หลักสูตรอาชีพวิศวกรรม Fablab

หลกั สูตรกล่มุ ทักษะงานอาชีพ ตามหลกั สตู รแกนกลางการศึกษาขั้นพ้นื ฐาน พทุ ธศักราช ๒๕๕๑ ทักษะอาชพี วิศวกรรม Fablab ระดบั ชั้นมธั ยมศึกษาตอนต้น – ตอนปลาย ภาคเรยี นที่ ๑ ปีการศึกษา ๒๕๖๒ ครูผสู้ อน นายภทั รพงษ์ แคแดง ตำแหนง่ ผูช้ ่วยวิศกร โรงเรียนราชประชานุเคราะห์ ๓๑ จังหวดั เชียงใหม่ สำนกั บรหิ ารงานการศกึ ษาพเิ ศษ สำนักงานคณะกรรมการการศกึ ษาข้ันพนื้ ฐาน กระทรวงศกึ ษาธกิ าร

คำนำ โรงเรียนราชประชานุเคราะห์ ๓๑ จังหวัดเชียงใหม่ สังกัดสำนักบริหารงานการศึกษาพิเศษ ได้นำ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาข้ันพ้ืนฐาน พ.ศ. ๒๕๕๑ ไปใช้เป็นกรอบและทิศทางในการพัฒนาหลักสูตร สถานศึกษา และจัดการเรียนการสอนเพ่ือพัฒนาผู้เรียน ทักษะภาษาและการสื่อสาร ทักษะการช่วยเหลือ ตนเองและสุขอนามัย ทักษะสังคมและการดำรงชีวิต ทักษะวิชาการ และทักษะอาชีพ ให้ผู้เรยี นสามารถพึ่งพา ตนเอง อยูก่ ับครอบครัวและสังคมไดอ้ ยา่ งมีความสขุ เปา้ หมายการพฒั นาผู้เรียน ซงึ่ กำหนดสมรรถนะที่สำคัญของผเู้ รียนไว้ ๕ ข้อ คอื ความสามารถในการ ส่ือสาร ความสามารถในการคิด ความสามารถในการแก้ปัญหา ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต และ ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี ดังนั้น หลักสูตรวิศวกรรม Fablab เป็นแนวทางให้ผู้เรียนได้เลือกเรียนตาม ความสามารถและความถนัดของตนเอง การฝึกอาชีพแก่นักเรียนท่ีด้อยโอกาสทางการศึกษา เป็นกระบวนการการหน่ึงในการเตรียมความ พร้อมในการประกอบอาชีพให้แก่นักเรียน ซ่ึงนอกจากนักเรียนจะได้รับทักษะทางด้านอาชีพแล้วนักเรียนยัง ได้รับการฝึกทักษะทางสังคมควบคู่ไปด้วย หากนักเรียนได้รับการฝึกอาชีพจนสามารถประกอบอาชีพเองได้ ก็ จะทำให้เขาสามารถเลี้ยงดูตนเองและครอบครวั ได้ หลักสูตรวิศวกรรม Fablab เล่มน้ี เป็นหลักสูตรมุ่งเน้นกระบวนการพัฒนาด้านความคิดและการ ปฏิบัติ เปิดโอกาสให้ผู้เรยี นได้เลือกเรียนอาชีพ เพื่อส่งเสริมและสร้างแรงบันดาลใจให้กับนักเรียน ได้มีโอกาส คดิ คน้ สร้างสรรค์ พฒั นาต่อยอดผลงาน ด้วยการออกแบบเชิงวิศวกรรม Fablab และการพฒั นานวัตกรรมนา โนเทคโนโลยี รวมถึงส่งเสริมใหน้ ักเรยี นได้เกิดทักษะในการสื่อสารทางด้านวิทยาศาสตร์ และส่ือสารการตลาด อย่างมีประสิทธิภาพ เพ่ือท่ีจะได้แลกเปลี่ยนเรียนรู้ประสบการณ์ในการถ่ายทอดความรู้เรื่องออกแบบเชิง วิศวกรรม Fablab และนาโนเทคโนโลยีของครูและนักเรียน เป็นการสรา้ งความตระหนัก และเกิดการกระตุ้น ให้นกั เรียน มีความรู้เร่อื งการออกแบบเชิงวศิ วกรรม Fablab และนวตั กรรมนาโนเทคโนโลยไี ดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

รหสั วิชา เวลาเรยี น ๘๐ ชว่ั โมง รายวิชา วศิ วกรรม Fablab ๔ หนว่ ยกิต คำอธิบายรายวิชา ศึกษาและฝึกปฏิบัติเกี่ยวกับการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆและสร้างแรงบันดาลใจ คิดค้น สร้างสรรค์ พัฒนาต่อยอดผลงาน ด้วยการออกแบบเชิงวิศวกรรม Fablab และการพัฒนานวัตกรรมนาโน เทคโนโลยี ทกั ษะในการสอ่ื สารทางด้านวทิ ยาศาสตร์ และสอ่ื สารการตลาดอย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้กระบวนการคิด กระบวนการสืบค้นข้อมูล กระบวนการปฏิบัติ กระบวนการเผชิญ สถานการณ์และการแก้ปัญหา เพ่ือให้เกิดความรู้ ความเข้าใจ สามารถนำไปปฏิบัติในการดำเนินชีวิต มีความ รบั ผดิ ชอบ มีคุณธรรมและจรยิ ธรรมในการปฏบิ ตั ิงาน

ผงั มโนทศั น์ อาชพี วศิ วกรรม Fablab ระดบั มธั ยมศึกษาตอนตน้ /ตอนปลาย หนว่ ยท่ี ๑ หน่วยที่ ๒ หนว่ ยท่ี ๓ เร่ือง เครอื่ งพิมพ์ 3 มิติ เร่อื ง อเิ ล็กทรอนกิ ส์ เรื่อง เครือ่ งมอื ทางวิทยาศาสตร์ จำนวน ๑๐ ช่ัวโมง จำนวน ๑๐ ชวั่ โมง จำนวน ๑๐ ชั่วโมง อาชีพ วศิ วกรรม Fablab จำนวน ๘๐ ชวั่ โมง หนว่ ยที่ ๔ หน่วยท่ี ๕ เรอื่ ง เขยี นโปรแกรมเบ้อื งตน้ เรอื่ ง ประกอบหุ่นยนต์ จำนวน ๒๐ ช่ัวโมง จำนวน ๓๐ ชั่วโมง

การบูรณาการตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง 2 เง่ือนไข 3 หลักการ 4 มติ ิ อาชีพ วศิ วกรรม Fablab ความรู้ คุณธรรม 1.แสดงความรู้เกยี่ วกับหลกั การและกระบวนการ 1.ความมรี ะเบยี บ วนิ ัย กจิ นสิ ัยที่ดใี นการเรยี น วชิ า วศิ วกรรม Fablab วิศวกรรม Fablab 2.แสดงความรู้ ความเขา้ ใจในการใช้เครื่องมือและ 2.ความรับผดิ ชอบ วัสดอุ ปุ กรณ์เกีย่ วกับวศิ วกรรม Fablab ตามหลักและ 3.ความสนใจ ใฝ่รู้ และปฏิบัติงาน คำนึงถงึ ความ กระบวนการ ปลอดภัย 3.แสดงความรู้ ความเข้าใจ ในการผลิตนวัตกรรมนา 4.ความมีมนษุ ยส์ ัมพันธ์ โนเทคโนโลยี ตามหลักและกระบวนการ 5.ความซือ่ สัตย์ 6.ความสะอาด 7.ประณตี และรอบคอบ พอประมาณ มเี หตผุ ล มภี มู คิ ้มุ กนั 1.เรียนรู้ท่จี ะแบง่ ปนั เวลาในการ 1.สามารถใช้ความรู้ เรือ่ ง นวัตกรรม 1.มีการวางแผนในการปฏบิ ตั ิ ทำงานให้สำเรจ็ ตามเวลา นาโนเทคโนโลยีมาใช้ให้เกิด กจิ กรรม 2.เรียนรู้ท่จี ะใชอ้ ุปกรณ์ ให้เกิด ประโยชน์ 2.ดำเนินกจิ กรรมตามลำดบั ประโยชน์ 2.นำความรู้เร่อื งวิศวกรรม Fablab ขนั้ ตอน 3.รจู้ กั ประเมนิ ความรู้ มาประยุกต์ใช้ในการดำรงชวี ิต 3.มที กั ษะในการคิด การ ความสามารถของตนเองและเพอ่ื น ประจำวนั เชน่ การทำห่นุ ยนตเ์ ตอื น แกป้ ัญหา และการตดั สินใจ ในกลุ่ม ภยั เครอ่ื งดูดฝนุ่ พลงั งานแสงอาทติ ย์ 4.มคี วามเขา้ ใจในการเลือก วัสดุ 4.เรียนรู้และแบ่งภาระหน้าที่และ อปุ กรณ์มาทำผลติ นวัตกรรมนา แกป้ ญั หาตามความสามารถของ โนเทคโนโลยี ตนเองและเพื่อนในกลุ่ม

วัตถุ สงั คม ส่งิ แวดล้อม วัฒนธรรม 1.รหู้ ลักการใชท้ รพั ยากรได้ 1.รู้และเข้าใจความแตกต่าง 1.การแยกขยะจาก 1. รู้หลักการใช้ทรัพยากร อย่างคุ้มคา่ ระหว่างบคุ คลอยู่ร่วมกบั คนอื่น การปฏบิ ัติงาน และวตั ถุดิบอย่างคุ้มค่า 2.รู้จกั การเลอื ก ได้อยา่ งมีความสุข 2. รจู้ กั กฎระเบียบ กตกิ า หนา้ ที่ในการอยูร่ ่วมกับคนอืน่ 3. ยอมรบั ความคดิ เหน็ และ เคารพในการตดั สินใจของผู้อ่ืน 4. รจู้ กั มารยาทในสงั คมและ การแบ่งปัน

โครงสร้างหลักสตู ร วิศวกรรม Fablab ความสำคัญ การฝึกอาชีพแก่นักเรียนท่ีด้อยโอกาสทางการศึกษา เป็นกระบวนการการหนึ่งในการเตรียม ความพร้อมในการประกอบอาชีพให้แก่นักเรียน ซ่ึงนอกจากนักเรียนจะได้รับทักษะทางด้านอาชีพแล้ว นักเรียนยังได้รับการฝึกทักษะทางสังคมควบคู่ไปด้วย หากนักเรียนได้รับการฝึกอาชีพจนสามารถประกอบ อาชพี เองได้ กจ็ ะทำใหส้ ามารถเลีย้ งดูตนเองและครอบครวั ได้ วิศวกรรม Fablab มุ่งเน้นกระบวนการพัฒนาด้านความคิดและการปฏิบัติงานเพ่ือเปิดโอกาสให้ ผู้เรียนได้เลือกเรียนอาชีพ เพ่ือส่งเสริมและสร้างแรงบันดาลใจให้กับนักเรียน ได้มีโอกาสคิดค้น สร้างสรรค์ พัฒนาต่อยอดผลงาน ด้วยการออกแบบเชิงวิศวกรรม Fablab และการพัฒนานวัตกรรมนาโนเทคโนโลยี รวมถึงส่งเสริมให้นักเรียนได้เกิดทักษะในการส่ือสารทางด้านวิทยาศาสตร์ และส่ือสารการตลาดอย่างมี ประสิทธิภาพ เพื่อท่ีจะได้แลกเปลี่ยนเรียนรู้ประสบการณ์ในการถ่ายทอดความรู้เรื่องออกแบบเชิงวิศวกรรม Fablab และนาโนเทคโนโลยีของครูและนักเรียน เป็นการสร้างความตระหนัก และเกิดการกระตุ้นให้นักเรียน มคี วามรู้เร่อื งการออกแบบเชิงวศิ วกรรม Fablab และนวัตกรรมนาโนเทคโนโลยไี ดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง จดุ มงุ่ หมาย ๑. เพอื่ ให้ผู้เรยี นมีความรเู้ ร่ือง เคร่ืองพิมพ์ 3 มิติ ๒. เพอ่ื ให้ผู้เรยี นมคี วามรแู้ ละสามารถปฏบิ ตั ิงานการประกอบหนุ่ ยนต์ ๓. เพื่อให้ผ้เู รียนมีความรู้เพ่อื เปน็ แนวทางในการประกอบอาชีพวศิ วกรรม Fablab จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ ๑. มีความเข้าใจเกย่ี วกบั เครอื่ งพิมพ์ 3 มิติ เคร่ืองมือ อุปกรณ์ การเก็บรักษาวสั ดุอปุ กรณ์ หลกั การและเทคนิคการใช้เคร่ืองพิมพ์ 3 มิติ ๒. มคี วามสามารถเลอื กใช้เครื่องมือ อปุ กรณ์ เตรียมและเกบ็ รักษานวัตกรรมนาโนเทคโนโลยี ๓. มีความสามารถในการเขยี นโปรแกรม เลือกใช้เคร่ืองมือและเทคนิกตา่ งๆได้ ๔. มกี จิ นสิ ยั ในการทำงานด้วยความรอบคอบ เป็นระเบียบเรยี บรอ้ ย มีความรบั ผดิ ชอบ มคี วามคิด สรา้ งสรรค์

เนื้อหาของหลกั สูตร ประกอบด้วยเนอื้ เรอ่ื ง ดังน้ี ๑. การทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มติ ิ ๒. เทคนคิ การต่อวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ ๓. ร้จู ักประเภทและวธิ ีการใช้เคร่ืองมือทางวิทยาศาสตร์ ๔. เขยี นโปรแกรมเบ้ืองต้น ๕. ประกอบห่นุ ยนต์ เวลาเรียน ใชเ้ วลาเรยี นทง้ั หมด ๘๐ ชว่ั โมง ภาคทฤษฎี จำนวน ๒๐ ชว่ั โมง ภาคปฏิบตั ิ จำนวน ๖๐ ชวั่ โมง แหลง่ การเรยี นรแู้ ละสอ่ื ประกอบการเรยี น ๑. ส่ือการใชเ้ คร่ืองมือ ๒. ห้องปฏบิ ัติวศิ วกรรม Fablab ๓. หอ้ งสบื ค้นข้อมลู อินเทอรเ์ น็ตโรงเรียน ๔. วัสดุอุปกรณใ์ นการปฏิบัตงิ าน การวัดผลประเมนิ ผลการเรยี น ๑. การประเมนิ ความรภู้ าคทฤษฎรี ะหวา่ งเรยี นและจบหลกั สตู ร ๒. การประเมนิ ผลระหวา่ งเรยี นจากการปฏบิ ตั งิ านทม่ี คี ุณภาพเพยี งพอ สามารถสรา้ งรายได้ ใหก้ บั ตนเอง ความสาเรจ็ ของการปฏบิ ตั แิ ละจบหลกั สตู ร ประโยชนท์ ค่ี าดวา่ จะได้รับ 1. ผู้เรียนมีความเขา้ ใจเกีย่ วกับการสร้างนวตั กรรมนาโนเทคโนโลยี เคร่ืองมอื อุปกรณ์ หลักการและ เทคนิคต่างๆได้ 2. ผเู้ รียนมคี วามสามารถเลอื กใชเ้ คร่ืองมอื อปุ กรณ์ และเก็บรกั ษาวตั ถดุ บิ ได้ 3. ผ้เู รยี นมีความสามารถนำความรไู้ ปประกอบกบั ชวี ติ ประจำวนั ได้

โครงสรา้ งเนื้อหาของหลกั สตู ร ประกอบดว้ ยเนื้อหา ๕ เรื่อง ดังนี้ เรอ่ื งที่ ๑. เคร่ืองพิมพ์ 3 มติ ิ จำนวน ๑๐ ชว่ั โมง ๑.๑ ระบบการทำงานของเคร่ืองพิมพ์ 3 มิติ ๑.๒ การสร้างช้นิ งาน เรือ่ งท่ี ๒. อิเล็กทรอนิกส์ จำนวน ๑๐ ชัว่ โมง ๒.๑ อุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนิกสแ์ ละส่วนประกอบ ๒.๒ ชน้ิ สว่ นอเิ ล็กทรอนิกสใ์ นชว่ งตน้ ๒.๓ ประเภทของวงจร เรื่องที่ ๓. เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ จำนวน ๑๐ ชั่วโมง ๓.๑ อปุ กรณห์ อ้ งปฏบิ ตั ิการ ๓.๒ เคร่อื งมอื วดั เร่ืองที่ ๔. เขยี นโปรแกรมเบื้องต้น จำนวน ๒๐ ชว่ั โมง ๔.๑ หลักการเขยี นโปรแกรมเบือ้ งตน้ ๔.๒ การเขียนอลั กอริทมึ และผงั งาน เร่อื งท่ี ๕. ประกอบหนุ่ ยนต์ จำนวน ๓๐ ชว่ั โมง ๕.๑ ประกอบหุ่นยนต์

จำนวน ๘ จุดประสงค์ เพ่ือให้ผู้เรียนสามารถปฏิบตั กิ ารวศิ วกรรม Fablab ได้ และมีความรเู้ พื่อเป ที่ ผลการเรียนรู้ เน้ือหา ๑ ๑. มคี วามรูแ้ ละเข้าใจความหมาย ความสำคัญ ๑. ความรู้ท่ัวไปเกยี่ วกบั การศว ประโยชน์ วศิ วกรรม Fablab กรรม Fablabพ้นื ฐาน ๒. รูค้ วามเข้าใจวธิ ีการ ขั้นตอนกระบวนการ ๒. วัสดอุ ุปกรณท์ ใ่ี ชใ้ น ทำงานของอิเลก็ ทรอนิกส์ การปฏบิ ตั งิ าน ๓. ขน้ั ตอนการเขียนโปรแกรม / ๓. สามารถเลอื กใชว้ ัสดุอุปกรณ์ ในการ ประกอบหนุ่ ยนต์ ๔. มที ักษะเบ้อื งต้นเกย่ี วกับเครื่องมือทาง เทคนิคการเขยี นโปรแกรม วทิ ยาศาสตร์ตา่ งๆ ๔. การคดิ คดิ ค้น สรา้ งสรรค์ ๕. สามารถออกแบบวงจรของห่นุ ยนต์ให้ พฒั นาตอ่ ยอดผลงาน ดว้ ยการ เหมาะสมกบั การใช้งาน ออกแบบเชิงวิศวกรรม Fablab ๖. สามารถปฏิบตั ิประกอบหุ่นยนตไ์ ด้ ๕. การปฏิบตั ิการประกอบหุ่นยนต์ ๗. สามารถจดบันทกึ การปฏบิ ัตงิ านและ ประเมินผลงานได้

๘๐ ชวั่ โมง ป็นแนวทางในการประกอบอาชีพ กจิ กรรมการเรียนรู้ สื่อการเรยี นรู้ การวัดและประเมนิ ผล จำนวน ช่วั โมง ๑. แจ้งผลการเรยี นรู้ใหน้ กั เรียน สือ่ ทาง - ตรวจการปฏบิ ัติงาน ๘๐ ทราบก่อนเรยี น อินเตอร์เน็ต ผลงาน/ชนิ้ งาน ๒. แจ้งกิจกรรมประจำคาบเรียน (2 ใบงาน/ใบความรู้ นักเรียน ชัว่ โมง) ๓. ชแ้ี จงใบความรใู้ ห้นกั เรียนได้ ทราบและทำความเขา้ ใจ ๔. ครูอธบิ ายและซักถามนักเรยี น เกย่ี วกับประวตั ิความเป็นมาของ เนอื้ หาทจี่ ะเรียนแต่ละบท ๖. ครูนกั เรียนปฏบิ ตั ิงานในห้อง พร้อมใหค้ ำแนะนำปรับปรุง ๗. นกั เรียนทำความสะอาด เครื่องมอื อปุ กรณ์หลงั ทำงานเสร็จ