คู่มือครู-ม-4

คู่มอื ครู รายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์ วชิ า เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ช้ัน มัธยมศึกษาปที ่ี ๔ ตามมาตรฐานการเรยี นรแู้ ละตัวชีว้ ัด กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรับปรงุ พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลกั สตู รแกนกลางการศึกษาข้นั พนื้ ฐาน พุทธศกั ราช ๒๕๕๑ จัดทำ�โดย สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธกิ าร copyright@2018

คำ�นำ� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) มีหน้าท่ีในการพัฒนาหลักสูตร วิธีการเรียนรู้ การประเมินผล การจัดทำ�หนังสือเรียน คู่มือครู แบบฝึกทักษะ กิจกรรม และส่ือการเรียนรู้ เพือ่ ใช้ประกอบการเรียนรใู้ นกลุ่มสาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์ของการจดั การศกึ ษาข้ันพ้นื ฐาน คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษา ปที ่ี ๔ นจ้ี ดั ท�ำ ตามสาระและมาตรฐานการเรยี นรู้ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาข้ันพ้นื ฐาน พุทธศกั ราช ๒๕๕๑ โดยมีเนอื้ หาเกี่ยวกับหลักสตู รเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ตารางวิเคราะห์การจัดทำ�หน่วยการเรียนรู้ รวมท้ังตัวอย่างแผนการจัดการ เรียนรู้ที่สอดคล้องกับหนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ช้นั มัธยมศกึ ษาปีที่ ๔ ที่ต้องใชค้ วบคกู่ นั สสวท. หวงั เปน็ อยา่ งยงิ่ วา่ คมู่ อื ครเู ลม่ นจ้ี ะเปน็ ประโยชนต์ อ่ การจดั การเรยี นรู้ และเปน็ สว่ นส�ำ คญั ในการพัฒนาคุณภาพและมาตรฐานการศึกษา กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ขอขอบคุณผู้ทรงคุณวุฒิ บุคลากรทางการศกึ ษาและหนว่ ยงานตา่ ง ๆ ทม่ี ีสว่ นเกีย่ วขอ้ งในการจัดท�ำ ไว้ ณ โอกาสน้ี (นางพรพรรณ ไวทยางกูร) ผ้อู �ำ นวยการสถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ

ค�ำ ชี้แจง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (สสวท.) ไดจ้ ดั ท�ำ ตวั ชว้ี ดั และสาระการเรยี นรู้ แกนกลาง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษา ขน้ั พืน้ ฐานพุทธศักราช ๒๕๕๑ โดยมจี ดุ เนน้ เพอ่ื ต้องการพฒั นาผู้เรียนให้มีความร้คู วามสามารถที่ทัดเทียม กบั นานาชาติ ไดเ้ รยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรท์ เ่ี ชอ่ื มโยงความรกู้ บั กระบวนการ ใชก้ ระบวนการสบื เสาะหาความรแู้ ละ แก้ปัญหาที่หลากหลาย มีการทำ�กิจกรรมด้วยการลงมือปฏิบัติเพื่อให้ผู้เรียนได้ใช้ทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ และทักษะแห่งศตวรรษที่ ๒๑ ซึ่งในปีการศึกษา ๒๕๖๑ เป็นต้นไป โรงเรียนจะต้องใช้ หลักสูตรกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) โดยได้มีการย้ายสาระเทคโนโลยี ออกจากกลุ่มสาระการเรียนรู้การงานอาชีพและเทคโนโลยี มาอยู่ในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เน่ืองจากความรูด้ ้านเทคโนโลยี ทงั้ การออกแบบและเทคโนโลยี และวิทยาการค�ำ นวณ เปน็ พ้ืนฐานทส่ี �ำ คญั และเชื่อมโยงกับวิทยาศาสตร์ได้เป็นอย่างดี สสวท. จึงได้จัดทำ�คู่มือครูประกอบการใช้หนังสือเรียน รายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ช้ันมัธยมศึกษาปที ี่ ๔ ท่ีเป็นไปตาม มาตรฐานหลกั สตู รเพื่อให้โรงเรียนน�ำ ไปจดั การเรยี นการสอนในชน้ั เรียน คู่มือครูรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ช้ันมัธยมศึกษา ปีท่ี ๔ น้ี มเี น้อื หาเกย่ี วกับหลกั สตู รเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ค�ำ ชีแ้ จงการใช้คมู่ อื ครู ตาราง วิเคราะห์การจัดทำ�หน่วยการเรียนรู้ รวมท้ังตัวอย่างแผนการจัดการเรียนรู้ที่สอดคล้องกับหนังสือเรียน โดยมีจุดประสงค์ให้ผู้เรียนมีความรู้ ความเข้าใจเก่ียวกับ ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน การเปล่ียนแปลง ของเทคโนโลยี ผลกระทบของเทคโนโลยี วัสดุ และเครือ่ งมือพื้นฐาน กลไก ไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนกิ ส์ และ การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ซ่ึงครูผู้สอนสามารถนำ�ไปใช้เป็นแนวทางในการ วางแผนการจัดการเรียนรู้ให้บรรลุจุดประสงค์ที่ตั้งไว้ โดยสามารถนำ�ไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ได้ตามความ เหมาะสมและความพร้อมของโรงเรียน ในการจัดทำ�คู่มือครูเล่มนี้ ได้รับความร่วมมือเป็นอย่างดีย่ิงจาก ผู้ทรงคุณวุฒิ นักวิชาการอิสระ คณาจารย์ รวมทั้งครูผู้สอน นักวิชาการ จากสถาบัน และสถานศึกษา ท้ังภาครัฐและเอกชน จึงขอขอบคุณมา ณ ท่ีนี้ สสวท. หวังเป็นอย่างยิ่งว่าคู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและ เทคโนโลยี) เล่มน้ี จะเป็นประโยชน์แก่ผู้สอน และผู้ท่ีเก่ียวข้องทุกฝ่าย ท่ีจะช่วยให้การจัดการศึกษา ดา้ นวทิ ยาศาสตรม์ ปี ระสทิ ธภิ าพและประสทิ ธผิ ล หากมขี อ้ เสนอแนะใดทจ่ี ะท�ำ ใหค้ มู่ อื ครเู ลม่ นม้ี คี วามสมบรู ณ์ ย่ิงข้ึน โปรดแจ้ง สสวท. ทราบด้วย จะขอบคณุ ย่ิง สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศกึ ษาธิการ

สารบญั หนา้ เนอื้ หา สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) 1 คำ�ช้แี จงการใชค้ ู่มอื คร ู 7 ตารางวเิ คราะห์การจดั ทำ�หน่วยการเรยี นรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 17 แผนการจัดการเรยี นรูท้ ี่ 1 ระบบทางเทคโนโลยที ซ่ี บั ซ้อน 29 แผนการจัดการเรียนร้ทู ่ี 2 การเปล่ียนแปลงของเทคโนโลย ี 47 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 3 ผลกระทบของเทคโนโลย ี 57 แผนการจัดการเรยี นรูท้ ่ี 4 วัสดแุ ละเครือ่ งมอื พ้ืนฐาน 69 แผนการจัดการเรียนรทู้ ี่ 5 กลไก ไฟฟ้า และอเิ ล็กทรอนิกส์ 85 แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 6 กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 101 แผนการจัดการเรยี นรทู้ ่ี 7 กรณศี ึกษาการแกป้ ัญหาตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 117 ภาคผนวก 131

1 สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 1. เป้าหมายของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์เป็นสาระ ทม่ี ุง่ พฒั นาผู้เรยี นแบบองค์รวมเพอ่ื ให้มคี วามรู้ ความสามารถ มที ักษะในการคดิ วเิ คราะห์ แกป้ ญั หา อย่างเป็นข้นั ตอน และเป็นระบบ เพ่ือแก้ปัญหาในชีวิตจริงอย่างสร้างสรรค์ โดยเป็นสาระเก่ียวกับ การพฒั นาผเู้ รยี นใหม้ คี วามรคู้ วามเขา้ ใจเกย่ี วกบั เทคโนโลยเี พอ่ื ด�ำ รงชวี ติ ในสงั คมทม่ี กี ารเปลย่ี นแปลง อยา่ งรวดเรว็ ใชค้ วามรแู้ ละทกั ษะทางดา้ นวทิ ยาศาสตร์ คณติ ศาสตร์ และศาสตรอ์ น่ื ๆ เพอ่ื แกป้ ญั หา หรอื พฒั นางานอยา่ งมคี วามคดิ สรา้ งสรรคด์ ว้ ยกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม เลอื กใชเ้ ทคโนโลยี อย่างเหมาะสมโดยค�ำ นงึ ถึงผลกระทบตอ่ ชวี ิต สงั คม และสิง่ แวดลอ้ ม 2. คณุ ภาพผ้เู รียนของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) จัดให้มีการเรียนการสอนต้ังแต่ระดับ มธั ยมศกึ ษาตอนตน้ จนถงึ ระดบั มธั ยมศกึ ษาตอนปลาย โดยมคี วามคาดหวงั เพอื่ ใหไ้ ดค้ ณุ ภาพผเู้ รยี น เม่อื จบการศกึ ษา ดงั นี้ จบชัน้ มัธยมศกึ ษาปที ่ี 6 วเิ คราะห์แนวคดิ หลักของเทคโนโลยี ไดแ้ ก่ ระบบทางเทคโนโลยที ่ซี ับซอ้ น การเปลี่ยนแปลง ของเทคโนโลยี ความสัมพันธ์ระหว่างเทคโนโลยีกับศาสตร์อื่น โดยเฉพาะวิทยาศาสตร์ หรือ คณิตศาสตร์ วิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเพ่ือเลือกใช้เทคโนโลยี โดยคำ�นึงถึงผลกระทบ ตอ่ ชวี ิต สงั คม เศรษฐกจิ และสง่ิ แวดล้อม ประยกุ ต์ใช้ความรู้ ทกั ษะ ทรพั ยากรเพือ่ ออกแบบ สรา้ ง หรอื พฒั นาผลงานส�ำ หรบั แกป้ ญั หาทม่ี ผี ลกระทบตอ่ สงั คมโดยใชก้ ระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม ใช้ซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบและนำ�เสนอผลงาน เลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ และเคร่ืองมือได้ อยา่ งถูกตอ้ ง เหมาะสม ปลอดภัย รวมทงั้ ค�ำ นงึ ถงึ ทรพั ย์สนิ ทางปัญญา 3. มาตรฐานการเรยี นรสู้ าระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) กลมุ่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ สาระท่ี 4 เทคโนโลยี มาตรฐาน ว 4.1 การออกแบบและเทคโนโลยี เขา้ ใจแนวคดิ หลกั ของเทคโนโลยเี พอื่ การด�ำ รงชวี ติ ในสงั คมทมี่ กี ารเปลยี่ นแปลงอยา่ ง รวดเรว็ ใชค้ วามรแู้ ละทกั ษะทางดา้ นวทิ ยาศาสตร์ คณติ ศาสตร์ และศาสตรอ์ นื่ ๆ เพอ่ื แกป้ ญั หาหรอื พัฒนางานอย่างมีความคิดสร้างสรรค์ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เลือกใช้เทคโนโลยี อยา่ งเหมาะสมโดยคำ�นงึ ถึงผลกระทบต่อชีวิต สงั คม และสง่ิ แวดลอ้ ม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

2 เปา้ หมายของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) มุ่งพัฒนาผู้เรียนใหม้ คี วามรู้ ความเข้าใจเก่ียวกับเทคโนโลยี เพื่อดำ�รงชีวิตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ใช้ความรู้ และทักษะเพ่ือแก้ปัญหาหรือพัฒนางานอย่าง มีความคิดสร้างสรรค์ด้วยกระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรม บูรณาการกับศาสตร์อื่น โดยเฉพาะวิทยาศาสตร์ หรือคณิตศาสตร์ อย่างเหมาะสม เลอื กใช้เทคโนโลยีโดยคำ�นงึ ถึงผลกระทบต่อชวี ติ สังคม และสงิ่ แวดล้อม สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) แบ่งออกเป็น 3 หัวข้อหลัก ได้แก่ ความรู้ และความเขา้ ใจเกยี่ วกบั เทคโนโลยี กระบวนการออกแบบ และความรแู้ ละทกั ษะพน้ื ฐานเฉพาะดา้ น หวั ขอ้ หลกั ท่ี 1 ความรแู้ ละความเขา้ ใจเกย่ี วกบั เทคโนโลยี ประกอบดว้ ยหวั ขอ้ ยอ่ ย ตอ่ ไปน้ี 1) ความหมายของเทคโนโลยี 2) ระบบทางเทคโนโลยี 3) การเปล่ยี นแปลงของเทคโนโลยี 4) ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งเทคโนโลยกี ับศาสตร์อน่ื 5) ผลกระทบของเทคโนโลยี หัวข้อหลกั ที่ 2 กระบวนการออกแบบ กระบวนการออกแบบ (design process) ในสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี เปน็ กระบวนการแกป้ ญั หาหรอื พฒั นางานอยา่ งเปน็ ขนั้ ตอน โดยใชค้ วามรแู้ ละทกั ษะ รวมทงั้ ความคดิ สร้างสรรค์ ซ่ึงในที่นี้ใช้กระบวนการท่ีเรียกว่า กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (engineering design process) โดยมีขั้นตอน ดงั นี้ 1) ระบปุ ัญหา 2) รวบรวมข้อมลู และแนวคิดที่เกย่ี วข้องกับปัญหา 3) ออกแบบวธิ ีการแก้ปญั หา 4) วางแผนและด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หา 5) ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรุงแก้ไขวธิ ีการแกป้ ัญหาหรอื ช้นิ งาน 6) นำ�เสนอวิธกี ารแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือช้ินงาน หัวขอ้ หลักที่ 3 ความรูแ้ ละทกั ษะพน้ื ฐานเฉพาะดา้ น ความรู้และทักษะพ้ืนฐานท่ีจำ�เป็นสำ�หรับการแก้ปัญหาหรือพัฒนางานในสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ไดแ้ ก่ 1) วสั ดุ อปุ กรณ์ และเครอ่ื งมอื พน้ื ฐาน 2) กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

3 4. ตวั ชว้ี ดั และสาระการเรยี นรแู้ กนกลางของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 4 ช้นั ตัวช้ีวัด สาระการเรียนรู้แกนกลาง ม.4 1. วิเคราะห์แนวคิดหลักของ ระบบทางเทคโนโลยี เป็นกลุ่มของส่วนต่าง ๆ ต้ังแต่ เทคโนโลยี ความสัมพันธ์ สองส่วนข้ึนไปประกอบเข้าด้วยกันและทำ�งานร่วมกัน กับศาสตร์อ่ืนโดยเฉพาะ เพ่ือให้บรรลุวัตถุประสงค์ โดยในการทำ�งานของระบบ วทิ ยาศาสตร์ หรอื คณติ ศาสตร์ ทางเทคโนโลยีจะประกอบไปด้วย ตัวป้อน (input) รวมทงั้ ประเมนิ ผลกระทบท่ี กระบวนการ (process) และผลผลิต (output) จะเกิดข้ึนต่อมนุษย์ สังคม ท่ีสัมพันธ์กัน นอกจากนี้ระบบทางเทคโนโลยีอาจมี เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม ขอ้ มลู ยอ้ นกลบั (feedback) เพอ่ื ใชป้ รบั ปรงุ การท�ำ งาน เพื่อเป็นแนวทางในการ ได้ตามวัตถุประสงค์ โดยระบบทางเทคโนโลยีอาจมี พฒั นาเทคโนโลยี ระบบย่อยหลายระบบ (subsystems) ที่ทำ�งาน สัมพันธ์กันอยู่ และหากระบบย่อยใดทำ�งานผิดพลาด จะสง่ ผลต่อการทำ�งานของระบบอ่นื ด้วย เทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ตั้งแต่อดีต จนถึงปัจจุบัน ซึ่งมีสาเหตุหรือปัจจัยมาจากหลายด้าน เช่น ปัญหา ความต้องการ ความก้าวหน้าของศาสตร์ ตา่ ง ๆ เศรษฐกจิ สงั คม วฒั นธรรม ส่งิ แวดล้อม 2. ระบปุ ญั หาหรอื ความตอ้ งการ ปัญหาหรือความต้องการท่ีมีผลกระทบต่อสังคม เช่น ที่ มี ผ ล ก ร ะ ท บ ต่ อ สั ง ค ม ปญั หาดา้ นการเกษตร อาหาร พลงั งาน การขนสง่ สขุ ภาพ รวบรวม วเิ คราะหข์ อ้ มลู และ และการแพทย์ การบริการ ซึ่งแต่ละด้านอาจมีได้ แนวคดิ ทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปญั หา หลากหลายปญั หา ที่ มี ค ว า ม ซั บ ซ้ อ น เ พื่ อ การวเิ คราะหส์ ถานการณป์ ัญหาโดยอาจใช้เทคนคิ หรอื สงั เคราะหว์ ธิ กี าร เทคนคิ ใน วธิ กี ารวเิ คราะหท์ หี่ ลากหลาย ชว่ ยใหเ้ ขา้ ใจเงอ่ื นไขและ การแก้ปัญหา โดยคำ�นึงถึง กรอบของปัญหาได้ชัดเจน จากน้ันดำ�เนินการสืบค้น ความถูกต้องด้านทรัพย์สิน รวบรวมข้อมูล ความรู้จากศาสตร์ต่าง ๆ ท่ีเก่ียวข้อง ทางปัญญา เพือ่ น�ำ ไปสู่การออกแบบแนวทางการแก้ปญั หา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

4 ชน้ั ตวั ชวี้ ัด สาระการเรียนรแู้ กนกลาง 3. ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา การวิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเลือกข้อมูลท่ี โดยวิเคราะห์เปรียบเทียบ จำ�เป็น โดยคำ�นึงถึงทรัพย์สินทางปัญญา เงื่อนไขและ และตัดสินใจเลือกข้อมูลท่ี ทรพั ยากร เชน่ งบประมาณ เวลา ขอ้ มลู และสารสนเทศ จำ�เป็นภายใต้เงื่อนไขและ วัสดุ เคร่ืองมือและอุปกรณ์ ช่วยให้ได้แนวทางการ ทรัพยากรที่มีอยู่ นำ�เสนอ แกป้ ญั หาที่เหมาะสม แนวทางการแก้ปัญหาให้ การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หาท�ำ ไดห้ ลากหลายวธิ ี ผู้อื่นเข้าใจด้วยเทคนิคหรือ เชน่ การร่างภาพ การเขียนแผนภาพ การเขียนผังงาน วธิ กี ารทห่ี ลากหลาย โดยใช้ ซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบและนำ�เสนอมีหลาก ซอฟตแ์ วรช์ ว่ ยในการออกแบบ หลายชนิดจึงตอ้ งเลือกใช้ใหเ้ หมาะกับงาน วางแผนขน้ั ตอนการท�ำ งาน การกำ�หนดขั้นตอนและระยะเวลาในการทำ�งานก่อน และด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หา ด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หาจะชว่ ยใหก้ ารท�ำ งานส�ำ เรจ็ ไดต้ าม เปา้ หมาย และลดขอ้ ผดิ พลาดของการท�ำ งานทอ่ี าจเกดิ ขน้ึ 4. ทดสอบ ประเมนิ ผล วเิ คราะห์ และให้เหตุผลของปัญหา การทดสอบและประเมินผลเป็นการตรวจสอบชิ้นงาน หรือข้อบกพร่องที่เกิดขึ้น หรือวิธีการว่าสามารถแก้ปัญหาได้ตามวัตถุประสงค์ ภ า ย ใ ต้ ก ร อ บ เ งื่ อ น ไ ข ภายใตก้ รอบของปญั หา เพอ่ื หาขอ้ บกพรอ่ ง และด�ำ เนนิ หาแนวทางการปรับปรุง การปรับปรุง โดยอาจทดสอบซำ้�เพ่ือให้สามารถแก้ไข แก้ไข และนำ�เสนอผลการ ปัญหาได้อยา่ งมีประสิทธภิ าพ แก้ปัญหา พร้อมท้ังเสนอ การน�ำ เสนอผลงานเปน็ การถา่ ยทอดแนวคดิ เพอื่ ใหผ้ อู้ น่ื แนวทางการพัฒนาตอ่ ยอด เข้าใจเก่ียวกับกระบวนการทำ�งานและช้ินงานหรือ วิธีการที่ได้ ซึ่งสามารถทำ�ได้หลายวิธี เช่น การทำ� 5. ใช้ความรู้และทักษะเก่ียว แผ่นนำ�เสนอผลงาน การจัดนิทรรศการ การนำ�เสนอ กับวัสดุ อุปกรณ์ เคร่ืองมือ ผา่ นสอื่ ออนไลน์ หรอื การน�ำ เสนอตอ่ ภาคธรุ กจิ เพอ่ื การ กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ พฒั นาต่อยอดสู่งานอาชพี และเทคโนโลยที ซี่ บั ซอ้ นใน การแกป้ ญั หาหรอื พฒั นางาน วสั ดแุ ตล่ ะประเภทมสี มบตั แิ ตกตา่ งกนั เชน่ ไมส้ งั เคราะห์ ได้อย่างถูกต้อง เหมาะสม โลหะ จึงต้องมีการวิเคราะห์สมบัติเพื่อเลือกใช้ให้ และปลอดภยั เหมาะสมกับลักษณะของงาน การสร้างชิ้นงานอาจใช้ความรู้ เร่ือง กลไก ไฟฟ้า อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ เชน่ LDR sensor เฟอื ง รอก คาน วงจร สำ�เร็จรปู อุปกรณ์และเคร่ืองมือในการสร้างช้ินงาน หรือพัฒนา วธิ กี ารมหี ลายประเภท ตอ้ งเลอื กใชใ้ หถ้ กู ตอ้ ง เหมาะสม และปลอดภยั รวมท้ังรู้จกั เกบ็ รกั ษา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

5 5. ทกั ษะและกระบวนการทส่ี �ำ คญั ในสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี การจัดการเรียนรู้สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) เพ่ือพัฒนาความสามารถ ของผู้เรียนในการแก้ปัญหาหรือพัฒนางานอย่างสร้างสรรค์ ผู้เรียนจะได้รับการพัฒนาทักษะและ กระบวนการท่ีจำ�เป็นต่อการดำ�รงชีวิตผ่านการจัดการเรียนรู้ท่ีเน้นการลงมือปฏิบัติ ซ่ึงทักษะและ กระบวนการสำ�คญั ของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ได้แก่ 1) กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม เปน็ กระบวนการแกป้ ญั หาหรอื พฒั นางานประกอบ ไปดว้ ย ข้ันตอนดงั น้ี ข้ันระบุปัญหา (problem identification) เป็นการทำ�ความเข้าใจปัญหาหรือ ความตอ้ งการ วเิ คราะหเ์ งอ่ื นไขหรอื ขอ้ จ�ำ กดั ของสถานการณป์ ญั หา เพอ่ื ก�ำ หนดขอบเขตของปญั หา ซง่ึ จะนำ�ไปสู่การสร้างช้นิ งานหรอื พฒั นาวิธกี ารในการแกป้ ญั หา ขนั้ รวบรวมขอ้ มลู และแนวคดิ ทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั ปญั หา (related information search) เป็นการรวบรวมข้อมูลและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี หรือศาสตร์อื่น ๆ ที่เก่ียวข้องกับแนวทางการแก้ปญั หา เพือ่ นำ�ไปสกู่ ารออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา ขั้นออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (solution design) เป็นการนำ�ข้อมูลท่ีได้มาวิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเลือกข้อมูลท่ีจำ�เป็นสำ�หรับการแก้ปัญหา โดยคำ�นึงถึงเงื่อนไขหรือ ทรพั ยากรทม่ี อี ยู่ แลว้ ออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา โดยอาจรา่ งภาพ เขยี นเปน็ แผนภาพ หรอื ผงั งาน ข้ันวางแผนและดำ�เนินการแก้ปัญหา (planning and development) เป็นการ ก�ำ หนดล�ำ ดบั ขนั้ ตอนของการแกป้ ญั หา และเวลาในการด�ำ เนนิ งานแตล่ ะขนั้ ตอน แลว้ ลงมอื แกป้ ญั หา ตามทอ่ี อกแบบและวางแผนไว้ ข้ันทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือช้ินงาน (testing, evaluation and design improvement) เปน็ การทดสอบและประเมนิ ผลการท�ำ งานของชน้ิ งาน หรอื วธิ กี าร โดยผลทไ่ี ดอ้ าจน�ำ มาใชใ้ นการปรบั ปรงุ และพฒั นาการแกป้ ญั หาใหม้ ปี ระสทิ ธภิ าพมากขน้ึ ขัน้ น�ำ เสนอวิธกี ารแก้ปัญหา ผลการแก้ปญั หาหรอื ช้ินงาน (presentation) เป็นการ นำ�เสนอแนวคดิ และขน้ั ตอนการสร้างชน้ิ งานหรอื การพฒั นาวธิ ีการใหผ้ ้อู ื่นเข้าใจ ทั้งน้ีในการแก้ปัญหาตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมน้ันไม่ได้มีลำ�ดับขั้นตอน ที่แน่นอนโดยข้ันตอนท้ังหมดสามารถยอ้ นกลบั ไปมาได้ และอาจมกี ารท�ำ งานซ�ำ้ (iterative cycle) ในบางขน้ั ตอนหากตอ้ งการพฒั นาหรอื ปรบั ปรงุ ใหด้ ขี น้ึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

6 2) การคดิ เชงิ ระบบ เปน็ การคดิ ถงึ สงิ่ หนง่ึ สง่ิ ใดทมี่ องภาพรวมเปน็ ระบบ โดยมหี ลกั การและ เหตุผล มีการจัดระเบียบข้อมูลหรือความสัมพันธ์ขององค์ประกอบต่าง ๆ ให้เป็นแบบแผนหรือ กระบวนการท่ชี ดั เจน 3) ความคิดสร้างสรรค์ เป็นการใช้เทคนิคในการสร้างสรรค์มุมมองอย่างหลากหลายและ แปลกใหม่ ซงึ่ อาจจะพฒั นาจากของเดมิ หรอื คดิ ใหม่ วเิ คราะหแ์ ละประเมนิ แนวคดิ เพอ่ื พฒั นาความ คิดสร้างสรรค์ให้ได้มากที่สุด นำ�ไปสู่การลงมือปฏิบัติตามความคิดสร้างสรรค์ให้ได้ผลสำ�เร็จท่ีเป็น รูปธรรม ความคดิ สร้างสรรคป์ ระกอบด้วย 4 ลักษณะ คือ 1) ความคิดริเริ่ม เป็นความสามารถในการคิดที่แปลกใหม่ แตกต่างจากความคิดเดิม ประยกุ ตใ์ หเ้ กิดสง่ิ ใหม่ ไม่ซำ้�กบั ของเดิม 2) ความคิดคล่อง เป็นความสามารถในการคิดหาคำ�ตอบได้อย่างคล่องแคล่ว รวดเร็ว และมีปรมิ าณมากในเวลาจำ�กัด 3) ความคิดยืดหยุ่น เป็นความสามารถในการคิดหาคำ�ตอบได้หลายประเภทและหลาย ทศิ ทาง ดัดแปลงจากสงิ่ หนงึ่ ไปเป็นหลายสิ่งได้ 4) ความคดิ ละเอยี ดลออ เปน็ ความสามารถในการคดิ รายละเอยี ดหรอื ขยายความคดิ หลกั ใหส้ มบรู ณ์ และรวมถึงการเชอื่ มโยงความสัมพนั ธข์ องสงิ่ ต่าง ๆ อย่างมคี วามหมาย 4) การคิดอย่างมีวิจารณญาณ เป็นการคิดโดยใช้เหตุผลที่หลากหลายเหมาะสมกับ สถานการณ์ มกี ารวเิ คราะหแ์ ละประเมนิ หลกั ฐานและขอ้ คดิ เหน็ ดว้ ยมมุ มองทห่ี ลากหลาย สงั เคราะห์ แปลความหมาย และลงข้อสรุปได้อย่างสมเหตุสมผล รวมท้ังสะท้อนความคิดโดยใช้ประสบการณ์ และกระบวนการเรยี นรู้ 5) การคิดวิเคราะห์ เป็นการจําแนก แจกแจงองค์ประกอบต่าง ๆ ของส่ิงใดส่ิงหน่ึง หรือ เรื่องใดเร่ืองหน่ึง และหาความสัมพันธ์เชิงเหตุผลระหว่างองค์ประกอบเหล่าน้ัน เพ่ือค้นหาสาเหตุ ท่ีแท้จรงิ ของส่งิ ทเี่ กิดขน้ึ 6) การส่อื สาร เป็นการเรียบเรยี งความคิดและสอ่ื สารแนวคดิ ในการแก้ปญั หาให้ผ้อู น่ื เข้าใจ อยา่ งชดั เจน สามารถใชว้ ธิ กี ารสอื่ สารเพอื่ ใหบ้ รรลเุ ปา้ หมายไดห้ ลายรปู แบบ เชน่ การพดู การเขยี น บรรยาย การรา่ งภาพ และการใชส้ อ่ื มัลติมเี ดยี 7) การทำ�งานร่วมกับผู้อ่ืน เป็นความสามารถในการทำ�งานร่วมกับผู้อ่ืน มีความยืดหยุ่น มีความรับผิดชอบร่วมกัน เคารพในความคิด เห็นคุณค่า และเข้าใจบทบาทของผู้อ่ืน เพื่อทำ�งาน ให้บรรลเุ ป้าหมายร่วมกนั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

7 ค�ำ ช้ีแจงการใชค้ มู่ อื ครู สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้จัดทำ�คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 4 ส�ำ หรบั ใชค้ วบคกู่ บั หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพน้ื ฐาน วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 4 สาระเทคโนโลยี กลุ่มสาระการเรยี นร้วู ทิ ยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรงุ พ.ศ. 2560) ตามหลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาขน้ั พ้นื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 เพอ่ื อ�ำ นวยประโยชนแ์ กผ่ สู้ อน ใชเ้ ปน็ แนวทางในการจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้ การวดั และ ประเมนิ ผลตามมาตรฐานการเรียนรู้และตวั ชีว้ ัด การจัดการเรียนรู้สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 4 ไดเ้ สนอใหใ้ ชเ้ วลาในการจดั การเรยี นรไู้ มน่ อ้ ยกวา่ 40 ชว่ั โมง ทง้ั นข้ี น้ึ อยกู่ บั ความเหมาะสม และความพรอ้ มของโรงเรยี น เพอ่ื ใหผ้ เู้ รยี นสามารถบรรลุมาตรฐานการเรียนร้แู ละตวั ช้ีวัด ผู้สอนควรศกึ ษา และท�ำ ความเขา้ ใจเกย่ี วกบั แนวทางการจดั การเรยี นรตู้ ามทไ่ี ดเ้ สนอแนะไว้ อยา่ งไรกต็ ามผสู้ อนอาจปรบั เปลย่ี น กจิ กรรมและออกแบบกจิ กรรมการเรยี นรู้ ไดต้ ามความเหมาะสม โดยค�ำ นงึ ถงึ ความพรอ้ มและศกั ยภาพ ของผู้เรียนรวมท้ังเปา้ หมายการจัดการเรียนรู้เป็นส�ำ คัญ 1. วตั ถปุ ระสงค์ของการจดั ทำ�คมู่ ือครู คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 4 จัดทำ�ข้ึนโดยมีวัตถุประสงค์ เพื่อเป็นแนวทางสำ�หรับผู้สอนใช้ออกแบบการเรียนรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี 2. ขอบข่ายของหนังสือเรยี น การน�ำ คมู่ อื ครนู ไ้ี ปใชเ้ ปน็ แนวทางในการออกแบบการเรยี นรคู้ วบคกู่ บั หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพนื้ ฐาน วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 4 เพื่อให้เกิดประสทิ ธิภาพและ บรรลุตามเป้าหมายของการจัดการเรยี นรใู้ นกลมุ่ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรงุ พ.ศ. 2560) ตามหลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาขน้ั พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 ผสู้ อนควรศกึ ษาขอบขา่ ยของหนงั สอื เรยี น ซ่ึงเน้นให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ผ่านกิจกรรมที่ให้ผู้เรียนได้ลงมือปฏิบัติจริง โดยกิจกรรมการเรียนรู้ของ หนังสือเรียนรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 แบง่ เป็น 7 บท ไดแ้ ก่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

8 ตอนที่ 1 เทคโนโลยีนา่ รู้ บทท่ี 1 ระบบทางเทคโนโลยที ซ่ี บั ซอ้ น เป็นบทเรียนที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับระบบทางเทคโนโลยี ทีซ่ ับซอ้ น ประกอบดว้ ยหวั ข้อ 1.1 ระบบคอื อะไร 1.2 ระบบทางเทคโนโลยี 1.3 ระบบทางเทคโนโลยที ซี่ ับซอ้ น 1.4 การท�ำ งานผดิ พลาดของระบบ บทที่ 2 การเปล่ียนแปลงของเทคโนโลยี เปน็ บทเรยี นทม่ี งุ่ เนน้ ใหผ้ เู้ รยี นมคี วามรคู้ วามสามารถและเขา้ ใจเกยี่ วกบั สาเหตขุ องการ เปลย่ี นแปลงของเทคโนโลยจี ากอดตี จนถงึ ปจั จบุ นั ดว้ ยสาเหตตุ า่ ง ๆ เชน่ ปญั หาหรอื ความตอ้ งการของมนษุ ย์ ปจั จัยจากสภาพสังคม เศรษฐกจิ และสิง่ แวดลอ้ ม ประกอบด้วยหัวข้อ 2.1 สาเหตุหรอื ปัจจยั การเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี 2.2 ตวั อย่างการเปลีย่ นแปลงของเทคโนโลยี บทท่ี 3 ผลกระทบของเทคโนโลยี เป็นบทเรียนท่ีมุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความสามารถในการวิเคราะห์ผลกระทบ ของเทคโนโลยีต่อชวี ติ สังคม เศรษฐกจิ และสง่ิ แวดลอ้ ม ประกอบด้วยหวั ข้อ 3.1 ผลกระทบของเทคโนโลยตี ่อมนุษยแ์ ละสังคม 3.2 ผลกระทบของเทคโนโลยีต่อเศรษฐกิจ 3.3 ผลกระทบของเทคโนโลยีต่อส่งิ แวดลอ้ ม 3.4 ตัวอยา่ งการวิเคราะหผ์ ลกระทบของเทคโนโลยี ตอนที่ 2 ความรแู้ ละทักษะพืน้ ฐาน บทที่ 4 วสั ดแุ ละเครื่องมอื พืน้ ฐาน เป็นบทเรียนที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความสามารถเกี่ยวกับประเภท และสมบัติของ วัสดุและสามารถเลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ และเคร่ืองมือ ให้ถูกต้อง เหมาะสม และปลอดภัยในการใช้งาน ประกอบดว้ ยหวั ขอ้ 4.1 วสั ดุ 4.2 เครอ่ื งมอื พน้ื ฐาน 4.3 การตดั ต่อ และขึ้นรปู วสั ดุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

9 บทท่ี 5 กลไก ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ เปน็ บทเรยี นทม่ี งุ่ เนน้ ใหผ้ เู้ รยี นมคี วามรคู้ วามสามารถเกยี่ วกบั การท�ำ งานของกลไกและ การควบคมุ ไฟฟา้ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ เพอ่ื ใหเ้ กดิ ความเขา้ ใจและสามารถน�ำ ความรไู้ ปประยกุ ตใ์ ชใ้ นการแกป้ ญั หาได้ ประกอบด้วยหวั ขอ้ 5.1 กลไก 5.2 อุปกรณ์ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนกิ ส์ 5.3 แผงควบคุมขนาดเลก็ ตอนท่ี 3 การแกป้ ญั หาตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม บทที่ 6 กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เป็นบทเรียนท่ีมุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความสามารถเกี่ยวกับกระบวนการออกแบบ เชงิ วศิ วกรรม เพอ่ื ใหเ้ กดิ ความเขา้ ใจและสามารถน�ำ กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรมไปประยกุ ตใ์ ชใ้ นการ แก้ปัญหาได้ ประกอบด้วยหวั ขอ้ 6.1 ขนั้ ระบุปัญหา 6.2 ขัน้ รวบรวมข้อมูลและแนวคิดทเี่ ก่ียวขอ้ งกับปัญหา 6.3 ขนั้ ออกแบบวิธกี ารแกป้ ญั หา 6.4 ขัน้ วางแผนและดำ�เนินการแก้ปัญหา 6.5 ขน้ั ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรุงแก้ไขวิธกี ารแกป้ ัญหาหรอื ช้นิ งาน 6.6 ข้ันน�ำ เสนอวธิ กี ารแก้ปญั หาผลการแกป้ ญั หาหรือชิ้นงาน บทท่ี 7 กรณศี ึกษาการแกป้ ัญหาตามกระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม เป็นบทเรียนที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับตัวอย่างการแก้ปัญหา ตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในงานต่าง ๆ เพื่อให้เกิดความเข้าใจและสามารถนำ�ความรู้ ไปประยุกต์ใช้ในการแกป้ ัญหาได้ ประกอบดว้ ยหวั ข้อ 7.1 กรณศี ึกษาที่ 1 การออกแบบชดุ อปุ กรณ์รับประทานอาหารส�ำ หรับผูส้ งู อายุ ที่ข้อนว้ิ มือเส่อื ม 7.2 กรณศี กึ ษาท่ี 2 การพัฒนาขัน้ ตอนการให้บริการสำ�หรบั โรงพยาบาลทางจติ เวช 7.3 กรณีศึกษาท ี่ 3 ขาเทียมส�ำ หรบั คนพกิ ารแบบปรบั อตั ราหน่วงได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

10 3. สัญลักษณห์ ัวขอ้ ในหนงั สอื เรยี น ภายในหนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชน้ั มัธยมศึกษาปีท่ี 4 ประกอบดว้ ยสญั ลกั ษณ์ส�ำ คญั เพ่อื กระตุ้นให้ผเู้ รียนเกดิ การเรยี นรู้ ดงั น้ี การสื่อความหมายของรูปภาพและกรอบท่ีควรรู้ 1 จุดประสงคข์ องบทเรียน 2 ทบทวนความรู้ก่อนเรียน เป็นจุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ เป็นการทบทวนความรเู้ พ่ือ ของบทเรียน เชอื่ มโยงเน้อื หาท่จี ะเรียนต่อไป 3 การน�ำ ไปใช้ 4 ชวนคิด เปน็ การเชือ่ มโยงเนอ้ื หากับ ชวนคดิ เปน็ ค�ำ ถามหรือ การประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ จรงิ กจิ กรรมให้ลองคดิ หรอื ปฏบิ ัติ 5 ส่อื เสรมิ เพม่ิ ความรู้ 6 เกรด็ นา่ รู้ เป็นการแนะน�ำ แหล่งข้อมลู เนือ้ หาสาระทเี่ ป็นแนวคดิ เพ่มิ เตมิ ท่เี ก่ยี วข้องกบั เน้ือหา สำ�คญั ของบท 7 ขอ้ ควรระวัง 8 กิจกรรม เป็นคำ�เตอื นให้ค�ำ นงึ ถึงความ กจิ กรรมความรว่ มมอื ปลอดภัยหรอื ประเด็นสำ�คัญ หรือการคิดแบบกลมุ่ เกี่ยวกับเนอื้ หานน้ั 10 กิจกรรมท้ายบท 9 สรปุ ท้ายบท เปน็ กิจกรรมท่ใี หป้ ฏบิ ตั ิเพ่ือ เป็นการสรุปเน้ือหาของ ตรวจสอบความรู้หลงั จากเรียน บทเรยี น จบบทเรียน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

11 4. การออกแบบการเรียนรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี การออกแบบการเรยี นรเู้ ปน็ ขน้ั ตอนการวเิ คราะหต์ วั ชว้ี ดั ซง่ึ ก�ำ หนดไวใ้ นหลกั สตู รไปสหู่ นว่ ยการเรยี นรู้ และแผนการจดั การเรยี นรู้ ดังน้ี 1) การวเิ คราะหห์ ลกั สตู ร เปน็ การวเิ คราะหค์ วามสมั พนั ธร์ ะหวา่ งตวั ชว้ี ดั และสาระการเรยี นรแู้ กนกลาง เพอ่ื ใหท้ ราบวา่ ตอ้ งการใหผ้ เู้ รยี นเกดิ การเรยี นรตู้ ามสาระการเรยี นรใู้ ด แลว้ ก�ำ หนดเปน็ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ ทกั ษะและกระบวนการทต่ี อ้ งการใหเ้ กดิ กบั ผเู้ รยี น 2) การกำ�หนดรูปแบบการจัดการเรียนรู้ เป็นการพิจารณาแนวทางการจัดการเรียนรู้ท่ีเหมาะสม กบั สาระการเรยี นรแู้ กนกลาง ทกั ษะและกระบวนการ เพอ่ื ใหผ้ เู้ รยี นบรรลจุ ดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ ประกอบดว้ ย องค์ประกอบหลัก ๆ ไดแ้ ก่ กจิ กรรมการเรยี นรู้ เปน็ การก�ำ หนดสง่ิ ทผ่ี เู้ รยี นตอ้ งท�ำ เพอ่ื ใหบ้ รรลตุ ามจดุ ประสงคท์ ก่ี �ำ หนด ควรเขียน เปน็ ล�ำ ดบั ขนั้ ตอนอยา่ งชดั เจน เพอื่ ล�ำ ดบั วธิ กี ารจดั การเรยี นรใู้ หม้ องเหน็ ภาพตอ่ เนอ่ื งวา่ ผเู้ รยี นตอ้ งท�ำ สงิ่ ใด ก่อนหลัง และมีกระบวนการอย่างไรบ้าง หากสามารถระบุถึงบทบาทของผู้สอนและผู้เรียนได้ว่ามีส่วน สนับสนุนการจดั การเรยี นรูก้ นั ได้อย่างไรจะท�ำ ให้กจิ กรรมการเรยี นรู้มคี วามหมายชัดเจนย่ิงขึ้น สอ่ื การเรยี นรู้ สอ่ื การเรยี นรถู้ อื เปน็ เครอ่ื งมอื ส�ำ คญั ยง่ิ ส�ำ หรบั การจดั การเรยี นรทู้ ช่ี ว่ ยเชอ่ื มโยงความรู้ จากผู้สอนไปถึงผู้เรียนได้ดียิ่งข้ึน ซึ่งบางครั้งเนื้อหาอยู่ในรูปท่ีเป็นนามธรรม ส่ือการเรียนรู้จะช่วยทำ�ให้ ผู้เรียนเกิดความรู้ความเข้าใจเปน็ รูปธรรมมากข้นึ ซึง่ ส่อื การจดั การเรยี นรู้มหี ลากหลายประเภท ผู้สอนต้อง ผลติ หรอื เลือกใช้ใหเ้ หมาะสมกับวตั ถุประสงค์ในการจดั การเรยี นรู้ 3) การวดั และการประเมนิ ผลการเรยี นรู้ เปน็ การตรวจสอบวา่ ผเู้ รยี นบรรลจุ ดุ ประสงคข์ องการเรยี นรู้ ที่กำ�หนดไว้หรือไม่ เครื่องมือท่ีใช้ในการวัดและประเมินผลมีหลายรูปแบบ การเลือกใช้จึงต้องพิจารณา ถงึ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรแู้ ละกิจกรรมการเรียนรเู้ ป็นสำ�คญั 5. สอ่ื และแหลง่ เรยี นรู้ ในการจดั การเรยี นรสู้ าระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ผเู้ รยี นและผสู้ อนสามารถศกึ ษาหรอื เรียนรู้ได้จากแหล่งเรียนรู้ที่มีอยู่ได้หลายแนวทางนอกจากในหนังสือเรียนและคู่มือครูรายวิชาพ้ืนฐาน วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี โดยอาจใชแ้ หลง่ เรียนร้อู นื่ เพม่ิ เตมิ ได้ เชน่ 1) ภูมิปัญญาท้องถิ่นท่ีมีอยู่ในพื้นที่ หรือปราชญ์ชาวบ้านที่มีประสบการณ์ บุคคลที่ประสบความ สำ�เร็จในงานต่าง ๆ ท่ีเก่ียวข้องกับเน้ือหาบทเรียน สามารถเป็นผู้ให้ความรู้กับผู้เรียนได้ โดยผู้สอนอาจใช้ วธิ กี ารเชญิ วทิ ยากรมาใหค้ วามรใู้ นโรงเรยี น หรอื อาจพาผเู้ รยี นไปศกึ ษาดงู านในพน้ื ทจ่ี รงิ ได้ ทง้ั น้ี ผสู้ อนควรให้ ประเดน็ กับผู้เรยี นเกย่ี วกับส่ิงท่ตี อ้ งบันทึกหรือศึกษาระหว่างการศกึ ษาดงู านแลว้ น�ำ มาสรปุ อภิปรายขอ้ คิด ท่ไี ดร้ ะหวา่ งเพ่อื นสมาชกิ ในชัน้ เรียนและผู้สอน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

12 2) แหลง่ วทิ ยาการ ไดแ้ ก่ สถาบนั องคก์ ร หนว่ ยงาน หอ้ งสมดุ ศนู ยว์ ชิ าการทง้ั จากภาครฐั และเอกชน ซงึ่ ใหบ้ รกิ ารความรใู้ นเรอ่ื งตา่ ง ๆ โดยผสู้ อนอาจมอบหมายใหผ้ เู้ รยี นไปศกึ ษาในประเดน็ ทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั หวั ขอ้ ทีก่ ำ�ลังเรยี นรแู้ ล้วท�ำ สรุปรายงานเพอ่ื น�ำ เสนอในชน้ั เรยี น 3) สถานประกอบการ สถานประกอบวิชาชีพอิสระ โรงงานอุตสาหกรรม หน่วยวิจัยในท้องถ่ิน ซง่ึ ใหบ้ รกิ ารความรู้ ฝกึ อบรมเกยี่ วกบั งาน และวชิ าชพี ตา่ ง ๆ ทมี่ อี ยใู่ นชมุ ชนหรอื ทอ้ งถนิ่ โดยผสู้ อนสามารถ นำ�ผู้เรียนไปศึกษาดูงานในแหล่งต่าง ๆ เพ่ือให้เกิดประสบการณ์จริง สามารถเห็นความเช่ือมโยงระหว่าง สิ่งที่ได้เรียนรู้ในชั้นเรียนกับบริบทของชีวิตจริง และยังช่วยเปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้ศึกษาสภาพปัญหา ทเ่ี กดิ ขนึ้ ในสถานการณจ์ รงิ ซงึ่ อาจเปน็ จดุ เรม่ิ ตน้ ของการน�ำ มาซง่ึ การพฒั นาหรอื สรา้ งแนวทางการแกป้ ญั หา ดว้ ยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมไดอ้ ีกดว้ ย 4) ส่ือสิ่งพิมพ์ต่าง ๆ เช่น แผ่นพับ วารสาร หนังสืออ้างอิง หนังสือพิมพ์ สื่อเหล่าน้ีเป็นส่ิงสำ�คัญ ท่ีสามารถจัดหาได้ง่ายเพื่อให้ผู้สอนสามารถนำ�มาใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง หรืออาจเป็นสถานการณ์ปัญหา จากข่าวในหนังสือพมิ พ์เพือ่ ใหผ้ ูเ้ รียนใชเ้ ป็นโจทย์สถานการณ์ปัญหาในการทำ�กิจกรรมการเรียนรู้ได้ 5) สอ่ื ดจิ ทิ ลั ในเวบ็ ไซตต์ า่ ง ๆ ทง้ั จากในและตา่ งประเทศ ซงึ่ ถอื เปน็ แนวทางทสี่ �ำ คญั ในการใชป้ ระกอบ การสบื คน้ ขอ้ มลู ในสงั คมปจั จบุ นั ทม่ี สี อ่ื ตา่ ง ๆ จากเวบ็ ไซตจ์ �ำ นวนมาก โดยมที ง้ั ในรปู แบบของขอ้ ความ รปู ภาพ หรอื วดี ทิ ศั น์ ซงึ่ จะชว่ ยใหเ้ ขา้ ใจไดง้ า่ ยขนึ้ อยา่ งไรกต็ ามการเลอื กใชแ้ หลง่ ขอ้ มลู ทนี่ า่ เชอ่ื ถอื ตอ้ งคดิ วเิ คราะห์ และมีวิจารณญาณในการเลือกใช้ รวมทั้งต้องอ้างอิงข้อมูลที่ได้มา ซ่ึงเป็นสิ่งสำ�คัญที่ผู้สอนต้องสร้าง ความตระหนักใหก้ ับผู้เรยี นในการเคารพสิทธขิ องผ้อู ื่น เชน่ แหลง่ เรียนรู้ออนไลนข์ อง สสวท. (http://learningspace.ipst.ac.th/) แหลง่ เรียนรู้ออนไลนข์ องส�ำ นกั งานคณะกรรมการการศกึ ษาขน้ั พืน้ ฐาน (สพฐ.) (http://www.dlit.ac.th/pages/classroom.php) แหล่งเรยี นรู้ออนไลน์ของสำ�นักงานคณะกรรมการการอดุ มศึกษา (สกอ.) (http://www.thaiteachers.tv/) 6. การจดั การเรยี นรูส้ าระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) การจัดการเรียนรู้ที่สามารถสะท้อนหลักสูตร และพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพตามที่หลักสูตรกำ�หนด ควรเป็นการเรียนรู้โดยเน้นให้ผู้เรียนลงมือปฏิบัติมีส่วนร่วม และเป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมการเรียนรู้ โดยจัดกิจกรรมใหผ้ เู้ รยี นมโี อกาสศึกษาดว้ ยตนเอง ตัดสนิ ใจ และลงมือปฏบิ ัติ เพ่อื ให้เกดิ ประสบการณต์ รง แกป้ ญั หาในชวี ติ จรงิ ผา่ นการวางแผน ออกแบบ ประเมนิ ผล และน�ำ เสนอผลงานรว่ มกนั เพอื่ ใหผ้ เู้ รยี นสามารถ แก้ปญั หาหรอื สนองความต้องการโดยสรา้ งช้นิ งานหรอื วธิ กี ารอยา่ งสรา้ งสรรค์ (Prince, 2004 ; Bonwell, 1991) ผูส้ อนจึงต้องมีความรู้ความเขา้ ใจในหลกั การ แนวคิด และจุดเนน้ ทเ่ี กี่ยวขอ้ งกบั แนวทางการจัดการ เรียนรู้ของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ตัวอย่างแนวทางในการจัดการเรียนรู้ เพื่อให้ ผูเ้ รียนเรยี นรูโ้ ดยผ่านการลงมือปฏบิ ัติ เช่น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

13 การจัดการเรียนรู้โดยมีกิจกรรมเป็นฐาน (activity-based learning) เป็นการเรียนรู้ต่าง ๆ ท่ใี ห้ผ้เู รียนลงมือปฏิบัติจริงผ่านกิจกรรมและมีบทบาทในการค้นคว้าหาความร้ดู ้วยตนเอง โดยเน้นให้ผ้เู รียน รจู้ กั คดิ วเิ คราะหแ์ ละเรยี นรจู้ ากกจิ กรรมทไ่ี ดท้ �ำ จรงิ และเปดิ โอกาสใหผ้ เู้ รยี นมสี ว่ นรว่ มในการสรา้ งองคค์ วามรู้ การสรา้ งปฏสิ มั พนั ธ์และการร่วมมือกัน การจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน (problem-based learning) เป็นวิธีการเรียนรู้ ที่นำ�ปัญหามาเป็นตัวกระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ผ่านกระบวนการศึกษาค้นคว้าความรู้ใหม่เพ่ืออธิบาย หรือแก้ปัญหา โดยมีกระบวนการการจัดการเรียนรู้คือ ผู้เรียนจะได้รับสถานการณ์และทำ�ความเข้าใจ ในสถานการณ์น้ันและร่วมกันระบุปัญหา วิเคราะห์ปัญหา อภิปรายหาคำ�อธิบาย ต้ังสมมติฐานเพ่ือหา ค�ำ ตอบของปญั หา พรอ้ มจดั ล�ำ ดบั ความส�ำ คญั ของสมมตฐิ านทเ่ี ปน็ ไปไดอ้ ยา่ งมเี หตผุ ล และตอ้ งพจิ ารณาวา่ จะต้องมีความรู้เร่ืองอะไรบ้างท่ีจำ�เป็นในการแก้ปัญหา ผู้เรียนร่วมกันกำ�หนดประเด็นการเรียนรู้หรือ วตั ถปุ ระสงคก์ ารเรยี นรเู้ พอ่ื จะไปคน้ ควา้ หาขอ้ มลู ตอ่ ไป ผเู้ รยี นแตล่ ะคนคน้ ควา้ หาขอ้ มลู และศกึ ษาเพมิ่ เตมิ พรอ้ มทง้ั ประเมนิ ความถกู ตอ้ ง และน�ำ ขอ้ มลู มาใชเ้ พอ่ื ชว่ ยในการออกแบบการแกป้ ญั หาเพอื่ แกป้ ญั หาตอ่ ไป (Barrows, 2000) การจัดการเรียนรู้โดยใช้โครงงานเป็นฐาน (project-based learning) เป็นการให้ผู้เรียนได้ ลงมือปฏิบัติจรงิ ในลักษณะของการศกึ ษา ส�ำ รวจ คน้ ควา้ ทดลอง ประดษิ ฐ์คดิ ค้นโดยมีกระบวนการจัดการ เรียนรู้ คือ ผู้สอนกำ�หนดขอบเขตของโครงงานอย่างกว้าง ๆ ให้สอดคล้องกับรายวิชา สภาพปัญหาหรือ ความถนดั ของผเู้ รยี น และใหผ้ เู้ รยี นออกแบบโครงงานรว่ มกนั เพอ่ื น�ำ ไปสกู่ ารเขยี นเคา้ โครงและลงมอื ปฏบิ ตั ิ ตามแผนทว่ี างไวใ้ นเคา้ โครง ผเู้ รยี นสรปุ ผา่ นการเขยี นรายงานและมกี ารประเมนิ โครงงาน (MacDonell, 2007) จะเห็นว่า การจัดการเรียนรู้สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) จะให้ผู้เรียนได้ฝึก กระบวนการทำ�งานอย่างเป็นระบบผ่านกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม การคิดวิเคราะห์ ลงมือ แกป้ ญั หาจากสถานการณป์ ญั หาทเ่ี ชอ่ื มโยงกบั ชวี ติ จรงิ (real-world problems) ผเู้ รยี นตอ้ งฝกึ การท�ำ งาน เพื่อแก้ปญั หาได้อย่างเหมาะสมตามเงอ่ื นไข ทรพั ยากรท่มี ดี ว้ ยวิธกี ารทห่ี ลากหลาย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

14 7. การวดั และประเมนิ ผลการเรียนรู้ แนวทางการวดั และประเมนิ ผลของสาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี มงุ่ เนน้ ทก่ี ารประเมนิ ตามสภาพจรงิ (authentic assessment) โดยวดั และประเมนิ ผล 3 ด้าน คอื ความสามารถดา้ นสตปิ ญั ญา ความสามารถด้านทักษะปฏิบัติ และคุณลักษณะอันพึงประสงค์ โดยการประเมินตามสภาพจริงในสาระ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ผู้สอนสามารถประเมินจากผลงานหรือการทำ�งานของผู้เรียน เป็นหลัก ผ่านกระบวนการสังเกต บันทึก หรือตรวจสอบเอกสารเกี่ยวกับช้ินงานและวิธีการของผู้เรียน เพ่ือให้ได้ขอ้ มูลเชงิ คุณภาพทม่ี ีความต่อเนื่อง โดยลกั ษณะสำ�คญั ของการประเมินจากสภาพจริง มีดงั น้ี 1) ผสมผสานไปกบั การจดั การเรยี นรแู้ ละตอ้ งประเมนิ อยา่ งตอ่ เนอ่ื ง โดยใชว้ ธิ กี ารประเมนิ ทห่ี ลากหลาย 2) ใหค้ วามส�ำ คญั กบั การประเมนิ กระบวนการคดิ ทซี่ บั ซอ้ น ความสามารถในการปฏบิ ตั งิ าน ศกั ยภาพ ของผู้เรียนในแง่ของผู้ผลิต และกระบวนการท่ีได้ผลผลิตมากกว่าท่ีจะประเมินว่าผู้เรียนสามารถจดจำ� ความร้อู ะไรไดบ้ า้ ง 3) มงุ่ เนน้ ศกั ยภาพโดยรวมของผเู้ รยี นทงั้ ดา้ นความรพู้ น้ื ฐาน ความคดิ ระดบั สงู ความสามารถในการ แกป้ ญั หา การสอ่ื สาร เจตคติ ลกั ษณะนสิ ยั ทกั ษะในดา้ นตา่ ง ๆ และความสามารถในการท�ำ งานรว่ มกบั ผอู้ น่ื 4) ใหค้ วามส�ำ คญั ตอ่ พฒั นาการของผเู้ รยี น ขอ้ มลู ทไ่ี ดจ้ ากการประเมนิ หลาย ๆ ดา้ น และหลากหลาย วิธีสามารถนำ�มาใช้ในการวินิจฉัยจุดเด่นของผู้เรียนที่ควรจะให้การส่งเสริม และวินิจฉัยจุดด้อยท่ีจะต้องให้ ความชว่ ยเหลอื หรือแก้ไข เพื่อใหผ้ ู้เรยี นได้พัฒนาเต็มตามศักยภาพ ตามความสนใจ และความสามารถของ แตล่ ะบคุ คล 5) ข้อมูลท่ีได้จากการประเมินจะสะท้อนให้เห็นถึงกระบวนการจัดการเรียนรู้ และการวางแผน การสอนของผู้สอนว่าเป็นไปตามจุดมุ่งหมายของการจัดการเรียนรู้หรือไม่ ผู้สอนสามารถนำ�ข้อมูลจาก การประเมินมาปรบั กระบวนการจดั การเรยี นรู้ กิจกรรมและตวั แปรอื่น ๆ ท่ีเกี่ยวขอ้ งให้เหมาะสมต่อไป 6) ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการประเมินเพ่ือส่งเสริมให้รู้จักตัวเอง เช่ือม่ันในตนเองและสามารถพัฒนา ตนเองได้ ท้ังนี้ผู้สอนสามารถเลือกใช้วิธีการหรือเคร่ืองมือวัดและประเมินผลที่หลากหลาย โดยต้องมีความ สอดคล้องและความเหมาะสมกับจุดประสงค์และกิจกรรมการเรียนรู้ ซึ่งวิธีการหรือเคร่ืองมือวัดที่สามารถ นำ�มาใช้ เชน่ 1) การเขยี นสะทอ้ นการเรียนรู้ เปน็ วิธกี ารประเมนิ ด้วยการเขียนตอบตามประเดน็ คำ�ถามทผ่ี ู้สอน กำ�หนด เพ่อื ตรวจสอบความรคู้ วามเขา้ ใจ ทักษะ กระบวนการ ซึ่งสามารถประเมนิ ไดท้ ง้ั ระหวา่ งเรียนและ หลังเรียน คำ�ตอบของผู้เรียนจะสะท้อนถึงความเข้าใจ ความก้าวหน้าในผลการเรียนรู้ เครื่องมือท่ีนิยมใช้ เช่น แบบบนั ทึกการเรียนรู้ แบบสะท้อนการเรียนรู้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

15 2) การทดสอบ เป็นวธิ กี ารประเมินความรู้ ความเข้าใจ และทกั ษะของผูเ้ รียน ซง่ึ ผูส้ อนควรเลือกใช้ เครื่องมือทดสอบให้ตรงตามวัตถุประสงค์ของการวัดและประเมินผลนั้น ๆ และต้องมีคุณภาพ มีความ เทย่ี งตรง (validity) และความเช่ือมั่น (reliability) เครอื่ งมือทีน่ ยิ มใช้ เชน่ แบบทดสอบชนดิ ต่าง ๆ 3) แฟ้มสะสมงาน เป็นวิธีการประเมินด้วยการรวบรวมผลงานและหลักฐานการเรียนรู้ที่แสดงถึง ความรู้ความสามารถ ทักษะ คุณลักษณะอันพึงประสงค์และพัฒนาการของผู้เรียนอย่างมีจุดมุ่งหมาย เพื่อใช้ในการประเมินความสามารถของผู้เรียนในด้านต่าง ๆ ผู้สอนจะเลือกผลงานและหลักฐานชิ้นใด ที่รวบรวมอยู่ในแฟ้มมาประเมินก็ย่อมขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการประเมิน เช่น หากต้องการประเมิน ความสามารถของผู้เรียนควรเลือกผลงานหรือชิ้นงานท่ีดีท่ีสุดของผู้เรียนมาประเมิน หากต้องการประเมิน พฒั นาการทางการเรยี นควรเลอื กตวั แทนผลงานในแตล่ ะชว่ งมาประเมนิ หากตอ้ งการประเมนิ กระบวนการ ท�ำ งานและการแก้ปญั หาควรนำ�บันทึกการปฏิบตั ิงานของผเู้ รยี นมาประเมิน 4) ผลการปฏิบัติงาน เป็นวิธีการประเมินงานหรือกิจกรรมท่ีผู้สอนมอบหมายให้ผู้เรียนปฏิบัติงาน เพอ่ื ใหท้ ราบถงึ ผลการพฒั นาของผเู้ รยี น ซงึ่ ผสู้ อนตอ้ งเตรยี มการประเมนิ 2 สว่ น คอื การประเมนิ ภาระงาน หรือชิ้นงาน และการประเมินกระบวนการทำ�งาน เคร่ืองมือท่ีนิยมใช้ คือ แบบมาตรประมาณค่า และ แบบบนั ทกึ การปฏิบัตงิ าน 5) การสังเกตพฤติกรรม เป็นวิธีการประเมินโดยการสังเกตพฤติกรรมต่าง ๆ ของผู้เรียนระหว่าง การท�ำ กิจกรรม เพื่อประเมนิ ท้งั ดา้ นทักษะการทำ�งาน และคณุ ลักษณะอนั พึงประสงคเ์ ครื่องมือวดั ทนี่ ยิ มใช้ เช่น แบบสงั เกตพฤติกรรม แบบตรวจสอบรายการ (check list) 6) การสัมภาษณ์ เป็นวิธีการประเมินด้วยการพูดคุย การซักถามตามประเด็นการประเมินที่สนใจ ซ่ึงการสัมภาษณ์สามารถกระทำ�ได้ 2 ลักษณะ คือ การสัมภาษณ์อย่างเป็นทางการและไม่เป็นทางการ เครอ่ื งมอื วัดทน่ี ิยมใช้ คือ แบบสมั ภาษณ์แบบมโี ครงสร้าง แบบกง่ึ โครงสร้าง และแบบไม่มีโครงสร้าง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

อ

ตารางวิเคราะห์ การจัดท�ำ หน่วยการเรียนรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี

อ 18 ตารางวิเคราะหก์ ารจัดทำ�หน่วยการเรยี นรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชน้ั มัธยมศึกษาปที ่ี 4 หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 1 เทคโนโลยีนา่ รู้ ตวั ชว้ี ดั สาระการเรียนรู้แกนกลาง จ�ำ นวน ช่ัวโมง วเิ คราะหแ์ นวคดิ หลักของ 1. ระบบทางเทคโนโลยี เปน็ กลมุ่ ของสว่ นตา่ ง ๆ เทคโนโลยี ความสัมพันธ์ ตง้ั แตส่ องสว่ นขน้ึ ไปประกอบเขา้ ดว้ ยกนั 6 ชว่ั โมง กบั ศาสตรอ์ น่ื โดยเฉพาะ และท�ำ งานรว่ มกนั เพอ่ื ใหบ้ รรลวุ ตั ถปุ ระสงค์ วทิ ยาศาสตร์ หรือคณติ ศาสตร์ โดยในการท�ำ งานของระบบทางเทคโนโลยี รวมทัง้ ประเมินผลกระทบ จะประกอบไปดว้ ย ตวั ปอ้ น (input) ทจ่ี ะเกิดข้นึ ตอ่ มนุษย์ สังคม กระบวนการ (process) และผลผลติ เศรษฐกิจ และสงิ่ แวดล้อม (output) ทส่ี มั พนั ธก์ นั นอกจากนร้ี ะบบ เพอื่ เปน็ แนวทางในการพัฒนา ทางเทคโนโลยอี าจมขี อ้ มลู ยอ้ นกลบั เทคโนโลยี (feedback) เพอ่ื ใชป้ รบั ปรงุ การท�ำ งานได้ ตามวตั ถปุ ระสงค์ โดยระบบทางเทคโนโลยี อาจมรี ะบบยอ่ ยหลายระบบ (subsystems) ทท่ี �ำ งานสมั พนั ธก์ นั อยู่ และหากระบบยอ่ ย ใดท�ำ งานผดิ พลาดจะสง่ ผลตอ่ การท�ำ งาน ของระบบอน่ื ดว้ ย 2. เทคโนโลยมี ีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ตั้งแตอ่ ดีตจนถึงปจั จุบนั ซ่ึงมสี าเหตหุ รือ ปจั จัยมาจากหลายด้าน เชน่ ปญั หา ความต้องการ ความกา้ วหน้าของศาสตร์ ตา่ ง ๆ เศรษฐกจิ สังคม วฒั นธรรม ส่งิ แวดล้อม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

19 จดุ ประสงค์การเรียนรู้ กจิ กรรมการเรยี นรู้ การวัดและประเมนิ ผล 1. วิเคราะห์ระบบทางเทคโนโลยี กจิ กรรมท่ี 1 ระบบทางเทคโนโลยี 1. การวเิ คราะหร์ ะบบทาง และระบบย่อยของเทคโนโลยี ท่ีซับซ้อน เทคโนโลยี และระบบ และอธิบายความสัมพันธ์ของ ภาระงาน: ยอ่ ยของเทคโนโลยี และ ระบบย่อย 1.1 เขยี นแผนภาพการทำ�งาน อธบิ ายความสมั พนั ธข์ อง ระบบยอ่ ย 2. วิเคราะห์ระบบทางเทคโนโลยี ของเทคโนโลยีที่ก�ำ หนดใน ที่ซบั ซอ้ น รปู แบบระบบทางเทคโนโลยี 2. การวเิ คราะหร์ ะบบทาง รวมทงั้ ระบแุ ละอธบิ ายความ เทคโนโลยที ี่ซบั ซอ้ น สัมพนั ธข์ องระบบย่อย 1.2 วเิ คราะหแ์ ละเขยี นแสดง การท�ำ งานของเทคโนโลยที ่ี กำ�หนดในรูปแบบระบบทาง เทคโนโลยี โดยระบุและแสดง ความสัมพันธข์ องระบบยอ่ ย รวมทงั้ ความผดิ พลาดของ ระบบทอ่ี าจเกิดขึน้ 3. วิเคราะห์สาเหตุหรือปัจจัยท่ี กิจกรรมที่ 2 การเปล่ียนแปลง 1. การวิเคราะหส์ าเหตุ ท�ำ ใหเ้ กดิ การเปลยี่ นแปลงของ ของเทคโนโลยี หรือปจั จัยทีส่ ่งผลต่อ เทคโนโลยี ภาระงาน: การเปลยี่ นแปลงของ 2.1 อธิบายการเปล่ยี นแปลงของ เทคโนโลยี เทคโนโลยที ่สี นใจในชีวิต ประจ�ำ วัน โดยเช่ือมโยงกบั สาเหตหุ รอื ปจั จยั ท่ีทำ�ให้เกดิ การเปลย่ี นแปลงของเทคโนโลยี 2.2 วิเคราะห์สาเหตุหรอื ปจั จัยท่ี ทำ�ใหเ้ กิดการเปล่ยี นแปลง ของเทคโนโลยี และ คาดการณเ์ ทคโนโลยที จี่ ะ เปลยี่ นแปลงไปในอนาคต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

อ 20 หน่วยการเรียนร้ทู ี่ 1 เทคโนโลยีนา่ รู้ (ต่อ) ตัวชว้ี ดั สาระการเรียนร้แู กนกลาง จ�ำ นวน ชั่วโมง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

21 จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ กิจกรรมการเรยี นรู้ การวดั และประเมนิ ผล 4. วิ เ ค ร า ะ ห์ ผ ล ก ร ะ ท บ ข อ ง กิจกรรมที่ 3 ผลกระทบ 1. การวิเคราะห์ผลกระทบ เทคโนโลยีท้ังด้านบวกและ ของเทคโนโลยี ของเทคโนโลยี ดา้ นลบทส่ี ง่ ผลตอ่ มนษุ ย์ สงั คม ภาระงาน: เศรษฐกิจ และสิง่ แวดลอ้ ม 3.1 วเิ คราะห์ผลกระทบด้านบวก 2. การสำ�รวจ วิเคราะห์ผล กระทบของเทคโนโลยี 5. เสนอแนวทางในการป้องกัน และด้านลบ ของการใช้ และเสนอแนวทางปอ้ งกนั แ ล ะ แ ก้ ไ ข ปั ญ ห า ท่ี เ กิ ด จ า ก เทคโนโลยีท่ีสนใจ ท่มี ีตอ่ และแก้ไข ผลกระทบของเทคโนโลยี มนษุ ย์และสงั คม เศรษฐกิจ หรือ สิ่งแวดล้อม 3.2 ส�ำ รวจวิเคราะห์ผลกระทบ ของเทคโนโลยี ทีส่ นใจใน ชมุ ชน และเสนอแนวทาง ปอ้ งกันและแกไ้ ข สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

อ 22 หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 2 ความรแู้ ละทักษะพ้ืนฐานเฉพาะดา้ น ตัวช้วี ัด สาระการเรยี นรแู้ กนกลาง จ�ำ นวน ชัว่ โมง ใชค้ วามร้แู ละทักษะเกย่ี วกบั 1. วัสดุแตล่ ะประเภทมีสมบตั แิ ตกต่างกัน วสั ดุ อปุ กรณ์ เครื่องมอื กลไก เช่น ไม้สังเคราะห์ โลหะ จึงต้องมีการ 8 ชว่ั โมง ไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ และ วเิ คราะหส์ มบัติเพ่อื เลือกใชใ้ หเ้ หมาะสม เทคโนโลยที ซ่ี บั ซ้อนในการ กบั ลกั ษณะของงาน แก้ปญั หาหรือพัฒนางาน ไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง เหมาะสม 2. การสรา้ งชน้ิ งานอาจใช้ความรู้ เร่อื งกลไก และปลอดภัย ไฟฟา้ อิเล็กทรอนิกส์ เชน่ LDR sensor เฟือง รอก คาน วงจรส�ำ เรจ็ รูป 3. อปุ กรณ์และเคร่ืองมือในการสร้างช้นิ งาน หรือพัฒนาวิธกี ารมีหลายประเภท ต้องเลอื กใช้ใหถ้ กู ต้อง เหมาะสม และ ปลอดภยั รวมทั้งรจู้ ักเกบ็ รักษา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

23 จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ กิจกรรมการเรียนรู้ การวดั และประเมนิ ผล 1. วิเคราะหส์ มบตั ขิ องวสั ดุ กจิ กรรมที่ 4 วสั ดุและเคร่อื งมือ 1. การวเิ คราะห์ประเภท เพือ่ นำ�ไปใชใ้ นการสรา้ งหรือ พื้นฐาน และอธบิ ายสมบัตขิ อง ภาระงาน: วัสดใุ นสิง่ ของเครอื่ งใช้ พฒั นาชิน้ งานได้อย่างถกู ตอ้ ง 4.1 วิเคราะหป์ ระเภทและอธิบาย และเหมาะสม 2. การวเิ คราะห์เครื่องมือ 2. วิเคราะหแ์ ละเลอื กเครอื่ งมอื สมบัตขิ องวัสดใุ นสิง่ ของ พ้ืนฐานในการสร้าง พื้นฐาน เพื่อนำ�ไปใช้ในการ เคร่ืองใช้ พร้อมให้เหตผุ ล สิ่งของเคร่อื งใช้ สร้างหรอื พัฒนาชิน้ งานได้ ในการเลือกใชว้ สั ดุ อย่างถกู ตอ้ ง เหมาะสม และ 4.2 วเิ คราะหเ์ ครือ่ งมือพน้ื ฐาน 3. การออกแบบอปุ กรณ์ ปลอดภัย ในการสรา้ งสิ่งของเครอ่ื งใช้ และนำ�เสนอแนวทาง 4.3 ออกแบบอปุ กรณแ์ ละน�ำ เสนอ การเลอื กใชว้ สั ดุ และ แนวทางการเลอื กใชว้ สั ดุ และ เครื่องมือพื้นฐาน เครื่องมอื พื้นฐาน 3. วิเคราะหก์ ลไก และการ กิจกรรมที่ 5 กลไก ไฟฟา้ และ 1. การวเิ คราะหก์ ารใช้งาน ทำ�งานของอปุ กรณไ์ ฟฟ้า อิเลก็ ทรอนกิ ส์ กลไกในสิง่ ของเคร่ืองใช้ ภาระงาน: และอเิ ล็กทรอนิกส์ 5.1 วิเคราะหก์ ารใช้งานกลไก 2. การวิเคราะหก์ ารใช้งาน 4. ออกแบบวิธีการแก้ปญั หาหรอื อุปกรณ์ไฟฟ้าและ ในสิ่งของเครอ่ื งใช้ อิเล็กทรอนิกส์ พฒั นางาน โดยประยกุ ตใ์ ช้ 5.2 วิเคราะหก์ ารใช้งานอุปกรณ์ ความรเู้ กี่ยวกับกลไก 3. การออกแบบเทคโนโลยี อุปกรณ์ไฟฟ้า และอุปกรณ์ ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ทม่ี อี งค์ประกอบของ อเิ ล็กทรอนกิ สไ์ ดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง ในสงิ่ ของเครอ่ื งใช้ กลไกอปุ กรณ์ไฟฟ้า และ และปลอดภัย 5.3 ออกแบบเทคโนโลยที มี่ ี อิเลก็ ทรอนกิ ส์ องคป์ ระกอบ กลไก อปุ กรณ์ ไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนกิ ส์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

อ 24 หนว่ ยการเรียนรทู้ ่ี 3 กระบวนการออกแบบ ตวั ชีว้ ัด สาระการเรียนรแู้ กนกลาง จำ�นวน ชัว่ โมง 1. ระบปุ ญั หาหรอื ความตอ้ งการ 1. ปญั หาหรอื ความตอ้ งการทม่ี ผี ลกระทบตอ่ ทม่ี ผี ลกระทบต่อสงั คม สังคม เช่น ปัญหาดา้ นการเกษตร อาหาร 26 ช่วั โมง พลงั งาน การขนสง่ สขุ ภาพและการแพทย์ รวบรวม วิเคราะห์ขอ้ มูล การบรกิ าร ซงึ่ แต่ละดา้ นอาจมีได้ และแนวคดิ ท่ีเกย่ี วข้องกับ ปญั หาที่มคี วามซบั ซอ้ นเพอ่ื หลากหลายปัญหา สงั เคราะห์วิธกี าร เทคนิค 2. การวิเคราะหส์ ถานการณ์ปญั หาโดยอาจ ในการแกป้ ญั หา โดยค�ำ นงึ ถงึ ความถกู ตอ้ งดา้ นทรัพยส์ นิ ใชเ้ ทคนคิ หรอื วิธกี ารวิเคราะห์ท่ี ทางปัญญา หลากหลาย ชว่ ยใหเ้ ขา้ ใจเง่อื นไขและ 2. ออกแบบวิธกี ารแก้ปญั หา โดยวเิ คราะหเ์ ปรียบเทยี บ กรอบของปัญหาไดช้ ดั เจน จากนัน้ และตดั สนิ ใจเลอื กข้อมูลท่ี ดำ�เนินการสืบค้น รวบรวมข้อมูล ความรู้ จ�ำ เป็นภายใต้เงอ่ื นไขและ ทรพั ยากรท่ีมอี ยู่ นำ�เสนอ จากศาสตรต์ า่ ง ๆ ท่เี กีย่ วข้อง เพ่ือน�ำ ไปสู่ แนวทางการแก้ปญั หาให้ การออกแบบแนวทางการแกป้ ัญหา ผ้อู ืน่ เข้าใจดว้ ยเทคนคิ หรอื 3. การวเิ คราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจ วิธีการทหี่ ลากหลาย โดยใช้ เลอื กขอ้ มลู ทจ่ี �ำ เปน็ โดยค�ำ นงึ ถงึ ทรพั ยส์ นิ ซอฟตแ์ วรช์ ว่ ยในการออกแบบ ทางปัญญา เง่อื นไขและทรพั ยากร เช่น วางแผนขัน้ ตอนการท�ำ งาน งบประมาณ เวลา ข้อมูลและสารสนเทศ และด�ำ เนินการแกป้ ัญหา วัสดุ เครอื่ งมือและอุปกรณ์ ชว่ ยให้ได้ 3. ทดสอบ ประเมินผล แนวทางการแกป้ ญั หาท่เี หมาะสม วิเคราะห์ และให้เหตผุ ล ของปญั หาหรอื ขอ้ บกพร่อง 4. การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา ท่เี กดิ ข้นึ ภายใต้กรอบ เงอ่ื นไข หาแนวทางการ ท�ำ ได้หลากหลายวธิ ี เช่น การร่างภาพ ปรับปรุง แก้ไข พร้อมทง้ั เสนอแนวทางการพัฒนา การเขยี นแผนภาพ การเขียนผงั งาน ตอ่ ยอด 5. ซอฟตแ์ วร์ชว่ ยในการออกแบบและ นำ�เสนอมีหลากหลายชนดิ จึงต้อง เลอื กใชใ้ หเ้ หมาะกับงาน 6. การก�ำ หนดขั้นตอนและระยะเวลาในการ ท�ำ งานกอ่ นด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หาจะชว่ ยให้ การท�ำ งานส�ำ เรจ็ ไดต้ ามเปา้ หมาย และลด ขอ้ ผดิ พลาดของการท�ำ งานทอ่ี าจเกิดข้ึน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

25 จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ กิจกรรมการเรยี นรู้ การวัดและประเมนิ ผล 1. อธบิ ายการท�ำ งานตาม กจิ กรรมที่ 6 กระบวนการ 1. การอธิบายการทำ�งาน กระบวนการออกแบบ ออกแบบเชงิ วิศวกรรม ตามกระบวนการ ภาระงาน: ออกแบบเชงิ วิศวกรรม เชงิ วศิ วกรรม 6.1 วเิ คราะหอ์ งคป์ ระกอบของ 2. ใช้เทคนคิ หรอื วธิ กี ารเพอ่ื 2. การใช้เทคนคิ หรอื วิธีการ ปัญหา เพื่อวเิ คราะหข์ อ้ มูลใน วิเคราะห์ข้อมูลในการ 6.2 วเิ คราะหห์ าสาเหตแุ ละก�ำ หนด การแก้ปญั หาตาม แก้ปัญหาตามกระบวนการ ขอบเขตของปัญหาท่ีสนใจ กระบวนการออกแบบ ออกแบบเชงิ วิศวกรรม 6.3 รวบรวมขอ้ มูลทเ่ี ก่ยี วขอ้ งกับ เชิงวิศวกรรม ปญั หาท่ีสนใจ 6.4 เปรยี บเทียบและตัดสนิ เลอื ก แนวทางในการแกป้ ญั หา 6.5 วิเคราะหอ์ งคป์ ระกอบท่ี จ�ำ เปน็ ต่อการแกป้ ัญหา 6.6 สร้างและเปรียบเทียบทาง เลอื กในการแก้ปญั หาที่ เหมาะสมกับเงอ่ื นไข และ ขอบเขตของปญั หา 6.7 ออกแบบการแก้ปญั หา และ ส่อื สารให้ผู้อ่นื เข้าใจด้วย วิธกี ารทีเ่ หมาะสมกบั แนวทางการแก้ปัญหา 6.8 วางแผนการดำ�เนนิ งานใน การแก้ปญั หา 6.9 ก�ำ หนดประเดน็ ในการ ทดสอบและประเมนิ ช้ินงาน หรอื วธิ กี ารในการแกไ้ ขปญั หา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

อ 26 หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 3 กระบวนการออกแบบ (ต่อ) ตัวชี้วดั สาระการเรียนรแู้ กนกลาง จำ�นวน ชว่ั โมง 7. การทดสอบและประเมินผลเปน็ การ ตรวจสอบชิน้ งานหรือวธิ กี ารว่าสามารถ แก้ปญั หาได้ตามวตั ถุประสงค์ภายใต้ กรอบของปัญหา เพือ่ หาข้อบกพรอ่ งและ ดำ�เนินการปรบั ปรงุ โดยอาจทดสอบซำ�้ เพือ่ ให้สามารถแก้ไขปญั หาได้อยา่ งมี ประสิทธภิ าพ 8. การน�ำ เสนอผลงานเปน็ การถ่ายทอด แนวคิดเพื่อใหผ้ ู้อ่ืนเข้าใจเก่ียวกับ กระบวนการท�ำ งานและชิน้ งานหรอื วธิ กี ารทไี่ ด้ ซ่ึงสามารถท�ำ ไดห้ ลายวิธี เชน่ การท�ำ แผ่นน�ำ เสนอผลงาน การจัด นิทรรศการ การน�ำ เสนอผ่านส่ือออนไลน์ หรอื การนำ�เสนอต่อภาคธุรกิจเพื่อ การพฒั นาต่อยอดสู่งานอาชพี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

27 จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ กจิ กรรมการเรยี นรู้ การวัดและประเมนิ ผล 6.10 ออกแบบแนวคดิ ในการ พฒั นาหรอื ปรบั ปรงุ ชน้ิ งาน หรอื วธิ กี ารแกป้ ญั หา 6.11 น�ำ เสนอผลการแกไ้ ขปญั หา โดยใชก้ ระบวนการ ออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 6.12 วเิ คราะหแ์ ละอธบิ าย แนวทางในการแกป้ ญั หา หรอื พฒั นาเทคโนโลยตี าม กระบวนการออกแบบ เชงิ วศิ วกรรม 3. ประยกุ ต์ใชก้ ระบวนการ กจิ กรรมที่ 7 กรณศี ึกษาการ ออกแบบเชงิ วศิ วกรรมในการ แกป้ ญั หาตามกระบวนการ แก้ปัญหาหรอื พฒั นางานใน ออกแบบเชิงวศิ วกรรม ชีวิตประจำ�วนั ภาระงาน: 7.1 วเิ คราะหก์ รณศี กึ ษาที ่ 1. การแก้ปัญหาหรอื ก�ำ หนดให้ แลว้ สรุปข้ันตอน พัฒนางานตาม การแกป้ ญั หาหรอื พัฒนางาน ตามกระบวนการออกแบบ กระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรม เชงิ วิศวกรรม 7.2 แก้ปัญหาหรอื พัฒนางานตาม กระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรมจากสถานการณ ์ ทีส่ นใจ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี



แผนการจดั 1 ระบบทางเทคโนโลยที ซ่ี บั ซอ้ น การเรยี นรทู้ ่ี ตัวช้ีวัดและสาระการเรียนรู้ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ ทักษะและกระบวนการที่เปน็ จดุ เน้น ความรู้เดิมท่ีผ้เู รยี นตอ้ งมี สาระสำ�คัญ ส่ือและอุปกรณ์ แนวทางการจดั การเรยี นรู้ การวดั และประเมินผล แหลง่ เรยี นรู้ ขอ้ เสนอแนะ แนวค�ำ ตอบกิจกรรม ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 4 เวลา 2 ช่วั โมง

30 แผนการจัดการเรียนรู้ท่ี 1 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 1. ตัวชว้ี ดั และสาระการเรียนรู้ 1.1 ตัวช้ีวัด วิเคราะห์แนวคิดหลักของเทคโนโลยี ความสัมพันธ์กับศาสตร์อื่น โดยเฉพาะวิทยาศาสตร์ หรือ คณิตศาสตร์ รวมท้ังประเมินผลกระทบท่ีจะเกิดข้ึนต่อมนุษย์ สังคม เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม เพ่ือเป็น แนวทางในการพฒั นาเทคโนโลยี 1.2 สาระการเรยี นรู้ ระบบทางเทคโนโลยี เปน็ กลมุ่ ของสว่ นตา่ ง ๆ ตง้ั แตส่ องสว่ นขนึ้ ไปประกอบเขา้ ดว้ ยกนั และท�ำ งาน ร่วมกันเพ่ือให้บรรลุวัตถุประสงค์ โดยในการทำ�งานของระบบทางเทคโนโลยีจะประกอบไปด้วย ตัวป้อน (input) กระบวนการ (process) และผลผลิต (output) ท่ีสัมพันธ์กัน นอกจากน้ีระบบทางเทคโนโลยี อาจมขี ้อมลู ย้อนกลับ (feedback) เพื่อใชป้ รับปรงุ การทำ�งานไดต้ ามวตั ถุประสงค์ โดยระบบทางเทคโนโลยี อาจมรี ะบบยอ่ ยหลายระบบ (subsystems) ท่ีท�ำ งานสมั พนั ธก์ ันอยู่ และหากระบบยอ่ ยใดท�ำ งานผิดพลาด จะส่งผลต่อการทำ�งานของระบบอ่ืนด้วย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 31 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 2. จุดประสงค์การเรยี นรู้ 2.1 วเิ คราะหร์ ะบบทางเทคโนโลยแี ละระบบยอ่ ยของเทคโนโลยี และอธบิ ายความสมั พนั ธข์ องระบบยอ่ ย 2.2 วิเคราะหร์ ะบบทางเทคโนโลยที ี่ซบั ซ้อน 3. ทักษะและกระบวนการที่เปน็ จดุ เน้น 3.1 ทักษะการคิดเชงิ ระบบ 3.2 ทักษะการคดิ วเิ คราะห์ 3.3 ทักษะการส่อื สาร 3.4 ทกั ษะการท�ำ งานร่วมกับผ้อู ่ืน 4. ความรู้เดมิ ท่ผี เู้ รียนตอ้ งมี ผู้เรียนต้องมีความรู้พ้ืนฐานเก่ียวกับเทคโนโลยี ความหมายของเทคโนโลยีท่ีหมายถึงส่ิงท่ีมนุษย์ สรา้ งหรอื พฒั นาขนึ้ ซงึ่ อาจเปน็ ไดท้ งั้ ชน้ิ งานหรอื วธิ กี าร เพอื่ ใชแ้ กป้ ญั หา หรอื เพมิ่ ความสามารถในการท�ำ งาน ของมนษุ ย์ ความสมั พนั ธ์ของเทคโนโลยกี บั ศาสตร์อน่ื โดยเฉพาะวทิ ยาศาสตร์ ระบบทางเทคโนโลยีพ้ืนฐาน ที่ประกอบดว้ ย ตวั ปอ้ น (input) กระบวนการ (process) และผลผลิต (output) และบางระบบอาจมขี ้อมูล ย้อนกลับ (feedback) การเข้าใจการทำ�งานของระบบทางเทคโนโลยีมีความจำ�เป็นต่อการใช้งานหรือ การแกไ้ ขขอ้ ผิดพลาดเพอ่ื ใหท้ ำ�งานไดต้ ามวัตถุประสงค์ 5. สาระสำ�คญั ระบบทางเทคโนโลยี ประกอบดว้ ย ตวั ปอ้ น (input) กระบวนการ (process) และผลผลติ (output) และในบางระบบอาจมีข้อมูลย้อนกลับ (feedback) เพ่ือช่วยปรับปรุงหรือแก้ไขการทำ�งานของระบบให้มี ความสมบูรณ์ตามต้องการ เทคโนโลยีบางอย่างอาจประกอบไปด้วยระบบย่อย (subsystems) ตั้งแต่ สองระบบข้ึนไปทำ�งานร่วมกัน เรียกว่า ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน หากระบบย่อยใดทำ�งานผิดพลาด จะส่งผลต่อการทำ�งานของระบบใหญ่ทำ�ให้เทคโนโลยีทำ�งานไม่ได้หรือได้ไม่สมบูรณ์ การเรียนรู้ระบบทาง เทคโนโลยีทำ�ให้เข้าใจการทำ�งานของเทคโนโลยีและสามารถแก้ไขปัญหาหรือซ่อมบำ�รุง รวมทั้งนำ�ไปสู่ การพัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

32 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 6. สือ่ และอปุ กรณ์ 6.1 ใบกิจกรรม ใบกจิ กรรม เรือ่ ง เวลา (นาท)ี 20 กจิ กรรม 1.1 ระบบย่อยของเทคโนโลยี 20 30 กิจกรรมท้าทายความคดิ ไม้เทา้ อัจฉริยะส�ำ หรบั ผบู้ กพร่องทางการเห็น กจิ กรรมทา้ ยบท ระบบทางเทคโนโลยที ซี่ บั ซอ้ น 6.2 สอื่ อนื่ ๆ ตวั อยา่ งเทคโนโลยใี นชวี ติ ประจ�ำ วนั เชน่ ปากกาแบบกด ดนิ สอกด กาตม้ น�ำ้ หมอ้ หงุ ขา้ ว โทรศพั ทม์ อื ถอื 7. แนวทางการจัดการเรียนรู้ 1) ผู้สอนเร่ิมต้นบทเรียนด้วยการใช้คำ�ถามนำ�ให้ผู้เรียนได้คิดเกี่ยวกับคำ�ว่า ระบบ โดยใช้คำ�ถามว่า นกั เรยี นเคยไดย้ ินคำ�วา่ ระบบ ในเรอ่ื งใดบ้าง และค�ำ วา่ ระบบ ในบรบิ ทนน้ั มีลักษณะเป็นอย่างไร แนวค�ำ ตอบ เช่น ระบบตา่ ง ๆ ในร่างกายมนุษย์ ท้ังระบบย่อยอาหาร ระบบขบั ถา่ ย ระบบหายใจ หรือระบบของ ส่ิงต่าง ๆ ท่ีเราใช้งานในชีวิตประจำ�วัน เช่น ระบบการทำ�งานของรถยนต์ เครื่องเสียง เคร่ืองปรับอากาศ ซ่งึ จะเหน็ ไดว้ ่า “ระบบ” มีอยูห่ ลายอยา่ งและเก่ยี วข้องกับการด�ำ เนินชวี ิตของมนษุ ย์อย่ตู ลอดเวลา ตวั อย่าง ลักษณะของระบบท่ีพบเห็น เช่น ปากกาแบบกด มีส่วนประกอบสำ�คัญ ได้แก่ ด้ามปากกา หัวปากกา ไสห้ มกึ ปากกา ดา้ มกด สปรงิ รวมเขา้ ดว้ ยกนั เปน็ ระบบ ซง่ึ สว่ นประกอบตา่ ง ๆ เหลา่ นม้ี หี นา้ ทแ่ี ตกตา่ งกนั ไป และท�ำ งานรว่ มกนั เพอ่ื ใหป้ ากกากดสามารถท�ำ งานไดต้ ามตอ้ งการ 2) ผู้สอนใหผ้ ูเ้ รยี นศึกษาจากหนงั สอื เรียนบทท่ี 1 หัวขอ้ เรือ่ ง “ระบบคอื อะไร” 3) ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันอภิปรายเก่ียวกับหัวข้อเรื่อง ระบบคืออะไร โดยผู้สอนเปิดประเด็นคำ�ถาม น�ำ วา่ ระบบทไ่ี ดศ้ กึ ษาไปนน้ั มอี ะไรบา้ งทเ่ี กดิ ขน้ึ เองตามธรรมชาติ และมอี ะไรทเ่ี กดิ จากการสรา้ งสรรคข์ อง มนษุ ย์ พรอ้ มอธบิ ายวา่ ระบบนนั้ ประกอบไปดว้ ยอะไรบ้าง มปี ระโยชนอ์ ย่างไร แนวคำ�ตอบ ระบบทเ่ี กดิ ขน้ั เองตามธรรมชาติ เชน่ ระบบหายใจของมนษุ ย์ ซง่ึ มอี งคป์ ระกอบส�ำ คญั เชน่ ปอด ถงุ ลม หลอดลม จมกู ซ่งึ ทกุ ส่วนมีการท�ำ งานท่สี ัมพนั ธ์กนั เพอ่ื ใหร้ ะบบการหายใจมนษุ ย์ท�ำ งานได้เป็นปกติ ระบบท่ีมนุษย์สร้างขึ้น เช่น ระบบบำ�บัดน้ำ�เสีย ซึ่งประกอบไปด้วยหลายส่วน เช่น ระบบกรอง เศษขยะ ระบบเกบ็ กบั น�ำ้ ระบบบ�ำ บดั กลนิ่ และสี ซง่ึ ทกุ องคป์ ระกอบมสี ว่ นส�ำ คญั ในการท�ำ งานเพอ่ื ใหไ้ ดน้ �้ำ ทีส่ ะอาดพร้อมน�ำ สง่ ไปใชง้ านตอ่ ไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 33 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 4) ผู้สอนใช้คำ�ถามชวนคิด ดังน้ี “นักเรียนลองถอดช้ินส่วนของปากกาหรือดินสอแบบกด แล้วศึกษา หน้าท่ีของแต่ละชิ้นส่วนที่ทำ�ให้ปากกาหรือดินสอน้ันมีกลไกการทำ�งานได้ตามต้องการ” จากน้ันให้ผู้เรียน ศึกษาองคป์ ระกอบของปากกาหรอื ดนิ สอกด ว่ามีส่วนประกอบสำ�คัญอะไรบ้าง และมหี น้าที่รว่ มกนั ท�ำ งาน อยา่ งไร พรอ้ มกบั อภิปรายสรุปร่วมกนั แนวคำ�ตอบ ปากกาหรือดินสดกด มีองค์ประกอบสำ�คัญ ได้แก่ ด้าม ไส้ดินสอหรือไส้หมึกปากกา ปุ่มกด หัวปากกาหรือดินสอ สปริง โดยองค์ประกอบทั้งหมดจะรวมเข้าด้วยกันเป็นระบบการทำ�งานของ ปากกาหรือดนิ สอเพ่อื ให้ทำ�งานได้ตามตอ้ งการ 5) ผู้สอนอธิบายเพื่อให้ความรู้เก่ียวกับความหมายของระบบทางเทคโนโลยี โดยเชื่อมโยงกับคำ�ถาม ชวนคดิ เรอ่ื ง องคป์ ระกอบและหนา้ ทข่ี องปากกาหรอื ดนิ สอกดวา่ ระบบการท�ำ งานของปากกาหรอื ดนิ สอกด เรียกได้ว่าเป็น ระบบทางเทคโนโลยี ซง่ึ หมายถึง กลุ่มของส่วนต่าง ๆ ตงั้ แตส่ องสว่ นขน้ึ ไปประกอบเข้าด้วย กันและทำ�งานร่วมกันเพ่ือให้บรรลุวัตถุประสงค์ โดยในการทำ�งานของระบบทางเทคโนโลยีจะประกอบ ไปด้วย ตวั ปอ้ น (input) กระบวนการ (process) และผลผลติ (output) ท่ีสัมพันธก์ นั นอกจากนี้ระบบทาง เทคโนโลยอี าจมขี ้อมูลย้อนกลับ (feedback) เพ่อื ใชป้ รบั ปรงุ การทำ�งานได้ตามวัตถุประสงค์ 6) ผสู้ อนจดั กจิ กรรมใหผ้ เู้ รยี นศกึ ษาระบบทางเทคโนโลยขี องหมอ้ หงุ ขา้ วจากหนงั สอื เรยี น แลว้ อภปิ ราย สรปุ แนวคดิ ส�ำ คญั คอื องคป์ ระกอบหลกั ของหมอ้ หงุ ขา้ ว การท�ำ งาน และความเชอ่ื มโยงกบั แผนภาพระบบ ทางเทคโนโลยี 7) ผสู้ อนแนะน�ำ ใหผ้ เู้ รยี นศกึ ษาขอ้ มลู เพม่ิ เตมิ เกยี่ วความรเู้ รอื่ งแมเ่ หลก็ ทถี่ กู น�ำ มาใชเ้ ปน็ สว่ นประกอบ ของหม้อหุงข้าว เพ่ือเป็นการขยายความรู้ที่เช่ือมโยงสู่การสร้างหรือพัฒนา หมอ้ หงุ ขา้ ว รวมทง้ั ใหผ้ เู้ รยี นศกึ ษาจากขอ้ ควรระวงั การใชง้ าน และรว่ มกนั อภิปรายและให้ข้อเสนอแนะแนวทางการป้องกันอันตรายที่อาจ เกดิ ขน้ึ จากการใชง้ านเครอื่ งใช้ไฟฟา้ 8) ผู้สอนใช้คำ�ถามชวนคิดว่า “นักเรียนคิดว่าเทคโนโลยี ในชีวิตประจำ�วันมีระบบย่อยหลายระบบทำ�งานร่วมกันได้ หรือไม่ อย่างไร” เพื่อให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มอภิปรายสรุป รว่ มกนั แนวค�ำ ตอบ เทคโนโลยบี างอยา่ งอาจมรี ะบบยอ่ ยท�ำ งานรว่ มกนั เพื่อให้สามารถทำ�งานได้ตามวัตถุประสงค์ เช่น ระบบการ ทำ�งานของเครอื่ งดดู ฝ่นุ อัตโนมตั ปิ ระกอบไปดว้ ย สว่ นส�ำ คญั เชน่ ระบบใหพ้ ลงั งาน ระบบขับเคลือ่ น ระบบตรวจจับทิศทาง ระบบการดดู ฝุ่น โดยระบบยอ่ ยเหลา่ นีม้ ีการทำ�งานร่วมกนั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

34 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 9) ผสู้ อนจดั กจิ กรรมใหผ้ เู้ รยี นศกึ ษาเนอ้ื หาหวั ขอ้ เรอ่ื ง ระบบทางเทคโนโลยที ซี่ บั ซอ้ น จากหนงั สอื เรยี น และร่วมกันสรุปแนวคิดหลักของระบบทางเทคโนโลยีของเครื่องปรับอากาศ และระบบย่อยของเคร่ือง ปรบั อากาศวา่ มอี ะไรบา้ ง และมกี ารท�ำ งานรว่ มกนั อยา่ งไร แลว้ ใหผ้ เู้ รยี นรว่ มกนั อภปิ รายสรปุ จากนน้ั ผสู้ อน เพิ่มความรู้เก่ียวกับการพัฒนาเคร่ืองปรับอากาศในปัจจุบัน ซึ่งมีการคำ�นึงถึงประเด็นการประหยัดไฟ และอำ�นวยความสะดวกให้กบั มนุษย์ 10) ผสู้ อนแบง่ กลมุ่ ผเู้ รยี นออกเปน็ 4-5 คน ตอ่ กลมุ่ เพอ่ื ท�ำ กจิ กรรม 1.1 เรอื่ ง ระบบยอ่ ยของเทคโนโลยี แล้วนำ�เสนอ และอภปิ รายสรุปแนวคิดหลักของเทคโนโลยีทีศ่ กึ ษา 11) ผู้สอนให้ผู้เรียนศึกษาเน้ือหาหัวข้อ เร่ือง การทำ�งานผิดพลาดของระบบ (system failure) โดยศึกษาจากหนังสือเรียนหรือแหล่งเรียนรู้อื่น เช่น เว็บไซต์ เพื่อศึกษาตัวอย่างการทำ�งานที่ผิดพลาดของ ระบบเคร่ืองปรับอากาศ ว่าหากเกิดปัญหาการทำ�งานของระบบข้ึน จะมีแนวทางการตรวจสอบเบ้ืองต้น กอ่ นน�ำ ไปสกู่ ารแกไ้ ขไดอ้ ยา่ งไร ทง้ั นกี้ ารสบื คน้ ขอ้ มลู จากเวบ็ ไซต์ ผสู้ อนควรแนะน�ำ นกั เรยี นเกย่ี วกบั การใช้ ค�ำ ส�ำ คัญ (keyword) เพอ่ื การสบื ค้น เชน่ system failure 12) ผเู้ รยี นและผสู้ อนรว่ มกนั อภปิ รายสรปุ เกย่ี วกบั แนวคดิ ส�ำ คญั ของการท�ำ งานผดิ พลาดของระบบ คอื เทคโนโลยีบางอย่างอาจประกอบด้วยระบบย่อยหลายระบบทำ�งานร่วมกัน โดยหากระบบย่อยใดทำ�งาน ผิดพลาดอาจส่งผลต่อการทำ�งานของเทคโนโลยีนั้น ทำ�ให้เทคโนโลยีทำ�งานไม่ได้ หรือทำ�งานได้ไม่สมบูรณ์ และสามารถตรวจสอบขอ้ ผดิ พลาดของระบบและแก้ไขเบ้ืองต้นได้หากไม่มีความซับซ้อนหรอื ยากเกนิ ไป 13) ผสู้ อนแบง่ กลมุ่ ผเู้ รยี น กลมุ่ ละ 4-5 คน ใหท้ �ำ กจิ กรรมทา้ ทายความคดิ เรอ่ื ง ไมเ้ ทา้ อจั ฉรยิ ะส�ำ หรบั ผู้บกพร่องทางการเหน็ แล้วน�ำ เสนอและอภิปรายสรปุ ร่วมกัน 14) ผู้สอนให้ผู้เรียนทำ�กิจกรรมท้ายบท เร่ือง ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน โดยให้ผู้เรียนวิเคราะห์ ระบบการทำ�งานของตู้เย็น พร้อมเขียนแผนภาพแสดงการทำ�งานในรูปแบบของระบบทางเทคโนโลยี โดยระบุระบบย่อยท่ีเก่ียวข้องอย่างน้อย 3 ระบบ เขียนแสดงความสัมพันธ์ของระบบย่อยเหล่าน้ัน และ ความผิดพลาดของระบบท่ีอาจเกดิ ขึ้น แลว้ นำ�เสนอและอภปิ รายสรปุ 15) ผู้เรียนและผู้สอนร่วมกันสรุปแนวคิดสำ�คัญของบทเรียน เร่ือง ระบบทางเทคโนโลยีท่ีซับซ้อน โดยมีประเด็นส�ำ คัญ คอื ระบบทางเทคโนโลยที ่ีซบั ซอ้ นจะประกอบไปด้วยระบบยอ่ ยตง้ั แต่สองระบบขึ้นไป ท�ำ งานรว่ มกนั หากระบบยอ่ ยใดท�ำ งานผดิ พลาด จะสง่ ผลตอ่ การท�ำ งานของระบบใหญท่ อี่ าจท�ำ ใหเ้ ทคโนโลยี ท�ำ งานไมไ่ ด้ หรอื ท�ำ งานไดไ้ มส่ มบรู ณ์ และการแกไ้ ขปญั หาทเี่ กดิ ขนึ้ เบอื้ งตน้ ของความผดิ พลาดในการท�ำ งาน ของระบบอาจท�ำ ไดด้ ว้ ยการตรวจสอบระบบยอ่ ยทเ่ี กยี่ วขอ้ งเพอื่ หาสาเหตขุ องปญั หากอ่ น จากนน้ั จงึ ด�ำ เนนิ การแกไ้ ขในส่วนของระบบยอ่ ยนั้น ซ่ึงการแกป้ ญั หาโดยแนวทางนเ้ี ป็นอกี วิธกี ารหนง่ึ ทช่ี ว่ ยให้เกดิ การแกไ้ ข ได้ตรงจุดของปัญหาอีกดว้ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 35 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 8. การวดั และประเมนิ ผล รายการประเมนิ วิธกี ารวัด เคร่ืองมือที่ใช้วัด เกณฑก์ ารประเมินการผา่ น ใบกิจกรรม 1.1 การวเิ คราะห์ระบบทาง ตรวจใบกจิ กรรม คะแนน 7-8 หมายถึง ดมี าก เทคโนโลยีและระบบย่อย คะแนน 5-6 หมายถึง ดี ของเทคโนโลยี และอธบิ าย คะแนน 3-4 หมายถึง พอใช้ ความสัมพนั ธข์ อง คะแนน 1-2 หมายถงึ ปรบั ปรงุ ระบบยอ่ ย การวิเคราะหร์ ะบบทาง ตรวจกิจกรรม กจิ กรรมท้ายบท ผเู้ รยี นได้ระดบั คณุ ภาพ ดี เทคโนโลยีที่ซับซ้อน ท้ายบท ข้นึ ไป ถอื วา่ ผ่าน ทักษะการสือ่ สาร สังเกตพฤติกรรม แบบสังเกตพฤติกรรม ผู้เรยี นได้ระดับคณุ ภาพ ดี แบบสังเกตพฤติกรรม ขึ้นไปถือวา่ ผา่ น (ดูเกณฑก์ าร ทกั ษะการคดิ วิเคราะห์ สงั เกตพฤติกรรม แบบสงั เกตพฤตกิ รรม ประเมนิ ในภาคผนวก) แบบสังเกตพฤติกรรม ทกั ษะการท�ำ งานรว่ มกบั ผอู้ น่ื สังเกตพฤตกิ รรม ทกั ษะการคดิ เชิงระบบ สังเกตพฤติกรรม เกณฑ์การประเมนิ ประเดน็ 4 ระดับคะแนน 2 1 การประเมนิ 3 การวเิ คราะห์ เขียนแผนภาพของ เขยี นแผนภาพ เขยี นแผนภาพ เขยี นแผนภาพ ระบบทางเทคโนโลยี ระบบทางเทคโนโลยี และระบบย่อย ทเ่ี ลอื ก แจกแจงสว่ น ของระบบทาง ของระบบทาง ของระบบทาง ของเทคโนโลยี ประกอบของระบบย่อย และอธบิ ายความ และเขยี นแผนภาพ เทคโนโลยที เ่ี ลอื ก เทคโนโลยที เ่ี ลอื ก เทคโนโลยที เ่ี ลอื ก สัมพันธ์ของ แสดงความสัมพนั ธ์ ระบบยอ่ ย ของระบบยอ่ ย รวมทัง้ แจกแจงส่วน แจกแจงส่วน แจกแจงสว่ น อธิบายความสัมพันธ์ ของระบบย่อยได้อย่าง ประกอบของ ประกอบของ ประกอบของ ครบถว้ น สมบูรณ์ ระบบยอ่ ย และ ระบบยอ่ ย และ ระบบยอ่ ย และ เขียนแผนภาพ เขียนแผนภาพ เขยี นแผนภาพ แสดงความสมั พนั ธ์ แสดงความสมั พนั ธ์ แสดงความสมั พนั ธ์ ของระบบยอ่ ย ของระบบย่อย ของระบบย่อย รวมทงั้ อธิบาย รวมทั้งอธิบาย รวมท้ังอธบิ าย ความสัมพนั ธ์ของ ความสัมพนั ธข์ อง ความสมั พนั ธข์ อง ระบบยอ่ ยไดถ้ กู ตอ้ ง ระบบยอ่ ยไดถ้ กู ตอ้ ง ระบบยอ่ ยได้ เปน็ ส่วนใหญ่ บางสว่ น แตไ่ มถ่ ูกต้อง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

36 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ประเดน็ ระดบั คะแนน การประเมนิ 4 321 การวเิ คราะห์ ระบบทาง เขียนแผนภาพระบบ เขียนแผนภาพ เขียนแผนภาพ เขียนแผนภาพ เทคโนโลยี ทางเทคโนโลยขี องตเู้ ยน็ ระบบทางเทคโนโลยี ที่ซบั ซอ้ น จำ�แนกระบบยอ่ ย ของตเู้ ยน็ จำ�แนก ระบบทางเทคโนโลยี ระบบทางเทคโนโลยี และเขียนแผนภาพ ระบบย่อยและ แสดงความสมั พันธ์ เขยี นแผนภาพ ของตเู้ ย็น จ�ำ แนก ของตูเ้ ย็น จำ�แนก ของระบบย่อย รวมท้งั แสดงความสมั พนั ธ์ อธิบายความสมั พนั ธ์ ของระบบยอ่ ย ระบบย่อยและ ระบบยอ่ ยและ ของระบบย่อย พร้อม รวมทง้ั อธิบาย อธบิ ายความผดิ พลาด ความสัมพนั ธข์ อง เขียนแผนภาพ เขียนแผนภาพ ของระบบท่อี าจเกิดขึ้น ระบบย่อย พรอ้ ม ไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง อธบิ ายความ แสดงความสมั พนั ธ์ แสดงความสมั พนั ธ์ ครบถว้ น ผิดพลาดของ ระบบทอ่ี าจเกดิ ขน้ึ ของระบบยอ่ ย ของระบบย่อย ได้อยา่ งถูกตอ้ ง เปน็ ส่วนใหญ่ รวมทงั้ อธบิ าย รวมทัง้ อธบิ าย ความสัมพนั ธ์ของ ความสมั พนั ธข์ อง ระบบย่อย พรอ้ ม ระบบย่อย พรอ้ ม อธบิ ายความ อธบิ ายความ ผิดพลาดของ ผิดพลาดของ ระบบทีอ่ าจเกดิ ข้ึน ระบบที่อาจเกิดขนึ้ ไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง ได้แตไ่ มถ่ ูกตอ้ ง บางสว่ น เกณฑก์ ารตัดสินระดับคณุ ภาพ คะแนน 7-8 คะแนน หมายถึง ระดับคุณภาพ ดีมาก คะแนน 5-6 คะแนน หมายถงึ ระดบั คุณภาพ ดี คะแนน 3-4 คะแนน หมายถงึ ระดบั คณุ ภาพ พอใช้ คะแนน 1-2 คะแนน หมายถึง ระดบั คณุ ภาพ ปรบั ปรงุ หมายเหตุ เกณฑก์ ารวัดและประเมินผลสามารถปรับเปล่ยี นได้ตามความเหมาะสม 9. แหล่งเรียนรู้ ส่ือออนไลน์เก่ียวกับระบบ โดยอาจใช้คำ�สำ�คัญในการสืบค้นจากเว็บไซต์ต่าง ๆ เช่น technological system, system parts, system failure 10. ข้อเสนอแนะ 10.1 ผู้สอนควรมีการศึกษาข้อมูลระบบเทคโนโลยีใหม่ ๆ จากส่ือออนไลน์ต่าง ๆ และเลือกใช้ให้ เหมาะสมกับผู้เรยี น 10.2 ผูส้ อนสามารถกำ�หนดน้�ำ หนกั คะแนนของแตล่ ะกจิ กรรมได้ตามความเหมาะสม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 37 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 11. แนวคำ�ตอบกิจกรรม กิจกรรม 1.1 ระบบยอ่ ยของเทคโนโลยี ใหน้ กั เรยี นเลอื กเทคโนโลยที สี่ นใจ 1 อยา่ ง รถจักรยานยนต์ หม้อหุงข้าวดจิ ทิ ัล จากตัวอย่างที่กำ�หนดให้ เพื่อวิเคราะห์ การท�ำ งานของเทคโนโลยี แลว้ เขยี นแผนภาพ แสดงการทำ�งานในรูปแบบของระบบทาง เทคโนโลยี โดยระบุระบบย่อยที่เก่ียวข้อง อยา่ งนอ้ ย 3 ระบบ พรอ้ มอธบิ ายความสมั พนั ธ์ ของระบบย่อยเหลา่ นนั้ แนวค�ำ ตอบ รถจักรยานยนต์ แผนภาพแสดงระบบทางเทคโนโลยีของรถจักรยานยนต์ ตัวป�อน (input) กระบวนการ (process) ผลผลติ (output) พลงั งานเช้อื เพลงิ การท�ำ งานของ การเคลอื่ นทขี่ อง การตดิ เครื่องยนต์ เครอื่ งยนต์ เพือ่ ให้ รถจกั รยานยนต์ รถเคลื่อนที่ไปได้ ขอ� มลู ยอ� นกลับ (feedback) การปรบั ระดบั ความเร็ว โดยการปรบั ระดบั คนั เรง่ เกียร์ หรือเบรก รถจักรยานยนต์ มตี ัวอย่างระบบที่เกีย่ วขอ้ ง และองค์ประกอบของระบบยอ่ ย ดงั น้ี ระบบยอ่ ย ตวั ปอ้ น กระบวนการ ผลผลิต ข้อมลู ยอ้ นกลับ (input) (process) (output) (feedback) ระบบยอ่ ยท่ี 1 การใหแ้ รง สายเบรกสง่ แรง ลอ้ หมนุ ช้า การปรับอตั ราเรว็ ของ ระบบห้ามลอ้ กระท�ำ ต่อ ไปยังอปุ กรณ์ ลงหรือหยุด รถโดยปรบั ระดบั แรง หรอื เบรก (brake) เบรก ห้ามลอ้ กระทำ�ต่อเบรก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

38 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ระบบย่อย ตัวปอ้ น กระบวนการ ผลผลติ ข้อมูลยอ้ นกลับ ระบบย่อยที่ 2 (input) (process) (output) (feedback) ระบบเกยี ร์ การเปลีย่ น ก�ำ ลังสง่ ที่ เกียร์ การเปลี่ยนคู่ ได้จาก การเปล่ยี นเกยี ร์ตาม ระบบย่อยท่ี 3 เฟืองขับและ ระบบเกียร์ สภาพถนนหรอื ระบบลอ้ ระบบเกียร์ เฟืองตามเพือ่ ให้ อัตราเรว็ ที่ต้องการ ทำ�งานโดยสง่ เกดิ การทดแรง ล้อหมนุ แรงผา่ นโซ่ อาจมไี ดท้ ัง้ การปรบั หรือสายพาน โซ่หรือสายพาน แรงกระทำ�ตอ่ เบรก ทำ�งานเพอ่ื สง่ หรือการเปลีย่ นเกยี ร์ ก�ำ ลงั ไปยังลอ้ รถ แผนภาพแสดงความสัมพนั ธ์ของระบบย่อย ระบบห�ามล�อหรือเบรก (brake system) ออกแรงกระทำ�กบั ระบบ input process output ลอ้ เพ่ือลดรอบการหมุน การให�แรงกระทำ สายเบรกสง� แรง ลอ� หมุนชา� ลง ต�อเบรก ไปยังอุปกรณ� หรือหยดุ ห�ามลอ� ระบบล�อ (wheel system) ระบบเกยี ร� (gear system) input process output ระบบ input process output การทำงาน ระบบเกยี ร� โซ�หรอื ลอ� หมุน การเปลีย่ น การเปล่ียน กำลังสง� ทไ่ี ด� ทำงานโดย สายพาน ของรถ เกียร� คูเ� ฟอ� งขับและ จากระบบเกียร� สง� แรงผ�านโซ� ทำงานเพ่ือ จักรยานยนต� เฟอ� งตาม หรอื สายพาน ส�งกำลงั เพอื่ ใหเ� กดิ การ ไปยังล�อรถ ทดแรง เปล่ยี นรอบการทำ�งาน ของเครือ่ งยนต์ อธบิ ายความสัมพันธข์ องระบบย่อย ระบบห้ามล้อหรือเบรก มีหน้าที่ลดความเร็วหรือหยุดการเคล่ือนท่ีของรถ และระบบเกียร์ทำ�หน้าท่ี ทดแรงและสง่ ตอ่ ก�ำ ลงั ไปยงั ระบบลอ้ เพอ่ื การขบั เคลอ่ื น ซง่ึ ระบบทง้ั สามสว่ นตา่ งกท็ �ำ งานเชอ่ื มโยงกนั เพื่อให้ รถขบั เคลือ่ นหรือหยดุ ได้ตามต้องการ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 39 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน แนวค�ำ ตอบ หมอ้ หงุ ข้าวดจิ ิทัล แผนภาพแสดงระบบทางเทคโนโลยีของหมอ้ หงุ ขา้ วดจิ ิทลั ตัวป�อน (input) กระบวนการ (process) ผลผลติ (output) พลงั งานไฟฟ้า การท�ำ งานของ ขา้ วทีห่ งุ สกุ ขา้ ว หมอ้ หงุ ขา้ ว โดยเปลยี่ น นำ้� พลังงานไฟฟ้าเป็น ความร้อน (ท่อี ุณหภมู ิ มากกว่า 100 องศาเซลเซยี ส) ข�อมลู ย�อนกลับ (feedback) การตัดวงจรไฟฟา้ เม่ือข้าวหุงสุก และปรบั สถานะไปทีก่ ารอุ่น หม้อหงุ ขา้ วดิจิทลั มตี ัวอย่างระบบย่อยท่ีเกี่ยวขอ้ งและองคป์ ระกอบของระบบยอ่ ย ดงั น้ี ระบบยอ่ ย ตวั ป้อน กระบวนการ ผลผลติ ข้อมลู ยอ้ นกลบั (input) (process) (output) (feedback) ระบบยอ่ ยที่ 1 ระบบอนุ่ อัตโนมตั ิ พลงั งานไฟฟ้า การท�ำ งานของหม้อหุง ข้าวท่ีอุ่นหรอื มี ข้าวโดยเปลีย่ นพลังงาน อณุ หภูมิ ไฟฟา้ เป็นความรอ้ นดว้ ย ประมาณ - การควบคมุ อณุ หภมู ทิ ่ี 70-80 เหมาะสม (ประมาณ องศาเซลเซียส 70 - 80 องศาเซลเซยี ส) ระบบยอ่ ยท่ี 2 พลงั งานไฟฟ้า การท�ำ งานของวงจร ตัวเลขแสดงผล - ระบบแสดงผล ไฟฟ้าแสดงผลทหี่ นา้ จอ สถานะการ ดิจทิ ลั ทำ�งานท่หี น้าจอ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

40 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน แผนภาพแสดงความสมั พันธ์ของระบบยอ่ ย input ระบบอน�ุ อัตโนมตั ิ output process พลังงานไฟฟ�า การทำงานของหมอ� หุงข�าว ขา� วท่อี นุ� หรือมี โดยเปลย่ี นพลงั งานไฟฟา� อุณหภมู ปิ ระมาณ เป�นความรอ� นด�วยการ 70-80 องศาเซลเซยี ส ควบคมุ อณุ หภูมิทเี่ หมาะสม (ประมาณ 70 - 80 องศาเซลเซยี ส) แสดงผลข้อมูล ระบบ การปรบั เปล่ยี นโหมด อณุ หภูมิ การทำงาน การท�ำ งาน หรอื สถานะอนื่ ของหม�อหุงขา� ว ดจิ ิทลั input ระบบแสดงผลดิจทิ ลั output พลังงานไฟฟา� process การทำงานของ ตัวเลขแสดงผล วงจรไฟฟ�าแสดงผล สถานะการทำงาน ทีห่ น�าจอ อธบิ ายความสัมพันธ์ของระบบย่อย ระบบการอุ่นอัตโนมัติควบคุมการทำ�งานของหม้อหุงข้าวเพ่ือให้ความร้อนตามค่าท่ีกำ�หนด จะทำ�งาน สัมพันธ์กับระบบการแสดงผลท่ีหน้าจอโดยมีการปรับเปล่ียนข้อมูลการแสดงผลไปตามสถานะการทำ�งาน ทำ�ใหผ้ ู้ใช้สามารถทราบสถานะการท�ำ งานของเครอ่ื งว่าเป็นการหงุ หรืออนุ่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 41 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน กจิ กรรมทา้ ทายความคิด ไม้เทา้ อัจฉรยิ ะส�ำ หรับผู้บกพรอ่ งทางการเหน็ น้องโรบอท อาศัยอย่บู ้านที่ใกลก้ ับโรงเรียนสอนผูบ้ กพรอ่ งทางการเห็น น้องโรบอทสงั เกตเห็น นักเรียนที่เดินทางมาโรงเรียนจะใช้ไม้เท้าช่วยในการเดินทาง โดยการกวัดแกว่งและเคาะไปตาม พื้นถนน เพื่อให้รับรู้ถึงส่ิงกีดขวางที่อยู่รอบตัว แต่จากการสังเกต ยังพบว่ามีนักเรียนบางคน เกิดอุบัติเหตุสะดุดล้ม เนื่องจากระยะท่ีกวัดแกว่งและเคาะไม้เท้าไม่เหมาะสม และไม่ทราบว่ามี สง่ิ กดี ขวางอยดู่ า้ นหนา้ ดงั นน้ั นอ้ งโรบอทจงึ ตอ้ งการหาวธิ ชี ว่ ยผบู้ กพรอ่ งทางการเหน็ โดยการพฒั นา ไม้เท้าแบบใหม่ ถ้านักเรียนเป็นน้องโรบอท จะมีวิธีการพัฒนาปรับปรุงไม้เท้าให้มีประสิทธิภาพดีข้ึนได้อย่างไร เพอ่ื ชว่ ยเหลอื ผ้บู กพรอ่ งทางการเห็น ลดอุบัตเิ หตุจากการเดนิ ทาง ช่วยกนั คิด 1. นักเรียนช่วยกันสืบค้นข้อมูลของไม้เท้าสำ�หรับผู้บกพร่องทางการเห็น จากน้ันช่วยกัน วิเคราะหแ์ ละสรุปวา่ ไม้เท้าควรมอี งค์ประกอบ ลกั ษณะ และการใช้งานอย่างไร แนวคำ�ตอบ ท่มี า : http://news.siamphone.com/news-22669.html สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

42 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน องคป์ ระกอบ ลกั ษณะ การใชง้ าน ด้ามจับ 1. ดา้ มจบั ถนัดมือทำ�ดว้ ยวัสดทุ ี่ไม่ลน่ื ใชน้ �ำ ทางให้ผูบ้ กพรอ่ ง 2. โครงสรา้ งทำ�ด้วยวัสดทุ ่แี ขง็ แรงทนทาน ทางการเหน็ โดยใชไ้ มเ้ ทา้ มคี วามยาวเหมาะสมกับผ้ใู ช้ เพอ่ื เคาะสัมผัสกบั พ้นื ที่ 3. ส่วนฐานมีจกุ ยางป้องกนั การลืน่ ข้างหน้าในขณะก้าวเดนิ ตวั ไมเ้ ทา้ สว่ นฐาน ตวั ป�อน (input) กระบวนการ (process) ผลผลิต (output) การออกแรงบงั คับ ไม้เท้าที่กวัดแกวง่ ไปมา ท�ำ ใหผ้ ใู้ ชง้ านรบั รู้ไดว้ ่า ทิศทางของไม้เทา้ สมั ผสั พน้ื ทข่ี า้ งหนา้ บริเวณข้างหนา้ มสี งิ่ เพือ่ กวัดแกว่งหรือ หรือส่งิ กีดขวาง ขณะก้าวเดิน กีดขวางหรอื ไม่ เคาะสมั ผสั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 43 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน 2. จากขอ้ มลู ทไ่ี ดส้ บื คน้ เกย่ี วกบั ไมเ้ ทา้ ทช่ี ว่ ยผบู้ กพรอ่ งทางการเหน็ ในการเดนิ นกั เรยี นมแี นวคดิ ในการ ปรบั ปรงุ ไมเ้ ทา้ ส�ำ หรบั ผบู้ กพรอ่ งทางการเหน็ นอี้ ยา่ งไร โดยใหแ้ สดงในรปู แบบของระบบการท�ำ งาน ทชี่ ่วยใหไ้ ม้เทา้ มปี ระสิทธิภาพในการใชง้ านดขี ึ้น และนำ�เสนอ แนวคำ�ตอบ จากการศึกษาพบว่าการใช้ไม้เท้าช่วยในการเดินยังประสบปัญหาเดินชนและสะดุดล้ม เนื่องจากสิ่งกีดขวางอยู่ในระยะใกล้เกินไป ดังน้ันจึงมีแนวคิดในการแก้ปัญหา เพ่ือให้ผู้บกพร่อง ทางการเหน็ สามารถรบั รสู้ ง่ิ กดี ขวางไดล้ ว่ งหนา้ จงึ ไดค้ ดิ วา่ ควรมกี ารตดิ ตงั้ ระบบตรวจจบั สง่ิ กดี ขวาง โดยใชเ้ ซ็นเซอร์ ระบบสั่นสะเทอื นทมี่ ือจับ และระบบการเตอื นด้วยเสยี งร่วมกนั โดยมหี ลกั การท�ำ งาน คอื จะมกี ารตดิ ตงั้ ระบบเซน็ เซอรท์ ไี่ มเ้ ทา้ ซง่ึ ท�ำ งานโดยใชแ้ สงอนิ ฟาเรด ในการตรวจสอบสิ่งกีดขวาง เมื่อแสงอินฟาเรดไปกระทบส่ิงกีดขวาง จะส่งสัญญาณกลับมาที่ ตัวรับสัญญาณ และส่งต่อไปท่ีตัวประมวลผล จากนั้นทําการประมวลผลและแสดงผลออกมา ในรูปเสยี ง และการสนั่ เตือน ตัวป�อน (input) กระบวนการ (process) ผลผลติ (output) การออกแรงบงั คับ เซ็นเซอร์ท่ีอย่ทู ีไ่ ม้เทา้ ออดไฟฟา้ จะสง่ สญั ญาณ ทิศทางของไม้เทา้ ส่งแสงอินฟาเรด เสยี ง และอปุ กรณ์ คา่ ระยะหา่ งระหว่าง ไม้เทา้ ทต่ี ดิ ตง้ั ระบบ เพือ่ ตรวจสอบสิง่ กดี ขวาง จะสน่ั เตอื นเพอ่ื ใหผ้ ใู้ ช้ เซน็ เซอรก์ ับพน้ื ท ี่ เมือ่ แสงอนิ ฟาเรดไป รบั รไู้ ดถ้ งึ สง่ิ กดี ขวาง หรอื สิง่ กีดขวาง กระทบส่งิ กีดขวาง จะสง่ ทอ่ี ยขู่ า้ งหนา้ สญั ญาณกลับมาทีต่ วั รบั สัญญาณ และสง่ ต่อไปที่ ส่วนประมวลผล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

44 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน กิจกรรมท้ายบท ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ใหน้ กั เรยี นวเิ คราะหร์ ะบบการท�ำ งานของตเู้ ยน็ พรอ้ มเขยี นแผนภาพแสดงการท�ำ งานในรปู แบบ ของระบบทางเทคโนโลยี โดยระบรุ ะบบยอ่ ยทเี่ กยี่ วขอ้ งอยา่ งนอ้ ย 3 ระบบ เขยี นแสดงความสมั พนั ธ์ ของระบบยอ่ ยเหลา่ นั้น และความผดิ พลาดของระบบที่อาจเกดิ ขึ้น แผนภาพแสดงระบบการท�ำ งานของตูเ้ ย็น ตัวปอ� น (input) กระบวนการ (process) ผลผลติ (output) พลังงานไฟฟา้ การท�ำ งานของต้เู ย็น อณุ หภมู ใิ นตเู้ ยน็ ลดลง โดยสารท�ำ ความเยน็ จนมีอณุ หภูมิต่�ำ ตาม ดูดความร้อนจากภายใน ตอ้ งการ (ประมาณ ตเู้ ยน็ เพื่อสง่ ไประบาย ความรอ้ นสภู่ ายนอก 4 องศาเซลเซยี ส ในช่องปกติ และ ท่ีคอยลร์ ้อน ประมาณ ข�อมูลย�อนกลบั (feedback) -18 องศาเซลเซียส ในชอ่ งแช่แขง็ ) การปรับระดับการทำ�งาน ของเครือ่ ง เพอื่ ใหม้ ีอณุ หภมู ิ ตามท่ีตอ้ งการ ระบบย่อย ตัวป้อน กระบวนการ ผลผลิต (input) (process) (output) ระบบยอ่ ยท่ี 1 ระบบเพิ่ม สารท�ำ ความเยน็ คอมเพรสเซอร์บีบอัดสาร สารทำ�ความเย็น ความดัน ในสถานะแกส๊ ท�ำ ความเยน็ สถานะแก๊ส ท่ีมอี ุณหภูมเิ พมิ่ ขนึ้ ทด่ี ดู ความรอ้ น ทำ�ใหแ้ ก๊สมคี วามดนั เพ่ิมข้ึน จากในตเู้ ยน็ ระบบยอ่ ยท่ี 2 สารท�ำ ความเยน็ แก๊สทมี่ อี ุณหภูมิสงู จะไหลไปตาม สารท�ำ ความเยน็ ทม่ี ี ระบบคอยล์ร้อน สถานะแกส๊ ท่ีมี อณุ หภมู ิเพ่ิมขน้ึ คอยลร์ อ้ น เพอื่ ถา่ ยเทความรอ้ น อณุ หภมู ลิ ดลง และกลาย สู่อากาศดา้ นนอกตู้เยน็ สถานะเปน็ ของเหลว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 45 ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ระบบยอ่ ย ตวั ป้อน กระบวนการ ผลผลติ (input) (process) (output) ระบบย่อยที่ 3 ระบบ สารทำ�ความเย็น สารท�ำ ความเย็นถกู ผลักให้ไหล สารท�ำ ความเยน็ ในสถานะ ลดความดัน ในสถานะของเหลว เขา้ ส่ภู ายในต้เู ย็นผา่ นวาล์วขยาย ของเหลวขยายตวั และ เยน็ ตวั ลงกลายเปน็ แกส๊ ทำ�ใหส้ ารท�ำ ความเย็นมคี วามดนั ลดลงอย่างรวดเรว็ ระบบย่อยท่ี 4 สารท�ำ ความเยน็ แกส๊ พาความเย็นไหลผ่าน สารท�ำ ความเยน็ ในสถานะ ระบบคอยล์เย็น อณุ หภมู ิต�่ำ คอยล์เยน็ ภายในต้เู ย็น แลว้ ดูด แกส๊ ทด่ี ดู ความรอ้ นภายใน ในสถานะแก๊ส ความร้อนจากภายในตูเ้ ยน็ ตเู้ ยน็ แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ของระบบยอ่ ยของต้เู ย็น ส่งสารทำ� input ระบบคอยล�ร�อน output ส่งสารท�ำ ความเยน็ ที่ สารทำความเย็น process ความเย็นท่ี เพม่ิ ความดันและ สถานะแกส� ท่มี ี อุณหภมู ิลดลง อณุ หภูมสิ งู ข้ึน อณุ หภมู เิ พิ่มขึน้ แกส� ทมี่ อี ุณหภมู ิสงู สารทำความเยน็ ทีม่ ี และกลายเป็น จะไหลไปตามคอยลร� อ� น อุณหภมู ลิ ดลง และ ของเหลว เพื่อถา� ยเทความรอ� น กลายสถานะเปน� สอ�ู ากาศดา� นนอกตเ�ู ยน็ ของเหลว ระบบเพิ่มความดัน ระบบลดความดนั input process output input process output สารทำความเยน็ คอมเพรสเซอร� สารทำความเยน็ ระบบ สารทำความเย็น สารทำความเยน็ สารทำความเยน็ ในสถานะแกส� บบี อดั สารทำ ท่มี อี ุณหภูมิ การทำงาน ในสถานะ ถกู ผลกั ใหไ� หล ในสถานะของเหลว ท่ีดดู ความร�อน ความเยน็ เพมิ่ ข้นึ ของตเ�ู ย็น ของเหลว เขา� สภ�ู ายในตเ�ู ยน็ ขยายตวั และ จากในตูเ� ย็น สถานะแก�ส ผา� นวาลว� ขยาย เยน็ ตวั ลงกลาย ทำใหแ� กส� มี สารทำความเยน็ เปน� แกส� ความดนั เพม่ิ ขน้ึ มคี วามดนั ลดลง อยา� งรวดเรว็ สง่ สารทำ� input ระบบคอยล�เย็น output ส่งสารท�ำ ความเย็นท่ี สารทำความเยน็ process ความเย็นท่ี ดูดความรอ้ น อณุ หภูมติ ำ่ ใน ลดความดนั ภายในตูเ้ ย็น สถานะแกส� แกส� ทำความเย็น สารทำความเยน็ และกลายเป็นแกส๊ ไหลผ�านคอยลเ� ยน็ ในสถานะแก�สท่ี ภายในตเู� ย็น แล�วดูด ดดู ความร�อน ความรอ� นจาก ภายในต�ูเยน็ ภายในตเู� ย็น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

46 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน อธบิ ายความสมั พนั ธ์ของระบบย่อยของตเู้ ยน็ ระบบเพมิ่ ความดนั คอมเพรสเซอรจ์ ะบบี อดั สารท�ำ ความเยน็ ในสถานะแกส๊ ท�ำ ใหม้ คี วามดนั และอณุ หภมู เิ พมิ่ ขน้ึ แลว้ สง่ สารท�ำ ความเยน็ ไปยงั ทอ่ แลกเปลยี่ นความรอ้ นทบ่ี รเิ วณระบบคอยลร์ อ้ น เพ่ือถ่ายเทความร้อนออกสู่ภายนอกตู้เย็น สารทำ�ความเย็นที่ถ่ายเทความร้อนแล้วจะกลายสถานะ เป็นของเหลว และไหลเข้าสู่ภายในตู้เย็นผ่านวาล์วขยาย ในระบบลดความดัน ความดันจะลดลง อย่างรวดเร็ว สารทำ�ความเย็นในสถานะของเหลวจะขยายตัวและเย็นตัวลงเป็นแก๊สอีกครั้ง สารทำ�ความเย็นในสถานะแก๊สจะไหลผ่านระบบคอยล์เย็น แล้วดูดความร้อนจากภายในตู้เย็น จากนัน้ สารทำ�ความเยน็ จะไหลต่อไปยงั คอมเพรสเซอร์ ท่ีระบบเพิ่มความดนั อีกคร้งั วนเปน็ วฏั จักร ไปเรื่อย ๆ อธิบายความผิดพลาดของระบบการทำ�งานของตเู้ ยน็ ปัญหาทีพ่ บ อณุ หภมู ิในตเู้ ย็น มีอณุ หภมู ติ ำ�่ ไมเ่ พยี งพอ สง่ ผลใหข้ องทแ่ี ชไ่ ว้เนา่ เสีย ระบบทผ่ี ดิ พลาดหรอื สาเหตุของปญั หา ระบบทำ�ความเย็นเสียหาย ซึ่งอาจเกิดจากสารทำ�ความเย็นร่ัวไหล หรือคอมเพรสเซอร์ ไมท่ ำ�งาน หรือแผ่นยางขอบประตูตูเ้ ยน็ เสยี หายหรอื เสื่อมสภาพ ท�ำ ใหอ้ ากาศภายนอกท่ีมีอณุ หภูมิ สูงกวา่ ไหลผ่านเขา้ ไปในตูเ้ ยน็ มีผลทำ�ใหอ้ ณุ หภมู ิในตเู้ ยน็ ไม่เปน็ ไปตามต้องการและระบบทำ�ความ เย็นท�ำ งานหนกั ข้นึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี