การสร้าง: เครื่องมือวัดค่า pH จากวัสดุที่หาได้ในบ้าน

สถานการณ์:
นักเรียนได้รับมอบหมายให้สร้างเครื่องมือวัดค่า pH โดยใช้วัสดุที่หาได้ในบ้าน นักเรียนจะต้องทำการวิจัย ออกแบบ สร้าง และทดสอบการทำงานของเครื่องมือวัดค่า pH

แนวทางการบรูณาการความรู้และทักษะ:

1. วิศวกรรมศาสตร์

   • การออกแบบเครื่องมือวัดค่า pH: ออกแบบเครื่องมือวัดค่า pH โดยใช้วัสดุที่หาได้ในบ้าน เช่น กระดาษลิตมัสจากดอกไม้หรือพืชที่มีสีเปลี่ยนตามค่า pH
   • การสร้างเครื่องมือวัดค่า pH: วางแผนและสร้างเครื่องมือวัดค่า pH โดยการเตรียมสารละลายดอกไม้หรือพืชและทดสอบการเปลี่ยนสี

2. คณิตศาสตร์

   • การคำนวณค่า pH: คำนวณและแปลค่าผลการวัดค่า pH โดยใช้การเปรียบเทียบสีที่เปลี่ยนไปกับสเกลค่า pH มาตรฐาน หรือใช้สูตรการคำนวณค่า pH ของสารละลาย \(\text{pH} = -\log[H^+]\)
     • ค่า pH น้อยกว่า 7 บ่งชี้ว่าสารละลายเป็นกรด
     • ค่า pH เท่ากับ 7 บ่งชี้ว่าสารละลายเป็นกลาง (เช่น น้ำบริสุทธิ์)
     • ค่า pH มากกว่า 7 บ่งชี้ว่าสารละลายเป็นเบส
   • การบันทึกและวิเคราะห์ค่า pH: บันทึกและวิเคราะห์ผลการวัดค่า pH จากตัวอย่างน้ำหรือสารละลายต่าง ๆ

3. วิทยาศาสตร์

   • การศึกษากระบวนการทางเคมี: ศึกษากระบวนการทางเคมีที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีในดอกไม้หรือพืชที่ใช้วัดค่า pH เช่น การทำปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส
   • การทดลองและสรุปผล: ทดลองการวัดค่า pH จากสารละลายต่าง ๆ และสรุปผลการทดลอง เช่น การเปรียบเทียบค่าสีที่เปลี่ยนไปกับสเกลค่า pH

4. เทคโนโลยี

   • การใช้เทคโนโลยีวัดผล: ใช้เทคโนโลยีและเครื่องมือในการวัดค่า pH เช่น การใช้แอปพลิเคชันบนโทรศัพท์มือถือในการเปรียบเทียบค่าสี
   • การบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูล: ใช้แอปพลิเคชันและซอฟต์แวร์ในการบันทึกและวิเคราะห์ค่าผลการวัดที่ได้จากการทดลอง