหัศจรรย์ (Amazing rainbow)

จุดประสงค์ :
ศึกษาประโยชน์จากวัสดุที่มีสมบัติความหนาแน่นแตกต่างกัน

อุปกรณ์ :
1. น้ำผึ้ง 2. น้ำเชื่อม 3. นม 4. น้ำยาล้างจาน 5. น้ำมันพืช 6. น้ำ 7. น้ำมันตะเกียง 8. ดรอปเปอร์ 9. แอลกอฮอล์ 70 % 10. น้ำเชื่อมเมเปิ้ล (maple syrup) 11. แก้วหรือกระบอกตวงยาว 12. บีกเกอร์

วัตถุทดลอง : 1. น๊อต 2. ข้าวโพดคั่ว 3. ลูกปัด 4. มะเขือเทศเชอรี่ 5. ฝาจีบน้ำอัดลม 6. ลูกปิงปอง

วิธีทำ :
1. นำขวดและบีกเกอร์มาล้างให้สะอาด
2. ขั้นตอนแรกเทน้ำชนิดต่างๆ ตั้งแต่ชั้นที่ 1 ไล่ไปเป็นลำดับ ดังนี้
2.1 ชั้นที่ 1 น้ำผึ้ง
2.2 ชั้นที่ 2 น้ำเชื่อม
2.3 ชั้นที่ 3 น้ำเชื่อมเมเปิ้ล
2.4 ชั้นที่ 4 นม
2.5 ชั้นที่ 5 น้ำยาล้างจาน
2.6 ชั้นที่ 6 น้ำ
2.7 ชั้นที่ 7 น้ำมันพืช
2.8 ชั้นที่ 8 แอลกอฮอล์ 70%
2.9 ชั้นที่ 9 น้ำมันตะเกียง (สามารถใช้ดรอปเปอร์ช่วยในการหยดน้ำได้)
3. จากนั้นใส่วัตถุที่ต้องการทดลองแต่ละชนิดลงในภาชนะทดลองสังเกตผล
4. ถ้าต้องการให้น้ำเป็นชั้นสีที่ชัดเจนให้เติมสีผสมอาหารลงในน้ำได้เลย

การแบ่งชั้นของน้ำเกิดจากสมบัติของวัสดุ [ ] ใช่ หรือ [ ] ไม่ใช่
เหตุผลในการเลือกใช้วัสดุต่างๆ เพื่อนำมาทำของเล่นของใช้
ควรคำนึงถึงสมบัติที่เหมาะสม [ ] ใช่ หรือ [ ] ไม่ใช่

ความรู้เพิ่มเติมจากกิจกรรม

เหุตผลในการเลือกใช้วัสดุประเภทต่าง ๆ

ตัวอย่างสมบัติของวัสดุต่างๆ

1. ไม้ เป็นวัสดุที่ได้มาจาก ต้นไม้ มีลักษณะ
ความเหนียว : ไม่เหนียว
ความแข็ง : ปานกลาง-มาก
ความยืดหยุ่น : น้อย
การนำไฟฟ้า : ไม่ได้(เป็นฉนวน)
การดูดซึมน้ำ : น้อย
การนำความร้อน : ไม่ได้(เป็นฉนวน)
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : ทำเฟอร์นิเจอร์ ของเล่น

2. กระดาษ เป็นวัสดุที่ได้มาจาก ไม้ มีลักษณะ
ความเหนียว : ไม่เหนียว
ความแข็งแรง : ฉีกขาดง่าย
ความยืดหยุ่น : ไม่ยืดหยุ่น
การนำไฟฟ้า : ไม่นำไฟฟ้า
การดูดซึมน้ำ : มาก
การนำความร้อน : ไม่ได้(เป็นฉนวน)
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : สมุด หนังสือ และสิ่งพิมพ์

3. ยาง เป็นวัสดุที่ได้มาจาก น้ำยางธรรมชาติ หรือสังเคราะห์
ความเหนียว : เหนียว
ความแข็งแรง : ไม่แข็งแรง
ความยืดหยุ่น : สูง
การนำไฟฟ้า : ไม่นำไฟฟ้า(เป็นฉนวน)
การดูดซึมน้ำ : ไม่ดูดซึมน้ำ
การนำความร้อน : ไม่ได้ (เป็นฉนวน)
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : ยางรถยนต์ หนังยาง ลูกโป่ง

3. ยาง เป็นวัสดุที่ได้มาจาก น้ำยางธรรมชาติ หรือสังเคราะห์
ความเหนียว : เหนียว
ความแข็งแรง : ไม่แข็งแรง
ความยืดหยุ่น : สูง
การนำไฟฟ้า : ไม่นำไฟฟ้า(เป็นฉนวน)
การดูดซึมน้ำ : ไม่ดูดซึมน้ำ
การนำความร้อน : ไม่ได้ (เป็นฉนวน)
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : ยางรถยนต์ หนังยาง ลูกโป่ง

4. พลาสติก เป็นวัสดุที่ได้มาจาก น้ำมันดิบ-ปิโตรเคมี
ความเหนียว : เหนียว
ความแข็งแรง : น้อย-ปานกลาง
ความยืดหยุ่น : ไม่ยืดหยุ่น
การนำไฟฟ้า : ไม่นำไฟฟ้า
การดูดซึมน้ำ : ไม่ได้
การนำความร้อน : ไม่ได้(เป็นฉนวน)
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : ถุงใส่ของ เสื้อกันฝน ของเล่น

5. โลหะ เป็นวัสดุที่ได้มาจาก หินและแร่ธาตุ
ความเหนียว : ไม่เหนียว
ความแข็งแรง : มาก
ความยืดหยุ่น : ไม่ยืดหยุ่น
การนำไฟฟ้า : นำไฟฟ้าได้ดี
การดูดซึมน้ำ : ไม่ได้
การนำความร้อน : นำความร้อนได้ดี
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : ก่อสร้าง เครื่องครัว

6. ผ้า เป็นวัสดุที่ได้จาก เส้นใยธรรมชาติ หรือจากเส้นใยสังเคราะห์
ความเหนียว : น้อย
ความแข็งแรง : ไม่แข็งแรง
ความยืดหยุ่น : ปานกลาง
การนำไฟฟ้า : ไม่นำไฟฟ้า
การดูดซึมน้ำ : ดีมาก
การนำความร้อน : ไม่ได้(เป็นฉนวน)
เหมาะสำหรับนำไปใช้ : สวมใส่ ผ้าเช็ดหน้า ปลอกหมอน

สำรวจสถานะของสสารต่างๆ ในชีวิตประจำวัน

คำชี้แจ้ง : ให้นักเรียน นำวัตถุหรือสสารต่างๆ รอบตัวมา 4 อย่างและบอกสถานะของสสารนั้นพร้อมอธิบายเหตุผล

ให้สรุปลักษณะของสสารในสถานะต่าง ๆ เช่น ของแข็ง ของเหลว และ แก๊ส
1. สถานะของแข็ง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. สถานะของเหลว
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3. สถานะแก๊ส
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

ความรู้เพิ่มเติมจากกิจกรรม

เครื่องมีอที่ใช้วัดค่ามวล และปริมาตรของสสาร

ทดลองใช้เครื่องมือเพื่อวัดมวล และปริมาตรของสสาร

คำชี้แจ้ง :
1. ให้นักเรียนนำสสารหรือวัสดุต่างๆ ที่ครูกำหนดให้มาสังเกตสถานะของสาร
2. จากนั้นนำสสารหรือวัสดุมาวัดปริมาตรดังนี้
2.1 ของแข็งให้นำมาวัดกับถ้วยยูเรก้าที่ใส่น้ำไว้ปริ่มปากที่ไหลออก ใส่ของแข็งลงไปช้า ๆ สังเกตน้ำที่ไหลออก
2.2 ของเหลวให้นำมาวัดโดยการเทลงบีกเกอร์ขนาด 500 Ml จากนั้นให้อ่านค่าข้างบีกเกอร์
2.3 แก๊สให้เป่าใส่ในลูกโป่งสังเกตขนาด
3.จากนั้นให้นำทั้งหมดที่ได้มาชั่งน้ำหนักเพื่อหามวล บันทึกผล

1. จงบอกเครื่องมือที่ใช้วัดมวล และปริมาตร ของวัตถุ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. สสารที่เป็นของแข็งสามารถวัดปริมาตร ได้โดยใช้เครื่องมือใด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3. สสารที่เป็นของเหลวสามารถวัดค่าน้ำหนัก ได้โดยใช้เครื่องมือใด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
4. สสารที่อยู่ในสถานะแก๊ส สามารถวัดค่าปริมาตรได้โดยใช้
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

ประโยชน์ของวัสดุจากสมบัติวัสดุ

01 Inspiration & Engagement
คุณครูมอบหมายให้ลิปดาและโพล่าสร้างของเล่นของใช้ที่มีคุณสมบัติคือ แข็งแรง ยืดหยุ่นได้ ไม่นำความร้อน และไม่นำไฟฟ้า จึงไปปรึกษาท่านเค้าท์ว่าจะสร้างสิ่งของนั้นจากอะไรดีนะ

02 Problem & Question
สมบัติของวัสดุคืออะไร เมื่อเราต้องการสร้างสิ่งของ เครื่องใช้ต้องคำนึงถึงสมบัติของวัสดุหรือไม่

03 Definition
ลักษณะของสิ่งมีชีวิต คือ การหายใจ การกินอาหาร และการเคลื่อนที่ การขับถ่าย การสืบพันธุ์ โดยลักษณะที่ชัดเจนของกลุ่มพืช คือ การสร้างอาหารเองได้ เคลื่อนที่ด้วยตนเองไม่ได้ ลักษณะที่ชัดเจนของกลุ่มสัตว์ คือ กินสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหารและเคลื่อนที่ได้ ส่วนกลุ่มไม่ใช่พืชและสัตว์
จะมีลักษณะที่ไม่ชัดเจน

04 Hands – On Activity
การนำสมบัติต่างๆ มาพิจารณาเพื่อใช้ในกระบวนการออกแบบชิ้นงานเพื่อใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน จะทำให้ได้ชิ้นงานที่เหมาะสมตรงกับความต้องการของผู้ออกแบบ แต่เมื่อเลือกวัสดุที่มีสมบัติไม่ตรงกับความต้องการของผู้ออกแบบจะทำให้ได้ชิ้นงานที่ไม่สามารถใช้งานได้ในชีวิตประจำวัน

04 Hands – On Activity
1.ให้นักเรียนสำรวจภายในห้องเรียนหรือภายในบ้านของนักเรียนว่ามีสิ่งของใดบ้างที่มีประโยชน์ตามสมบัติของวัสดุดังตาราง
2.ให้บอกวัสดุและประโยชน์ที่ได้รับจากวัสดุนั้น

05 Materials
1. วัสดุหรือสิ่งของเครื่องใช้ที่ใช้ในการสำรวจ
2. แบบบันทึกกิจกรรม
3. คอมพิวเตอร์

06 Data Collection
ให้นักเรียนสำรวจของเล่นของใช้ เพื่อเลือกใช้วัสดุตามประโยชน์ของสมบัติของวัสดุ

07 Analysis & Discussion

วัตถุที่มีความยืดหยุ่นส่วนใหญ่ทำมาจากวัสดุอะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัตถุที่มีความแข็งแรงส่วนใหญ่ทำมาจากวัสดุอะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัตถุที่มีการนำความร้อนส่วนใหญ่ทำมาจากวัสดุอะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัตถุที่มีการนำไฟฟ้าส่วนใหญ่ทำมาจากวัสดุอะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
การนำสมบัติของวัสดุมาพิจารณาเพื่อใช้ในกระบวนการออกแบบชิ้นงานมีประโย
ชน์อย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

สมบัติความแข็งและประโยชน์

01 Inspiration & Engagement
ลุงเคนกำลังจะทำการแกะสลักป้ายบ้านเลขที่ใหม่ให้ลิปดาแต่อุปกรณ์แกะสลักหายไป จึงให้ลิปดาช่วยหาวัสดุอะไรที่สามารถแกะสลักไม้ได้ ดร.วี จึงแนะนำให้ทดสอบสมบัติความแข็งของวัสดุ

02 Problem & Question
ความแข็งของวัสดุคืออะไรวัสดุที่มีความแข็งมีประโยชน์อย่างไร

03 Hypothesis
ถ้าออกแรงขูดวัสดุชนิดหนึ่ง ด้วยวัสดุอีกชนิดหนึ่ง วัสดุชนิดนั้นจะ [ ] มีรอย [ ] ไม่มีรอย
เกิดขึ้นที่ผิวของวัสดุ แสดงว่าวัสดุที่ถูกขูดนั้นมีความแข็ง [ ] น้อยกว่า [ ] มากกว่า วัสดุที่นำมาขูด
ตัวแปรต้น คือ กิ่งไม้ที่ ไม่มีใบ มีใบ และใบทาวาสลีน
ตัวแปรควบคุม คือ การวางไว้กลางแดด 15, 30 นาที
ตัวแปรตาม คือ ละอองไอน้ำภายในถุงพลาสติก

04 Hands – On Activity
1. ให้เตรียมวัสดุไม้ ยางลบ พลาสติก สังกะสี เหล็ก ดังข้างต้น
2. ออกแรงขูดที่เท่ากันทุกครั้ง ยกเว้นวัสดุชนิดเดียวกันไม่ต้องนำมาขูด
3. บันทึกผลว่าวัสดุที่โดนขูดมีลักษณะอย่างไร

05 Materials
1. ไม้ ยางลบ พลาสติก เศษแก้ว เหล็ก อย่างละ 2 อัน
2. อุปกรณ์บันทึกข้อมูล

06 Data Collection
ให้บันทึกลักษณะของรอยเมื่อถูกขูดด้วยวัสดุต่างๆ

07 Analysis & Discussion

วัสดุใดเมื่อถูกขูดด้วยวัสดุทุกชนิดแล้วมีรอยเกิดขึ้น 2 รอย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุใดเมื่อถูกขูดด้วยวัสดุทุกชนิดแล้วมีรอยเกิดขึ้น 3 รอย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุใดเมื่อถูกขูดด้วยวัสดุทุกชนิดแล้วมีรอยเกิดขึ้น 4 รอย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ให้เรียงลำดับความแข็งของวัสดุจากมากไปน้อย
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
วัสดุที่นักเรียนเลือกใช้ในการแกะสลักไม้ควรเป็นอะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่มีสมบัติของของแข็งจะมีลักษณะ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่มีสมบัติด้านความแข็ง มีประโยชน์อย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

สมบัติสภาพยืดหยุ่นและประโยชน์

01 Inspiration & Engagement
ลิปดากำลังยิงหนังสติ๊ก แต่ยางหนังสติ๊กเกิดขาดขึ้นมา จึงจะหาวัสดุอื่นมาแทน ดร.วีบอกว่าต้องหาวัสดุที่มีสมบัติความยืดหยุ่นดีถึงจะยิงได้ดีและถ้าออกแรงดึงแล้วต้องคืนสภาพได้ดีด้วย

02 Problem & Question
เราสามารถทดสอบปริมาณแป้งในใบของพืชได้หรือไม่

03 Hypothesis
ถ้าออกแรงดึงวัสดุแล้ววัสดุสามารถยืดออกหรือเปลี่ยนแปลง
รูปร่างได้แสดงว่ามีสมบัติสภาพความยืดหยุ่น [ ] ใช่ [ ] ไม่ใช่
ตัวแปรต้น คือ ขนาดแรงดึง 1 และ 2 นิวตัน
ตัวแปรควบคุม คือ วัสดุต่างๆ เช่น เชือก-ด้าย, หนังยาง,ยางรัด และลวด
ตัวแปรตาม คือ ระยะยืดของวัสดุและสภาพหลังปล่อยแรงดึง

04 Hands – On Activity
1. ให้เลือกวัสดุที่ต้องการ 4 ชนิด แขวนไว้ วัดขนาดของวัสดุ
2. ดึงด้วยแรง 2 ขนาดตามความเหมาะสม วัดขนาดของวัสดุ
3. ปล่อยแรง บันทึกขนาดความยาว และลักษณะของวัสดุ เมื่อกลับคืนสภาพเดิม

05 Materials
1. กำหนดวัสดุ เช่น เชือก-ด้าย, หนังยาง, ยางรัด, ลวด
2. ตาชั่งสปริง
3. อุปกรณ์วัดความยาวของวัสดุ

06 Data Collection
ให้บันทึกขนาดความยาวของวัสดุ ก่อน ระหว่าง และหลังจากการออกแรงดึงวัสดุ

07 Analysis & Discussion

ให้เรียงลำดับวัสดุที่มีสมบัติสภาพยืดหยุ่นดีที่สุดจนถึงน้อยที่สุด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่จะเลือกใช้แทนยางหนังสติ๊กคือ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
วัสดุที่มีสมบัติสภาพยืดหยุ่น มีลักษณะอย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่มีสมบัติสภาพยืดหยุ่น มีประโยชน์อย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

สมบัติการนำความร้อนและประโยชน์

01 Inspiration & Engagement
ณ ค่ายลูกเสือ ลิปดาทำอาหารโดยใช้หม้อที่ไม่มีด้ามจับ ขณะที่จะยกหม้อลง คุณครูเตือนลิปดาว่ามันจะร้อนให้ระวังและแนะนำให้ลิปดาทำการทดลองว่าวัสดุใดมีสมบัตินำความร้อนได้ดีและวัสดุใดเป็นฉนวน

02 Problem & Question
สมบัติการนำความร้อนของวัสดุคืออะไร วัสดุที่นำความร้อนได้ดีและที่เป็นฉนวนมีประโยชน์อย่างไร

03 Hypothesis
ถ้าให้ความร้อนแก่วัสดุแล้ววัสดุมีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นแสดงว่าวัสดุชนิดนั้นมีสมบัตินำความร้อน
[ ] ได้ดี [ ] ไม่ได้ (เป็นฉนวน)
ตัวแปรต้น คือ ไม้, ผ้า, พลาสติก, เหล็ก, ทองแดง, อะลูมิเนียม
ตัวแปรควบคุม คือ ปริมาณความร้อนที่ให้แก่วัสดุ
ตัวแปรตาม คือ อุณหภูมิของวัสดุที่เปลี่ยนแปลงไป

04 Hands – On Activity
ให้นำถาดใส่น้ำต้มที่อุณหภูมิ 65oC แล้วนำวัสดุชนิดต่างๆ ไปวางให้สัมผัสกับน้ำที่ต้ม ครึ่งหนึ่งของขนาดวัสดุ ทิ้งไว้ 2, 5 นาที โดยวัดอุณหภูมิของวัสดุก่อนและหลังการทดลอง

05 Materials
1. ไม้, ผ้า, พลาสติก, เหล็ก, ทองแดง, อะลูมิเนียม
2. กาน้ำร้อน
3. เทอร์โมมิเตอร์
4. อุปกรณ์บันทึกข้อมูล

06 Data Collection
ให้บันทึกอุณหภูมิของวัสดุ ก่อนและหลังนำไปใส่ในน้ำร้อนอุณหภูมิ 650C นาน 2 และ 5 นาที

07 Analysis & Discussion

ให้เรียงลำดับการนำความร้อนของวัสดุจากมากไปน้อยโดยพิจารณาจากอุณหภูมิ
ที่เพิ่มขึ้น
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่นักเรียนจะเลือกใช้แทนด้ามจับหม้อที่หายไปคือ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
วัสดุที่มีสมบัติการนำความร้อนได้ดีจะมีลักษณะอย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่มีสมบัตินำความร้อนได้ดีมีประโยชน์อย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

สมบัติการนำไฟฟ้าและประโยชน์

01 Inspiration & Engagement
ลิปดาทำรถของเล่นพังโพล่าจึงแกะรถเพื่อเช็คดู ผลปรากฏว่าสายไฟข้างในขาดคุณพ่อจึงแนะนำให้หาวัสดุที่มีสมบัติการนำไฟฟ้าได้ดีมาใช้แทนสายไฟที่ขาด

02 Problem & Question
สมบัติการนำไฟฟ้าของวัสดุ คืออะไร วัสดุที่นำไฟฟ้าได้ดีและไม่ดี (เป็นฉนวน) มีประโยชน์อย่างไร

03 Hypothesis
ถ้านำวัสดุมาต่อแทนสายไฟที่ขาดจะสามารถทำให้หลอดไฟกลับมาสว่างได้แสดงว่าวัสดุนั้น นำไฟฟ้า [ ] ได้ดี [ ] ไม่ได้ (เป็นฉนวน)
ตัวแปรต้น คือ ยางลบ, กระดาษ, ไม้, พลาสติก, เหรียญ, ลวด
ตัวแปรควบคุม คือ วงจรไฟฟ้าแบบเปิดที่มีหลอดไฟ
ตัวแปรตาม คือ ความสว่างของหลอดไฟ

04 Hands – On Activity
1. นำวงจรไฟฟ้าแบบเปิดที่มีหลอดไฟมาทำการทดลองโดยนำวัสดุชนิดต่างๆ มาทำให้เป็นวงจรไฟฟ้าแบบปิด
2. บันทึกผลของหลอดไฟว่าติดหรือไม่และถ้าติดมีปริมาณความสว่างมากหรือน้อยเพียงใด

05 Materials
1.วัสดุ ได้แก่ ยางลบ, กระดาษ, ของเล่นไม้, ของใช้พลาสติก, เหรียญ, ลวด
2. หลอดไฟ
3. แบตเตอรี่ 3 โวลต์
4. สายไฟ
5. อุปกรณ์บันทึก

06 Data Collection
ให้บันทึกผลของการนำวัสดุเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าแทนสายไฟเดิมที่ขาดว่าสว่างหรือ

07 Analysis & Discussion
ให้เรียงลำดับการนำไฟฟ้าของวัสดุจากมากไปน้อยโดยพิจารณาจากความสว่างข
องหลอดไฟ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่นักเรียนเลือกใช้เชื่อมต่อวงจรที่ขาดไปคือ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
วัสดุที่มีสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดี มีประโยชน์อย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
วัสดุที่มีสมบัตินำไฟฟ้าได้ดี มีลักษณะอย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

09 Knowledge Tank
สมบัติของวัสดุ วัสดุทุกประเภททั้งวัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นจะมีลักษณะเฉพาะและ สมบัติทางกายภาพของวัสดุ แต่ละชนิดมีรายละเอียด ดังนี้

ความหนาแน่น เป็นสมบัติเฉพาะของสารแต่ละชนิดและเป็นปริมาณที่บอกค่ามวลของสารใน 1
หน่วยปริมาตร ซึ่งจะกล่าวถึงสมบัติเกี่ยวกับเนื้อของวัสดุ วัสดุที่มีเนื้อแน่นจะมีความหนาแน่นมากกว่าวัสดุที่มีเนื้อโปร่ง และบางสามารถทดสอบโดยเอาวัสดุนั้นไปลอยน้ำ วัสดุที่มีขนาดเท่ากันเมื่อมองจากภายนอก แต่เมื่อนำมาชั่งอาจจะมีมวลต่างกันเพราะข้างในเนื้อของสารมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน วิธีหาค่าความหนาแน่นจาก

อภิปรายเกี่ยวกับสมบัติทางกายภาพของวัสดุ
คำชี้แจ้ง : เมื่อลิปดาและโพล่าได้รับคำสั่งจากคุณครูว่าให้ไปตามหาวัสดุภายในบ้าน เพื่อที่จะนำมาสร้างชิ้นงานหนึ่งชิ้น โดยวัสดุชนิดนี้จะต้องมีสมบัติตามที่คุณครูต้องการทำให้ลิปดากับโพล่าต้องไปเรียนรู้สมบัติของวัสดุกับคุณพ่อคุณแม่ก่อนที่จะตัดสินใจนำมาส่งคุณครู (ว 2.1.2)

Missions :
1.ให้นักเรียนเลือกวัสดุมา 5 ชิ้น จากนั้นพิจารณาจากการทดลองสมบัติของวัสดุข้างต้นแล้วนำมาสืบค้นเพื่อหาว่าวัสดุแต่ละชนิดมีสมบัติตามที่ครูต้องการคือจะต้องแข็งจนกระจกแก้วไม่สามารถขูดเป็นรอยได้มีสภาพไม่สามารถยืดหยุ่นได้ นำความร้อน และนำไฟฟ้า
2.ให้จับกลุ่มวางแผนการอภิปรายกลุ่มละไม่เกิน 5-7 นาที ให้นักเรียนนำความรู้ที่ได้มาทำการอภิปรายผลกับเพื่อนๆ ว่าวัสดุชนิดใดบ้างที่มีสมบัติตรงตามที่คุณครูต้องการแล้วนักเรียนคิดว่าจะนำวัสดุชนิดนี้ไปทำอะไรจึงจะเหมาะสมกับคุณสมบัติดังกล่าว

คุณสมบัติของวัสดุดังที่คุณครูกำหนดให้มีวัสดุใดบ้างที่มีครบทั้งหมด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
นักเรียนคิดว่าจะนำวัสดุนี้ไปสร้างเป็นชิ้นงานอะไรเพื่อให้เหมาะสมกับสมบัติของวั
สดุที่ครูต้องการเพราะเหตุใด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

เปรียบเทียบสมบัติของสสารทั้ง 3 สถานะ

01 Inspiration & Engagement
โพล่าบอกลิปดาว่าสสารที่อยู่บนโลกใบนี้มีมากมาย ซึ่งมีสถานะ เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ลิปดาสงสัยว่ามันมีความเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร เรามาช่วยลิปดาหาคำตอบกันดีกว่า

02 Problem & Question
สมบัติของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เหมือนและแตกต่างกันอย่างไร

03 Hypothesis
1. ถ้าสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง
1.1 รูปร่างจะไม่เปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
1.2 ปริมาตรของสารมีปริมาตรคงที่ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
1.3 ไม่สามารถทะลุผ่านได้ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
1.4 บีบหรือทำให้เล็กลงไม่ได้ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
2. ถ้าสารที่มีสถานะเป็นของเหลว
2.1 รูปร่างจะเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
2.2 ปริมาตรของสารมีปริมาตรคงที่ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
2.3 ไม่สามารถทะลุผ่านได้ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
2.4 บีบหรือทำให้เล็กลงไม่ได้ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
3.ถ้าสารที่มีสถานะเป็นก๊าซ
3.1 รูปร่างจะเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
3.2 ปริมาตรของสารมีปริมาตรคงที่ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
3.3 ไม่สามารถทะลุผ่านได้ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
3.4 บีบหรือทำให้เล็กลงไม่ได้ [ ] จริง [ ] ไม่จริง

04 Hands – On Activity
1. น้ำ – น้ำแข็ง – อากาศ
2. ถ้วยยูเรก้า
3. ลูกโป่ง
4. ตาชั่ง

05 Materials
ให้นำ น้ำแข็ง น้ำ และอากาศ มาทำการทดลอง โดย
1. นำมาใส่ในภาชนะ แล้วสังเกตรูปร่างว่าเปลี่ยนไปหรือไม่ และปริมาตรคงที่หรือไม่
2. ทดลองว่านิ้วสามารถทะลุผ่านสสารหรือวัสดุที่นำมาทดลองได้หรือไม่
3. ถ้าเป็นของแข็งให้ทดลองด้วยการนำมาบีบ ของเหลวและก๊าซให้ใส่ลูกโป่งแล้วบีบ

06 Data Collection
ให้นักเรียนนำสสารหรือวัสดุ 3 สถานะ มาทำการทดลองสมบัติของสสารทั้ง 3 สถานะ

07 Analysis & Discussion
สมบัติบางประการที่เหมือนกันของของแข็งและของเหลวคือ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
สมบัติบางประการที่เหมือนกันของของเหลวและก๊าซคือ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
สมบัติบางประการที่เหมือนกันของของแข็งและก๊าซคือ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ให้เรียงลำดับมวลของสสารที่เรียงติดกันจากมากที่สุดไปน้อยที่สุด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
สสารอาจปรากฏในสถานะของแข็ง ของเหลว และก๊าซเมื่อเปรียบเทียบแล้วสารทั้งสามสถานะมีสมบัติบางประการเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

09 Knowledge Tank
สมบัติของสสาร (property) แบ่งสสารออกเป็น 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลวและแก๊ส
ซึ่งแต่ละสถานะก็จะมีสมบัติที่แตกต่างกันไปโดยการเปรียบเทียบสมบัติของสสารทั้ง 3 สถานะ จากข้อมูลที่สังเกตได้ คือ ลักษณะทางกายภาพ มวล การต้องการที่อยู่รูปร่าง และปริมาตรของสสาร แบ่งออกได้ดังนี้

สิ่งประดิษฐ์จากสมบัติของวัสดุ (รถพลังงานหนังยาง)

วัสดุแต่ละชนิดมีสมบัติทางกายภาพแตกต่างกัน วัสดุที่มีความแข็งจะทนต่อแรงขูดขีด วัสดุที่มีสภาพยืดหยุ่นจะเปลี่ยนแปลงรูปร่างเมื่อมีแรงมากระทำและกลับสภาพเดิมได้ วัสดุที่นำความร้อน และวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ จะให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ ดังนั้นจึงอาจนำสมบัติต่างๆ มาพิจารณาเพื่อใช้ในกระบวนการออกแบบชิ้นงานเพื่อใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน เรามาช่วยลิปดาสร้างรถ เรือ หรือเครื่องบินกันดีกว่า

Missons :
1.ให้นักเรียนศึกษาคุณสมบัติของวัสดจากนั้นนำคุณสมบัติของวัสดุมาสร้างเป็นชิ้นงานเพื่อใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน (จากตัวอย่างคือรถพลังงานหนังยาง)
2. พิจารณาคุณสมบัติก่อนนำมาสร้างให้เหมาะสมกับส่วนต่างๆ ของชิ้นงาน
3.อภิปรายเกี่ยวกับสมบัติทางกายภาพของวัสดุอย่างมีเหตุผลจากการทดลองหมายเหตุ คุณครูสามารถเปลี่ยนแปลงชิ้นงานต้นแบบได้ตามความเหมาะสม

Materials :
วัสดุที่เหมาะสมตามที่นักเรียนต้องการ

Plan & Design
ให้วางแผนและออกแบบชิ้นงาน โดยเลือกใช้สมบัติของวัสดุที่มีความเหมาะสม

การนำสมบัติของวัสดุมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน

Investigate : ลิปดากับโพล่าได้ไปงานแสดงสินค้า OTOP เห็นมีการนำวัสดุที่หลากหลายมาประดิษฐ์เป็นของใช้ในชีวิตประจำวันมากมาย ลิปดาจึงคิดจะนำสิ่งของใกล้ตัว มาประดิษฐ์เป็นสิ่งของต่างๆ ดร.วี บอกว่าเราต้องเข้าใจก่อนว่าสมบัติของวัสดุแต่ละชนิดเป็นอย่างไร จึงจะประดิษฐ์ได้

Missions :
1.ให้นักเรียนหาวัสดุที่ต้องการนำมาประดิษฐ์และศึกษาสมบัติของวัสดุแต่ละชนิดก่อนการประดิษฐ์
2.ให้ประดิษฐ์สิ่งของในชีวิตประจำวันแต่ต้องสามารถอธิบายสมบัติของวัสดุนั้นได้ งบประมาณไม่เกิน 50 บาท

Materials :
วัสดุตามที่คุณครูกำหนดให้

Plan & Design
จากที่ได้วางแบบที่เขียนไว้ ให้นักเรียนสร้างแบบจำลอง ตามแบบดังกล่าวในเวลาที่กำหนดให้

Building & Testing
ให้นักเรียนลงมือประดิษฐ์ชิ้นงานพร้อมทั้งทดสอบชิ้นงานว่าสามารถใช้งานได้ตามที่วางแผนไว้หรือไม่

Evaluation & Redesign
1. นักเรียนใช้แนวความคิดด้านสมบัติของวัสดุในการประดิษฐ์อย่างไร
2. นักเรียนพบปัญหาในการทำกิจกรรมนี้หรือไม่
3. เมื่อพบปัญหานักเรียนมีวิธีในการแก้ไขปัญหาอย่างไร

ความรู้เพิ่มเติมจากกิจกรรม

สถานะของสสาร (State of Matter)
สสาร (Matter) หมายถึง สิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัว สามารถสัมผัส มีมวลต้องการที่อยู่ ภายในสสารเป็นเนื้อของสสาร เรียกว่า สาร (Substance) ซึ่งมีสมบัติเฉพาะตัว สถานะของสสาร (State of matter) เป็นสภาพทางกายภาพที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าซึ่งมีความสัมพันธ์กับ
โครงสร้างและคุณสมบัติของสสาร เช่น ความหนาแน่น, โครงสร้างผลึก สถานะของสสารที่ส่วนใหญ่รู้จัก ได้แก่

1. ของแข็ง คือ มีปริมาตรและรูปร่างคงที่ ตัวอย่างเช่น พลาสติก ไม้ หิน เหล็ก ทอง ดิน ทราย เป็นต้น

2. ของเหลว คือ มีปริมาตรคงที่ แต่มีรูปร่างเปลี่ยนไปตามภาชนะ ตัวอย่าง เช่น น้ำ น้ำมันพืช นม น้ำผึ้ง น้ำมันเบนซิน แอลกอฮอล์ เป็นต้น

3. แก๊ส คือ มีปริมาตรและรูปร่างเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ ตัวอย่างเช่น อากาศ แก๊สฮีเลียม แก๊สหุงต้ม เป็นต้น

แก๊สฮีเลียม             แก๊สมีเทน             แก๊สออกซิเจน

เครื่องวัดมวลและปริมาตร

Investigate :
สสารต่างๆ มีสถานะที่แตกต่างกัน ต้องมีวัดมวลและปริมาตรของสสารทั้ง 3 สถานะ ลิปดาจึงคิดอยากจะประดิษฐ์อุปกรณ์วัดมวลและปริมาตรเพื่อไว้ใช้งานเอง คุณปู่จึงบอกว่า อย่างนั้นก็ต้องประดิษฐ์ถ้วยยูเรก้าและตาชั่งสปริงเพื่อเก็บไว้ใช้งานแล้วล่ะ

Missions :
1. ให้นักเรียนหาข้อมูลเกี่ยวกับ ถ้วยยูเรก้า และ ตาชั่งสปริง
2. ให้จัดเตรียมอุปกรณ์เพื่อประดิษฐ์อุปกรณ์ทั้ง 2
3. ใช้อุปกรณ์ที่คุณครูกำหนดให้หรือเพิ่มเติมตามความเหมาะสม
4. อภิปรายวิธีการใช้งานของอุปกรณ์ทั้งสองหน้าชั้นเรียน

Materials :
วัสดุตามที่คุณครูกำหนดให้

Plan & Design
ให้นักเรียนออกแบบและวางแผนการทำงานพร้อมนำเสนอวิธีเพื่อวัดมวลและปริมาตรของสสารทั้ง 3 สถานะ

Building & Testing
1. จากแผนงานและการลงมือทำ นักเรียนสามารถทำให้ภารกิจนี้สำเร็จหรือไม่
2. เปรียบเทียบผลงานของตนเองกับเพื่อนเป็นอย่างไรบ้าง

Evaluation & Redesign
1. ชิ้นงานของนักเรียนสามารถใช้งานได้ตามข้อกำหนดหรือไม่
2. นักเรียนพบปัญหาในการทำกิจกรรมนี้หรือไม่
3. เมื่อพบปัญหานักเรียนมีวิธีการแก้ไขปัญหาอย่างไร