ฐานการเรียนรู้ เรื่องกังหันลมซุปเปอร์แมน

คมู่ อื ผรู้ บั บรกิ ารกจิ กรรมการศกึ ษาตามอธั ยาศยั ดา้ นสะเตม็ ศกึ ษา (STEM EDUCATION ) เรือ่ ง กงั หนั ลมซปุ เปอรแ์ มน จดั ทาโดย นางสาวกนกวรรณ จิปภิ พ

ฐานการเรยี นรู้ เร่ือง กงั หนั ลมซุปเปอร์แมน ประกอบดว้ ยแผนการจดั กจิ กรรมการเรียนรู้ เร่อื งกังหนั ลมซปุ เปอรแ์ มน จานวน 2 ช่วั โมง

แผนการจดั กจิ กรรมการเรียนรู้ เรอ่ื ง กงั หันลมซุปเปอรแ์ มน เวลา 2 ชว่ั โมง แนวคดิ อากาศมีแรงท่กี ระทากับวตั ถุ เมื่อมีอากาศเคล่อื นไปกระทบกับใบพัดจะทาใหเ้ กดิ แรงกระทาตอ่ ใบพดั ทาใหเ้ กิดการเคลือ่ นไหวหรอื หมุน พลังงานลมสามารถนามาใช้ผลติ ไฟฟ้าไดโ้ ดยใช้กังหันลม ศักยภาพในการผลิตไฟฟา้ น้นั จะข้นึ อยกู่ ับรูปแบบ ของกงั หนั ลมและอัตราเร็วลมแต่ละพ้นื ท่ี กงั หนั ลมทพี่ บทั่วไปมหี ลายรปู แบบ ทง้ั แบบแกนหมุนแนวตงั้ และ แกนหมุนแนวนอน ทง้ั นี้ การออกแบบและสรา้ งกงั หันลมควรคานงึ ถึงปจั จัยต่างๆ ทีเ่ ก่ียวข้อง เช่น จานวน ขนาด มุมของใบพัดและวัสดุที่ใช้ วัตถุประสงค์ เม่อื ส้ินสดุ แผนการจดั กจิ กรรมการเรยี นรแู้ ล้ว ผูร้ ับบริการสามารถ 1. อธิบายปจั จยั ทมี่ ีผลตอ่ การหมนุ ของกงั หนั ลม 2. ออกแบบและสรา้ งกังหันลมเพื่อแกป้ ัญหาตามสถานการณ์ท่ีกาหนด 3. ใชเ้ คร่ืองมือในการสรา้ งชิน้ งานไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ งและปลอดภัย เนือ้ หา 1. พลังงานหมนุ เวยี น 2. พลังงานลม 3. รปู แบบ สว่ นประกอบของกังหันลม ข้นั ตอนการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้ ข้ันตอนที่ 1 กจิ กรรมการเรียนรปู้ ระสบการณท์ างวิทยาศาสตร์ (S : Science Experience Activity) 1. ผจู้ ดั กิจกรรมทักทายผู้รบั บรกิ ารและแนะนาตนเองกับผรู้ บั บริการ รวมทง้ั ชแ้ี จงวัตถปุ ระสงคข์ อง ฐานการเรยี นรทู้ ี่ 1 เรอ่ื งกงั หันลมซุปเปอรแ์ มน ไดแ้ ก่ (1) อธบิ ายปัจจยั ทีม่ ีผลต่อการหมนุ ของกงั หนั ลม (2) ออกแบบและสร้างกังหันลมเพอ่ื แก้ปญั หาตามสถานการณ์ทก่ี าหนด (3) ใชเ้ คร่ืองมือในการสรา้ งช้ินงานไดอ้ ย่างถูกตอ้ งและปลอดภยั

2. ผจู้ ดั กิจกรรมซักถามประสบการณ์เดิมของผู้รับบริการเก่ียวกับเรื่องที่จะเรียนรู้ โดยสุ่มผู้รับบริการ จานวน 3 - 5 คน ตามความสมัครใจ ใหต้ อบคาถามในประเดน็ จานวน 3 ประเด็น ดังนี้ ประเด็นที่ 1 “มใี ครร้จู ักกงั หันลมซปุ เปอร์แมนบ้าง” ประเด็นท่ี 2 “ท่านคดิ ว่า ปจั จัยทม่ี ีผลตอ่ การหมุนของกงั หนั คืออะไร” ประเดน็ ท่ี 3 “ท่านคดิ วา่ เคร่อื งมอื ในการสรา้ งชน้ิ งานมีอะไรบา้ ง” 3. ผจู้ ัดกิจกรรมและผรู้ บั บรกิ าร แลกเปลีย่ นความคิดเหน็ และสรปุ ส่งิ ท่ีไดเ้ รียนร้รู ว่ มกนั ขน้ั ตอนท่ี 2 กจิ กรรมการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตรท์ ี่ท้าทาย (C : Challenge Learning Activity) 1. ผู้จัดกิจกรรมเชือ่ มโยงเนื้อหาในข้ันตอนที่ 1 เร่ือง ปัจจยั ที่มีผลตอ่ การหมนุ ของกงั หนั ลม การ ออกแบบและสร้างกังหนั ลมเพื่อแกป้ ญั หาตามสถานการณท์ ี่กาหนด และการใช้เคร่อื งมือในการสร้างชิ้นงานได้ อยา่ งถูกตอ้ งและปลอดภัย 2. ผูจ้ ดั กิจกรรมดาเนนิ การจดั กิจกรรมการเรยี นรู้ ตามข้นั ตอน ดงั น้ี ขัน้ ตอนที่ 1 การระบปุ ัญหา 1. แบง่ ผรู้ ับบริการออกเป็นกล่มุ ๆ ละ 5 - 10 คน พร้อมแจกใบความรู้ ใบบันทึกกิจกรรม 2. ผจู้ ดั กิจกรรมให้ความร้พู ้ืนฐานเกยี่ วกับกังหันลมซปุ เปอร์แมนแบบต่าง ๆ และยกตัวอย่าง การใชก้ ังหนั ลมจากสถานที่จริง เช่น กังหันลมนาเกลือ กงั หันสูบนา้ 3. ผู้จดั กิจกรรมนาเสนอสถานการณ์ ตวั อยา่ งของการใชก้ งั หนั ลมจากสถานทจี่ รงิ ดังน้ี ครอบครวั หนึ่งมีอาชีพทานาเกลอื ซึง่ การทานาเกลอื จาเปน็ ตอ้ งผนั นา้ เข้าสู่ที่นา โดยพบว่าบริเวณ พืน้ ท่ีนานัน้ มลี มคอ่ นขา้ งแรงสมา่ เสมอตลอดทง้ั ปี ครอบครัวนต้ี อ้ งการประหยัดพลังงานจากการสบู นา้ เขา้ นา ดว้ ยเคร่ืองสบู น้าทัว่ ไป จึงตอ้ งการสรา้ งกงั หนั ลมเพื่อใช้ในการผันน้าเขา้ นา ภารกิจของผู้รับบริการแตล่ ะกลมุ่ คอื ออกแบบและสรา้ งกังหนั ลมทีส่ ามารถผันนา้ เขา้ นาไดเ้ ร็วท่ีสุด โดยจาลองเหตกุ ารณ์ดว้ ยการยกวตั ถทุ ่ี กาหนดให้ไดเ้ รว็ ท่สี ดุ 4. ผ้จู ดั กิจกรรมให้ผ้รู ับบริการระบปุ ญั หาจากสถานการณข์ า้ งตน้ เพอ่ื หาทางแกไ้ ขท่เี หมาะสม 5. ผจู้ ดั กิจกรรมชี้แจงในการสรา้ งกงั หนั ลม ดงั น้ี 5.1 การทดสอบประสทิ ธิภาพของกังหนั จะให้วางใบพัดกงั หนั ห่างจากพดั ลมที่ระยะ 50 เซนติเมตร 5.2 ระยะทางในการยกวัตถขุ นึ้ เทา่ กบั 60 เซนตเิ มตร 5.3 มวลของวัตถุถว่ งนา้ หนัก (ดนิ น้ามัน) เทา่ กบั 100 กรมั 5.4 ตอ้ งใช้เวลาน้อยที่สุดในการยกน้าหนกั ขนั้ ตอนที่ 2 การค้นหาแนวคิดท่เี กี่ยวขอ้ ง 6. ผรู้ ับบริการสบื คน้ ข้อมูล และร่วมกันอภปิ รายปจั จัยทม่ี ีผลทาให้กงั หนั ลมยกวัตถไุ ด้ เชน่ จานวน ขนาด น้าหนัก และมมุ ของใบพัด

7. ผู้รบั บรกิ ารแต่ละกล่มุ อภปิ ราย และสรปุ ปัจจัยท่มี ีผลตอ่ การยกวัตถไุ ด้เร็ว พรอ้ มหา แนวทางในการสร้างกงั หนั เร็วไปถึงลกั ษณะและรปู แบบของกังหันทสี่ ามารถยกวตั ถุได้เรว็ ข้ันตอนท่ี 3 การวางแผนประดิษฐ์และพัฒนา 8. ผรู้ บั บริการออกแบบกงั หนั ลมโดยวาดร่างและระบุขนาดหรือสัดส่วนของกังหนั ลมอย่าง ชัดเจน พรอ้ มตอบคาถามลงในใบกจิ กรรม 9. ผรู้ บั บริการสร้างกังหันลมตามที่ไดอ้ อกแบบไว้ โดยแล้วเสร็จภายในเวลา 30 นาที ขน้ั ตอนที่ 4 การทดสอบและประเมินผล 10. ผู้รับบริการทดสอบกงั หนั ลมและปรับปรงุ ให้มีประสิทธิภาพมากทีส่ ุด 11. ผรู้ ับบริการแตล่ ะกลุ่มนากังหันลมมาแขง่ ยกวตั ถใุ ห้เรว็ ท่ีสุด ขัน้ ตอนท5่ี การนาเสนอ 12. ผูจ้ ดั กิจกรรมคัดเลอื กกงั หันลมซุปเปอร์แมนที่มปี ระสทิ ธภิ าพมากทีส่ ุด ออกมาสรุป ประเด็นต่าง ๆ ดงั น้ี ก. ลกั ษณะของใบพัดที่ทาให้กงั หนั ลมยกวตั ถุไดเ้ ร็ว เช่น รปู รา่ ง จานวน มมุ วัสดุทใี่ ช้ ข. การประดษิ ฐช์ ิน้ งานตรงกบั การออกแบบ ค. ปัญหาของชน้ิ งานและแนวทางการปรับปรงุ ชิน้ งาน ขั้นตอนท่ี 3 กิจกรรมการสรุปผลการนาวิทยาศาสตร์ไปใช้ในชีวิตประจาวัน (I : Implementation Conclusion Activity) 1. ให้ผรู้ ับบริการตอบคาถามโดยสมุ่ ผรู้ ับบรกิ าร จานวน 3 - 5 คนตามความสมคั รใจ ให้ตอบคาถามใน ประเดน็ “ท่านจะนาความรู้เรอื่ ง กังหันลมซุปเปอร์แมนไปประยกุ ต์ใช้ในชวี ติ ประจาวันอย่างไร” 4. ผจู้ ัดกจิ กรรมและผูร้ บั บรกิ ารสรุปสงิ่ ท่ไี ดเ้ รียนรรู้ ว่ มกนั สือ่ วสั ดุอปุ กรณ์ และแหล่งการเรยี นรู้ 1. ใบความรสู้ าหรบั ผู้จดั กิจกรรมเรื่อง กังหนั ลมซุปเปอร์แมน 2. ใบความรู้สาหรับผู้รบั บรกิ ารเรอื่ ง กังหนั ลมซปุ เปอร์แมน 3. ใบกจิ กรรมเร่ือง กังหนั ลมซปุ เปอรแ์ มน 4. ขวดพลาสติกใสขนาด 600 มลิ ลิลติ ร 5. หลอด 6. เชือกมดั กล่องพสั ดุ 7. ดินนา้ มันหรอื วัตถุมวลประมาณ 50 กรัม 8. พลาสตกิ ลูกฟูก ขนาด 30 ซม.× 30 ซม. 9. ตะเกียบไม้ 10. ไมเ้ สยี บลกู ชิ้น 11. เทปใส

12. โปรแทรกเตอร์ 13. กรรไกร 14. คัตเตอร์ 15. กระดาษบรฟู๊ 16. ปากกาเคมี . การวัดและประเมนิ ผล 1. สังเกตพฤติกรรมการมีส่วนรว่ ม ความตัง้ ใจ ความสนใจของผรู้ ับบรกิ าร 2. ตรวจใบกิจกรรม 3. รายการประเมินตามตาราง ดังน้ี รายงานการประเมนิ เครอื่ งมือสาหรับการประเมนิ คะแนน(รอ้ ยละ) การนาเสนอ 15 ความสาเรจ็ ของชนิ้ งาน แบบประเมินผลงานและการนาเสนอ 15 การออกแบบเชิงวิศวกรรม 10 แบบประเมินผลงานและการนาเสนอ ประสิทธิภาพของชน้ิ งาน 50 ภาพร่างกังหนั ลมโดยใช้แบบประเมินผลงานและการ การบรู ณาการความรู้ นาเสนอ 10 การแขง่ ขันยกวตั ถโุ ดยใชแ้ บบประเมินผลงานและการ นาเสนอ การตอบคาถามในใบกจิ กรรมโดยใชแ้ บบประเมินผลงาน และการนาเสนอ

ใบความรู้สาหรบั ผรู้ ับบริการ เรอ่ื ง กังหนั ลมซปุ เปอร์แมน พลงั งานหมนุ เวยี น พลังงานหมุนเวยี น (Renrwable Energy) คือ พลงั งานท่มี าจากแหลง่ พลังงานท่เี กดิ ขนึ้ โดยกระบวนการ การทางธรรมชาตอิ ยา่ งตอ่ เนอื่ ง เช่น แสงอาทิตย์ ลม ฝน กระแสน้า คลืน่ และความร้อนใต้พิภพ ดงั นน้ั พลงั งานหมนุ เวียนจงึ เป็นพลงั งานทดแทนประเภทหนงึ่ ท่มี คี วามยั่งยืนเน่ืองจากใช้แลว้ ไมห่ มดไป อีกท้ังมี ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมนอ้ ย บางคร้งั จงึ เรียกว่า พลงั งานสเี ขยี ว (Green Energy) หรือพลังงานสะอาด (Clean Energy) พลงั งานลม ลม คอื อากาศท่เี คล่อื นที่ การเคลือ่ นท่ขี องอากาศเปน็ ผลเน่อื งจากความแตกตา่ งของอณุ หภูมสิ องแหง่ หรือ ความแตกต่างของความกดอากาศสองแห่ง โดยลมจะพัดจากบรเิ วณท่ีมีความกดอากาศสงู ไปสู่บรเิ วณท่ีมีความ กดอากาศต่า ในธรรมชาติลมอาจเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น ลมฝนเกดิ จากพายฝุ นฟ้าคะนอง ลมประจาถ่นิ เกิดจากพ้ืนผิวไดร้ บั ความรอ้ นแตกต่างกัน ลมทัว่ โลกเกิดจากความแตกต่างในการดูดกลืนพลังงานแสงอาทติ ย์ ระหวา่ งเขตภูมอิ ากาศบนโลก สองสาเหตหุ ลักของการไหลเวยี นขนาดใหญ่ในบรรยากาศโลก คือ ความแตกตา่ ง ความร้อนระหว่างเสน้ ศนู ย์สตู รและขัว้ โลกและการหมนุ ของโลก มนุษยเ์ ราใช้ประโยชนจ์ ากพลังงานลมมานานหลายพันปี ในการอานวยความสะดวกสบายแก่ชีวิต เชน่ การแล่นเรอื ใบเพอ่ื ขนสง่ สิ้นคา้ การหมุนกงั หันวิดน้า การสูบน้า การบดเมล็ดพืช ในปัจจุบนั มนุษยไ์ ด้ให้ ความสาคญั กบั การใชป้ ระโยชนจ์ ากพลังงานลมมากขึน้ โดยนามาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าดว้ ยอปุ กรณท์ ี่เรยี กว่า “กังหันลม” กงั หนั ลม กงั หนั ลมเปน็ อุปกรณท์ ่ใี ช้ในการเปลยี่ นพลงั งานจากลมไปเป็นพลังงานอ่นื ทีส่ ามารถนามาใช้ประโยชน์ใน ชีวิตประจาวันได้ เช่น การสบู นา้ การผนั น้าเขา้ นาเกลอื การผลิตไฟฟ้า กงั หันลมมีหลายรปู แบบ ทัง้ แบบแกน หมนุ แนวตั้งและแกนหมนุ แนวนอน ส่วนประกอบของระบบกังหนั ลม กังหนั ลมมสี ว่ นประกอบหลักๆ ดังต่อไปนี้ 1.) ใบกงั หนั เปน็ สว่ นประกอบท่สี าคญั ทีส่ ุดซึง่ เป็นตัวทาให้เกดิ พลงั งานกลทเ่ี พลาของกังหัน จานวนใบ กังหันอาจมีตงั้ แตห่ นง่ึ ถงึ หลายสิบใบ ข้ึนอยู่กบั การออกแบบและใชง้ า

2.) เพลาแกนหมุน ซึง่ รบั แรงจากแกนหมนุ ใบพดั และส่งผา่ นระบบกาลังเพอื่ หมุนและปน่ั 3.) หอคอย หอคอยทาหนา้ ทีย่ ึดตวั กังหนั ลมใหอ้ ยใู่ นระดบั สูง เพอื่ รบั กระแสลมไดม้ ากข้นึ ทกุ ทิศทาง หอคอยอาจเป็นทอ่ ตรงท่ีมีสายยึดหรืออาจเปน็ โครงสรา้ งเหลก็ หรือไม้ ทสี่ ามารถรับน้าหนักและการสั่นสะเทอื น จากตวั กงั หนั ได้ รปู แบบของกังหนั ลม กงั หนั ลมสามารถแบง่ ออกตามลกั ษณะการจัดวางแกนของใบพดั ได้ 2 รปู แบบ คือ 1.) กังหันลมแนวแกนตง้ั เปน็ กังหนั ลมท่มี แี กนหมนุ และใบพัดตงั้ ฉากกับการเคลอ่ื นท่ีของลมในแนวราบ ซ่งึ ทาใหส้ ามารถรบั ลมในแนวราบไดท้ ุกทิศทาง 2.) กงั หนั ลมแนวแกนนอน เป็นกังหันลมท่มี ีแนวแกนหมุนขนานกบั ทิศทางของลมโดยมีใบพดั เป็นตวั ตงั้ ฉากรบั แรงลม มอี ุปกรณ์ควบคุมกังหันใหห้ ันไปตามทศิ ทางของกระแสลม กงั หนั ลมแนวแกนนอน(HAWT) กังหันลมแนวแกนตง้ั (VAWT) ตัวอยา่ ง กงั หันลมแบบตา่ งๆ ในปัจจบุ นั กงั หันลมสบู น้าในโครงการสว่ นพระองค์ ประเทศไทย กงั หนั ลมผลิตกระแสไฟฟ้า ประเทศไทย

การเชื่อมโยงกงั หนั ลมซุปเปอร์แมนกบั สะเตม็ ศึกษา สาระสาคัญ อากาศมีแรงทก่ี ระทากับวัตถุ เม่ือมีอากาศเคล่อื นไปกระทบกบั ใบพดั จะทาให้เกดิ แรงกระทาตอ่ ใบพัด ทา ให้เกิดการเคล่อื นไหวหรือหมนุ พลงั งานลมสามารถนามาใชผ้ ลิตไฟฟ้าไดโ้ ดยใช้กังหนั ลม ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้านั้นจะขนึ้ อยกู่ บั รปู แบบ ของกงั หนั ลมและอัตราเร็วลมแต่ละพื้นท่ี กังหันลมทีพ่ บทั่วไปมหี ลายรปู แบบ ทงั้ แบบแกนหมนุ แนวตงั้ และ แกนหมนุ แนวนอน ทั้งนี้ การออกแบบและสรา้ งกงั หันลมควรคานึงถงึ ปจั จยั ต่างๆ ทเ่ี ก่ียวข้อง เช่น จานวน ขนาด มุมของใบพดั และวัสดทุ ่ีใช้ ตัวชว้ี ัด วิทยาศาสตร์ (S) เทคโนโลยี (T) คณิตศาสตร์ (M) ทดลองและอธิบายความดนั อากาศ นาความรู้และทักษะในการสร้าง วัดขนาดของมมุ หมายเหตุ ช้นิ งานไปประยุกต์ในการสร้าง ใชค้ วามรู้ทักษะและกระบวนการ ส่ิงของเครอ่ื งใช้ ทางคณติ ศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เลือกใชเ้ ทคโนโลยีใน แก้ปญั หาในสถานการณต์ ่างๆได้ ชวี ิตประจาวนั อยา่ งสรา้ งสรรค์ต่อ อยา่ งเหมาะสม ชีวิต สังคมและมีการจกั การส่งิ ของ ให้เหตุผลประกอบการตัดสนิ ใจ เครื่องใช้ดว้ ยการแปรรปู และนา และสรปุ ผลได้อยา่ งเหมาะสม กลบั มาใช้ใหม่ *เทคโนโลย(ี T) รวมตวั ชว้ี ัดสาระการออกแบบและเทคโนโลยี และสาระเทคโนโลยีสาระสนเทศและการสอ่ื สาร ในขณะที่ วศิ วกรรมศาสตร์(E) ไมป่ รากฏในหลกั สตู รหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขน้ั พื้นฐาน ปี 2551 แต่กระบวนการออกแบบเชิง วศิ วกรรม สามารถเทียบเคยี งไดจ้ ากกระบวนการเทคโนโลยีในตวั ช้วี ัดสาระการออกแบบและเทคโนโลยี สาระการเรยี นรู้ วทิ ยาศาสตร์ อากาศมีแรงกระทาต่อวัตถุ แรงท่อี ากาศตัง้ ฉากต่อหน่ึงหนว่ ยพนื้ ที่ เรยี กว่า ความดนั อากาศ เทคโนโลยี (เทคโนโลยีสาระสนเทศและการส่อื สาร และการออกแบบเทคโนโลยี ) การสรา้ งสง่ิ ของเครื่องใช้อยา่ งเป็นขัน้ ตอน ต้งั แต่กาหนดปญั หาหรือความต้องการ รวบรวมข้อมูล เลือกวิธีการ ออกแบบโดยถ่ายทอดความคดิ เปน็ ภาพรา่ ง 3 มติ ิ หรือแผนทคี่ วามคิด ก่อนลงมือสรา้ งและประเมินผล ทาให้

ผู้เรยี นทางานอย่างเปน็ กระบวนการ ภาพรา่ ง 3 มติ ิ ประกอบดว้ ย ด้านกวา้ ง ด้านยาวและด้านสงู เป็นการ ถา่ ยทอดความคดิ หรอื จินตนาการ ความรู้ในการสรา้ งชนิ้ งานตอ้ งอาศยั ความร้ทู ีเ่ ก่ยี วขอ้ งกบั ชิน้ งานอน่ื อกี เช่น กลไกลและการควบคุมไฟฟา้ อิเลก็ ทรอนิกส์ ทักษะการสร้างชิน้ งานอนื่ ๆ ที่ต้องใช้เพ่มิ อกี เชน่ ทกั ษะการตดั การเจาะ การประกอบชิน้ งาน แต่ละสว่ นเขา้ ด้วยกนั คณติ ศาสตร์ การวัดขนาดของมุมโดยโปรแทรกเตอร์ การเช่อื มโยงความรูต้ ่างๆในคณิตศาสตร์ และนาความรู้ หลกั การ กระบวนการทางคณติ ศาสตรไ์ ปเชื่อมโยงกับ ศาสตรอ์ น่ื จะทาให้ผเู้ รยี นสามารถใหเ้ หตุผลประกอบการตดั สนิ ใจ สรุปผลและแกป้ ญั หาในสถานการณต์ า่ งๆได้ อยา่ งเหมาะสม ผงั มโนทัศน์ S : วทิ ยาศาสตร์ T : เทคโนโลยี แรงจาการเคลื่อนที่ ทักษะการสร้างช้ินงาน กงั หนั ลมซุปเปอร์แมน E : วศิ วกรรมศาสตร์ M : คณิตศาสตร์ การเช่ือมโยงความรใู้ นวชิ าคณิตศาสตร์ การทางานตามกระบวนการออกแบบ เช่ือมโยงกับศาสตรอ์ ืน่ ๆเพ่อื แก้ปัญหา เชิงวิศวกรรม การวัดขนาดของมุม

ใบกจิ กรรม เรอื่ ง กังหันลมซุปเปอรแ์ มน วตั ถปุ ระสงค์ เมือ่ ส้ินสดุ แผนการจัดกจิ กรรมการเรยี นรูแ้ ล้ว ผู้รบั บริการสามารถ 1. อธบิ ายปจั จัยท่มี ีผลตอ่ การหมุนของกังหนั ลม 2. ออกแบบและสร้างกงั หนั ลมเพ่ือแก้ปญั หาตามสถานการณ์ทกี่ าหนด 3. ใช้เครื่องมือในการสร้างชน้ิ งานไดอ้ ย่างถูกต้องและปลอดภัย เนื้อหา 1. พลังงานหมุนเวียน 2. พลังงานลม 3. รูปแบบ สว่ นประกอบของกังหนั ลม คาช้ีแจง : ให้ผรู้ บั บรกิ ารประดิษฐ์กังหันลมซปุ เปอร์แมนโดยมีข้ันตอน ดงั น้ี ขน้ั ตอนท่ี 1 ใหผ้ ้รู บั บรกิ ารสืบคน้ ขอ้ มูล และร่วมกนั อภปิ รายปัจจัยท่ีมีผลทาใหก้ ังหนั ลมยกวัตถุได้ เช่น จานวน ขนาด น้าหนกั และมุมของใบพดั ขนั้ ตอนที่ 2 ผ้รู ับบริการแตล่ ะกลุ่มอภิปราย และสรปุ ปจั จัยที่อาจมีผลตอ่ การยกวตั ถุไดเ้ รว็ พรอ้ มหา แนวทางในการสร้างกงั หัน รวมไปถึงลกั ษณะและรูปแบบของกังหันท่ีสามารถยกวตั ถไุ ด้เร็ว ขนั้ ตอนที่ 3 ผู้รับบริการออกแบบกงั หันลมโดยวาดร่างและระบุขนาดหรือสัดส่วนของกังหนั ลมอย่าง ชัดเจน โดยมีเกณฑพ์ จิ ารณา ดังน้ี 1. การทดสอบประสิทธิภาพของกังหนั จะให้วางใบพัดกงั หนั หา่ งจากพดั ลมทรี่ ะยะ 50 เซนตเิ มตร 2. ระยะทางในการยกวตั ถุขน้ึ เท่ากับ 60 เซนติเมตร 3. มวลของวัตถุถ่วงนา้ หนกั (ดินนา้ มนั ) เทา่ กบั 100 กรมั 4. ต้องใชเ้ วลานอ้ ยสดุ ในการยกน้าหนกั ขน้ั ตอนที่ 4 ผูร้ บั บรกิ ารสรา้ งกงั หนั ลมตามท่ไี ดอ้ อกแบบไว้ โดยใหแ้ ล้วเสรจ็ ภายในเวลา 30 นาที ขน้ั ตอนที่5 ผูร้ ับบริการทดสอบกงั หันลมและปรับปรงุ ให้มีประสิทธิภาพมากทีส่ ุด ขน้ั ตอนที่6 ผรู้ บั บริการแต่ละกลมุ่ นากังหนั ลมมาแขง่ ยกวตั ถุให้เรว็ ท่ีสุด

ใบบนั ทึกกจิ กรรม เรอ่ื ง กังหนั ลมซุปเปอร์แมน 1. จงระบปุ ญั หาและเงอื่ นไข จากสถานการณท์ ่ีกาหนด .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. ยกตวั อย่างความรูท้ น่ี ามาใชใ้ นการออกแบบและสรา้ งกงั หนั ลม .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. รา่ งแบบกงั หันลมที่จะสรา้ งพร้อมระบุขนาด สัดส่วนของชนิ้ งาน รวมทัง้ อธบิ ายรายละเอยี ดอ่นื ๆ ช่อื ชิ้นงาน.........................................................................................................

4. บันทกึ ผลการทดสอบการใช้กงั หันลมยกวัตถดุ ว้ ยความเรว็ ลมระดับ 2 ครัง้ ท่ี เวลาที่ใช(้ วนิ าท)ี 1 2 3 เวลาเฉลี่ย 5. บนั ทกึ ผลการทดสอบการใชก้ ังหนั ลมยกวตั ถุด้วยความเร็วลมระดบั 3 คร้ังท่ี เวลาที่ใช้(วินาท)ี 1 2 3 เวลาเฉล่ยี 6. อธบิ ายการปรับปรงุ การทางานของกงั หนั ลม (กรณที ีผ่ ลการทดสอบไม่บรรลุผลตามท่ตี ้องการหรือมกี าร ปรบั ปรุงช้ินงาน) .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 7. บันทกึ ผลการแข่งขันของกลุ่มตนเอง รายการ ผลการแขง่ ขัน เวลาทใี่ ช้ ลาดบั ทไ่ี ด้

คาถามทา้ ยกจิ กรรม 1. ปจั จัยใดบา้ งที่มีผลต่อการหมนุ ของกังหันลม .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ...................... ...................................................................................................................................................... .............................................................................................................................................................................. 2. ถ้าหากตอ้ งการใหก้ ังหนั ลมยกของได้เรว็ ข้ึนจะตอ้ งทาอยา่ งไรบ้าง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. ให้ระบุความร้แู ละทกั ษะของวชิ าตา่ ง ๆ ท่ใี ชใ้ นการสรา้ งช้นิ งานลงในผังความคิดตอ่ ไปนี้ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................