STEM Activities Guidebook - การสร้างปืนจรวดจากกระดาษและหลอดดูดน้ำ

STEM Activities Guidebook - ระดับประถมศึกษา

เรื่อง: การสร้างปืนจรวดจากกระดาษและหลอดดูดน้ำ (Straw Rocket)

เหมาะสำหรับเด็กวัย: ประถมศึกษา (6-11 ปี)
ระยะเวลา: 30-45 นาที
หัวข้อ: การออกแบบจรวดและแรงดันลม (Rocket Design and Air Pressure)

วัตถุประสงค์ของกิจกรรม

กิจกรรมนี้จะช่วยให้เด็กเรียนรู้เกี่ยวกับหลักการของแรงดันลมและการเคลื่อนที่ของจรวด โดยเด็กจะได้ออกแบบและสร้างจรวดจากกระดาษและหลอดดูดน้ำ และทดสอบการปล่อยจรวดด้วยแรงดันลม

วัสดุที่ต้องใช้

• กระดาษ (ขนาด A4)
• หลอดดูดน้ำขนาดเล็กและใหญ่
• เทปกาวหรือกาว
• กรรไกร
• สีเมจิกหรือดินสอสี (สำหรับตกแต่งจรวด)

ขั้นตอนการทำกิจกรรม

1. สร้างจรวดจากกระดาษ

   • ตัดกระดาษให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดเล็ก ๆ (เช่น 5x8 ซม.) จากนั้นม้วนกระดาษให้เป็นท่อเล็ก ๆ ที่สามารถสวมลงบนหลอดดูดน้ำขนาดเล็กได้
   • ใช้เทปกาวติดปลายท่อกระดาษให้มั่นคงเพื่อไม่ให้คลายออก จากนั้นใช้กรรไกรตัดปลายท่อกระดาษให้เรียบเสมอกัน

2. ตกแต่งจรวด

   • ให้เด็กใช้สีเมจิกหรือดินสอสีตกแต่งจรวดตามจินตนาการ เช่น วาดลวดลายหรือติดปีกเล็ก ๆ ที่ด้านหลังของจรวดเพื่อความสวยงามและเพิ่มความเสถียรในการบิน

3. เตรียมปืนจรวด

   • นำหลอดดูดน้ำขนาดใหญ่ตัดให้สั้นลงประมาณ 1/3 จากนั้นนำหลอดขนาดเล็กที่มีจรวดกระดาษเสียบลงไปในหลอดขนาดใหญ่ ทำให้หลอดเล็กสามารถเลื่อนไปมาในหลอดใหญ่ได้อย่างสะดวก
   • จับปลายหลอดใหญ่ให้แน่นและเป่าลมเข้าไปในหลอดเล็ก เพื่อให้แรงดันลมดันจรวดออกมา

4. ทดสอบการปล่อยจรวด

   • นำจรวดกระดาษและปืนจรวดที่สร้างเสร็จแล้วออกไปยังที่โล่งแจ้ง จากนั้นให้เด็กลองปล่อยจรวดโดยใช้แรงดันลม เป่าลมเข้าไปในหลอดใหญ่แล้วสังเกตดูว่าจรวดบินไปไกลแค่ไหน
   • ลองทดสอบจรวดหลาย ๆ แบบโดยปรับแต่งขนาดหรือรูปทรงของจรวดเพื่อดูว่ามีผลอย่างไรต่อระยะทางการบิน

การจดบันทึกและเขียนรายงาน

1. ระหว่างทำกิจกรรม

   • ให้เด็กจดบันทึกลักษณะของจรวดแต่ละแบบ เช่น ขนาด ความยาว และรูปทรงปีก แล้วสังเกตว่าจรวดแบบไหนบินได้ไกลที่สุด
   • ให้เด็กบันทึกผลการทดสอบแต่ละครั้ง เช่น ระยะทางที่จรวดบินไปได้และสังเกตว่าสิ่งใดที่มีผลต่อการบินของจรวด

2. หลังทำกิจกรรม

   • สอนให้เด็กเขียนรายงานสรุปผลการทดลอง โดยอธิบายสิ่งที่ได้เรียนรู้จากการออกแบบจรวดและผลลัพธ์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของจรวด
   • รายงานควรประกอบด้วยหัวข้อ:
     • วัสดุและวิธีการ: อธิบายสิ่งที่ใช้และวิธีการทำ
     • ผลลัพธ์: บันทึกผลลัพธ์ที่ได้จากการทดลอง เช่น "จรวดที่มีปีกบินได้ไกลกว่าจรวดที่ไม่มีปีก"
     • ข้อสังเกตและข้อสรุป: อธิบายสิ่งที่เด็กสังเกตและบทเรียนที่ได้รับ เช่น "การใช้ปีกช่วยให้จรวดบินได้เสถียรขึ้น"

3. แบบฟอร์มบันทึกผลการทดลอง

   • สร้างแบบฟอร์มง่าย ๆ ให้เด็กใช้บันทึกผล เช่น ตารางสำหรับจดบันทึกขนาดของจรวดและระยะทางที่จรวดบินไปได้

คำถามเพื่อการสะท้อนคิด

1. ก่อนเริ่มกิจกรรม: "ลูกคิดว่าจรวดที่มีลักษณะอย่างไรจะบินได้ไกลที่สุด?"
2. ระหว่างทำกิจกรรม: "ทำไมจรวดบางแบบถึงบินได้ไกลกว่าจรวดแบบอื่น ๆ?"
3. หลังทำกิจกรรม: "ลูกได้เรียนรู้อะไรบ้างเกี่ยวกับการออกแบบจรวดและแรงดันลม?"

ข้อมูลทางวิชาการ

1. หลักการพื้นฐาน
   การปล่อยจรวดใช้หลักการของแรงดันลม เมื่อเป่าลมเข้าไปในหลอดดูดน้ำ แรงดันลมจะดันจรวดออกไปด้วยความเร็ว แรงดันลมยิ่งมาก จรวดยิ่งบินได้ไกล

2. แรงและการเคลื่อนที่ (Force and Motion)
   การออกแบบจรวดและการปรับแต่งรูปทรงมีผลต่อการเคลื่อนที่ของจรวด การเพิ่มปีกหรือปรับมุมปีกสามารถช่วยเพิ่มความเสถียรและระยะทางในการบินของจรวด

3. การเชื่อมโยงกับการบินและอวกาศ
   หลักการที่ใช้ในการสร้างจรวดนี้สามารถนำไปเชื่อมโยงกับการออกแบบจรวดจริงที่ใช้ในการส่งยานอวกาศ การเข้าใจแรงดันและการออกแบบอากาศยานเป็นพื้นฐานของวิศวกรรมอวกาศ

ทักษะที่จะได้รับการพัฒนา

1. การคิดเชิงวิศวกรรม: เด็กจะได้ฝึกการออกแบบจรวดที่สามารถบินได้ไกลและเสถียร
2. ทักษะการทดลองและการวิเคราะห์: เด็กจะได้ฝึกการทดลองและวิเคราะห์ผลลัพธ์จากการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของจรวด
3. การจดบันทึกและสรุปผล: เด็กจะได้ฝึกทักษะการจดบันทึกผลการทดลองและสรุปผลจากการเปรียบเทียบจรวดแต่ละแบบ

เคล็ดลับพิเศษสำหรับพ่อแม่

• ปรับความยากง่าย: สำหรับเด็กเล็ก เริ่มจากจรวดที่มีรูปทรงง่าย ๆ และเพิ่มความซับซ้อนเมื่อพวกเขาคุ้นเคยกับกระบวนการ
• ทำให้สนุก: จัดการแข่งขันว่าใครสามารถออกแบบจรวดที่บินได้ไกลที่สุด
• สร้างแรงจูงใจ: ชมเชยลูกเมื่อพวกเขาปรับปรุงการออกแบบและเห็นผลลัพธ์ที่ดีขึ้นจากการทดลอง