(สัปดาห์ที่ 1-4 วันที่ 5,12,19,26 พ.ย. 2564)
จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายประโยชน์ของการคิดเชิงออกแบบ
2. วิเคราะห์สถานการณ์หรือความต้องการที่คำนึงถึงผู้ใช้ด้วยการคิดเชิงออกแบบและความรู้จากศาสตร์ต่าง ๆ
ความรู้และการคิดเชิงออกแบบเพื่อการแก้ปัญหา (4 ชั่วโมง)
“เทคโนโลยีในชีวิตประจำาวัน ถูกคิดค้นขึ้นจากสาเหตุใดบ้าง”?
1. ความต้องการของมนุษย์ในการใช้ชีวิต
ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสารและคมนาคม เช่น โทรศัพท์มือถือ ดาวเทียมอินเทอร์เน็ต รถยนต์ รถไฟ รถไฟฟ้าใต้ดิน เครื่องบิน
ต้องการความสะดวกสบายในการใช้ชีวิตส่วนตัว เช่น โทรทัศน์ ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เตาอบไมโครเวฟ เครื่องซักผ้า เครื่องล้างจาน เครื่องดูดฝุ่น หม้อหุงข้าวไฟฟ้า ตู้ATMตู้บริการเครื่องดื่มอัตโนมัติ เครี่องจำหน่ายตั๋วภาพยนตร์
ต้องการสิ่งอำนวยความสะดวกในการเรียนหรือการทำงาน เช่น คอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ เครื่องสแกนบัตรนักเรียน ระบบยืม-คืนหนังสือห้องสมุดอิเล็กทรอนิกส์
ต้องการเพิ่มความปลอดภัยในการใช้ชีวิต เช่น กล้องวงจรปิด ระบบตัดไฟฟ้าอัตโนมัติ อุปกรณ์ตรวจจับควันไฟในอาคาร สัญญาณกันขโมย
2. ข้อจำกัดทางกายภาพหรือสภาพแวดล้อม
ความจำเป็นในการใช้พื้นที่ที่มีอยู่อย่างจำกัด เช่น เฟอร์นิเจอร์อเนกประสงค์ การจัดการพื้นที่จอดรถใต้ดินหรือพื้นที่จอดรถหลายชั้น
ความจำเป็นในการอนุรักษ์สภาพแวดล้อม เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar cell) กังหันลมผลิตไฟฟ้า ระบบบำบัดน้ำเสีย กังหันน้ำชัยพัฒนา ยานยนต์อนุรักษ์พลังงาน
"ในการสร้างเทคโนโลยีที่ตอบสนองได้ตรงความต้องการของผู้ใช้ ผู้สร้างเทคโนโลยีจะทราบความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างไร?"
1) การสัมภาษณ์ (interview) ซึ่งอาจเป็นการสัมภาษณ์โดยตรงหรือผ่านช่องทางการสื่อสารอื่น เช่น สื่อสังคมออนไลน์ โดยคำถามที่ใช้ต้องชัดเจน ตรงประเด็น และมีลักษณะเป็นคำถามปลายเปิด สามารถรวบรวมข้อมูลที่ไม่จำกัดคำตอบและได้ผลการสัมภาษณ์ทันที การสัมภาษณ์มักนิยมใช้ในการวบรวมข้อมูลเชิงคุณภาพเกี่ยวกับความคิดเห็นหรือความรู้สึก
2) การสำรวจ (survey) ทำโดยสร้างแบบสำรวจที่กำาหนดคำถามเพื่อค้นหาข้อมูลหรือความเห็นที่ต้องการ เช่น การสำรวจความพึงพอใจของผู้ใช้งานเทคโนโลยีที่มีอยู่เดิม
3. การสังเกต (observe) เป็นวิธีที่ใช้สำหรับรวบรวมข้อมูลจากเหตุการณ์ สถานการณ์ หรือพฤติกรรมที่มีการเปลี่ยนแปลงไป เช่น การสังเกตพฤติกรรมการทิ้งขยะของนักเรียน ความต้องการของผู้ใช้งานก่อนที่ผู้สร้างจะดำเนินการสร้างเทคโนโลยีหรือนวัตกรรม
“นักเรียนคิดว่าเทคโนโลยีส่งผลทาง ด้านบวก และ ด้านลบ ต่อการใช้ชีวิตประจำาวันของนักเรียน ครอบครัว หรือชุมชนที่นักเรียนอาศัยอยู่อย่างไร”
"นักเรียนลองสืบค้นและศึกษาตัวอย่างนวัตกรรม จากเว็บไซต์ http://ipst.me/9182 แล้วคัดเลือกนวัตกรรมที่นักเรียนสนใจ"
“นักเรียนคิดว่า ผู้สร้างนวัตกรรมที่นักเรียนสนใจ จำเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจเรื่องใดบ้าง”
1.1 ความรู้กับการแก้ปัญหา
1.1.1 ความรู้พื้นฐาน
ได้แก่ตวามรู้ด้านคณิตศาตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี มนุษยศาสตร์ และสังคมศาสตร์
“นอกจากความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับนวัตกรรมนักเรียนคิดว่ามีสิ่งใดที่ผู้สร้างควรรู้และให้ความสำคัญเพื่อให้เกิดทักษะที่ดีในการสร้างนวัตกรรม”
1.1.2 ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงาน
ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงาน เช่น ความรู้เกี่ยวกับข้อบังคับต่างๆ ทางกฎหมาย รวมถึงแนวปฏิบัติ คุณธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณในการปฏิบัติงาน และทักษะที่จำเป็น เช่น การสื่อสาร การคิดเชิงระบบ ความคิดสร้างสรรค์ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ การทำงานร่วมกับผู้อื่น
1.2 การคิดเชิงออกแบบกับการแก้ปัญหา
การคิดเชิงออกแบบเริ่มตั้งแต่เข้าใจปัญหาอย่างลึกซึ้ง การรวบรวมข้อมูลที่รอบด้าน การพิจารณาผู้ใช้เป็นสำคัญ เพื่อเป็นแนวทางในการแก้ปัญหา การทดสอบ การปรับปรุง และการนำเสนอผลลัพธ์ การคิดเชิงออกแบบ อาจแบ่งเป็น 3 กระบวนการย่อย ได้แก่ การระบุและตีความปัญหา การพัฒนาแนวคิด และการสร้างแนวทางแก้ปัญหา
1.2.1 การระบุและตีความปัญหา
ผู้แก้ปัญหาต้องมีการระบุปัญหาและตีความปัญหาเพื่อความเข้าใจปัญหาอย่างลึกซึ้ง เพื่อนำไปสู่การสร้างหรือประดิษฐ์สิ่งที่เปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขปัญหานั้น คำถามที่ผู้แก้ปัญหาต้องตอบคือ 5W1H
Who = ใคร
What = อะไร
Where = ที่ไหน
When = เมื่อไหร่
Why = ทำไม
How = อย่างไร
1.2.2 การพัฒนาแนวคิด
เมื่อผู้แก้ปัญหาระบุและตีความปัญหาแล้ว คำถามต่อมาคือ จะแก้ปัญหาอย่างไร โดยอาจจะพิจารณาถึงหน้าที่ องค์ประกอบ หรือสภาวะแวดล้อมของวิธีการหรือสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างเพื่อแก้ปัญหา แล้วจึงนำข้อมูลและความรู้ที่รวบรวม มากำหนดแนวคิดในการแก้ปัญหา ในกระนวนการนี้ผู้แก้ปัญหาต้องประเมิน และตัดสินใจเลือกข้อมูลและความรู้เพื่อพัฒนาแนวคิดในการแก้ปัญหา และอาจต้องค้นหาและรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติม
1.2.3 การสร้างแนวทางการแก้ปัญหา
หลังจากได้แนวคิดในการแก้ปัญหา กระบวนการถัดไปคือการนำแนวคิดนั้นมาสร้างให้เป็นจริง โดยอาจสร้างเป็นต้นแบบ และนำไปทดสอบกับผู้ใช้เพื่อรับข้อมูลย้อนกลับ หรือนำไปทดสอบกับสถานการณ์จริงและเก็บข้อมูลผลการทดสอบ
ในระหว่างการทดสอบการทำงานของต้นแบบเพื่อเก็บข้อมูล ทักษะที่จำเป็นคือการสังเกต การสืบค้น และการวิเคราะห์ข้อมูลจากหลายๆ แหล่ง เพื่อนำข้อมูลนั้นมาพิจารณาปรับปรุงต้นแบบให้สามารถแก้ปัญหา หรือนำไปใช้งานได้ตามต้องการมากที่สุด
“นักเรียนคิดว่าการคิดเชิงออกแบบ และ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีความสัมพันธ์กันอย่างไร และผู้พัฒนาเทคโนโลยีใช้ทั้ง 2 กระบวนการนี้ในการทำางานต่างกันอย่างไร”
ทบทวนความรู้
การออกแบบเชิงวิศวกรรม (engineering design process) มีกระบวนการดังนี้ การวิเคราะห์ปัญหา กำหนดประเด็นและรวบรวมข้อมูล ออกแบบ วางแผนและสร้างชิ้นงาน ทดสอบ ประเมินผล ปรับปรุงแก้ไขชิ้นงาน และนำเสนอผลการแก้ปัญหา
ทั้งสองกระบวนการเป็นกรอบการดำเนินงาน หรือแนวทางการดำเนินงานเพื่อแก้ปัญหา หรือพัฒนางานอย่างเป็นขั้นตอนเหมือนกัน โดยเริ่มต้นจากการระบุปัญหา กล่าวคือ ต้องทราบสาเหตุของปัญหา ศึกษาความต้องการของผู้ใช้ และเงื่อนไขรวมถึงผลกระทบในหลายแง่มุม ต้องมีการรวบรวมข้อมูลและความรู้ทุกขั้นตอนการดำเนินงาน แล้วจึงเลือกข้อมูลหรือองค์ความรู้ที่ต้องใช้เพื่อออกแบบวิธีการแก้ปัญหา และกำหนดขั้นตอนการทำางาน ลงมือดำเนินการเพื่อสร้างต้นแบบทดสอบโดยอาจให้ผู้ใช้หรือกลุ่มเป้าหมายได้มีส่วนร่วมในการทดสอบและประเมินประสิทธิภาพของชิ้นงานหรือวิธีการ เก็บข้อมูลย้อนกลับจากกลุ่มผู้ใช้แล้วนำมาปรับปรุงผลงาน ในการปรับปรุง ผู้พัฒนาอาจหาข้อมูลหรือความรู้เพิ่มเติม
ผู้เรียนเปรียบเทียบ การคิดเชิงออกแบบ และ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในประเด็นต่อไปนี้
เป้าหมายและองค์ประกอบที่จำเป็นของการคิดเชิงออกแบบ
เป้าหมายและองค์ประกอบที่จำเป็นของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
ความสัมพันธ์ระหว่างการคิดเชิงออกแบบและกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
เขียนผลการวิเคราะห์ที่ได้ในแบบฟอร์ม/แบบฟอร์มออนไลน์ ที่ครูเตรียมไว้ให้
