หน่วยที่3 การออกแบบวิธีแก้ปัญหา

เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 หน่วยการเรยี นรทู้ ี่ 3 การออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา

แผนผงั หวั ขอ้ หนว่ ยการเรยี นรู้ การออกแบบ วิธีการแกป้ ญั หา การวิเคราะหเ์ ชงิ เปรยี บเทยี บ และตัดสนิ ใจเลอื กรปู แบบวิธีการแกป้ ญั หา ปัจจยั ตวั แปร และขอ้ จากัด ของการออกแบบแนวทางการแก้ปญั หา การวางแผนและดาเนินการแก้ปญั หา

การวเิ คราะหเ์ ชงิ เปรยี บเทยี บและตดั สนิ ใจ เลือกรปู แบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา กาหนดแนวทางแกป้ ญั หา แนวทางที่ 1 แนวทางที่ 2 แนวทางที่ 3 แนวทางท่ี 4 วิเคราะห์ เปรยี บเทยี บขอ้ มลู วเิ คราะหข์ อ้ ดี สรา้ งแบบประเมนิ เพ่ือตดั สนิ ใจเลอื ก วิเคราะหข์ อ้ เสยี วิธที ่จี ะนามาใชแ้ กป้ ญั หา ตดั สนิ ใจเลือกแนวทาง การในการแกป้ ญั หา ออกแบบวธิ ีการหรอื ชิ้นงาน ในการแกป้ ัญหา

ตวั อยา่ งการออกแบบถงั ขยะ ถ้าตอ้ งการออกแบถงั ขยะ เราอาจเกบ็ ข้อมลู บางอย่างเพม่ิ เพือ่ ประกอบการออกแบ เช่น 1. ขยะสว่ นใหญเ่ ปน็ ขยะประเภทใด เศษกระดาษ ขยะช้นิ เล็ก เศษอาหาร เศษใบไม้แก้ว 2. บริเวณทตี่ ง้ั ถงั ขยะเปน็ ท่ีใด สภาพแวดลอ้ มเปน็ อยา่ งไร ในหอ้ งทางาน ในโรงอาหาร สนามหน้าโรงเรียน 3. คาดว่ามคี นทงิ้ ขยะจานวนมากหรือไม่ มเี พยี งคนเดียว คนในครอบครวั คนในองค์กร จากตวั อยา่ งข้อมลู ที่รวบรวมมาได้ถา้ หากเปน็ ถงั ขยะทใี่ ช้ในหอ้ ง ทางานอาจมขี ยะเพยี งเลก็ น้อยสภาพแวดลอ้ มในทแี่ ห้งไมเ่ ปยี กดงั นนั้ อาจ เลอื กกระดาษแข็งมาทาเปน็ ถงั ขยะแบบสวยงามได้ถ้าหากนาไปใชใ้ นโรง อาหารอาจมีขยะเป็นเศษอาหารหรอื ขยะทมี่ คี วามชนื้ อาจเลอื กถงั ขยะที่ทา ดว้ ยพลาสติกแข็ง

ปัจจยั ตวั แปร และข้อจากดั ของการออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา ปัญหาบานปญั หานนั้ แนวทางการแก้ปญั หามีหลายวธิ ี ซ่ึงผูอ้ อกแบบต้องเลือกเทคโนโลยที ่เี หมาะสมที่สดุ โดยการออกแบบนนั้ จะตอ้ งทราบขอบเขตของปญั หาต้องทราบวา่ ตน้ เหตเุ กิดจากอะไรมสี ่งิ ใดเปน็ องค์ประกอบบ้างปัจจยั และตัวแปรต่าง ๆ เกีย่ วข้องกบั กระบวนการทางานอย่างไรและสง่ ผลสุดท้ายอยา่ งไร ดงั นน้ั การออกแบบอาจแบง่ องค์ประกอบต่าง ๆ เป็นตัวป้อน (Input) กระบวนการ (Process) และ ผลลพั ธ์ (Output) Input Process Output

ตวั อย่างเครอ่ื งวดั อณุ หภมู ิ การทางานเคร่ืองวัดอณุ หภูมิน้นั ตวั ป้อนจะเป็นความร้อน กระบวนการภายในจะประมวลผล ว่าความรอ้ น ที่ปอ้ นเข้ามาน้ันอยู่ในระดบั ใด และใหผ้ ลลัพธ์เปน็ ระบบความรอ้ นหรืออณุ หภมู ิออกมา ถ้าตอ้ งการพฒั นาระบบวดั อุณหภูมิและแล้วแสดงผลเปน็ ตัวเลขตัวปอ้ นจะรับขอ้ มูลเข้ามาทาง เซนเซอร์ การเลือกเซนเซอร์มาใช้งานนั้นจะตอ้ งพจิ ารณาด้วยว่าจะวัดอุณหภมู ิในชว่ งใด เม่ือประมวลผลแล้วให้แสดง ตวั เลขออกมาลกั ษณะใดเปน็ จานวนเตม็ หรือทศนยิ ม Input Process Output รับคา่ ความรอ้ นเขา้ มาทางเซนเซอร์ ประมวลผลโดยการคานวณอุณหภมู ิ แสดงผลลพั ธเ์ ปน็ อณุ หภมู เิ ปน็ เป็นองศาเซลเซียสและฟาเรนไฮต์ องศาเซลเซียสและฟาเรนไฮต์

การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา ต้งั ข้อสงั เกต ระบบปิด ควบคมุ ตวั แปรได้ เป็นปัญหาที่อยู่ใน ระบบเปดิ ควบคุมตวั แปรไมไ่ ด้ ระบบปิดหรอื ระบบเปดิ ข้อบงั คับ กฎเกณฑ์ มาตรฐาน ตัวแปรหรือปจั จัยใดบ้าง ขอ้ จากัดของตัวแปร ที่มผี ลต่อผลลพั ธท์ ่ีตอ้ งการ

การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา (ต่อ) ต้งั ข้อสงั เกต เทคโนโลยมี คี วามเหมาะสม หรอื สามารถ ประสทิ ธิภาพของ ใชง้ านต่อไปไดใ้ นระยะยาวหรือไม่ มีวธิ กี ารหรอื เทคโนโลยใี ดท่ีเหมาะสม เครือ่ งมือในกระบวนการ มากกวา่ น้ี และคุ้มค่าต่อการลงทนุ หรือไม่ กระบวนการและเครอื่ งมอื ในกระบวนการ เป็นอยา่ งไร สามารถปรับปรงุ ข้นั ตอน ได้หรอื ไม่

การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา (ตอ่ ) ต้ังขอ้ สังเกต หากโอกาสของผลลัพธ์ท่เี กิดขน้ึ ตัวแปรและปจั จัยท่ใี ช้สาหรบั การทดลอง มีมาก สามารถทาการทดลองหรือ หรือทดสอบ มโี อกาสที่ผลลพั ธจ์ ะ ทดสอบสมมตุ ิฐานไดม้ ากนอ้ ยเพียงใด เกิดข้ึนไดม้ ากนอ้ ยเพยี งใด หากโอกาสของผลลัพธ์มมี ากหรือมีความ ซบั ซอ้ น และมคี วามเป็นไปไดส้ ูง อาจ ใช้ การสมุ่ กลุ่มตัวอย่างเพื่อทดลองหรือ ทดสอบสมมตุ ิฐานได้เช่นกัน

การวางแผนและดาเนนิ การแกป้ ญั หา การวางแผนกาหนดแนวทางการดาเนินงานโดยอาจเตรียมในหวั ขอ้ ตอ่ ไปนี้ 1. การเตรยี มพรอ้ มของตนเองและทมี งาน พจิ ารณาว่าตัวเราและทีมมคี วามเหมาะสมตอ่ งานน้ีหรอื ไม่ พจิ ารณาตารางการทางานของทมี งานว่าสามารถทางานได้หรอื ไม่ 2. การหาความรเู้ พมิ่ พนู ทกั ษะ การทางานนมี้ ีเร่ืองใดท่ีเรามคี วามรู้อย่แู ล้วมเี รอื่ งใดทตี่ ้องศึกษาเพม่ิ เติม รวมถงึ ทมี งานด้วย 3. การสนทนา อภิปรายรว่ มกนั เปดิ ให้ทกุ คนระดมความคดิ เสนอความคิดอย่างเป็นอิสระยอมรบั ในความ คดิ เหน็ ทต่ี ่างกนั 4. วางแผนในการแกป้ ญั หาในให้รอบคอบ โดยใชข้ ้อจากดั ตา่ ง ๆ ท่ีทราบมาเป็นแนวทางควรประเมินผล ลพั ธ์ของแนวทาง ทีเ่ ลอื กทั้งแง่บวกและแง่ลบ 5. ใช้เทคโนโลยีในการทางานรว่ มกนั บางคร้งั ต้องแยกกันทางานเทคโนโลยีสามารถใช้ชอ่ื ในการทางาน ร่วมกนั ได้

การวางแผนและดาเนนิ การแกป้ ญั หา เขยี นแผนภาพ แสดงลาดับขั้นตอน การดาเนนิ งาน กาหนดลาดบั ขนั้ ตอนและ เวลาท่ใี ชใ้ นแตล่ ะขัน้ ตอน เขยี นแผนปฏบิ ตั งิ าน ลงมือแก้ปัญหาในแต่ละลาดบั ขน้ั ตอนตามที่ วางแผนไว้

ตวั อยา่ ง จากสถานการณ์ปญั หาความตอ้ งการเร่อื ง การวางระบบน้า สามารถเขยี นแผนภาพแสดงลาดบั ขน้ั ตอนตา่ ง ๆ ของการดาเนินงานได้ ดงั น้ี จดั เตรยี มอุปกรณ์ คานวณวา่ ใชอ้ ปุ กรณ์ และเครอ่ื งมอื ตา่ ง ๆ แต่ละประเภท จานวนเท่าไร และใชเ้ ครือ่ งมืออะไรบ้าง ลงมอื สรา้ งระบบสปรงิ เกอร์ จัดหาอุปกรณแ์ ละเคร่อื งมือตา่ ง ๆ ทดสอบการทางาน ตามท่ีกาหนด ตรวจสอบประสทิ ธิภาพ และแกป้ ญั หาทเ่ี กดิ ขึ้น

จากสถานการณ์ปญั หาความตอ้ งการเรื่อง การวางระบบน้า สามารถเขียนแผนปฏบิ ัตงิ านได้ ดังน้ี

เม่อื เขียนแผนปฏิบตั งิ านแลว้ จงึ เริ่มลงมอื แก้ปัญหาตามแผนปฏบิ ัติงานท่วี างไว้ เพอ่ื ใหไ้ ดว้ ธิ กี าร หรือชิ้นงานตามที่ ออกแบบ ดงั ภาพ