การออกแบบและเทคโนโลยี ม.1

95 กิจกรรมที่ เร่ือง เรยี นร้เู ครอ่ื งมอื ชา่ งพนื้ ฐานกับ 4.2 การใชง้ านในชวี ิตประจำ�วนั จากรปู ก�ำ หนด ใชเ้ ครอื่ งมอื ชา่ งใดในการประกอบหรอื โตะ๊ ไมข้ าจักรเย็บผา้ สร้าง เพราะเหตุใดจึงใช้เคร่ืองมือช่างนั้น และมี ลกั ษณะการใชง้ าน และขอ้ ควรระวงั ในการใชอ้ ยา่ งไร เคร่ืองมอื ชา่ งท่ใี ช้ เหตผุ ลทีเ่ ลอื กใช้ ลักษณะการใชง้ าน ขอ้ ควรระวงั ตลบั เมตร ใชง้ านงา่ ย สายวัดมี ใช้วัดขนาดความกว้าง การมว้ นสายเข้าเกบ็ ในตลับ ควร ความยาวมากพอในการ ยาวของโตะ๊ ใชม้ อื จบั ช่วยผอ่ นแรงไมใ่ หส้ าย เลอื่ ยลันดา วดั ความกวา้ ง ยาวของโตะ๊ วดั หมนุ เขา้ ตลบั เรว็ เกนิ ไป เพราะ สวา่ นไฟฟ้า ใช้ตัดไมท้ ว่ั ไปให้มีขนาด อาจทำ�ให้เกิดอนั ตรายต่อผู้ใช้ เป็นเครื่องมือสำ�หรบั ตามตอ้ งการ อนั ตรายจากฟันเลอ่ื ย สกรูและนอต ตัดไม้ได้สะดวก ใชเ้ จาะรูโลหะหรือไมท้ ีม่ ี ใช้งานสะดวก ช่วย ความแข็ง ไมค่ วรใชด้ อกสว่านผิดประเภท ไขควง ผอ่ นแรงในการเจาะรู เชน่ ดอกสวา่ นเจาะคอนกรตี ไม่ ใช้ยดึ ช้ินงานที่เปน็ โลหะ ควรนำ�ไปเจาะเหลก็ เพราะจะ สามารถยดึ วสั ดปุ ระเภท เข้าดว้ ยกนั โดยเจาะรู ทำ�ให้ดอกสว่านชำ�รุด โลหะทมี่ ีความแข็งได้ ชิน้ งานใหม้ ขี นาดพอดีกับ การขนั สกรูเข้ากับนอต ต้องวาง สกรแู ล้วขนั สกรแู ละนอต ตำ�แหน่งใหต้ รงกันก่อนขนั ใช้งานสะดวก ช่วย ใชข้ นั หรือคลายสกรใู นงาน ผอ่ นแรงในการขนั หรอื ประเภทสลักเกลยี วทีย่ ดึ ไม้ เลอื กขนาดและประเภทของ คลายสกรู หรือโลหะ ไขควงให้เหมาะสมกบั หวั สกรู สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

96 กิจกรรมทา้ ทายความคดิ เรอื่ ง ชว่ ยโปลศิ สร้างแปลงผักแนวด่งิ พจิ ารณาแบบรา่ งแปลงผกั ทน่ี กั เรยี นออกแบบในบทท่ี 2 แลว้ ตอบค�ำ ถามตอ่ ไปน้ี 1. จากสมบตั ขิ องวสั ดทุ น่ี กั เรยี นไดเ้ รยี นรใู้ นบทนี้ นกั เรยี นจะใชว้ สั ดปุ ระเภทใดสรา้ งแปลงผกั ทน่ี กั เรยี น ไดอ้ อกแบบไวใ้ นบทท่ี 2 ใหน้ กั เรยี นบอกชอื่ และสมบตั ขิ องวสั ดทุ เี่ ลอื กใช้ 4 ประเภท พรอ้ มทง้ั อธบิ าย ว่าใชใ้ นส่วนใด และเหตผุ ลท่เี ลอื กใช้วัสดดุ ังกล่าว แนวคำ�ตอบ 1. ไมเ้ นื้อออ่ น มีสมบัตคิ ือ มคี วามแข็งแรง คงทน เนอ้ื ไม้คอ่ นขา้ งเหนียว ใชท้ �ำ โครง แปลงผัก เหตผุ ลทีเ่ ลือกใชค้ อื เปน็ วัสดจุ ากธรรมชาติ มคี วามแข็งแรง คงทน เนื้อไม้ค่อนข้างเหนยี ว เจาะรเู พอื่ เชอ่ื มตอ่ แต่ละชน้ิ ได้งา่ ย 2. พลาสติก (ขวดน้ำ�) มีสมบัติคือ ทนต่อสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงได้ดี น้ำ�หนัก เบา ใชท้ �ำ เปน็ กระถาง เหตผุ ลทเ่ี ลือกใช้คือ เพ่อื นำ�ขวดน�ำ้ พลาสติกท่ีไม่ใชแ้ ลว้ กลับมาใช้ซำ้� ขวดน�ำ้ พลาสตกิ ทนต่อสภาพอากาศทเ่ี ปล่ียนแปลงได้ดี น้�ำ หนักเบา 3. ยาง (สายยาง) ใช้รดนำ้�ต้นไม้ มีสมบัติคือ มีความยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อการฉีก ขาดและการสึกหรอ เหตผุ ลท่เี ลือกใชค้ ือ มคี วามยืดหยุ่นกว่าวัสดุประเภทอืน่ สามารถท�ำ ใหโ้ ค้งงอ ได้ ทนทานต่อการฉกี ขาดและการสกึ หรอ 4. โลหะ (ลวดโลหะ) ใช้ยดึ สายยางกบั โครงไม้ มีสมบัติคือ มีความแข็งแรง ทนทานต่อ การใชง้ าน เหตผุ ลทีเ่ ลือกใชค้ ือ มีความแขง็ แรง สามารถดดั ใหโ้ คง้ งอและคงสภาพอย่ไู ด้ 2. จากความรเู้ ครอื่ งมอื ชา่ งพนื้ ฐานทน่ี กั เรยี นไดเ้ รยี นรใู้ นบทน้ี นกั เรยี นจะใชเ้ ครอื่ งมอื ใดสรา้ งแปลงผกั ที่นักเรยี นไดอ้ อกแบบไว้ในบทท่ี 2 ใหน้ ักเรยี นบอกช่อื เครื่องมือ 4 ประเภท พร้อมทั้งอธิบายเหตผุ ล ทเ่ี ลือกใชเ้ ครื่องมือดังกล่าว แนวคำ�ตอบ 1. ตลับเมตร เหตุผลท่ีเลือกใช้คือ ใช้งานง่าย สายวัดมีความยาวเพียงพอสำ�หรับวัด ขนาดของโครงไม้ 2. เลอ่ื ยลันดา เหตผุ ลท่เี ลือกใช้คอื ใช้ตดั ไมใ้ ห้มขี นาดตามทต่ี อ้ งการ 3. สว่านไฟฟ้า เหตุผลทีเ่ ลอื กใช้คือ ใชเ้ จาะรูชน้ิ ไมเ้ พือ่ ทำ�โครงสรา้ งแปลงผกั 4. ไขควงปากแฉก เหตุผลที่เลือกใชค้ ือ ใช้ขนั สกรูเกลยี วปลอ่ ยท่มี ีลกั ษณะหวั แฉก เพือ่ ยึดติดโครงไม้เขา้ ดว้ ยกัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

97 กิจกรรม ชัน้ วางหนงั สือของฉนั ท้ายบท หากผู้เรียนต้องการสร้างชน้ั วางที่สามารถวางหนงั สอื ได้ 2 ช้นั เพ่ือต้งั บนโต๊ะในบา้ น ผเู้ รียนจะสรา้ งช้ันวางหนงั สอื แบบใด ลองออกแบบชัน้ วางหนงั สอื ของตวั เอง และระบุวา่ ใช้วัสดุและเครอ่ื งมือช่างใดในการสร้าง วสั ดุทเี่ ลอื กใช้มสี มบัติอยา่ งไร เพราะเหตใุ ดจึงเลือกใช้วสั ดแุ ละเครอื่ งมอื ชา่ งน้ัน และข้อควรระวังในการใชเ้ ครอื่ งมอื ช่าง ภาพร่างชนั้ วางหนังสือ ประเภทวสั ดุ: ใช่ เพ่ือระบุ สมบตั ิของวสั ดทุ เ่ี ลือกใช้ ไม้ พลาสตกิ สมบัติของไม้อัด มีความแข็งแรง ไมย่ ดื หรือ ไมธ้ รรมชาติ เทอรโ์ มพลาสติก หดตวั เม่อื ความชน้ื เปลยี่ น ระบุ.................... เทอร์โมเซตต้ิง ไม้ประกอบ เหตผุ ลในการเลือกใชว้ สั ดุ ระบุ ไมอ้ ัด พลาสตกิ เหตุผลในการเลือกใชไ้ ม้อดั เนอ่ื งจาก โลหะ ยาง มคี วามแขง็ แรง สามารถรบั น�ำ้ หนกั หนงั สอื ได้ กลุม่ เหล็ก ยางธรรมชาติ ตดั เปน็ ขนาดตามทต่ี อ้ งการไดง้ า่ ย เนอ้ื ไม้ ระบุ.................... ยางสงั เคราะห์ เรียบ สวยงาม นอกกลุ่มเหลก็ ระบ.ุ ................... สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

98 เคร่อื งมือชา่ งทใี่ ชก้ บั ชน้ิ งาน เหตุผลในการเลอื กใช้ และขอ้ ควรระวังในการใช้งาน 1. ตลับเมตร เหตุผลในการเลือกใช้คือ ใช้งานง่าย สายวัดมีความยาวมากพอที่จะวัดขนาดแผ่นไม้อัด เพื่อนำ�มา ประกอบเป็นช้ันวางตามขนาดที่ต้องการ ข้อควรระวัง การม้วนสายเข้าเก็บในตลับ ควรใช้มือจับช่วยผ่อนแรง ไม่ใหส้ ายวัดหมนุ เขา้ ตลบั เร็วเกนิ ไป เพราะอาจท�ำ ใหเ้ กิดอนั ตรายต่อผู้ใช้ 2. เลื่อยฉลุ เหตุผลในการเลือกใช้คือ เหมาะกับการตัดชิ้นไม้อัดให้มีขนาดตามท่ีต้องการ ข้อควรระวัง ตัดไม้อัด ดว้ ยความระมดั ระวงั เม่อื เลิกใชง้ านควรถอดใบเลอื่ ยออกจากโครงเลอ่ื ยทนั ที 3. สว่านมือ เหตุผลในการเลือกใช้คือ เหมาะกับการเจาะชิ้นไม้อัด เพื่อใส่สกรู ข้อควรระวัง การใส่ดอกสว่าน ควรจบั ยดึ ให้ดี เพอ่ื ปอ้ งกันดอกสวา่ นหักหรอื หลดุ ได้ง่าย 4. สกรูเกลียวปล่อย เหตผุ ลในการเลือกใชค้ อื สามารถยึดชิ้นไม้อัดใหต้ ิดกนั ไดอ้ ยา่ งแน่นหนา ข้อควรระวงั ไมค่ วร ขนั เขา้ และคลายออกหลายครง้ั เพราะอาจทำ�ใหช้ ้ินไม้เสียหายได้ 5. ไขควงปากแฉก เหตุผลในการเลือกใช้คือ หัวสกรูกลียวปล่อยที่ใช้มีลักษณะหัวแฉก ดังนั้นจึงใช้ไขควงปากแฉก ท่เี ข้ากบั หวั สกรไู ด้ ข้อควรระวัง เลอื กขนาดไขควงให้เหมาะสมกบั หวั สกรู ในการขนั สกรูควรบดิ ด้ามไขควงและ ไม่ออกแรงกดมากไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

แผนการจดั 5 กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ สเ์ บอ้ื งตน้ การเรยี นรทู้ ่ี ตวั ช้วี ัดและสาระการเรียนรู้ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ ทักษะและกระบวนการทเี่ ปน็ จดุ เนน้ ความร้เู ดิมทผ่ี ู้เรยี นตอ้ งมี สาระสำ�คัญ สือ่ และอปุ กรณ์ แนวทางการจัดการเรยี นรู้ การวัดและประเมินผล ขอ้ เสนอแนะ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 1 เวลา 2 ชัว่ โมง

100 แผนการจดั การเรียนรูท้ ี่ 5 กลไก ไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนิกสเ์ บ้อื งตน้ 1. ตวั ชีว้ ัดและสาระการเรียนรู้ 1.1 ตัวชวี้ ัด ใชค้ วามรู้และทกั ษะเกยี่ วกับวัสดุ อปุ กรณ์ กลไก ไฟฟ้า หรืออเิ ล็กทรอนกิ ส์ เพ่อื แกป้ ญั หาไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง เหมาะสมและ ปลอดภัย 1.2 สาระการเรียนรู้ การสรา้ งชิ้นงานอาจใชค้ วามรู้เรื่องกลไก เช่น ล้อและเพลา ความรูเ้ รอ่ื งไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ เชน่ วงจรไฟฟ้า LED บัซเซอร์ มอเตอร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรู้ที่ 5 | กลไก ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์เบือ้ งตน้ 101 2. จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ ออกแบบช้ินงานโดยประยกุ ต์ใชค้ วามรู้เรอื่ งกลไก หรือวงจรไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนิกส์เบ้อื งต้น 3. ทักษะและกระบวนการท่เี ปน็ จุดเน้น 3.1 ทกั ษะการคิดอย่างมวี ิจารณญาณ 3.2 ทักษะการส่ือสาร 3.3 ทกั ษะความคดิ สรา้ งสรรค์ 3.4 ทกั ษะการแกป้ ญั หา 3.5 ทักษะการท�ำ งานรว่ มกับผ้อู ืน่ 4. ความร้เู ดมิ ท่ีผู้เรยี นตอ้ งมี 4.1 วสั ดุและเคร่ืองมือชา่ งพืน้ ฐานมมี ากมายหลายประเภท แตล่ ะประเภทมีจดุ ประสงค์ในการนำ�ไปใชง้ านท่แี ตกตา่ งกนั เช่น เคร่ืองมือที่เก่ียวข้องกับการหมุน ได้แก่ ไขควง สว่านมือ สว่านไฟฟ้า ดังนั้นในการสร้างช้ินงานจำ�เป็นต้องพิจารณาสมบัติ ของวัสดุให้เหมาะสมกับการนำ�ไปใช้งาน รวมถึงควรเลือกใช้เครื่องมือช่างพ้ืนฐานให้เหมาะสมกับประเภทของงาน ใช้ให้ถูกต้อง และค�ำ นงึ ถึงความปลอดภัย 4.2 วงจรไฟฟ้าอยา่ งง่าย ไดแ้ ก่ วงจรอนุกรม (series circuit) และวงจรขนาน (parallel circuit) 5. สาระส�ำ คัญ กลไก คือ ส่วนของอุปกรณ์ที่ทำ�หน้าที่ส่งผ่านการเคล่ือนท่ี ทำ�ให้มีการเปลี่ยนตำ�แหน่งจากต้นทางไปยังปลายทางของ การเคลื่อนท่ี หรือทำ�หน้าที่เปล่ียนทิศทาง ความเร็ว ลักษณะการเคล่ือนท่ี นอกจากน้ียังช่วยผ่อนแรงให้ทำ�งานได้ง่ายข้ึน มปี ระสิทธิภาพมากขนึ้ หรือทำ�งานได้ตามทเ่ี ราต้องการ ไฟฟ้า คือ พลังงานรูปแบบหน่ึงซ่ึงเก่ียวข้องกับการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนหรือโปรตอน นำ�มาใช้ ประโยชนโ์ ดยท�ำ ใหเ้ ปลีย่ นเปน็ พลงั งานรปู แบบอืน่ ๆ ได้ เช่น แสงสว่าง ความรอ้ น เสียง ตัวอย่าง การนำ�ไฟฟา้ มาใช้ประโยชนใ์ นชวี ติ ประจ�ำ วนั เชน่ ทำ�ใหเ้ กิดแสงสว่างด้วยหลอดไฟ ท�ำ ให้เกิด ความรอ้ นด้วยเตารีด หมอ้ หุงข้าว ทำ�ให้เกิดภาพและเสยี งดว้ ยโทรทัศน์ สมาร์ตโฟน ทำ�ให้ เกดิ การเคลือ่ นที่ เชน่ การหมุนของมอเตอรท์ ีอ่ ยู่ในพดั ลมหรือเคร่อื งซักผ้า อิเล็กทรอนิกส์ คือ การควบคุมการเคลื่อนท่ีของกระแสไฟฟ้าเพ่ือให้ได้ปริมาณ หรือ ทิศทางการเคล่ือนที่ของกระแสไฟฟ้าตามที่ต้องการ การทำ�งานต่าง ๆ จะต้องใช้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อควบคุมการเคล่ือนท่ีของกระแสไฟฟ้านั่นเอง อุปกรณ์ อิเล็กทรอนกิ สม์ ีหลายชนดิ ท่พี บทวั่ ไป เชน่ หลอด LED (ไดโอดเปล่งแสง) ตัวต้านทาน ความรู้เก่ียวกับกลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ สามารถประยุกต์ใช้เพื่อการสร้าง ชน้ิ งานทต่ี อบสนองความตอ้ งการของเราได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

102 แผนการจัดการเรียนรทู้ ี่ 5 | กลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนกิ สเ์ บื้องตน้ คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 6. ส่อื และอุปกรณ์ เร่ือง เวลา (นาที) ลอ้ และเพลา 10 6.1 ใบกิจกรรม สมบตั ิและหน้าท่ีของตัวตา้ นทาน 10 กลไกล้อและเพลา หรืออุปกรณไ์ ฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนิกส์ 15 ใบกิจกรรม ลองคดิ หาทาง ใช้กลไกและไฟฟ้า 30 การประยกุ ตใ์ ชค้ วามรกู้ ลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30 กจิ กรรมเสนอแนะที่ 1 กจิ กรรมเสนอแนะท่ี 2 กิจกรรมท่ี 5.1 กิจกรรมท้าทายความคิด กจิ กรรมทา้ ยบท 6.2 ส่อื อื่น ๆ ชุดสาธติ ล้อและเพลาอย่างงา่ ย ทำ�จากขวดนำ�้ ดนิ สอ ฝาขวดขนาดใหญ่ ดนิ นำ้�มัน เชือก สอ่ื วีดทิ ศั นก์ ารท�ำ งานของเกยี รร์ ถยนต์ ภาพเฟืองหลังของจกั รยาน ชดุ สาธิตสมบัตแิ ละหน้าท่ีของตวั ต้านทาน ประกอบดว้ ย สายไฟ หลอดไฟพรอ้ มข้วั ถา่ นไฟฉาย AA จ�ำ นวน 3 กอ้ น พร้อมรางถา่ น ตวั ตา้ นทานขนาด 10 โอหม์ และสวิตช์ 7. แนวทางการจดั การเรยี นรู้ 1) ทบทวนความรู้กอ่ นเรยี น โดยรว่ มอภิปรายกับผ้เู รยี นในประเด็นตอ่ ไปน้ี หลักการในการเลือกใช้วัสดุประเภทต่าง ๆ และเครื่องมือช่างพื้นฐาน เพื่อสร้างช้ินงานตามที่ตนต้องการ ใหม้ ีประสิทธิภาพนั้น ควรค�ำ นึงถงึ สง่ิ ใด แนวคำ�ตอบ เลือกใช้ให้เหมาะสมกับประเภทของงาน เช่น กาวลาเท็กซ์ใช้กับกระดาษหรือผ้า กาวร้อนใช้กับยาง หรือพลาสติก โดยคำ�นึงถึงความปลอดภัย ในการทำ�งาน และมีความรู้เก่ียวกับการใช้เครื่องมือเป็นอย่างดี พร้อมท้ังตรวจสอบ สภาพของเคร่ืองมือให้อยู่ในสภาพปกติพร้อมใช้งาน และเตรียมความพร้อมด้านร่างกาย อุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัยและ แต่งกายใหเ้ หมาะสมกับงาน เครื่องมือทเ่ี กย่ี วข้องกับการหมนุ มอี ะไรบา้ ง แนวค�ำ ตอบ ไขควง สว่านมอื สว่านไฟฟ้า 2) ส�ำ รวจความรกู้ อ่ นเรยี นของผเู้ รยี นเกยี่ วกบั ความหมายของค�ำ วา่ กลไก โดยใชค้ �ำ ถามน�ำ และบนั ทกึ ค�ำ ตอบของผเู้ รยี น ท่ีกระดาน ดังน้ี ในชวี ติ ประจำ�วนั ผู้เรยี นไดใ้ ชส้ ่งิ อ�ำ นวยความสะดวกอะไรบา้ ง แนวค�ำ ตอบ กรรไกรตัดกระดาษ ชอ้ น ตะเกียบ แปรงสฟี ัน ฯลฯ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรยี นรทู้ ี่ 5 | กลไก ไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกส์เบอื้ งตน้ 103 ผเู้ รียนคิดวา่ สิ่งอ�ำ นวยความสะดวกท่ียกตวั อยา่ งมานน้ั มี กลไก หรอื ไม่ แนวคำ�ตอบ มี หรือ ไมม่ ี เช่น กรรไกรมีกลไก ชอ้ นไมม่ กี ลไก ผู้เรยี นอาจเคยได้ยนิ หรอื รคู้ วามหมายของคำ�ว่า กลไก มาบา้ ง ผ้เู รยี นคิดวา่ กลไกหมายถงึ อะไร แนวคำ�ตอบ ไม่มีคำ�ตอบทถ่ี กู หรอื ผดิ ผสู้ อนชมเชยผ้เู รยี นทีร่ ่วมแสดงความคิดเห็น ไม่วา่ ตอบถกู หรือผิด 3) ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกัน สรุปความหมายของ กลไก โดยศึกษาเน้ือหาในย่อหน้าท่ี 1 ของหัวข้อ 5.1 กลไก (mechanism) ในหนังสอื เรยี นประกอบ แนวคำ�ตอบ กลไก ในรายวิชานี้ หมายถึง ส่วนของอุปกรณ์ท่ีทำ�หน้าท่ีส่งผ่านการเคล่ือนท่ี ทำ�ให้เกิดการเปล่ียน ตำ�แหนง่ จากต้นทางไปยงั ปลายทางของการเคล่อื นที่ นอกจากน้ี ยังท�ำ หนา้ ท่เี ปล่ียนทิศทาง ความเรว็ ลักษณะการเคลอื่ นท่ี และ ยังช่วยผอ่ นแรงใหท้ ำ�งานไดง้ ่ายขึ้นหรอื มปี ระสิทธภิ าพมากขึ้นอีกด้วย 4) ผู้เรียนสำ�รวจและศึกษาไขควงของจริง จากนั้นผู้เรียนตอบคำ�ถามชวนคิดในหนังสือเรียนว่า ไขควงมีกลไกหรือไม่ ถ้ามี มีการท�ำ งานอยา่ งไร แนวคำ�ตอบ มีกลไก โดยใช้หลักการล้อและเพลา ข้อเสนอแนะเพิม่ เตมิ ผู้เรยี นอาจไม่ทราบวา่ ไขควงมกี ลไกหรือไม่ ผู้สอนสามารถช่วยผู้เรยี นไดโ้ ดยการถามคำ�ถามต่อไปน้ี คำ�ถาม ค�ำ ตอบ แตกต่างกัน การขนั สกรูดว้ ยไขควงดา้ มใหญ่ แรงทีใ่ ชใ้ นการขนั สกรดู ว้ ยไขควงด้ามใหญ่ ใชแ้ รงน้อยกวา่ การขันสกรูด้วยไขควงด้ามเล็ก กบั ด้ามเล็ก แตกตา่ งกันหรือไม่ อยา่ งไร ใช่ ท�ำ ให้เราขันสกรไู ดง้ า่ ยข้นึ ไขควงถือเปน็ อปุ กรณช์ ว่ ยผอ่ นแรงทำ�ให้ ท�ำ งานได้งา่ ยขึน้ ใชห่ รือไม่ อย่างไร เปน็ โดยเป็นการส่งผ่านการเคล่อื นท่ีจากด้าม ไปยงั ปากไขควง ไขควงเป็นอุปกรณ์ทีท่ ำ�หนา้ ทสี่ ง่ ผ่านการ เคลอื่ นท่หี รอื ไม่ อยา่ งไร 5) ผเู้ รยี นและผสู้ อนสรปุ รว่ มกนั วา่ ไขควง มกี ลไก เพราะเปน็ อปุ กรณท์ ท่ี �ำ หนา้ ที่ เพลา ลอ้ สง่ ผา่ นการเคลอื่ นทีจ่ ากด้ามไขควงไปยงั ปากไขควง ซึ่งชว่ ยผ่อนแรงในการท�ำ งาน 6) ผเู้ รยี นท�ำ กจิ กรรมเสนอแนะที่ 1 โดยผสู้ อนน�ำ ชดุ สาธติ ลอ้ และเพลาดงั รปู 5.1 รูป 5.1 ชุดสาธิตลอ้ และเพลาอย่างงา่ ย มาแสดงหนา้ ช้ันโดยอธบิ ายสว่ นต่าง ๆ ของชุดสาธติ ลอ้ และเพลา เทยี บกบั เนื้อหาลอ้ และ เพลาในหวั ข้อ 5.1 ในหนังสอื เรียน ดงั นี้ ลอ้ และเพลา เป็นกลไกอยา่ งงา่ ยทีช่ ่วยผ่อนแรง ในการทำ�งาน ประกอบด้วยวัตถุทรงกระบอก 2 อันท่ีมีขนาดแตกต่างกันและอยู่ติดกัน โดยวตั ถทุ มี่ ขี นาดใหญก่ วา่ เรยี กวา่ ลอ้ และวตั ถทุ มี่ ขี นาดเลก็ กวา่ เรยี กวา่ เพลา เมอ่ื ลอ้ หรอื เพลาหมุน จะทำ�ให้อีกส่วนหมุนตาม (ผู้สอนสาธิตการหมุนที่เพลา ให้ผู้เรียนสังเกตว่า ล้อหมนุ หรอื ไม่ จากน้นั ท�ำ การหมุนลอ้ แลว้ ให้ผู้เรยี นสังเกตวา่ เพลาหมุนหรือไม)่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

104 แผนการจัดการเรียนรทู้ ่ี 5 | กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ บ้ืองต้น คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ตวั อยา่ งการท�ำ ชดุ สาธิตล้อและเพลาอยา่ งง่าย 1. นำ�ขวดน้ำ�ขนาด 500 - 600 มิลลิลิตรจำ�นวน 2 ขวด มาเจาะรู ด้านข้างแต่ละขวดจำ�นวน 1 รู ในตำ�แหน่งระดับความสูงจากพื้นและ ขนาดที่สามารถใส่ดินสอทรงกลมได้พอดี ไม่หลวมหรือแน่นจนเกินไป น�ำ ไปใสน่ �ำ้ ประมาณคร่งึ ขวดเพือ่ ไมใ่ ห้ลม้ งา่ ย 2. น�ำ ฝาวงกลมขนาดใหญ่ (ในตัวอยา่ งนใี้ ชฝ้ าขวดโหลพลาสตกิ เสน้ ผ่าน ศนู ยก์ ลาง 10 เซนตเิ มตร เพอื่ ใหเ้ หน็ ผลการทดลองทชี่ ดั เจน) มาเจาะรตู รง กลางขนาดเกือบเท่ากับดินสอ (เพื่อที่เวลานำ�มาประกอบเข้ากับดินสอ จะได้ติดแน่นไม่ขยับ) จากนั้นประกอบฝาขวดเข้ากับดินสอให้ติดแน่น หากพบวา่ หลวมให้ใชก้ าวชว่ ย 3. ประกอบดินสอเข้ากับรูของขวดนำ้�ที่เจาะไว้แล้ว จากนั้นผูกเชือกกับดินน้ำ�มันและผูกติดบริเวณตรงกลาง ของดินสอใหด้ นิ น้ำ�มนั อยวู่ างอย่ใู นระดับพ้ืนพอดี 4. นำ�เชือกเส้นหนึ่งมายึดติดเข้ากับฝาวงกลมแล้วม้วน ตามวงรอบประมาณ 2 รอบ อีกเส้นหนึ่งยึดติดกับดินสอ แลว้ มว้ นตามวงรอบของดนิ สอเชน่ กนั ประมาณหา้ รอบขน้ึ ไป ดงั รูป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรียนรทู้ ่ี 5 | กลไก ไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ ส์เบ้อื งต้น 105 6.1) ผเู้ รยี นคาดคะเนวา่ แรงทใ่ี ชใ้ นการหมนุ ลอ้ (ฝาวงกลม) กบั แรงทใ่ี ชใ้ นการหมนุ เพลา (ดนิ สอ) เพอื่ ยกใหด้ นิ น�้ำ มนั ลอยขึน้ แตกต่างกนั หรอื ไม่ อย่างไร ผูส้ อนบันทกึ ผลการคาดคะเนและจ�ำ นวนผเู้ รียนท่ีคาดคะเนบนกระดาน ดังตารางต่อไปนี้ การคาดคะเน จำ�นวนผูเ้ รยี น (คน) แรงทีใ่ ช้หมุนลอ้ มากกวา่ แรงทใี่ ชห้ มุนเพลา แรงทีใ่ ชห้ มุนล้อ เท่ากับ แรงท่ใี ช้หมนุ เพลา แรงท่ใี ชห้ มนุ ลอ้ น้อยกวา่ แรงที่ใชห้ มุนเพลา 6.2) ผู้เรียนทำ�การทดลองกับชุดสาธิตล้อและเพลาโดย สังเกตความยากง่ายในการหมุน (แรงท่ีใช้) เมื่อออกแรงหมุนที่ล้อ และ เพลา แลว้ ตอบค�ำ ถามวา่ แรงทใี่ ชใ้ นการหมนุ ทลี่ อ้ และหมนุ ทเี่ พลา ตา่ งกนั หรอื ไม่ อย่างไร แนวคำ�ตอบ ต่างกัน แรงท่ีใช้หมุนที่ล้อน้อยกว่าแรง ท่ีใช้หมนุ ท่เี พลา ขอ้ เสนอแนะเพมิ่ เตมิ ผสู้ อนสามารถใชเ้ ครอื่ งชงั่ สปรงิ ทดสอบแรงที่ใช้ดงึ ได้ 6.3) ผเู้ รยี นและผสู้ อนรว่ มกนั สรปุ วา่ แรงทใี่ ชใ้ นการหมนุ ลอ้ น้อยกว่า แรงท่ีใชใ้ นการหมนุ เพลา เพลา ล้อ 7) ผเู้ รยี นอภปิ รายรว่ มกนั วา่ ไขควง กบั ลอ้ และเพลา เปน็ กลไก ประเภทเดียวกันหรือไม่ อย่างไร จากนั้นผู้สอนนำ�ภาพล้อและเพลา เปรยี บเทยี บกับไขควง (รปู 5.2) มาใหผ้ เู้ รยี นพจิ ารณา รปู 5.2 ไขควง เปรียบเทียบกับล้อและเพลา หมายเหตุ ผสู้ อนสามารถดาวนโ์ หลดรูป 5.2 ได้ทเี่ ว็บไซต์ http://designtechnology.ipst.ac.th/category/media-study/media-poster/ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

106 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 5 | กลไก ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนกิ สเ์ บือ้ งตน้ คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ดา้ มไขควง แลว้ อภปิ รายรว่ มกบั ผเู้ รยี นวา่ จากภาพ ก้านไขควง เปรียบเทียบจะเห็นว่าไขควงที่ยกตัวอย่างมา นั้นมีลักษณะที่คล้ายกับกลไกล้อและเพลา ปากไขควง ไขควงจงึ มกี ลไกเหมอื นกบั ลอ้ และเพลานนั่ เอง แตไ่ ขควงทพ่ี บเหน็ ทวั่ ไปนน้ั (รปู 5.3) จะมดี า้ ม และกา้ นทยี่ าวกวา่ ไขควงในรปู 5.2 แตใ่ ชก้ ลไก ลอ้ และเพลาเหมอื นกัน รปู 5.3 สว่ นต่าง ๆ ของไขควง 8) ผเู้ รยี นศกึ ษาตวั อยา่ งการน�ำ กลไกลอ้ และเพลาไปประยกุ ตใ์ ชง้ าน ในหนงั สอื เรยี นหวั ขอ้ 5.1 เรอ่ื ง กลไก จากนนั้ ผสู้ อน และผู้เรียนสรปุ ร่วมกนั เก่ียวกบั หลักการทำ�งานของล้อและเพลา ในประเด็นต่อไปน ้ี ล้อและเพลาจะหมุนไปด้วยกัน กล่าวคือ ถ้าล้อหมุนได้ 1 รอบ เพลาก็จะหมุนได้ 1 รอบด้วยเช่นกัน หรือ ในทางตรงกนั ขา้ ม ถ้าเพลาหมุนได้ 1 รอบ ล้อกจ็ ะหมนุ ได้ 1 รอบเช่นกนั การใชง้ านล้อและเพลาท�ำ ได้ 2 ลักษณะ คือ - ออกแรงหมนุ ล้อ จะท�ำ ใหเ้ พลาหมนุ ชว่ ยผ่อนแรง - ออกแรงหมนุ เพลา จะทำ�ใหล้ อ้ หมนุ ไมช่ ่วยผอ่ นแรง 9) ผู้เรียนศึกษาคำ�ถามชวนคิดในหนังสือเรียนและอภิปรายร่วมกันว่า นอกจากล้อและเพลาแล้วยังมีกลไกอะไรอีกบ้าง และพบในสิง่ ของเครื่องใชใ้ ด แนวคำ�ตอบ รอก พบได้บนยอดเสาธง งานก่อสร้างอาคารขนาดไม่ใหญ่มากท่ีต้องลำ�เลียงวัสดุอุปกรณ์ไปยังช้ันอ่ืน รถเครน ฯลฯ เฟือง พบในรถยนต์ รถจกั รยาน หุ่นยนต์หรือรถของเล่น เครือ่ งเล่นดวี ีดี พดั ลม ฯลฯ คาน พบไดท้ ีก่ ระดานโยกเดก็ เล่น คันโยกสบู น�้ำ กรรไกร คีม เสยี ม ฯลฯ 10) ผู้สอนเกร่ินกับผู้เรียนว่า นอกจาก รูป 5.4 วงจรไฟฟา้ อยา่ งงา่ ย เราจะใชก้ ลไกมาชว่ ยในการท�ำ งานของชนิ้ งานแลว้ เราอาจใช้ความรู้ด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ดว้ ยเชน่ กนั จากนนั้ ผสู้ อนทบทวนความรู้ เรอ่ื งการ ต่ อ ว ง จ ร ไ ฟ ฟ้ า แ บ บ อ นุ ก ร ม แ ล ะ ว ง จ ร ไ ฟ ฟ้ า แบบขนาน ดังตัวอยา่ ง รปู 5.4 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรียนรูท้ ่ี 5 | กลไก ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์เบ้ืองตน้ 107 11) ผู้สอนกระตุ้นความสนใจของผู้เรียน โดยเปิดประเด็นคำ�ถามว่า ไฟฟา้ คอื อะไร ผเู้ รยี นคดิ วา่ ไฟฟา้ มคี วามจ�ำ เปน็ ตอ่ ชวี ติ ประจ�ำ วนั หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวคำ�ตอบ ไฟฟา้ คอื พลังงานรูปแบบหนึง่ ซ่งึ เก่ียวขอ้ งกับการ เคลอื่ นทขี่ องอเิ ลก็ ตรอนหรอื โปรตอน ใชป้ ระโยชนโ์ ดยท�ำ ใหเ้ ปลย่ี นเปน็ พลงั งาน รปู แบบอน่ื ๆ ได้ เชน่ แสงสวา่ ง ความรอ้ น เสยี ง ซง่ึ มคี วามจ�ำ เปน็ ตอ่ ชวี ติ ประจ�ำ วนั เพราะมนษุ ยม์ กี ารนำ�ไฟฟ้ามาใชป้ ระโยชนใ์ นชวี ิตประจ�ำ วันมากมาย เช่น ท�ำ ให้ เกิดแสงสว่างจากหลอดไฟ ทำ�ให้เกิดความร้อนจากเตารีด หม้อหุงข้าว ทำ�ให้เกิด เสยี งจากโทรทัศน์ วิทยุ ทำ�ใหเ้ กิดการหมนุ เชน่ การหมนุ ของพดั ลมหรือเคร่อื งซักผ้า หากไม่มีไฟฟ้าก็จะเกิดความลำ�บาก ความไม่สะดวกในการทำ�กิจกรรมแต่ละอย่าง ในชีวติ ประจ�ำ วนั ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ผู้สอนสามารถเชื่อมโยงกับเน้ือหาในบทก่อนหน้าเกี่ยวกับเคร่ืองมือช่างพ้ืนฐานเร่ืองสว่าน ในส่วนของพลังงานท่ีเกี่ยวข้องกับสว่านมือคือ พลังงานกลจากการหมุนของผู้ใช้ ส่วนพลังงานที่เก่ียวข้องกับสว่านไฟฟ้า คือ พลังงานไฟฟา้ ซ่งึ การนำ�พลังงานไฟฟา้ มาใช้ท�ำ ใหเ้ ราท�ำ งานได้รวดเรว็ และประหยัดแรงมากขึ้น 12) ผ้สู อนเปดิ ประเด็นค�ำ ถามตอ่ ไปอีกว่า อิเล็กทรอนกิ สค์ ืออะไร เก่ยี วข้องกบั ไฟฟา้ อย่างไร แนวค�ำ ตอบ อเิ ลก็ ทรอนกิ สค์ อื การควบคมุ การเคลอ่ื นทขี่ องกระแสไฟฟา้ เพอ่ื ใหไ้ ดป้ รมิ าณหรอื ทศิ ทางการเคลอ่ื นท่ี ตามท่ีต้องการ โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตัวต้านทาน ไดโอด ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เป็นส่ิงท่ีเกี่ยวข้องกัน กล่าวคือ ภายในเครื่องใช้ไฟฟ้าจะมีอุปกรณ์ต่าง ๆ เชื่อมต่อกันอยู่ มีส่วนที่ให้กระแสไฟฟ้าผ่าน เรียกว่า วงจรไฟฟ้า ซ่ึงประกอบด้วย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อกันด้วยวิธีท่ีแตกต่างกัน เช่น วงจรขนาน วงจรอนุกรม ทำ�หน้าท่ีควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้า เชน่ ตวั ตา้ นทาน และควบคมุ ทศิ ทางการเคลอื่ นทขี่ องกระแสไฟฟา้ เชน่ ไดโอด ในทางกลบั กนั หากไมม่ ไี ฟฟา้ อปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส ์ จะไมส่ ามารถทำ�งานได้ 13) ผู้เรียนศึกษาเนื้อหาในหนังสือเรียนหัวข้อ 5.2 ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น รวมถึงเกร็ดน่ารู้เกี่ยวกับ ชนดิ ของไฟฟา้ ตามแหลง่ ก�ำ เนดิ ไฟฟ้า 14) ผู้เรียนศึกษาตัวอย่างวงจรไฟฟ้าของไฟฉายในหนังสือเรียนว่า ภายในประกอบไปด้วยอะไรบ้าง และแต่ละอย่าง ทำ�หน้าทีอ่ ย่างไร แนวคำ�ตอบ ถ่านไฟฉายหรือแบตเตอรี่ 2 ก้อน ทำ�หน้าที่กำ�เนิดไฟฟ้ากระแสตรง โดยมีสายไฟหรือโลหะ เปน็ ตวั เชอ่ื มตอ่ อปุ กรณต์ า่ ง ๆ ในวงจร เชน่ ขว้ั ของถา่ นไฟฉายกบั หลอดไฟ ขว้ั ของหลอดไฟกบั ขาของสวติ ช์ สว่ นหลอดไฟ ท�ำ หนา้ ท่ี เปล่ียนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสว่าง และสวิตช์ทำ�หน้าท่ีตัดต่อวงจรไฟฟ้าเพ่ือบังคับให้เกิดการเคล่ือนที่หรือไม่เคลื่อนท่ีของ กระแสไฟฟา้ ในวงจร 15) ผ้สู อนช้ปี ระเดน็ ว่าไฟฉายเป็นตวั อย่างของอปุ กรณท์ ใี่ ชว้ งจรไฟฟา้ อยา่ งงา่ ย ในชีวิตประจำ�วนั เราจะพบการใชง้ าน อปุ กรณไ์ ฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ สต์ า่ ง ๆ มากมาย โดยอปุ กรณเ์ หลา่ นจี้ ะเปลยี่ นพลงั งานไฟฟา้ เปน็ พลงั งานรปู แบบตา่ ง ๆ เชน่ แสง เสียง กล (การเคล่ือนที่) จากนั้นผู้เรียนศึกษาหัวข้ออุปกรณ์ไฟฟ้าท่ีทำ�ให้เกิดแสงในหนังสือเรียน โดยผู้สอนอธิบายเพิ่มเติมว่า อุปกรณ์ไฟฟ้าในปัจจุบันนิยมใช้ LED ในการให้แสงสว่าง ซึ่งการใช้งาน LED จำ�เป็นต้องใช้ตัวต้านทานเพื่อควบคุมปริมาณ กระแสไฟฟา้ ทไี่ หลผ่าน LED ด้วยเชน่ กนั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

108 แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 5 | กลไก ไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนกิ สเ์ บ้อื งต้น คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 16) ผเู้ รยี นท�ำ กจิ กรรมเสนอแนะที่ 2 เรอ่ื ง สมบตั แิ ละหนา้ ทข่ี องตวั ตา้ นทาน โดยผสู้ อนแสดงชดุ สาธติ สมบตั แิ ละหนา้ ที่ ของตัวตา้ นทานหนา้ ชน้ั เรยี น ดังนี้ 16.1) ผู้สอนอธิบายส่วนต่าง ๆ ของชุดสาธิตซึ่งประกอบด้วย สวิตช์ ถ่านไฟฉาย สายไฟ หลอดไฟ ส่วนวงจร ทางด้านขวามือมตี วั ต้านทานเพม่ิ เขา้ มา พรอ้ มท้ังบอกผู้เรียนว่าหากกดสวติ ช์ใหก้ ระแสไฟฟา้ ครบวงจร ความสว่างของหลอดไฟ ในวงจรทไ่ี มม่ ีตัวตา้ นทานจะเหมือนหรอื ต่างจากวงจรท่ีมีตัวตา้ นทาน อยา่ งไร ตวั ต้านทาน รูป 5.5 ชุดสาธติ ท่มี ไี มม่ ีตวั ต้านทาน (ซา้ ยมือ) และ ชุดสาธติ ทม่ี ตี ัวตา้ นทาน (ขวามอื ) 16.2) ผู้เรยี นแตล่ ะคนคาดคะเนความสว่างของหลอดไฟและบันทกึ ลงในใบกจิ กรรมเสนอแนะที่ 2 16.3) ผู้เรียนอภิปรายกลุ่มย่อย เกี่ยวกับการคาดคะเนของตนเองกับเพื่อน ว่าเหมือนหรือต่างจากเพื่อนหรือไม่ แตล่ ะคนมเี หตุผลอยา่ งไร 16.4) ผ้สู อนจดั กลมุ่ ผลการคาดคะเนของผเู้ รียน และแสดงผลทไ่ี ด้หนา้ ชน้ั เรยี น (ดูตารางด้านล่างประกอบ) ผลการคาดคะเน จ�ำ นวนผเู้ รียน (คน) หลอดไฟในวงจรท่ีไม่มีตัวตา้ นทาน จะสว่างมากกว่า หลอดไฟในวงจรที่มตี ัวต้านทาน หลอดไฟในวงจรที่ไม่มตี ัวต้านทาน จะสว่างเท่ากับ หลอดไฟในวงจรท่ีมตี ัวต้านทาน หลอดไฟในวงจรทไี่ มม่ ตี ัวตา้ นทาน จะสว่างน้อยกวา่ หลอดไฟในวงจรที่มีตัวตา้ นทาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรยี นรู้ที่ 5 | กลไก ไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนกิ สเ์ บอื้ งตน้ 109 16.5) ผู้สอนกดสวิตช์ของทั้งสองวงจรพร้อมกัน เพ่ือให้ผู้เรียนสังเกตและเปรียบเทียบความสว่างของหลอดไฟ ได้อย่างชดั เจน 16.6) ผ้เู รยี นบนั ทกึ ผลการทดลองทส่ี งั เกตได้ และตอบค�ำ ถามในใบกจิ กรรมเสนอแนะที่ 2 จากนนั้ ผูส้ อนส่มุ เรยี ก ผเู้ รยี นจ�ำ นวนหนง่ึ (2-3 คน) เพอ่ื บรรยายและอภปิ รายผลการทดลองทสี่ งั เกตไดว้ า่ เหมอื นหรอื ตา่ งจากสง่ิ ทตี่ นเองไดค้ าดคะเนไว้ หรอื ไม่ อย่างไร 16.7) ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกันสรุปว่า ปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรที่มีตัวต้านทาน มีค่าน้อยกว่าปริมาณ กระแสไฟฟา้ ในวงจรท่ไี มม่ ีตัวต้านทาน เราใชต้ วั ตา้ นทานในการควบคมุ ปรมิ าณกระแสไฟฟ้าในวงจร ข้อเสนอแนะเพ่มิ เติม 1. ผ้สู อนอาจใชโ้ ปรแกรมส�ำ เร็จรูปท่แี สดงการตอ่ วงจรไฟฟา้ ให้ผเู้ รยี นแทนการใช้ชดุ สาธิตในรปู 5.5 2. ผสู้ อนอาจเพม่ิ เตมิ ความรเู้ กย่ี วกบั ก�ำ ลงั ไฟฟา้ (หนว่ ยเปน็ วตั ต)์ ทม่ี คี า่ เทา่ กบั ผลคณู ระหว่างปริมาณกระแสไฟฟ้า (หนว่ ยเปน็ แอมแปร์) กับ ปรมิ าณความตา่ งศักยไ์ ฟฟา้ (หนว่ ย เป็น โวลต์) ด้วยการยกตัวอย่างหลอดไฟท่ีมีขนาดวัตต์ต่างกัน มีความสว่างต่างกัน เช่น หลอดไฟขนาด 40 วัตต์ และหลอดไฟขนาด 20 วตั ตต์ า่ งก็ใช้งานกบั ไฟฟา้ ท่มี คี วามตา่ ง ศกั ย์ 220 โวลต์ แตห่ ลอดไฟขนาด 40 วัตต์ ใหค้ วามสว่างมากกวา่ หลอดไฟขนาด 20 วตั ต์ เนอื่ งจาก ปรมิ าณกระแสไฟฟา้ ทผี่ า่ น (ใชก้ ระแสไฟฟา้ ) หลอดไฟขนาด 40 วตั ต์ มคี า่ มากกวา่ ปริมาณกระแสไฟฟา้ ทผ่ี ่านหลอดไฟขนาด 20 วัตต์ 17) ผู้เรียนศึกษาหัวข้ออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำ�ให้เกิดเสียงและอุปกรณ์ไฟฟ้าท่ีทำ�ให้เกิดการ เคลื่อนไหวหรือเคลื่อนที่ จากน้ันผู้สอนตั้งคำ�ถามว่า อุปกรณ์ไฟฟ้าท่ีทำ�ให้เกิดการหมุน (เพื่อลดการใช้แรงงานคนในการหมุน) ของสวา่ นไฟฟา้ คอื อะไร แนวค�ำ ตอบ มอเตอร์ ขอ้ เสนอแนะเพ่ิมเติม ผสู้ อนอาจใช้ชดุ สาธติ ตวั ต้านทานในรูป 5.5 โดยใหผ้ เู้ รยี นเปลยี่ นหลอดไฟ เป็นออดไฟฟ้า และมอเตอร์ เพ่ือให้ผเู้ รียนคุน้ เคยกับการต่อวงจรไฟฟา้ 18) ผเู้ รยี นท�ำ ใบกจิ กรรมที่ 5.1 เรอ่ื ง กลไกลอ้ และเพลา หรอื อปุ กรณไ์ ฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 19) ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกันอภิปรายว่า ในการนำ�พลังงานไฟฟ้ามาใช้ประโยชน์ ในชวี ติ ประจ�ำ วนั นนั้ จ�ำ เปน็ ตอ้ งอาศยั อปุ กรณไ์ ฟฟา้ ทท่ี �ำ หนา้ ทเี่ ปลยี่ นพลงั งานไฟฟา้ เปน็ พลงั งาน ในรูปอื่น ๆ เช่น มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการหมุน โดยผู้สอนถาม ผเู้ รยี นวา่ อปุ กรณ์ไฟฟ้าทอ่ี ยู่รอบตวั เปลีย่ นพลงั งานไฟฟา้ เปน็ พลงั งานอะไรได้อีกบ้าง แนวค�ำ ตอบ เชน่ เตารีด เปลย่ี นพลงั งานไฟฟ้าเป็นความรอ้ น ขอ้ เสนอแนะเพม่ิ เตมิ ผสู้ อนเนน้ ย�ำ้ เรอ่ื งการเลอื กใชอ้ ปุ กรณไ์ ฟฟา้ นอกจากจะเลอื กอปุ กรณไ์ ฟฟา้ ตามการใชง้ านแลว้ เช่น หากต้องการแสงสว่างให้เลือกอุปกรณ์ท่ีทำ�หน้าเปล่ียนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสว่าง (หลอดไฟ) ผู้เรียนจำ�เป็นต้องคำ�นึงถึง ประเภทของไฟฟา้ ท่ใี ชก้ บั อปุ กรณด์ งั กล่าวว่าเปน็ ไฟฟา้ กระแสตรง หรือ ไฟฟ้ากระแสสลับ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

110 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 5 | กลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนกิ ส์เบ้ืองตน้ คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 20) ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกันอภิปรายและสรุปเก่ียวกับ ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ในประเด็นท่ีว่า ไฟฟ้าและ อิเล็กทรอนิกส์มีความสำ�คัญในการดำ�รงชีวิตของมนุษย์ เน่ืองจากช่วยอำ�นวยความสะดวกสบาย และเพ่ิมประสิทธิภาพ ในการทำ�งานของมนุษย์ได้ เช่น ตู้เย็น พัดลม โทรทัศน์ สว่านไฟฟ้า ฯลฯ ดังนั้น การเรียนรู้เรื่องไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ จงึ มคี วามส�ำ คญั ทชี่ ว่ ยใหก้ ารสรา้ งหรอื พฒั นาสงิ่ ของเครอ่ื งใชเ้ หล่านนั้ ใหม้ ปี ระสทิ ธภิ าพและสามารถตอบสนองตอ่ ความตอ้ งการ ของมนษุ ยไ์ ดด้ ยี ิง่ ขนึ้ 21) ผเู้ รยี นท�ำ กจิ กรรมทา้ ทายความคดิ เรอ่ื ง ลองคดิ หาทาง ใชก้ ลไกและไฟฟา้ โดยใหผ้ เู้ รยี นคดิ วา่ จะชว่ ยโปลศิ น�ำ กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ สม์ าใชง้ านในแปลงผกั ไดอ้ ยา่ งไร และมสี ง่ิ ใดบา้ งทต่ี อ้ งระมดั ระวงั หรอื ปอ้ งกนั เพอ่ื ความปลอดภยั ในการสรา้ ง หรอื ประกอบกลไกหรอื ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สใ์ นแปลงผกั ของผเู้ รยี น 22) แบ่งกลุ่มผู้เรียนตามความเหมาะสม เพื่อทำ�กิจกรรมท้ายบท เร่ือง การประยุกต์ใช้ความรู้กลไก ไฟฟ้าและ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ โดยใหผ้ เู้ รยี นออกแบบชน้ิ งานจากอปุ กรณท์ กี่ �ำ หนด พรอ้ มทงั้ ระบสุ ว่ นประกอบตา่ ง ๆ และตอบค�ำ ถามในใบกจิ กรรม 8. การวัดและประเมินผล รายการประเมนิ วิธกี ารวัด เคร่อื งมอื ทใี่ ชว้ ัด เกณฑ์การประเมนิ การผ่าน 1. การอธิบายความรู้เรื่อง ตรวจใบกจิ กรรม ใบกจิ กรรมท่ี 5.1 คะแนน 11-15 หมายถึง ดี กลไกหรอื วงจรไฟฟา้ และ เร่ือง กลไกล้อและ คะแนน 6-10 หมายถึง พอใช้ อเิ ลก็ ทรอนิกส์เบ้อื งตน้ เพลา หรอื อปุ กรณ์ คะแนน 1-5 หมายถงึ ปรบั ปรงุ ไฟฟา้ อเิ ล็กทรอนกิ ส์ 2. การออกแบบชน้ิ งาน ตรวจกจิ กรรมท้ายบท ผเู้ รยี นไดร้ ะดบั คณุ ภาพ พอใช้ โดยประยุกตใ์ ชค้ วามรู้ กิจกรรมทา้ ยบท ถอื วา่ ผา่ น เรอื่ งกลไกหรอื วงจร เร่ือง การประยุกต์ใช้ ไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนกิ ส์ ความรู้กลไก ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนกิ ส์ เบือ้ งตน้ 3. ทักษะการคิดอย่างมี สงั เกตพฤตกิ รรม แบบสังเกตพฤตกิ รรม ผเู้ รยี นไดร้ ะดบั คณุ ภาพ วิจารณญาณ แบบสงั เกตพฤติกรรม พอใช้ ขน้ึ ไปถอื วา่ ผา่ น แบบสงั เกตพฤตกิ รรม (ดเู กณฑก์ ารประเมนิ 4. ทักษะการส่ือสาร สงั เกตพฤติกรรม ในภาคผนวก) 5. ทักษะความคดิ สังเกตพฤติกรรม สร้างสรรค์ 6. ทักษะการแกป้ ัญหา สังเกตพฤติกรรม แบบสังเกตพฤติกรรม 7. ทักษะการทำ�งาน สงั เกตพฤติกรรม แบบสังเกตพฤติกรรม ร่วมกบั ผู้อ่นื สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรยี นรทู้ ี่ 5 | กลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนกิ สเ์ บื้องตน้ 111 เกณฑก์ ารประเมิน ประเดน็ การประเมิน 3 ระดับคะแนน 1 2 1. การระบุของเล่นของใชท้ ่ี ระบขุ องเล่นของใช้ทใ่ี ช้ ระบุของเลน่ ของใช้ทใี่ ช้ ระบขุ องเลน่ ของใช้ท่ใี ช้ ใช้กลไกลอ้ และเพลา และ กลไกล้อและเพลา และ กลไกล้อและเพลา และ กลไกล้อและเพลา และ อปุ กรณไ์ ฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ อปุ กรณไ์ ฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ อปุ กรณไ์ ฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ อปุ กรณไ์ ฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ได้ถูกตอ้ งท้ัง 4 ตวั อยา่ ง ได้ถูกต้อง 3 ตัวอย่าง ไดถ้ กู ตอ้ งเพยี ง 1-2 ตวั อยา่ ง 2. การออกแบบชน้ิ งานโดย ประยกุ ต์ใช้ความรู้เรอื่ ง กลไกหรือวงจรไฟฟา้ และ อิเลก็ ทรอนกิ ส์เบอ้ื งต้น 2.1 การสื่อสารโดยภาพวาด ภาพวาดชน้ิ งานสอ่ื สารได้ ภาพวาดชน้ิ งานสอ่ื สาร ภาพวาดชน้ิ งานสอ่ื สาร ชดั เจน เขา้ ใจงา่ ย ไดบ้ างสว่ น ไดไ้ มช่ ดั เจน 2.2 การใหเ้ หตุผลในการ ใหเ้ หตผุ ลในการออกแบบ ใหเ้ หตผุ ลในการออกแบบ ใหเ้ หตผุ ลในการออกแบบ ออกแบบและการเลอื ก ช้นิ งานไดส้ มเหตุสมผลและ ชน้ิ งานไดส้ มเหตสุ มผล แต่ ชน้ิ งาน แตไ่ มร่ ะบวุ สั ดทุ ใ่ี ช้ ใช้วัสดุ เลอื กใชว้ สั ดไุ ด้ถกู ตอ้ ง เลอื กใชว้ สั ดไุ มเ่ หมาะสมกบั ในการสรา้ งชน้ิ งานท่ี เหมาะสมกับชิน้ งานที่ ชน้ิ งานทอ่ี อกแบบ ออกแบบ ออกแบบ 2.3 การประยุกต์ใช้อปุ กรณ์ ใชอ้ ปุ กรณไ์ ฟฟา้ และ ใชอ้ ปุ กรณไ์ ฟฟา้ และ ใชอ้ ปุ กรณไ์ ฟฟา้ และ ไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกส์ อเิ ลก็ ทรอนกิ สไ์ ดค้ รบถว้ น อเิ ลก็ ทรอนกิ สไ์ ดถ้ กู ตอ้ ง อเิ ลก็ ทรอนกิ สไ์ ดถ้ กู ตอ้ ง และถกู ตอ้ งตามหนา้ ทก่ี าร ตามหนา้ ทก่ี ารใชง้ าน ตามหนา้ ทก่ี ารใชง้ าน ใชง้ านทง้ั 3 อยา่ ง 2 อยา่ ง 1 อยา่ ง 2.4 การประยกุ ตใ์ ช้กลไกล้อ ชน้ิ งานทอ่ี อกแบบมกี ลไก ชน้ิ งานทอ่ี อกแบบมกี ลไก ชน้ิ งานทอ่ี อกแบบมกี ลไก และเพลา ลอ้ เพลา และอธบิ ายไดถ้ กู ลอ้ เพลา แตอ่ ธบิ ายไมถ่ กู ลอ้ เพลา แตไ่ มอ่ ธบิ ายหลกั ตอ้ งตามหลกั การท�ำ งาน ตอ้ งตามหลกั การท�ำ งาน การท�ำ งานของลอ้ และเพลา ของลอ้ และเพลา ของลอ้ และเพลา เกณฑก์ ารตดั สินระดบั คุณภาพ คะแนน 11-15 คะแนน หมายถงึ ระดับคณุ ภาพ ดี คะแนน 6-10 คะแนน หมายถึง ระดับคุณภาพ พอใช้ คะแนน 1-5 คะแนน หมายถึง ระดับคณุ ภาพ ปรับปรุง ** เกณฑ์การวัดและประเมนิ ผลสามารถปรับเปลยี่ นได้ตามความเหมาะสม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

112 แผนการจัดการเรยี นรู้ที่ 5 | กลไก ไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนิกสเ์ บอ้ื งตน้ คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 9. แหล่งเรียนรู้ พลงั งานไฟฟ้า, หนังสอื เรยี นรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ 5 ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 เลม่ 1 สสวท. http://scimath.org/ebook/sci/m3-1/student/ 10. ข้อเสนอแนะ 10.1 ในกรณีที่ผู้สอนไม่สามารถจดั กิจกรรมไดต้ อ่ เนอื่ ง 2 คาบเรียน อาจแบง่ เน้ือหาและกิจกรรมในหนังสือเรยี นดังนี้ คาบเรียนที่ 1 หวั ข้อ 5.1 กลไก หัวขอ้ 5.2 ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ บื้องต้น และกจิ กรรมท่ี 5.1 เรอื่ ง กลไกล้อ และเพลา หรืออปุ กรณไ์ ฟฟา้ อิเล็กทรอนิกส์ คาบเรียนท่ี 2 กิจกรรมทา้ ทายความคดิ เรื่อง ลองคดิ หาทาง ใชก้ ลไกและไฟฟ้า และกิจกรรมท้ายบท เรือ่ ง การ ประยุกตใ์ ช้ความรู้กลไก ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ 10.2 กจิ กรรมเสนอแนะ เปน็ กจิ กรรมเสรมิ ทใ่ี หผ้ เู้ รยี นฝกึ ปฏบิ ตั เิ พอ่ื ใหเ้ กดิ ความเขา้ ใจเนอื้ หาทเี่ รยี นมากยง่ิ ขน้ึ ซงึ่ ผสู้ อน อาจจัดกจิ กรรมเสนอแนะนอกเวลาเรยี นหรอื พิจารณาตามความเหมาะสมของเวลา 11. แนวค�ำ ตอบกิจกรรม กิจกรรมเสนอแนะที่ 1 เรือ่ ง ล้อและเพลา ให้ผเู้ รยี นทดลองหมนุ ล้อและเพลาเพือ่ ยกดินน้�ำ มนั จากชุดสาธิตลอ้ และเพลา และตอบคำ�ถามตอ่ ไปน้ี 1. ผู้เรียนคาดคะเนว่า แรงท่ีใช้ในการหมุนล้อ (ฝาขวด) กับแรงท่ีใช้ในการหมุนเพลา (ดินสอ) เพื่อยกให้ดินนำ้�มัน ลอยขึน้ แตกตา่ งกันหรือไม่ อยา่ งไร แรงทีใ่ ชห้ มนุ ล้อ มากกวา่ แรงทใ่ี ช้หมุนเพลา แรงท่ใี ช้หมนุ ล้อ เทา่ กับ แรงทีใ่ ชห้ มุนเพลา แรงทีใ่ ช้หมนุ ลอ้ น้อยกว่า แรงที่ใชห้ มุนเพลา 2. หมนุ ลอ้ กับหมนุ เพลา ใช้แรงตา่ งกนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวคำ�ตอบ ไมเ่ ทา่ กัน แรงท่ใี ชใ้ นการหมุนเพลา มากกว่า แรงทีใ่ ช้ในการหมนุ ลอ้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

113 กจิ กรรมเสนอแนะท่ี 2 เร่ือง สมบตั ิและหนา้ ท่ขี องตัวตา้ นทาน ใหผ้ ู้เรยี นเปรยี บเทียบความสวา่ งของหลอดไฟเม่ือไม่มีตัวตา้ นทานอยใู่ นวงจร กบั ความสว่างของหลอดไฟเมอ่ื มตี ัวต้านทาน อยใู่ นวงจร และตอบค�ำ ถามต่อไปนี้ หลอดไฟ หลอดไฟ สวติ ช์ สวิตช์ ตวั ต้านทาน แบตเตอร่ี แบตเตอรี่ 1. ผูเ้ รยี นคาดคะเนความสวา่ งของหลอดไฟ หลงั จากนัน้ ทดลองและบนั ทกึ ผลจากการสงั เกต ความสวา่ งของหลอดไฟ การคาดคะเน ผลจากการสงั เกต ความสวา่ งของหลอดไฟ เม่อื ไมม่ ตี วั ต้านทานอย่ใู นวงจร มากกวา่ เมือ่ มตี ัวตา้ นทานอยใู่ นวงจร เทา่ กบั  มากกว่า น้อยกวา่ เทา่ กับ นอ้ ยกวา่ 2. จากผลการทดลองท่ีได้ ปริมาณกระแสไฟฟ้าท่ีผ่านหลอดไฟท่ีมีตัวต้านทานอยู่ในวงจร เมื่อเทียบกับปริมาณ กระแสไฟฟา้ ทผ่ี ่านหลอดไฟทีไ่ มม่ ตี ัวต้านทานอยู่ในวงจร เปน็ อยา่ งไร ทราบได้อย่างไร แนวค�ำ ตอบ ปริมาณกระแสไฟฟ้าท่ีผ่านหลอดไฟทม่ี ีตวั ตา้ นทานอยใู่ นวงจร มีคา่ นอ้ ยกวา่ ปริมาณกระแสไฟฟ้า ทผ่ี ่านหลอดไฟทไ่ี มม่ ีตวั ตา้ นทานอยใู่ นวงจร สงั เกตไดจ้ ากความสวา่ งของหลอดไฟทล่ี ดลง 3. สง่ิ ทผ่ี เู้ รยี นไดค้ าดคะเนไว้ เหมอื นหรอื แตกตา่ งจากสง่ิ ทส่ี งั เกตไดจ้ ากการทดลองอยา่ งไร และคดิ วา่ เปน็ เพราะเหตใุ ด แนวค�ำ ตอบ ข้ึนอยกู่ บั ผูเ้ รยี นแต่ละคน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

114 กิจกรรมท่ี เรื่อง กลไกลอ้ และเพลา หรืออปุ กรณ์ไฟฟา้ อเิ ล็กทรอนกิ ส์ 5.1 ผู้เรียนคิดว่าสิ่งของเคร่ืองใช้ต่อไปน้ี ใช้กลไกล้อและเพลา และอุปกรณ์ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์หรือไม่ ถ้าใช้ ให้อธิบายว่า ใช้ท่ีส่วนใดหรืออปุ กรณใ์ ดของสิ่งของเครื่องใชน้ ้นั รถมอเตอรไ์ ฟฟา้ พัดลมมือถือ สเกตบอรด์ เทยี นไฟฟ้า กลไกล้อและเพลา กลไกลอ้ และเพลา กลไกลอ้ และเพลา กลไกลอ้ และเพลา ใช้ท่สี ว่ นใด ใชท้ ่สี ว่ นใด ใชท้ ส่ี ่วนใด ใช้ทสี่ ่วนใด ลอ้ รถ มอเตอร์ มอเตอร์ ลอ้ โดยมอเตอร์จะหมนุ โดยมอเตอรจ์ ะหมุน สเกตบอร์ดเคลอ่ื นท่ีได้ - ใบพดั ท�ำ ให้รถเคลือ่ นท่ี ใบพัด สะดวกโดยใชล้ อ้ รถ ไปข้างหน้าไดส้ ะดวก โดยลอ้ รถ ไฟฟ้าและ ไฟฟ้าและ ไฟฟ้าและ ไฟฟ้าและ อิเล็กทรอนกิ ส์ อเิ ลก็ ทรอนิกส์ อเิ ล็กทรอนกิ ส์ อิเลก็ ทรอนกิ ส์ ใชท้ ส่ี ่วนใด ใช้ทสี่ ่วนใด ใชท้ ีส่ ว่ นใด ใช้ทส่ี ่วนใด มอเตอร์ มอเตอร์ - หลอด LED สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

115 กิจกรรมทา้ ทายความคดิ เรือ่ ง ลองคิดหาทาง ใชก้ ลไกและไฟฟา้ พจิ ารณาแบบรา่ งแปลงผกั ทผ่ี เู้ รยี นออกแบบในบทท่ี 2 แลว้ ตอบค�ำ ถามตอ่ ไปน้ี 1. โปลศิ ตอ้ งการน�ำ กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ สม์ าชว่ ยในการดแู ลพชื ในแปลงผกั ใหส้ ะดวกสบายมากขน้ึ ผเู้ รยี นคดิ วา่ จะชว่ ยโปลศิ น�ำ กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ สม์ าใชง้ านในแปลงผกั ไดอ้ ยา่ งไร ใหผ้ เู้ รยี นเขยี น อธบิ ายพรอ้ มกบั วาดภาพการเชอ่ื มตอ่ อปุ กรณต์ า่ ง ๆ กบั แปลงผกั ของโปลศิ แนวค�ำ ตอบ 1. น�ำ หลกั การกลไกลอ้ และเพลามาใชก้ บั การหมนุ โครงแปลงผกั ใหแ้ ตล่ ะดา้ นไดร้ บั แสง เทา่ กนั โดยนำ�มอเตอรม์ าตอ่ กบั ชุดเฟืองและแกนของโครงแปลงผัก เมือ่ กดสวิตช์ใหม้ อเตอรท์ ำ�งาน จะทำ�ให้โครงแปลงผักหมุนอย่างช้า ๆ ทำ�ให้ผักทุกด้านได้รับแสงจากภายนอกอาคารในปริมาณ ท่เี ทา่ ๆ กัน 2. ใชช้ ดุ วงจรตง้ั เวลามาใชก้ �ำ หนดเวลาในการหมนุ โครงแปลงผกั โดยก�ำ หนดวา่ จะให้ ผักไดร้ บั แสงจากภายนอกอาคารในแต่ละรอบการหมนุ ใชเ้ วลาเท่าไร เชน่ 10 นาที โดยซื้อชุดวงจร ตง้ั เวลาส�ำ เรจ็ รปู มาตอ่ เขา้ กบั วงจรมอเตอรไ์ ฟฟา้ และก�ำ หนดเวลาวา่ จะใหม้ อเตอรท์ �ำ งานในแตล่ ะครง้ั ใชเ้ วลาเทา่ ไร 3. ใชร้ ะบบวดั ความชน้ื ของดนิ โดยถา้ หากดนิ มคี วามชน้ื นอ้ ยลงจะมเี สยี งดงั คอยเตอื น ว่าได้เวลารดนำ้�ผักแลว้ 4. ใชร้ ะบบรดน้�ำ อัตโนมัติ ใช้คู่กับระบบวดั ความช้นื ในดนิ โดยถา้ หากดินมีความชื้น น้อยลง ระบบจะทำ�งานโดยจะเปดิ วาลว์ น้�ำ ใหน้ �้ำ ไหลออกมาตามทอ่ สายยางเพ่ือให้น�ำ้ กับผกั ได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

116 2. ผู้เรียนต้องระมัดระวังหรือหรือคำ�นึงถึงความปลอดภัยอย่างไรบ้างในการสร้างหรือประกอบกลไก หรอื ระบบไฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ที่ผู้เรียนจะสร้างในแปลงผกั ของโปลิศ แนวคำ�ตอบ 1. ระมัดระวังอันตรายทเี่ กิดจากไฟฟ้าดดู ไฟฟา้ ลัดวงจร 2. หลีกเลยี่ งพฤตกิ รรมท่ีทำ�ใหเ้ กดิ ไฟฟ้าดูด ไฟฟา้ ลัดวงจร เช่น รกั ษาสถานที่ปฏิบัติ งานใหแ้ หง้ ไม่เปียกน้�ำ สวมรองเทา้ ยางขณะสรา้ งหรอื ปฏบิ ตั ิงาน ตรวจสอบการต่อวงจรให้ถูกต้อง ตรวจสอบเคร่ืองมือช่างให้พร้อมปฏิบัติงานอยู่เสมอ ถอดปล๊ักไฟของเครื่องมือหรืออุปกรณ์ทุกครั้ง เมื่อใชง้ านเสร็จ 3. ไม่เลน่ กันขณะปฏบิ ตั ิงานหรอื ใช้เครอ่ื งมอื ชา่ งในการสร้างแปลงผัก 4. ใช้เครื่องมือช่างให้เหมาะสมกับงาน โดยค�ำ นึงถึงความปลอดภยั เป็นส�ำ คญั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

117 กิจกรรม เรื่อง การประยกุ ตใ์ ชค้ วามรกู้ ลไก ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ ทา้ ยบท ให้ผู้เรียนออกแบบของเล่นของใช้ท่ีมีกลไกล้อและเพลา อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบด้วย แบตเตอรี่ 1.5 โวลต์ 2 กอ้ น มอเตอร์ ขนาด 3 โวลต์ และสวิตช์เปน็ สว่ นประกอบหลัก โดยวาดภาพของเลน่ ของใช้ และเขยี นอธิบาย ถงึ สว่ นประกอบต่าง ๆ วสั ดแุ ละอปุ กรณ์ทใี่ ช้ ตามประเดน็ ต่อไปน้ี ของเล่นของใชท้ ีอ่ อกแบบคอื อะไร เพราะเหตใุ ดจงึ ออกแบบของเล่นของใชน้ ้ี วัสดทุ ใี่ ช้และเหตุผลในการเลือกใชว้ สั ดุ กลไกลอ้ และเพลาชว่ ยในการทาํ งานของของเลน่ ของใช้อย่างไร แนวค�ำ ตอบ ตวั อยา่ งเชน่ พดั ลมมอื ถอื ภาพวาดของเล่นของใช้ มอเตอร์ ขวดพลาสติก ต�ำ แหน่งติดตงั้ สวติ ช์ วงจร ของเล่นของใช้ที่ออกแบบ คอื พดั ลมมอื ถือ เพราะใช้วสั ดแุ ละอปุ กรณ์ทหี่ าได้งา่ ย สามารถใช้ประโยชนไ์ ดจ้ ริง วัสดทุ ใ่ี ช้ คอื ขวดพลาสตกิ ขนาดเลก็ ท�ำ เปน็ ตัวโครงของพดั ลมมอื ถอื เน่อื งจากมีความแข็งแรงพอประมาณ ตดั ได้ง่ายและเปน็ วัสดทุ หี่ าไดท้ ั่วไป กลไกล้อและเพลาทใี่ ช้ คือ ใชแ้ กนมอเตอรเ์ ปน็ ตัวขบั เคล่ือนใบพดั ให้หมนุ ได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี



แผนการจดั 6 กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม การเรยี นรทู้ ่ี ตัวช้ีวัดและสาระการเรยี นรู้ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ ทักษะและกระบวนการทเี่ ปน็ จุดเน้น ความรู้เดมิ ที่ผู้เรียนต้องมี สาระส�ำ คญั สื่อและอปุ กรณ์ แนวทางการจดั การเรยี นรู้ การวดั และประเมินผล ข้อเสนอแนะ ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 1 เวลา 4 ชว่ั โมง

120 แผนการจัดการเรียนรู้ท่ี 6 กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 1. ตัวชว้ี ัดและสาระการเรียนรู้ 1.1 ตวั ชี้วัด 1) ระบุปญั หาหรอื ความต้องการในชีวติ ประจ�ำ วนั รวบรวม วเิ คราะหข์ ้อมูลและแนวคดิ ทีเ่ กย่ี วข้องกบั ปญั หา 2) ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา โดยวเิ คราะหเ์ ปรยี บเทยี บ และตดั สนิ ใจเลอื กขอ้ มลู ทจ่ี �ำ เปน็ น�ำ เสนอแนวทางการแกป้ ญั หา ให้ผู้อืน่ เข้าใจ วางแผนและด�ำ เนนิ การแก้ปญั หา 3) ทดสอบ ประเมินผล และระบุข้อบกพร่องท่ีเกิดข้ึน พร้อมท้ังหาแนวทางการปรับปรุงแก้ไข และนำ�เสนอ ผลการแก้ปัญหา 1.2 สาระการเรียนรู้ 1) ปญั หาหรือความต้องการในชีวิตประจ�ำ วันพบไดจ้ ากหลายบริบทข้ึนกบั สถานการณ์ทป่ี ระสบ 2) การแกป้ ญั หาจ�ำ เปน็ ตอ้ งสบื คน้ รวบรวมขอ้ มลู ความรจู้ ากศาสตรต์ า่ ง ๆ ทเี่ กยี่ วขอ้ ง เพอ่ื น�ำ ไปสกู่ ารออกแบบแนวทาง การแก้ปญั หา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 6 | กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 121 3) การวิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเลือกข้อมูลท่ีจำ�เป็น โดยคำ�นึงถึงเง่ือนไขและทรัพยากรที่มีอยู่ ช่วยให้ได้ แนวทางการแกป้ ัญหาทีเ่ หมาะสม 4) การออกแบบแนวทางการแกป้ ัญหาท�ำ ได้หลากหลายวิธี เชน่ การรา่ งภาพ การเขยี นแผนภาพ การเขยี นผงั งาน 5) การก�ำ หนดขนั้ ตอนและระยะเวลาในการท�ำ งานกอ่ นดำ�เนนิ การแกป้ ัญหาจะช่วยใหท้ �ำ งานสำ�เรจ็ ได้ตามเปา้ หมาย 6) การทดสอบและประเมินผลเป็นการตรวจสอบชิ้นงานหรือวิธีการว่าสามารถแก้ปัญหาได้ตามวัตถุประสงค์เพ่ือหา ขอ้ บกพร่อง และด�ำ เนนิ การปรบั ปรุงใหส้ ามารถแก้ไขปัญหาได้ 7) การนำ�เสนอผลงานเป็นการถ่ายทอดแนวคิดเพ่ือให้ผู้อ่ืนเข้าใจเก่ียวกับกระบวนการทำ�งานและช้ินงานหรือวิธีการ ท่ไี ด้ ซงึ่ สามารถทำ�ได้หลายวิธี เชน่ การเขยี นรายงาน การทำ�แผน่ น�ำ เสนอผลงาน 2. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ วิเคราะหข์ น้ั ตอนการทำ�งานตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 3. ทกั ษะและกระบวนการท่เี ป็นจุดเนน้ 3.1 ทกั ษะการสอ่ื สาร 3.2 ทกั ษะการคดิ อย่างมีวิจารณญาณ 3.3 ทักษะความคดิ สร้างสรรค์ 3.4 ทกั ษะการแกป้ ัญหา 3.5 ทักษะการท�ำ งานรว่ มกบั ผู้อ่ืน 4. ความรู้เดิมทผี่ ู้เรียนตอ้ งมี เทคโนโลยี เป็นสิ่งท่ีมนุษย์สร้างหรือพัฒนาขึ้นเพื่อนำ�มาใช้ แก้ปัญหา สนองความต้องการ หรือเพิ่มความสามารถในการทำ�งานของ มนษุ ย์ ซง่ึ อาจเปน็ ไดท้ ง้ั ชนิ้ งานและวธิ กี าร ตวั อยา่ งเทคโนโลยที เี่ ปน็ ชนิ้ งาน เช่น กระเป๋า หนังสือ ปากกา รถยนต์ และตัวอย่างเทคโนโลยีทเ่ี ปน็ วธิ กี าร เชน่ วธิ กี ารบำ�รุงดิน วิธีการบำ�บดั น�้ำ เสยี วธิ กี ารถนอมอาหาร 5. สาระสำ�คญั การแกป้ ญั หาตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม ประกอบดว้ ย 6 ขั้นตอน ได้แก่ ระบุปัญหา รวบรวมข้อมูลท่ีเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหา ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา วางแผนและดำ�เนินการแก้ปัญหา ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือช้ินงาน และนำ�เสนอ วิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือช้ินงาน ซึ่งการทำ�งานในบางคร้ัง อาจมกี ารย้อนขัน้ ตอนกลบั ไปมาเพอื่ พัฒนางานให้มปี ระสทิ ธภิ าพยิง่ ขน้ึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

122 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 6 | กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 6. สอื่ และอปุ กรณ์ เรื่อง เวลา (นาที) วิเคราะหป์ ัญหา 20 ใบกจิ กรรม รวบรวมข้อมลู 40 กจิ กรรมท่ี 6.1 ออกแบบช้ินงาน 30 กิจกรรมที่ 6.2 ก�ำ หนดประเดน็ การทดสอบ 30 กจิ กรรมที่ 6.3 ออกแบบวิธกี ารนำ�เสนอ 30 กจิ กรรมที่ 6.4 การท�ำ ไอศกรีมแทง่ 30 กจิ กรรมท่ี 6.5 เขม็ ขัดของฉัน - กิจกรรมทา้ ยบท เกมทดสอบความเขา้ ใจ - กิจกรรมเสนอแนะท่ี 1 กจิ กรรมเสนอแนะท่ี 2 7. แนวทางการจัดการเรียนรู้ การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในเร่ืองนี้มีจุดประสงค์เพื่อสร้างความรู้ความเข้าใจเก่ียวกับกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ก่อนท่ีผู้เรียนจะได้ลงมือแก้ปัญหาในแผนการจัดการเรียนรู้ที่ 7 เร่ืองกรณีศึกษาการแก้ปัญหาตามกระบวนการออกแบบ เชงิ วศิ วกรรม โดยในกจิ กรรมนผ้ี เู้ รยี นจะไดศ้ กึ ษาความหมายและตวั อยา่ งการแกป้ ญั หาในแตล่ ะขนั้ ตอนของกระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรมควบคู่กบั การฝกึ คดิ แกป้ ญั หาในแตล่ ะขน้ั ตอน ซง่ึ ในการท�ำ งานตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรมนน้ั อาจยอ้ น ขน้ั ตอนการท�ำ งานกลบั ไปมา เพอื่ พัฒนางานใหม้ ปี ระสิทธิภาพยงิ่ ขน้ึ 1) ผู้เรียนศึกษาหัวข้อ การนำ�ไปใช้ ในหนังสือเรียน โดยผ้สู อนต้งั ค�ำ ถามเพมิ่ เติมวา่ นักเรียนคิดว่าการสร้างสะพาน ทไ่ี มส่ มบรู ณแ์ ละเกดิ ขอ้ ผดิ พลาดเพราะเหตใุ ด จากนน้ั ใหผ้ เู้ รยี น รว่ มกนั ระดมความคดิ เพ่อื หาสาเหตดุ ังกลา่ ว 2) ผู้สอนทบทวนความรู้เดิมก่อนเรียนโดยให้ผู้เรียน บ อ ก เ ท ค โ น โ ล ยี ร อ บ ตั ว ที่ ส่ ง ผ ล ต่ อ ค ว า ม ส ะ ด ว ก ส บ า ย ใ น ชวี ิตประจำ�วนั ของผู้เรยี น พรอ้ มยกตวั อย่างมาพอเข้าใจ ผูส้ อน และผเู้ รียนรว่ มกนั ให้ความหมายของเทคโนโลยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรยี นรทู้ ่ี 6 | กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม 123 3) ผู้เรียนศึกษากระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจากหนังสือเรียน หัวข้อ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม หลงั จากนั้นผู้สอนและผเู้ รยี นรว่ มกันอภปิ รายผลการศกึ ษากระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมโดยมีรายละเอยี ดดังน้ี มีงบประมาณ ในมกีเาวรลแาทก่จี ป ำญกัดหา ตอ งการ เปกญดิ หขาึน้น้ี ข้ันระบุปัญหา ในกาเรทแา กไป รญ หา 4) แบง่ กลมุ่ ผเู้ รยี นตามความเหมาะสม แลว้ ใหส้ งั เกต หรอื ไม ? แกปญหา ทไี่ หน ? ภาพสถานการณ์ท่ี 6.2 และร่วมกันอภิปรายปัญหาทพ่ี บเห็น อะไร ในภาพ และศกึ ษาข้อมลู เพม่ิ เติมจากหนงั สือเรยี น หัวขอ้ ระบุ ผูใช ปัญหา จากน้ันให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มระดมความคิดเก่ียวกับ ผใูแ คกรจปะญ เปหนา ปัญหาที่พบเพมิ่ เติมนอกเหนอื จากตวั อยา่ งในหนังสอื เรียน เปน ใคร ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ในการระดมความคิด น้ี ผู้ ส อ น ค ว ร ก ร ะ ตุ้ น ใ ห้ ผู้ เ รี ย น บ อ ก ปั ญ ห า ใ ห้ ไ ด้ ม า ก ท่ี สุ ด โดยไมม่ กี ารวจิ ารณว์ า่ ปญั หานน้ั ดหี รอื ไมด่ ี จากนน้ั น�ำ ปญั หาที่ รวบรวมจากแต่ละคนมาจัดเรียงลำ�ดับความสำ�คัญและ ความเปน็ ไปไดข้ องการแกป้ ญั หา เพอื่ หาขอ้ สรปุ ของปญั หาท่ี กลมุ่ สนใจมากทส่ี ดุ 1 ปญั หา เพอื่ น�ำ ไปสกู่ ารก�ำ หนดขอบเขต ของปญั หา 5) ผู้เรียนแต่ละกลุ่มนำ�ปัญหาที่เลือกมาก�ำ หนดขอบเขตของปัญหา โดยใช้ตัวอย่างคำ�ถามในหนังสือเรียนมาตั้งคำ�ถาม เพอ่ื น�ำ ไปสกู่ ารก�ำ หนดขอบเขตของปญั หาทผี่ เู้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ ไดก้ �ำ หนดไว้ จากนน้ั ผเู้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ รว่ มกนั ตอบค�ำ ถามและบนั ทกึ ข้อมูลลงในใบกจิ กรรมที่ 6.1 เรอื่ ง วิเคราะหป์ ญั หา ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ในกรณีที่ผู้เรียนยังไม่สามารถกำ�หนดขอบเขตปัญหาได้ ผู้สอนอาจตั้งคำ�ถามเพิ่มเติม เช่น ปญั หานแี้ ก้ใหก้ บั ใคร ปัญหานมี้ ผี ลกระทบกบั ใครบา้ ง และควรมีการวเิ คราะห์เงอ่ื นไขของปัญหาเพอ่ื น�ำ ไปสูก่ ารก�ำ หนดขอบเขต ของปัญหา โดยเขียนเปน็ ข้อความสั้น ๆ กระชบั เข้าใจงา่ ย มขี อบเขตทีช่ ัดเจน 6) ส่มุ ตัวแทนแต่ละกลุม่ ออกมาน�ำ เสนอผลการวเิ คราะหป์ ัญหาตามใบกิจกรรมท่ี 6.1 จากนั้นผ้สู อนและผู้เรยี นรว่ มกัน สรปุ ผลการวเิ คราะหป์ ัญหา รวบรวมขอ้ มูลและแนวคดิ ทเ่ี กีย่ วข้องกบั ปัญหา 7) ผู้เรียนแต่ละกลุ่มศึกษาหัวข้อ รวบรวมข้อมูลและแนวคิด ที่เก่ียวข้องกับปัญหา จากหนังสือเรียน โดยผู้สอนให้ข้อแนะนำ�เพิ่มเติมว่า นอกจากแหล่งข้อมลู ในหนังสอื เรียนแล้ว ควรมกี ารสบื ค้นข้อมูลจากวิธีการ หรอื แนวทางทผ่ี อู้ น่ื ไดศ้ กึ ษาไวแ้ ลว้ และตอ้ งสบื คน้ จากแหลง่ ขอ้ มลู ทน่ี า่ เชอ่ื ถอื พร้อมท้ังอ้างอิงแหล่งท่ีมาของข้อมูลด้วย จากน้ันให้ผู้เรียนทำ�ใบกิจกรรม ท่ี 6.2 เรอื่ ง รวบรวมขอ้ มลู โดยใหผ้ เู้ รยี นก�ำ หนดหวั ขอ้ ในการรวบรวมขอ้ มลู เพอื่ แกป้ ญั หาตามทแี่ ตล่ ะกลมุ่ ไดร้ ะบไุ ว้ พรอ้ มถงึ ระบวุ ธิ กี ารหรอื แหลง่ ขอ้ มลู ท่จี ะสืบค้น แลว้ สมุ่ ตวั แทนบางกล่มุ ออกมานำ�เสนอ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

124 แผนการจดั การเรยี นรูท้ ่ี 6 | กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ออกแบบวิธกี ารแก้ปญั หา 8) ผ้เู รยี นศึกษาหวั ขอ้ ออกแบบวธิ กี ารแก้ปัญหา แล้วใหแ้ ตล่ ะกลุม่ เลือกวิธีการออกแบบอย่างใดอย่างหนึ่ง แล้วร่วมกนั ออกแบบชิ้นงานเพื่อแก้ปัญหาที่ผู้เรียนระบุ โดยบันทึกลงในใบกิจกรรมที่ 6.3 เร่ือง ออกแบบชิ้นงาน จากน้ันให้ตัวแทน แต่ละกลุ่มน�ำ เสนอผลการออกแบบ โดยให้เพ่อื นในชนั้ เรยี นรว่ มอภิปราย ซกั ถามและให้ข้อเสนอแนะถึงแนวคดิ ในการออกแบบ ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม ก่อนการออกแบบแนวทางการแก้ปัญหา ควรนำ�ข้อมูลที่ได้มาทำ�การวิเคราะห์ข้อดี ข้อเสีย จากนน้ั ตดั สนิ ใจเลอื กขอ้ มลู หรอื แนวทางการแกป้ ญั หาทเ่ี หมาะสมทส่ี ดุ โดยค�ำ นงึ ถงึ ทรพั ยากรทมี่ อี ยู่ เชน่ เวลา งบประมาณ วสั ดุ อปุ กรณ์ วางแผนและด�ำ เนนิ การแกป้ ัญหา 9) ผู้เรียนศึกษาหัวข้อ วางแผนและดำ�เนินการแก้ปัญหา จากนั้นอภิปรายร่วมกันเพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า ก่อนการลงมือ ปฏิบัติงานควรมีการวางแผนให้ครอบคลุมการปฏิบัติงาน เช่น กิจกรรมย่อยที่จะทำ� เวลาที่ใช้ วัสดุ อุปกรณ์ท่ีใช้ ผู้รับผิดชอบ ในแต่ละกิจกรรมยอ่ ย ซ่ึงสามารถเขยี นออกมาเป็นตารางการปฏบิ ัติงาน หรือเขียนอธบิ ายเปน็ ลำ�ดับขน้ั ตอนก็ได้ ตวั อยา่ งตารางการวางแผนการท�ำ งาน กจิ กรรม วสั ดุอปุ กรณ์ เวลาท่ีใช้ ผู้รบั ผดิ ชอบ 10) ผูเ้ รยี นลงมือสร้างชน้ิ งานตามแผนท่ไี ด้วางไว้ ในการสร้างชน้ิ งานควรเลือกใช้วัสดุใหเ้ หมาะสมกบั ประเภทของงาน และอุปกรณ์ทใี่ ช้ในการทำ�งานก็ตอ้ งใชใ้ ห้ถกู ตอ้ งและคำ�นึงถงึ ความปลอดภยั ในการใชง้ าน ทดสอบ ประเมินผล และปรบั ปรุงแกไ้ ขวธิ ีการแก้ปญั หาหรอื ช้ินงาน 11) ผเู้ รยี นศกึ ษาหวั ขอ้ ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ข วธิ กี ารแกป้ ญั หาหรอื ชน้ิ งาน จากนนั้ รว่ มกนั อภปิ รายเพอื่ ใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ ดงั น้ี การกำ�หนดประเด็นในการทดสอบจะต้องมีความ สอดคล้องและสัมพันธ์กับขอบเขตของปัญหา และ สามารถวัดได้อย่างเปน็ รูปธรรม เกณฑท์ ใี่ ชป้ ระเมนิ ผลการทดสอบจะตอ้ งก�ำ หนดใหเ้ ปน็ รปู ธรรม อาจก�ำ หนดเปน็ เชงิ ปรมิ าณ หรอื เปน็ การเปรยี บ เทียบประสทิ ธภิ าพกบั ชนิ้ งานเดมิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรียนรูท้ ี่ 6 | กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 125 ในขณะทดสอบควรมีการบันทึกผลการทดสอบในแต่ละประเด็น เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการปรับปรุงชิ้นงาน ให้มีประสิทธิภาพ สามารถแก้ปัญหาได้ตามท่ีกำ�หนดไว้ ซึ่งในบางคร้ังหากผลการทดสอบพบว่าชิ้นงานยังมี ข้อบกพร่อง อาจจะต้องยอ้ นกลบั ไปรวบรวมขอ้ มูลใหม่ หรือออกแบบแนวทางการแกป้ ัญหาใหม่อีกครง้ั 12) ให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มกำ�หนดประเด็นการทดสอบช้ินงานโดยให้มีความสอดคล้องกับขอบเขตของปัญหาที่กลุ่ม ระบไุ ว้ จากน้ันบันทึกลงในใบกิจกรรมที่ 6.4 เรื่อง ประเด็นการทดสอบ น�ำ เสนอวธิ กี ารแกป้ ญั หา ผลการแกป้ ัญหา หรือชน้ิ งาน 13) ผูเ้ รียนศึกษาข้อมูลในหนังสอื เรยี น หวั ข้อ น�ำ เสนอวธิ ีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหา หรอื ช้นิ งาน แลว้ น�ำ มาอภปิ รายรว่ มกนั วา่ มวี ธิ กี ารน�ำ เสนอใดบา้ ง หลงั จากนน้ั ใหผ้ เู้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ รว่ มกนั ออกแบบวธิ กี ารน�ำ เสนอ แลว้ บนั ทกึ ลงในใบกิจกรรมท่ี 6.5 เรื่อง ออกแบบวิธีการน�ำ เสนอ ขอ้ เสนอแนะเพมิ่ เตมิ ผสู้ อนเสนอแนะเพม่ิ เตมิ ว่าให้ผู้เรียนเลือกวิธีการนำ�เสนอข้อมูลโดยคำ�นึงถึงความ เหมาะสมกับลักษณะของข้อมูลหรือเน้ือหา บริบทของ ห้องเรยี น สอื่ วัสดุอปุ กรณ์ และความสามารถของผู้เรียน 14) ผเู้ รยี นและผสู้ อนอภปิ รายสรปุ รว่ มกนั เกยี่ วกบั การแกป้ ญั หาตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม ควรได้ ข้อสรุปว่า จะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทำ�งานอย่างเป็นขั้นตอน ทำ � ใ ห้ ก า ร กำ � ห น ด ปั ญ ห า ซ่ึ ง เ ป็ น จุ ด เ ร่ิ ม ต้ น ข อ ง ก า ร ทำ � ง า น มีความชัดเจน รวบรวมข้อมูลได้ครอบคลุมและตรงประเด็น มีการวิเคราะห์และเปรยี บเทียบทางเลือกทเี่ หมาะสมทส่ี ดุ ในการแกป้ ัญหา มีการออกแบบเพือ่ ชว่ ยสอื่ สารใหผ้ ู้ปฏิบตั ิงานด้วยกนั เขา้ ใจตรงกนั และยงั มกี ารทดสอบการท�ำ งานเพอื่ ใหส้ ามารถปรบั ปรงุ แกไ้ ขใหด้ ขี น้ึ ซง่ึ นอกจากจะชว่ ยลดขอ้ ผดิ พลาดแลว้ ยงั ชว่ ย ลดทรัพยากรที่ใชใ้ นการท�ำ งาน เชน่ เวลา คน วัสดุ อุปกรณ์ ข้อเสนอแนะเพ่ิมเติม อาจให้ผู้เรียนทำ�กิจกรรมเสนอแนะท่ี 1 เรื่อง เข็มขัดของฉัน และกิจกรรมเสนอแนะที่ 2 เกมทดสอบความเขา้ ใจ เพ่อื ตรวจสอบความร้คู วามเขา้ ใจของผู้เรยี นเกย่ี วกบั กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 15) ให้ผู้เรียนทำ�กิจกรรมท้ายบท โดยศึกษาตัวอย่างการทำ�ไอศกรีมแท่ง แล้ววิเคราะห์การทำ�งานตามกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรมโดยเขียนสรุปรายละเอียดการทำ�งานลงในใบบันทึกกิจกรรม ซึ่งผู้สอนควรแนะนำ�แหล่งสืบค้นเพ่ิมเติม เพอ่ื ใหผ้ ู้เรียนไดศ้ ึกษาวิธกี ารทำ�ไอศกรมี แบบต่าง ๆ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

126 แผนการจดั การเรียนร้ทู ่ี 6 | กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 8. การวดั และประเมินผล วิธีการวดั เครื่องมือทใ่ี ชว้ ดั เกณฑก์ ารประเมินการผ่าน รายการประเมิน ตรวจกจิ กรรมทา้ ยบท กจิ กรรมท้ายบท เรอ่ื ง คะแนน 3 หมายถึง ดี การท�ำ ไอศกรีมแท่ง คะแนน 2 หมายถงึ พอใช้ 1. การวิเคราะหข์ นั้ ตอนการ คะแนน 1 หมายถงึ ปรับปรุง ทำ�งานตามกระบวนการ ผู้เรยี นไดร้ ะดบั คณุ ภาพ ออกแบบเชงิ วิศวกรรม พอใช้ ขนึ้ ไปถอื ว่าผ่าน 2. ทักษะการสอื่ สาร สงั เกตพฤติกรรม แบบสังเกตพฤติกรรม ผู้เรยี นผา่ นเกณฑก์ าร 3. ทกั ษะการคดิ อย่างมี ประเมนิ ตอ้ งไดร้ ะดบั 2 ขน้ึ ไป สังเกตพฤติกรรม แบบสังเกตพฤติกรรม ถอื ว่าผ่าน วจิ ารณญาณ (ดเู กณฑ์การประเมินใน 4. ทกั ษะความคิดสร้างสรรค์ สงั เกตพฤตกิ รรม แบบสงั เกตพฤตกิ รรม ภาคผนวก) 5. ทกั ษะการแก้ปัญหา สังเกตพฤตกิ รรม แบบสงั เกตพฤตกิ รรม 6. ทกั ษะการทำ�งานร่วมกับผ้อู ่นื สังเกตพฤติกรรม แบบสังเกตพฤตกิ รรม เกณฑ์การประเมนิ 3 ระดับคณุ ภาพ 1 ประเด็นการประเมิน วิเคราะห์การท�ำ งานตาม 2 วิเคราะหก์ ารทำ�งานตาม กระบวนการออกแบบ กระบวนการออกแบบ การวเิ คราะห์ข้นั ตอนการ เชิงวิศวกรรมได้ถูกต้อง วเิ คราะหก์ ารท�ำ งานตาม เชงิ วศิ วกรรมไดส้ อดคล้อง ทำ�งานตามกระบวนการ ชดั เจน สอดคล้องกับ กระบวนการออกแบบ กบั แนวทางการแกป้ ัญหา ออกแบบเชิงวศิ วกรรม แนวทางการแกป้ ัญหา เชงิ วศิ วกรรมได้ ได้ 1-3 ขัน้ ตอน ครบทงั้ 6 ขนั้ ตอน สอดคลอ้ งกบั แนวทาง การแก้ปัญหาได้ 4-5 ขนั้ ตอน เกณฑก์ ารตัดสนิ ระดับคณุ ภาพ เกณฑค์ ุณภาพ 3 หมายถึง ระดบั คณุ ภาพ ดี เกณฑ์คณุ ภาพ 2 หมายถงึ ระดับคณุ ภาพ พอใช้ เกณฑค์ ณุ ภาพ 1 หมายถงึ ระดับคุณภาพ ปรับปรุง **เกณฑก์ ารวดั และประเมินผลสามารถปรบั เปล่ียนได้ตามความเหมาะสม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจัดการเรยี นรู้ท่ี 6 | กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 127 9. แหล่งเรยี นรู้ วดี ิทัศน์อธิบายกระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม http://www.scimath.org/weblink/7772.php 10. ขอ้ เสนอแนะ เพอื่ ให้ผเู้ รียนเกิดความเขา้ ใจมากยิ่งขึ้นอาจจัดกิจกรรมส่งเสริมกระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม เชน่ กิจกรรมเสนอแนะท่ี 1 เร่อื ง เขม็ ขดั ของฉนั 1) ผสู้ อนน�ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยยกตวั อยา่ ง เขม็ ขดั แลว้ ถามผเู้ รยี นวา่ ท�ำ ไมตอ้ งใชเ้ ขม็ ขดั ผเู้ รยี นรว่ มกนั อภปิ ราย และตอบค�ำ ถาม หลงั จากน้ันผสู้ อนชใ้ี ห้เหน็ ว่าการสร้างเข็มขัดข้ึนมากเ็ พื่อจะแกป้ ัญหาดังกล่าว 2) ผู้เรียนร่วมกันวิเคราะห์ข้อมูลเก่ียวกับเข็มขัด เช่น วัสดุท่ีใช้ ขนาด ความยาว ลักษณะการเก่ียวยึด หัวเขม็ ขัด หลงั จากน้นั ผสู้ อนและผู้เรยี นร่วมกนั อภปิ รายวา่ ขอ้ มลู ดังกล่าวเกยี่ วขอ้ งกับเข็มขัดอย่างไร 3) ผู้สอนกำ�หนดสถานการณ์ให้ผู้เรียนออกแบบ เข็มขัดท่ีเหมาะสมกับสรีระและบุคลิกของผู้สวมใส่ โดยให้ แต่ละกลุ่มเลือกสมาชิกในกลุ่ม 1 คน เพ่ือสมมติบทบาท เปน็ นายแบบทีต่ อ้ งสวมใสเ่ ข็มขดั 4) ผูเ้ รียนแต่ละกลุ่มออกแบบเข็มขัดตามสถานการณ์ปญั หาลงบนกระดาษ และเลือกแบบเขม็ ขัดที่ผูเ้ รียนให้ ความสนใจมากที่สุดมานำ�เสนอแนวคิดของการออกแบบรูปลักษณ์ของเข็มขัด ผู้สอนถามต่อว่าการออกแบบมีผลดี อย่างไรกบั การสรา้ งเข็มขดั น้ี ผู้เรยี นรว่ มกันหาค�ำ ตอบ และผสู้ อนสรปุ อกี คร้ัง แนวคำ�ตอบ การออกแบบและถา่ ยทอดความคิดจะช่วยให้เหน็ แนวความคดิ ในการสรา้ งช้ินงาน กอ่ นที่จะ ลงมอื ท�ำ จริง เพ่ือจะไดก้ ำ�หนดวัสดุ อุปกรณ์ งบประมาณ และระยะเวลาการท�ำ งานใหช้ ัดเจน 5) ผู้เรยี นแต่ละกลมุ่ รว่ มกนั ออกแบบข้ันตอนการท�ำ เข็มขัดจากวสั ดุหางา่ ยในทอ้ งถน่ิ พร้อมนำ�เสนอขั้นตอน การทำ�งาน และบอกผลดจี ากการวางแผน หรอื ก�ำ หนดขนั้ ตอนการท�ำ งานกอ่ นลงมือทำ�จริง แล้วผสู้ อนสรปุ อกี คร้งั แนวคำ�ตอบ การวางแผนการทำ�งานช่วยให้การทำ�งานเป็นระบบ มีข้ันตอนที่ชัดเจน งานเสร็จตาม ก�ำ หนดเวลา ประหยดั ทรัพยากรและงบประมาณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

128 กจิ กรรมเสนอแนะที่ 1 เรือ่ ง เขม็ ขดั ของฉัน 6) ผู้สอนตั้งคำ�ถามกับผู้เรียนว่า เม่ือสร้างเข็มขัดเสร็จแล้ว จะรู้ได้อย่างไรว่าเข็มขัดที่สร้างน้ันเหมาะสมกับ สรรี ะของผู้สวมใส่และสามารถใชง้ านไดด้ ี ผ้เู รยี นร่วมกนั อภิปราย ผสู้ อนและผู้เรยี นร่วมกันสรปุ ผลการอภปิ ราย แนวค�ำ ตอบ ในการสรา้ งเขม็ ขดั เมอื่ ท�ำ เสรจ็ แลว้ จะตอ้ งมกี ารทดสอบการท�ำ งานเพอื่ คน้ หาขอ้ ผดิ พลาดหรอื จุดบกพรอ่ งตา่ ง ๆ เมอื่ พบขอ้ บกพรอ่ ง จะต้องมกี ารปรบั ปรุงแก้ไขท�ำ ให้เข็มขดั มคี ุณภาพมากย่งิ ข้ึน 7) สมมตบิ ทบาทใหผ้ เู้ รยี นแตล่ ะกลมุ่ สรา้ งเขม็ ขดั ไดส้ �ำ เรจ็ และผา่ นการทดสอบแลว้ วา่ มคี ณุ ภาพดี ผสู้ อนถาม ผเู้ รยี นวา่ จะมวี ธิ กี ารน�ำ เสนอผลงานอยา่ งไร และการน�ำ เสนอจะสง่ ผลดตี อ่ การท�ำ งานอยา่ งไร ใหผ้ เู้ รยี นรว่ มกนั อภปิ ราย สรปุ ผลและผ้สู อนสรปุ ผลอกี ครงั้ แนวค�ำ ตอบ การน�ำ เสนอผลการท�ำ งาน เปน็ การสอ่ื สารใหผ้ อู้ น่ื เขา้ ใจภาพรวมของการท�ำ งาน ตง้ั แตแ่ นวคดิ ในการแก้ปัญหา ข้ันตอนการแก้ปัญหา รวมท้ังผลของการแก้ปัญหาและแนวทางการปรับปรุงแก้ไขให้มีประสิทธิภาพ มากข้นึ 8) ผู้สอนสรุปผลการทำ�งานตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมซ่ึงควรได้ข้อสรุปว่า ในการทำ�งาน ตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมน้ันจะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทำ�งานอย่างเป็นข้ันตอน ต้ังแต่การกำ�หนดปัญหา ซ่ึงเป็นจุดเริ่มต้นของการทำ�งานให้มีความชัดเจน รวบรวมข้อมูลได้ครอบคลุมและตรงประเด็น วิเคราะห์และ เปรียบเทยี บทางเลอื กทเ่ี หมาะสมท่ีสดุ ในการแก้ปัญหา ออกแบบแนวทางการแก้ปญั หาเพอื่ ชว่ ยส่ือสารใหผ้ ้ปู ฏบิ ัติงาน ดว้ ยกนั เขา้ ใจตรงกนั และทดสอบชน้ิ งานเพอ่ื ใหส้ ามารถปรบั ปรงุ แกไ้ ขใหด้ ขี น้ึ บางครง้ั อาจมกี ารยอ้ นขน้ั ตอนกลบั ไปมา หรือสลับขั้นตอน หรืออาจมีการทำ�งานซ้ำ�ในบางขั้นตอน หากต้องการพัฒนาหรือปรับปรุงการทำ�งานให้ดีขึ้น ซ่ึงการ แกป้ ญั หาอยา่ งเปน็ ขน้ั ตอนนน้ี อกจากจะชว่ ยลดขอ้ ผดิ พลาด ลดทรพั ยากรทใ่ี ชใ้ นการท�ำ งาน เชน่ เวลา คน วสั ดุ อปุ กรณ์ แลว้ ยงั สามารถนำ�กระบวนการนไี้ ปใชใ้ นการแกป้ ัญหาในสถานการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขนึ้ ในชวี ติ ประจ�ำ วนั ไดอ้ กี ด้วย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

129 กิจกรรมเสนอแนะท่ี 2 เรือ่ ง เกมทดสอบความเข้าใจ 1) ผู้สอนจัดเตรียมทำ�บัตรคำ�กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม จำ�นวน 5 ใบ ได้แก่ รวบรวมข้อมูลและ แนวคิดท่ีเกย่ี วข้องกับปัญหา ออกแบบวิธกี ารแกป้ ญั หา วางแผนและดำ�เนนิ การแกป้ ัญหา ทดสอบ ประเมนิ ผล และ ปรับปรุงแก้ไขวธิ ีการแกป้ ญั หาหรอื ช้ินงาน และน�ำ เสนอวธิ กี ารแกป้ ญั หาผลการแกป้ ญั หาหรือชนิ้ งาน โดยเว้นบัตรค�ำ “ระบปุ ญั หา” เนอื่ งจากผสู้ อนจะเปน็ ผกู้ �ำ หนดสถานการณป์ ญั หาใหผ้ เู้ รยี นทกุ กลมุ่ ไดร้ ว่ มกนั คดิ แกป้ ญั หาในสถานการณ์ เดียวกนั 2) แบ่งกลุ่มผู้เรียนออกเป็น 5 กลุ่มโดยให้มีการแบ่งภาระหน้าที่ภายในกลุ่ม เช่น หัวหน้ากลุ่ม เลขา และ ผปู้ ฏิบัติการ 3) ผู้สอนกำ�หนดสถานการณ์ 1 สถานการณ์เพ่ือให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มได้คิดรายละเอียดการทำ�งานตาม กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 4) ใหต้ วั แทนแตล่ ะกลมุ่ จบั สลากบตั รค�ำ กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรมโดยใหจ้ บั เพยี งกลมุ่ ละ 1 บตั รค�ำ 5) ผู้เรียนแต่ละกลุ่มนำ�บัตรคำ�กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมที่จับได้มาร่วมกันวิเคราะห์ข้อมูล จากสถานการณ์ที่ผู้สอนกำ�หนดให้โดยเชื่อมโยงเข้ากับข้ันตอนของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมท่ีจับสลากได้ และร่วมกันเตรียมการนำ�เสนอ โดยให้เวลาเตรียมการประมาณ 5 นาทีเช่น กลุ่มท่ีจับฉลากได้ “รวบรวมข้อมูลและ แนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา” ก็ให้นำ�เสนอว่าจากสถานการณ์ท่ีผู้สอนกำ�หนดให้ จะมีการรวบรวมข้อมูลท่ีจะนำ�มา แกป้ ญั หาอะไรบ้าง 6) ผู้เรียนแต่ละกลุ่มนำ�เสนอผลการวิเคราะห์โดยเรียงลำ�ดับการนำ�เสนอตามขั้นตอน ดังนี้ รวบรวมข้อมูล และแนวคดิ ทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปญั หา ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา วางแผนและด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หา ทดสอบ ประเมนิ ผล และ ปรับปรุงแก้ไขวิธีการแกป้ ญั หาหรือช้ินงาน และน�ำ เสนอวิธีการแก้ปญั หาผลการแกป้ ัญหาหรือชนิ้ งาน 7) ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันอภิปรายเพิ่มเติมว่าจากการนำ�เสนอรายละเอียดการทำ�งานแต่ละขั้นตอนของ ทกุ กลุ่มมีการท�ำ งานในสว่ นใดบา้ งทีส่ ามารถย้อนกลบั ไปมาได้ 8) ผสู้ อนและผเู้ รยี นรว่ มกนั สรปุ และอภปิ รายกจิ กรรมวา่ ในการท�ำ งานตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรมนน้ั สามารถยอ้ นขนั้ ตอนการท�ำ งานกลบั ไปมาไดแ้ ละอาจมกี ารท�ำ งานซ�้ำ ในบางขน้ั ตอนเพอื่ พฒั นาหรอื ปรบั ปรงุ การท�ำ งาน ให้ดีขึน้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

130 11. แนวค�ำ ตอบกิจกรรม กจิ กรรมที่ เร่ือง วิเคราะหป์ ัญหา 6.1 ให้นักเรียนวิเคราะห์สถานการณ์ตัวอย่างในรูป 6.2 จากนัน้ ระบุปัญหาอื่น ๆ ทีพ่ บนอกเหนอื จากตวั อย่าง โดยตง้ั คำ�ถาม-ตอบค�ำ ถาม เพ่อื น�ำ ขอ้ มูลมาประกอบการสรปุ เปน็ ขอบเขตของปัญหา ปัญหาอน่ื ๆ ท่ผี ู้เรยี นพบ (เลือกมา 1 ปญั หา) คือ หนงั สอื บนช้ันวางไมเ่ ป็นระเบียบ ลม้ ระเกะระกะ ทง้ั นีผ้ สู้ อนอาจอภิปรายปัญหาอนื่ ๆ ที่พบ เชน่ เกา้ อีท้ ่ีคุณแม่นั่งทำ�ให้ปวดหลัง นงั่ ไม่สบาย ผา้ มา่ นมกี ล่นิ เหมน็ คนในบา้ นสง่ เสยี งดงั รบกวนขา้ งบา้ น หรอื โตะ๊ ทร่ี บั ประทานอาหารมคี วามสงู ไมเ่ หมาะสมกบั เกา้ อี้ ท�ำ ใหร้ บั ประทานอาหาร ไม่สะดวก ค�ำ ถามเพ่อื การก�ำ หนดขอบเขตปญั หา ค�ำ ตอบ ใครสามารถเก็บหนังสือได้ ทง้ั เด็กและผ้ใู หญ่ หนังสือนเ้ี กบ็ ทไี่ หน เก็บในบริเวณบ้าน สามารถเก็บหนงั สือขนาดใดบา้ ง เก็บหนงั สือไดท้ กุ ขนาด งบประมาณสำ�หรบั แกป้ ัญหาน้ีมจี �ำ กดั หรือไม่ งบประมาณมีจำ�กัด อาจนำ�วสั ดเุ หลอื ใชม้ าช่วยแก้ปญั หา สรปุ ขอบเขตของปัญหา : ต้องการเก็บหนังสือในบ้านให้เป็นระเบียบ ท้ังเด็กและผู้ใหญ่สามารถหยิบใช้ได้ง่าย สามารถเก็บหนังสือได้ ทกุ ขนาด และใช้งบประมาณในการแกป้ ัญหาไม่มาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

131 กิจกรรมที่ เรอ่ื ง รวบรวมข้อมลู 6.2 ให้นักเรียนกำ�หนดประเด็นในการรวบรวมข้อมูลที่เก่ียวข้องกับปัญหาท่ีนักเรียนได้กำ�หนดไว้ในใบกิจกรรมที่ 6.1 พร้อม ระบุวธิ ีการในการรวบรวมข้อมูลแต่ละประเดน็ ขอบเขตของปญั หา คือ ต้องการเก็บหนังสือในบ้านให้เป็นระเบียบ ท้ังเด็กและผู้ใหญ่สามารถหยิบใช้ได้ง่าย สามารถเก็บหนังสือได้ ทกุ ขนาด และใชง้ บประมาณในการแก้ปัญหาไมม่ าก หัวข้อในการรวบรวมข้อมูล วิธกี าร/แหล่งขอ้ มูล อนิ เทอร์เนต็ วิธีการเก็บหนงั สอื ให้เป็นระเบียบ อนิ เทอรเ์ นต็ /สำ�รวจและวดั ขนาดหนงั สือทพ่ี บในบา้ น ขนาดของหนังสอื เชน่ หนงั สือเรยี น หนังสืออา่ น สอบถามจากพ่อแม่/ส�ำ รวจในบ้าน นอกเวลา นิตยสาร อินเทอร์เน็ต ตัวอย่างทเ่ี ก็บหนังสือที่มีอยู่แลว้ อนิ เทอรเ์ นต็ อินเทอรเ์ น็ต วสั ดทุ ใี่ ชส้ รา้ งทเ่ี กบ็ หนงั สือ งบประมาณท่ใี ชส้ ร้างทเ่ี กบ็ หนงั สอื ขนาดทเี่ กบ็ หนังสอื ทเ่ี ด็กและผ้ใู หญส่ ามารถ ใชไ้ ด้สะดวก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

132 กิจกรรมที่ เรอ่ื ง ออกแบบช้นิ งาน 6.3 จากปัญหาที่นักเรียนได้ก�ำ หนดไว้ในใบกิจกรรมท่ี 6.1 และ 6.2 ให้นักเรียนออกแบบวิธีการแก้ปัญหา โดยเลือกวิธีการ ออกแบบอย่างใดอยา่ งหน่งึ พรอ้ มระบรุ ายละเอยี ดของการออกแบบ วธิ ีการออกแบบ ภาพ ผังความคิด แผนภาพ อ่นื ๆ รายละเอยี ดของการออกแบบ ออกแบบชั้นวางหนังสือให้มีรูปทรงที่แปลกใหม่และปรับองศาของท่ีกั้นหนังสือได้ในกรณีท่ีหนังสือมีจำ�นวนน้อย ก็ไม่ทำ�ให้ล้ม เพราะมีที่กั้น ความสูงของแต่ละชั้นสามารถใช้วางหนังสือได้หลายขนาดตั้งแต่หนังสือเรียนอ่านนอกเวลา และนิตยสารที่มีขนาดใหญ่ ชั้นวางออกแบบให้สามารถวางได้ 3 ช้ัน เพื่อให้เด็กที่มีความสูงน้อยสามารถใช้ได้สะดวก ลกั ษณะการประกอบจะใช้วิธกี ารเขา้ ไม้ เพ่อื ใหส้ ามารถถอดเข้าออกและปรับระดับได้งา่ ย วัสดทุ ใ่ี ช้ เนื่องจากช้ันวางหนงั สอื นใ้ี ชว้ างในบ้าน ไม่โดนแดดและฝน จึงเลือกใชไ้ มท้ มี่ ีความแขง็ แรง และเป็นไม้ทีเ่ หลอื ใช้ เพอื่ ลดงบประมาณในการสร้าง เคร่อื งมือทีใ่ ช้ ตลับเมตรส�ำ หรบั วดั ขนาด เล่อื ยสำ�หรับตัดไม้ ปากกาหรอื ดนิ สอสำ�หรับก�ำ หนดระยะ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

133 กิจกรรมท่ี เรื่อง กำ�หนดประเดน็ การทดสอบ 6.4 ให้นกั เรียนกำ�หนดประเดน็ ในการประเมนิ ชนิ้ งาน โดยให้มคี วามสอดคล้องกบั ขอบเขตของปัญหาท่นี กั เรยี นได้ระบุไว้ ขอบเขตของปัญหา คอื ต้องการเก็บหนังสือในบ้านให้เป็นระเบียบ ทั้งเด็กและผู้ใหญ่สามารถหยิบใช้ได้ง่าย สามารถเก็บหนังสือได้ ทกุ ขนาด และใชง้ บประมาณในการแกป้ ญั หาไมม่ าก สามารถเกบ็ หนังสือได้เป็นระเบยี บ โดยไมล่ ม้ ระเกะระกะ ทัง้ เดก็ และผ้ใู หญส่ ามารถใชไ้ ดส้ ะดวก หยบิ หนังสอื ใชไ้ ดง้ า่ ย วางหนังสอื เกบ็ ได้หลายขนาด เช่น หนังสือเรยี น หนงั สืออ่านนอกเวลา นติ ยสาร ใช้วัสดุเหลือใช้ซ่งึ ช่วยประหยดั งบประมาณ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

134 กจิ กรรมที่ เร่อื ง ออกแบบวิธกี ารน�ำ เสนอ 6.5 ใหน้ กั เรียนร่วมกนั ออกแบบการน�ำ เสนอวิธแี กป้ ญั หาตามทนี่ กั เรียนระบไุ ว้ โดยเลอื กวิธใี ดวธิ ีหน่ึงหรอื หลายวิธีแลว้ บนั ทึก ขอ้ มลู ลงในตารางที่กำ�หนดให้ วธิ กี ารนำ�เสนอ ส่อื ประกอบ ข้อมูลทีน่ �ำ เสนอ ผนู้ �ำ เสนอ (ตัวอย่าง) น�ำ เสนอดว้ ย PowerPoint 1. คอมพวิ เตอร์ 1. สภาพปัญหา 1. ............................... 2. เคร่ืองฉายวีดิทศั น์ 2. ข้อมูลทีเ่ ก่ยี วขอ้ ง 2. ............................... 3. รีโมทเล่อื นเฟรม 3. วิธีการสบื คน้ ขอ้ มลู และ 3. ............................... 4. ล�ำ โพงขยายเสยี ง แหลง่ ข้อมลู สาธิตการทำ�งาน 4. การออกแบบและ ถา่ ยทอดความคดิ 5. วสั ดทุ ี่ใช้ เขียนรายงาน 6. เครือ่ งมอื ชา่ งทจี่ ำ�เป็น 7. การประกอบช้นิ งาน 8. วธิ ีการทดสอบและ แผน่ นำ�เสนอผลงาน ปรบั ปรุงแกไ้ ข 1. กระดาษส�ำ หรับ 1. ปัญหาทเ่ี ลือก น�ำ เสนอ 2. ข้อมลู ทร่ี วบรวมได้ 2. ปากกาสแี ตกตา่ งกนั 3. แนวทางการแกป้ ัญหา 4. แบบรา่ งของชิ้นงาน 5. การทำ�งานของชิ้นงาน และวสั ดทุ ่ีใช้ 6. ผลการทดสอบและ การปรับปรงุ แกไ้ ข 7. ผลการท�ำ งานของช้ินงาน หลงั การปรบั ปรุงแก้ไข สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

135 แผ่นพับประชาสมั พันธ์ เผยแพรผ่ า่ นสอื่ ออนไลน์ อนื่ ๆ ............................... สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

136 11. แนวค�ำ ตกทอิจา้ บกยรกบริจทมกรรม เรือ่ ง การทำ�ไอศกรมี แท่ง ให้นักเรียนศึกษาตัวอย่างการทำ�ไอศกรีมแท่งต่อไปน้ี แล้ววิเคราะห์ข้ันตอนการทำ�งานตามกระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรมโดยเขียนสรุปขัน้ ตอนลงในใบบันทกึ กิจกรรม การทำ�ไอศกรีมแท่ง น้อยหน่าเป็นนักเรียนช้ันมัธยมศึกษาปีที่ 1 ในโรงเรียนแห่งหนึ่ง ในอีก 3 สัปดาห์ข้างหน้า โรงเรียน ของนอ้ ยหนา่ จะมกี ารแขง่ ขนั กฬี าสี จากการสอบถามกองเชยี รแ์ ละนกั กฬี าพบวา่ สนิ คา้ ทอ่ี ยากใหม้ ขี ายในงานกฬี าสี คือไอศกรีมแท่ง หรือท่ีเรียกกันว่าไอติมหลอด เพื่อช่วยดับกระหายในระหว่างการจัดกิจกรรมกีฬาสี น้อยหน่าจึง ตัดสินใจทำ�ไอติมหลอดขายในงานร่วมกับเพ่ือน ๆ ในห้องเรียน เพ่ือนำ�เงินท่ีได้มาเก็บสะสมเป็นเงินประจำ�ของ ห้องเรียนสำ�หรับใช้ในกิจกรรมอื่น ๆ โดยไอติมหลอดท่ีต้องการทำ�ต้องสามารถทำ�ได้เร็วเพื่อให้ขายได้จำ�นวนมาก และมรี สชาตเิ ปน็ ทน่ี ยิ มของลกู ค้า น้อยหน่าจึงเริ่มศึกษาวิธีการทำ�ไอติมหลอดว่ามีวิธีการทำ�และส่วนผสมอะไรบ้าง ซึ่งพบว่าส่วนผสมหลัก ของการทำ�ไอติมหลอดประกอบด้วยเกลือ น�้ำ แข็งบด น�้ำ เปล่า หรอื เครอ่ื งดมื่ ทต่ี ้องการผสมเพ่อื ใหม้ ีรสชาตติ ่าง ๆ เชน่ นำ�้ หวาน น้�ำ อัดลม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

137 โดยปกติแล้วการทำ�เคร่ืองด่ืมให้เป็นของแข็งโดยนำ�ไปแช่ไว้ในช่องแช่แข็งของตู้เย็นจะใช้เวลานานและ ไมส่ ะดวกส�ำ หรบั สถานทที่ ไ่ี มม่ ไี ฟฟา้ ดงั นนั้ เพอื่ ลดเวลาและเพม่ิ ความสะดวกในการท�ำ ไอตมิ หลอด จงึ ตอ้ งเตมิ เกลอื ลงไปในนำ้�แข็งที่แช่ในถงั ซึ่งการเติมเกลอื ลงไปในน้ำ�แข็งเปน็ การท�ำ ใหน้ ำ�้ แขง็ มีจดุ หลอมเหลวต�ำ่ กว่า 0oC เมื่อเอา น้ำ�หวานหรือน้ำ�อัดลมไปแช่ในถังแชไ่ อตมิ หลอดทม่ี นี �ำ้ แขง็ ทเ่ี ตมิ เกลอื จะท�ำ ใหน้ �ำ้ หวานหรอื น�ำ้ อดั ลมเปลย่ี นสถานะ เป็นนำ้�แข็งกลายเป็นไอติมหลอดได้ ในกรณีท่ีไม่มีอุปกรณ์ในการทำ�สามารถใช้อุปกรณ์อ่ืน ๆ ทดแทนได้ เช่น ถังพลาสตกิ หรือกลอ่ งโฟมทใ่ี ชผ้ ้าหุ้มเปน็ ฉนวนเพื่อกันความร้อน นอกจากการเตมิ เกลอื แลว้ จะพบวา่ พอ่ คา้ แมค่ า้ จะเขยา่ ถงั ไอตมิ หลอดตลอดเวลา การเขยา่ ถงั ไอตมิ จะท�ำ ให้ เกลือเกิดการละลายได้ดี น�ำ้ แข็งจึงมจี ดุ หลอมเหลวต่�ำ กว่า 0oC ไดเ้ รว็ ขึน้ จงึ ทำ�ใหน้ ำ�้ หวานหรอื น้ำ�อัดลมกลายเปน็ ไอติมหลอดได้เร็วขึน้ หลังจากท่ีเข้าใจถึงวิธีการทำ�ไอติมหลอดแล้ว น้อยหน่าจึงมาคิดว่าต้องการทำ�ไอติมหลอดรสชาติใดบ้าง โดยนอ้ ยหนา่ ไดเ้ ลอื กน�ำ้ หวานและน�ำ้ อดั ลมในรสชาตทิ เี่ พอ่ื น ๆ สว่ นใหญช่ อบมากทส่ี ดุ จากนนั้ นอ้ ยหนา่ กเ็ รม่ิ ลงมอื ท�ำ ไอตมิ หลอดตามวธิ ที ไี่ ดศ้ กึ ษามาโดยใชน้ �้ำ หวานและน�ำ้ อดั ลมตามรสชาตทิ ไี่ ดเ้ ลอื กไว้ นอ้ ยหนา่ เตมิ น�ำ้ หวานและ น�ำ้ อดั ลมลงในแมพ่ มิ พ์ น�ำ ไปแชใ่ นถงั น�้ำ แขง็ ทเ่ี ตมิ เกลอื ลงไป จากนน้ั เขยา่ และสงั เกตผลทเี่ กดิ ขนึ้ วา่ ไดไ้ อตมิ หลอด ตามทต่ี อ้ งการหรือไม่ ซ่ึงนอ้ ยหน่าพบวา่ ยังไม่ไดไ้ อตมิ หลอดตามท่ีต้องการ จึงได้เตมิ เกลอื และเพมิ่ ปรมิ าณน้�ำ แขง็ ควบค่ไู ปกับการเขยา่ ให้นานขึน้ จนในทส่ี ุดน้อยหนา่ ก็ได้ไอติมหลอดตามทตี่ อ้ งการ หลงั จากท�ำ ไอตมิ หลอดเสรจ็ แลว้ นกั เรียนสามารถศึกษาการทำ�ไอศกรีมเพมิ่ เตมิ ไดท้ ี่ น้อยหน่าและเพ่ือน ๆ ก็ได้นำ�ไปขายใน http://www.scimath.org/weblink/7773.php งานกฬี าสี ซง่ึ พบวา่ ขายดมี าก เพอ่ื นสว่ น ใหญบ่ อกกบั นอ้ ยหนา่ วา่ ไอตมิ หลอดของ นอ้ ยหนา่ มรี สชาตอิ รอ่ ยและไมต่ อ้ งรอนาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

138 สรปุ ขั้นตอนการทำ�ไอศกรมี แทง่ ตามกระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม ดงั นี้ ระบปุ ญั หา น้อยหน่ากับเพอื่ น ๆ ต้องการทำ�ไอติมหลอดขายในงานกีฬาสขี องโรงเรยี น เพื่อนำ�เงนิ ที่ได้มาเกบ็ สะสมเปน็ เงนิ ประจำ�ของห้องเรียนใช้ในกิจกรรมอ่ืน ๆ โดยไอติมหลอดท่ีต้องการทำ�ต้องสามารถทำ�ได้เร็วเพื่อให้ขายได้จำ�นวนมาก และมีรสชาตเิ ป็นที่นยิ มของผู้ชื้อ รวบรวมข้อมูลและแนวคิดท่ีเก่ยี วขอ้ งกบั ปัญหา น้อยหน่าได้ไปรวบรวมวิธีการทำ�ไอติมหลอด พบว่าส่วนผสมหลักของการทำ�ไอติมหลอดประกอบด้วยเกลือ นำ้�แข็งบด น้ำ�เปล่า หรือเคร่ืองดื่มที่ต้องการผสมเพ่ือให้มีรสชาติต่าง ๆ เช่น น้ำ�หวาน นำ้�อัดลม โดยหากต้องการทำ� ไอติมหลอดให้ได้เร็วต้องเติมเกลือลงไปในนำ้�แข็งที่แช่ในถัง เพื่อทำ�ให้นำ้�แข็งมีจุดหลอมเหลวต่ำ�กว่า 0๐C เม่ือเอา น�้ำ หวานหรอื น�ำ้ อดั ลมไปแชใ่ นถงั แชไ่ อตมิ หลอดทเ่ี ตมิ เกลอื จะท�ำ ใหน้ �ำ้ หวานหรอื น�้ำ อดั ลมเปลย่ี นเปน็ น�้ำ แขง็ กลายเปน็ ไอติมหลอดได้ ในกรณีที่ไม่มีอุปกรณ์ในการทำ�สามารถใช้อุปกรณ์อ่ืน ๆ ทดแทนได้ เช่น ถังพลาสติก หรือกล่องโฟม ท่ใี ชผ้ า้ หมุ้ เปน็ ฉนวนเพ่อื กนั ความร้อน นอกจากการเตมิ เกลอื แลว้ จะตอ้ งเขยา่ ถงั ไอตมิ หลอดตลอดเวลา การเขยา่ ถงั ไอตมิ จะท�ำ ใหเ้ กลอื เกดิ การละลาย ได้ดี นำ�้ แขง็ จงึ มจี ดุ หลอมเหลวต�ำ่ กวา่ 0๐C ได้เรว็ ขนึ้ จึงท�ำ ใหน้ ้ำ�หวานหรอื น�ำ้ อดั ลมกลายเป็นไอตมิ หลอดได้เรว็ ขึน้ ออกแบบวิธกี ารแกป้ ญั หา น้อยหน่าออกแบบรสชาติของไอติมหลอดโดยเลือกนำ้�หวานและนำ้�อัดลมตามรสชาติที่เพ่ือน ๆ ส่วนใหญ่ชอบ ซึง่ ไดข้ ้อมลู จากการสอบถาม วางแผนและดำ�เนินการแกป้ ัญหา นอ้ ยหนา่ ลงมอื ท�ำ ไอตมิ หลอดตามวธิ ที ไ่ี ดศ้ กึ ษามา โดยใชน้ �้ำ หวานและน�ำ้ อดั ลมตามรสชาตทิ ไี่ ดเ้ ลอื กไว้ จากนน้ั เติมน้ำ�หวานและน้ำ�อัดลมลงในแม่พิมพ์ นำ�ไปแช่ในถังนำ้�แข็งที่เติมเกลือลงไปแล้วเขย่าและสังเกตผลท่ีเกิดข้ึนว่าได้ ไอตมิ หลอดตามท่ีต้องการหรอื ไม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

139 ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรุงแกไ้ ขวิธีการแก้ปัญหาหรอื ชิ้นงาน หลังจากลงมอื ทำ�ตามวธิ ที ไ่ี ดศ้ ึกษามาแลว้ น้อยหนา่ พบว่ายังไม่ไดไ้ อติมหลอดตามท่ตี อ้ งการ จงึ ไดเ้ ติมเกลือและ เพิ่มปรมิ าณน�้ำ แขง็ ควบคู่ไปกบั การเขยา่ ใหน้ านข้ึน จนในที่สดุ นอ้ ยหนา่ ก็ไดไ้ อตมิ หลอดตามทีต่ ้องการ นำ�เสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปญั หาหรือชน้ิ งาน นอ้ ยหนา่ และเพ่อื น ๆ น�ำ ไอติมหลอดไปขายในงานกีฬาสี ซึง่ พบว่าขายดมี าก เพือ่ นสว่ นใหญบ่ อกกบั นอ้ ยหนา่ ว่าไอตมิ หลอดของนอ้ ยหนา่ มรี สชาตอิ ร่อยและไมต่ อ้ งรอนาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี



แผนการจดั 7 กรณศี กึ ษาการท�ำ งาน การเรยี นรทู้ ่ี ตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม ตัวช้ีวดั และสาระการเรยี นรู้ จดุ ประสงค์การเรียนรู้ ทกั ษะและกระบวนการท่เี ปน็ จดุ เน้น ความรูเ้ ดมิ ทผ่ี ้เู รียนต้องมี สาระส�ำ คัญ สอื่ และอปุ กรณ์ แนวทางการจดั การเรียนรู้ การวดั และประเมินผล ขอ้ เสนอแนะ ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 1 เวลา 6 ชว่ั โมง

142 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 7 กรณศี กึ ษาการทำ�งานตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 1. ตวั ชี้วดั และสาระการเรียนรู้ 1.1 ตวั ชว้ี ดั 1) ระบปุ ญั หาหรือความต้องการในชีวติ ประจำ�วัน รวบรวม วเิ คราะหข์ อ้ มลู และแนวคิดท่ีเก่ียวข้องกบั ปัญหา 2) ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา โดยวเิ คราะหเ์ ปรยี บเทยี บ และตดั สนิ ใจเลอื กขอ้ มลู ทจ่ี �ำ เปน็ น�ำ เสนอแนวทางการแกป้ ญั หา ให้ผอู้ ื่นเขา้ ใจ วางแผนและดำ�เนนิ การแกป้ ัญหา 3) ทดสอบ ประเมินผล และระบุข้อบกพร่องท่ีเกิดข้ึน พร้อมทั้งหาแนวทางการปรับปรุงแก้ไข และนำ�เสนอผลการ แกป้ ญั หา 4) ใช้ความรู้และทักษะเก่ียวกับวัสดุ อุปกรณ์ เครื่องมือ กลไก ไฟฟ้า หรืออิเล็กทรอนิกส์เพ่ือแก้ปัญหาได้อย่างถูกต้อง เหมาะสมและปลอดภยั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรู้ที่ 7 143 กรณีศกึ ษาการท�ำ งานตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 1.2 สาระการเรยี นรู้ 1) ปัญหาหรือความต้องการในชีวิตประจำ�วันพบได้จากหลายบริบทขึ้นกับสถานการณ์ที่ประสบ เช่น การเกษตร การอาหาร 2) การแกป้ ญั หาจ�ำ เปน็ ตอ้ งสบื คน้ รวบรวมขอ้ มลู ความรจู้ ากศาสตรต์ า่ ง ๆ ทเี่ กยี่ วขอ้ ง เพอื่ น�ำ ไปสกู่ ารออกแบบแนวทาง การแกป้ ัญหา 3) การวิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเลือกข้อมูลที่จำ�เป็น โดยคำ�นึงถึงเง่ือนไขและทรัพยากรท่ีมีอยู่ ช่วยให้ได้ แนวทางการแก้ปญั หาทเ่ี หมาะสม 4) การออกแบบแนวทางการแกป้ ัญหาท�ำ ไดห้ ลากหลายวิธี เช่น การรา่ งภาพ การเขยี นแผนภาพ การเขยี นผังงาน 5) การกำ�หนดข้ันตอนและระยะเวลาในการทำ�งานก่อนด�ำ เนนิ การแกป้ ัญหาจะชว่ ยใหท้ �ำ งานส�ำ เร็จไดต้ ามเปา้ หมาย 6) การทดสอบและประเมินผลเป็นการตรวจสอบช้ินงานหรือวิธีการว่าสามารถแก้ปัญหาได้ตามวัตถุประสงค์เพื่อหา ขอ้ บกพร่อง และด�ำ เนินการปรบั ปรงุ ให้สามารถแก้ไขปญั หาได้ 7) การน�ำ เสนอผลงานเปน็ การถา่ ยทอดแนวคดิ เพอ่ื ใหผ้ อู้ น่ื เขา้ ใจเกย่ี วกบั กระบวนการท�ำ งานและชน้ิ งานหรอื วธิ กี ารทไ่ี ด้ ซึ่งสามารถท�ำ ไดห้ ลายวธิ ี เชน่ การเขียนรายงาน การทำ�แผ่นนำ�เสนอผลงาน 8) วัสดแุ ต่ละประเภทมสี มบัตแิ ตกต่างกนั เชน่ ไม้ โลหะ พลาสติก จงึ ต้องมีการวิเคราะหส์ มบัตเิ พือ่ เลือกใช้ใหเ้ หมาะสม กับลักษณะของงาน 9) การสร้างช้นิ งานอาจใช้ความรู้ เรื่องกลไก ไฟฟ้า อเิ ล็กทรอนกิ ส์ เชน่ LED บซั เซอร์ มอเตอร์ วงจรไฟฟา้ 10) อุปกรณ์และเคร่ืองมือในการสร้างช้ินงานหรือพัฒนาวิธีการมีหลายประเภท ต้องเลือกใช้ให้ถูกต้อง เหมาะสม และ ปลอดภยั รวมทง้ั รจู้ กั เกบ็ รักษา 2. จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ ประยกุ ตใ์ ชค้ วามรูใ้ นการแก้ปญั หาหรอื พัฒนางาน ตามกระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 3. ทกั ษะและกระบวนการทีเ่ ปน็ จุดเน้น 3.1 กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 3.2 ทักษะการสอ่ื สาร 3.3 ทกั ษะการคดิ อยา่ งมีวจิ ารณญาณ 3.4 ทักษะการคดิ เชงิ ระบบ 3.5 ทักษะความคดิ สร้างสรรค์ 3.6 ทกั ษะการแก้ปัญหา 3.7 ทักษะการทำ�งานร่วมกับผอู้ ืน่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

144 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 7 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี กรณศี กึ ษาการท�ำ งานตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 4. ความรู้เดิมท่ีผ้เู รียนตอ้ งมี 4.1 เทคโนโลยี เป็นส่ิงท่ีมนุษย์สร้างหรือพัฒนาข้ึน ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งช้ินงานหรือวิธีการ เพ่ือใช้แก้ปัญหา สนองความ ต้องการ หรอื เพ่ิมความสามารถในการทำ�งานของมนษุ ย์ 4.2 กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็นกระบวนการแก้ปัญหาหรือพัฒนางาน เพื่อสร้างแนวทางท่ีเหมาะสมท่ีสุด ในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการตามท่ีกำ�หนดไว้ ซึ่งประกอบไปด้วย 6 ข้ันตอน ได้แก่ ระบุปัญหา รวบรวมข้อมูลและ แนวคดิ ทเี่ กย่ี วขอ้ งกบั ปญั หา ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา วางแผนและด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หา ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ข วิธีการแกป้ ญั หาหรอื ชน้ิ งาน นำ�เสนอวิธกี ารแก้ปญั หา ผลการแก้ปัญหาหรือชนิ้ งาน 4.3 วัสดุมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีสมบัติบางประการที่เหมือนกัน และบางประการแตกต่างกัน การเลือกวัสดุ และสง่ิ ของตา่ ง ๆ มาใชง้ านหรอื สรา้ งสงิ่ ของเครอื่ งใชต้ อ้ งพจิ ารณาจากสมบตั ขิ องวสั ดเุ พอ่ื ใหเ้ หมาะสมกบั การใชง้ านและเพอื่ ความ ปลอดภัย นอกจากน้ันเคร่ืองมือช่างพื้นฐานท่ีใช้มีหลายประเภท หลายวัตถุประสงค์ จึงต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับประเภท ของงาน ใชอ้ ย่างถกู ตอ้ ง และคำ�นงึ ถงึ ความปลอดภัย 5. สาระสำ�คัญ การแกป้ ญั หาตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม จะเรม่ิ ตน้ จากการระบปุ ญั หา จากนนั้ จงึ รวบรวมขอ้ มลู ทเ่ี กยี่ วขอ้ ง กบั การแกป้ ญั หา แล้วตดั สนิ ใจเลอื กวธิ ีการแกป้ ญั หาที่เหมาะสมกับสถานการณแ์ ละเงื่อนไขท่มี อี ยู่ เม่ือไดว้ ิธีการในการแกป้ ัญหา แลว้ กน็ �ำ วธิ กี ารนน้ั มาออกแบบโดยก�ำ หนดรายละเอยี ดของการแกป้ ญั หาทชี่ ดั เจน ซงึ่ วธิ กี ารแกป้ ญั หานน้ั สามารถท�ำ ไดใ้ นรปู แบบ ของวิธกี ารหรอื สร้างออกมาเปน็ ช้ินงาน จากน้ันลงมอื สรา้ งตามทไ่ี ด้ออกแบบไว้ การสร้างช้นิ งานตอ้ งใช้ความร้ใู นการเลอื กวสั ดุที่ เหมาะสมกบั การสรา้ งชนิ้ งาน และตอ้ งมที กั ษะการใชเ้ ครอ่ื งมอื หรอื อปุ กรณใ์ นการสรา้ งชน้ิ งานอยา่ งถกู ตอ้ งและใชอ้ ยา่ งปลอดภยั เมื่อสร้างเสร็จก็มีการทดสอบการทำ�งานว่าเป็นไปตามเงื่อนไขที่กำ�หนดไว้หรือไม่ หากเกิดข้อบกพร่องก็มีการปรับปรุงแก้ไข เพอ่ื ใหท้ �ำ งานไดอ้ ยา่ งสมบรู ณม์ ากขน้ึ ซง่ึ การท�ำ งานในบางครง้ั อาจมกี ารยอ้ นขน้ั ตอนกลบั ไปมาเพอ่ื พฒั นางานใหม้ ปี ระสทิ ธภิ าพยง่ิ ขน้ึ 6. ส่ือและอุปกรณ์ ใบกิจกรรม เรอ่ื ง เวลา (นาที) กิจกรรมที่ 7.1 สรปุ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจากกรณีศึกษา 60 กจิ กรรมทา้ ยบท การแก้ปญั หาตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม - กิจกรรมย่อยท่ี 1 ระบปุ ญั หา 60 กจิ กรรมย่อยท่ี 2 สืบคน้ และรวบรวมข้อมูล 60 กจิ กรรมยอ่ ยท่ี 3 ออกแบบวธิ ีการแกป้ ัญหา 60 กิจกรรมยอ่ ยท่ี 4 วางแผนการแกป้ ญั หา 60 กิจกรรมยอ่ ยท่ี 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ข 60 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี