➧ โครงงานการออกแบบและเทคโนโลยี
ในชีวิตประจำวันของมนุษย์มีกิจกรรมต่าง ๆ เกิดขึ้นมากมายตามเงื่อนไขและปัจจัยในการดำรงชีวิตของแต่ละคน ทำให้บางครั้งมนุษย์ต้องพบเจอกับปัญหาหรือความต้องการที่จะทำให้การดำรงชีวิตดีขึ้น การแก้ปัญหาหรือการตอบสนองความต้องการที่พบในสถานการณ์ของเทคโนโลยีนั้น จะต้องใช้ทรัพยากร ความรู้และทักษะต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง จึงจำเป็นต้องมีวิธีการหรือกระบวนการทำงานในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการอย่างเป็นขั้นตอนที่ซัดเจน จากนิยามของการออกแบบและเทคโนโลยีเราสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการทำโครงงานการออกแบบและเทคโนโลยีโดยเริ่มจากการสำรวจสถานการณ์หรือปัญหาที่สนใจ เพื่อนำมากำหนดหัวข้อโครงงาน แล้วรวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา ออกแบบแนวทางการแก้ปัญหา วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา ทดสอบประเมินผล ปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน และขั้นตอนสุดท้ายคือ การนำเสนอวิธีการแก้ปัญหา
ลำดับขั้นตอนการทำโครงงานการออกแบบและเทคโนโลยี มีดังนี้
➧ ลำดับขั้นตอนการทำโครงงานการออกแบบและเทคโนโลยี
กระบวนการเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีหรือสนองความต้องการของมนุษย์อย่างเป็นขั้นตอน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เพื่อสร้างสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการใกวิธีการหนึ่ง ประกอบด้วย 7 ขั้นตอน ได้แก่
1. การสำรวจสถานการณ์หรือปัญหาที่สนใจ (Problem Identification) การระบุปัญหาเกี่ยวข้องกับทักษะและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ได้แก่ การสังเกต (Obser-vtion) ซึ่งเป็นการใช้ประสาทสัมผัสอย่างไดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน โดยมีจุดประสงค์ที่จะหาข้อมูลที่เป็นรายละเอียดต่าง ๆ ของสิ่งรอบตัวที่พบเห็นโดยไม่ใส่ความเห็นของผู้สังเกตลงไปด้วย ข้อมูลที่ได้จากการสังเกตจะประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่าง ลักษณะ สมบัติ ข้อมูลเชิงปริมาณข้อมูลที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตจากวัตถุหรือเหตุการณ์นั้นโดยผู้ที่มีทักษะการสังเกตนั้นจะมีความสามารถที่แสดงได้ว่าเกิดทักษะนี้ ซึ่งประกอบไปตัวยการบ่งชี้และการบรรยายสมบัติของวัตถุได้ โดยการใช้ประสาทสัมผัสอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างบรรยายสมบัติในเชิงปริมาณของวัตถุได้ โดยการประมาณและบรรยายการเปลี่ยนแปลงของสิ่งที่สังเกต
ตัวอย่างการสังเกต ช่างสังเกตความผิดปกติของเครื่องยนต์เพื่อระบุปัญหา
Design Focus >> ทักษะการสังเกต
การสังเกตเป็นกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานที่สำคัญและจำเป็นอย่างยิ่งในการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานทักษะอื่น ๆ เช่น ทักษะการจำแนกประเภท ทักษะพยากรณ์ ทักษะการลงความคิดเห็น เป็นต้น การสังเกตทำให้เกิดความอยากรู้อยากเห็น ทำให้เกิดปัญหา อันจะนำไปสู่ขั้นตอนในการสืบเสาะเพื่อหาความรู้และได้มาซึ่งความรู้มากขึ้น
2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) หลังจากที่ทำการกำหนดปัญหา ขั้นตอนต่อไปคือ การรวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญา โดยการรวบรวมข้อมูล สามารถทำได้หลายวิธี เช่น การสืบค้นจากบทความวิชาการ บทความวิจัย ทฤษฎีต่าง ๆ ซึ่งในขั้นตอนนี้ ผู้แก้ปัญหาควรพิจารณาถึงแนวคิดหรือความรู้ทั้งหมดที่รวบรวมได้ เพื่อใช้ในการพิจารณาทางเลือกแล้วจึงประเมินแนวคิดเหล่านั้น โดยพิจารณาถึงความเป็นไปได้ ความคุ้มทุน ข้อดีและข้อเสีย ความเหมาะสม เงื่อนไขและขอบเขตของปัญหา แล้วจึงเลือกแนวคิด หรือวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการแก้ปัญหา Design Focus >> ประเภทของการรวบรวมข้อมูล
การรวบรวมข้อมูล แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1. การรวบรวมข้อมูลขั้นปฐมภูมิ เป็นการรวบรวมข้อมูลที่ได้จากเจ้าของข้อมูลโดยตรง เช่น การสัมภาษณ์ การสังเกต การสำรวจจากกลุ่มตัวอย่าง
2. การรวบรวมข้อมูลขั้นทุติยภูมิ เป็นการรวบรวมข้อมูลที่ได้จากแหล่งข้อมูลที่ได้รวบรวมไว้ เช่น ข้อมูลจากหนังสือ รายงาน บทความ เอกสารต่างๆ
3. ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) เมื่อทำการสืบค้น รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่ใช้ในการแก้ปัญหาที่ได้มารวบรวมและประยุกต์กับการทำงาน เพื่อออกแบบวิธีการ โดยใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที่รวบรวมได้มาทำการประเมินและตัดสินใจเลือกวิธีการแก้ปัญหา โดยพิจารณา ดังนี้
1. วิธีการใดที่สามารถแก้ปัญหาได้ในระยะยาว
2. วิธีการใดที่มีความเป็นจริงมากที่สุดในการแก้ปัญหาได้สำเร็จ และขณะนี้มีทรัพยากรสำหรับการแก้ปัญหาหรือไม่
จะจัดหามาใช้ได้หรือไม่มีเวลาเพียงพอที่จะใช้วิธีการนี้หรือไม่
3. อะไรคือความเสี่ยงของทางเลือกของแต่ละวิธี
4. วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development)
หลังจากที่ได้ออกแบบวิธีการและกำหนดเค้าโครงของวิธีการแก้ปัญหาแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือ การวางแผนการดำเนินการเพื่อให้การดำเนินการแก้ไขปัญหาสำเร็จตามวัตถุประสงค์และกำหนดเวลาที่วางไว้ อาจเขียนในรูปแบบของตารางช่วงเวลาและกิจกรรมที่ดำเนินการแก้ปัญหา หรือเขียนในรูปของแผนภูมิแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ปัญหาก็ได้
การวางแผนการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการที่จะนำมาใช้แก้ปัญหาเป็นการช่วยให้ผู้เรียนได้ฝึกความคิดสร้างสรรค์ เช่น เกิดความคิดยืดหยุ่นในการดัดแปลงและออกแบบชิ้นงานจากวัสดุที่สามารถหาได้ง่ายในท้องถิ่น หรือเกิดความคิดและการออกแบบชิ้นงานโดยใส่รายละเอียดเพื่อตกแต่งหรือขยายความคิดในชิ้นงานให้มีความสมบูรณ์มากยิ่งขึ้น ในการดำเนินการแก้ปัญหา คือ การลงมือสร้างชิ้นงานตามที่ได้ทำการออกแบบไว้หรือการปฏิบัติตามขั้นตอนที่ได้ทำการวางแผนไว้เพื่อให้บรรลุจุดมุ่งหมาย
➧ ขั้นตอนการสร้างต้นแบบ มี 4 ขั้นตอน ดังนี้
1. กำหนดความต้องการ เป็นการหาความต้องการพื้นฐานของผู้ใช้ระบบ นักออกแบบต้องมีเวลาเพียงพอในการศึกษาหาความต้องการ
พื้นฐานของผู้ใช้งาน
2. ออกแบบต้นแบบ เป็นการวางแผนจัดตั้งขั้นตอน และรู้จักเลือกใช้วัสดุหรือวิธีการเพื่อทำตามความต้องการ โดยให้สอดคล้องกับลักษณะ
และคุณสมบัติของวัสดุแต่ละชนิดตามความคิดสร้างสรรค์
3. นำต้นแบบไปใช้ ผู้ใช้จะนำต้นแบบไปทดลองใช้ว่าสามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้เพียงใด โดยผู้ใช้สามารถให้ข้อคิดเห็นเกี่ยวกับปัญหาหรือข้อแนะนำในการปรับปรุงต้นแบบได้
4. ปรับแต่งต้นแบบ เป็นการนำความเห็นของผู้ใช้มาปรับปรุงต้นแบบให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ขั้นตอนนี้จะเกิดซ้ำไปซ้ำมาจนกระทั่งผู้ใช้เกิดความพอใจ แล้วจึงจะสามารถนำต้นแบบไปใช้งานได้
5. ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุง (Testing Evaluation and Design Improvement) ขั้นตอนนี้เป็นการทดสอบและประเมินการใช้งานของชิ้นงาน ซึ่งปัญหาและผลที่เกิดขึ้นจากการทดสอบและประเมินผล จะถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงและพัฒนาผลลัพธ์ให้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหามากขึ้น ซึ่งการทดสอบและประเมินผลสามารถเกิดขึ้นได้หลายครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา
➧ การทดสอบ
เป็นการตรวจสอบชิ้นงาน หรือแบบจำลองวิธีการที่สร้างขึ้นว่ามีความสอดคล้องตามที่ได้ถ่ายทอดความคิดไว้หรือไม่ สามารถทำงาน หรือใช้งานได้หรือไม่ มีข้อบกพร่องอย่างไร หากผลการทดสอบพบว่าชิ้นงาน หรือแบบจำลองวิธีการไม่สอดคล้องตามแบบที่ถ่ายทอดความคิดไว้ ทำงานหรือใช้งานไม่ได้ หรือมีข้อบกพร่องที่ควรปรับปรุงแก้ไข จะต้องมีการบันทึกสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้ไว้ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะเป็นข้อมูลที่นำไปสู่การปฏิบัติงานในขั้นปรับปรุงแก้ไขต่อไป
➧ การประเมินผล
เป็นการนำชิ้นงาน หรือแบบจำลองวิธีการที่ได้สร้างขึ้นไปดำเนินการแก้ปัญหา หรือสนองความต้องการที่กำหนดไว้ในขั้นระบุปัญหาและประเมินผลที่เกิดขึ้นว่า ชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการนั้นสามารถแก้ปัญหาได้หรือไม่ หากผลการประเมินพบว่า ชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการไม่สามารถแก้ปัญหา หรือสนองความต้องการได้ควรพิจารณาวจำเป็นต้องแก้ไขในขั้นตอนใด เพื่อนำไปปรับปรุงและทำให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น
➧ การปรับปรุงแก้ไข
เป็นการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากขั้นทดสอบว่าควรปรับปรุงแก้ไขชิ้นงาน หรือแบบจำลองวิธีการในส่วนใด ควรปรับปรุงแก้ไขอย่างไรแล้วจึงดำเนินการปรับปรุงแก้ไขในส่วนนั้น จนกระทั่งชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการนั้นสอดคล้องตามแบบที่ถ่ายทอดความคิดไว้ทำงานหรือใช้งานได้ ในขั้นตอนนี้อาจจำเป็นต้องกลับไปที่ขั้นตอนออกแบบและปฏิบัติการอีกครั้งเพื่อถ่ายทอดความคิดใหม่ หรืออาจกลับไปขั้นตอนรวบรวมข้อมูลและเลือกวิธีการที่เหมาะสมอีกครั้งก็ได้ เพื่อให้ได้สิ่งของ เครื่องใช้ หรือวิธีการที่เหมาะสมมากขึ้น
การทดสอบชิ้นงานทำให้ทราบว่าชิ้นงาน
ที่สร้างขึ้นสามารถใช้งานได้จริงหรือไม่
เมื่อทดสอบชิ้นงานแล้ว จะต้องมีการประเมินผลว่าควรมีการปรับปรุงแก้ไข
ชิ้นงานหรือไม่
การแก้ไขชิ้นงานต้องดำเนินการ
จนกระทั่งสามารถแก้ไขปัญหาที่ระบุไว้ได้
6. นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา (Presentation)การนำเสนอผลการแก้ปัญหาไปยังผู้รับฟังเพื่อสื่อสารให้ผู้อื่นเข้าใจ ในขั้นตอนนี้จำเป็นต้องเลือกวิธีการนำเสนอข้อมูลที่เข้าใจง่ายและน่าสนใจ การนำเสนอผลงานสามารถทำได้หลายวิธีการ เช่น การจัดนิทรรศการ การรายงานปากเปล่า การจัดแสดงโดยไม่มีการบรรยาย
เป็นต้น ในการนำเสนอผลงานควรครอบคลุมประเด็นสำคัญ ดังต่อไปนี้
1. ชื่อโครงงาน ชื่อผู้จัดทำโครงงานและอาจารย์ที่ปรึกษา
2. ปัญหาที่เป็นโจทย์ในการจัดทำโครงงาน เหตุจูงใจในการทำโครงงาน และความสำคัญของโครงงาน
3. วิธีการดำเนินการโดยเลือกเฉพาะขั้นตอนที่สำคัญและน่าสนใจ
4. การแสดงชิ้นงานหรือแสดงผลที่ได้จากการทดลอง การสาธิตวิธีการทดลองที่ไม่ซับซ้อน เข้าใจง่าย
5. ข้อสรุปที่ได้จากการทำโครงงาน
ข้อแนะนำในการจัดนิทรรศการโครงงาน มีดังนี้
1. ชิ้นงานที่นำมาแสดงต้องมีความปลอดภัย
2. ขนาดของชิ้นงานเหมาะสมกับพื้นที่จัดแสดง
3. คำอธิบายในพื้นที่เขียนแสดงควรเน้นประเด็นสำคัญและสิ่งที่น่าสนใจ ใช้ข้อความกะทัดรัด
4. รูปแบบการแสดงเป็นที่น่าสนใจดึงดูดผู้เข้าชม มีการเน้นจุดสำคัญเพื่อให้เกิดความน่าสนใจ
5. ใช้ตารางสรุปหรือภาพประกอบโดยการจัดวางที่เหมาะสมมากกว่าการใช้ตัวหนังสือบรรยาย
6. สิ่งที่แสดงในกรณีที่เป็นโปสเตอร์หรือการจัดบอร์ด ต้องตรวจสอบคำสะกดผิดหรือการอธิบายหลักการผิด
7. สิ่งที่นำมาจัดแสดงที่เป็นสิ่งประดิษฐ์ควรอยู่ในสภาพที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์
Design Focus >> ปลอดภัยไว้ก่อน
ในการทำโครงงานหากมีการนำข้อความหรือผลงานต่าง ๆ ของผู้อื่นมาใช้จะต้องมีการอ้างอิงถึงเจ้าของผลงาน เพื่อเป็นการให้เกียรติแก่เจ้าของ
ผลงาน และไม่เป็นการละเมิดลิขสิทธิ์ทรัพย์สินทางปัญญา