บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 1 สำรวจก่อนสร้าง
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
“เทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน ถูกคิดค้นขึ้นจากสาเหตุใดบ้าง”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
1. ความต้องการของมนุษย์ในการใช้ชีวิต
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
2. ข้อจำกัดทางกายภาพหรือสภาพแวดล้อม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
“การสร้างเทคโนโลยีที่ตอบสนองได้ตรงตามความต้องการของผู้ใช้ ผู้สร้างเทคโนโลยีจะทราบความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างไร”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
1. การสัมภาษณ์ (interview) เป็นการสัมภาษณ์โดยตรงหรือผ่านช่องทางการสื่อสารอื่น เช่น สื่อสังคมออนไลน์ โดยคำถามที่ใช้ต้องชัดเจน ตรงประเด็น และมีลักษณะเป็นคำถามปลายเปิด สามารถรวบรวมข้อมูลเชิงคุณภาพเกี่ยวกับความคิดเห็นหรือความรู้สึก
2. การสำรวจ (survey) ทำโดยสร้างแบบสำรวจที่กำหนดคำถามเพื่อค้นหาข้อมูลหรือความเห็นที่ต้องการ เช่น การสำรวจความพึงพอใจของผู้ใช้งานอินเทอร์เน็ตในโรงเรียน
3. การสังเกต (observe) เป็นวิธีที่ใช้สำหรับรวบรวมข้อมูลจากเหตุการณ์ สถานการณ์ หรือพฤติกรรมที่มีการเปลี่ยนแปลง เช่น การสังเกตพฤติกรรมการใช้สมาร์ตโฟนของนักเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนแต่ละกลุ่มแสดงความคิดเห็นและอภิปรายร่วมกันในประเด็นคำถามว่า “นักเรียนคิดว่าเทคโนโลยีส่งผลกระทบด้านบวก ด้านลบ ต่อการใช้ชีวิตประจำวันของนักเรียน ครอบครัว หรือชุมชนที่นักเรียนอาศัยอยู่อย่างไร”
แนวคำตอบ
ผลกระทบด้านบวก
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ผลกระทบด้านลบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 2 สร้างอย่างมีความรู้
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ในชีวิตประจำวัน มีความรู้พื้นฐานใดบ้างที่สามารถนำมาสร้างและพัฒนาเทคโนโลยีได้ พร้อมยกตัวอย่างประกอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การเคลื่อนที่ การออกแบบกระสวยอวกาศ ใช้ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วง แรงดึงดูด แรงยก แรงต้านอากาศ ความรู้เรื่องสภาพแวดล้อม เช่น ชั้นบรรยากาศ การเคลื่อนที่ในวงโคจรต่าง ๆ
พลังงานไฟฟ้า การเชื่อมต่อระบบแผงเซลล์สุริยะ กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า การต่อวงจรไฟฟ้า การคำนวณปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการ ขนาดและจำนวนของแผงเซลล์สุริยะที่เหมาะสม ขนาดและประเภทของสายไฟที่เหมาะสม การเก็บพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่ ในส่วนการปรับมุมรับแสง ความรู้เรื่องมอเตอร์ เฟือง และเพลา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สร้าง การจัดทำรายงานวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อม (Environment Impact Assessment : EIA) กฎหมายที่เกี่ยวข้อง วิถีชีวิตในชุมชน การทำประชาพิจารณ์
รังสีอินฟราเรด หลักการแผ่รังสีอินฟราเรด อุณหภูมิในร่างกายมนุษย์
แบตเตอรี่ อุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า กลไกและการเคลื่อนที่
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ในการสร้างเทคโนโลยีหรือนวัตกรรมเพื่อการแก้ปัญหาต่าง ๆ มีความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องในด้านใดบ้าง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ใช้ความรู้พื้นฐาน เช่น ด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี มนุษยศาสตร์ สังคมศาสตร์ เศรษฐศาสตร์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.2 สร้างอย่างมีความรู้
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม วิเคราะห์นวัตกรรมที่สนใจ ในประเด็นต่อไปนี้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 3 ปฏิบัติงานอย่างมีทักษะ
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
อธิบายความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี�เพื่อใช้แก้ปัญหาได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
นอกจากความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับนวัตกรรม นักเรียนคิดว่ามีสิ่งใดที่ผู้สร้างควรรู้ และให้ความสำคัญเพื่อให้เกิดทักษะที่ดีในการสร้างนวัตกรรม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ความรู้ในการปฏิบัติงาน ได้แก่ ความรู้เกี่ยวกับข้อบังคับต่าง ๆ ทางกฎหมาย รวมถึงแนวปฏิบัติ คุณธรรมจริยธรรม จรรยาบรรณในการปฏิบัติงาน และทักษะจำเป็นต่าง ๆ
ทักษะในการปฏิบัติงาน ได้แก่
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
จริยธรรมและความรับผิดชอบของผู้แก้ปัญหา �มีความสำคัญอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ผู้แก้ปัญหาต้องมีจริยธรรม และความรับผิดชอบในการแก้ปัญหา มีความตระหนักและปฏิบัติ
หน้าที่โดยสุจริต ไม่ขัดต่อกฎหมายบ้านเมือง หลักศาสนา ศีลธรรม จารีตประเพณี บรรทัดฐานทางสังคม มีคุณธรรม และจริยธรรม นอกจากนี้ สิ่งที่ผู้แก้ปัญหาต้องยึดถืออยู่เสมอในการทำงาน คือ การไม่ละเมิดสิทธิ์หรือทรัพย์สินทางปัญญาของผู้อื่น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.3 ปฏิบัติงานอย่างมีทักษะ
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม อภิปรายร่วมกันเกี่ยวกับนวัตกรรมที่สนใจ แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
1. นวัตกรรมชื่ออะไร จำเป็นต้องใช้ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานด้านใดต่อไปนี้บ้าง และแต่ละด้านเกี่ยวข้องกับการสร้างนวัตกรรมหรือมีผลกระทบต่อผู้ใช้นวัตกรรมอย่างไร
2. นักเรียนแต่ละกลุ่มสร้างผังมโนทัศน์ (Mind map) เพื่อแสดงความคิดเชื่อมโยงระหว่างนวัตกรรมและความรู้ด้านต่าง ๆ รวมทั้งความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง แล้วนำเสนอหน้าชั้นเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 4 การคิดเชิงออกแบบ 1
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
การแก้ปัญหาคืออะไร
Problem Solving ???
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การปรับเปลี่ยนสถานการณ์ ให้เป็นไปตามความต้องการของผู้ใช้ในการแก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่งให้ตรงตามวัตถุประสงค์นั้น นอกจากความรู้พื้นฐาน ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงาน กระบวนการแก้ปัญหาเป็นอีกองค์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้ผู้แก้ปัญหาสามารถคิดค้นวิธีการแก้ปัญหาที่มีสมรรถนะตามความต้องการของผู้ใช้งาน เหมาะสมกับบริบทหรือเงื่อนไขของผู้ใช้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
จากนั้น ร่วมกันอภิปรายว่า “การคิด�เชิงออกแบบคืออะไร มีประโยชน์อย่างไร �และเกิดผลลัพธ์ในการแก้ปัญหาอะไรบ้าง”
นักเรียนแต่ละคนศึกษาหนังสือเรียนหัวข้อ 1.2 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
กระบวนการออกแบบ หรือการคิดเชิงออกแบบ (Design Thinking) เป็นขั้นตอนหรือกรอบที่ผู้ออกแบบใช้ในการดำเนินงานเพื่อแก้ปัญหา มีประโยชน์คือเป็นการแก้ปัญหาที่ให้ความสำคัญกับความต้องการของผู้ใช้หรือผู้ที่เกี่ยวข้อง และเชื่อมโยงกับบริบทหรือเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจน ผลลัพธ์ในการแก้ปัญหา เช่น สิ่งประดิษฐ์ กระบวนการหรือขั้นตอนการทำงาน การบริการ โมเดลทางธุรกิจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การคิดเชิงออกแบบ อาจแบ่งได้เป็น 3 กระบวนการย่อย ได้แก่ �1) การระบุและตีความปัญหา �2) การพัฒนาแนวคิด �3) การสร้างแนวทางในการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
ผู้เรียนแต่ละกลุ่มแสดงความคิดเห็นและอภิปรายร่วมกันในประเด็นคำถามว่า “ในกระบวนการย่อยเรื่องการระบุและตีความปัญหา คำถามที่ผู้แก้ปัญหาต้องพยายามหาคำตอบมีข้อมูลอะไรบ้าง”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
วิเคราะห์สถานการณ์ปัญหาในประเด็นต่อไปนี้ 5W
- What : ปัญหาของสถานการณ์คืออะไร
- Why : ทำไม/สาเหตุใดจึงเกิดปัญหา
- When : ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อใด
- Where : ปัญหาเกิดขึ้นที่ใด
- Who : บุคคล/กลุ่มบุคคลใดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.2.1 การระบุและตีความปัญหาในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 1 : การระบุและตีความปัญหา
จากนั้น ทำกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 �“พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม จับสลากเลือกสถานการณ์ 1 สถานการณ์ ต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
1. ระบุและตีความปัญหาโดยวิเคราะห์สถานการณ์ในประเด็นต่อไปนี้ �(5W : What, Why, When, Where, Who)
• ปัญหาของสถานการณ์นี้คืออะไร
• ทำไม/สาเหตุใดจึงเกิดเป็นปัญหา
• ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อใด
• ปัญหาเกิดขึ้นที่ใด
• บุคคล/กลุ่มบุคคลใดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 5 การคิดเชิงออกแบบ 2
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
Design Thinking ???
“กระบวนการย่อยของการคิดเชิงออกแบบ ประกอบด้วยอะไรบ้าง”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.2.2 การพัฒนาแนวคิดในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 2 : การพัฒนาแนวคิด
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
เมื่อเข้าใจสาเหตุ ข้อจำกัด มีข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา และมีความรู้ที่จำเป็นในการแก้ ปัญหาแล้ว ผู้แก้ปัญหาจึงนำข้อมูลเหล่านั้นมาพิจารณาพัฒนาเป็นแนวคิดในการแก้ปัญหา คำถามแรกที่ผู้แก้ปัญหาควรจะพยายามหาคำตอบในกระบวนการย่อยนี้ คืออะไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
“แก้ปัญหาได้อย่างไร” โดยอาจจะเริ่มจากการพิจารณาหน้าที่ องค์ประกอบ หรือสภาวะแวดล้อมของวิธีการหรือสิ่งประดิษฐ์ที่จะสร้างเพื่อแก้ปัญหา แล้วจึงนำข้อมูลและความรู้ที่รวบรวม มากำหนดแนวคิดในการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ในการพัฒนาแนวคิดในการแก้ปัญหาข้างต้น ผู้แก้ปัญหามีการดำเนินอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
- ประเมินและตัดสินใจเลือกข้อมูลและความรู้
- พัฒนาแนวคิดในการแก้ปัญหา
- สืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลายและให้ความรู้รอบด้าน
- เขียนภาพร่างหรือแผนภาพแสดงรายละเอียดของแนวคิดในการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
ในกระบวนการพัฒนาแนวคิด �มีความจำเป็นต้องใช้ข้อมูลแบบใด
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สารสนเทศ (information) หมายถึง ข้อมูล (data) ที่ได้ผ่านการเปลี่ยนรูปแบบ หรือแปลความหมาย หรือมีความสัมพันธ์ที่เหมาะสมในการนำไปใช้ประโยชน์ ในบางครั้งสารสนเทศที่ได้จากสถานการณ์หนึ่งอาจเป็นเพียงข้อมูลสำหรับวิเคราะห์ หรือใช้ประโยชน์สำหรับสถานการณ์อื่น ๆ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.2.3 การสร้างแนวทาง�การแก้ปัญหาในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 3 : การสร้างแนวทางการแก้ปัญหา
นักเรียนแต่ละกลุ่มทำใบกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 “พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม จับสลากเลือกสถานการณ์ 1 สถานการณ์ ต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
2. พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา โดยพิจารณาสาเหตุของปัญหา� ที่เป็นไปได้
3. สร้างแนวทางการแก้ปัญหา
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 6 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 1
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
แก้ปัญหาจุดคุ้มทุนโดยประยุกต์ใช้ความรู้ �ทักษะ และการคิดเชิงออกแบบได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
จากกรณีศึกษาของนายสมาร์ต เกษตรกรผู้ที่มีที่ดิน 5 ไร่ และต้องการทำฟาร์มอัจฉริยะโดยปลูกผัก 4 ชนิด ได้แก่ กะหล่ำปลี ข้าวโพด มะเขือเทศเชอรี่ และกรีนโอ๊ค นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า นายสมาร์ตต้องทราบอะไรบ้างเกี่ยวกับการทำฟาร์มอัจฉริยะดังกล่าว
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การทำฟาร์มอัจฉริยะควรทราบสาเหตุที่ต้องการทำ ควรเก็บข้อมูลเกี่ยวกับผลประกอบการ สภาพแวดล้อม สภาพอากาศ ชนิดของผลผลิตในฟาร์ม วิธีการบริหารจัดการ การดูแลผลผลิต การกำจัดของเสียในฟาร์ม และสิ่งที่สำคัญคือต้องทราบงบประมาณ นอกจากนี้ควรรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและชุมชนที่อยู่รอบ ๆ ฟาร์ม รวมทั้งข้อมูลการตลาดของผลผลิตทางการเกษตรและข้อมูลเกี่ยวกับการขนส่งผลผลิต เช่น ความต้องการและกำลังการผลิตของพืชผลทางการเกษตรในท้องตลาด ราคาตลาด กลุ่มเป้าหมาย และพฤติกรรมการบริโภคของกลุ่มเป้าหมาย รูปแบบการขนส่ง และอายุของผลผลิต
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษากราฟความสัมพันธ์ของปริมาณการผลิตและการขาย ต้นทุน กำไร และ�การคำนวณหาจุดคุ้มทุน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
เหตุใดกราฟเส้นแสดงต้นทุนคงที่ จึงเป็นเส้นขนานกับแกน X และค่า 40,000 บนแกน Y มีที่มาอย่างไร และเหตุใดกราฟเส้นแสดงต้นทุนผันแปรจึงมีจุดเริ่มต้นที่ (0, 0) และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
จากความหมายของ “ต้นทุนคงที่” คือ ค่าใช้จ่ายที่มีลักษณะคงที่ �ไม่เปลี่ยนแปลงตามปริมาณของสินค้าที่ผลิต ดังนั้น ไม่ว่าค่าบนแกน X ของกราฟ ซึ่งแสดงปริมาณการผลิตจะเพิ่มขึ้นเท่าไรก็ตาม ค่าของต้นทุนคงที่จะเท่าเดิมเสมอ และค่า 40,000 บนแกน Y หรือค่าตำแหน่ง (0, 40000) คือค่าของต้นทุนรวมเมื่อยังไม่มีการผลิตหรือต้นทุนผันแปร ตัวอย่างเช่น ค่าเช่าที่ดิน สำหรับต้นทุนผันแปร เป็นต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเมื่อมีการเพิ่มการผลิต ดังนั้น ปริมาณที่ผลิตขึ้น (ค่าบนแกน X) ต้นทุน�ผันแปรจึงเพิ่มตาม ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร เกษตรกรต้องซื้อเมล็ดพันธุ์มากขึ้นด้วย
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
ผู้เรียนร่วมกันอภิปรายเรื่องความหมายและความสำคัญของจุดคุ้มทุน
แนวคำตอบ
จุดที่มีจำนวนหน่วยของสินค้าที่ขายหรือปริมาณยอดขายที่จะทำให้รายได้รวมเท่ากับต้นทุนรวม หรือเป็นจุดตัดในกราฟระหว่างต้นทุนรวมกับรายได้ จึงไม่ขาดทุนและไม่มีกำไร ดังนั้น �การคำนวณหาจุดคุ้มทุนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำธุรกิจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
จุดคุ้มทุน (Break Even Points : BEP) หมายถึง จุดที่มีจำนวนหน่วยของสินค้าที่ขายหรือปริมาณยอดขายที่จะทำให้รายได้รวมเท่ากับต้นทุนรวม
รายได้รวม = ราคาขายต่อหน่วย x ปริมาณขาย
ต้นทุนรวม = ต้นทุนคงที่ + (ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย x ปริมาณขาย)
การคำนวณหาจุดคุ้มทุน
สร้างสมการเพื่อหาปริมาณการขายที่จุดคุ้มทุน ดังนี้ | ||
รายได้รวม ราคาขายต่อหน่วย x ปริมาณขาย (ราคาขายต่อหน่วย x ปริมาณขาย) – (ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย x ปริมาณขาย) ปริมาณขาย x (ราคาขายต่อหน่วย – ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย) | = = = = | ต้นทุนรวม ต้นทุนคงที่ + (ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย x ปริมาณขาย) ต้นทุนคงที่ ต้นทุนคงที่ |
ปริมาณขาย | = | ต้นทุนคงที่ (ราคาขายต่อหน่วย – ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย) |
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
จากนั้น นำเสนอผลที่ได้จากการระดมความคิดเพื่อช่วยคุณสมาร์ตหาจุดคุ้มทุนในการออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ
นักเรียนแต่ละกลุ่มทำกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.5 �“คิดอย่างไรให้คุ้มทุน” และทำกิจกรรมที่ 1.1 �“ช่วยคุณสมาร์ตหาจุดคุ้มทุน”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.5 คิดอย่างไรให้คุ้มทุน
คำชี้แจง ผู้เรียนแต่ละกลุ่ม วิเคราะห์สถานการณ์ต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
“นายสมาร์ตต้องการขายสลัดในงานเปิดตลาดหมู่บ้านเกษตร �โดยมีวัตถุดิบปริมาณชนิดละ 10 กิโลกรัม โดยมีต้นทุนการผลิตวัตถุดิบ” ดังนี้
กะหล่ำปลี กิโลกรัมละ 10 บาท ข้าวโพด กิโลกรัมละ 10 บาท
กรีนโอ๊ค กิโลกรัมละ 20 บาท มะเขือเทศเชอร์รี่ กิโลกรัมละ 20 บาท
จากการสำรวจความต้องการของเพื่อนบ้านส่วนใหญ่ในหมู่บ้าน พบว่า ต้องการรับประทานสลัดที่ผสมผักทั้ง 4 ชนิด ปริมาณต่อหน่วย 300 – 500 กรัม �ราคาไม่เกิน 20 บาท
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.5 คิดอย่างไรให้คุ้มทุน
ผู้เรียนแต่ละกลุ่ม จะช่วยนายสมาร์ตวางแผนการขายอย่างไร ในประเด็นต่อไปนี้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.1 ช่วยคุณสมาร์ตหาจุดคุ้มทุน
สมมุติว่านักเรียนและเพื่อนอีก 3 คน เป็นทีมออกแบบที่ช่วยนายสมาร์ตออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ ให้นักเรียนวิเคราะห์จุดคุ้มทุนในการลงทุนผลิตพืชทั้ง 4 ชนิด แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
• นักเรียนต้องการข้อมูลอะไรบ้างในการวิเคราะห์จุดคุ้มทุน
• จุดคุ้มทุนของพืชทั้ง 4 ชนิด มีค่าเท่าไร (ต้องผลิตกี่หน่วยและรายได้รวมเป็นเงินเท่าไร)
• นายสมาร์ต มีเนื้อที่รวม 5 ไร่ และวางแผนว่าจะใช้พื้นที่ 1 ไร่ สำหรับอยู่อาศัยและเลี้ยงสัตว์อื่น ๆ และอีก 4 ไร่ จะแบ่งเป็นสัดส่วนเพื่อปลูกพืชทั้ง 4 ชนิด ชนิดละ 1 ไร่ จะคุ้มทุนหรือไม่
• จากจุดคุ้มทุนที่คำนวณได้ นักเรียนจะแนะนำให้นายสมาร์ต ปรับแผนการปลูกพืชทั้ง 4 ชนิดอย่างไร
• หากต้องการปรับเปลี่ยนชนิดของพืชที่จะปลูก นักเรียนควรปรับแก้ขอบเขตของปัญหาหรือไม่ และควรปรับเป็นอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 7 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 2
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
แก้ปัญหาการวางระบบน้ำโดยประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะและการคิดเชิงออกแบบได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
จากกรณีศึกษาของนายสมาร์ต เกษตรกรผู้ที่มีที่ดิน 5 ไร่ และต้องการทำฟาร์มอัจฉริยะโดยปลูกผัก 4 ชนิด ได้แก่ กะหล่ำปลี ข้าวโพด มะเขือเทศเชอรี่ และกรีนโอ๊ค นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่าถ้านายสมาร์ตทำฟาร์มอัจฉริยะ ในฟาร์มอัจฉริยะนั้นต้องมีส่วนประกอบย่อยอะไรบ้าง และแต่ละส่วนทำหน้าที่หรือมีการดำเนินการอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ควรมีส่วนประกอบอย่างน้อย 4 ส่วน ได้แก่
1. การดูแลและจัดเตรียมวัตถุดิบ เช่น การเตรียมดินให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสมกับการเพาะปลูก การเตรียมต้นกล้า การตรียมแปลงหรือโรงเรือน การเตรียมปุ๋ย และสารป้องกันศัตรูพืช
2. การบริหารฟาร์ม เช่น การจัดทำบัญชี การเงิน การจ้างคนงาน
3. การจัดการฟาร์ม/โรงเรือน เช่น ระบบควบคุมอุณหภูมิ ระบบควบคุมความชื้น ระบบการให้น้ำและปุ๋ย และระบบตรวจเฝ้าระวัง
4. การตลาดและการขนส่ง เช่น การประชาสัมพันธ์ การติดต่อ การขายทั้งทางหน้าร้านและออนไลน์ และการขนส่งสินค้าไปยังลูกค้าที่เป็นกลุ่มเป้าหมาย
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ระบบฟาร์มอัจฉริยะ ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในเรื่องใดบ้าง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
หลักการทำงานของเซนเซอร์ การเก็บข้อมูลความชื้น อุณภูมิ ความเร็วลม ปริมาณน้ำและสารอาหาร กระบวนการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ การออกแบบและวางแผนระบบรดน้ำ เป็นต้น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนสืบค้นเกี่ยวกับเรื่องฟาร์มอัจฉริยะในอินเทอร์เน็ต และรวมรวมข้อมูลสำหรับอภิปราย แลกเปลี่ยนความคิดเห็นร่วมกัน
จากนั้น นักเรียนแต่ละกลุ่มทำกิจกรรม 1.2 “ช่วยคุณสมาร์ตวางระบบน้ำ”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.2 ช่วยคุณสมาร์ตวางระบบน้ำ
สมมุติว่านักเรียนและเพื่อนอีก 3 คน เป็นทีมออกแบบที่ช่วยนายสมาร์ตออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ ให้นักเรียนวางแผนการวางระบบน้ำในโรงเรือนสำหรับปลูกมะเขือเทศของนายสมาร์ต แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
• นักเรียนต้องการข้อมูลอะไรบ้าง
• อุปกรณ์ที่ต้องใช้ในการวางระบบน้ำมีอะไรบ้าง
• วาดภาพร่างของระบบน้ำสำหรับโรงเรือนมะเขือเทศ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนนำเสนอผลที่ได้จากการระดมความคิดเพื่อช่วย�คุณสมาร์ตวางระบบน้ำในการออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ
ผู้เรียนแต่ละกลุ่มลงคะแนนเสียง (vote) เลือกระบบน้ำสำหรับโรงเรือนมะเขือเทศ ที่แต่ละกลุ่มเห็นตรงกันว่าเหมาะสม มีความเป็นไปได้และมีประสิทธิภาพสูงสุด ด้วยวิธีการต่าง ๆ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
การยกมือลงคะแนน โดยแต่ละกลุ่มสามารถยกมือให้คะแนนแก่กลุ่มที่เลือก จำนวน 3 กลุ่ม แล้วนับคะแนนรวม เรียงลำดับจากกลุ่มที่ได้คะแนนมากที่สุดไปหาน้อยที่สุด จากนั้นครูถามเหตุผลที่นักเรียนแต่ละกลุ่มเลือกลงคะแนน | |
การหย่อนบัตรลงคะแนน โดยแต่ละกลุ่มเขียนชื่อกลุ่มที่เลือก จำนวน 3 กลุ่ม ลงกระดาษบัตรลงคะแนน พร้อมให้เหตุผลประกอบการตัดสินใจ นำใส่ลงในกล่องรับคะแนน แล้วนับคะแนนรวม เรียงลำดับจากกลุ่มที่ได้คะแนนน้อยที่สุดไปหามากที่สุด | |
การลงคะแนนออนไลน์ โดยครูสร้างฟอร์มการลงคะแนน เช่น google form พร้อมทั้งระบุเหตุผล ครูสรุปและแสดงคะแนนรวมในรูปแบบสารสนเทศแก่นักเรียน เว็บไซต์และแอปพลิเคชันต่าง ๆ เช่น https://wordwall.net, Poll Everywhere, Facebook (การสร้างโพล), Line (การสร้างโพล) | |
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปความสำคัญของการออกแบบตามแนวทางการแก้ปัญหา รวมถึงการทดสอบและปรับปรุงการทำงานของระบบเป็นระยะ และนักเรียนอาจต่อยอดความรู้ โดยการพัฒนาฟาร์มอัจฉริยะ ในประเด็นอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เหมาะสม มีความเป็นไปได้ และมีประสิทธิภาพสูงสุด
นักเรียนแต่ละกลุ่มสร้างพื้นที่แลกเปลี่ยน แบ่งปันความคิดเห็นผ่านสื่อสังคมออนไลน์หลากหลายรูปแบบ ให้นักเรียนโพสต์ (post) ทั้งในรูปแบบข้อความ รูปภาพ หรือคลิปวิดีโอตามความต้องการผ่านแอปพลิเคชัน เช่น padlet, Flipgrid, tiktok
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 8 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 3
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
แก้ปัญหาสนามเด็กเล่นโดยประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะและการคิดเชิงออกแบบได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
สนามเด็กเล่นที่นักเรียนเคยเห็นมีลักษณะเป็นอย่างไร และประกอบด้วยเครื่องเล่นแบบใดบ้าง
แนวคำตอบ
นักเรียนแต่ละคนตอบตามความรู้และประสบการณ์ที่ผ่านมา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนร่วมกันทบทวนความรู้เกี่ยวกับการคิดเชิงออกแบบและความรู้จากศาสตร์ต่าง ๆ จากนั้นทำกิจกรรมที่ 1.3
“ความรู้กับการออกแบบสนามเด็กเล่น”
สุ่มนักเรียน 2 – 3 กลุ่ม เพื่อนำเสนอหน้าชั้นเรียน และเปิดโอกาสให้นักเรียนกลุ่มอื่น แสดงความคิดเห็นในประเด็นที่เหมือนหรือแตกต่างจากกลุ่มที่นำเสนอ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.3 ความรู้กับการออกแบบสนามเด็กเล่น
นักเรียนได้ยินข่าวในชุมชนว่าต้องการสนามเด็กเล่นในพื้นที่สวนสาธารณะ ที่อยู่ทางทิศตะวันตกของชุมชน และอยู่ห่างจากแหล่งน้ำที่สำคัญของชุมชน ซึ่งอยู่ทางทิศตะวันออกของสวนสาธารณะประมาณ 100 เมตร แหล่งน้ำยังคงมีระบบนิเวศที่สมบูรณ์ และทางทิศใต้ของสวนสาธารณะเป็นโรงเรียนประถมศึกษาที่มีนักเรียนประมาณ 150 คน ในชุมชนของนักเรียนมีเด็กวัยแรกเกิดถึง 5 ขวบ ประมาณ 100 คน
นักเรียนและเพื่อนอีก 3 คน ได้รับเลือกเป็นตัวแทนของสมาชิกในชุมชนไปเป็นคณะทำงานออกแบบสนามเด็กเล่นที่ตรงกับความต้องการของชุมชน ให้นักเรียนและเพื่อนร่วมทีม ช่วยกันออกแบบสนามเด็กเล่นโดยใช้กระบวนการย่อยของการคิดเชิงออกแบบในการทำงาน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.3 ความรู้กับการออกแบบสนามเด็กเล่น
นักเรียนคิดว่าข้อมูลเกี่ยวกับการสร้างสนามเด็กเล่นข้างต้นเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์หรือไม่
• นักเรียนคิดว่าต้องทราบข้อมูลอะไรเพิ่มเติมบ้างเพื่อวิเคราะห์สถานการณ์นี้ และนักเรียนจะหาข้อมูลนั้นอย่างไร
• เมื่อได้รับข้อมูลที่ต้องการแล้ว นักเรียนจะวิเคราะห์ข้อมูลอย่างไร เพื่อให้ได้กรอบของปัญหาที่ชัดเจน
• ขอบเขตของปัญหาที่นักเรียนวิเคราะห์ได้คืออะไร
• นักเรียนต้องการความรู้เรื่องอะไรบ้างในการแก้ปัญหานี้ให้สำเร็จ ยกตัวอย่างความรู้ที่ต้องใช้
• นักเรียนจะใช้ความรู้นั้น เพื่อแก้ปัญหาย่อยอะไร หรือดำเนินการขั้นตอนใด และใช้อย่างไร
นักเรียนเขียนภาพร่าง หรือแผนภาพแสดงแนวทางการแก้ปัญหาที่นักเรียนออกแบบโดยย่อ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
“การคิดเชิงออกแบบและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีความสัมพันธ์กันอย่างไร และผู้พัฒนาเทคโนโลยีใช้ทั้งสองกระบวนการนี้ในการทำงานต่างกันอย่างไร”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การคิดเชิงออกแบบ มีขั้นตอนดังนี้ การระบุและตีความปัญหา การพัฒนาแนวคิด และการสร้างแนวทางในการแก้ปัญหา
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีขั้นตอนดังนี้ การระบุปัญหา การรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา การวางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา การทดสอบ ประเมินผลและปรับปรุงวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน และการนำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน
การคิดเชิงออกแบบและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมมีขั้นตอนที่คล้ายคลึงกันเพราะเป็นกรอบการทำงานเพื่อแก้ปัญหา ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม สถานการณ์ หรือทรัพยากรที่มีอยู่ให้เป็นไปตามที่มนุษย์ต้องการ และส่งเสริมให้เกิดสภาวะแวดล้อมที่อำนวยความสะดวกในการดำเนินชีวิต ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหาอาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ กระบวนการหรือขั้นตอนการทำงาน การบริการ หรือโมเดลทางธุรกิจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 2 สร้างอย่างมีความรู้
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ในชีวิตประจำวัน มีความรู้พื้นฐานใดบ้างที่สามารถนำมาสร้างและพัฒนาเทคโนโลยีได้ พร้อมยกตัวอย่างประกอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การเคลื่อนที่ การออกแบบกระสวยอวกาศ ใช้ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วง แรงดึงดูด แรงยก แรงต้านอากาศ ความรู้เรื่องสภาพแวดล้อม เช่น ชั้นบรรยากาศ การเคลื่อนที่ในวงโคจรต่าง ๆ
พลังงานไฟฟ้า การเชื่อมต่อระบบแผงเซลล์สุริยะ กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า การต่อวงจรไฟฟ้า การคำนวณปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการ ขนาดและจำนวนของแผงเซลล์สุริยะที่เหมาะสม ขนาดและประเภทของสายไฟที่เหมาะสม การเก็บพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่ ในส่วนการปรับมุมรับแสง ความรู้เรื่องมอเตอร์ เฟือง และเพลา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สร้าง การจัดทำรายงานวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อม (Environment Impact Assessment : EIA) กฎหมายที่เกี่ยวข้อง วิถีชีวิตในชุมชน การทำประชาพิจารณ์
รังสีอินฟราเรด หลักการแผ่รังสีอินฟราเรด อุณหภูมิในร่างกายมนุษย์
แบตเตอรี่ อุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า กลไกและการเคลื่อนที่
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ในการสร้างเทคโนโลยีหรือนวัตกรรมเพื่อการแก้ปัญหาต่าง ๆ มีความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องในด้านใดบ้าง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ใช้ความรู้พื้นฐาน เช่น ด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี มนุษยศาสตร์ สังคมศาสตร์ เศรษฐศาสตร์
กิจกรรม
นักเรียนสืบค้นและศึกษานวัตกรรม จากเว็บไซต์ http://ipst.me/9182 แล้วคัดเลือกเทคโนโลยีหรือนวัตกรรมที่กลุ่มสนใจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ผู้สร้างนวัตกรรมที่กลุ่มนักเรียนสนใจ จำเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจเรื่องใดบ้าง
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.1.1 ความรู้พื้นฐานในหนังสือเรียน และ วีดิทัศน์ Project14 เรื่องความรู้กับการแก้ปัญหา 1 : ความรู้พื้นฐาน แล้วทำกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.2 “สร้างอย่างมีความรู้”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.2 สร้างอย่างมีความรู้
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม วิเคราะห์นวัตกรรมที่สนใจ ในประเด็นต่อไปนี้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 3 ปฏิบัติงานอย่างมีทักษะ
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
อธิบายความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี�เพื่อใช้แก้ปัญหาได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
นอกจากความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับนวัตกรรม นักเรียนคิดว่ามีสิ่งใดที่ผู้สร้างควรรู้ และให้ความสำคัญเพื่อให้เกิดทักษะที่ดีในการสร้างนวัตกรรม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ความรู้ในการปฏิบัติงาน ได้แก่ ความรู้เกี่ยวกับข้อบังคับต่าง ๆ ทางกฎหมาย รวมถึงแนวปฏิบัติ คุณธรรมจริยธรรม จรรยาบรรณในการปฏิบัติงาน และทักษะจำเป็นต่าง ๆ
ทักษะในการปฏิบัติงาน ได้แก่
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
จริยธรรมและความรับผิดชอบของผู้แก้ปัญหา �มีความสำคัญอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ผู้แก้ปัญหาต้องมีจริยธรรม และความรับผิดชอบในการแก้ปัญหา มีความตระหนักและปฏิบัติ
หน้าที่โดยสุจริต ไม่ขัดต่อกฎหมายบ้านเมือง หลักศาสนา ศีลธรรม จารีตประเพณี บรรทัดฐานทางสังคม มีคุณธรรม และจริยธรรม นอกจากนี้ สิ่งที่ผู้แก้ปัญหาต้องยึดถืออยู่เสมอในการทำงาน คือ การไม่ละเมิดสิทธิ์หรือทรัพย์สินทางปัญญาของผู้อื่น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนร่วมกันอภิปรายประเด็นของการวิจัยและพัฒนาเครื่องเป่าความดันลมเพื่อเปิดขยายทางเดินหายใจของผู้ป่วย (Continuous Positive Airway Pressure : CPAP) จากนั้น ปฏิบัติกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.3 “ปฏิบัติงานอย่างมีทักษะ
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.1.2 ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง ความรู้กับการแก้ปัญหา 2 : ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงาน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.3 ปฏิบัติงานอย่างมีทักษะ
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม อภิปรายร่วมกันเกี่ยวกับนวัตกรรมที่สนใจ แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
1. นวัตกรรมชื่ออะไร จำเป็นต้องใช้ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานด้านใดต่อไปนี้บ้าง และแต่ละด้านเกี่ยวข้องกับการสร้างนวัตกรรมหรือมีผลกระทบต่อผู้ใช้นวัตกรรมอย่างไร
2. นักเรียนแต่ละกลุ่มสร้างผังมโนทัศน์ (Mind map) เพื่อแสดงความคิดเชื่อมโยงระหว่างนวัตกรรมและความรู้ด้านต่าง ๆ รวมทั้งความรู้และทักษะในการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง แล้วนำเสนอหน้าชั้นเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 4 การคิดเชิงออกแบบ 1
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
การแก้ปัญหาคืออะไร
Problem Solving ???
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การปรับเปลี่ยนสถานการณ์ ให้เป็นไปตามความต้องการของผู้ใช้ในการแก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่งให้ตรงตามวัตถุประสงค์นั้น นอกจากความรู้พื้นฐาน ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงาน กระบวนการแก้ปัญหาเป็นอีกองค์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้ผู้แก้ปัญหาสามารถคิดค้นวิธีการแก้ปัญหาที่มีสมรรถนะตามความต้องการของผู้ใช้งาน เหมาะสมกับบริบทหรือเงื่อนไขของผู้ใช้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
จากนั้น ร่วมกันอภิปรายว่า “การคิด�เชิงออกแบบคืออะไร มีประโยชน์อย่างไร �และเกิดผลลัพธ์ในการแก้ปัญหาอะไรบ้าง”
นักเรียนแต่ละคนศึกษาหนังสือเรียนหัวข้อ 1.2 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
กระบวนการออกแบบ หรือการคิดเชิงออกแบบ (Design Thinking) เป็นขั้นตอนหรือกรอบที่ผู้ออกแบบใช้ในการดำเนินงานเพื่อแก้ปัญหา มีประโยชน์คือเป็นการแก้ปัญหาที่ให้ความสำคัญกับความต้องการของผู้ใช้หรือผู้ที่เกี่ยวข้อง และเชื่อมโยงกับบริบทหรือเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจน ผลลัพธ์ในการแก้ปัญหา เช่น สิ่งประดิษฐ์ กระบวนการหรือขั้นตอนการทำงาน การบริการ โมเดลทางธุรกิจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การคิดเชิงออกแบบ อาจแบ่งได้เป็น 3 กระบวนการย่อย ได้แก่ �1) การระบุและตีความปัญหา �2) การพัฒนาแนวคิด �3) การสร้างแนวทางในการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
ผู้เรียนแต่ละกลุ่มแสดงความคิดเห็นและอภิปรายร่วมกันในประเด็นคำถามว่า “ในกระบวนการย่อยเรื่องการระบุและตีความปัญหา คำถามที่ผู้แก้ปัญหาต้องพยายามหาคำตอบมีข้อมูลอะไรบ้าง”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
วิเคราะห์สถานการณ์ปัญหาในประเด็นต่อไปนี้ 5W
- What : ปัญหาของสถานการณ์คืออะไร
- Why : ทำไม/สาเหตุใดจึงเกิดปัญหา
- When : ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อใด
- Where : ปัญหาเกิดขึ้นที่ใด
- Who : บุคคล/กลุ่มบุคคลใดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.2.1 การระบุและตีความปัญหาในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 1 : การระบุและตีความปัญหา
จากนั้น ทำกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 �“พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม จับสลากเลือกสถานการณ์ 1 สถานการณ์ ต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
1. ระบุและตีความปัญหาโดยวิเคราะห์สถานการณ์ในประเด็นต่อไปนี้ �(5W : What, Why, When, Where, Who)
• ปัญหาของสถานการณ์นี้คืออะไร
• ทำไม/สาเหตุใดจึงเกิดเป็นปัญหา
• ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อใด
• ปัญหาเกิดขึ้นที่ใด
• บุคคล/กลุ่มบุคคลใดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนแต่ละกลุ่ม นำเสนอหน้าชั้นเรียน โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนกลุ่มที่เลือกสถานการณ์เดียวกัน และกลุ่มที่เลือกสถานการณ์ต่างกัน แสดงความคิดเห็น เสนอแนะเพิ่มเติม หรือถามคำถามเกี่ยวกับผลการวิเคราะห์ของกลุ่มนำเสนอ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 5 การคิดเชิงออกแบบ 2
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
Design Thinking ???
“กระบวนการย่อยของการคิดเชิงออกแบบ ประกอบด้วยอะไรบ้าง”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.2.2 การพัฒนาแนวคิดในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 2 : การพัฒนาแนวคิด
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
เมื่อเข้าใจสาเหตุ ข้อจำกัด มีข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา และมีความรู้ที่จำเป็นในการแก้ ปัญหาแล้ว ผู้แก้ปัญหาจึงนำข้อมูลเหล่านั้นมาพิจารณาพัฒนาเป็นแนวคิดในการแก้ปัญหา คำถามแรกที่ผู้แก้ปัญหาควรจะพยายามหาคำตอบในกระบวนการย่อยนี้ คืออะไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
“แก้ปัญหาได้อย่างไร” โดยอาจจะเริ่มจากการพิจารณาหน้าที่ องค์ประกอบ หรือสภาวะแวดล้อมของวิธีการหรือสิ่งประดิษฐ์ที่จะสร้างเพื่อแก้ปัญหา แล้วจึงนำข้อมูลและความรู้ที่รวบรวม มากำหนดแนวคิดในการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ในการพัฒนาแนวคิดในการแก้ปัญหาข้างต้น ผู้แก้ปัญหามีการดำเนินอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
- ประเมินและตัดสินใจเลือกข้อมูลและความรู้
- พัฒนาแนวคิดในการแก้ปัญหา
- สืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลายและให้ความรู้รอบด้าน
- เขียนภาพร่างหรือแผนภาพแสดงรายละเอียดของแนวคิดในการแก้ปัญหา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
ในกระบวนการพัฒนาแนวคิด �มีความจำเป็นต้องใช้ข้อมูลแบบใด
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สารสนเทศ (information) หมายถึง ข้อมูล (data) ที่ได้ผ่านการเปลี่ยนรูปแบบ หรือแปลความหมาย หรือมีความสัมพันธ์ที่เหมาะสมในการนำไปใช้ประโยชน์ ในบางครั้งสารสนเทศที่ได้จากสถานการณ์หนึ่งอาจเป็นเพียงข้อมูลสำหรับวิเคราะห์ หรือใช้ประโยชน์สำหรับสถานการณ์อื่น ๆ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษาเนื้อหา หัวข้อ 1.2.3 การสร้างแนวทาง�การแก้ปัญหาในหนังสือเรียน และวีดิทัศน์ Project 14 เรื่อง การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 3 : การสร้างแนวทางการแก้ปัญหา
นักเรียนแต่ละกลุ่มทำใบกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 “พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำชี้แจง นักเรียนแต่ละกลุ่ม จับสลากเลือกสถานการณ์ 1 สถานการณ์ ต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
2. พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา โดยพิจารณาสาเหตุของปัญหา� ที่เป็นไปได้
3. สร้างแนวทางการแก้ปัญหา
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.4 พัฒนาแนวคิดพิชิตปัญหา ตอนที่ 2
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนแต่ละกลุ่มสืบค้นและรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลาย เกี่ยวกับองค์ประกอบหรือสภาวะแวดล้อมของสถานการณ์ที่ได้รับมอบหมาย แล้วนำข้อมูล/สารสนเทศที่รวบรวมได้มาพิจารณาร่วมกันในกลุ่ม เพื่อพัฒนาแนวคิดในการแก้ปัญหา
นักเรียนแต่ละกลุ่ม เขียนแผนภาพแสดงรายละเอียดของแนวคิดในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบพร้อมทั้งอ้างอิงแหล่งข้อมูลที่สืบค้น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนใช้คลาวด์คอมพิวติง (could computing) เช่น กูเกิลไดร์ฟ (google drive) หรือ
เว็บไซต์ www.padlet.com ในการแบ่งปันแผนภาพรายละเอียดของแนวคิดในการแก้ปัญหาของกลุ่มตนเองกับกลุ่มอื่น แล้วให้แต่ละกลุ่มแสดงความคิดเห็นด้วยการเขียนข้อมูลย้อนกลับ (feedback) ส่งคืนให้กลุ่มที่เป็นเจ้าของแผนภาพเพื่อปรับปรุงพัฒนาแนวคิดให้เหมาะสมสำหรับการนำไปสร้างต้นแบบ (prototype) เพื่อทดสอบกับสถานการณ์จริง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
สุ่มกลุ่มผู้เรียน สถานการณ์ละ 1 กลุ่ม เพื่อนำเสนอประกอบแผนภาพ รายละเอียดของแนวคิดและแนวทางในการแก้ปัญหา พร้อมทั้งเกณฑ์การประเมินสมรรถนะของวิธีการแก้ปัญหาที่สร้างขึ้น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 6 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 1
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
แก้ปัญหาจุดคุ้มทุนโดยประยุกต์ใช้ความรู้ �ทักษะ และการคิดเชิงออกแบบได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
จากกรณีศึกษาของนายสมาร์ต เกษตรกรผู้ที่มีที่ดิน 5 ไร่ และต้องการทำฟาร์มอัจฉริยะโดยปลูกผัก 4 ชนิด ได้แก่ กะหล่ำปลี ข้าวโพด มะเขือเทศเชอรี่ และกรีนโอ๊ค นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่า นายสมาร์ตต้องทราบอะไรบ้างเกี่ยวกับการทำฟาร์มอัจฉริยะดังกล่าว
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การทำฟาร์มอัจฉริยะควรทราบสาเหตุที่ต้องการทำ ควรเก็บข้อมูลเกี่ยวกับผลประกอบการ สภาพแวดล้อม สภาพอากาศ ชนิดของผลผลิตในฟาร์ม วิธีการบริหารจัดการ การดูแลผลผลิต การกำจัดของเสียในฟาร์ม และสิ่งที่สำคัญคือต้องทราบงบประมาณ นอกจากนี้ควรรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและชุมชนที่อยู่รอบ ๆ ฟาร์ม รวมทั้งข้อมูลการตลาดของผลผลิตทางการเกษตรและข้อมูลเกี่ยวกับการขนส่งผลผลิต เช่น ความต้องการและกำลังการผลิตของพืชผลทางการเกษตรในท้องตลาด ราคาตลาด กลุ่มเป้าหมาย และพฤติกรรมการบริโภคของกลุ่มเป้าหมาย รูปแบบการขนส่ง และอายุของผลผลิต
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนศึกษากราฟความสัมพันธ์ของปริมาณการผลิตและการขาย ต้นทุน กำไร และ�การคำนวณหาจุดคุ้มทุน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
เหตุใดกราฟเส้นแสดงต้นทุนคงที่ จึงเป็นเส้นขนานกับแกน X และค่า 40,000 บนแกน Y มีที่มาอย่างไร และเหตุใดกราฟเส้นแสดงต้นทุนผันแปรจึงมีจุดเริ่มต้นที่ (0, 0) และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
จากความหมายของ “ต้นทุนคงที่” คือ ค่าใช้จ่ายที่มีลักษณะคงที่ �ไม่เปลี่ยนแปลงตามปริมาณของสินค้าที่ผลิต ดังนั้น ไม่ว่าค่าบนแกน X ของกราฟ ซึ่งแสดงปริมาณการผลิตจะเพิ่มขึ้นเท่าไรก็ตาม ค่าของต้นทุนคงที่จะเท่าเดิมเสมอ และค่า 40,000 บนแกน Y หรือค่าตำแหน่ง (0, 40000) คือค่าของต้นทุนรวมเมื่อยังไม่มีการผลิตหรือต้นทุนผันแปร ตัวอย่างเช่น ค่าเช่าที่ดิน สำหรับต้นทุนผันแปร เป็นต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเมื่อมีการเพิ่มการผลิต ดังนั้น ปริมาณที่ผลิตขึ้น (ค่าบนแกน X) ต้นทุน�ผันแปรจึงเพิ่มตาม ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร เกษตรกรต้องซื้อเมล็ดพันธุ์มากขึ้นด้วย
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
ผู้เรียนร่วมกันอภิปรายเรื่องความหมายและความสำคัญของจุดคุ้มทุน
แนวคำตอบ
จุดที่มีจำนวนหน่วยของสินค้าที่ขายหรือปริมาณยอดขายที่จะทำให้รายได้รวมเท่ากับต้นทุนรวม หรือเป็นจุดตัดในกราฟระหว่างต้นทุนรวมกับรายได้ จึงไม่ขาดทุนและไม่มีกำไร ดังนั้น �การคำนวณหาจุดคุ้มทุนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำธุรกิจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
จุดคุ้มทุน (Break Even Points : BEP) หมายถึง จุดที่มีจำนวนหน่วยของสินค้าที่ขายหรือปริมาณยอดขายที่จะทำให้รายได้รวมเท่ากับต้นทุนรวม
รายได้รวม = ราคาขายต่อหน่วย x ปริมาณขาย
ต้นทุนรวม = ต้นทุนคงที่ + (ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย x ปริมาณขาย)
การคำนวณหาจุดคุ้มทุน
สร้างสมการเพื่อหาปริมาณการขายที่จุดคุ้มทุน ดังนี้ | ||
รายได้รวม ราคาขายต่อหน่วย x ปริมาณขาย (ราคาขายต่อหน่วย x ปริมาณขาย) – (ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย x ปริมาณขาย) ปริมาณขาย x (ราคาขายต่อหน่วย – ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย) | = = = = | ต้นทุนรวม ต้นทุนคงที่ + (ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย x ปริมาณขาย) ต้นทุนคงที่ ต้นทุนคงที่ |
ปริมาณขาย | = | ต้นทุนคงที่ (ราคาขายต่อหน่วย – ต้นทุนผันแปรต่อหน่วย) |
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
จากนั้น นำเสนอผลที่ได้จากการระดมความคิดเพื่อช่วยคุณสมาร์ตหาจุดคุ้มทุนในการออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ
นักเรียนแต่ละกลุ่มทำกิจกรรมเสนอแนะที่ 1.5 �“คิดอย่างไรให้คุ้มทุน” และทำกิจกรรมที่ 1.1 �“ช่วยคุณสมาร์ตหาจุดคุ้มทุน”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
สุ่มนักเรียน 2 – 3 กลุ่ม เพื่อนำเสนอหน้าชั้นเรียน และเปิดโอกาสให้นักเรียนกลุ่มอื่น แสดงความคิดเห็นในประเด็นของการวางแผนที่เหมือนหรือแตกต่างจากกลุ่มที่นำเสนอ
นักเรียนแต่ละกลุ่มสร้างพื้นที่แลกเปลี่ยน แบ่งปันความคิดเห็นผ่านสื่อสังคมออนไลน์หลากหลายรูปแบบ ให้ผู้เรียนโพสต์ (post) ทั้งในรูปแบบข้อความ รูปภาพ หรือคลิปวิดีโอตามความต้องการผ่านแอปพลิเคชัน เช่น padlet, Flipgrid, tiktok
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.5 คิดอย่างไรให้คุ้มทุน
คำชี้แจง ผู้เรียนแต่ละกลุ่ม วิเคราะห์สถานการณ์ต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
“นายสมาร์ตต้องการขายสลัดในงานเปิดตลาดหมู่บ้านเกษตร �โดยมีวัตถุดิบปริมาณชนิดละ 10 กิโลกรัม โดยมีต้นทุนการผลิตวัตถุดิบ” ดังนี้
กะหล่ำปลี กิโลกรัมละ 10 บาท ข้าวโพด กิโลกรัมละ 10 บาท
กรีนโอ๊ค กิโลกรัมละ 20 บาท มะเขือเทศเชอร์รี่ กิโลกรัมละ 20 บาท
จากการสำรวจความต้องการของเพื่อนบ้านส่วนใหญ่ในหมู่บ้าน พบว่า ต้องการรับประทานสลัดที่ผสมผักทั้ง 4 ชนิด ปริมาณต่อหน่วย 300 – 500 กรัม �ราคาไม่เกิน 20 บาท
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมเสนอแนะที่ 1.5 คิดอย่างไรให้คุ้มทุน
ผู้เรียนแต่ละกลุ่ม จะช่วยนายสมาร์ตวางแผนการขายอย่างไร ในประเด็นต่อไปนี้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.1 ช่วยคุณสมาร์ตหาจุดคุ้มทุน
สมมุติว่านักเรียนและเพื่อนอีก 3 คน เป็นทีมออกแบบที่ช่วยนายสมาร์ตออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ ให้นักเรียนวิเคราะห์จุดคุ้มทุนในการลงทุนผลิตพืชทั้ง 4 ชนิด แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
• นักเรียนต้องการข้อมูลอะไรบ้างในการวิเคราะห์จุดคุ้มทุน
• จุดคุ้มทุนของพืชทั้ง 4 ชนิด มีค่าเท่าไร (ต้องผลิตกี่หน่วยและรายได้รวมเป็นเงินเท่าไร)
• นายสมาร์ต มีเนื้อที่รวม 5 ไร่ และวางแผนว่าจะใช้พื้นที่ 1 ไร่ สำหรับอยู่อาศัยและเลี้ยงสัตว์อื่น ๆ และอีก 4 ไร่ จะแบ่งเป็นสัดส่วนเพื่อปลูกพืชทั้ง 4 ชนิด ชนิดละ 1 ไร่ จะคุ้มทุนหรือไม่
• จากจุดคุ้มทุนที่คำนวณได้ นักเรียนจะแนะนำให้นายสมาร์ต ปรับแผนการปลูกพืชทั้ง 4 ชนิดอย่างไร
• หากต้องการปรับเปลี่ยนชนิดของพืชที่จะปลูก นักเรียนควรปรับแก้ขอบเขตของปัญหาหรือไม่ และควรปรับเป็นอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 7 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 2
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
แก้ปัญหาการวางระบบน้ำโดยประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะและการคิดเชิงออกแบบได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
จากกรณีศึกษาของนายสมาร์ต เกษตรกรผู้ที่มีที่ดิน 5 ไร่ และต้องการทำฟาร์มอัจฉริยะโดยปลูกผัก 4 ชนิด ได้แก่ กะหล่ำปลี ข้าวโพด มะเขือเทศเชอรี่ และกรีนโอ๊ค นักเรียนอภิปรายร่วมกันว่าถ้านายสมาร์ตทำฟาร์มอัจฉริยะ ในฟาร์มอัจฉริยะนั้นต้องมีส่วนประกอบย่อยอะไรบ้าง และแต่ละส่วนทำหน้าที่หรือมีการดำเนินการอย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
ควรมีส่วนประกอบอย่างน้อย 4 ส่วน ได้แก่
1. การดูแลและจัดเตรียมวัตถุดิบ เช่น การเตรียมดินให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสมกับการเพาะปลูก การเตรียมต้นกล้า การตรียมแปลงหรือโรงเรือน การเตรียมปุ๋ย และสารป้องกันศัตรูพืช
2. การบริหารฟาร์ม เช่น การจัดทำบัญชี การเงิน การจ้างคนงาน
3. การจัดการฟาร์ม/โรงเรือน เช่น ระบบควบคุมอุณหภูมิ ระบบควบคุมความชื้น ระบบการให้น้ำและปุ๋ย และระบบตรวจเฝ้าระวัง
4. การตลาดและการขนส่ง เช่น การประชาสัมพันธ์ การติดต่อ การขายทั้งทางหน้าร้านและออนไลน์ และการขนส่งสินค้าไปยังลูกค้าที่เป็นกลุ่มเป้าหมาย
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
ระบบฟาร์มอัจฉริยะ ใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในเรื่องใดบ้าง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
หลักการทำงานของเซนเซอร์ การเก็บข้อมูลความชื้น อุณภูมิ ความเร็วลม ปริมาณน้ำและสารอาหาร กระบวนการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ การออกแบบและวางแผนระบบรดน้ำ เป็นต้น
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนสืบค้นเกี่ยวกับเรื่องฟาร์มอัจฉริยะในอินเทอร์เน็ต และรวมรวมข้อมูลสำหรับอภิปราย แลกเปลี่ยนความคิดเห็นร่วมกัน
จากนั้น นักเรียนแต่ละกลุ่มทำกิจกรรม 1.2 “ช่วยคุณสมาร์ตวางระบบน้ำ”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.2 ช่วยคุณสมาร์ตวางระบบน้ำ
สมมุติว่านักเรียนและเพื่อนอีก 3 คน เป็นทีมออกแบบที่ช่วยนายสมาร์ตออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ ให้นักเรียนวางแผนการวางระบบน้ำในโรงเรือนสำหรับปลูกมะเขือเทศของนายสมาร์ต แล้วตอบคำถามต่อไปนี้
• นักเรียนต้องการข้อมูลอะไรบ้าง
• อุปกรณ์ที่ต้องใช้ในการวางระบบน้ำมีอะไรบ้าง
• วาดภาพร่างของระบบน้ำสำหรับโรงเรือนมะเขือเทศ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนนำเสนอผลที่ได้จากการระดมความคิดเพื่อช่วย�คุณสมาร์ตวางระบบน้ำในการออกแบบฟาร์มอัจฉริยะ
ผู้เรียนแต่ละกลุ่มลงคะแนนเสียง (vote) เลือกระบบน้ำสำหรับโรงเรือนมะเขือเทศ ที่แต่ละกลุ่มเห็นตรงกันว่าเหมาะสม มีความเป็นไปได้และมีประสิทธิภาพสูงสุด ด้วยวิธีการต่าง ๆ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
การยกมือลงคะแนน โดยแต่ละกลุ่มสามารถยกมือให้คะแนนแก่กลุ่มที่เลือก จำนวน 3 กลุ่ม แล้วนับคะแนนรวม เรียงลำดับจากกลุ่มที่ได้คะแนนมากที่สุดไปหาน้อยที่สุด จากนั้นครูถามเหตุผลที่นักเรียนแต่ละกลุ่มเลือกลงคะแนน | |
การหย่อนบัตรลงคะแนน โดยแต่ละกลุ่มเขียนชื่อกลุ่มที่เลือก จำนวน 3 กลุ่ม ลงกระดาษบัตรลงคะแนน พร้อมให้เหตุผลประกอบการตัดสินใจ นำใส่ลงในกล่องรับคะแนน แล้วนับคะแนนรวม เรียงลำดับจากกลุ่มที่ได้คะแนนน้อยที่สุดไปหามากที่สุด | |
การลงคะแนนออนไลน์ โดยครูสร้างฟอร์มการลงคะแนน เช่น google form พร้อมทั้งระบุเหตุผล ครูสรุปและแสดงคะแนนรวมในรูปแบบสารสนเทศแก่นักเรียน เว็บไซต์และแอปพลิเคชันต่าง ๆ เช่น https://wordwall.net, Poll Everywhere, Facebook (การสร้างโพล), Line (การสร้างโพล) | |
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปความสำคัญของการออกแบบตามแนวทางการแก้ปัญหา รวมถึงการทดสอบและปรับปรุงการทำงานของระบบเป็นระยะ และนักเรียนอาจต่อยอดความรู้ โดยการพัฒนาฟาร์มอัจฉริยะ ในประเด็นอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เหมาะสม มีความเป็นไปได้ และมีประสิทธิภาพสูงสุด
นักเรียนแต่ละกลุ่มสร้างพื้นที่แลกเปลี่ยน แบ่งปันความคิดเห็นผ่านสื่อสังคมออนไลน์หลากหลายรูปแบบ ให้นักเรียนโพสต์ (post) ทั้งในรูปแบบข้อความ รูปภาพ หรือคลิปวิดีโอตามความต้องการผ่านแอปพลิเคชัน เช่น padlet, Flipgrid, tiktok
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 1 ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา
วิชาการออกแบบและเทคโนโลยี �(Design and Technology) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
แผนที่ 8 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา 3
�จุดประสงค์ของหัวข้อ
แก้ปัญหาสนามเด็กเล่นโดยประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะและการคิดเชิงออกแบบได้
ประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้งทรัพยากร�ในการทำโครงงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางาน
�ตัวชี้วัดของบทเรียน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ทบทวนเนื้อหา
(engineering design process)
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
สนามเด็กเล่นที่นักเรียนเคยเห็นมีลักษณะเป็นอย่างไร และประกอบด้วยเครื่องเล่นแบบใดบ้าง
แนวคำตอบ
นักเรียนแต่ละคนตอบตามความรู้และประสบการณ์ที่ผ่านมา
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนร่วมกันทบทวนความรู้เกี่ยวกับการคิดเชิงออกแบบและความรู้จากศาสตร์ต่าง ๆ จากนั้นทำกิจกรรมที่ 1.3
“ความรู้กับการออกแบบสนามเด็กเล่น”
สุ่มนักเรียน 2 – 3 กลุ่ม เพื่อนำเสนอหน้าชั้นเรียน และเปิดโอกาสให้นักเรียนกลุ่มอื่น แสดงความคิดเห็นในประเด็นที่เหมือนหรือแตกต่างจากกลุ่มที่นำเสนอ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.3 ความรู้กับการออกแบบสนามเด็กเล่น
นักเรียนได้ยินข่าวในชุมชนว่าต้องการสนามเด็กเล่นในพื้นที่สวนสาธารณะ ที่อยู่ทางทิศตะวันตกของชุมชน และอยู่ห่างจากแหล่งน้ำที่สำคัญของชุมชน ซึ่งอยู่ทางทิศตะวันออกของสวนสาธารณะประมาณ 100 เมตร แหล่งน้ำยังคงมีระบบนิเวศที่สมบูรณ์ และทางทิศใต้ของสวนสาธารณะเป็นโรงเรียนประถมศึกษาที่มีนักเรียนประมาณ 150 คน ในชุมชนของนักเรียนมีเด็กวัยแรกเกิดถึง 5 ขวบ ประมาณ 100 คน
นักเรียนและเพื่อนอีก 3 คน ได้รับเลือกเป็นตัวแทนของสมาชิกในชุมชนไปเป็นคณะทำงานออกแบบสนามเด็กเล่นที่ตรงกับความต้องการของชุมชน ให้นักเรียนและเพื่อนร่วมทีม ช่วยกันออกแบบสนามเด็กเล่นโดยใช้กระบวนการย่อยของการคิดเชิงออกแบบในการทำงาน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรมที่ 1.3 ความรู้กับการออกแบบสนามเด็กเล่น
นักเรียนคิดว่าข้อมูลเกี่ยวกับการสร้างสนามเด็กเล่นข้างต้นเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์หรือไม่
• นักเรียนคิดว่าต้องทราบข้อมูลอะไรเพิ่มเติมบ้างเพื่อวิเคราะห์สถานการณ์นี้ และนักเรียนจะหาข้อมูลนั้นอย่างไร
• เมื่อได้รับข้อมูลที่ต้องการแล้ว นักเรียนจะวิเคราะห์ข้อมูลอย่างไร เพื่อให้ได้กรอบของปัญหาที่ชัดเจน
• ขอบเขตของปัญหาที่นักเรียนวิเคราะห์ได้คืออะไร
• นักเรียนต้องการความรู้เรื่องอะไรบ้างในการแก้ปัญหานี้ให้สำเร็จ ยกตัวอย่างความรู้ที่ต้องใช้
• นักเรียนจะใช้ความรู้นั้น เพื่อแก้ปัญหาย่อยอะไร หรือดำเนินการขั้นตอนใด และใช้อย่างไร
นักเรียนเขียนภาพร่าง หรือแผนภาพแสดงแนวทางการแก้ปัญหาที่นักเรียนออกแบบโดยย่อ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คำถามชวนคิด
“การคิดเชิงออกแบบและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีความสัมพันธ์กันอย่างไร และผู้พัฒนาเทคโนโลยีใช้ทั้งสองกระบวนการนี้ในการทำงานต่างกันอย่างไร”
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
การคิดเชิงออกแบบ มีขั้นตอนดังนี้ การระบุและตีความปัญหา การพัฒนาแนวคิด และการสร้างแนวทางในการแก้ปัญหา
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีขั้นตอนดังนี้ การระบุปัญหา การรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา การวางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา การทดสอบ ประเมินผลและปรับปรุงวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน และการนำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน
การคิดเชิงออกแบบและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมมีขั้นตอนที่คล้ายคลึงกันเพราะเป็นกรอบการทำงานเพื่อแก้ปัญหา ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม สถานการณ์ หรือทรัพยากรที่มีอยู่ให้เป็นไปตามที่มนุษย์ต้องการ และส่งเสริมให้เกิดสภาวะแวดล้อมที่อำนวยความสะดวกในการดำเนินชีวิต ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหาอาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ กระบวนการหรือขั้นตอนการทำงาน การบริการ หรือโมเดลทางธุรกิจ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แนวคำตอบ
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันสรุปความรู้เกี่ยวกับ�การคิดเชิงออกแบบ และกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กิจกรรม
นักเรียนทำกิจกรรมท้ายบทในหนังสือเรียน เพื่อเป็นการสรุปความรู้และแบ่งปันความคิดเห็นผ่านสื่อสังคมออนไลน์หลากหลายรูปแบบ ให้นักเรียนโพสต์ (post) ทั้งในรูปแบบข้อความ รูปภาพ หรือคลิปวิดีโอตามความต้องการผ่านแอปพลิเคชัน เช่น padlet, Flipgrid, tiktok
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี