กระบวนการ เทคโนโลยี และกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรม แตก ต่าง กัน อย่างไร

สารบัญ Show

• โจทย์ปัญหา
• โจทย์ที่คล้ายกันกับโจทย์ข้อนี้
• กระบวนการเทคโนโลยีและกระบวนการวิศวกรรมแตกต่างกันอย่างไร
• กระบวนการทางวิทยาศาสตร์กับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมแตกต่างกันอย่างไร *
• กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม คืออะไร มีอะไรบ้าง
• การออกแบบเชิงวิศวกรรมมี 2 ส่วน คืออะไร

โจทย์ปัญหา

• มัธยมต้น
• เศรษฐศาสตร์

ไม่เข้าใจเลยค่ะ

โปรดแจ้งหากมีคําถามเพิ่มเติมหลังจากดูวิธีแก้โจทย์!

• #การออกแบบเชิงวิศวกรรมเกิดจาก
• #วิธีการทางวิทยาศาสตร์ และกระบวน การออกแบบเชิงวิศวกรรม เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
• #ความแตกต่างของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมกับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คืออะไร
• #การออกแบบเชิงวิศวกรรม หมายถึง
• #วิธีการทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีวัตถุประสงค์แตกต่างกันอย่างไร

ยังไม่เข้าใจใช่ไหม?

ลองถามคำถามกับคุณครู QANDA!

โจทย์ที่คล้ายกันกับโจทย์ข้อนี้

• มัธยมต้น
• คณิตศาสตร์

หลังจากที่นักเรียนทำ�กิจกรรมเสร็จแล้ว ครูควรให้นักเรียนร่วมกันสรุปอีกครั้งหนึ่งว่าการศึกษา

ทางวิทยาศาสตร์หรือชีววิทยา นอกจากต้องอาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method) แล้ว

ยังต้องมีความเข้าใจและตระหนักในธรรมชาติของความรู้วิทยาศาสตร์ด้วยเช่นกัน ว่าสามารถ

เปลี่ยนแปลงได้และผลของการเปลี่ยนแปลงนั้นจะเป็นประโยชน์ต่อการดำ�รงชีวิตของมนุษย์ต่อไป

จากนั้นครูนำ�เข้าสู่หัวข้อต่อไป โดยชี้ให้นักเรียนเห็นว่านักเรียนสามารถนำ�วิธีการทำ�งานของ

นักวิทยาศาสตร์ไปใช้ในการศึกษาในการทำ�โครงงานในวิชาต่าง ๆ ได้ เพื่อฝึกกระบวนการคิด

การวางแผนในการทำ�งานและการแก้ปัญหา ซึ่งจะเป็นพื้นฐานในการประกอบอาชีพ การดำ�รงชีวิต

และการพัฒนาประเทศชาติได้ต่อไปในอนาคต

1.3 กิจกรรมสะเต็มศึกษาและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

จุดประสงค์การเรียนรู้

1. อธิบายและบอกความสำ�คัญของสะเต็มศึกษาที่ใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อ

ใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตจริง

2. เปรียบเทียบความเหมือนหรือความแตกต่างระหว่างวิธีการทางวิทยาศาสตร์และ

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

3. ออกแบบกิจกรรมตามแนวทางสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

แนวการจัดการเรียนรู้

ครูนำ�เข้าสู่บทเรียนโดยการยกตัวอย่างการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์เรื่องใดเรื่องหนึ่งที่แสดง

ให้เห็นว่าในบางครั้งเรื่องที่ต้องการจะศึกษาไม่ได้ใช้ความรู้ทางสาขาใดเพียงแขนงเดียวแต่มักจะ

เกี่ยวข้องกับความรู้ในแขนงอื่นๆ ด้วย เช่น คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี เป็นต้น ในปัจจุบันนี้มีแนวทาง

การจัดการศึกษาที่บูรณาการความรู้ในด้านต่าง ๆ เข้าด้วยกันเพื่อเชื่อมโยงและแก้ปัญหาในชีวิตจริง

จากนั้นนำ�เข้าสู่หัวข้อสะเต็มศึกษา

1.3.1 สะเต็มศึกษาคืออะไร

ครูให้ความรู้เกี่ยวกับสะเต็มศึกษา (Science Technology Engineering and Mathematics

Education : STEM Education) แก่นักเรียนว่า เป็นแนวทางการจัดการเรียนรู้แบบหนึ่งที่ส่งเสริมให้

นักเรียนได้ใช้ทักษะการคิด โดยเฉพาะทักษะการคิดวิเคราะห์ ทักษะการคิดแก้ปัญหา และทักษะการ

คิดสร้างสรรค์ผ่านการทำ�กิจกรรม

ที่มีจุดเริ่มต้นจากการมองเห็นปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำ�วัน

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 1 | การศึกษาชีววิทยา

ชีววิทยา เล่ม 1

58

วิดีโอ YouTube

วิดีโอ YouTube

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (ENGINEERING DESIGN PROCESS)

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เป็นขั้นตอนที่นำมาใช้ในดำเนินการเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ ซึ่งกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมนี้จะเริ่มจากการระบุปัญหาที่พบแล้วกำหนดเป็นปัญหาที่ต้องการแก้ไข จากนั้นจึงทำการค้นหาแนวคิดที่เกี่ยวข้องและทำการวิเคราะห์เพื่อเลือกวิธีการที่เหมาะสมสำหรับการแก้ไข เมื่อได้วิธีการที่เหมาะสมแล้วจึงทำการวางแผนและพัฒนาสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการ เมื่อสร้างชิ้นงานหรือวิธีการเรียบร้อยแล้วจึงนำไปทดสอบ หากมีข้อบกพร่องก็ให้ทำการปรับปรุงแก้ไขเพื่อให้สิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการนั้นสามารถใช้แก้ไขปัญหาหรือสนองความต้องการได้ ส่วนในตอนสุดท้ายจะดำเนินการประเมินผลว่าสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการนั้นจะสามารถใช้แก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้ตามที่กำหนดไว้หรือไม่ ดังนั้น กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจึงประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ดังนี้

 ขั้นที่ 1 ระบุปัญหา (Problem Identification) เป็นขั้นตอนที่ผู้แก้ปัญหาทำความเข้าใจในสิ่งที่เป็นปัญหาในชีวิตประจำวันที่พบเจอ ซึ่งสามารถใช้ทักษะการตั้งคำถามด้วยหลัก 5W 1H เมื่อเกิดสถานการณ์ปัญหาหรือความต้องการ ซึ่งคำถามจากหลัก 5W1H ประกอบด้วยWho เป็นการตั้งคำถามเกี่ยวกับบุคคลที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการ

• What เป็นการตั้งคำถามว่าปัญหาหรือความต้องการจากสถานการณ์นั้นๆ คืออะไร
• When เป็นการตั้งคำถามปัญหาหรือความต้องการของสถานการณ์นั้นจะเกิดขึ้นเมื่อใด
• Where เป็นการตั้งคำถามปัญหาหรือความต้องการของสถานการณ์นั้นจะเกิดขึ้นที่ไหน
• Why เป็นการตั้งคำถามเพื่อวิเคราะห์สาเหตุว่าทาไมถึงเกิดปัญหาหรือความต้องการ
• How เป็นการตั้งคำถามเพื่อวิเคราะห์ถึงแนวทางหรือวิธีการแก้ปัญหานั้นจะสามารถทาได้ด้วยวิธีการอย่างไร

  ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) ในขั้นตอนนี้จะเป็นการรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการ และแนวทางการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการตามที่กำหนดไว้ในขั้นที่ 1 เพื่อหาวิธีการที่หลากหลายสำหรับใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ โดยการค้นหาและรวบรวมข้อมูลจากแหล่งข้อมูลต่างๆ เช่น สอบถามจากผู้รู้ สืบค้นหรือสำรวจจากสื่อและแหล่งเรียนรู้ต่างๆ ซึ่งการค้นหาแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหานี้จะเป็นการศึกษาองค์รู้จากทั้งวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ รวมทั้งศาสตร์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง จากนั้นนำข้อมูลที่รวบรวมได้มาวิเคราะห์และสรุปเป็นสารสนเทศและวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ โดยวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการอาจมีได้มากกว่า 1 วิธี จากนั้นจึงพิจารณาและเลือกวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการที่เหมาะสมและสอดคล้องกับปัญหาหรือความต้องการ ในประเด็นต่างๆ เช่น ข้อดี ข้อเสีย ความสอดคล้องและการนาไปใช้ได้จริงของวิธีการแต่ละวิธี ดังนั้นวิธีการที่จะถูกพิจารณาคัดเลือกจะอยู่ภายใต้กรอบของปัญหาหรือความต้องการมาเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจเลือก

 ขั้นที่ 3 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) เป็นขั้นตอนของการออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการโดยการประยุกต์ใช้ข้อมูลที่ได้จากการรวบรวมในขั้นที่ 2 ซึ่งขั้นตอนนี้จะช่วยสื่อสารแนวคิดของการแก้ปัญหาให้ผู้อื่นเข้าใจโดยผ่านวิธีการต่างๆ เช่น การร่างภาพ การอธิบาย เป็นต้น

ขั้นที่ 4 วางแผนและดาเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) เป็นขั้นตอนของการวางลำดับขั้นตอนของการสร้างช้นงานหรือวิธีการ จากนั้นจึงลงมือสร้างหรือพัฒนาชิ้นงานหรือวิธีการ เพื่อที่จะนาผลลัพธ์ที่ได้ไปใช้ในการขั้นตอนต่อไป

 ขั้นที่ 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) เป็นขั้นตอนของการตรวจสอบและประเมินชิ้นงานวิธีการที่สร้างขึ้นว่า สามารถทางานหรือใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้หรือไม่ มีข้อบกพร่องอย่างไร และควรปรับปรุงแก้ไขชิ้นงานหรือแบบจาลองวิธีการใน ส่วนใด ควรปรับปรุงแก้ไขอย่างไร แล้วจึงดาเนินการปรับปรุงแก้ไขในส่วนนั้นจนได้ชิ้นงานวิธีการที่สอดคล้องตามรูปแบบที่ออกแบบไว้

ขั้นที่ 6 นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Presentation) เป็นขั้นตอนของการคิดวิธีการนำเสนอข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับชิ้นงานหรือวิธีการที่สร้างขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ

จากที่กล่าวมาข้างต้นเกี่ยวกับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 6 ขั้นตอนนั้น หากนำมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนใน ชั้นเรียนจะสามารถดำเนินการโดยการที่ผู้สอนสามารถพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ โดยนำกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในขั้นที่ 1 ระบุปัญหามาไว้ส่วนของขั้นนำ ซึ่งจะเป็นการกำหนดสถานการณ์ปัญหาให้ผู้เรียน เพื่อที่ผู้เรียนจะได้ทำการวิเคราะห์เพื่อกำหนดปัญหาหรือความต้องการจากสถานการณ์นั้น สำหรับในขั้นที่ 2 ถึงขั้นที่ 6 ของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม อาจจะนำมาไว้ในส่วนของขั้นพัฒนาผู้เรียน ส่วนในขั้นสรุปของการเรียนจะเป็นการสรุปร่วมกันถึงองค์ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ รวมทั้งศาสตร์อื่นๆ ที่ได้จากการค้นคว้าเพื่อนำมาใช้ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

สรุปได้ว่า การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็นเครื่องมือช่วยในการจัดการเรียนการสอนเพื่อเสริมสร้างและพัฒนาการเรียนรู้ของเยาวชน จะช่วยให้เยาวชนได้มีการฝึกทักษะในการคิดอย่างเป็นขั้นตอนซึ่งเป็นการต่อยอดความรู้ที่มีอยู่เดิมให้ขยายไปจนเกิดมุมมองใหม่ๆ ในการแก้ปัญหานั้นๆ ได้อย่างครอบคลุมและถูกต้องจนนำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือวิธีการที่มีความสามารถนาไปแข่งขันในเชิงธุรกิจ และเป็นการเพิ่มความสามารถทางปัญญาของเยาวชนไทยซึ่งเป็นกำลังในการพัฒนาประเทศชาติต่อไปในอนาคต

กระบวนการเทคโนโลยีและกระบวนการวิศวกรรมแตกต่างกันอย่างไร

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์กับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมแตกต่างกันอย่างไร *

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม คืออะไร มีอะไรบ้าง

การออกแบบเชิงวิศวกรรมมี 2 ส่วน คืออะไร