คู่มือ

คู่มือการใช้งานสื่ อการเรียน การสอนวิทยาศาสตร์ บ้านพลังงานแสงอาทิตย์



คำนำ สื่อการเรียนการสอนนี้ เป็นส่วนหนึ่ งของรายวิชาผลิตสื่อการ สอนวิทยาศาสตร์ รหัสวิชา 21024313 ซึ่งจัดทำขึ้นเพื่อใช้เป็นสื่อใน การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ เรื่อง พลังงานทดแทน ชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 2 และเรื่อง เซลล์สุริยะ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 อันจะ เป็นการเร้าความสนใจนั กเรียน ตลอดจนเป็นการอำนวยความ สะดวกให้กับผู้สอนรวมทั้งผู้เรียนด้วย สุดท้ายนี้ ทางผู้จัดทำหวังว่าสื่อ การเรียนการสอนนี้ จะเป็นประโยชน์ ให้กับผู้ที่สนใจไม่มากก็น้ อย และหากมีข้อผิดพลาดพลาดประการใด ผู้จัดทำต้องขออภัยมา ณ ที่นี้ พรไพลิน จิตรปรีดา และคณะ -ก-

สารบัญ หน้ า ก เรื่อง ข คำนำ 1 สารบัญ 1 ชื่อสื่ อ 1 ชื่อผู้ผลิต 2 ใช้สำหรับจัดการเรียนการสอนระดับชั้น 3 หลักการและเหตุผล 4 วัตถุประสงค์ ประโยชน์ ที่นั กเรียนจะได้รับ 4 วิธีการจัดทำสื่ อการเรียนการสอน 7 วัสดุอุปกรณ์ 17 วีธีทำสื่ อ วีธีการใช้สื่ อการเรียนการสอน -ข-

คู่มือสื่ อการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ 1 ชื่อสื่อ บ้านพลังงานแสงอาทิตย์ 2 ชื่อผู้ผลิต นางสาวพรไพลิน จิตรปรีดา รหัส 61101208104 นางสาวประกายเดือน กินนะสี รหัส 61101208105 นางสาวธนิ ตนั นท์ โพธิ์สุ รหัส 61101208123 นั กศึกษาสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร 3 ใช้สำหรับการเรียนการสอนระดับชั้น มัธยมศึ กษาปีที่ 2 หน่วยที่ 8 ทรัพยากรพลังงาน เรื่อง พลังงานทดแทน สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลง และการถ่ายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงาน พลังงานในชีวิตประจำ ธรรมชาติ ของคลื่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง กับเสียง แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ตัวชี้วัด ม.2/6 วิเคราะห์สถานการณ์และอธิบายการเปลี่ยน และการ ถ่ายโอนพลังงาน โดยใช้กฎการอนุรักษ์พลังงาน -1-

3 ใช้สำหรับการเรียนการสอนระดับชั้น(ต่อ) มัธยมศึ กษาปีที่ 5 หน่วยที่ 3 พลังงาน เรื่อง เซลล์สุริยะ สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลง และการถ่ายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงาน พลังงาน ในชีวิตประจำ ธรรมชาติ ของคลื่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง กับเสียง แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ตัวชี้วัด ม.5/2สืบค้นข้อมูล และอธิบายการเปลี่ยนพลังงานทดแทน เป็นพลังงานไฟฟ้า รวมทั้งสืบค้น และอภิปรายเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่นำมา แก้ปัญหาหรือตอบสนองความต้องการทางด้านพลังงาน โดยเน้ น ด้านประสิ ทธิภาพและความคุ้มค่าด้านค่าใช้จ่าย 4 หลักการและเหตุผล วิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญยิ่งในสั งคมโลกปัจจุบันและ อนาคตวิทยาศาสตร์ช่วยให้มนุษย์ได้พัฒนาวิธีคิดทั้งความคิดเป็นเหตุเป็น ผล คิดสร้างสรรค์คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะสำคัญในการค้นคว้าหาความรู้ มีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบสามารถตัดสิ นใจโดยใช้ ข้อมูลที่หลากหลายและมีประจักษ์พยานที่ตรวจสอบได้สามารถนำความรู้ ไปใช้อย่างมีเหตุผลสร้างสรรค์และมีคุณธรรมในการสอนวิทยาศาสตร์จึง จำเป็นต้องอาศัยสื่อในลักษณะต่าง ๆ หลาย ๆ อย่างเพื่อช่วยให้นั กเรียน เข้าใจสิ่ งต่างๆได้ง่ายขึ้นอย่างไรก็ตามสื่ อวิทยาศาสตร์ส่ วนใหญ่มีราคาสูง มีอุปสรรคในการจัดหาการพัฒนาสื่ อการเรียนการสอนมีราคาย่อมเยา เหมาะสมกับสภาพท้องถิ่นนำวัสดุที่หาได้ในท้องถิ่นมาเป็นวัตถุดิบในการ ผลิตจึงเป็นแนวทางที่น่ าจะเกิดประโยชน์ -2-

4 หลักการและเหตุผล(ต่อ) ซึ่งในระดับมัธยมศึกษาปีที่ 2 ได้กล่าวถึงเนื้ อหาสาระการนำ พลังงานทดแทนมาใช้เป็นการแก้ปัญหา หรือตอบสนองความต้องการ ด้านพลังงาน เช่น การเปลี่ยนพลังงานนิ วเคลียร์เป็นพลังงานไฟฟ้าใน โรงไฟฟ้านิ วเคลียร์ และการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงาน ไฟฟ้าโดยเซลล์สุริยะ เทคโนโลยีต่าง ๆ ที่นำมาแก้ปัญหาหรือตอบสนอง ความต้องการทางด้านพลังงานเป็นการนำความรู้ ทักษะและ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาสร้างอุปกรณ์หรือผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่ ช่วยให้การใช้พลังงานมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น และในระดับมัธยมศึกษาปีที่ 5 ได้กล่าวถึงเนื้ อหาเกี่ยวกับพลังงานรวมของระบบมีค่าคงตัวซึ่งอาจ เปลี่ยนจากพลังงานหนึ่ งเป็นอีกพลังงานหนึ่ ง เช่น พลังงานกลเปลี่ยน เป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานจลน์ เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน พลังงานเสียง พลังงานแสง เนื่ องมาจากแรงเสียดทาน พลังงานเคมีใน อาหารเปลี่ยนเป็นพลังงานที่ไปใช้ในการทำงานของสิ่ งมีชีวิต การที่จะทําให้นั กเรียนเกิดการเรียนรู้อย่างแท้จริงได้นั้ นจํา เป็นจะต้องหาเครื่องมือที่จะช่วยให้นั กเรียนสามารถสืบค้นข้อมูลได้ง่าย และมีความทันสมัย ดังนั้ นผู้จัดทำจึงเลือกใช้สื่อบ้านพลังงานแสงอาทิตย์ มาประยุกต์ใช้ในการผลิตสื่อการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์นี้ ขึ้น 5 วัตถุประสงค์ 1. นั กเรียนสามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงพลังงานแสง อาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ และสามารถคำนวณหาค่าไฟฟ้าภายในบ้าน แบบจำลองได้ รวมทั้งการนำความรู้ในการใช้ประโยชน์ จากแผ่น Solar cell ไปใช้ประโยชน์ 2. เพื่อสร้างและพัฒนาสื่อการเรียนการสอนที่สามารถนำไปใช้ ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ -3-

6 ประโยชน์ที่นักเรียนจะได้รับ ช่วยเร้าความสนใจ และทำให้บรรยากาศการเรียนสนุกสนาน มีความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานได้เป็นอย่างดี และสามารถ นำไปใช้ประโยชน์ ในชีวิตประจำวันได้ 7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน 1. วัสดุอุปกรณ์ 1. ไม้อัด 2. ชุดบ้านแบบ 3. หลอด LED high ประกอบเอง power จำนวน 2 อัน 4. บัดกรีสายแพ 5. บัดกรี 6. พัดลมระบาย บาลานซ์ 5 เซลล์ สายจั๊มเปอร์ ความร้อน 12 V แบบผู้-ผู้ และ ขนาด 40*40*20 มม. แบบผู้-เมีย จำนวน 1 ตัว -4-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) 1. วัสดุอุปกรณ์ 7. Digital meter 8. สวิทช์สามทาง 9. แผ่นโซลาร์เซลล์ วัดV DC 0-30V แบบ 3 ขา 4.5V ขนาด 60*60 มม. ขนาด 10*23 มม. จำนวน 2 อัน จำนวน 1 แผ่น จำนวน 1 ตัว 10. กะบะถ่าน 11. แบตเตอรี่ลิเทียม 12. ถ่านอัลคาไลน์ AA คู่ 3 V จำนวน 2 ก้อน 1.5 โวลต์ ขนาด AA จำนวน 2 อัน จำนน 2 ก้อน 13. เทปโฟม 14. กาวร้อน กาวสองหน้ า -5-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) 1. วัสดุอุปกรณ์ ชุดแบบประกอบบ้าน -6-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) 2.1 วีธีต่อบ้าน 1. นำชิ้นส่วน A มาวางไว้ 2. นำชิ้นส่วน I มาประกอบ กับชิ้นส่วน A ให้ตรงตาม หมายเลข (2-2) 3.นำชิ้นส่วน H มาประกอบ 4. นำชิ้นส่วน G มา กับชิ้นส่วน A ให้ตรงตาม ประกอบกับชิ้นส่วน A (3- หมายเลขกัน (1-1) 3) -7-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อบ้าน 5. นำชิ้นส่วน F มา 6. นำชิ้นส่วน B มาประกอบ ประกอบกับชิ้นส่วน A (4- ต่อจากข้อ 5 (5a-5a , 5b-5b) 4) 7. นำชิ้นส่วน C มา 8. นำชิ้นส่วน N และ 0 มา ประกอบเช่นเดียวกันต่อ ประกอบต่อจากข้อ 7 (13a- จากข้อ 6 (6a-6a , 6b-6b] 13a, 14c-14c),(15a- 15a,16a-16a) -8-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อบ้าน 9. นำชิ้นส่วน J และ L 10. นำชิ้นส่วน D และ E มา มาประกอบกับชิ้นส่วน I ประกอบต่อจากข้อ 9 ทั้ง ต่อจากข้อ 8 (10-10, 1- สองด้าน (a-a,b-b),(13-13, 11) จากนั้ นนำชิ้นส่วน K 14-14,15-15,16-16,12-12, และ M มาประกอบกับ 9-9) ชิ้นส่วน H เช่นเดียวกัน (7-7, 8-8) -9-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า ลำดับที่ 1 ต่อหลอด LED high power เข้ากับบัดกรีสายแพบาลานซ์ 5 เซลล์ ที่ขั้วบวก และขั้วลบ ลำดับที่ 2 ต่อหลอด LED high power เข้ากับบัดกรีสายจั๊มเปอร์ที่ขั้วบวก และ ขั้วลบ ลำดับที่ 3 ต่อพัดลมระบายความร้อน เข้ากับบัดดกรีสายจั๊มเปอร์ที่ขั้วบวก และขั้วลบ -10-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า ลำดับที่ 4 ต่อ Digital meter วัดV DC 0-30V ขนาด 10*23 มม. เข้ากับบัดกรี สายจั๊มเปอร์ที่ขั้วบวก และขั้วลบ ลำดับที่ 5 ต่อสวิทช์สามทางแบบ 3 ขา เข้ากับบัดกรีสายจั๊มเปอร์แบบเมียที่ขา 1a,1b และแบบผู้ที่ขากลาง ลำดับที่ 6 ต่อสวิทช์สามทางแบบสามขา เข้ากับบัดกรีสายจั๊มเปอร์แบบผู้ทั้งสามขา -11-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า ลำดับที่ 7 ต่อSolar cell เข้ากับบัดกรีสาย จั๊มเปอร์ที่ขั้วบวก และขั้วลบ ลำดับที่ 8 ต่อกระบะถ่านเข้ากับบัดกรีสาย จั๊มเปอร์แบบผู้ที่ขั้วบวก และขั้วลบ ลำดับที่ 9 ต่อกระบะถ่านเข้ากับบัดกรีสาย จั๊มเปอร์แบบเมียที่ขั้วลบ 1 เส้น แบบผู้ที่ ขั้วลบ 1 เส้น และบัดกรีสายจั๊มเปอร์แบบ เมียที่ขั้วบวก 1 เส้น -12-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า นำหลอด LED high power (ลำดับที่2) ต่อเข้า กับหลอดLED high power (ลำดับที่ 1) แบบ ขนาน นำพัดลมระบายความร้อน (ลำดับที่ 3) ต่อเข้า กับหลอด LED high power (ลำดับที่ 1) แบบ ขนาน นำ LCD Voltmeter (ลำดับที่ 4) ต่อเข้ากับ หลอด LED high power (ลำดับที่ 1) แบบขนาน ต่อขากลางของสวิทซ์สามทาง (ลำดับที่ 5) เข้า กับขั้วบวกของหลอด LED high power (ลำดับที่ 1) -13-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า นำกะบะถ่าน (ลำดัที่ 8) มาต่อเข้ากับวงจรในขั้น ตอนที่ 4 โดยต่อขาตรงหมายเลข 1a ของสวิทซ์ สามทาง (ลำดับที่ 5) เข้ากับขั้วบวกของกะบะ ถ่าน และต่อขั้วลบของกะบะถ่านเข้ากับขั้วลบ ของหลอด LED high power (ลำดับที่ 1) จะได้ วงจรไฟฟ้าแบบใช้ถ่านอัลคาไลน์ ใส่ถ่านอัลคาไลน์ ขนาด AA 2 ก้อน และทด ลองเปิดสวิทซ์ด้าน I ถ้าวงจรไฟฟ้าติดแสดง ว่าต่อวงจรได้ถูกต้อง นำแผ่น Solar cell ต่อเข้ากับสวิทช์สามทาง (ลำดับที่ 6) โดยต่อขั้วบวกของแผ่น Solar cell เข้ากับขาตรงหมายเลข 1a ของสวิทซ์สามทาง นำสวิทซ์สามทางทั้งสองอันมาต่อเข้าด้วยกัน โดยต่อขาตรงหมายเลข 1b ของสวิทซ์สามทาง (ลำดับที่ 6) เข้ากับขาตรงหมายเลข 1b ของสวิ ทช์สามทาง (ลำดับที่ 5) -14-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า นำกระบะถ่าน (ลำดับที่ 9) มาต่อเข้ากับแผ่น Solar cell โดยต่อขั้วลบของกะบะด่ถ่านเข้ากับ ขั้วลบของแผ่น Solar cell ต่อขั้วลบของกระบะด่าน (ลำดับที่ 9) เข้ากับ ขั้วลบของหลอด LED high power (ลำดับที่ 1) ต่อขั้วบวกของกระบะถ่าน (ลำดับที่ 9) เข้ากับขา หมายเลข 1 (ขากลาง) ของสวิทซ์สามทาง (ลำดับที่ 6) จะได้วงจรไฟฟ้าแบบ Solar cell ใส่ถ่านชาร์จขนาด AA 2 ก้อน ทดลองเปิดวงจร โดยการเปิดสวิทซ์ทั้งสองตัวทางด้าน 1 ถ้าวงจร ไฟฟ้าติด แสดงว่าต่อวงจรได้ถูกต้อง -15-

7 วิธีการจัดทำสื่อการเรียนการสอน(ต่อ) วีธีต่อวงจรไฟฟ้า ประกอบวงจรไฟฟ้าที่ได้เข้ากับบ้านจำลอง จะ ได้บ้านที่มีทั้งวงจรไฟฟ้าแบบใช้ถ่านอัลคาไลน์ และวงจรไฟฟ้าแบบใช้ Solar cell -16-

8 วิธีการใช้สื่อการเรียนการสอน 1. วิธีการใช้งาน 1. ถ้าต้องการเปิดไฟฟ้าภายในบ้านโดยใช้ถ่านอัลคาไลน์ ให้เปิดสวิทช์หมายเลข 1 ทางด้าน l 2. ถ้าต้องการเปีดไฟฟ้าภายในบ้านโดยใช้ Solar cell ให้เปีดสวิทช์หมายเลข 1 และ 2 ทางด้าน ll 3. ถ้าต้องการชาร์จถ่านจากแผ่น Solar cell ให้เปิดสวิทช์ หมายเลข 2 ทางด้าน l (สวิทช์หมายเลข 1 ปิดอยู่) เมื่อ ชาร์จเสร็จควรปิดสวิทช์เหมือนเดิม 2. วิธีการใช้สื่อ 1. นำบ้านจำลองที่ทำการต่อวงจรเรียบร้อยแล้วและ เทอร์โมมิเตอร์ไปไว้กลางแจ้ง พร้อมทั้งบันทึกค่าที่ ปรากฏบน LCD Voltmeter ลงในใบกิจกรรม 2. อภิปราย และสรุปผลการทดลอง 3. ตอบคำถามในกล่องคำถามเพื่อรับคะแนนพิเศษ โดยแต่ละกลุ่มต้องตอบคำถามลองในกระดาษคำตอบ ที่ครูเตรียมไว้ให้ ใบกิจกรรม เฉลยข้อสอบ -17-