หลักสูตรวิชาฟิสิกส์ ตามแนวทางการศึกษาวอลดอร์ฟ

Posted on Updated on


บทความชุดหลักสูตรนี้แปลจากต้นฉบับภาษาอังกฤษ โดยกลุ่มพ่อแม่เพื่อใช้ประกอบการจัดการเรียนการสอนในช่วงจัดทำบ้านเรียนชั้นมัธยม  ผมได้ทยอยนำลงไปหลายวิชาแล้ว และจะนำมาลงไปเรื่อยๆ จนครบเท่าที่มีอยู่ อาจไม่ครบทุกวิชาหรือทุกชั้น  แต่ก็คงพอได้แนวทางประกอบสำหรับทุกท่านที่สนใจ

ฟิสิกส์  Physics

ส่วนสำคัญและวัตถุประสงค์ทั่วไปในการสอนวิชาฟิสิกส์ในระดับ Middle School (ชั้น Grade 6 ถึง Grade 8 )

วัตถุประสงค์หลักในการสอนวิทยาศาสตร์คือการเข้าใจถึงแก่นของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับความเป็นมนุษย์ รวมถึงการนำเสนออย่างสร้างสรรค์ต่อความรู้สึกต่างๆ นี่หมายถึงการพัฒนาความสามารถในการสังเกตท่าทีจริงของธรรมชาติ บทเรียนวิทยาศาสตร์เริ่มในช่วงอายุที่เด็กมีความสามารถที่มองเห็นโลกแบบง่ายๆ และพวกเขาจะต้องถูกปลูกฝังความสามารถในการคิด การคิดในเชิงคุณสมบัติ (qualitative thinking) จะถูกพัฒนาขึ้นจากการพิจารณาอย่างต่อเนื่องถึงความเชื่อมโยงระหว่างมนุษย์และโลกที่ปรับเปลี่ยน

คำถามเกี่ยวกับปรากฏการณ์ธรรมชาติได้สูญหายไป โดยการจำกัดวิทยาศาสตร์ไว้เพียงในเชิงปริมาณ (quantitative) ด้วยขนาด ตัวเลขและน้ำหนัก ดังที่กาลิเลโอได้เคยกระทำ ในช่วงการขึ้นของยุค modern age คนได้เริ่มตั้งคำถามว่าจะควบคุมธรรมชาติได้อย่างไร และมองว่าการควบคุมนี่แหละเป็นสิ่งสำคัญที่สุด แนวความคิดนี้มีความเชื่อมโยงกับการเกิดขึ้นของมุมมองแบบง่ายๆ (casual) และมุมมองเชิงแบบจำลอง (model) ตามทฤษฎี เพราะว่าความเชี่ยวชาญในกระบวนการตามธรรมชาติจะสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อคุณสามารถอธิบายมันได้อย่างง่ายๆ ถ้าไม่สามารถทำได้ในตอนแรกปรากฏการณ์ธรรมชาติจะถูกลดทอนจากเชิงแนวคิดไปเป็นกระบวนการที่สามารถอธิบายได้

สิ่งที่เป็นอันตรายคือแนวคิดของการยัดเยียดแบบจำลองของธรรมชาติ (models of nature) ที่เป็นเชิงปริมาณและที่เป็นชิ้นเล็กๆจะถูกมองโดยนักเรียนว่าเป็นสภาพวัตถุอย่างนั้นจริง โดยประสบการณ์ ได้มีตัวอย่างของหลักสูตรที่ทำขึ้นในปี 1977 ซึ่งมีคำเตือนว่า “มีความจำเป็นที่จะต้องใช้แบบจำลองที่ไม่สมบูรณ์นักเมื่อเริ่มต้นของการสอน และต้องมีปรากฏการธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับธาตุทั้งสี่ที่ไม่สามารถอธิบายได้โดยแบบจำลองที่ใช้อยู่ และนี่แหละจะทำให้นักเรียนสามารถเข้าใจถึงหลักของแบบจำลองที่ไม่เพียงพอสำหรับการนำมาใช้ (principle of the insufficiency of models)”สิ่งที่มีคุณค่าจากมุมมองด้านการสอน คือหลักการดังต่อไปนี้

  • 1. ใช้กระบวนการคิดที่อิงการเห็นจริง แทนแบบจำลองที่ไม่สามารถประสบจริง
  • 2. ในตอนแรกเด็กจะต้องถูกปลุกความรู้สึกเชื่อมโยงต่อปรากฏการณ์ธรรมชาติ ซึ่งจะต้องไต่ขึ้นมาจากระดับของแต่ละคนเพื่อให้คุณลักษณะที่มีอยู่ดั้งเดิมตามธรรมชาติสามารถเข้าถึงกิจกรรมการรับรู้ (cognitive activity)
  • 3. การสอนวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนวอลดอร์ฟนั้นได้แยกทางจากคุณลักษณะด้าน sense ที่จริงในเรื่องของความสัมพันธ์ สามารถนับได้ว่าเป็นวิธีที่เกี่ยวข้องกับ sense อย่างยิ่ง และนี่เป็นบทบาทที่สำคัญสำหรับด้านการสอนเกี่ยวกับสุขภาพ การรับรู้อย่างมีชีวิตชีวาเป็นการเยียวยาสำหรับเด็กอายุระหว่าง 12 ถึง 14 ปี และยังอาจจะลดแนวโน้มของความแข็งแรงเกินไป (all-too-strong) และความหมกมุ่นกับตัวเอง (self-pre-occupation)
  • 4. มุมมองของโลกที่เปี่ยมไปด้วยปรากฏการณ์ธรรมชาติ การก่อตัวอย่างสร้างสรรค์ของความคิดที่เชื่อมโยงกับเหตุการณ์ตามธรรมชาติมีความต้องการยิ่งไปกว่านั้น มันไม่เพียงจะต้องถูกกระทำโดยผ่านการสอนอย่างพากเพียรและซื่อสัตย์ เพื่อได้มาซึ่งการเก็บเกี่ยวองค์ความรู้ที่มีมนุษย์เป็นศูนย์กลาง หากแต่ว่ามันยังเกี่ยวข้องกับการถกเรื่องทฤษฎีความรู้ของความคิดพื้นฐานที่อาศัยการสังเกตในเชิงวิทยาศาสตร์

การมีส่วนร่วมของแต่ละรายบุคคลในโลกนั้นได้เป็นองค์ประกอบหนึ่งใน ทฤษฎีองค์ความรู้ของ Rudolf Steiner  จากหนังสือหลายเล่มในหัวข้อที่มีชื่อว่า A Theory of Knowledge และ The Philosophy of Freedom Rudolf Steiner ได้อธิบายถึงความเชื่อมโยงระหว่าง sense impression และ thinking ว่า “Our whole being functions in such a way, that it flows in reality towards the elements of each thing observed from two sides; from the side of perception and from that of thinking ”  สิ่งต่างๆไหลที่ผ่านเข้ามาในตัวมนุษย์ต้องถูกผ่าน 2 กระบวนการ คือกระบวนการการรับรู้ และกระบวนการทางความคิด

การสอนวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนวอลดอร์ฟได้ยึดปฏิบัติตามกฎพื้นฐานนี้

Class 6 to 8 ส่วนสำคัญและวัตถุประสงค์ทั่วไปในการสอน

การสอนฟิสิกส์ไม่ได้เริ่มจากทฤษฎีหรือแบบจำลอง (models) แต่เริ่มจากการได้ประสบและสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติ เมื่อมีโอกาสควรมีการสาธิตถึงสิ่งตรงกันข้ามเพื่อเป็นการเปรียบเทียบ แม้นว่าสาขาวิชาของหัวเรื่องได้ถูกกำหนดแล้ว มันไม่ควรถูกสอนแบบแยกออกจากหัวเรื่องอื่น แต่ต้องสั่งสอนด้านที่เหมือนๆกันกับหัวเรื่องอื่นซึ่งจะทำให้ดูเป็นศาสตร์ที่ร่วมกัน จะเห็นได้ชัดว่าว่าการเชื่อมโยงกับศิลปะและเทคโนโลยีควรถูกนำเสนอเมื่อมีโอกาสและเหมาะสมกับช่วงอายุของนักเรียน

นักเรียนในชั้น 6-8 (Middle School) จะได้รับการสร้างเสริมประสบการณ์ผ่านปรากฏการธรรมชาติที่อธิบายโดยหลักฟิสิกส์ ส่วนนักเรียนในชั้น 9-12 (Upper School) จะสามารถเข้าใจเรื่องเดียวกันผ่านแนวคิด (concept)

Class 6  เนื้อหาที่น่าจะนำมาใช้สอน

ประสบการณ์ของปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ได้จากการทดลองอย่างง่ายๆและชัดเจน สามารถนำนักเรียนเข้าสู่โลกของฟิสิกส์

ด้วยวัตถุประสงค์นี้เราจะเริ่มด้วยการสอนเรื่องเสียง (acoustics)

  • 1. แนะนำให้รู้จักปรากฏการธรรมชาติของเสียงเบื้องต้น อาทิเช่น การสั่น (vibration) เสียงแหลมทุ้ม (pitch) ความเข้มเสียง (volume) คุณภาพเสียง (tone colour)
  • 2. เริ่มต้นโดยใช้เครื่องดนตรีที่คุ้นเคย นักเรียนสามารถรู้จักว่าการสั่นในฟิสิกส์นั้นเทียบเท่ากับน้ำเสียง (tone)
  • นำเสนอความเชื่อมโยงของวัตถุที่ให้กำเนิดเสียงกับ เสียงแหลมทุ้ม (pitch) ความเข้มเสียง (volume) คุณภาพเสียง (tone colour)
  • ช่วงห่างของเสียงในเครื่องดนตรีที่มีสายเส้นเดียว (intervals on the monochord)
  • การเคลื่อนที่ของเสียง (sound transmission)
  • การสั่นพ้องของเสียง (resonance)

นักเรียนจะได้รู้จักคุณสมบัติของกล่องเสียงในร่างกายในเชิงฟิสิกส์  (ดูเปรียบเทียบกับชีววิทยาในชั้น 8)

จากประสบการณ์ที่สั่งสมมาจากการทำ painting นักเรียนจะได้เรียนเรื่อง

  • การศึกษาเรื่องสี (Colour studies)
  • แสง อย่างง่าย (Simple optics) โดยไม่มีการอิงถึงทฤษฎี
  • จุดแยกทางคือการเปรียบเทียบให้เห็นความแตกต่างระหว่างแสงและความมืด
  • การสังเกตพื้นผิวสีที่ให้แสงสว่าง ซึ่งทำให้เกิดภาพในนัยน์ตาของเรา และเหล่านี้ได้นำไปสู่แนวคิดเรื่องสีคู่ (complementary colours, Goethe’s summoned colours)
  • การสาธิตการเกิดเงาหลายสีภายใต้เงื่อนไขต่างๆ
  • ปรากฏการณ์ของสีซึ่งได้จากการที่แสงจากวัตถุทึบแสงทางด้านหลังและด้านข้าง
  • เป้าหมายในการศึกษาเรื่องสีคือการสังเกตส่วนชายขอบสีจากขอบสีเข้มขอบสีอ่อน ที่สามารถมองเห็นผ่านปริซึมสามเหลี่ยม
  • ชายขอบสีปรากฏที่ขอบสีเข้มขอบสีอ่อน

นอกเหนือจากเรื่องสี  เงาก็เป็นเรื่องที่สอน

วิชาแม่เหล็กถูกนำเสนอโดยการพูดถึงเรื่องเหล็กออกไซด์ทำที่มีคุณสมบัติดูดกับแม่เหล็ก

  • คำถาม “วัตถุชิ้นหนึ่งกลายเป็นแม่เหล็กได้อย่างไร” จะถูกอธิบายว่า วัสดุชนิดใดมีคุณสมบัติของเหล็กที่มีความสามารถเป็นแม่เหล็ก (Ferro-magnetic properties)

มีการนำเสนอแม่เหล็กธรรมดา และสาธิตเข็มทิศ (แบบเปลือยๆ) และนี่เป็นที่นำไปสู่การถกเรื่อง

  • แนวคิดเรื่องขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็ก
  • แนวคิดเรื่องแรงดึงดูดและแรงผลักของแม่เหล็ก
  • สนามแม่เหล็กของโลก

ไฟฟ้าจะถือว่าเป็นเรื่องของปรากฏการณ์ของแรงดูดและแรงผลักในวิชาไฟฟ้าสถิต ซึ่งประจุไฟได้มาจากการเสียดสี

เรื่องความร้อน ให้เปรียบเทียบความแตกต่าง

  • ความร้อนกับความเย็น
  • สาธิตและถกเรื่องแหล่งกำเนิดของความร้อนและความเย็น ถ้าเป็นไปได้สาธิตและถกเรื่องการสร้างระบบทำความเย็น (โดยปราศจากรายละเอียดทางเทคนิค)
  • การเผาไหม้และการเสียดสีเป็นแหล่งกำเนิดความร้อน

Class 7  เนื้อหาที่น่าจะนำมาใช้สอน

กลศาสตร์จะเป็นแกนกลางในการสอน และมีการต่อยอดเนื้อหาเรื่องเสียง แสง ความร้อน แม่เหล็ก ไฟฟ้า ในเรื่องกลศาสตร์ นักเรียนจะศึกษาเรื่องคาน นี่จะเห็นชัดว่าแนวคิดจะเป็นหลัก เนื้อหามีดังต่อไปนี้

  • คานหลายแบบ effort arm และ load arm
  • ตาชั่งระบบดิจิตอล (เป็นตัวเลขและไวต่อการเปลี่ยนแปลง)
  • พื้นเอียง Inclined plane
  • เครื่องชักรอก Winch
  • ชุดลูกรอก รอกและรอกตะขอ Pulley, block and tackle
  • ลิ่ม สกูร ตัวเชื่อม เฟือง Wedge, screw, linkages, gears

เครื่องกลแบบต่างๆเหล่านี้จะถูกนำมาถก และมีเป้าหมายหลักคือการทำความเข้าใจหลักการทำงานของนาฬิกาแบบลูกตุ้มถ่วง

  • การพัฒนาสูตรที่ใช้กับคานและพื้นเอียง
  • สรุป กฎทองของกลศาสตร์ นั่นก็คือ การเพิ่มขึ้นของแรงผกผันกับการเพิ่มขึ้นของระยะเดินทาง ที่รู้จักกันว่า velocity ratio

เสียง

  • จานของ Chladni (นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้มีความชำนาญเรื่องเสียง)
  • จานหมุนที่มีรูหลายรู และไอพ่น air jet
  • เครื่องเล่นแผ่นเสียง
  • ทิศทางของเสียง เสียงสะท้อน (จะสอนในชั้น 8 ก็ได้)

แสง

การสังเกต

  • เงาและภาพ (ให้รวมกับ การวาดรูป)
  • การสะท้อนของแสงและภาพบนกระจกเงาราบและกระจกเงาโค้ง
  • กล้องรูเข็ม (เปรียบเทียบกับตาของมนุษย์) (จะสอนในชั้น 8 ก็ได้)
  • ความไม่ชัดของกล้องถ่ายรูป

ความร้อน

  • การนำความร้อน (Conduction)
  • เทอร์มอมิเตอร์ (Thermometers)

แม่เหล็ก

  • ขั้วโลกตามสนามแม่เหล็กโลก
  • ปรากฏการณ์ธรรมชาติของแม่เหล็กเบื้องต้น

ในหัวเรื่องใหม่ที่เกี่ยวกับพลังงานไฟฟ้า electrodynamics ประกอบด้วยเรื่องดังนี้

  • ที่เก็บประจุไฟฟ้าและแหล่งกำเนิดของกระแสไฟฟ้า (cells, dynamo)
  • เครื่องใช้ไฟฟ้าและความสัมพันธ์กับกระแสไฟฟ้า
  • ผลของแม่เหล็กและแม่เหล็กไฟฟ้า
  • การประยุกต์ใช้ในเชิงเทคนิคของ เตาอบไฟฟ้า ภาชนะหุงต้ม เตารีด ฟิวส์
  • สิ่งชี้บอกถึงอันตรายต่างๆของกระแสไฟฟ้า อาทิเช่นฟ้าแลบ

Class 8เนื้อหาที่น่าจะนำมาใช้สอน

หัวเรื่องใหม่เกี่ยวกับ hydrostatics, hydrodynamics, aerostatics, aerodynamics โดยเน้นภาคปฏิบัติสำหรับวัยนี้ ในรายละเอียด

  • ทฤษฎีของอาร์คิมีดิส สำหรับน้ำและอากาศ Archimedes principal
  • ความสามารถในการลอยตัวในน้ำ (แรงดันน้ำ) Hydrostatic buoyancy
  • ถังที่เชื่อมต่อกัน (Connected containers) (เครื่องมือวัดความดัน)
  • Cartesian diver
  • น้ำหนัก (Specific weight) ของของแข็ง ของเหลว และก๊าช
  • ความเสถียร (stability) เช่นของเรือ
  • ความดันที่อยู่นิ่ง ในน้ำเปรียบเทียบกับในอากาศ (static pressure)
  • กฎของปั้ม pumps โดยเฉพาะการนำไปสู่เรื่องแม่แรงยกแบบไฮดรอลิก (hydraulic ram)
  • การไหลแบบกระปริดกระปรอย และการไหลแบบพุ่ง (laminar flow, turbulent flow)
  • กระแสวนและแรงต้านในน้ำและอากาศ ที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบการต้านของการไหลผ่าน

ในหัวเรื่องเกี่ยวกับอุตุนิยมวิทยา meteorology จะถูกสอนโดยเชื่องโยงกับบทเรียนหลักของวิชาภูมิศาสตร์ (geography main lesson) บางเรื่องอาจจะเรียนในชั้น 10 ให้ดูจากหลักสูตรวิชาภูมิศาสตร์ เรื่องสอนในชั้นนี้มีดังต่อไปนี้

  • องค์ประกอบของความชื้นในอากาศและการก่อให้เกิดเมฆ (อุณหภูมิจุดน้ำค้าง dew point)
  • ชนิดต่างๆของเมฆ (Cumulus, Cirrus, Stratus, Nimbus และแบบผสม)
  • พื้นที่ความกดอากาศสูงและพื้นที่ความกดอากาศต่ำ การเคลื่อนตัวไปข้างหน้าเมื่อเวลาผ่านไป
  • ทางเดินของพายุไซโคลน Cyclone alleys
  • แผนที่อากาศ การพยากรณ์อากาศ
  • แรงลมตามมาตรวัด Beufort โดยเฉพาะลมพิเศษเช่น Mistral, Foehn, trade winds, ลมมรสุม พายุไต้ฝุ่น ปรากฏการที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศ อาทิเช่น สภาพอากาศในท้องทะเล บนทวีป ในที่เขตร้อน เขตร้อนรองลงไป และที่ขั้วโลก (maritime climate, continental climate, tropical climate, subtropical climate, polar climate)

ในหัวเรื่องเสียง นักเรียนจะได้สืบค้นเรื่องดังนี้

  • ความเร็วของเสียง (โดยผ่านตัวกลาง media อื่นนอกเหนือจากอากาศ)
  • ทิศทางของเสียง การสะท้อน (เสียง echo) การดูดเสียง (สามารถสอนในชั้น 7 หรือ 9 ก็ได้)
  • หลอดของ Kundt
  • เสียงในอาคาร เสียงในเครื่องดนตรี

ในหัวเรื่อง อุณหพลศาสตร์ (thermodynamics) เนื้อหาควรประกอบด้วย

  • การเปลี่ยนสถานะของของเหลว ของแข็งและก๊าซ และการละเหย
  • จุดเปลี่ยนสถานะของน้ำ (anomaly point of water) และความสำคัญต่อธรรมชาติ (สามารถสอนในชั้น 9 ก็ได้)
  • ระบบท่อน้ำร้อนและท่อน้ำเย็น การพาไปหาความร้อน (convection) การแผ่คลื่นความร้อน (radiation)
  • ตัวกลางที่มีความเป็นสื่อนำและความเป็นฉนวนในวัสดุหลายชนิด (สามารถสอนในชั้น 7 ก็ได้)

กระบวนการและกฎของไฟฟ้า

  • Warming effect, chemical effect ของกระแสไฟฟ้า
  • คุณสมบัติของความเป็นตัวนำในวัสดุต่างๆ รวมถึง การนำกระแสไฟฟ้าสู่พื้นดิน (earthing)
  • ปฏิกิริยาแม่เหล็ก magnetic effect ที่เกิดขึ้นโดยกระแสไฟฟ้า และการประยุกต์ใช้ เช่น

มอร์เตอร์ไฟฟ้า ไดนาโม (หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ควรศึกษาเพิ่มเติมให้ละเอียดในชั้นที่โตขึ้น) การวัด (กฎของโอห์ม Ohm’s Law)

Class 9-12

 ส่วนสำคัญและวัตถุประสงค์ทั่วไปในการสอนวิชาฟิสิกส์ในระดับ Upper School (ชั้น 9 ถึง 12)

บทเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ในชั้น 6 ถึง 8 ถูกสอนโดยครูที่ได้รับการอบรมทั่วไปซึ่งปกติสอนหลายวิชา ได้นำเสนอความสัมพันธ์กับมนุษย์ในด้านของจิตวิทยา เศรษฐศาสตร์ และสิ่งแวดล้อมวิทยา การสอนโดยทั่วไปมักเริ่มต้นด้วยการทดลอง การสืบค้น (investigation) มักเป็นไปอย่างง่ายเพื่อให้นักเรียนสามารถจดจำได้เมื่ออยู่บ้าน เมื่อมีโอกาสเด็กจะได้รับการสนับสนุนให้สังเกตปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ การทดลองและการสาธิตได้ถูกตระเตรียมล่วงหน้า และนักเรียนต้องเขียนคำอธิบายด้วยตนเอง

ส่วนบทเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ในชั้น 9 ถึง 12 (upper school) สิ่งที่ประทับใจจากประสบการณ์ใน middle school จะถูกต่อยอดโดยความคิด (thinking) และในที่สุดจะถูกสรุปเป็นกฎ (laws) ดังนั้นนักเรียนจะต้องถูกปกป้องจากการให้ความสำคัญกับทฤษฎีที่สามารถเข้าใจแค่ครึ่งเดียว เนื่องจากมันเกินเลยประสบการณ์และความสามารถในการตัดสินของนักเรียน ในขณะที่กำลังสร้างภาพของโลกอยู่ จากจุดนี้จะเห็นได้ชัดว่าเนื้อหาเชิงทฤษฎีซึ่งถือกัน ณ วันนี้ว่าเป็นพื้นฐานของหลายๆวิชา ซึ่งมักถูกนำเสนอตอนต้นของการสอนจะถูกนำมาใช้ก็ต่อเมื่อเรียนถึงชั้น upper school ในโรงเรียนวอลดอร์ฟเท่านั้น ดังนั้นแบบจำลองของอะตอมจึงถูกนำเสนอในชั้น 11 และ 12 เมื่อมีการสอนเกี่ยวกับทฤษฎีก็ควรเพิ่มรายละเอียดไปถึงความคิดเรื่องปรากฏการณ์ เช่นในเรื่องทฤษฎีอะตอม (atomic theory) ซึ่งมาจากกฎเชิงปริมาณ (quantitative law) ในวิชาเคมี ควรมีการนำเสนอเรื่องการแผ่กระจายของแสง (emission of light) เป็นต้น มิเช่นนั้นแล้วโลกที่อยู่รอบมนุษย์จะดูเหมือนไร้ความหมายหากเทียบกับแบบจำลอง และความสามารถในการตัดสินจะถดถอยลงเมื่อเผชิญเนื้อหาเช่นนี้

วัตถุประสงค์ในการสอนวิชาฟิสิกส์ในระดับ Upper School มีดังนี้

ความรู้เละความเข้าใจ

  • พื้นฐานของปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์และพยายามอธิบายกระบวนการ
  • การนิยามมิติและแนวคิดในเชิงฟิสิกส์ (physical dimensions and concepts) โดยคำนึงถึงด้านที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ และกฎหลักของการวัด การกำหนดสมการ การประเมินความใหญ่โตของผลลัพธ์เชิงฟิสิกส์
  • ความเข้าใจปรากฏการณ์บางอย่างในชีวิตประจำวัน ด้วยกระบวนการทางฟิสิกส์
  • ความเข้าใจพื้นฐานทางฟิสิกส์ของอุปกรณ์ทางเทคนิค (technical apparatus)
  • ความรู้เกี่ยวกับช่วงเวลาสำคัญในประวัติการพัฒนาของสาขาฟิสิกส์ และชีวประวัติของนักวิทยาศาสตร์ผู้โดดเด่น
  • ความรู้เกี่ยวกับ ไอเดียของแบบจำลองเชิงฟิสิกส์ และความสามารถในการถูกนำไปใช้เพื่อคาดเดา

ความสามารถและทักษะ

  • ทำการสังเกตอย่างแม่นยำและเป็นระบบ
  • ทำการทดลองอย่างง่ายๆและอธิบายถึงผลลัพธ์
  • สร้าง concept ขึ้นโดยลำพังจากการสังเกต
  • สร้างการทดลองขึ้นโดยลำพังเพื่อทำการสังเกตการณ์
  • รู้จักความไม่แน่นอนในการวัด (uncertainties) และสามารถประเมินอิทธิพลของมัน
  • นำเสนอผลจากการวัดโดยใช้กราฟ และสามารถประเมินได้
  • เข้าใจกระบวนการทางฟิสิกส์โดยใช้กฎที่รู้จัก
  • รู้จักความเป็นไปได้และข้อจำกัดของฟิสิกส์ในการบรรยายถึงความเป็นจริง
  • สามารถตัดสินชิ้นส่วนจริงในแบบจำลอง
  • สามารถทำรายงานเกี่ยวกับเรื่องที่เรียนได้โดยลำพัง
  • มองสิ่งของให้ถ้วนทั่ว สังเกตอย่างองค์รวม และนำเสนอความเชื่อมโยงกับชีวิตของมนุษย์ได้

ความเข้าใจอย่างลึกซึ้ง การประเมินและทัศนคติ

  • ความพร้อมที่จะสื่อสารและมีส่วนร่วมในการสังเกตการณ์ การสืบค้น และการทำการทดลอง
  • รู้จักถึงความแตกต่างระหว่างการสืบค้นเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ และผลลัพธ์
  • เข้าใจลึกซึ้งถึงความหมายของ กระบวนการแบบ dynamic และกระบวนการแบบ feed-back (ความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนและเหตุ) และความท้าทายต่อความคิดของมนุษย์
  • การรับรู้ปัญหาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน บนพื้นฐานของความเข้าใจอย่างลึกซึ้ง
  • เข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าวิธีคิดแบบฟิสิกส์ต้องถูกปรับเปลี่ยนเสมอ
  • เข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าวิทยาศาสตร์และฟิสิกส์เป็นตัวแทนวัฒนธรรมของมนุษย์
  • ความสามารถในการตัดสินข้อมูลและการนำเสนอของสื่อสารมวลชนแขนงต่างๆอย่างถี่ถ้วน
  • การจัดลำดับวิธีสืบค้นทางวิทยาศาสตร์แบบต่างๆและความสำคัญในการตีความผลลัพธ์
  • การประเมินความเฉลียวฉลาดของธรรมชาติ (wisdom of nature) ซึ่งเป็นตัวอย่างของความพยายามของมนุษย์

Class 9  มุมมองและวัตถุประสงค์ทั่วไปในการสอน

นักเรียนจะถูกนำพาไปสร้างเสริมประสบการณ์เพื่อที่พวกเขาจะได้เข้าใจกระบวนการต่างๆในโลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่องเกี่ยวกับเทคโนโลยี ด้วยเหตุนี้การตั้งคำถาม ความคิด และการตัดสิน จะถูกฝึกฝนผ่านของใช้จริงที่มาจากเทคโนโลยีจริง คำบรรยายการทดลองควรกล่าวถึงผู้ผลิตของวัสดุ สูตรการคำนวณของกฎ จะมีกับบางตัวอย่าง แบบฝึกหัดที่ทำได้ด้วยมือ อาจจะมีการคำนวณที่มีความหมายที่จะทำให้นักเรียนเข้าใจเรื่องปริมาณมากขึ้น ความเข้าใจฟิสิกส์และวิธีของมันจะต้องฝังลึกลงไปอีก เนื้อหาเกี่ยวกับฟิสิกส์ในวัตถุประจำวันและเทคโนโลยีจะต้องถูกนำมาแสดงบ้าง

เนื้อหาที่สามารถนำมาสอนได้

  • หม้อแปลง transformer
  • แนะนำ ความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้า ความต้านทาน
  • เครื่องส่งรหัสมอร์ส (โทรเลข)
  • กระดิ่ง รีเลย์
  • เครื่องซักผ้า

ความร้อนและเครื่องจักร

เนื้อหาส่วนมากถูกทำขึ้นตามคำแนะนำของ Rudolf Steiner เพื่อนำไปสู่การเข้าใจหลักการทำงานของเครื่องจักรไอน้ำ แนะนำให้ใช้เครื่องจักรที่ถูกพัฒนาขึ้นตามสมัยปัจจุบัน

  • สืบค้นเรื่องความดันของอากาศ ของ Otto von Guericke
  • ประวัติการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำและความสำคัญในประวัติศาสตร์ของยุโรป
  • หน้าที่ของหม้อแรงดัน (boiler)
  • การเปรียบเทียบปริมาณความร้อนของเชื้อเพลิงแต่ละประเภท (ในการสันดาปแบบอุดมคติ)
  • กฎเบื้องต้นนำมาสู่กฎข้อที่ 1 และข้อที่ 2 ของอุณหพลศาสตร์ (laws of thermodynamics)

จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เราสามารถใช้หัวเรื่องดังต่อไปนี้

  • อุณหภูมิสัมบูรณ์ที่ศูนย์ (Absolute zero) สเกลเคลวิน (Kelvin scale)
  • เครื่องปั่นพลังไอน้ำ (stream turbine)
  • ตู้เย็นและความแตกต่างในหน้าที่ของปั้มความร้อน (heat pump)
  • เครื่องยนต์ที่มีการสันดาปภายใน เช่นเครื่องยนต์ 4 สูบ เครื่องยนต์ 2 สูบ เครื่องยนต์ดีเซล หรือ Stirling motor
  • การแผ่รังสี (radiation)
  • แรงขับเคลื่อนของจรวด

ไฟฟ้าและเสียง

เริ่มต้นด้วยการทำตามคำแนะนำของ Rudolf Steiner ที่ให้นำเสนอทุกสิ่งทุกอย่างที่จะทำให้นักเรียนเข้าใจเรื่องเครื่องโทรศัพท์

  • แนะนำหรือทบทวนแนวคิดเกี่ยวกับ ความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้า ความต้านทาน (ดูของชั้น 8)
  • กฎของโอม (Ohm’s law) พร้อมตัวอย่างที่เกี่ยวกับการคำนวณ
  • การคำนวณค่าไฟฟ้าที่พวกเราใช้กัน
  • หน้าที่ของโทรศัพท์ ด้านเสียง และด้านไฟฟ้า
  • เทคโนโลยีการโทร (dialing)
  • ความสำคัญเชิงธุรกิจของเทคโนโลยีสื่อสารหลายชนิด
  • เครื่องรับส่งแฟกซ์
  • เครื่องถ่ายเอกสาร

สำหรับเรื่องปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ Doppler effect ในเสียง สามารถใช้ตามคำแนะนำของ Rudolf Steiner

  • สอนโดยใช้ตัวอย่างของการเคลื่อนที่สัมพันธ์กันของดาวคู่ที่โคจรรอบศูนย์กลางเดียวกัน (binary star) (สามารถสอนในบทเรียนหลักของวิชาภูมิศาสตร์)

หัวเรื่องที่เป็นไปได้เพิ่มเติม

  • กฎของมอเตอร์ไฟฟ้า
  • เปรียบเทียบประสิทธิภาพ (efficiency) ของเครื่องกลแบบต่างๆ
  • ชีวประวัติของนักฟิสิกส์ที่สำคัญหรือการนำเสนอโดยนักเรียนเป็นรายคน เรื่อง Watt, Guericke, Papin, Morse เป็นต้น
  • หัวเรื่องเผื่อเลือก ความต้องการพลังงานและวิธีประหยัดพลังงาน
  • เปรียบเทียบแหล่งพลังงานต่างๆที่มีอยู่
  • พลังงานแสงอาทิตย์และความสำคัญในอนาคต (อาจนำไปสอนในชั้น 10 หรือ 11 ดูหลักสูตรวิชาเทคโนโลยี)
  • ไฮโดรเจน ในฐานะผู้นำพาพลังงาน

Class 10  มุมมองและวัตถุประสงค์ทั่วไปในการสอน

นักเรียนจะได้ประสบถึงความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขากับสิ่งรอบตัวอย่างมีสติมากขึ้น และนี่จะสร้างความตึงเครียดระหว่างอุดมคติและความไม่แน่นอน ในหลายวิชาเราสามารถตอบคำถามเรื่องแหล่งกำเนิดได้ ด้วย concept พื้นฐานที่โปร่งใสของเรื่องเครื่องกล นักเรียนจะได้รับความชัดเจนและจะรู้สึกปลอดภัย ด้วยเหตุนี้การคำนวณคณิตศาสตร์ในฟิสิกส์จึงต้องกระทำผ่านประสบการณ์ นักเรียนจะรู้สึกพึงพอใจกับข้อเขียนสรุปที่ได้จากคณิตศาสตร์โดยมีการสังเกตการณ์และการวัด ดั่งเช่นการเคลื่อนที่ตามเส้นโค้งแบบพาราโบลาของวัตถุที่ถูกโยน

นักเรียนจะได้ฝึกหัด การค้นพบกฎ สัดส่วน เงื่อนไข ของสมการของปริมาณ

นักเรียนจะได้ตระหนักถึงวิสัยทัศน์ของจุดหักเหที่ยิ่งใหญ่ทางจิตวิญญาณของวิทยาศาสตร์ในสมัยฟื้นฟูศิลปวิทยา (Renaissance) และจุดกำเนิดของฟิสิกส์จากความพยายามตอบคำถามที่สำคัญๆในประวัติศาสตร์ ดังที่พบได้ในชีวประวัติบุคคลสำคัญ อาทิเช่น Galileo, Bruno, Kepler, Tycho Brahe พวกเขาจะได้เข้าใจถึงมนุษย์ในฐานะเป็นผู้สังเกตการณ์ ผู้ซึ่งติดอยู่ในข้อเท็จจริงของโลกฟิสิกส์ซึ่งประกอบด้วยกฎต่างๆจากภายนอกและตรรกะที่ถูกต้องตามกฎ ความคิด จากภายใน ด้วยการพัฒนาของจิตใต้สำนึกและการรู้จักความผิดที่ตนกระทำ นักเรียนเรียนรู้สภาวะของการทำวิจัยและจิตวิญญาณอันยิ่งใหญ่ในอดีตได้อย่างถูกต้อง พวกเขาจะได้เรียนรู้คุณค่าของการเรียนรู้จากความล้มเหลวในงานวิจัยและพัฒนา ดังนั้นนักเรียนจะได้ประสบว่าความเข้าใจนำมาสู่ความรู้สึกปลอดภัย และเรียนที่จะเชื่อมตัวเขากับโลกและกฎของมันด้วยวิธีใหม่

เนื้อหาที่สามารถนำมาสอนได้

กลศาสตร์ (Classical mechanics)

การเคลื่อนที่แบบต่างๆ (การเคลื่อนที่แบบ uniform) (Kinematics – uniform movement)

  • การวัดอัตราเร็ว (speed)
  • Concept ของอัตราเร็วเฉลี่ย
  • การใช้สัญลักษณ์เวคเตอร์ (vectors) เพื่อช่วยบอกทิศของอัตราเร็ว
  • Parallelogram ของความเร็ว (velocity)
  • Concept ของความเร่ง (acceleration)
  • การพัฒนาเป็นกฎของการเคลื่อนที่สำหรับความเร่งที่มีค่าคงตัว (constant acceleration) โดยใช้พื้นเอียง v=at, s=½at2
  • วัตถุตกอย่างเสรี (free fall) ความเร่งตามความโน้มถ่วง (gravity) หน่วยของแรง
  • การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและแนวระดับ อาจจะเพิ่มแนวทแยงมุม
  • กฎของความมีเสรี (ของการเคลื่อนที่แบบ perpendicular)

สถิต (Statics)

  • กฎของ Hook ที่เกี่ยวกับ balances
  • การวัดแรง สมการที่เกี่ยวข้อง
  • การใช้สัญลักษณ์เวคเตอร์ (vectors)เพื่อช่วยบอกทิศของแรง
  • การทำให้เปลี่ยนรูปร่างของวัสดุที่ยืดหดได้ (elastic) และพลาสติก แรงดัน แรงกดดัน
  • จุดศูนย์กลางของความโน้มถ่วงของวัตถุ
  • แรงและปฏิกิริยาของวัตถุบนทางชัน

พลศาสตร์ (dynamics)

  • Concept ของมวลและแรง
  • กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
  • ประวัติการพัฒนาของ concept เหล่านี้และชีวประวัติของ Newton
  • กฎการอนุรักษ์พลังงาน
  • ทบทวนกฎทองของกลศาสตร์
  • “งาน” ตามหลักกลศาสตร์
  • Concept ของพลังงาน
  • กฎการอนุรักษ์พลังงานกล
  • แรงเสียดทาน แรงเสียดทานสถิต และ cohesion
  • การเคลื่อนที่แบบวงกลม
  • การโคจรของโลก
  • แรงเหวี่ยงจากศูนย์กลางและแรงดึงวัตถุเข้าสู่ศูนย์กลาง (centrifugal and centripetal force)

หัวเรื่องเผื่อเลือก Coriolis effect (ดูวิชาภูมิศาสตร์ในชั้น 10)

  • กฎของโมเมน และการ balance โดยใช้โมเมน
  • การดลและโมเมนตัม (impulse and momentum) ความยืดหยุ่น (elasticity)
  • กฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน (Newton’s law of gravitation)
  • กฎการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ของเคปเลอร์ (Kepler’s laws)

หัวเรื่องเผื่อเลือก Kepler’s Harmonices Mundi ในบทเรียนหลักของดาราศาสตร์

  • ลูกตุ้ม (pendulums)
  • Rhythms ในระบบสุริยะจักรวาล
  • การเคลื่อนที่ของคลื่นในกลศาสตร์
  • คลื่นกลและการสั่น (Mechanical oscillation and waves)
  • การซ้อนทับของคลื่น (Superposition of waves) การแทรกสอดแบบสร้างเสริมและแบบหักล้าง (constructive and destructive interference) สอนในชั้น 11 ก็ได้

บทเรียนหลักวิชาดาราศาสตร์อาจจะมีหัวเรื่องดังต่อไปนี้ หากว่าไม่มีก็ให้สอนในวิชาฟิสิกส์แทน Rudolf Steiner ไม่ได้บอกว่าจำเป็นต้องมีบทเรียนหลักวิชาดาราศาสตร์

  • สิ่งปกคลุมที่ปกป้องโลก
  • ระบบสุริยะจักรวาลซึ่งมีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง
  • ดาวเคราะห์ 9 ดวง ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง
  • พระอาทิตย์และกฎเคลื่อนไหว
  • อิทธิพลของดวงอาทิตย์ต่อโลก – ชีวิตและประวัติของดาวดวงหนึ่ง
  • Kepler’s “Harmony of Worlds”
  • พระอาทิตย์และพระจันทร์ และกฎเคลื่อนไหวของพวกมันที่สัมพันธ์กับโลก

หัวข้อเผื่อเลือก

  • The golden section as rhythmical principle of form in the solar system.
  • กล้องเทเลสโคป กล้องจุลทัศน์ กล้องถ่ายรูป (ตาของมนุษย์) (และชั้น 11)

Class 11  มุมมองและวัตถุประสงค์หลักของการสอน

ตามที่ Rudolf Steiner ได้แนะนำให้สอนเรื่องเกี่ยวกับการค้นพบที่ทันสมัยของฟิสิกส์ (ในสมัยนั้นคือ รังสีแอลฟา รังสีเบต้า และรังสีแกมม่า) ทฤษฎีเกี่ยวกับไฟฟ้า ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า และปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีเบื้องต้น รวมทั้งการพัฒนาของ concept ของฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 19 และ 20 นักเรียนจะได้สืบค้นเรื่องสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก และด้วยความรู้จักคิดซึ่งนักเรียนได้ถูกปลูกฝังเรื่องการสังเกตและการวัด พวกเขาจะถูกนำพาไปสู่สิ่งที่ต้องใช้ความคิดเชิงคณิตศาสตร์ เรายังคงต้องยึดกฎของการทำการทดลองเพื่อเป็นจุดตัดสินข้อเท็จจริงดังในชั้นที่ผ่านมา

เนื้อหาที่สามารถนำมาสอน

ไฟฟ้า

  • ประวัติของไฟฟ้า

หัวข้อเผื่อเลือก ไฟฟ้าสถิต (เพิ่มเนื้อหาจากเดิม)

  • Concept ของสนามไฟฟ้า
  • ตัวเก็บประจุไฟฟ้า (capacitors)
  • Van de Graaf generators (เป็นตัวอย่างของไฟฟ้าสถิต)
  • สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำด้วยกระแสไฟฟ้า
  • กฎของมอเตอร์ของฟาราเดย์
  • Concept ของความต่างศักย์ ประจุ กระแสไฟฟ้า ความต้านทาน โดยเพิ่มเนื้อหาจากเบื้องต้นแต่เดิมให้เป็นระดับทั่วไป
  • ความเชื่อมโยงระหว่างความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้า ความต้านทาน แรง
  • Warming effect ของกระแสไฟฟ้า
  • กฎของการนำ(กระแสไฟฟ้า) (conduction) ในวัสดุต่างๆ
  • ความเหนี่ยวนำ (induction): Inductive resistance, Lenzes rule, Lorenz force
  • Eddy current breaking effect
  • สภาพนำยวดยิ่ง (Superconductivity)
  • การคำนวณพลังงานตามมาตรฐาน ต่อยอดจากเรื่องกฎของพลังงานในชั้น 10
  • การเหนี่ยวนำที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ ขั้วของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
  • การเปลี่ยนแปลงเวลาของกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ใน capacitor ที่กำลังอัดประจุและ capacitor ที่กำลังคายประจุ
  • กฎของ capacitor หน่วยวัด การคำนวณความจุ ไดอิเล็คตริก (dielectrics)
  • Oscillatory discharge
  • กระแสไฟฟ้า (เชิง quantitative)
  • ภาพความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้า สำหรับ damped electrical oscillations
  • เฟสใน electrical oscillations
  • Undamped electrical oscillations, synthesizer
  • ความยาวของการสั่นและความถี่ สูตรคลื่นของ Thomson (Thomson’s wave formulae)

เครื่องกำเนิดสัญญาณ ขอบเขตของสมรรถนะในการได้ยิน

  • เครื่องส่งและเครื่องรับ ซึ่งประกอบด้วย การสั่นพ้องของเสียง หลอดศูนยากาศที่มีขั้วไฟฟ้า 3 ขั้ว (triodes) หลอดอิเลคตรอน (หลอดรังสีคาร์โถด cathode ray tube) emission spectra (continuous, hot wire spectra) การพัฒนา concept ของอิเล็กตรอน (electron)รวมทั้งการสืบค้นโดย Millikan ทรานซิสเตอร์ (transistors)
  • Transmission dipole, dipole laws, สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั่น ความยาวคลื่นของแม่เหล็กไฟฟ้า
  • ประวัติของการส่ง transmission
  • การกระจายเสียงวิทยุ (radio broadcasting) ให้นักเรียนสร้างวิทยุเองถ้าเป็นไปได้

Atomic ฟิสิกส์

  • High tension spark inductor การกระจายก๊าซ (emission tubes)
  • Cathode rays, รังสีเอกซ์ x-rays (รายละเอียดเกี่ยวกับอนุภาคเล็กๆของตัวพาประจุบวกและตัวพาประจุลบ ไอออน อิเลคตรอน) รังสีแอลฟา รังสีเบต้า และรังสีแกมม่า เครื่อง oscilloscope
  • กัมมันตภาพรังสี การเกิดกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ การแผ่รังสี ฟิชชั่น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ไอโซโทปที่คนทำ วิธีตรวจจับ (Geiger-Muller-tubes, cloud chambers)
  • ประวัติการพัฒนาทางเทคโนโลยีของระเบิดปรมาณู (atomic bomb) (อันตราย การป้องกันการแผ่รังสี)
  • ฟิวชันของอะตอม (atomic fusion)

หัวเรื่องเผื่อเลือก เซมิคอนดักเตอร์ semiconductor ไดโอด diodes ทรานซิสเตอร์ transistors (ดู IT)

Class  12  มุมมองและวัตถุประสงค์หลักของการสอน

ถึงตอนนี้นักเรียนจะมีความเป็นผู้ใหญ่ (maturity) พอที่จะทำให้พวกเขาคนหนุ่มสาวรับรู้ว่าพวกเขาได้ concept มาอย่างไร ในตอนนี้ครูสามารถตั้งคำถามวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎี เช่นความสำคัญของแบบจำลองเชิงฟิสิกส์ต่อ inductive thinking และ conductive thinking เป็นต้น ดังนั้นนักเรียนพยายามพัฒนาความสามารถส่วนตัวในการตัดสิน ไม่ใช่ความเชื่อในเรื่องทางวิทยาศาสตร์แบบตาบอด นี่สามารถเป็นเครื่องช่วยพัฒนาบุคลิกภาพ นี่สามารถทำได้โดยผ่านการสอนเรื่องแสง ถ้ายังไม่ได้สอนในชั้น 11 หรือในเรื่องการพัฒนาของแบบจำลองอะตอม (atomic model) ครูต้องสอน การสำรวจปรากฏการณ์และไอเดียที่มาของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัย นอกเหนือจากการสื่อความรู้เบื้องต้นที่สำคัญ

การสอนจะเกี่ยวกับหลายวิธีที่แสงกระทบสสาร

สามารถใช้เรื่องแสงเพื่อแสดง

  • ปรากฏการณ์เริ่มจากสิ่งรอบตัว
  • ความคิดเชิงวิเคราะห์จากการที่ได้สังเกตอย่างครบถ้วนบริบูรณ์
  • การบ่งบอกอาการที่ปรากฏ
  • การถกกันเรื่องมุมมอง เพื่อพัฒนาความสามารถในการตัดสิน
  • สร้างความเชื่อมโยงระหว่าง แสง มนุษย์ และศิลปะ
  • การสอนเพื่อให้หลักสูตรไปเชื่อมโยงกับวิชาสาขาอื่นได้เป็นเรื่องจำเป็น

เนื้อหาที่ใช้สอนได้

แสง (ดูรายการในชั้น 8)

  • ด้านต่างๆของ geometrical optics
  • Concept ของเงา เงามืด เงามัว (shadow, umbral, penumbral)
  • Concept ของความคมชัดและความสำคัญกับการมองเห็น
  • เปรียบเทียบ ตากับแผงรับภาพ (photo cells) ในเชิงคุณสมบัติ ปริมาณ วัตถุ โดยการสืบค้นถึงคุณสมบัติ
  • ภาพติดตาและเงาที่มีสี (ความชัดที่ค่อยๆชัดขึ้น ความชัดที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน) บนพื้นฐานของฟิสิกส์
  • ตาของมนุษย์และอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ทัดเทียม (เช่น เลนส์ รูรับแสงของกล้องถ่ายรูป) สายตาสั้น สายตายาว แว่นสายตา
  • กฎ Weber-Fenchner ที่ว่าด้วยคุณสมบัติการกระตุ้นและการมองเห็นแสง ผลที่ตามมาทางเรขาคณิตและเลขคณิต
  • Sense perception and consciousness, sensory deception.
  • ทฤษฎีสีของ Goethe (prismatic colours) คุณสมบัติของสี
  • ขั้ว (polarity) ระหว่างสเปกตรัมสีเขียวและแดง เทียบกันในของพืชและมนุษย์

เผื่อเลือก คลอโรฟิล-สารสีเขียวจากพืช ฮิโมลโกบิล-สารสีแดงในเซลเม็ดเลือดแดง โครงสร้างทางเคมี

  • ปรากฏการณ์พื้นฐานของแสงสีที่ทะลุผ่านแผ่นกรองแสงสีตามทฤษฎีของ Goethe วิธีของ Goethe ทางวิทยาศาสตร์ ขั้วความสว่างและขั้วความมืดตามทฤษฎีของ Goethe และความสำคัญในการสร้างสีผ่านลงสีให้หนักขึ้นเข้มขึ้น (Rayleigh scattering)
  • การผสมแสงสีแบบ additive และ subtractive (โดยการใช้เทคโนโลยี) ความสว่างที่แตกต่าง
  • Spectral and physical colours.
  • กระจกเงาราบ
  • กระจกเงาโค้งนูน กระจกเงาโค้งเว้า (convex, concave mirrors)
  • กฎของกระจกเงา พื้นกระจก (การประยุกต์ใช้งาน)
  • กล้องไมโครสโคป – กล้องอิเลคตรอนไมโครสโคป (resolution capacity)
  • การหักเหของแสง (refraction) กฎการสะท้อนกลับหมดของแสง (total internal reflection) มุมวิกฤต (critical angle) การทดลองของ Newton ด้วยปริซึม
  • การกระจายแสง point light เลเซอร์ แสงเลเซอร์ แสงอาทิตย์
  • ความยาวคลื่นของแสง เครื่อง spectroscope เครื่อง spectrometer
  • Polarisation – double refraction (technical application in tension/compression optics), asymmetrical structure of space – concept of isotropy.
  • การเกิดขึ้นของสีที่เกิดในอากาศตามธรรมชาติและสาเหตุ จากการกระจาย การกวน การหักเห polarisation
  • รุ้งและที่มา บางทีอาจจะชี้ถึงแนวสีทองในสายรุ้ง
  • ผลของการเกิดไฟฟ้าเมื่อถูกแสง Photo-electric (การประยุกต์ใช้)
  • Electron volt, Plancke’s quantum effect.
  • ความสำคัญของคลื่นและอนุภาค ต่อความตื่นตัวในฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 20 ในการพัฒนาแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับวิธีจัดการกับขอบเขตของฟิสิกส์ และการตั้งสมมติฐาน
  • ความสำคัญและหลักฐานของ Model ทั้งสามประเภทของแสง: คลื่น อนุภาค รังสี
  • ทฤษีสัมภัทธภาพ ทฤษฎีควันตัม
  • ชีวประวัตินักวิจัยที่เด่นดังในศตวรรษที่ 20 อาทิเช่น Einstein, Planck, Hahn, Schroedinger, Bohr, Heisenberge

นักเรียนจะได้เรียนผ่านตัวอย่างเพื่อที่จะได้รู้จักคำถามที่ทันสมัยที่เกี่ยวข้องกับความมีสำนึก (modern consciousness questions) และปัญหาของวิทยาศาสตร์และศีลธรรม

  • การคำนวณคณิตศาสตร์ของฟิสิกส์ และกฎของความผิดพลาด (fallibility law)
  • โครงสร้างของสูตรคำนวณ พลังงานที่เทียบเท่าของมวล แสงและสสาร

หัวเรื่องเผื่อเลือก

  • Line spectra ในการแผ่รังสีและการซึมซับ การวิเคราะห์ spectral analysis ความหมายของ spectral lines
  • การวัดความต่างศักย์โดยใช้ photoelectric cell และลำดับของความยาวคลื่น
  • การทดลองของ Millikan (สอนในชั้น 11 ก็ได้ เป็นเรื่องเกี่ยวกับอิเลคตรอน) การทดลองรังสีของ Rutherford การอยู่เป็นคู่ของคลื่นและอนุภาคในสสาร

ในเรื่องแสง นักเรียนจะเรียนในสิ่งเหล่านี้

  • การกำเนิดของสีโดยการใช้ปริซึม
  • เลนซ์ จุดโฟกัส
  • ภาพเสมือนและภาพจริง (virtual and real images)
  • การรวบรวมแสงอาทิตย์โดยใช้แว่นขยายหรือกระจกเว้า (concave mirror)

————————————————————————————————————————-

About these ads

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s