บทที่ 7 กระบวนการออกแบบเชิงวิศกรรม

บทเรียนออนไลน์

อัลกอริทึม

อัลกอริทึม (Algorithm)

อัลกอริทึม (Algorithm) คือการแสดงลำดับการแก้ปัญหาที่สามารถอธิบายออกมาเป็น ขั้นตอนหรือคำสั่งการทำงานที่ชัดเจนและละเอียด โดยการแสดงอัลกอริทึมทำได้โดยการเขียน บอกเล่า วาดภาพ หรือใช้สัญลักษณ์ ตัวอย่างเช่น การทำคัพเค้ก หากไม่เตรียมส่วนผสมก่อนทำ จะทำให้ผลลัพธ์การทำคัพเค้กไม่สำเร็จ ซึ่งการเขียนอัลกอริทึมนั้น จำเป็นต้องเขียนให้ ละเอียด ชัดเจน เป็นขั้นตอนเข้าใจง่าย

ตัวอย่างการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm) การทำคัพเค้ก

สะเต็มศึกษาและการออกแบบเชิงวิศวกรรม

สะเต็มศึกษา ( STEM Education) เป็นการจัดการเรียนรู้ที่เน้นให้ผู้เรียนสร้างองค์ความรู้ได้ด้วยตนเอง ซึ่งเป็นการบูรณาการศาสตร์ความรู้ 4 แขนงวิชาได้แก่ วิทยาศาสตร์ (S=Science) เทคโนโลยี (T=Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (E=Engineering) และคณิตศาสตร์ (M=Mathematics) หรือที่เรารู้จักกันดีว่าสะเต็ม (STEM) เพื่อเชื่อมโยงองค์ความรู้นั้นนำไปสู่การประยุกต์สร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ๆ รวมไปถึงกระบวนการแก้ปัญหาในการทำงานและการดำรงชีวิตของผู้เรียน ศาสตร์ความรู้แขนงหนึ่งที่สอดคล้องกับการก่อให้ผู้เรียนเกิดทักษะการแก้ปัญหาและสามารถตัดสินปัญหาที่เกิดเฉพาะหน้า หรือปัญหาที่มีปัจจัยหรือขอบเขตจำกัด สิ่งสำคัญในกระบวนการแก้ปัญหานี้นอกจากศาสตร์ความรู้และทักษะการสืบเสาะทางด้านวิทยาศาสตร์แล้วนั้นเห็นจะมองข้ามกระบวนการทางวิศวกรรมไปมิได้เช่นเดียวกัน

อัลกอริทึม

อัลกอริทึม (Algorithm)

อัลกอริทึม (Algorithm) คือการแสดงลำดับการแก้ปัญหาที่สามารถอธิบายออกมาเป็น ขั้นตอนหรือคำสั่งการทำงานที่ชัดเจนและละเอียด โดยการแสดงอัลกอริทึมทำได้โดยการเขียน บอกเล่า วาดภาพ หรือใช้สัญลักษณ์ ตัวอย่างเช่น การทำคัพเค้ก หากไม่เตรียมส่วนผสมก่อนทำ จะทำให้ผลลัพธ์การทำคัพเค้กไม่สำเร็จ ซึ่งการเขียนอัลกอริทึมนั้น จำเป็นต้องเขียนให้ ละเอียด ชัดเจน เป็นขั้นตอนเข้าใจง่าย

ตัวอย่างการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm) การทำคัพเค้ก

สะเต็มศึกษาและการออกแบบเชิงวิศวกรรม

สะเต็มศึกษา ( STEM Education) เป็นการจัดการเรียนรู้ที่เน้นให้ผู้เรียนสร้างองค์ความรู้ได้ด้วยตนเอง ซึ่งเป็นการบูรณาการศาสตร์ความรู้ 4 แขนงวิชาได้แก่ วิทยาศาสตร์ (S=Science) เทคโนโลยี (T=Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (E=Engineering) และคณิตศาสตร์ (M=Mathematics) หรือที่เรารู้จักกันดีว่าสะเต็ม (STEM) เพื่อเชื่อมโยงองค์ความรู้นั้นนำไปสู่การประยุกต์สร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ๆ รวมไปถึงกระบวนการแก้ปัญหาในการทำงานและการดำรงชีวิตของผู้เรียน ศาสตร์ความรู้แขนงหนึ่งที่สอดคล้องกับการก่อให้ผู้เรียนเกิดทักษะการแก้ปัญหาและสามารถตัดสินปัญหาที่เกิดเฉพาะหน้า หรือปัญหาที่มีปัจจัยหรือขอบเขตจำกัด สิ่งสำคัญในกระบวนการแก้ปัญหานี้นอกจากศาสตร์ความรู้และทักษะการสืบเสาะทางด้านวิทยาศาสตร์แล้วนั้นเห็นจะมองข้ามกระบวนการทางวิศวกรรมไปมิได้เช่นเดียวกัน

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมประกอบด้วยองค์ประกอบ 6 ขั้นตอน ได้แก่

1.ระบุปัญหา (Problem Identification) เป็นการทำความเข้าใจปัญหาหรือความท้าทาย วิเคราะห์เงื่อนไขหรือข้อจำกัดของสถานการณ์ปัญหา เพื่อกำหนดขอบเขตของปัญหา ซึ่งจะนำไปสู่การสร้างชิ้นงานหรือวิธีการในการแก้ปัญหา

2.รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) เป็นการรวบรวมข้อมูลและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับแนวทางการแก้ปัญหาและประเมินความเป็นไปได้ ข้อดีและข้อจำกัด

3.ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) เป็นการประยุกต์ใช้ข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องเพื่อการออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการในการแก้ปัญหา โดยคำนึงถึงทรัพยากร ข้อจำกัดและเงื่อนไขตามสถานการณ์ที่กำหนด

4.วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) เป็นการกำหนดลำดับขั้นตอนของการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการ แล้วลงมือสร้างชิ้นงานหรือพัฒนาวิธีการเพื่อใช้ในการแก้ปัญหา

5.ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) เป็นการทดสอบและประเมินการใช้งานของชิ้นงานหรือวิธีการ โดยผลที่ได้อาจนำมาใช้ในการปรับปรุงและพัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาได้อย่างเหมาะสมที่สุด

6.นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Presentation) เป็นการนำเสนอแนวคิดและขั้นตอนการแก้ปัญหาของการสร้างชิ้นงานหรือการพัฒนาวิธีการ ให้ผู้อื่นเข้าใจและได้ข้อเสนอแนะเพื่อการพัฒนาต่อไป

ใบงาน การออกแบบเชิงวิศวกรรม [file]