หน่วย1_ระบบทางเทคโนโลยี

การออกแบบและเทคโนSโlideลPPT6ย1-NEWี ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีที่ 4 กลมุ่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ หนว่ ยการเรยี นรู้ที่ 1 หนว่ ยการเรียนร้ทู ่ี 2 หนว่ ยการเรียนรูท้ ่ี 3 Slide PowerPoint_สอ่ื ประกอบการสอน บรษิ ทั อกั ษรเจริญทศั น์ อจท. จำกดั : 142 ถนนตะนำว เขตพระนคร กรงุ เทพฯ 10200 Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand โทรศัพท์ : 02 622 2999 โทรสำร : 02 622 1311-8 [email protected] / www.aksorn.com

1หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี ระบบทางเทคโนโลยี ตวั ชี้วดั • วเิ ครำะหแ์ นวคิดหลกั ของเทคโนโลยคี วำมสมั พันธก์ บั ศำสตรอ์ ืน่ โดยเฉพำะวทิ ยำศำสตร์ หรือคณิตศำสตร์ รวมท้งั ประเมินผลกระทบทีเ่ กิดขึน้ ต่อมนษุ ย์ สังคม เศรษฐกจิ และสง่ิ แวดล้อม เพ่ือเป็นแนวทำงในกำรพฒั นำเทคโนโลยี

ความสัมพนั ธข์ องวิทยาศาสตร์และคณติ ศาสตรก์ บั เทคโนโลยี ทกั ษะที่สาคัญของการเป็นนักวทิ ยาศาสตรแ์ ละวศิ วกร คือ การแปลงรปู ธรรมให้เปน็ นามธรรม การแปลงนามธรรมใหเ้ ปน็ รูปธรรม กำรเปลี่ยนปรำกฏกำรณท์ เ่ี ป็นกฎธรรมชำตใิ ห้เป็นคณิตศำสตร์ กำรดดั แปลงคณติ ศำสตร์ให้อย่ใู นรปู แบบใหม่ ทอ่ี ธิบำยปรำกฏกำรณ์ ธรรมชำตไิ ด้ลึกซง้ึ ขน้ึ

วศิ วกร เปน็ ผู้ท่ีสามารถออกแบบตกึ เพ่ือต้านทานแผ่นดินไหวดว้ ยการสรา้ งตึกแบบต่างๆ ได้ วศิ วกรใชค้ ณติ ศาสตรม์ ารวมงานฐานรากและ งานโครงสร้างเขา้ ดว้ ยกันและเรยี นรจู้ ากแบบจาลองทางคณติ ศาสตร์ (Mathematical Model) หำกเปรยี บกับกำรแกส้ มกำร วิศวกรจะมอง วศิ วกรจะใช้ควำมรพู้ ัฒนำหลักกำรข้นึ มำกอ่ น เปน็ รูปตอ่ ไปนี้ แทนกำรลองผิดลองถกู และใช้ควำมรมู้ ำใชแ้ กป้ ญั หำ สรปุ ใช้ควำมรู้ ปัญหาท่วั ไป ใชค้ วำมรู้สร้ำง สร้ำงเคร่ืองมือ ax2 + bx − c = 0 −b ± b2 − 4ac เป็นหลกั กำร (นำมธรรม) หลกั กำรแกป้ ญั หำ ความคดิ สร้างสรรค์ 2a ทีเ่ ป็นแนวทำงแกป้ ัญหำ ทำใหเ้ ป็นนำมธรรม ทำใหเ้ ปน็ รปู ธรรม ทำใหเ้ ปน็ นำมธรรม ระดมสมองเพื่อ ทำใหเ้ ปน็ รูปธรรม 2������2 + 4������ − 6 = 0 ลองผดิ ลองถูก x=1 ปญั หารูปธรรม ลองผดิ ลองถูก คาตอบรูปธรรม x = −3 ที่ตอ้ งกำรคำตอบ ของกำรแก้ปญั หำ

การเปลยี่ นแปลงของเทคโนโลยี มนษุ ยศาสตรแ์ ละศิลปศาสตรก์ ับเทคโนโลยี ยคุ มืด ในอดีตสงั คมตะวนั ตกอยู่ในอำนำจของศำสนจักร ผ้ใู ดคดิ ต่ำงจะถูกทำลำยดว้ ยขอ้ หำรุนรงถงึ ข้ันเผำใหเ้ สยี ชีวิต นักประวตั ศิ ำสตร์เรียกยคุ น้วี ำ่ ยคุ มืด (dark age) ยคุ รงุ่ เรือง ต่อมำกำลิเลโอและเซอร์ ไอแซค นวิ ตัน ค้นพบควำมรทู้ ่เี ปน็ กฎของธรรมชำติ เกดิ ปรชั ญำว่ำ “ควำมจรงิ ตอ้ ง พสิ ูจน์ได้เชิงประจกั ษ์ โดยใช้คณติ ศำสตรเ์ ปน็ เครอื่ งมือสอ่ื สำรระหว่ำงกฎธรรมชำติต่ำงๆ” เรียกยุคน้ีวำ่ ยคุ ร่งุ เรืองปัญญา (enlightenment age) หรอื ยุคเรเนซองส์ (The Renaissance) ยคุ ปฏิวตั อิ ุตสาหกรรม หลังจำกนัน้ โลกมกี ำรพฒั นำข้ึนจำกกำรเอำควำมร้มู ำใช้ประโยชน์เกิดกำรปฏิวตั อิ ตุ สำหกรรม จำกน้ันเปน็ ตน้ มำ ควำมจรงิ ถกู จัดให้อยู่ภำยใตก้ ระบวนทัศน์วทิ ยำศำสตรท์ ีม่ องโลกแบบกลไก ปจั จบุ ัน จนกระทงั่ ถึงยุคของไอนส์ ไตน์ และสรุปว่ำ “ควำมจริงตำมวธิ คี ดิ วิทยำศำสตร์เชิงกลไก ไมใ่ ช่ควำมจรงิ ท้ังหมด แต่ขน้ึ กับตำแหน่งและมุมมองของมนุษย์ทเ่ี ฝำ้ สังเกตปรำกฏกำรณน์ ้นั ๆ”

ผลกระทบจากการใชเ้ ทคโนโลยี ประโยชน์ ตอ่ มนษุ ยแ์ ละสงั คม ผลกระทบ • ทำให้ชวี ติ ของมนษุ ยม์ คี ณุ ภำพดขี น้ึ ไม่วำ่ จะเปน็ • ทำให้ระบบกำรเงนิ เกดิ ควำมสญู เสยี อยำ่ งมหำศำล เทคโนโลยที ช่ี ่วยอำนวยควำมสะดวก จำกกำรถูกโจรกรรมออนไลน์ ในระบบธนำคำรผำ่ น หนำ้ จอคอมพวิ เตอร์ หรือโปรแกรมแชท • ทำให้สงั คมของเรำเชื่อมโยงกนั มำกขึ้น เช่น ระบบ อินเตอร์เนต็ ทำให้กำรตดิ ต่อส่ือสำรในสงั คมทำได้ • ทำให้เกดิ ปญั หำกำรปฏสิ ัมพนั ธ์กนั ระหวำ่ งมนษุ ย์ รวดเรว็ • ทำให้อนั ตรำยตอ่ สุขภำพและกำรเจริญเติบโตของเด็ก เล็กและทำรกที่อยู่ในครรภ์จำกกำรใช้โทรศพั ทม์ อื ถือ มำกเกนิ ไป

ประโยชน์ ตอ่ เศรษฐกิจ ผลกระทบ • ทำให้เกดิ กำรก้ำวหนำ้ ของกำรพฒั นำทำงเศรษฐกิจ • ทำใหอ้ ำจเกิดปัญหำกำรวำ่ งงำน และปัญหำสงั คม ตัวอยำ่ งท่ชี ดั เจน คือ กำรปฏวิ ัติอตุ สำหกรรม ที่มกี ำร เพรำะหนุ่ ยนตแ์ ละปญั ญำประดษิ ฐจ์ ะเข้ำมำแทนท่ี นำเคร่ืองจักรมำใชแ้ ทนแรงงำน แรงงำนคน

ประโยชน์ ต่อสิง่ แวดล้อม ผลกระทบ • ทำให้ช่วยลดมลภำวะในสง่ิ แวดลอ้ ม เชน่ รถยนต์ • ทำให้เกิดมลภำวะ เชน่ ไอเสียในเมอื งใหญท่ เ่ี กิดจำก ไฮบริด ท่ใี ช้ระหว่ำงนำ้ มันและไฟฟำ้ เปน็ พลงั งำน ปริมำณรถยนต์ทม่ี ำกขน้ึ ขยะอันตรำยจำกพลำสตกิ ในกำรขบั เคล่อื น ที่ยอ่ ยสลำยไมไ่ ด้

สาเหตกุ ารเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี 2 ความก้าวหนา้ ของวิทยาการ 3 บริบทของเศรษฐกจิ และสังคม ปญั หาและความตอ้ งการ 1 ในสงั คมที่เปลี่ยนไป 4 บริบทของสิ่งแวดลอ้ ม บรบิ ทของวัฒนธรรม 5

การทางานของระบบทางเทคโนโลยี ระบบ หมายถงึ การอยรู่ ว่ มกนั ขององคป์ ระกอบต่างๆ เพ่อื บรรลุภารกิจหรอื เป้าหมาย เราเรยี กองคป์ ระกอบนวี้ า่ ระบบยอย ซงึ่ ทางานดว้ ยตวั เองมีอิสระ โดยการทางานทงั้ หมดถูกออกแบบเพอ่ื ให้ระบบใหญ่บรรลุเป้าหมาย ระบบใหญ่ (รถยนต์) ระบบย่อย ระบบบงั คบั ทศิ ทาง ระบบสง่ กาลัง ระบบขบั เคลื่อน ระบบเครือ่ งยนต ระบบช่วงลา่ ง ระบบเบรก (พวงมาลัย) (ห้องเกียร์) (เพลาและลอ้ ) (แหนบโชค้ )

ในระบบย่อยยังมรี ะบบย่อยลงไปอีก เคร่อื งยนต์มีระบบหลอ่ เยน็ ระบบไฟฟ้ำ ระบบเชือ้ เพลงิ ระบบหลอ่ ลนื่ เป็นตน้ ระบบหลอ่ เย็นมีระบบปัม ระบบทอ่ ระบบพัดลม (ระบำยควำมรอ้ น) เปน็ ตน้ ระบบจะย่อยลงไปจนถงึ ธำตุพนื้ ฐำน เช่น ยำง เหล็ก ทองแดง ระบบหลอ่ เย็น ระบบปั๊ม ระบบไฟฟา้ ระบบทอ่ ระบบเชือ้ เพลงิ ระบบพดั ลม ระบบหล่อลื่น เครือ่ งยนต์

ระบบทางเทคโนโลยี 1 4 ทรพั ยากรทางเทคโนโลยี 3 (Resource) ตวั ปอ้ น ผลผลติ (Input) 2 กระบวนการทางเทคโนโลยี (Output) (Technological Process) หรอื ผลลพั ธ์ (Outcome) 5 ปัจจยั ทเ่ี อ้อื หรือขดั ขวางต่อเทคโนโลยี (Technological Process) Feed Back

กระบวนการเทคโนโลยี เปน็ กระบวนการที่ทาให้เกดิ การเปล่ียนแปลงจาก ทรัพยากรมาเปน็ ผลติ ภณั ฑ์ ซึ่งเป็นขั้นตอนทใ่ี ช้ใน การแกป้ ัญหา ขั้นตอนของกระบวนการ มี 7 ขน้ั ตอน 7 นาเสนอผลงาน 6 ปรบั ปรงุ แกไ้ ข ประเมินผล 5 ทดสอบ 4 ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา 3 เลอื กวิธีการแก้ปัญหา 2 รวบรวมข้อมลู ทเี่ ก่ยี วข้องกบั ปญั หา 1 การระบปุ ญั หาหรอื ความตอ้ งการ

ทรพั ยากรทางเทคโนโลยี คน ขอ้ มลู และสารสนเทศ วสั ดุ (Human) (Data and (Materials) คอื สิ่งทต่ี อ้ งใช้ในกระบวนการเทคโนโลยี Information) 8เพื่อแก้ปัญหาซ่ึงทรพั ยากรทางเทคโนโลยี พลงั งาน ทรัพยากร เครอื่ งมืออุปกรณ์ มีอยู่ สว่ น ไดแ้ ก่ (Energy) ทางเทคโนโลยี (Machines and Tools) ทนุ เวลา (Capital) (Time) ทรัพย์สิน (Asset)

ปจั จัยทีข่ ดั ขวาง คอื สง่ิ ที่เป็นขอ้ จากัดหรอื สิ่งทีต่ อ้ งคานึงถงึ ในการสร้างสรรค์ และพฒั นาเทคโนโลยี เช่น เวลา งบประมาณ หรอื ทกั ษะที่จากัดบรบิ ทเหลา่ นี้มีสว่ น ทาให้ระบบเทคโนโลยที างานต่างกันออกไป ระบบแบบเปดิ (Open - Loop System) ระบบแบบปิด (Close - Loop System) ตัวปอ้ น กระบวนการ ผลลพั ธ์ ตวั ปอ้ น กระบวนการ ผลลัพธ์ ลักษณะเดน่ ผลสะทอ้ น กลับ • ไม่มผี ลสะทอ้ นกลบั (Feedback) • ระบบไม่มีควำมซบั ซอ้ น ลักษณะเด่น • เหมำะกบั งำนท่ีไม่ต้องกำรควำมแมน่ ยำ • ระบบมผี ลสะทอ้ นกลบั (Feedback) • ประหยดั • ระบบมคี วำมซับซ้อน • เหมำะกบั งำนที่ตอ้ งกำรควำมแม่นยำ • คำ่ ใชจ้ ่ำยสูง