14-63-05-04-STEM-Scratch-กล่องความคิดเห็นอัจฉริยะ

คูม่ อื การจัดกิจกรรม STEM With Scratch Program กิจกรรม: กลอ่ งสอบถามความคิดเหน็ อัจฉรยิ ะ ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น สถาบนั สงเสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ABOUT US S : Science ัผงมโน ัทศ ์น ขนั้ ที่ 1: สร้าง/บัดกรีวงจรตามท่แี สดงในคําตอบของ ทฤษฎไี ฟฟา กฎของโอหม คาํ ถามขอ 2 ทัง้ หมด 2 ชุด ตอวงจรเขากับ จุดเช่ือมตอ กฎการแบงแรงดัน A และ B ของแผงวงจร IPST LINK ขัน้ ท่ี 2: สรางสไปรทชอื่ check-a เพ่ือใชตรวจสอบ T : Technology สถานะของแผงสวติ ชท่ตี อเขากบั จุดเชือ่ มตอ A สราง ตัวแปรทเ่ี ห็นเฉพาะสไปรทตัวเองชอื่ count, val, การประยกุ ตใชคอมพิวเตอร old_r และ r และตัวแปรท่เี ห็นทกุ สไปรทชือ่ a0, a1 เพือ่ รวบรวมและประมวลผล สารสนเทศ และ a2 ข้ันที่ 3: สรางสคริปตSensor LED E : Engineering การออกแบบชนิ้ งานใหเหมาะสม กับการใชงาน การเลอื กวัสดุ M : Mathematics ระบบตวั เลขฐานสอง การแปลงฐานเลข การแกสมการ รวบรวม : ครพู นิดา นอ้ ยศรี SensorLINK Scratch IPST Link

คมู อื การจดั กิจกรรมสะเต็มศกึ ษาดว ยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลองสอบถามความเห็นอัจฉริยะ กลอ งสอบถามความคดิ เหน็ อัจฉรยิ ะ ระดบั ชนั้ มธั ยมศกึ ษาตอนตน เวลา 360 นาที สาระสาํ คญั การสํารวจความคิดเห็นโดยท่ัวไปมักอยูใ นรูปคําถามบนกระดาษหรือขอใหผเู ขารว มยกมอื เพือ่ สํารวจ คาํ ตอบ การใชระบบอิเล็กทรอนกิ สในการรวบรวมคาํ ตอบเปน การประยกุ ตใชเ ทคโนโลยสี ารสนเทศเพื่อลด เวลาและเพิม่ ความสะดวกในการรวบรวมขอมูลเพอื่ นาํ มาประมวลผลเปน สารสนเทศตอ ไป แผงวงจร SensorLINK ใชเปน ส่ือกลางในการเชอ่ื มโยงสครปิ ตทเี่ ขียนบนโปรแกรม Scratch เขากบั โลกภายนอกเพอื่ ตรวจสอบสถานะของสงิ่ ตาง ๆ ผานอุปกรณต รวจจบั ได แตแ ผงวงจร SensorLINK มีขอ จาํ กดั เร่อื งจาํ นวนจดุ เชื่อมตอ ท่มี เี พียง 4 จุดในการเชือ่ มตอกับอุปกรณภายนอก ซง่ึ ไมเพยี งพอในสถานการณทมี่ ี จํานวนผตู อบคําถามมากกวา 4 คน กจิ กรรมนี้ประยกุ ตใชความรพู ืน้ ฐานดานทฤษฎที างไฟฟาและคณิตศาสตร เพอ่ื เพมิ่ ขยายความสามารถของแผงวงจร SensorLINK เพื่อใหรองรบั การเชอื่ มตอ กับสวติ ชไดมากกวา หนง่ึ ตัว ตอ หน่งึ จุดเช่อื มตอ ตวั ชวี้ ัด คณติ ศาสตร คอมพิวเตอร ออกแบบและเทคโนโลยี วิทยาศาสตร - แกส มการเชงิ เสน ตวั - การแกป ญ หา - วเิ คราะหและเชอ่ื มโยง -สงั เกตและอธบิ ายการ แปรเดยี วโดยใชสมบตั ิ - เขียนโปรแกรมขั้น ความสมั พนั ธระหวา ง ทาํ งานของตัวตา นทาน ของการเทากัน พ้นื ฐาน เทคโนโลยีกบั ศาสตรอ ่ืน ไดโอด ทรานซิสเตอร - สรางสมการเชงิ เสน ตวั และการตอ วงจร แปรเดียวจาก อิเลก็ ทรอนิกสเ พ่อื ให สถานการณของปญ หาท่ี วงจรทาํ งานตามตอ งการ กําหนดใหแ ลวหาคําตอบ - ออกแบบและประดษิ ฐ ของสมการเพือ่ หา เครอ่ื งใชไฟฟาอยา งงาย คําตอบของปญหา โดยใชหลักการของไฟฟา อิเล็กทรอนิกสอ ยา งงาย โดยใชก ระบวนการทาง วศิ วกรรมศาสตรใ นการ แกปญ หาและประดษิ ฐ ช้นิ งาน สถาบันสง เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 1

คูมือการจัดกิจกรรมสะเตม็ ศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเห็นอจั ฉริยะ สาระการเรียนรู วิทยาศาสตร กฎการแบง แรงดนั เปน กฎทีน่ ํามาคาํ นวณหาการกระจายแรงดันไฟฟาบนความตา นทานสองตัวทต่ี อ อนุกรมกัน เมอ่ื ทราบความตานทานของตวั ตา นทานตัวหนึง่ และแรงดนั ทแี่ ตล ะจุด จะสามารถคาํ นวณคาความ ตานทานของจุดท่ีเหลือได ตวั ตา นทานสามารถนํามาผสมกันในรปู อนุกรมหรอื ขนานเพ่ือสรางความตานทานทตี่ องการขึ้นมาได โดยไมจาํ เปนตองหาซือ้ ตวั ตานทานทมี่ ีคานนั้ ๆ มาใชโ ดยตรง อกี ทัง้ หลกั การการนําตัวตานทานมาตออนกุ รม กันสามารถนํามาสรางเปนความตา นทานท่รี ะบสุ ถานะการกดสวิตชแตล ะปุมในวงจรได คณติ ศาสตร จาํ นวนเต็มคาเดยี วกันสามารถนาํ เสนอเปนตัวเลขท่แี ตกตางกันในระบบเลขฐานตา ง ๆ โดยเลขฐานแต ละระบบมีความเหมาะสมในการนําไปใชง านในสถานการณทแี่ ตกตางกัน ระบบตัวเลขฐานสิบเปนฐานทใ่ี ชใ น การสือ่ สารกบั คนอ่นื ๆ เพราะเปน เลขฐานท่คี นคนุ เคยทสี่ ดุ ระบบตัวเลขฐานสองเปนระบบทีใ่ ชสัญลกั ษณ เพยี งสองสญั ลกั ษณ จงึ นยิ มนํามาประยกุ ตใชบ ันทกึ จาํ นวนเตม็ ลงบนชดุ ของหนว ยบนั ทกึ ขอมูลทีแ่ ตล ะหนว ยมี เพียงสองสถานะ เชนหนวยความจําของคอมพิวเตอร นอกจากนน้ั ยังสามารถนาํ มาใชร วบรวมสถานะของ อุปกรณส องสถานะหลาย ๆ ตวั เชน สวิตช ใหก ลายเปน จาํ นวนเพียงหนึ่งคา ได หลักการน้ีจึงนาํ มาใชทําให สวิตชมากกวา หนึ่งตัวสง สถานะออกมาในชอ งสญั ญาณเดยี วกนั ได ความสมั พันธร ะหวา งปรมิ าณตาง ๆ ในธรรมชาตเิ ชน การเคล่อื นทข่ี องวัตถุ กระแสไฟฟา แรงดัน ความตานทาน มกั ถูกอธบิ ายไวเ ปน สมการ การคาํ นวณหาปรมิ าณที่ไมท ราบคาจากปรมิ าณท่ีทราบคาแลว จําเปนตอ งใชพ้นื ฐานเรอ่ื งการแกสมการทางคณิตศาสตรม าเปน ตัวชวย คอมพิวเตอร สถานะของสวติ ชถ ูกอา นมาในรปู แรงดัน อาศัยทฤษฎีทางไฟฟา ทําใหคาํ นวณคา ความตา นทานและนํา ผลลพั ธไปคํานวณเปน ตวั เลขในระบบฐานสองเพอ่ื บงบอกสถานะการกดปุมของสวติ ชแ ตล ะตัว สตู รการ คาํ นวณความตานทานและกลไกการแปลงจํานวนใหอ ยใู นรูปตวั เลขฐานสองมีขนั้ ตอนวธิ ีท่ชี ัดเจน สามารถ นาํ มาสรา งเปนโปรแกรมคอมพวิ เตอรใ นรปู สครปิ ตบ นโปรแกรม Scratch เพ่อื นําผลลพั ธการกดมาแสดงผลใน รปู แบบตา ง ๆ ได การออกแบบเทคโนโลยี นอกเหนือจากเพียงการอา นสถานะการกดปมุ ของสวิตชแ ละแสดงผลใหถ ูกตองแลว อุปกรณทุกอยา ง ตอ งมกี ารออกแบบใหอยูในกลอ งที่มน่ั คงถาวร พรอ มประกอบจุดเชือ่ มตอท่ีนาํ ไปขยายเพมิ่ เติมไดโดยงายเพื่อ ความสะดวกในการนําไปใชงานจริง อกี ทงั้ ตอ งมกี ารคาํ นึงถงึ สถานการณการใชง าน อาทิเชนการติดปายช่ือ การแปะปา ยแสดงจดุ เชอื่ มตอ และการสรา งฉากบังสวิตชหากตองการใหค าํ ตอบทีเ่ ลือกเปน ความลับ สถาบันสง เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 2

คูมือการจัดกิจกรรมสะเต็มศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อัจฉริยะ ผงั มโนทศั น T: เทคโนโลยี S: วิทยาศาสตร การประยกุ ตใชค อมพวิ เตอรเพอ่ื รวบรวมและประมวลผล ทฤษฎีไฟฟา กฎของโอหม กฎการ สารสนเทศ แบงแรงดัน M: คณติ ศาสตร เครอื่ งสาํ รวจ ระบบตัวเลขฐานสอง การแปลง ความคิดเห็น ฐานเลข การแกส มการ อัจฉริยะ E: วิศวกรรมศาสตร การออกแบบชน้ิ งานใหเหมาะสม กบั การใชง าน การเลอื กวสั ดุ จุดประสงค ปรับใหม นกั เรียนสามารถขยายขดี ความสามารถของ SensorLink ใหร องรบั การตรวจสอบอินพุตทม่ี ากข้นึ ได วสั ดอุ ุปกรณ ปรับใหอยใู นรปู ตารางที่มี 2 column (รายการวสั ดุ ,จาํ นวน) 1. หวั แรง 10. สวา นมือ 2. ทีพ่ ักหวั แรง 11. กรรไกร 3. ทดี่ ูดตะกัว่ 12. สายไฟคดู าํ แดงยาว 1 เมตร 6 เสน 4 ตะกวั่ 13. สวทิ ชกดตดิ ปลอยดบั 6 ตวั 5 คมี ตัด 14. กลอ งอเนกประสงค 6 กลอง 6. คีมปากแหลม 15. แผนวงจรอเนกประสงค 2 แผน 7. มีดคตั เตอร 16. ตัวตานทาน 10 kΩ 2 ตวั 8. โอหมมเิ ตอร 17. ตัวตา นทาน 20 kΩ 6 ตวั 9. ไขควง 18. หัวตอสายแบบ JST 3 ขา จํานวน 6 ชุด แนวการจดั กจิ กรรมการเรียนรู กิจกรรมนําเขาสบู ทเรียน (60 นาท)ี 1. ครูยกตัวอยางปญ หา เชน ปลั๊กไฟในบา นมเี พยี งชองเดียว แตม อี ปุ กรณไ ฟฟาหลายอยา ง จะแกป ญ หา อยางไร ทจี่ ะทําใหส ามารถใชอ ปุ กรณพ รอ มกนั ได (แกปญหาโดยการใชป ลัก๊ พว ง) 2. ครูตัง้ ประเดน็ ปญ หาของอุปกรณ IPST Link ทม่ี ีชอ งตอ สวติ ชเ พียง 4 ชอง คอื ชอ ง A, B, C และ D นน่ั หมายความวา ตอสวติ ชสงู สดุ ไดเพยี ง 4 ตวั เทา น้นั แตถ า ตอ งการให IPST Link ใชสวิตชพรอมกัน สถาบนั สงเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 3

คมู อื การจดั กิจกรรมสะเตม็ ศึกษาดวยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ ไดมากกวา 4 ตัว นกั เรยี นจะแกป ญ หาอยา งไร กจิ กรรมการเรียนการสอน(240 นาที) 3. ครใู หนกั เรียนแบง กลุม กลมุ ละ 3-5 คน ใหน กั เรียนชว ยกันออกแบบพรอ มเสนอแนวคดิ ในการเพ่ิม ขยายความสามารถของแผงวงจร SensorLINK เพ่อื ใหรองรบั การเช่อื มตอ กับสวติ ชไ ดมากกวา หนึง่ ตัว ตอ หนง่ึ จุดเช่ือมตอ 4. ครใู หนักเรยี นแตละกลุมทําใบกิจกรรมท่ี 1 เรอื่ ง ทดลองตรวจสอบคาความตา นทาน และใบกจิ กรรม 2 เรอ่ื ง ทดสอบสวติ ช พรอมทง้ั แจกอปุ กรณใ หแ ตละกลมุ 5. ครใู หนกั เรียนทําใบกจิ กรรมท่ี 3 เรื่อง กลอ งสอบถามความคิดเห็นอัจฉรยิ ะ กจิ กรรมสรปุ การเรยี นการสอน(60 นาที) 6. นักเรียนนําเสนอชิน้ งานและแนวทางในการปรับปรงุ แกไ ข 7. ครูและนกั เรยี นรวมกนั อภิปรายและสรุปเกยี่ วกับกิจกรรมขีดความสามารถของ SensorLink ให รองรับการตรวจสอบอินพุตท่ีมากกวา 4 จุด สถาบันสงเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 4

คูมอื การจัดกจิ กรรมสะเต็มศกึ ษาดว ยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลอ งสอบถามความเห็นอัจฉริยะ การวดั ผลประเมินผล ระดับคะแนน 1.ใบกิจกรรม 32 2.แบบประเมนิ ชน้ิ งาน ตัวอยางเกณฑก ารประเมินช้ินงาน ประเดน็ ประเมนิ 4 1 แนวคดิ ในการ ชน้ิ งานทีค่ ิดขึน้ เพ่อื ชิน้ งานทค่ี ดิ ข้ึนเพอ่ื ช้ินงานทคี่ ิดขน้ึ เพอ่ื ชิ้นงานที่คดิ ขึน้ เพ่อื แกป ญ หา แกปญหามคี วาม แกป ญหามีความ แกป ญ หามีความ แกป ญ หาไม สอดคลอ งกบั สอดคลองกับ สอดคลองกบั สอดคลอ งกบั เงอ่ื นไขทก่ี ําหนดให เงือ่ นไขที่กําหนดให เง่อื นไขท่กี าํ หนดให เงอื่ นไขทกี่ ําหนดให ท้งั หมด เปน สว นใหญ เปนบางสว น ประสิทธิภาพของ ขีดความสามารถ ขดี ความสามารถ ขดี ความสามารถ ขีดความสามารถ ผลงาน ของ IPST LINK ที่ ของ IPST Link ท่ี ของ IPST Link ที่ ของ IPST Link ไม รองรับจดุ เช่อื มตอ รองรับจุดเชอ่ื มตอ รองรบั จดุ เชือ่ มตอ รองรับจดุ เชื่อตอ ได 9 จดุ ขนึ้ ไป ได 5 - 8 จดุ ได 1- 4 จดุ ความถูกตอ งของ ความถกู ตองของ ความถกู ตอ งของ ความถกู ตองของ ความถกู ตอ งของ ผลงาน ผลงานได 10 ครัง้ ผลงาน 7 - 9 ครัง้ ผลงาน 4 - 6 คร้งั ผลงานไมเกนิ 3 คร้ัง การใชก ระบวนการ ออกแบบได ออกแบบได ออกแบบไดส มบูรณ ออกแบบไดไม ออกแบบชน้ิ งาน สมบรู ณใ ชง านได สมบูรณใ ชงานได 2 ใชง านได 1 สวติ ช สมบรู ณไ มส ามารถ สวิตช ใชงานได มากกวา 3 สวิตช การบรู ณาการ สามารถอธบิ าย สามารถอธิบาย สามารถอธิบาย ไมส ามารถอธบิ าย ความรู STEM ความรูด า น ความรูที่เกี่ยวของ ความรูท่เี กย่ี วขอ ง ความรูท เ่ี ก่ียวขอ ง วทิ ยาศาสตร กบั การออกแบบ กบั การออกแบบ กบั การออกแบบ คณิตศาสตร และ ผลงานไดชัดเจน ผลงานไดชัดเจนถกู ผลงานได เทคโนโลยีที่ ถกู ตอ ง 2 ดา น ดานเดยี ว นํามาใชใ นการ ออกแบบผลงานได ชัดเจนและถกู ตอง ครบ 3 ดาน สื่อและแหลง เรยี นรู 1. ใบความรทู ี่ x.1 เรื่อง การวัดคา ความตา นทานผา นจุดเชือ่ มตอ ภายนอกของ IPST Link 2. ใบความรทู ่ี x.2 เร่ือง การแสดงจาํ นวนในระบบฐานสองดว ย Scratch สถาบนั สงเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 5

คูม ือการจัดกิจกรรมสะเตม็ ศึกษาดว ยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อัจฉริยะ ใบความรูท ี่ 1.1 เร่ือง การวดั คาความตา นทานผานจดุ เช่ือมตอภายนอกของ IPST LINK จุดเช่อื มตอตัววัดภายนอกของ IPST LINK บอรด IPST LINK มีจุดทอ่ี นุญาตใหนาํ เอาตัวจบั ชนิดอน่ื ๆ มาเชือ่ มตอ ไดอ กี ถงึ 4 อุปกรณ ผา นจุดเชื่อมตอ บน บอรด ดังภาพ โดยอุปกรณตรวจจบั นั้นตองใหค าความตานทานท่เี ปล่ียนแปลงไปตามสภาพทตี่ อ งการวัดได เพอื่ ให Scratch สามารถนาํ คาท่อี านไดไปประมวลผลตอไป ตัวอยางเชนตัวตานทานทีไ่ วตอ แสง (Light- Dependent Resistor – LDR) จะใหคา ความตานทานมากในทีม่ ืด และความตา นทานนอ ยในท่ีสวาง จดุ เช่อื มตอตวั วัดภายนอก สูงสุด 4 จุด อปุ กรณว ดั ทค่ี วามตา นทาน เปล่ยี นไปตามสภาพทต่ี อ งการวัด จุดที่นําอุปกรณต รวจจับในรปู ความตานทานมาเชื่อมตอเปน จุดหมายเลข 1 และ 2 ดงั แสดงในภาพดา นซา ย ซงึ่ เม่อื ดึงออกมาเฉพาะองคประกอบทีเ่ กยี่ วขอ งจะไดวงจรอยางงา ยตามรปู ดานขวา +5V 5V 100k 100k วัดแรงดนั 1 2 3 จุดเช่อื มตอ R V = แรงดันตกครอ ม ความตางศักย V ท่ี SensorLINK วัดไดน นั้ สามารถอานคา ไดจากบล็อก sensor value โดยคาท่ีไดจะเกิดจากการเทยี บสดั สวนแรงดันท่วี ัดไดกับแรงดนั 5V ใหอ ยใู นชวง 0-100 ตามความสมั พนั ธ ������ = ������ × 100 (1) 5 สถาบนั สง เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 6

คูมือการจดั กิจกรรมสะเตม็ ศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลองสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ การคํานวณคา ความตานทานจากบลอ็ ก Sensor Value จากรูปวงจรขา งตน ความสมั พันธระหวา งแรงดัน V และความตา นทาน R เปน ไปตามกฎการแบง แรงดันตาม ความสมั พนั ธ ������ = ������ × 5 ������+100000 นําไปแทนใน (1) จะไดวา ������ = ������ × 5 × 100 5(������+100000) แกส มการเพื่อหาสูตรการคาํ นวณคา R จากคา S ท่ไี ดจ ากเซนเซอรบ ลอ็ กจะไดว า ������ = 100000������ (2) 100−������ ดังนนั้ หากนําเอาตวั ตรวจจับที่ใหคา เปน ความตา นทานมาเชื่อมตอ เขา กับจุด A ของ SensorLINK จะสามารถ สรา งสคริปตเพ่อื คํานวณคาความตา นทานของตัวตรวจจับไดด งั ตัวอยาง สถาบนั สงเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 7

คูมอื การจดั กจิ กรรมสะเต็มศกึ ษาดว ยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ ขอ ควรระวงั สตู รการคาํ นวณขา งตนอาศยั กฎการแบงแรงดัน ซ่งึ ต้ังอยูบนสมมติฐานท่ีวา ตองไมมีกระแสไหล ณ จดุ ท่ที ําการ วดั แรงดนั 5V 100k ไมม กี ระแสไหล R อยางไรก็ตาม ชปิ ตรวจจับแรงดันบนแผงวงจร SensorLINK ซง่ึ เปนอุปกรณอเิ ลคทรอนกิ สท ี่นํามาเชื่อมตอ ณ จดุ น้ีไมส ามารถปอ งกันใหเกดิ การไหลของกระแสไดอ ยางสมบูรณ ดังภาพ 5V 100k ชปิ ตรวจจบั แรงดัน กระแสไหลรวั่ ไหล R แมวา กระแสรวั่ ไหลจะมีปริมาณคอ นขางนอย แตก ระแสสวนนเ้ี ม่ือไหลผานตวั ตานทานขนาด 100 กโิ ลโอหม บนแผงวงจร IPST LINK น้ันกอใหเ กดิ การเปล่ียนแปลงแรงดันอยา งมนี ยั สาํ คญั อีกทง้ั กระแสท่รี ่วั ไหลน้มี กี าร กระเพ่ือมไปมาอยตู ลอดเวลา ทําใหแ รงดนั ทว่ี ดั ไดจาก Scratch มีคา ไมค งที่ คา R ท่ีคาํ นวณไดจ ากสครปิ ต ขา งตน จงึ มกี ารเปลีย่ นแปลงอยตู ลอดแมว า คา ความตา นทานของตัวตรวจจบั ไมม ีการเปล่ียนแปลงใดๆ เลยก็ ตาม การออกแบบโปรแกรมและชิ้นงานจึงตองพจิ ารณาถึงความคลาดเคล่อื นทีเ่ กิดขน้ึ นี้ไวด วย การแกปญหาความคลาดเคล่ือนดังกลาว อาจแกไขโดยการตรวจสอบคา ซ้าํ หลายครงั้ จะทาํ ใหคา ความตานทานผดิ พลาดนอยลง ดงั สครปิ ตนี้ สถาบนั สง เสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 8

คูมอื การจดั กจิ กรรมสะเต็มศึกษาดวยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ ใบความรูท่ี 1.2 เรื่อง การแสดงจํานวนในระบบฐานสองดวย Scratch จํานวนเตม็ บวกทกุ จํานวนสามารถเขียนอยใู นรปู ตวั เลขในระบบฐานอ่ืนตั้งแตฐ านสองขึน้ ไปไดเ สมอ การใช ระบบฐานเลขที่แตกตา งกนั ไมไ ดสง ผลตอคา ของตวั เลขนั้น ๆ แตอ ยางใด เพยี งแตใ หผ ลลพั ธใ นรปู ตัวเลขการ นาํ เสนอที่ตา งกันไปเทา นน้ั ดงั น้นั การเลือกระบบฐานเลขจึงข้นึ อยกู บั ความเหมาะสมและสะดวกในการใชงาน เทา นั้น เชนเราใชร ะบบเลขฐานสิบในการสอ่ื สารกบั คนอืน่ ๆ เพราะเปน ระบบท่เี ราคุนเคยกันมากทส่ี ดุ ระบบตัวเลขฐานสอง ระบบตวั เลขฐานสองประกอบดวยสญั ลักษณเ พียงสองตัวคอื 0 และ 1 จงึ นยิ มใชในสถานการณท่ีตอ งการ บันทกึ จํานวนใด ๆ ดว ยหนว ยบนั ทึกท่มี เี พยี งสองสถานะ ตัวอยางเชน หนว ยความจําของคอมพวิ เตอรม กี าร บันทกึ จาํ นวน 1234 (เขียนในรูปฐานสิบ) โดยตีความเปนตวั เลขฐานสองกอ นดังน้ี (123)10 = (1111011)2 จากน้ันจึงนําแตละหลักของ 1111011 มาบนั ทกึ ไวในวงจรไฟฟาที่เกบ็ สถานะ 0 (ปด ) และ 1 (เปด) ในทางตรงกันขาม ระบบฐานสองมปี ระโยชนใ นการบนั ทึกรายการขอ มูลทีข่ อมลู แตล ะชนิ้ มสี ถานะที่ เปน ไปไดเ พียงสองสถานะใหเ ปนจาํ นวนเต็มเพยี งจํานวนเดียว ตวั อยา งเชนสวติ ช 4 ตวั มสี ถานะการกดเปน กด กด ปลอย และกด สามารถเขยี นในรปู ตัวเลขฐานสองไดเปน (1101)2 ซงึ่ มองเปนตัวเลขฐานสบิ ไดเปน (1101)2 = (13)10 จะเหน็ วา ตัวเลขนี้เปนการแทนจาํ นวนเพยี งหนึ่งจํานวน การใชระบบเลขฐานสองจงึ เปน เสมอื นการบบี อัด จํานวนหลาย ๆ จํานวนท่ีมคี า ทีเ่ ปน ไปไดเพียงสองคา เขาดวยกันเปนจํานวนเดียว แนวคดิ นีจ้ งึ นาํ มาประยกุ ตใช ในการอานสถานะการกดสวิตชม ากกวา หน่ึงปุมดว ยจุดตรวจวัดของ IPST LINK เพยี งจุดเดียวไดโดยการสรา ง วงจรทีแ่ ปลงสถานะการกดสวิตชห ลายปมุ เปนคาความตานทานเดียวเพื่อเชือ่ มตอ กับ IPST LINK จากนั้น สคริปตโ ปรแกรม Scratch จึงคอ ยคํานวณคาความตา นทานทไี่ ดจากสตู รในใบความรทู ี่ 1.1 และตีความคา ความตา นทานนี้ในระบบฐานสองเพอ่ื ตรวจสอบสถานะของสวิตชแ ตล ะตัวอีกทหี นง่ึ ดงั แผนภาพ วงจรรวมสถานะสวิตช สคริปตตีความคา ความ เปนคา ความตานทานเดยี ว ตานทานเปนตวั เลขฐานสอง สคริปตสาํ หรบั แปลงฐานเลข สถาบนั สง เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 9

คมู อื การจดั กิจกรรมสะเตม็ ศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเห็นอจั ฉริยะ ให n เปนจาํ นวนเตม็ บวกใด ๆ ทสี่ ามารถเขยี นในระบบตัวเลขฐานสองไมเ กนิ 3 หลัก นั่นคือ ������ = (������2������1������0)2 เมื่อ s2, s1, s0 มคี าทเี่ ปนไปไดค อื 0 หรอื 1 ซึง่ แทนคาแตละหลกั ของตัวเลขในฐานสอง (สงั เกตวา n คอื จํานวน ไมใ ชต ัวเลข ดังนัน้ ไมจ ําเปนตองใสใ จวา n เปน เลขฐานใด) ตามกฎการคํานวณคา จํานวนทเี่ ขยี นดว ยตัว เลขฐานสองจะไดวา ������ = (������2 × 22) + (������1 × 2) + ������0 สงิ่ ท่ีตอ งการคือการคาํ นวณหาคา s2, s1 และ s0 ซงึ่ ทาํ ไดโดยใชกระบวนการดังนี้ 1. s0 ← เศษจากการหาร n ดว ย 2 2. n ← (n – s0) ÷ 2 ซึง่ ณ ตอนน้ี n มีคาเทา กบั (������2 × 2) + ������1 3. s1 ← เศษจากการหาร n ดว ย 2 4. n ← (n – s1) ÷ 2 ซึ่ง ณ ตอนนี้ n มีคา เทา กบั ������2 5. s2 ← n สถาบนั สง เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 10

คูมือการจัดกิจกรรมสะเตม็ ศึกษาดว ยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเห็นอัจฉริยะ กระบวนการขา งตน สามารถเขยี นในรปู สครปิ ตบ น Scratch ไดด งั ตัวอยาง โดยสมมติวา ตัวแปร n เกบ็ จํานวน ทตี่ องการตีความเปน ตวั เลขฐานสองเอาไว หลังจากสคริปตน้ีทํางาน คา ของตัวเลขแตล ะหลกั ในฐานสองจะถูกเก็บไวใ นตัวแปร s2, s1 และ s0 สถาบันสง เสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 11

คมู ือการจดั กิจกรรมสะเตม็ ศึกษาดว ยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลองสอบถามความเหน็ อัจฉริยะ ใบกิจกรรมที่ 1 ทดลองตรวจสอบคาความตานทาน 1. นําตวั ตานทานขนาด 100kΩ (นา้ํ ตาล ดํา แดง) นาํ ไปตอ เขา กับ IPST Link ทพ่ี อรต A สงั เกตคาทีเ่ กดิ ข้นึ จากโปรแกรม SensorLink Finder 1.0 มีข้นั ตอนดงั นี้ 1.1 เตรียมตวั ตานทานขนาด 100 kΩ 1.2 งอขาตัวตานทานดงั ภาพ 1.3 คลายน็อตทีพ่ อรต A 1.4 นําตัวตา นทานเสียบท่ีพอรต A 1.5 เสียบสาย Data Link ทชี่ อ ง INTERFACE 1.6 สังเกตคาท่ีพอรต A และปลายอีกดา นเสียบทพ่ี อรต USB 2. นกั เรยี นบันทกึ คา การเปลย่ี นแปลงของตวั ตานทานที่พอรต A ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… สถาบนั สงเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 12

คูมอื การจดั กจิ กรรมสะเต็มศึกษาดวยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเห็นอจั ฉริยะ 3. นาํ ตวั ตานทานขนาด 200kΩ (น้าํ ตาล ดาํ สม ) นาํ ไปตอเขากับ IPST Link ทพ่ี อรต A สงั เกตคา ทีเ่ กดิ ขนึ้ จาก โปรแกรม SensorLink Finder 1.0 มีข้ันตอนดงั น้ี 3.1 เตรียมตัวตา นทานขนาด 200kΩ 3.2 งอขาตวั ตานทานดังภาพ 3.3 เสยี บที่พอรต B 3.4 สังเกตคา ทพี่ อรต B 4. นกั เรียนบันทกึ การคาการเปลยี่ นแปลงของตัวตานทานท่พี อรต B ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… สถาบันสงเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 13

คมู อื การจัดกิจกรรมสะเตม็ ศกึ ษาดว ยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลอ งสอบถามความเห็นอจั ฉริยะ ใบกจิ กรรมที่ 2 ทดสอบสวติ ช 1 นกั เรียนจัดทําสวติ ชด งั ภาพตอไปน้ี 1.1 เตรยี มสายไฟยาว 15 ซม. 6 เสน 1.2 เตรียมสวติ ช 2 อัน 1.3 เตรียมตวั ตานทาน 100kΩ 2 ตัว 1.4 พนั สายไฟกับข้วั สวิทช ขวั้ ละเสน 1.5 ทาํ กบั สวิทชท ้งั 2 ตวั 1.6 งอขาตวั ตานทานแลว ใสใ นแผนวงจร 1.7 พลกิ ดานลายทองแดงแลว ถางขาตวั ตา นทาน 1.8 ใชหวั แรงและตะก่ัวบัดกรีทีข่ าตวั ตานทาน สถาบันสง เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 14

คมู อื การจดั กจิ กรรมสะเต็มศกึ ษาดว ยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเหน็ อัจฉริยะ 1.9 บดั กรที งั้ 2 ขา 1.10 ใสต ัวตา นทานตัวท่ี 2 1.11 พลกิ ดานแลวถา งขาตัวตา นทาน 1.12 บดั กรีแลว ใชค มี ตดั ขาสว นทีเ่ กิดออก 1.13 ตดั ขาทัง้ หมดของตัวตา นทาน 1.14 บัดกรีสายไฟกบั ขั้วสวทิ ชทัง้ 2 ตัว 1.15 เสยี บสายสวทิ ชตวั ท่ี 1 ในแผนวงจร 1.16 ในแนวเดยี วกับตัวตานทานตัวแรก 1.17 เสียบสายสวิทชต ัวที่ 2 ในแผนวงจร 1.18 ในแนวเดียวกับตัวตานทานตัวที่ 2 สถาบนั สง เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 15

คมู ือการจัดกจิ กรรมสะเตม็ ศึกษาดว ยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลองสอบถามความเห็นอัจฉริยะ 1.19 ใสส ายไฟอีก 2 เสน ดังภาพ 1.20 เตรียมสายแพของ SensorLINK 1.21 เสียบสายดานหนงึ่ ลงบอรด 1.22 ในชอ ง A ดงั ภาพ 1.23 เสียบสายไฟกบั สายแพสีดําและสขี าว 1.24 ตอสาย Data Link เขา กับคอมพิวเตอร 1.25 สังเกตที่พอรต A 1.26 กดสวติ ช 1 ตวั แลวสังเกตทพ่ี อรต A 1.27 กดสวติ ช 2 ตัวพรอมกนั แลว สังเกตที่พอรต A สถาบนั สง เสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 16

คมู อื การจัดกิจกรรมสะเตม็ ศึกษาดวยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ ใบกจิ กรรมท่ี 3 กลองสอบถามความคดิ เห็นอัจฉริยะ (ตัวอยา งเฉลยใบกิจกรรม) 1. นกั เรยี นบอกหลกั การใชจุดตรวจวัดภายนอกของแผงวงจร IPST LINK เพยี งจดุ เดยี ว เพ่อื ตรวจสอบ การกดสวติ ชไดหลายปมุ โดยไมต องระบุตาํ แหนงที่กด แผงวงจร IPST LINK สามารถตรวจสอบและให Scratch คาํ นวณคาความตานทานทตี่ อเขา ที่จดุ ตรวจวดั ภายนอกได (ตามใบความรทู ี่ 1.1) เราจงึ สามารถนาํ เอาตัวตา นทานมาตอ อนุกรมกนั หลาย ๆ ตวั ครอ มแตละตวั ดวยสวิตชดังภาพ เม่ือไมมีสวติ ชใ ดถกู กด Scratch จะคํานวณไดคาความตานทาน รวมทงั้ หมด 30kΩ เมือ่ มสี วติ ชถ ูกกด 1 ปมุ จะเหลอื ความตา นทาน 20kΩ เม่ือถูกกด 2 ปมุ จะเหลอื ความตานทาน 10kΩ และเมอื่ สวิตชถ กู กดทงั้ หมด จะไดค วามตา นทานเปน 0 10kΩ 10kΩ 10kΩ ตอเขากบั จดุ ตรวจวัดภายนอกของ IPST LINK 2. นกั เรียนบอกหลกั การใชจ ดุ ตรวจวัดภายนอกของแผงวงจร IPST LINK เพยี งจดุ เดยี ว เพอื่ ตรวจสอบ การกดสวิตชไ ดห ลายปมุ โดยสามารถระบุตาํ แหนง ท่ีกดไดดว ย ใชหลักการเดยี วกนั กบั คําถามขอ 1 แตตวั ตานทานแตล ะตัวที่ถูกตอครอ มดว ยสวติ ชตองมคี าท่ี แตกตางกนั ในรปู แบบทีส่ ามารถแยกความแตกตางได เราสามารถใชหลกั การของระบบตวั เลขฐานสอง มาชวยไดด ังน้ี สถาบันสง เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 17

คมู อื การจดั กจิ กรรมสะเตม็ ศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลองสอบถามความเห็นอจั ฉริยะ 10kΩ 20kΩ 40kΩ ตอ เขา กับจดุ ตรวจวัดภายนอกของ SensorLINK คา ความตานทานท่วี ดั ไดจะบงบอกถงึ ความตา นรวมทไ่ี ดจ ากสวิตชท ีไ่ มไดถกู กด ตัวอยางเชน หากวดั ความตา นทานไดเทา กบั 30kΩ แสดงวาสวิตชท ่ีครอ มตวั ตานทาน 10kΩ และ 20kΩ ไมไ ดถ ูกกด จึง สามารถบอกไดวาสวิตชท ่ถี ูกกดคอื สวิตชตัวขวาสดุ สถาบนั สง เสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 18

คมู ือการจดั กจิ กรรมสะเต็มศกึ ษาดว ยโปรแกรม Scratch กจิ กรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ 3. หากตอ งการขยายจดุ เช่ือมตอภายนอกบน IPST Link ทงั้ 4 ชอ ง คือ A,B,C และ D ใหรองรบั สวิตชได 100 ตัวโดยระบุตําแหนงไดอ ยางถูกตอ งทกุ ตวั จะสามารถทาํ ไดหรอื ไมอยา งไร การรองรบั สวติ ชใหไ ด 100 ตัวจาํ เปนตองใหแ ตล ะจุดเช่อื มตอภายนอกเชื่อมตอ กับสวิตชจุดละ 25 ตัว Scratch ตอ งสามารถตรวจสอบความตา นทานทแี่ ตกตางกนั ไดจ ากการกดสวติ ช 25 ตวั ในรูปแบบท่ี แตกตางกนั ซงึ่ มที ้งั สน้ิ 225 รูปแบบ (ซงึ่ มีคา มากกวา 30 ลา น) แต Scratch รายงานคาจากจดุ ตรวจวัดภายนอกไดใ นชว ง 0-100 พรอมทศนิยม 1 ตําแหนง เทาน้ัน ทาํ ใหแยกแยะคา ที่แตกตางกันได เพยี งประมาณ 1000 คา ไมเ พียงพอท่ีจะแยกแยะความแตกตา งไดถ ึง 30 ลานรปู แบบ สถาบนั สงเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 19

คมู อื การจดั กิจกรรมสะเตม็ ศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลองสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ 4. นกั เรยี นสรางสวติ ชสาํ หรับกดเพอื่ แสดงความคิดเหน็ ของผเู ขาประชมุ จาํ นวน 6 คน โดยสามารถแสดง ผลไดว า ใครบา งทเ่ี ปน ผลู งความเห็น ดวยอปุ กรณ IPST LINK เพยี ง 1 จดุ และอนญุ าตใหใ ชไดไมเ กนิ 2 ชอ งเทานนั้ ขั้นท่ี 1: สราง/บัดกรวี งจรตามทีแ่ สดงในคําตอบของคาํ ถามขอ 2 ท้ังหมด 2 ชดุ ตอ วงจรเขา กบั จุดเช่อื มตอ A และ B ของแผงวงจร IPST LINK ขัน้ ท่ี 2: สรางสไปรทชื่อ check-a เพือ่ ใชตรวจสอบสถานะของแผงสวติ ชท ี่ตอเขากบั จดุ เชอ่ื มตอ A สรางตวั แปรที่เหน็ เฉพาะสไปรทตวั เองช่ือ count, val, old_r และ r และตวั แปรทเ่ี หน็ ทกุ สไปรทช ่อื a0, a1 และ a2 ข้ันท่ี 3: สรางสครปิ ตดงั รูป สครปิ ตน ีใ้ ชห ลกั การอา นและคํานวณคา ความตานทานตามทร่ี ะบุไวใ นใบความรูท่ี x.1 จากน้นั นาํ คา ความตา นทานมาหารดว ย 10000 เพ่อื ใหไ ดค า ในชว ง 0-7 และใชห ลักการแปลงจาํ นวนเปน ตัว เลขฐานสองเพื่อเกบ็ ผลลพั ธไ วใ นตวั แปร a0, a1 และ a2 สว นทีเ่ ปนบลอ็ ก report…until น้นั มีไวเพอ่ื กําจดั คา ทก่ี ระโดดไปมาจากสัญญาณรบกวน ตามท่รี ะบไุ ว ในใบความรทู ี่ x.1 โดยใหแ นใจวา สามารถอานคาเดียวกนั ไดติดกันอยางนอย 3 ครั้งกอนนําคาท่ีไดม า คาํ นวณเปนเลขฐานสอง สถาบนั สงเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 20

คมู ือการจัดกิจกรรมสะเตม็ ศกึ ษาดวยโปรแกรม Scratch กิจกรรมกลอ งสอบถามความเหน็ อจั ฉริยะ ข้ันที่ 4: สรา งสไปรท check-b เพือ่ ตรวจสอบสถานะของแผงสวิตชท ตี่ อ เขา กับจดุ เชอื่ มตอ B โดยใช หลกั การเดยี วกันกับสไปรท check-a แตใ หมตี วั แปร b0, b1 และ b2 เกบ็ คา สถานะการกดสวติ ช ข้ันที่ 5: สรา งสไปรท 6 ตวั เพือ่ แสดงสถานะการกดสวติ ชใหก บั สวติ ชแ ตล ะตัว ซึ่งเปนเพยี งการ ตรวจสอบคา ในตัวแปร a0, a1, a2, b0, b1 และ b2 แลว ใหแ สดงพฤตกิ รรมตามทต่ี อ งการ ดานลา ง เปน สคริปตท ีใ่ ชก ับสไปรทส ําหรับคา a0 ซงึ่ แสดงคําพดู \"Yes!\" เมอ่ื มกี ารกดสวิตชต วั แรกทต่ี อ กับจุด เชือ่ มตอ A สถาบนั สงเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี 21