คำอธิบายรายวิชา (แบบบูรณาการ 6 ปี) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รายวิชา วิทยาการคำนวณและการออกแบบเทคโนโลยี (Computing Science and Design Technology) ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 - 6

ส่วนที่ 1: บทนำและภาพรวมรายวิชา

ศึกษาและทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของวิทยาการคำนวณและการออกแบบเทคโนโลยี โดยบูรณาการความรู้ด้านแนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) การคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอนและเป็นระบบ ควบคู่ไปกับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (Engineering Design Process) ศึกษาโครงสร้างของระบบเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี ตลอดจนวัสดุ อุปกรณ์ กลไก ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น ไปจนถึงเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) วิทยาการข้อมูล (Data Science) และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT)

ฝึกทักษะการปฏิบัติการผ่านการเขียนโปรแกรม (Coding) ตั้งแต่ระดับบล็อกคำสั่งไปจนถึงภาษาคอมพิวเตอร์ระดับสูง การรวบรวม จัดการ ประมวลผล และนำเสนอข้อมูลเพื่อสร้างทางเลือกในการตัดสินใจ ฝึกทักษะการคิดเชิงนวัตกรรมเพื่อออกแบบและสร้างสรรค์ชิ้นงานหรือวิธีการแก้ปัญหาที่ตอบสนองความต้องการของมนุษย์ สังคม และสิ่งแวดล้อม โดยประยุกต์ใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และศาสตร์อื่นๆ แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education)

เพื่อให้ผู้เรียนมีทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการแก้ปัญหาในชีวิตจริงและการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปลอดภัย รู้เท่าทันสื่อ เป็นพลเมืองดิจิทัลที่มีความรับผิดชอบ ตระหนักถึงผลกระทบของเทคโนโลยีต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม เคารพสิทธิและทรัพย์สินทางปัญญา และมีจริยธรรมในการใช้ข้อมูล

ส่วนที่ 2: โครงสร้างเนื้อหาและการพัฒนาขีดความสามารถ (Scope & Sequence)

เพื่อให้เห็นพัฒนาการของผู้เรียนในระยะเวลา 6 ปี การจัดการเรียนรู้จะถูกแบ่งออกเป็น 2 ช่วงชั้นหลัก ดังนี้:

- ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น (ม.1 - ม.3): วางรากฐานและแก้ปัญหาในบริบทใกล้ตัว มุ่งเน้นให้ผู้เรียนเข้าใจกลไกการทำงานของเทคโนโลยีรอบตัว และสามารถใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันและชุมชน

• วิทยาการคำนวณ:

  • การออกแบบอัลกอริทึมและการเขียนโปรแกรมเบื้องต้น (เช่น Scratch, Python ขั้นต้น) เพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์

  • การรวบรวมข้อมูลปฐมภูมิ ประมวลผล และสร้างทางเลือกในการตัดสินใจ

  • การประเมินความน่าเชื่อถือของข้อมูล การรู้เท่าทันสื่อ และการใช้เทคโนโลยีอย่างปลอดภัย

• การออกแบบและเทคโนโลยี:

  • ความเข้าใจระบบเทคโนโลยีและการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมต่างๆ

  • การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (ระบุปัญหา รวบรวมข้อมูล ออกแบบ วางแผน ลงมือทำ ทดสอบ ประเมินผล และนำเสนอ) เพื่อสร้างโครงงานระดับโครงสร้างพื้นฐาน

  • การเลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ กลไก ไฟฟ้า และเซนเซอร์เบื้องต้นอย่างถูกต้องและปลอดภัย

- ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (ม.4 - ม.6): ต่อยอดนวัตกรรมและเทคโนโลยีขั้นสูง

มุ่งเน้นการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนในระดับประเทศหรือโลก การจัดการข้อมูลขนาดใหญ่ และการสร้างสรรค์นวัตกรรมที่มีมูลค่าเพิ่ม

• วิทยาการคำนวณ:

  • การเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนขึ้น การพัฒนาแอปพลิเคชันหรือโครงงานซอฟต์แวร์ประยุกต์

  • วิทยาการข้อมูล (Data Science) การทำเหมืองข้อมูลเบื้องต้น และการทำข้อมูลให้เป็นภาพ (Data Visualization)

  • ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการทำงานของ Machine Learning

  • กฎหมายเทคโนโลยีสารสนเทศ จริยธรรม ข้อมูลส่วนบุคคล และทรัพย์สินทางปัญญา

• การออกแบบและเทคโนโลยี:

  • การวิเคราะห์ปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งส่งผลกระทบต่อสังคม สิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจ

  • การบูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมขั้นสูงร่วมกับแนวคิดเชิงเศรษฐศาสตร์และธุรกิจ (การสร้างนวัตกรรม/Start-up เบื้องต้น)

  • การเลือกใช้วัสดุศาสตร์ขั้นสูง เทคโนโลยีการผลิต และการประยุกต์ใช้ IoT ในการสร้างระบบอัตโนมัติ

ส่วนที่ 3: สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน (Core Competencies)

1. ความสามารถในการสื่อสาร: การนำเสนอแนวคิด โครงงาน และการสื่อสารข้อมูลดิจิทัลอย่างมีประสิทธิภาพ

2. ความสามารถในการคิด: แนวคิดเชิงคำนวณ การคิดเชิงวิพากษ์ การคิดเชิงระบบ และการคิดสร้างสรรค์นวัตกรรม

3. ความสามารถในการแก้ปัญหา: การประยุกต์ใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการแก้ปัญหาด้วยอัลกอริทึม

4. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต: การทำงานเป็นทีม การวางแผน การบริหารจัดการโครงงาน และความรับผิดชอบต่อสังคม

5. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี: การเลือกใช้ ซอฟต์แวร์ ฮาร์ดแวร์ และเครื่องมือช่างได้อย่างเหมาะสม ปลอดภัย และมีจริยธรรม