นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 223 มีนาคม - เมษายน 2563

11 ปีที่ 48 ฉบับที่ 223 มีนาคม - เมษายน 2563ี ที่ ั บี่ ี น ข้้อสอบวััดค ามฉลาดร้� ด้านวิิทยาศาสตร์และคณิิตศาสตร์เป็็นอย่างไร ตั อย่างสถานการณ์์ 1 ข้อสอบวัดความฉลาดรู้้้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่่ัฒนาโดย สสวท. ซึ่่� งวัดความสามารถทั้งด้านการเชื่อมโยง ความรู้ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และการสื่อสารนั้นจะมีสถานการณ์เพื่อให้นักเรียนนำ �ความรู้และทักษะทางวิทยาศาสตร์ และคณิตศาสตร์มาใช้ในการหาคำ �ตอบ ซึ่่� งความรู้ในแต่ละเนื้อหาวิชาที่จะไม่เกินระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ตามหลักสูตร แกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน โดยข้อสอบจะมีรูปแบบที่หลากหลาย ได้แก่ แบบเลือกตอบ แบบเลือกตอบเชิง้ อน แบบเติม คำ �ตอบ และแบบเขียนตอบอธิบาย สำ �หรับปีการศึกษา 2562 ที่่่านมา สสวท. ได้เปิดสอบสำ �หรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หรือเทียบเท่า ที่่้องการวัดความฉลาดรู้้้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ และผู้้�ท ีีความประสงค์รับทุนการศึกษาโครงการพัฒนาและ ส่งเสริมผู้้ีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (พสวท.) ระดับอุดมศึกษา ในบทความนี้ขอนำ �เสนอตัวอย่างข้อสอบ จำ �นวน 2 สถานการณ์ ที่่ีการวัดความสามารถทั้ง 3 ด้าน ดังนี้ ในสารละลายกรดหรือเบสที่่ีนำ� �เป็นตัวทำ �ละลาย จะมีทั้งไฮโดรเนียมไอออน (H 3 O + ) และไฮดรอกไ์ ไอออน (OH – ) ในปริมาณที่แตกต่างกัน จึงสามารถใช้ความเข้มข้นของ H 3 O + หรือ OH – ในสารละลาย เป็นเกณฑ์์บอกความเป็นกรด-เบส ของสารละลายได้ นำ� �บริสุทธิ� มีสมบัติเป็นกลาง มีผลคูณของความเข้มข้นของ H 3 O + กับ OH – เป็นค่าคงที่ ซึ่่� งเรียกว่า ค่าคงที่ การแตกตัวของนำ � � โดยนำ� �บริสุทธิ� ทีุ่่ณหภูมิ 25 ํC มีค่าคงที่การแตกตัวของนำ � � เท่ากับ 1.0 x 10 –14 (mol/dm 3 ) 2 ต่อมา นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนชื่อ อเรนเ น ได้เสนอสเกลวัดความเป็นกรด-เบส ที่เรียกว่า pH (Power of Hydrogen Ions) โดยเปลี่ยนค่าความเข้มข้นของ H 3 O + ให้อยู่ในรูปที่ใช้งานสะดวกมากขึ้น ซึ่่� งค่า pH ของสารละลาย หาได้จาก log ของความเข้มข้นของ H 3 O + (mol/dm 3 ) แล้วคูณด้วย –1 คำ �ถามที่ 1 นักเรียนคนหนึ่งวัดค่า pH ของสารละลาย A และ B ทีุ่่ณหภูมิ 25 ํC ได้เป็น 4.3 และ 7.3 ตามลำ �ดับ จากนั้นนำ �ค่า pH ที่ได้ มาคำ �นวณ หาความเข้มข้นของ H 3 O + และ OH – ได้ดังตาราง จุดประสงค์ของคำ �ถามที่ 1 คือ ให้พิจารณาข้อมูลจากสถานการณ์ คำ �นวณโดยใช้สมบัติของลอการิทึม แล้ววิเคราะห์เพื่อหาคำ �ตอบ ซึ่่� งต้องใช้ ความสามารถใน การเช่� อมโยงความรู้ โดยใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์ในการ แก้ปัญหาสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับ วิทยาศาสตร์ สารละลาย ค่า pH ความเข้มข้น (mol/dm 3 ) H 3 O + OH - A 4.3 5 x 10 –5 2 x 10 –11 B 7.3 2 x 10 –8 5 x 10 –7 ข้อมูลที่ได้จากการคำ �นวณ ถูกต้อง หรือ ไม่ถูกต้อง 1.1 ความเข้มข้น H 3 O + ของสารละลาย A ถูกต้อง / ไม่ถูกต้อง 1.2 ความเข้มข้น OH – ของสารละลาย A ถูกต้อง / ไม่ถูกต้อง 1.3 ความเข้มข้น H 3 O + ของสารละลาย B ถูกต้อง / ไม่ถูกต้อง 1.4 ความเข้มข้น OH – ของสารละลาย B ถูกต้อง / ไม่ถูกต้อง เมื่อตรวจสอบข้อมูลในตาราง พบว่า มีข้อมูลจากการค� ำนวณ ความเข้มข้นบางส่วนผิดพลาด จงระบุว่า ข้อมูลที่ได้จากการคำ �นวณในแต่ละข้อต่อไปนี้ ถูกต้อง หรือไม่ถูกต้อง