1. กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ อยู่กี่ขั้นตอน อะไรบ้าง
2. การทำโครงงานช่วยให้นักเรียนได้พัฒนาการคิดอะไรบ้าง
3. โครงงานแบ่งตามลักษณะการเรียนรู้ของหลักสูตรการศึกษาสามารถแบ่งเป็นกี่ประเภท อะไรบ้าง
4. โครงงานตามความสนใจหรือโครงงานอิสระ สามารถแบ่งตามลักษณะของกิจกรรมที่ทำได้กี่ประเภท อะไรบ้าง
5. ข้อดีของการเรียนรู้แบบโครงงานมีอะไรบ้าง
การทำโครงงาน เปิดโอกาสให้นักเรียนได้ประยุกต์ใช้ ความรู้ และทักษะจากศาสตร์ต่าง ๆ รวมทั้ง ทรัพยากร เพื่อแก้ปัญหา หรือตอบสนองความต้องการของผู้ที่เกี่ยวข้องในสถานการณ์ที่นักเรียนสนใจ การพัฒนาโครงงานโดยผ่านกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ 6 ขั้นตอน ดังนี้
1. การสำรวจสถานการณ์ที่สนใจ หรือเรียกว่า "การระบุปัญหา"
2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา
3. ออกแบบแนวทางการแก้ปัญหา
4. วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา
5. ทดสอบ ประเมินผล ปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน
6. นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา หรือชิ้นงาน
ในแต่ละขั้นตอนนั้น อาจใช้เทคนิคต่าง ๆ เพื่อช่วยให้การดำเนินงานในแต่ละขั้นเป็นไปได้อย่างเหมาะสมและบรรลุเป้าหมายตามที่ต้องการ ผลที่ได้จากการทำโครงงานอาจเป็นการสร้างสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ หรือการคิดหาวิธีการเพื่อแก้ปัญหาที่ตนเองสนใจ
ในการทำโครงงานควรมีการเขียนเค้าโครงโครงงาน ซึ่งช่วยให้นักเรียนสามารถวางแผนการทำงานล่วงหน้า สามารถลงมือปฏิบัติงานได้ด้วยความมั่นใจ และเมื่อดำเนินการเสร็จสิ้นแล้ว การเขียนรายงาน และการนำเสนอโครงงานด้วยรูปแบบที่เหมาะสมก็เป็นสิ่งจำเป็น เพื่อให้นักเรียนมีโอกาสได้แลกเปลี่ยนเรียนรู้ ได้รับการวิพากษ์เชิงสร้างสรรค์จากเพื่อนและผู้เชี่ยวชาญ นำสู่การใช้ประโยชน์ การพัฒนา และปรับปรุงโครงงานให้ดีขึ้น
การแก้ปัญหาต่าง ๆ จำเป็นต้องมี การวางแผนการทำงานอย่างเป็นระบบ เพื่อให้การทำงานนั้นบรรลุวัตถุประสงค์หรือเป้าหมาย การทำโครงงานเป็นกระบวนการเรียนรู้ที่สามารถนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาหรือพัฒนางานอย่างเป็นระบบ เปิดโอกาสให้นักเรียนได้ศึกษาค้นคว้าและสร้างองค์ความรู้ มีการตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลที่หลากหลายและประจักษ์พยานที่ตรวจสอบได้ เพื่อวางแผนและการดำเนินการแก้ปัญหา จะได้ผลลัพธ์ที่สามารถแก้ปัญหาอย่างมีคุณภาพและนำไปใช้ได้จริง การทำโครงงานช่วยให้นักเรียน ได้ พัฒนาการคิด ทั้ง การคิดอย่างมีวิจารณญาณ ความคิดสร้างสรรค์ การคิดวิเคราะห์ และ เรียนรู้ในการทำงานร่วมกับผู้อื่น
บางครั้งนักเรียนเกิดปัญหา หรือเกิดความสงสัยจากสถานการณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น
คุณภาพของแหล่งน้ำต่าง ๆ ในชุมชนเป็นอย่างไร
นักเรียนในโรงเรียนมีการบริโภคอาหารสำเร็จรูปชนิดใดบ้าง และจำนวนมากน้อยเท่าไร
กระดาษรีไซเคิลที่นักเรียนทำขึ้นจากเยื่อกระดาษจะเหนียวขึ้นหรือไม่ ถ้าเพิ่มกาวที่ทำจากเม็ดมะขามลงไปในเยื่อกระดาษ
ไม่มีคนงานให้อาหารปลาในบ่อในช่วงวันหยุดยาว
ต้องการคัดแยกและนับจำนวนเหรียญหลายชนิดราคาที่ปะปนกันจำนวนมาก
การทิ้งขยะของนักเรียนเป็นอย่างไร
นักเรียนคิดว่าจะแก้ปัญหาเหล่านี้ได้อย่างไร นักเรียนจะทราบได้อย่างไรว่าวิธีการที่เลือกสามารถแก้ปัญหาได้จริง ข้อมูลที่นักเรียนหาได้น่าเชื่อถือหรือไม่ ดังนั้นการแก้ปัญหา ต้องมีการวางแผน ออกแบบการทำงานอย่างเป็นระบบ การทำโครงงานเป็นกระบวนการหนึ่งที่นักเรียนสามารถนำมาใช้แก้ปัญหาได้ ศึกษาค้นคว้าในเรื่องที่ต้องการรู้อย่างลึกซึ้ง และลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง โดยสามารถขอคำปรึกษาจากครู หรือผู้เชี่ยวชาญ
ถ้านักเรียนสนใจเรื่องปริมาณหรือชนิดของอาหารสำเร็จรูปที่นิยมรับประทานในโรงเรียนหรือสนใจคุณภาพของแหล่งน้ำต่าง ๆ ในชุมชน นักเรียนสามารถกำหนดขอบเขตของการศึกษา ออกแบบวิธีการศึกษาในรูปแบบการสำรวจและการทดลอง จากนั้นจึงลงมือสำรวจเก็บข้อมูล โดยการออกภาคสนามเพื่อเก็บตัวอย่างมาวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ประมวลผลข้อมูล และสรุปผลตามจุดประสงค์ในการสำรวจ
จากความสังสัยที่ว่า กาวจากเม็ดมะขาม สามารถเพิ่มความเหนียวของกระดาษรีไซเคิลได้หรือไม่ นักเรียนจึงทำการศึกษาเพื่อหาปริมาณกาวที่ทำให้กระดาษเหนียวที่สุด โดยทำโครงงานในลักษณะ การทดลอง เริ่มจาก การกำหนดปัญหาของโครงงาน กำหนดตัวแปรต้น ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม และออกแบบวิธีการทดลอง ในที่นี้ ตัวแปรต้นคือปริมาณกาวที่แตกต่างกันในแต่ละชุดการทดลอง ตัวแปรตามคือความเหนียวของกระดาษที่ได้ ตัวแปรควบคุมคือ ชนิด ปริมาณของเยื่อกระดาษ และขนาดของกระดาษที่ทำขึ้น จากนั้นบันทึกผลที่ได้จากการทดลองเป็นความเหนียวของกระดาษที่ได้
จาก ปัญหา ที่ ไม่มีคนงานให้อาหารปลาในช่วงวันหยุดยาว หรือ ต้องการคัดแยกและนับจำนวนเหรียญหลายชนิดราคาที่ปะปนจำนวนมาก นักเรียนอาจแก้ปัญหาหรือความต้องการด้วยการประดิษฐ์อุปกรณ์เพื่อแก้ปัญหา โดยอุปกรณ์ที่ประดิษฐ์ขึ้นอาจเป็นสิ่งของใหม่ หรือปรับปรุงสิ่งของที่มีอยู่เดิมให้ดีขึ้น เช่น เครื่องให้อาหารปลาอัตโนมัติ เครื่องคัดแยกเหรียญ ในการประดิษฐ์อุปกรณ์ควรมีการออกแบบ ร่างภาพ เขียนรายละเอียดการสร้างอุปกรณ์ แล้วลงมือสร้างอุปกรณ์จนเสร็จ จากนั้นควรมีการทดสอบการทำงานของอุปกรณ์ว่าใช้ได้จริงตามต้องการหรือไม่ เช่น นำเหรียญหลายชนิดราคามาทดสอบโดยอุปกรณ์ช่วยคัดแยกและนับเหรียญได้หรือไม่ หรือตรวจสอบว่าเครื่องให้อาหารปลาสามารถให้อาหารตามปริมาณที่ต้องการและตามเวลาที่ตั้งไว้ได้หรือไม่ รวมทั้งการสำรวจความพึงพอใจและความคิดเห็นในด้านต่าง ๆ ที่มีต่ออุปกรณ์ เช่น ความเหมาะสมของราคา ความสะดวกในการใช้งาน ความเหมาะสมของวัสดุที่ใช้ โดยให้กลุ่มตัวอย่างช่วยแสดงความคิดเห็น แล้วจึงสรุปข้อมูลทุกอย่าง ทั้งการออกแบบอุปกรณ์ ข้อผิดพลาด การทดสอบการทำงานและความพึงพอใจเป็นการศึกษา
อุปกรณ์แยกเหรียญ จากนักเรียน ป.3
เครื่องให้อาหารปลาอัตโนมัติ
เป็นการใช้บูรณาการความรู้ ทักษะ คุณธรรม จริยธรรม และค่านิยมในกลุ่มสาระการเรียนรู้เป็นพื้นฐานในการกำหนดโครงงานและปฏิบัติ
เป็นโครงงานที่ผู้เรียนได้กำหนดขั้นตอน ตามความถนัด ความสนใจ ความต้องการ โดยนำทักษะ คุณธรรม จริยธรรม และค่านิยมในกลุ่มสาระต่าง ๆ หลากหลายรายวิชามาบูรณาการกำหนดเป็นโครงงานและการปฏิบัติ มีข้อดีอย่างมากคือไม่ปิดกั้นความอยากรู้อยากเห็นของนักเรียน ทำให้ได้คิดกว้าง คิดไกล ได้ศึกษาค้นคว้าตามศักยภาพของตนเอง (สสวท.2529 : 7) ได้แบ่งโครงงานออกเป็น 4 ประเภท ตามลักษณะของกิจกรรมที่ทำ
เป็นโครงงานการศึกษาที่เกิดจากปัญหาความไม่รู้ ต้องการที่จะรู้สิ่งใดสิ่งหนึ่ง จึงดำเนินการสำรวจ หรือเก็บรวบรวมข้อมูลเรื่องใดเรื่องหนึ่งที่มีอยู่ตามธรรมชาติ สิ่งแวดล้อม แล้วนำเอาข้อมูลนั้นมาจำแนกเป็นหมวดหมู่ ในรูปแบบที่เหมาะสม เช่น แบบสอบถาม แบบสัมภาษณ์ แบบบันทึก เป็นต้น เพื่อนำไปใช้ในการวางแผนหรือพัฒนางาน หรือดำเนินการพัฒนาปรับปรุงเพิ่มเติมผลงานและส่งเสริมผลผลิตให้มีคุณภาพดียิ่งขึ้น แล้วนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ เช่น ตาราง กราฟ แผนภูมิ และคำอธิบายประกอบ เพื่อให้เห็นลักษณะหรือความสัมพันธ์ในเรื่องที่ศึกษาชัดเจนยิ่งขึ้น โดยข้อมูลนั้น อาจมีผู้จัดทำ แต่มีการแปรเปลี่ยนไปแล้ว ต้องสำรวจจัดทำขึ้นมาใหม่ ให้ทันสมัยอยู่เสมอ
ตัวอย่าง หัวข้อเรื่อง/ชื่อโครงงาน ประเภทข้อมูลสำรวจ
1. พันธุ์ผีเสื้อในตำบล
2. สมุนไพรในหมู่บ้าน
3. การใช้ยานพาหนะในอำเภอ
4. อาชีพของประชาชนในตำบล
5. โครงงานสำรวจวัสดุอุปกรณ์ในชุมชน
6. การสำรวจราคาผลผลิตเกษตรในท้องถิ่น
7. การสำรวจราคาสินค้าอุปโภคบริโภคในท้องถิ่น
8. โครงงานสำรวจสถานประกอบการช่างในชุมชน
ขั้นตอนการดำเนินการ ดังนี้ 1. กำหนดปัญหาหรือความอยากรู้ 2. ตั้งสมมุติฐาน 3. รวบรวมข้อมูล 4. วิเคราะห์ 5. สรุปอภิปรายผล
เป็นการศึกษาเปรียบเทียบของสิ่งของ 2 สิ่ง (หรือมากกว่า) หรือ วิธีการทำงาน 2 วิธี (หรือมากกว่า) ดำเนินการทดลองหรือพิสูจน์ความจริงตามหลักวิชาการอย่างเป็นเหตุเป็นผล หรือค้นหาข้อเท็จจริงในสิ่งที่ต้องการรู้ หรือหาคำตอบของปัญหา เป็นการศึกษาที่เกิดจากปัญหา ต้องการรู้ถึงผลของการเปรียบเทียบ หาความสัมพันธ์ ระหว่างเหตุและผล แล้วนำผลที่ได้แต่ละอย่างมาเปรียบเทียบกัน การทำโครงงานประเภทนี้ ผู้เรียนต้องมีการกำหนดรูปแบบในการทดลอง โดยออกแบบในรูปผลการทดลอง เพื่อศึกษาตัวแปรหนึ่งจะมีผลต่อตัวแปรที่ต้องการศึกษาอย่างไร ด้วยการควบคุมตัวแปร โดยกำหนดตัวแปรต่าง ๆ ไว้ให้ชัดเจน เพื่อจะปฏิบัติการได้ถูกต้อง ศึกษา ค้นคว้าและทดลอง เพื่อนำผลที่ได้มายืนยันหลักการหรือทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง มีวัตถุประสงค์ เพื่อการศึกษาเรื่องใดเรื่องหนึ่งโดยเฉพาะ เป็นโครงงานที่เกิดขึ้นเพื่อยืนยันทฤษฎีหรือหลักการ เช่น
1. โครงงานปลูกผักลอยฟ้าไร้สารพิษ
2. โครงงานศึกษาสูตรอาหารไก่ตอน
3. โครงงานการศึกษาขนมอบชนิดต่าง ๆ
4. โครงงานทดลองปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน
5. โครงงานการใช้ฮอร์โมนกับกิ่งกุหลาบ
6. โครงงานศึกษาวัสดุก่อสร้างประเภทไม้
7. โครงงานการยืดอายุของกุหลาบตัดดอก
8. โครงงานสารในพืชชนิดใดใช้ฆ่าแมลงสาบ
9. โครงงานศึกษาสูตรน้ำยากัดกระจกจากผลไม้
10. โครงงานการศึกษาเครื่องดื่มที่ผลิตจากผลไม้
11. โครงงานการปลูกพืชด้วยสารละลายจากมูลสัตว์
12. โครงงานการควบคุมกล้วยให้สุกอย่างมีคุณภาพ
13. โครงงานแสงมีผลต่อการเจริญเติบโตของผักคะน้า
14. โครงงานควบคุมการเจริญเติบโตของไม้ประดับประเภทเถา
ขั้นตอนดำเนินการมี ดังนี้ 1. กำหนดปัญหา 2. ตั้งจุดประสงค์ 3. ตั้งสมมุติฐาน 4. การออกแบบทดลอง 5. รวบรวมข้อมูลที่ได้จากการทดลอง 6. วิเคราะห์หรือแปลผล 7. สรุปผลการทดลอง
เป็นโครงงานเกิดจากความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ขึ้นใหม่ หรือหลังจากที่ได้ศึกษาทฤษฎีหรือพบเห็นผลงานของผู้อื่นแล้ว แต่ต้องการพัฒนา จึงทำการดัดแปลง สร้างแบบจำลองขึ้นเพื่ออธิบายแนวคิดบางอย่าง โดยประดิษฐ์เป็นของเล่น เครื่องมือ เครื่องใช้ หรืออุปกรณ์ใช้สอยต่างๆ แล้วศึกษาคุณภาพ หาประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน เช่น
1. ถังขยะจากยางรถยนต์
2. ผลิตภัณฑ์กระดาษสา
3. แบบจำลองพัดลมไอน้ำ
4. กระดาษจากว่านหางจระเข้
5. โครงงานประดิษฐ์โคมไฟฟ้า
6. กระถางต้นไม้จากกระดาษใช้แล้ว
7. น้ำยาบ้วนปากจากสมุนไพรธรรมชาติ
8. ดอกไม้ประดิษฐ์จากใบไม้ประเภทต่าง ๆ
9. โครงงานการสร้างแบบจำลองบ้านประหยัดไฟ
10. โครงงานประดิษฐ์สิ่งของประดับบ้านด้วยไม้ไผ่
ขั้นตอนการดำเนินการดังนี้
1. กำหนดโครงงาน ประโยชน์ รูปแบบ/แบบ วัสดุอุปกรณ์เครื่องมือ
2. ดำเนินการตามขั้นตอนปฏิบัติ ดำเนินการปฏิบัติ นำเสนอผลงานในรูปผลิตภัณฑ์
เป็นโครงงานที่เกิดจาก ปัญหาความต้องการทฤษฎีใหม่ ๆ หลักการหรือแนวคิดใหม่ ๆ มาใช้ประโยชน์ในโอกาสอื่น ๆ จึงดำเนินการสร้างทฤษฎีใหม่ ๆ ขึ้น มีวัตถุประสงค์เพื่อเสนอความรู้ หรือหลักการใหม่ ๆ เกี่ยวกับเรื่องใดเรื่องหนึ่งที่ยังไม่มีใครเคยคิดหรือขัดแย้ง หรือขยายจากของเดิมที่มีอยู่ ซึ่งต้องผ่านการพิสูจน์อย่างมีหลักการก่อน โดยอาศัยทฤษฎี หลักการ หลักการทางวิทยาศาสตร์ หรือทฤษฎีอื่น ๆ ตลอดจนข้อมูลอื่น ๆ สนับสนุน โครงงานประเภทนี้มักเป็นโครงงานทางคณิตศาสตร์/วิทยาศาสตร์ เช่น
1. การเกษตรทฤษฎีใหม่
2. การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์
3. การผลิตแท่งเชื้อเพลิงเขียว
1. ผู้เรียนได้เลือกประเด็นที่จะศึกษา วิธีการศึกษาและแหล่งความรู้ด้วยตนเอง
2. ผู้เรียนมีความสนใจเพราะเป็นผู้ศึกษาหรือลงมือปฏิบัติจริงด้วยตนเองทุกขั้นตอน
3. การศึกษาได้เชื่อมโยงหรือบูรณาการระหว่างความรู้/ทักษะ/ประสบการณ์เดิมกับสิ่งใหม่
4. ช่วยให้เกิดการเรียนรู้ตามวิธีธรรมชาติและมีประสบการณ์ในการทำงานร่วมกับผู้อื่น
5. ส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ และการทำงานอย่างมีแผนและรู้จักประเมินผลงานของตนเอง
6. ฝึกให้นักเรียนได้รู้จักแก้ปัญหาในการทำงาน และเตรียมพร้อมที่จะเผชิญกับสภาพสังคมจริง
7. เป็นการจัดกิจกรรมที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญได้จริง
8. ใช้ทักษะทางวิทยาศาสตร์ และเหตุผลในการปฏิบัติงานอย่างเป็นระบบ
1. ใช้เวลาในการเรียนรู้มาก เสียค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง
2. ถ้าผู้สอนให้คำปรึกษาและดูแลไม่ทั่วถึง ขาดการเอาใจใส่ ขาดความอดทน วางแผนการทำงานไม่ดี ขาดทักษะ อาจทำให้ไม่ประสบผลสำเร็จ หรือได้รับความรู้ที่ไม่ถูกต้องสมบูรณ์ตามหลักวิชาการ
ให้นักเรียนร่วมกลุ่มๆ ละ 5 คน ช่วยกันระดมความคิดวิเคราะห์ถึงปัญหาที่เกิดขึ้นกับตนเอง ครอบครัว โรงเรียน ชุมชุน เพื่อที่จะได้หัวข้อโครงงาน โดยใช้ 5W1H เป็นตัววิเคราะห์สถานการณ์ดังกล่าว
ปัญหาคืออะไร (What) :
ทำไมจึงเกิดปัญหา (Why) :
ปัญหาเกิดขึ้นที่ไหน (Where) :
ปัญหาเกิดขึ้นตอนไหน/เมื่อไหร่ (When) :
ใครเกี่ยวข้องกับปัญหาบ้าง (Who) :
เราจะแก้ไขปัญหาได้อย่างไร (How) :