แผนการจัดกระบวนการเรียนรู้
รายวิชา พว21001 วิทยาศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น
ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2558
เรื่อง
ดาราศาสตร์เพื่อชีวิตดวงดาวกับชีวิต
ตัวชี้วัด
1. ระบุชื่อของกลุ่มดาวจักรราศี
2. อธิบายวิธีการหาดาวเหนือ
มาตรฐานการเรียนรู้
มีความรู้
ความเข้าใจทักษะและเห็นคุณค่าเกี่ยวกับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีสิ่งมีชีวิต
ระบบนิเวศ ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นและประเทศ สาร แรง พลังงาน
กระบวนการเปลี่ยนแปลงของโลกและดาราศาสตร์ มีจิตวิทยาศาสตร์
และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ในการดำเนินชีวิต
ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง
1. ระบุชื่อของกลุ่มดาวจักรราศีได้
2. อธิบายวิธีการหาดาวเหนือได้
เนื้อหา
|
กิจกรรมการเรียนรู้
|
ระยะเวลา
|
บทบาทครู
|
บทบาทผู้เรียน
|
1.
กลุ่มดาวจักรราศี
2.
การสังเกตตำแหน่งของดาวฤกษ์
3.
วิธีการหาดาวเหนือ
|
ขั้นวางแผน
(P)
1.
ครูจัดเตรียมใบความรู้เรื่อง กลุ่มดาวจักรราศี
ขั้นดำเนินการ (D)
1.
ครูทบทวนเนื้อหาเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว และงานที่มอบหมาย
2.
ครูเริ่มเข้าสู่บทเรียนโดยการสนทนา
ซักถามเกี่ยวกับกลุ่มดาวที่ผู้เรียนรู้จักโดยให้ผู้เรียนช่วยกันบอกชื่อดาวต่าง ๆ
3.
ครูให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม ให้ศึกษาหัวข้อดังต่อไปนี้
-
การสังเกตตำแหน่งของดาวฤกษ์
4.
ครูให้ผู้เรียนทำแบบทดสอบตามหัวข้อที่กำหนดให้เพื่อทดสอบความรู้ความเข้าใจ
5. ครูมอบหมายงานกรต.ให้ผู้เรียนไปศึกษาค้นคว้า ดังหัวข้อต่อไปนี้
-
ให้ผู้เรียนศึกษาวิธีการหาดาวเหนือ
|
1.
ผู้เรียนเตรียมส่งงานที่ได้รับมอบหมาย
2.
ผู้เรียนร่วมกันแสดงความคิดเห็น และตอบคำถาม
3.
ผู้เรียนร่วมกันศึกษาเนื้อหา
ของแต่ละกลุ่มและส่งตัวแทนนำเสนอหน้าชั้นเรียน
4. ผู้เรียนทำแบบทดสอบตามที่ได้รับมอบหมายและร่วมเฉลยคำตอบ
5. ผู้เรียนจดบันทึกหัวข้องานที่ได้รับมอบหมายเพื่อไปศึกษาค้นคว้า
และนำข้อมูลที่ได้ไปเก็บไว้ในแฟ้มสะสมงาน นำเสนอในการพบกลุ่มครั้งต่อไป
|
3 ชั่วโมง
2 ชั่วโมง
|
สื่อ/แหล่งเรียนรู้
- ใบความรู้
- แบบเรียนวิชาวิทยาศาสตร์
การวัดและประเมินผล
-
การมีส่วนร่วม
- การตอบคำถาม
- การสังเกต
- ใบงาน
ใบความรู้
เรื่องที่ 1 กลุ่มดาวจักรราศี
ความหมายของ ดาวฤกษ์
ดาวฤกษ์ (Star) หมายถึง
ดาวซึ่งมีแสงสว่างในตัวเอง ผลิตพลังงานได้เองโดยการเปลี่ยนมวลสารส่วนหนึ่ง
(m) ณ แกนกลางของดาวให้เป็นพลังงาน (E) ตามสมการ
E = mc2 ของไอน์สไตน์ เมื่อ c เป็นอัตรเร็วของ
แสงซึ่งสูงเกือบ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที การเปลี่ยนมวลเป็นพลังงานของดาวฤกษ์เกิดขึ้นภายใต้อุณหภูมิที่สูงมากเป็น
15 ล้านเคลวิน ในการหลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลี่ยม จึงเรียกว่า ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ดาวที่ผลิตพลังงานเช่นนี้ได้ต้องมีมวลมากมหาศาล
ดาวฤกษ์จึงมีมวลสารมาก เช่นดวงอาทิตย์ที่มีมวลประมาณ 2,000 ล้านล้านล้านล้านตัน
ซึ่งคิดเป็นมวลกว่า 98% ของมวลของวัตถุในระบบสุริยะ ดาวฤกษ์ดวงอื่นๆ
อยู่ไกลมาก แม้จะส่องมองด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ก็มองเห็นเป็นเพียงจุดแสง ดาวฤกษ์เพื่อนบ้านของเรามีชื่อว่า
“แอลฟา เซนทอรี” (Alpha Centauri) เป็นระบบดาวฤกษ์สามดวง
โคจรรอบกันและกัน อยู่ในกลุ่มดาวคนครึ่งม้า ดวงที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุดชื่อ
“พร๊อกซิมา เซนทอรี” (Proxima Centauri) อยู่ห่างออกไป
40 ล้านล้านกิโลเมตร หรือ 4.2 ปีแสง (1
ปีแสง = ระยะทางซึ่งแสงใช้เวลาเดินทางนาน
1 ปี หรือ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร) ดาวฤกษ์บางดวงมีดาวเคราะห์โคจรล้อมรอบ เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ของเรา เราเรียกระบบสุริยะเช่นนี้ว่า
“ระบบสุริยะอื่น” (Extra solar system)
ความสัมพันธ์ระหว่างโลก และดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ (The Sun) เป็นดาวฤกษ์ใกล้โลกที่สุดอยู่ตรงกลางระบบสุริยะ
มีดาวเคราะห์เป็นบริวารโคจรล้อมรอบ อุณหภูมิที่แกนกลางของดวงอาทิตย์สูงถึง
15 ล้านเควิน สูงพอที่นิวเคลียสของไฮโดรเจน 4 นิวเคลียสจะหลอมรวมกันเป็นนิวเคลียสฮีเลียม
1 นิวเคลียส อุณหภูมิพื้นผิวลดลงเป็น 5,800 เคลวิน
ดวงอาทิตย์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 ล้านกิโลเมตร
(ประมาณ 109 เท่าของโลก)
โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะและโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี
โดยมีระยะทางเฉลี่ยห่างจากดวงอาทิตย์ 149,597,870 กิโลเมตร และใช้เวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ 1 ปี เมื่อสังเกตจากพื้นโลกจะเห็นดวงอาทิตย์ขึ้นทางด้านทิศตะวันออกและตกทางด้านทิศตะวันตกทุกวัน
ทั้งนี้เนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตัวเองรอบละ 1 วัน อย่างไรก็ตามหากติดตามเฝ้าสังเกตการขึ้น
– ตก ของดวงอาทิตย์เป็นประจำจะพบว่า ในรอบ 1 ปี
ดวงอาทิตย์จะปรากฏขึ้น ณ จุดทิศตะวันออก และตก ณ จุดทิศตะวันตกพอดี เพียง 2
วันเท่านั้น คือวันที่ 21 มีนาคม และวันที่
23 กันยายน ส่วนวันอื่นๆ การขึ้น
– ตกของดวงอาทิตย์จะเฉียงค่อนไปทางทิศเหนือหรือทางทิศใต้บ้าง โดยในวันที่
21 มิถุนายน ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกค่อนไปทางทิศเหนือมากที่สุดและตกทางทิศตะวันตกค่อนไปทางทิศเหนือมากที่สุด
และในวันที่ 22 ธันวาคม ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกค่อนไปทางทิศใต้มากที่สุดและตกทางทิศตะวันตกค่อนไปทางทิศใต้มากที่สุด
การที่ตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไปทุกวันในรอบปี เนื่องจากการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ใน
1 ปีนั่นเอง โดยเมื่อสังเกตจากโลกจะสังเกตเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนย้ายตำแหน่งไปในทิศทางเดียวกับทิศทางที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์
นั้นคือเคลื่อนย้ายไปทางทิศตะวันออกตามกลุ่มดาว 12 กลุ่ม ที่เรียกว่ากลุ่มดาวจักรราศี
(Zodiac) ตามภาพที่ 2 ได้แก่ กลุ่มดาว แกะหรือเมษ
(Aries) วัวหรือพฤษภ (Taurus) คนคู่หรือมิถุน
(Gemini) ปูหรือกรกฏ (Cancer) สิงโตหรือสิงห์
(Leo) ผู้หญิงสาวหรือกันย์ (Virgo) คันชั่งหรือตุล
(Libra) แมงป่องหรือพฤศจิก (Scorpius) คนยิงธนูหรือธนู
(Sagittarius) แพะทะเลหรือมกร (Capricornus) คนแบกหม้อน้ำหรือกุมภ์
(Aquarius) และปลาหรือมีน (Pisces) ดวงอาทิตย์จะปรากฎย้ายตำแหน่งไปทางตะวันออกผ่านกลุ่มดาวเหล่านี้
ทำให้ผู้สังเกตเห็นดาวต่าง ๆ บนท้องฟ้าขึ้นเร็วกว่าวันก่อนเป็นเวลา 4 นาทีทุกวัน ซึ่งหมายความว่าใน 1 วันดวงอาทิตย์จะมีการเลื่อนตำแหน่งไป
1 องศาหรือรอบละ 1 ปีนั่นเอง
ทางเดินปรากฏของดวงอาทิตย์ผ่านกลุ่มดาวจักรราศี เรียกว่า
“สุริยวิถี (Ecliptic)” ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนเส้นสุริยวิถี
ณ วันที่ 21 มีนาคม เรียกว่าจุด “วสันตวิษุวัต
(Vernal Equinox)” ส่วนตำแหน่ง ณ วันที่ 23 กันยายน
เรียกว่าจุด “ศารทวิษุวัต (Autumnal Equinox)” เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ ณ ตำแหน่งทั้งสองดังกล่าวนี้ ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกพอดี
และช่วงเวลากลางวันจะเท่ากับกลางคืน เส้นทางขึ้น-ตกของดวงอาทิตย์ในวันวิษุวัต
เรียกว่า “เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า (Celestial Eguator)”
ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนเส้นสุริยวิถี ณ วันที่
21 มิถุนายน เรียกว่าจุด “คริษมายัน
(Summer Solstice)” ตำแหน่งดังกล่าว ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกค่อนไปทางเหนือมากที่สุด
ในซีกโลกเหนือ ช่วงเวลากลางวันจะยาวกว่ากลางคืนและจะเป็นช่วงฤดูร้อน
(Summer) ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนเส้นสุริยวิถี ณ วันที่ 22 ธันวาคมเรียกว่า จุด “เหมายัน (Winter
Solstice)” ตำแหน่งดังกล่าว ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกค่อนไปทางใต้มากที่สุด
ในซีกโลกเหนือ ช่วงเวลากลางคืนจะยาวกว่ากลางวันและจะเป็นช่วงฤดูหนาว
(Winter)
ฤดูกาลเกิดขึ้นเนื่องจากแกนของโลกเอียงทำมุม
23.5 องศากับเส้นตั้งฉากของระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์
ณ วันที่ 21 มิถุนายน ซีกโลกเหนือจึงเป็นฤดูร้อนและซีกโลกใต้จึงเป็นฤดูหนาว
ในทางกลับกัน ณ วันที่ 22 ธันวาคม ซีกโลกใต้กลับเป็นฤดูร้อน ในขณะที่ซีกโลกเหนือ
เป็นฤดูหนาวดังแสดงในภาพที่ 3 การเกิดฤดูกาลเป็นผลเนื่องมาจากแต่ละส่วนบนพื้นโลกรับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากันในรอบปี
กลุ่มดาวและฤดูกาล
มนุษย์ในยุคโบราณสามารถสังเกตตำแหน่งการขึ้น
– ตกของดวงอาทิตย์และการปรากฏของกลุ่มดาว สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล
ทำให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้เป็นปกติสุข โดยการสังเกตดวงอาทิตย์และกลุ่มดาวที่ปรากฏบนท้องฟ้าหลังดวงอาทิตย์ตก
มนุษย์สามารถรู้ว่า เมื่อใดควรเริ่มเพาะปลูก เมื่อใดควรเริ่มเก็บเกี่ยว เมื่อใดควรสะสมอาหารแห้งเตรียมไว้เพื่อบริโภคในฤดูหนาว
มนุษย์เริ่มรู้จักใช้วัตถุท้องฟ้าเป็นสิ่งกำหนดเวลาได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมนุษย์เริ่มเปลี่ยนสภาพการดำรงชีวิตแบบป่าเถื่อนมาอยู่ในระดับที่เจริญขึ้น
ซึ่งการดำรงชีวิตเน้นทางด้านกสิกรรมหรือเกษตรกรรม มนุษย์ยิ่งต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งต่อความเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นจังหวะของธรรมชาติเหล่านั้นมากขึ้น
เราอาจทำการสังเกตการณ์ หรือทำการทดลอง
เพื่อศึกษาการขึ้น
– ตกและตำแหน่งของดาวอาทิตย์และการปรากฏของกลุ่มดาว ณ วันใด ๆ ในรอบปีได้
เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ คนบนโลกจะเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ปรากฏผ่านกลุ่มดาวฤกษ์ในจักรราศี
ทั้ง 12 กลุ่มดังได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งโดยเฉลี่ยดวงอาทิตย์จะใช้เวลาประมาณ
1 เดือนปรากฏเคลื่อนที่ในกลุ่มดาวแต่ละราศ
ตำแหน่งปรากฏของดวงอาทิตย์ในกลุ่มดาวในจักรราศี
จะสอดคล้องกับชื่อเดือนทั้ง 12 เดือนที่คนไทยได้กำหนดขึ้นตั้งแต่รัชสมัยของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว
พระปิยะมหาราช เช่นดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่ในกลุ่มดาวราศีตุลในช่วงราวเดือนตุลาคม และในช่วงเดือนดังกล่าวนี้
กลุ่มดาวจักรราศีที่ปรากฏบนท้องฟ้าหลังดวงอาทิตย์ตกลับขอบฟ้าในตอนหัวค่ำ ก็จะเป็นกลุ่มดาว
แมงป่อง คนยิงธนู แพะทะเล คนแบกหม้อน้ำ ปลา และ แกะ ตามลำดับจากทิศตะวันตกต่อเนื่องไปทางทิศตะวันออก
ดังนั้นตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ในรอบปี ฤดูกาลและกลุ่มดาวที่ปรากฏบนท้องฟ้าจึงมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด
แบบทดสอบย่อย
คำชี้แจง
ให้นักเรียนเลือกคำตอบ ก. ข. ค. หรือ ง. ที่ถูกที่สุดเพียงคำตอบเดียว
1.
กลุ่มดาวจักรราศี แต่ละกลุ่มมีความยาวของเส้นทางที่ดวงอาทิตย์ผ่านบนท้องฟ้าประมาณ
กี่องศา
ก.
10 องศา
ข.
20 องศา
ค.
30 องศา
ง.
40 องศา
2.
เพระเหตุใดเราจึงเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านกลุ่มดาวจักรราศี
ก.
ดวงอาทิตย์โคจรรอบโลก
ข.
โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์
ค.
โลกหมุนรอบตัวเอง
ง.
กลุ่มดาวจักรราศีโคจรผ่านดวงอาทิตย์
3.
กลุ่มดาวจักรราศีที่มีแนวขึ้นและตกค่อนไปทางทิศใต้มากที่สุดคือกลุ่มดาวใด
ก.
กลุ่มดาวคนยิงธนู
ข.
กลุ่มดาวปลา
ค.
กลุ่มดาวผู้หญิงสาว
ง.
กลุ่มดาวคนคู่
4.
กลุ่มดาวจักรราศีที่มีแนวขึ้นและตกค่อนไปทางทิศเหนือมากที่สุดคือกลุ่มดาวใด
ก.
กลุ่มดาวคนยิงธนู
ข.
กลุ่มดาวปลา
ค.
กลุ่มดาวผู้หญิงสาว
ง.
กลุ่มดาวคนคู่
5.
กลุ่มดาวจักรราศีที่ปรากฏขึ้นและตก ณ ทิศตะวันออกและทิศตะวันตกคือกลุ่มใด
ก. กลุ่มดาวปลาและกลุ่มดาวผู้หญิงสาว
ข.
กลุ่มดาวคนคู่และกลุ่มดาวคนยิงธนู
ค.
กลุ่มดาวปูและกลุ่มดาวมกร
ง.
กลุ่มดาวสิงโตและกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ
เฉลยแบบทดสอบ
1.
ค. 2. ข. 3. ก. 4. ง. 5. ก.
