ออกแบบเทคโนโลยี ม.2

3. กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม โดยทั่วไปมีอยู่ 2 แบบ คือ

1. การออกแบบเชิงวิศวกรรมโดยใช้วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ในการดำเนินการ

2. การออกแบบเชิงวิศวกรรมโดยใช้ประสบการณ์ เพื่อให้ได้ผลงานโดยไม่ได้ใช้หลักวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ในการดำเนินการ

ความแตกต่างของการดำเนินการทั้ง 2 แบบ คือ ความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และการ

ทำซ้ำ ซึ่งการออกแบบเชิงวิศวกรรมโดยใช้วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ในการดำเนินการ 

ยังสามารถนำเทคโนโลยีมาสร้างเป็นนวัตกรรมได้ ยกตัวอย่างการเรียนรู้ในรูปแบบ STEAM ที่จะฝึกให้เราได้ใช้ทักษะอย่างครบถ้วน

สะเต็ม (STEAM) คือ แนวคิดที่นำความรู้วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรม (Engineering) ศิลปะ (Arts) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) มาร่วมกันเพื่อแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ โดยเน้นการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่างวิชาต่าง ๆ เพื่อให้เกิดการเรียนรู้ที่มีความหลากหลายและเชื่อมโยงกับชีวิตประจำวัน โดยมีปัจจัยสำคัญในการเรียนรู้แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ดังนี้

       การนำเสนอสถานการณ์ (Presentation Situation) เป็นการนำเสนอบริบทที่เชื่อมโยงกับชีวิตหรือสถานการณ์ที่เป็นปัญหาในปัจจุบัน เพื่อให้เกิดความเข้าใจในปัญหา และให้มีข้อมูลพื้นฐานสำหรับการคิดในขั้นต่อไป

       การออกแบบอย่างสร้างสรรค์ (Creative Design) เป็นการกระตุ้นให้ผู้เรียนได้สร้างสรรค์ผลงานได้อย่างอิสระ โดยเน้นพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ และการสื่อสารผ่านกิจกรรม โดยก่อนที่ผู้เรียนจะออกแบบได้นั้น ต้องทำความเข้าใจและเห็นคุณค่าในสถานการณ์ดังกล่าว และค้นหาการแก้ไขปัญหาด้วยตนเอง

       การสร้างความจับใจ (Emotional Touch) เป็นการขยายขอบเขตของสิ่งที่ค้นพบและเน้นกระตุ้นให้ผู้เรียนมีความกระตือรือร้นในการแก้ไขปัญหา สร้างแรงจูงใจเมื่อแก้ไขปัญหาได้สำเร็จ นอกจากนี้ ยังช่วยให้ผู้เรียนมีเจตคติที่ดีในการเรียนรู้ต่อไป

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (Engineering Design Process) เป็นกระบวนการทำงานอย่างเป็นระบบ ถูกนำมาใช้ในการแก้ปัญหาเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ สร้างสรรค์ผลงานที่ไม่เคยมีมาก่อน หรือนำเทคโนโลยีมาพัฒนาต่อยอดให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ซึ่งแบ่งออกเป็น 6 ขั้นตอนหลัก ดังนี้

1. ระบุปัญหา เป็นการทำความเข้าใจปัญหาหรือความต้องการ วิเคราะห์เงื่อนไขหรือข้อจำกัดของสถานการณ์ปัญหา เพื่อกำหนดขอบเขตของปัญหาซึ่งจะนำไปสู่การแก้ปัญหา หรือการสร้างชิ้นงาน

2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา เป็นการรวบรวมข้อมูลและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหา และประเมินความเป็นไปได้ ข้อดีและข้อจำกัด

3. ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา เป็นการเรียบเรียงวิธีที่ข้อสรุปและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ เพื่อให้สามารถนำมาใช้คำนึงถึงทรัพยากร ข้อจำกัด และเงื่อนไขตามสถานการณ์ที่กำหนด

4. วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา เป็นการกำหนดลำดับขั้นตอนของการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการ แล้วลงมือสร้างชิ้นงานหรือพัฒนาวิธีการเพื่อใช้ในการแก้ปัญหา

5. ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหา หรือชิ้นงาน เป็นการทดสอบและประเมินการใช้งานของชิ้นงานหรือวิธีการ โดยผลที่ได้อาจนำมาใช้ในการปรับปรุงและพัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาได้อย่างเหมาะสมที่สุด

6. นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา หรือชิ้นงาน เป็นการนำเสนอแนวคิดและขั้นตอนการแก้ปัญหาในการสร้างชิ้นงานหรือการพัฒนาวิธีการให้ผู้อื่นเข้าใจ และเพื่อให้ได้ข้อเสนอแนะมาพัฒนาต่อไป