วันศุกร์ที่ 25 กรกฏาคม พ.ศ. 2557

ระบบส่งน้ำขึ้นที่สูง ผ่านกระบวนการออกแบบตามการศึกษาแบบ “สเต็มศึกษา”

“สเต็มศึกษา” ศาสตร์ความรู้ที่อยู่ใกล้ตัว ช่วยแก้ปัญหาและสร้างสรรค์ผลงาน เรียนรู้ได้จากการทำงานและการใช้ชีวิตจริง เนื่องในโอกาสคล้ายวันสถาปนา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนยี (สสวท.) ครบรอบ 42 ปี สสวท. ได้จัดกิจกรรมประกวดแข่งขันผลงานสร้างสรรค์ บูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ (STEM Education Mini Contest 2014) ซึ่งจัดขึ้นในพิธีเปิดศูนย์สเต็มแห่งชาติ (National STEM Education Center) เพื่อตระหนักถึงความภาคภูมิใจ ที่ได้สร้างคุณประโยชน์ในการพัฒนาการศึกษาของชาติ รวมทั้งร่วมเปิดมุมมองการพัฒนาการศึกษาไปสู่อนาคต การประกวดแข่งขันครั้งนี้มีทีมนักวิชาการของ สสวท. ที่เข้ารอบ จำนวน 2 ทีม คือ ทีม “FUN FAN FIN” ประกอบด้วยสาวสวยล้วน จำนวน 6 คน และ ทีม “คิก คัก สะระเณ” ที่ประกอบด้วย สาวสวย 2 คนและหนุ่มหล่ออีก 3 คน กับโจทย์ที่กำหนดให้ คือ แก้ปัญหาการให้นำน้ำขึ้นไปใช้บนดอย “สสวท. แห่งเมืองสยาม” (ดอย STEM Ed.) ซึ่งเป็น หมู่บ้านอยู่สูงจากสระน้ำ 3 เมตร มีแหล่งน้ำขนาดใหญ่อยู่บนดอยใกล้เคียงแต่ห่างไกลจาก “หมู่บ้าน สสวท.” (IPST Villa) อยู่สูงขึ้นไปจากสระน้ำ 2 เมตร และมีน้ำไหลรินเป็นลำธารลงมายังสระน้ำ โดยให้นำน้ำไปใช้ในการปลูกไม้ผลยืนต้น พืชผักเถา พืชผักแบบไร้ดิน และสร้างอุปกรณ์รักษาผลผลิตทางการเกษตรหรือตู้เย็น ที่อุณหภูมิต่างจากภายนอก 2 องศาเซลเซียส และมีกติกาว่า ห้ามใช้พลังงานไฟฟ้ารวมถึงสารเคมีที่ไม่เป็นมิตรต่อชาวดอย เงื่อนไขสำคัญต้องไม่ใช้น้ำหนึ่งเมตรแรกด้านบน

ทีมที่สามารถคว้ารางวัลชนะเลิศมาได้ คือ ทีม FUN FAN FIN ประกอบด้วย น.ส.อัญชนา หวังชื่อ (หนิง) น.ส.กุมาริชาติ ศรีโสม (ปิ๊ก) น.ส.อรพรรณ แจ่มจำรัส (แจง) น.ส.สรารัตน์ ปานท่าไข่ (อิม) น.ส.กนกวลัย ใจป้อ (ตาล) และ น.ส.จันทร์เพ็ญ แจ่มจำรัส (โจ้) โดยมีที่ปรึกษาทางวิชาการ คือ นายชวัตร แสงเพชรอ่อน นักวิชาการจากสาขาออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ สสวท. และ น.ส.เบญจวรรณ หาญพิทักษ์ นักวิชาการจากสาขา วิทยาศาสตร์ประถมศึกษา สสวท.

“จากการร่วมกันคิดแก้ปัญหา โดยจำลองจากรูปแบบการทำงานของระบบส่งน้ำ ผ่านกระบวนการคิด แบบสเต็มศึกษา คือทางวิทยาศาสตร์ ใช้ความรู้เรื่องแรงดันอากาศ และแรงดันน้ำ เมื่อน้ำไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำและน้ำไหลลงมาเข้าท่อจนเต็มทำให้เช็ควาล์วปิด น้ำไหลไปไม่ได้ น้ำก็จะไหลย้อนกลับขึ้นไปบนท่อที่มีแรงดันอากาศส่งน้ำ ไหลไปตามสายส่งน้ำ ด้านเทคโนโลยี ใช้หลักการประดิษฐ์อุปกรณ์ที่เราเคยรู้จักกันมาก่อนแล้ว คือตะบันน้ำ ทางด้านกระบวนการวิศวกรรมศาสตร์ ได้ใช้ในกระบวนการออกแบบเพื่อแก้ปัญหาอุปกรณ์ให้สามารถลำเลียงน้ำไปตามท่อได้ สุดท้ายคือคณิตศาสตร์ ใช้ในการคำนวณว่าจะต้องปล่อยน้ำปริมาณเท่าไรจึงจะพอดีทำให้เกิดการตะบันได้” น.ส.อัญชนา หวังชื่อ (หนิง) เล่าด้วยความสนุกสนาน

น.ส.กุมาริชาติ ศรีโสม (ปิ๊ก) ให้ข้อมูลว่า ทุกคนในทีมมีความกระตือรือร้นในการเข้าร่วมในการแข่งขันครั้งนี้ เนื่องจากคิดว่าเป็นกิจกรรมที่น่าสนใจและท้าทายความสามารถ เนื่องจากสมาชิกแต่ละคนในทีมไม่ได้จบทางด้านวิทยาศาสตร์ จึงต้องอาศัยอาจารย์ที่ปรึกษาอีกสองท่าน ที่ช่วยให้คำแนะนำในด้านวิชาการในการคิดคำนวณ และการออกแบบการสร้างอุปกรณ์ต่างๆ ต้องใช้วัสดุใดเหมาะสมที่สุด ได้แก่ อาจารย์ชวัตร แสงเพชรอ่อน นักวิชาการจากสาขาออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ สสวท. และ อาจารย์เบญจวรรณ หาญพิทักษ์ นักวิชาการจากสาขาวิทยาศาสตร์ประถมศึกษา สสวท. ทีมของเราต้องขอบคุณอาจารย์ทั้งสองท่านมากๆ เลยค่ะ

น.ส.อรพรรณ แจ่มจำรัส (แจง) กล่าวถึงเทคนิคการสร้างสรรค์อุปกรณ์ตามหลักของสะเต็มศึกษา คือ การทำความเข้าใจกับโจทย์ที่ได้รับมา แล้วศึกษาค้นคว้าหาข้อมูลของทั้งหลักการและการออกแบบอุปกรณ์ที่จะประดิษฐ์ มีการวางแผนขั้นตอนการปฏิบัติงาน และมีการทดลองและหาข้อผิดพลาดเพื่อนำมาแก้ไขในการปฏิบัติต่อไป ซึ่งอุปกรณ์ของเราใช้หลักการประยุกต์การทำงานด้วยพลังงานของน้ำ โดยมีหลักการทำงาน คือ การเร่งความเร็วของน้ำ เพื่อให้ความเร็วของน้ำค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วถึงจุดหนึ่ง กระแสน้ำสามารถเปิดเช็ควาล์วน้ำทิ้งและเอาชนะน้ำหนักลิ้นของเช็ควาล์ว ที่กดวาล์วได้ ทำให้วาล์วน้ำทิ้งเปิดน้ำไหลออกแล้วปิดทันที ทำให้ช่วงการส่งน้ำทำงาน เมื่อน้ำถูกทำให้หยุดกะทันหัน ทำให้เกิดความดันสูง และความดันนี้มีค่ามากกว่าความดันในห้องความดัน ทำให้น้ำสามารถไหลผ่านวาล์วเข้าไปยังส่วนท่อน้ำส่งน้ำออกมาได้ ขั้นสุดท้าย น้ำจะไหลย้อนกลับมาทางท่อน้ำเข้าความดันในปั๊มลดลงจนตํ่ากว่าความดันบรรยากาศ อากาศบางส่วนไหลเข้ามาทางวาล์วเติมอากาศเพื่อรอการบรรจุเข้าไปในห้องความดันในรอบการทำงานหน้าทำให้ครบรอบการทำงาน

น.ส.สรารัตน์ ปานท่าไข่ (อิม) กล่าวถึงปัญหาที่พบในการออกแบบ คือ ขาดความรู้ความเข้าใจในเรื่องวัสดุที่นำมาใช้ในการประดิษฐ์เป็นอุปกรณ์ ทำให้เกิดความผิดพลาดในการทดลองครั้งแรก คือการใช้ท่อในขนาดที่ใหญ่เกินไป ทำให้ไม่สามารถส่งน้ำขึ้นไปยังความสูงที่กำหนดไว้ได้ จึงใช้วิธีการแก้ไขปัญหาโดยหารือกับอาจารย์ที่ปรึกษาเพื่อหาวิธีแก้ไข แล้วนำข้อแนะนำที่ได้จากอาจารย์ไปแก้ไขจุดบกพร่องของอุปกรณ์ ทีมจึงได้ปรับเปลี่ยนขนาดท่อเพื่อให้ความดัน เพียงพอต่อปริมาณน้ำที่ปล่อยออกมาได้ ทำให้สามารถส่งน้ำไปได้ตามเป้าหมายและนี้คือกระบวนการแก้ปัญหาแบบ STEM Education

น.ส.กนกวลัย ใจป้อ (ตาล) ยังเล่าอีกว่า การที่ได้เข้าร่วมในประกวดแข่งขันผลงานสร้างสรรค์บูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ (STEM Education Mini Contest 2014) ทำให้ได้ทักษะในการคิดวิเคราะห์โดยอาศัยหลักการทางวิทยาศาสตร์ และทำให้สมาชิกภายในทีมมีปฏิสัมพันธ์กันมากขึ้น เข้าใจกระบวนการทำงานร่วมกันเป็นทีม เพื่อให้สามารถทำงานให้สำเร็จได้ตามวัตถุประสงค์ อีกทั้งสามารถนำหลักการ STEM มาใช้ในการประดิษฐ์อุปกรณ์ให้สำเร็จได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่วนความประทับใจที่ได้รับจากการร่วมกิจกรรม คือ ความสามัคคีภายในทีม การมีส่วนร่วมในกิจกรรมที่หน่วยงานที่สังกัดได้จัดขึ้น

น.ส.จันทร์เพ็ญ แจ่มจำรัส (โจ้) ได้กล่าวถึง “สะเต็มศึกษา (STEM Education)” ว่า มีประโยชน์ต่อการสร้างแรงจูงใจในการเรียนวิทยาศาสตร์และสามารถนำไปบูรณาการ รวมทั้งประยุกต์ใช้ในการเรียนและใช้ในชีวิตประจำวันได้ โดยหลักการศึกษาของ STEM ทำให้เกิดการรวบรวมวิชาแขนงต่างๆ รวมไว้ด้วยกัน สามารถทำให้คนทั่วไป มีความสนใจที่จะศึกษาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์มากขึ้น เพราะไม่ได้จำกัดอยู่แค่วิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังทำให้เข้าถึงและเข้าใจ รู้สึกมีส่วนร่วมได้มากขึ้น และการศึกษาไม่ได้ถูกจำกัดอยู่ภายในห้องเรียน ทำให้เราสามารถนำความรู้รอบตัวเรามาประยุกต์ใช้และเกิดความสนุกสนานในการเรียนการสอนที่สามารถสร้างแรงจูงใจแก้ผู้เรียนให้สนใจมากขึ้น

นายชวัตร แสงเพชรอ่อน ที่ปรึกษาโครงงานของทีม FUN FAN FIN กล่าวว่า ต้องอาศัยความรู้และทักษะเบื้องต้นในการปฏิบัติงานการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ ให้ถูกต้อง เพราะถือว่าเป็นพื้นฐานในการทำงาน ทั้งนี้ จากการสังเกตทุกคนในทีม FUN FAN FIN มีความกระตือรือร้นและเอาใจใสในการปฏิบัติงาน โดยมีการสืบค้นข้อมูลหลายๆ ด้าน แล้วทำตามขั้นตอนต่างๆ อย่างระมัดระวัง จนทำให้การประดิษฐ์อุปกรณ์จนสำเร็จตามที่คาดหวังไว้ เนื่องจาก “ตะบันน้ำ” เป็นอุปกรณ์ที่สามารถนำน้ำจากที่ต่ำไปที่สูงได้โดยอาศัยแรงดันน้ำและแรงอัดอากาศ เมื่อน้ำไหลจากที่สูงลงมาตามท่อที่ ใช้รับน้ำเข้ามาที่เช็ควาล์วตัวที่ 1 เมื่อเช็ควาล์วปิดจะทำให้น้ำหยุดกระทันหัน เปลี่ยนทิศทางการไหลไปยังเช็ควาล์วตัวที่ 2 ที่มีท่อลมอยู่ อากาศที่อยู่ในท่อลมเมื่อถูกน้ำอัด จึงดันน้ำไปที่สายยางเพื่อนำไปใช้ต่อไปและจากแรงอัดของอากาศจึงสามารถนำน้ำขึ้นที่สูงได้

สำหรับท่านที่สนใจสามารถติดตามความเคลื่อนไหวและกิจกรรม สสวท. ได้ที่ www.ipst.ac.th เฟซบุ๊ค Ipst Thailand : https://www.facebook.com/ipst.thai

 

 

วันที่ 17/02/2557 เวลา 10:15 น.



ฤดูฝนปีนี้ไปเที่ยวไหนกันดี

View Results

Loading ... Loading ...



‘เจนี่’นิ่ง!สยบเตียงร้าว [20/07/2557]
มรสุมความรักถาโถมกระหน่ำรับฤดูหน้าฝนเทพอดิบพอดี “มาดามเจนี่ อัศวเหม” กับสามีนักการเมืองคนดัง “เอ๋-ชนม์สวัสดิ์ อัศวเหม”