คู่มือครูออกแบบ

คมู่ อื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ตามมาตรฐานการเรียนรแู้ ละตวั ชว้ี ัด กลุ่มสาระการเรยี นร้วู ิทยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาขน้ั พ้นื ฐาน พทุ ธศกั ราช ๒๕๕๑











































ตารางวิเคราะห์ การจัดท�ำ หน่วยการเรียนรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี

18 ตารางวเิ คราะหก์ ารจัดทำ�หนว่ ยการเรียนรู้ สาระเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชนั้ มัธยมศึกษาปที ี่ 4 หนว่ ยการเรียนรู้ที่ 1 เทคโนโลยนี ่ารู้ ตัวช้วี ดั สาระการเรยี นรแู้ กนกลาง จำ�นวน ชว่ั โมง วเิ คราะห์แนวคดิ หลักของ 1. ระบบทางเทคโนโลยี เปน็ กลมุ่ ของสว่ นตา่ ง ๆ 1. วเิ คราะ เทคโนโลยี ความสมั พันธ์ ตง้ั แตส่ องสว่ นขน้ึ ไปประกอบเขา้ ดว้ ยกนั 6 ชว่ั โมง เทคโน กบั ศาสตร์อน่ื โดยเฉพาะ และท�ำ งานรว่ มกนั เพอ่ื ใหบ้ รรลวุ ตั ถปุ ระสงค์ วทิ ยาศาสตร์ หรือคณติ ศาสตร์ โดยในการท�ำ งานของระบบทางเทคโนโลยี 2. วเิ คราะ รวมทั้งประเมินผลกระทบ จะประกอบไปดว้ ย ตวั ปอ้ น (input) ท่ีจะเกดิ ขนึ้ ตอ่ มนุษย์ สังคม กระบวนการ (process) และผลผลติ 3. วเิ ครา เศรษฐกิจ และสงิ่ แวดล้อม (output) ทส่ี มั พนั ธก์ นั นอกจากนร้ี ะบบ เปล่ยี น เพ่อื เป็นแนวทางในการพฒั นา 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. เทคโนโลยีมกี ารเปล่ียนแปลงตลอดเวลา ตงั้ แต่อดีตจนถงึ ปัจจบุ นั ซ่ึงมีสาเหตุหรอื ปัจจัยมาจากหลายด้าน เช่น ปัญหา ความตอ้ งการ ความกา้ วหนา้ ของศาสตร์ ต่าง ๆ เศรษฐกจิ สังคม วัฒนธรรม สิง่ แวดล้อม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

19 จดุ ประสงค์การเรียนรู้ กจิ กรรมการเรียนรู้ การวดั และประเมินผล ะหร์ ะบบทางเทคโนโลยแี ละระบบย่อยของ กจิ กรรมที่ 1 ระบบทางเทคโนโลยี 1. การวเิ คราะหร์ ะบบทาง นโลยี และอธบิ ายความสมั พนั ธข์ องระบบยอ่ ย ท่ซี ับซอ้ น เทคโนโลยี และระบบ ะห์ระบบทางเทคโนโลยที ่ีซบั ซอ้ น ภาระงาน: ยอ่ ยของเทคโนโลยี และ 1.1 เขยี นแผนภาพการท�ำ งาน อธบิ ายความสมั พนั ธข์ อง ระบบยอ่ ย ของเทคโนโลยีที่กำ�หนดใน รปู แบบระบบทางเทคโนโลยี 2. การวเิ คราะหร์ ะบบทาง รวมทงั้ ระบแุ ละอธิบายความ เทคโนโลยที ี่ซบั ซ้อน สัมพนั ธ์ของระบบยอ่ ย 1.2 วเิ คราะหแ์ ละเขียนแสดง การท�ำ งานของเทคโนโลยีท่ี ก�ำ หนดในรปู แบบระบบทาง เทคโนโลยี โดยระบุและแสดง ความสัมพันธข์ องระบบยอ่ ย รวมทั้งความผดิ พลาดของ ระบบท่ีอาจเกดิ ข้นึ าะหส์ าเหตุหรือปัจจยั ท่ที �ำ ให้เกิดการ กิจกรรมที่ 2 การเปล่ยี นแปลง 1. การวเิ คราะห์สาเหตุ นแปลงของเทคโนโลยี ของเทคโนโลยี หรือปจั จยั ทส่ี ง่ ผลต่อ ภาระงาน: การเปลย่ี นแปลงของ 2.1 อธิบายการเปลีย่ นแปลงของ เทคโนโลยี เทคโนโลยที ส่ี นใจในชวี ิต ประจ�ำ วัน โดยเชื่อมโยงกับ สาเหตุหรอื ปจั จัยที่ท�ำ ใหเ้ กิด การเปลย่ี นแปลงของเทคโนโลยี 2.2 วเิ คราะห์สาเหตุหรอื ปัจจยั ท่ี ท�ำ ให้เกดิ การเปลีย่ นแปลง ของเทคโนโลยี และ คาดการณ์เทคโนโลยีทีจ่ ะ เปล่ียนแปลงไปในอนาคต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

20 หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 1 เทคโนโลยนี ่ารู้ (ต่อ) ตัวช้วี ดั สาระการเรียนรแู้ กนกลาง จำ�นวน ชั่วโมง 4. วิเครา และด และส 5. เสนอแ ผลกร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

21 จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ กจิ กรรมการเรยี นรู้ การวัดและประเมินผล าะหผ์ ลกระทบของเทคโนโลยีทัง้ ด้านบวก กจิ กรรมท่ี 3 ผลกระทบ 1. การวิเคราะห์ผลกระทบ ด้านลบท่ีส่งผลต่อมนุษย์ สงั คม เศรษฐกจิ ของเทคโนโลยี ของเทคโนโลยี สิง่ แวดล้อม ภาระงาน: แนวทางในการปอ้ งกนั และแกไ้ ขปญั หาทเ่ี กดิ จาก 3.1 วิเคราะห์ผลกระทบด้านบวก 2. การสำ�รวจ วิเคราะห์ผล ระทบของเทคโนโลยี กระทบของเทคโนโลยี และด้านลบ ของการใช้ และเสนอแนวทางปอ้ งกนั เทคโนโลยีที่สนใจ ทมี่ ตี ่อ และแก้ไข มนุษยแ์ ละสังคม เศรษฐกจิ หรือ สงิ่ แวดล้อม 3.2 สำ�รวจวเิ คราะห์ผลกระทบ ของเทคโนโลยี ทสี่ นใจใน ชุมชน และเสนอแนวทาง ปอ้ งกนั และแก้ไข สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

22 หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 2 ความรแู้ ละทักษะพืน้ ฐานเฉพาะด้าน ตัวช้วี ัด สาระการเรยี นรแู้ กนกลาง จำ�นวน ชว่ั โมง ใชค้ วามร้แู ละทักษะเกย่ี วกบั 1. วัสดุแต่ละประเภทมีสมบตั แิ ตกต่างกัน 1. วิเครา วสั ดุ อปุ กรณ์ เครื่องมอื กลไก เช่น ไมส้ งั เคราะห์ โลหะ จงึ ต้องมกี าร 8 ชว่ั โมง หรอื พ ไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ และ วเิ คราะหส์ มบัตเิ พื่อเลอื กใช้ให้เหมาะสม เทคโนโลยที ซ่ี บั ซ้อนในการ กบั ลักษณะของงาน 2. วิเครา แก้ปญั หาหรือพัฒนางาน ในกา ไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง เหมาะสม 2. การสรา้ งช้ินงานอาจใช้ความรู้ เร่อื งกลไก เหมา และปลอดภัย ไฟฟา้ อิเล็กทรอนกิ ส์ เช่น LDR sensor เฟือง รอก คาน วงจรส�ำ เร็จรูป 3. อปุ กรณ์และเครือ่ งมือในการสร้างชน้ิ งาน หรอื พฒั นาวธิ ีการมีหลายประเภท ต้องเลอื กใชใ้ หถ้ ูกตอ้ ง เหมาะสม และ ปลอดภยั รวมทงั้ รู้จักเกบ็ รกั ษา 3. วเิ ครา และอ 4. ออกแบ ใชค้ วา อเิ ล็ก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

23 จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ กิจกรรมการเรยี นรู้ การวัดและประเมนิ ผล าะห์สมบตั ขิ องวัสดุเพ่ือนำ�ไปใช้ในการสรา้ ง กจิ กรรมที่ 4 วสั ดุและเครื่องมือ 1. การวิเคราะหป์ ระเภท พฒั นาช้นิ งานไดอ้ ย่างถูกต้อง และเหมาะสม พ้ืนฐาน และอธบิ ายสมบัติของ าะหแ์ ละเลอื กเครอื่ งมือพืน้ ฐาน เพอ่ื นำ�ไปใช้ ภาระงาน: วสั ดใุ นส่ิงของเคร่อื งใช้ ารสร้างหรอื พัฒนาชน้ิ งานไดอ้ ย่างถูกต้อง 4.1 วิเคราะหป์ ระเภทและอธบิ าย าะสม และปลอดภัย 2. การวิเคราะหเ์ ครือ่ งมือ สมบัติของวสั ดุในส่งิ ของ พน้ื ฐานในการสร้าง เครื่องใช้ พรอ้ มใหเ้ หตุผล สิ่งของเครือ่ งใช้ ในการเลือกใชว้ สั ดุ 4.2 วเิ คราะหเ์ คร่ืองมอื พ้นื ฐาน 3. การออกแบบอุปกรณ์ ในการสร้างสิ่งของเครื่องใช้ และน�ำ เสนอแนวทาง 4.3 ออกแบบอปุ กรณแ์ ละน�ำ เสนอ การเลือกใช้วสั ดุ และ แนวทางการเลอื กใชว้ สั ดุ และ เคร่อื งมือพน้ื ฐาน เครือ่ งมือพ้นื ฐาน าะหก์ ลไก และการท�ำ งานของอปุ กรณไ์ ฟฟ้า กจิ กรรมที่ 5 กลไก ไฟฟา้ และ 1. การวิเคราะหก์ ารใชง้ าน อิเลก็ ทรอนิกส์ อิเลก็ ทรอนกิ ส์ กลไกในสิ่งของเครือ่ งใช้ แบบวธิ กี ารแกป้ ญั หาหรอื พฒั นางาน โดยประยกุ ต์ ภาระงาน: ามรเู้ กย่ี วกบั กลไก อปุ กรณไ์ ฟฟา้ และอปุ กรณ์ 5.1 วเิ คราะห์การใช้งานกลไก 2. การวิเคราะหก์ ารใชง้ าน กทรอนกิ ส์ได้ อย่างถกู ตอ้ ง และปลอดภัย อปุ กรณ์ไฟฟา้ และ ในสง่ิ ของเคร่ืองใช้ อิเล็กทรอนิกส์ 5.2 วิเคราะหก์ ารใช้งานอุปกรณ์ 3. การออกแบบเทคโนโลยี ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนกิ ส์ ที่มีองค์ประกอบของ ในสิ่งของเครือ่ งใช้ กลไกอปุ กรณไ์ ฟฟา้ และ 5.3 ออกแบบเทคโนโลยีทีม่ ี อิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบ กลไก อปุ กรณ ์ ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

24 หนว่ ยการเรยี นรู้ที่ 3 กระบวนการออกแบบ ตัวชีว้ ัด สาระการเรียนรูแ้ กนกลาง จำ�นวน ชว่ั โมง 1. ระบปุ ญั หาหรอื ความตอ้ งการ 1. ปญั หาหรอื ความตอ้ งการทม่ี ผี ลกระทบตอ่ 1. อธิบา ท่มี ีผลกระทบตอ่ สงั คม สังคม เช่น ปญั หาดา้ นการเกษตร อาหาร 26 ชั่วโมง เชิงวศิ พลงั งาน การขนสง่ สขุ ภาพและการแพทย์ 2. ใชเ้ ทค รวบรวม วเิ คราะห์ข้อมูล การบรกิ าร ซ่งึ แตล่ ะดา้ นอาจมีได้ แกป้ ัญ และแนวคิดท่ีเกยี่ วข้องกับ ปัญหาที่มีความซบั ซ้อนเพื่อ หลากหลายปญั หา สงั เคราะห์วธิ ีการ เทคนิค 2. การวิเคราะห์สถานการณป์ ญั หาโดยอาจ ในการแกป้ ญั หา โดยค�ำ นงึ ถงึ ความถกู ต้องด้านทรัพยส์ ิน ใชเ้ ทคนิคหรือวิธกี ารวิเคราะหท์ ี่ ทางปญั ญา หลากหลาย ชว่ ยให้เขา้ ใจเง่อื นไขและ 2. ออกแบบวธิ ีการแก้ปัญหา โดยวิเคราะหเ์ ปรยี บเทยี บ กรอบของปญั หาได้ชัดเจน จากนน้ั และตัดสินใจเลอื กข้อมูลที่ ด�ำ เนินการสบื คน้ รวบรวมข้อมูล ความรู้ จำ�เปน็ ภายใต้เงื่อนไขและ ทรัพยากรท่ีมอี ยู่ น�ำ เสนอ จากศาสตรต์ ่าง ๆ ทีเ่ กยี่ วขอ้ ง เพอ่ื นำ�ไปสู่ แนวทางการแกป้ ญั หาให้ การออกแบบแนวทางการแก้ปญั หา ผ้อู นื่ เข้าใจดว้ ยเทคนิคหรือ 3. การวเิ คราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจ วธิ กี ารทห่ี ลากหลาย โดยใช้ เลอื กขอ้ มลู ทจ่ี �ำ เปน็ โดยค�ำ นงึ ถงึ ทรพั ยส์ นิ ซอฟตแ์ วรช์ ว่ ยในการออกแบบ ทางปญั ญา เงอื่ นไขและทรัพยากร เชน่ วางแผนข้นั ตอนการทำ�งาน งบประมาณ เวลา ข้อมลู และสารสนเทศ และด�ำ เนนิ การแกป้ ัญหา วัสดุ เครอื่ งมอื และอุปกรณ์ ชว่ ยให้ได้ 3. ทดสอบ ประเมินผล แนวทางการแกป้ ัญหาท่ีเหมาะสม วเิ คราะห์ และให้เหตุผล ของปัญหาหรอื ขอ้ บกพร่อง 4. การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา ท่เี กดิ ขนึ้ ภายใตก้ รอบ เง่ือนไข หาแนวทางการ ทำ�ไดห้ ลากหลายวิธี เช่น การร่างภาพ ปรบั ปรงุ แกไ้ ข พรอ้ มท้งั เสนอแนวทางการพฒั นา การเขียนแผนภาพ การเขยี นผงั งาน ตอ่ ยอด 5. ซอฟต์แวร์ชว่ ยในการออกแบบและ นำ�เสนอมีหลากหลายชนิดจงึ ตอ้ ง เลอื กใช้ใหเ้ หมาะกบั งาน 6. การก�ำ หนดข้ันตอนและระยะเวลาในการ ท�ำ งานกอ่ นด�ำ เนนิ การแกป้ ญั หาจะชว่ ยให้ การท�ำ งานส�ำ เรจ็ ไดต้ ามเปา้ หมาย และลด ข้อผิดพลาดของการท�ำ งานท่อี าจเกิดข้นึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

25 จุดประสงค์การเรยี นรู้ กิจกรรมการเรียนรู้ การวดั และประเมินผล ายการท�ำ งานตามกระบวนการออกแบบ กิจกรรมท่ี 6 กระบวนการ 1. การอธบิ ายการทำ�งาน ศวกรรม ออกแบบเชิงวิศวกรรม ตามกระบวนการ คนิคหรือวิธกี ารเพ่ือวิเคราะหข์ อ้ มูลในการ ภาระงาน: ออกแบบเชิงวศิ วกรรม ญหาตามกระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม 6.1 วเิ คราะห์องค์ประกอบของ 2. การใช้เทคนิคหรือวธิ กี าร ปัญหา เพื่อวิเคราะหข์ อ้ มลู ใน 6.2 วเิ คราะหห์ าสาเหตแุ ละก�ำ หนด การแก้ปัญหาตาม ขอบเขตของปญั หาที่สนใจ กระบวนการออกแบบ 6.3 รวบรวมขอ้ มูลท่เี ก่ียวขอ้ งกับ เชิงวิศวกรรม ปัญหาทีส่ นใจ 6.4 เปรยี บเทยี บและตดั สนิ เลอื ก แนวทางในการแกป้ ญั หา 6.5 วเิ คราะหอ์ งคป์ ระกอบที่ จ�ำ เป็นต่อการแก้ปญั หา 6.6 สร้างและเปรยี บเทยี บทาง เลือกในการแกป้ ญั หาที่ เหมาะสมกับเงอ่ื นไข และ ขอบเขตของปญั หา 6.7 ออกแบบการแก้ปัญหา และ สอ่ื สารให้ผอู้ น่ื เข้าใจดว้ ย วิธีการทเี่ หมาะสมกับ แนวทางการแกป้ ัญหา 6.8 วางแผนการดำ�เนินงานใน การแกป้ ญั หา 6.9 กำ�หนดประเด็นในการ ทดสอบและประเมนิ ช้นิ งาน หรอื วธิ กี ารในการแกไ้ ขปญั หา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

26 หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 3 กระบวนการออกแบบ (ต่อ) ตวั ชว้ี ัด สาระการเรยี นร้แู กนกลาง จ�ำ นวน ชวั่ โมง 7. การทดสอบและประเมินผลเปน็ การ ตรวจสอบชนิ้ งานหรือวิธีการว่าสามารถ 3. ประย ในกา แก้ปัญหาไดต้ ามวตั ถปุ ระสงค์ภายใต้ กรอบของปัญหา เพ่อื หาขอ้ บกพร่องและ ดำ�เนนิ การปรบั ปรุง โดยอาจทดสอบซำ�้ เพอ่ื ใหส้ ามารถแก้ไขปญั หาไดอ้ ยา่ งมี ประสทิ ธภิ าพ 8. การน�ำ เสนอผลงานเปน็ การถ่ายทอด แนวคดิ เพื่อใหผ้ ู้อนื่ เขา้ ใจเก่ยี วกับ กระบวนการทำ�งานและชิ้นงานหรือ วธิ กี ารทไี่ ด้ ซึง่ สามารถทำ�ไดห้ ลายวธิ ี เชน่ การท�ำ แผ่นนำ�เสนอผลงาน การจัด นิทรรศการ การน�ำ เสนอผ่านส่ือออนไลน์ หรอื การนำ�เสนอตอ่ ภาคธุรกจิ เพื่อ การพฒั นาตอ่ ยอดสู่งานอาชีพ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

27 จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ กิจกรรมการเรยี นรู้ การวดั และประเมนิ 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 ยกุ ต์ใชก้ ระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม กจิ กรรมที่ 7 กรณีศกึ ษาการ ารแก้ปัญหาหรือพฒั นางานในชีวติ ประจำ�วัน แก้ปญั หาตามกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรม ภาระงาน: 1. การแกป้ ญั หาหรือ 7.1 วเิ คราะหก์ รณีศึกษาท ี่ พฒั นางานตาม กำ�หนดให้ แลว้ สรปุ ขัน้ ตอน กระบวนการออกแบบ การแก้ปัญหาหรอื พัฒนางาน เชงิ วิศวกรรม ตามกระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรม 7.2 แก้ปัญหาหรอื พฒั นางานตาม กระบวนการออกแบบเชิง วศิ วกรรมจากสถานการณ์ ท่ีสนใจ 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 งใดบา้ ง และค�ำ วา่ ระบบ ในบรบิ ทนน้ั มีลักษณะเป็นอย่างไร แนวคำ�ตอบ เช่น ระบบตา่ ง ๆ ในร่างกายมนุษย์ ท้ังระบบย่อยอาหาร ระบบขบั ถา่ ย ระบบหายใจ หรือระบบของ สิ่งต่าง 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 เรยี นบทท่ี 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 แนวค�ำ 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 ทส่ี 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 และอ�ำ 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 แลว้ นำ�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 ผู้บกพรอ่ งทางการเหน็ 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 ของระบบทาง ของระบบทาง ของระบบทาง และระบบย่อย ทเ่ี ลอื ก แจกแจงสว่ น เทคโนโลยที เ่ี ลอื ก เทคโนโลยที เ่ี ลอื ก เทคโนโลยที เ่ี ลอื ก ของเทคโนโลยี ประกอบของระบบย่อย แจกแจงส่วน แจกแจงส่วน แจกแจงสว่ น และอธบิ ายความ และเขยี นแผนภาพ ประกอบของ ประกอบของ ประกอบของ สัมพันธ์ของ แสดงความสัมพนั ธ์ ระบบยอ่ ย และ ระบบยอ่ ย และ ระบบยอ่ ย และ ระบบยอ่ ย ของระบบยอ่ ย รวมทัง้ เขียนแผนภาพ เขียนแผนภาพ เขยี นแผนภาพ อธิบายความสัมพันธ์ แสดงความสมั พนั ธ์ แสดงความสมั พนั ธ์ แสดงความสมั พนั ธ์ ของระบบย่อยได้อย่าง ของระบบยอ่ ย ของระบบย่อย ของระบบย่อย ครบถว้ น สมบูรณ์ รวมทงั้ อธบิ าย รวมทัง้ อธิบาย 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 บางส่วน แตไ่ มถ่ ูกต้อง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

36 แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 1 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ | เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ประเดน็ ระดบั คะแนน การประเมิน 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 ารตัดสนิ ระดับคณุ 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 เกณฑ์การวัดและประเมินผลสามารถปรับเปล่ยี นได้ตามความเหมาะสม 9. แหล่งเรยี นรู้ ส่ือออนไลน์เกี่ยวกับระบบ โดยอาจใช้คำ�สำ�คัญในการสืบค้นจากเว็บไซต์ต่าง ๆ เช่น technological system, system parts, system failure 10. ข้อเสนอแนะ 10.1 ผู้สอนควรมีการศึกษาข้อมูลระบบเทคโนโลยีใหม่ ๆ จากส่ือออนไลน์ต่าง ๆ และเลือกใช้ให้ เหมาะสมกับผู้เรยี น 10.2 ผู้สอนสามารถกำ�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 เกียร์ การเปลี่ยนคู่ ก�ำ ลังสง่ ที่ การเปล่ยี นเกยี ร์ตาม ระบบย่อยท่ี 3 เฟืองขับและ ได้จาก สภาพถนนหรอื ระบบลอ้ ระบบเกียร์ เฟืองตามเพือ่ ให้ ระบบเกียร์ อัตราเรว็ ที่ต้องการ ทำ�งานโดยสง่ เกดิ การทดแรง แรงผา่ นโซ่ ล้อหมนุ 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 พลงั งานไฟฟ้า การท�ำ งานของหม้อหุง ข้าวท่ีอุ่นหรอื มี ระบบอนุ่ อัตโนมตั ิ 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