ออกแบบและเทคโนโลยีม.2

คาํ นาํ

ตามท่ีกระทรวงศึกษาธิการไดปรับปรุงหลักสูตรและประกาศใชมาตรฐานการเรียนรูและตัวชี้วัด กลุมสาระ
การเรยี นรวู ทิ ยาศาสตร (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560) ตามหลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาขนั้ พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551
ทง้ั นเ้ี พอ่ื ใหส อดรบั กบั การเปลย่ี นแปลงดา นตา ง ๆ และพฒั นาผเู รยี นใหม ที กั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร ตลอดจน
มีคณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค และมีทักษะในศตวรรษที่ 21

เมื่อหลักสูตรมีการเปลี่ยนแปลง ภาระหนาท่ีหนึ่งของครูที่จะตองดําเนินการ คือ พัฒนาและออกแบบ
หนว ยการเรียนรูใหม จดั ทําแผนการจดั การเรียนรใู หมใหส อดคลอ งกบั มาตรฐานการเรยี นรู ตวั ชว้ี ดั ผลการเรยี นรู
รวมทงั้ จดุ เนน ตามทม่ี าตรฐานการเรยี นรแู ละตวั ชวี้ ดั กลุม สาระการเรียนรูว ทิ ยาศาสตร (ฉบับปรบั ปรุง พ.ศ. 2560)
ไดก ําหนดไว

เพ่ือชวยใหการปฏิบัติงานของครูผูสอนสะดวกมากย่ิงขึ้น ทางบริษัท อักษรเจริญทัศนจึงไดจัดทําเอกสาร
“แนวทางการจัดการเรียนการสอน” รายวิชาพ้ืนฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชัน้ ม.2 สาํ หรบั
ใหครูผูสอนไดนําไปประยุกตใชใหสอดคลองกับหลักสูตรของสถานศึกษา ซ่ึงภายในเลมมีขอมูลที่จําเปนสําหรับ
ครผู สู อนเพ่ือนาํ ไปใชง าน ดังน้ี

01 02

สรุปหลกั สตู ร ตวั อยา่ ง

• คาํ อธบิ ายรายวิชา หนังสอื เรยี น
• โครงสรา งรายวิชา

06 ตวั อย่าง เอกสารแนวทาง ตัวอยา่ งแผน 03
การจัดการเรียนรู
PowerPoint การจดั การเรยี นการสอน
• โครงสรา งแผนฯ
หลกั สตู รฉบบั ปรบั ปรงุ ’60 • ตัวอยา งแผนฯ

New Version

ตวั อยา่ ง ตัวอยา่ งคู่มอื ครู

แบบฝก หดั • โครงสรางคูมือครู
• ตัวอยา งคูมอื ครู
05
04

หวังเปนอยางยง่ิ วา เอกสาร “แนวทางการจดั การเรียนการสอน” เลม น้ี จะชวยใหก ารพัฒนาหลักสตู รของ
ครูผูสอนและสถานศกึ ษามีความสะดวก เหน็ ตัวอยา งแนวทางการจัดการเรียนการสอน และทําใหผ เู รยี นเกิดทกั ษะ
กระบวนการทางวทิ ยาศาสตรต ามที่หลกั สตู รไดกาํ หนดเปาหมายไว

บรษิ ัท อักษรเจรญิ ทศั น อจท. จํากัด

A

สารบัญ

01 สรปุ หลักสูตรฯ กลุ่มสาระการเรยี นรูว้ ิทยาศาสตร์ 1- 8
• สรปุ หลกั สตู รฯ กลุมสาระการเรยี นรวู ทิ ยาศาสตร
• ตวั ช้ีวัดและสาระการเรียนรูแ กนกลาง 2
รายวิชาพ้นื ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2
• คาํ อธบิ ายรายวชิ าพนื้ ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2 5
• โครงสรา งรายวิชาพื้นฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ม.2 7
8
02 ตัวอย่างหนงั สือเรยี น
9 - 27
รายวิชาพ้ืนฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2

03 ตวั อย่างแผนการจัดการเรยี นรู 28 - 59

รายวิชาพ้ืนฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ม.2 29
32
• โครงสรางแผนการจดั การเรยี นรู
รายวชิ าพ้นื ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2 60 - 86

• ตัวอยางแผนการจัดการเรียนรู 61
รายวิชาพน้ื ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2 70

04 ตวั อย่างคมู่ ือครู

รายวชิ าพื้นฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2

• โครงสรางคมู อื ครู รายวิชาพ้ืนฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2
• ตวั อยา งคมู อื ครู รายวชิ าพน้ื ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ม.2

05 ตัวอย่างแบบฝกหัด 87 - 99

รายวชิ าพนื้ ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2

06 ตัวอยา่ ง PowerPoint 100 - 102

รายวชิ าพน้ื ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ม.2

B



























แนวคิด 2 กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
กระบวนการ
ทางวทิ ยาศาสตร์ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คือ การพิสูจน์เพ่ือให้เกิดการยอมรับ
ในความรู้ใหม่ โดยใช้พ้ืนฐานจากความรู้ท่ีมีอยู่เดิม โดยกระบวนการสร้าง
เ»šนแนวทางนาไ»สÙ่ องคค์ วามรใู้ หม่เกิดจากความรู้เดมิ ซึง่ ไมส่ ามารถอธิบายได้ จงึ ต้ังสมมตฐิ าน
ความรÙ้ãËมไ่ ดอ้ ย่างไร เพือ่ ทา� การออกแบบกระบวนการหาขอ้ พสิ ูจน์แล้วท�าการทดลอง น�าผลการ

ทดลองมาผ่านกระบวนการคิดวิเคราะห์อย่างมีตรรกะ และสังเคราะห์เป็น
ความรู้ใหม่ท่ีปราศจากข้อโต้แย้ง และสามารถอธิบายความเป็นมาของความรู้ใหม่บนพ้ืนฐานความรู้เดิมได้อย่างมี
เหตผุ ล

ตวั อยา่ ง แนวคิดกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ภาพที่ 3.2 เซอร ์ ไอแซก นิวตนั
มนษุ ย์ด�ารงชวี ติ อย่บู นโลกมาตงั้ แตอ่ ดีต โดยรูจ้ กั
แสงแดดในรปู ของพลงั งานทใี่ หค้ วามอบอนุ่ และแสงสวา่ ง
จึงท�าให้มนุษย์สามารถมองเห็นได้ชัดเจนในช่วงที่ดวง
อาทติ ยย์ งั ไมต่ ก ซงึ่ ตอ่ มาไดม้ กี ารศกึ ษาแสงทส่ี อ่ งมาจาก
ดวงอาทิตย ์ คือ เซอร์ ไอแซก นวิ ตนั เปน็ นักฟส ิกส์ทีไ่ ด้
ศกึ ษาธรรมชาตพิ นื้ ฐานของแสง นวิ ตนั ไดท้ า� การทดลอง
ท่ีสามารถแยกแสงจากดวงอาทิตย์ท่ีไม่มีสีหรือเราเรียก
กันว่า แสงสีขาว ให้เกิดการหักเหของแสงจนเกิดเป็น
แถบสีขึ้นมาได้ส�าเร็จ โดยการน�าปริซึมฐานสามเหลี่ยม
แยกแสงจากดวงอาทิตย์ออกเป็นแถบสีรุ้ง โดยนิวตัน
ท�าการตัง้ สมมตฐิ านไว้ ดงั น้ี

ตงั้ สมมตฐิ าน เมื่อแสงอาทิตย์เดินทาง
จากสิง่ ทีเ่ กิดขึ้น ผ่านปริซึมเกิดการหักเห
ไมเ่ ทา่ กนั จนไดแ้ สงสตี า่ ง ๆ
จากปริซึม แท่งปริซึม เป็นตัวการ
เปล่ียนสีของแสงอาทิตย์
หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา ให้เปน็ สตี า่ ง ๆ

ภาพที่ 3.3 การทดลองแยกแสงสีขาวจากดวงอาทิตย์โดยใช้ปริซมึ

34

14

เมือ่ นวิ ตนั ไดผ้ ลการทดลองแล้ว นิวตันจงึ สงสยั วา่ แสงท่ีหักเหจนได้สีต่าง ๆ ออกมานน้ั สามารถรวมกลบั ไป
เปน็ แสงสขี าวไดห้ รอื ไม ่ นวิ ตนั จงึ ทา� การทดลองโดยการนา� ปรซิ มึ 2 แทง่ มาทา� การทดลอง โดยการนา� ปรซิ มึ แทง่ แรก
ท�าการหักเหแสงสีขาวจากดวงอาทติ ย์ออกมาไดเ้ ปน็ สีร้งุ ทส่ี ามารถเห็นไดว้ ่ามี 7 ส ี แล้วนา� ปรซิ ึมแทง่ ท่ ี 2 มารับแสง
สรี งุ้ จากปรซิ มึ แทง่ แรก จะพบวา่ ปรซิ มึ แทง่ ท ่ี 2 ทา� หนา้ ทร่ี วมแสงทหี่ กั เหจากปรซิ มึ แทง่ แรกกลบั มาเปน็ แสงสขี าวได้

ปรซิ มึ แทง ท่ี 1 ปรซิ ึมแทงที่ 2

ภาพท่ี 3.4 การทดลองใชป้ รซิ ึม 2 แท่ง ศึกษาการกระจายของแสงและการรวมของแสง

จากนั้น นิวตันน�ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาค้นหาต่อไป โดยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มีขั้นตอน
ดงั นี้

กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์

ความรูเ้ ดมิ ทมี่ อี ยู่ ความร้เู ดิม
ความอยากรทู้ างวิทยาศาสตร์
น�าข้อสรปุ ความอยากรู้
ตั้งสมมติฐาน ไปพสิ จู น์ ทาง
ออกแบบการทดลอง
กระบวนการ วิทยาศาสตร์
วทิ ยาทศางาสตร์
ประยกุ ต์ ใช

สรุป
วิเคราะห์ ตั้งสมมตฐิ าน

วเิ คราะห์เชงิ นโยบาย ออกแบบ
การทดลอง

ตรวจสอบ

ภาพที่ 3.5 ผงั แสดงการประยุกต์ใชก้ ระบวนการทางวิทยาศาสตร์ หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา

กระบวนการทางวทิ ยาศาสตรก บั การทดลองการหกั เหของแสง 35กระบวนการ

ออกแบบเชิงวศิ วกรรม

15

หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา การใชกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรก์ ับการทดลองของนวิ ตัน

ความรูเ ดิม (Existing Knowledge)
เป็นการนา� ความรู้เดิมโดยเนน้ ทางวิทยาศาสตรแ์ ละคณิตศาสตร์ หรือความรู้ที่ได้จากประสบการณ์ในชวี ติ
ซ่งึ ความรูเ้ ดิมทเี่ รารู้อย่แู ล้ว คือ เมือ่ แสงเดนิ ทางผา่ นตัวกลาง แสงสามารถหักเหได้
ความอยากรทู างวิทยาศาสตร์ (Scientific Curiosity)
ต้งั ข้อสงสัยว่า แสงสีขาวระหวา่ งท่เี ดนิ ทางผ่านปริซมึ แลว้ เกดิ อะไรขึ้นบ้าง จึงท�าให้แสงสีขาวท่ีเดินทางผ่านปรซิ มึ
มแี สงออกมาเปน็ แสง 7 สแี ทน
ตง้ั สมมตฐิ าน (Hypothesis)
ตัง้ สมมตฐิ านวา่ แสงเดินทางผา่ นปรซิ มึ แลว้ แสงถกู ปรซิ ึมท�าใหเ้ ปลี่ยนสี หรือเกิดการหักเหของแสง
ออกแบบการทดลอง (Experiment)
การออกแบบเปน็ สิ่งที่มคี วามหลากหลายทางความคิด โดยสามารถออกแบบการทดลองได้หลายวิธี เชน่ การใช้
แสงจากดวงอาทติ ย ์ แสงจากเทียน แสงจากการเผาไหม ้ หรือแสงจากหลอดไฟ แล้วเมอ่ื น�าปรซิ มึ ไปรับแสง จะ
ต้องวางอย่างไร และเม่ือท�ามุมต่าง ๆ กับแสงที่เดินทางผ่านปริซึมจะเกิดอะไรข้ึนบ้าง ขนาดของปริซึมมีผลต่อ
การเปล่ยี นแปลงของแสงหรอื ไม่
สรุปวเิ คราะห ์ (Analysis)
เม่ือท�าการทดลองแล้ว จึงได้ผลการทดลองท่ีจะสอดคล้องกับความรู้เดิมและสามารถอธิบายโดยใช้หลักของ
วิทยาศาสตร์ในการอธิบายการเกิดแสง 7 สี ซ่งึ ผลสรปุ คือ “ปริซึมไมไดท้ ําให้สีของแสงอาทิตยเ ปลย่ี น แตป ริซมึ
หักเหให้สตี าง ๆ แยกออกจากกัน” อธิบายได้ว่า แสงสขี าวจะประกอบไปดว้ ยแสง 7 ส ี รวมกันจนเป็นแสงสขี าว
และเมื่อใช้ปริซมึ แสงสขี าวจะเกดิ การหกั เห ซ่งึ แสงทั้ง 7 สี จะมมี ุมหักเหที่ไมเ่ ท่ากันจนเกดิ การกระจายออกมาให้
เห็นเปน็ 7 ส ี นัน่ เอง
นําขอสรปุ ไปพิสจู น์ (Proof)
ทา� การพสิ จู นต์ ามหลกั วทิ ยาศาสตรเ์ พอ่ื ยนื ยนั การทดลองบนความรทู้ างวทิ ยาศาสตร ์ ซึง่ เมอ่ื ได้รบั การพสิ จู น์แล้วก็
จะเปน็ ความรใู้ หมท่ เ่ี ผยแพรไ่ ปสคู่ นทว่ั ไป จากความรนู้ ท้ี า� ใหค้ นรนุ่ ตอ่ มาสามารถทจี่ ะอธบิ ายปรากฏการณร์ งุ้ กนิ นา้�
ไดต้ ามหลกั วิทยาศาสตรน์ ั่นเอง

36

16

àกªรอÔงะÇอบÔÈกวÇแน¡บกรบราÁร 3 ก ระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม
มีความสาคัÞãนการสรา้ ง
เทคโนโลยีอยา่ งไร กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรมสามารถดา� เนนิ การเพอ่ื ใหไ้ ดผ้ ลงาน
โดยท่วั ไปมีอย่ ู 2 แบบ คือ
1. การออกแบบทางวิศวกรรมโดยใชวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์
ในการด�าเนนิ การ
2. การออกแบบทางวิศวกรรมโดยใชประสบการณ์ เพ่ือให้ได้ผลงาน
โดยไมไ่ ดใ้ ช้หลักวทิ ยาศาสตร์และคณติ ศาสตรใ์ นการด�าเนนิ การ
ความแตกต่างของการด�าเนินการทั้ง 2 แบบ
คือ ความน่าเช่ือถือ ความปลอดภัย และการท�าซ�้า
ซงึ่ การออกแบบทางวศิ วกรรมศาสตรโ์ ดยใชว้ ทิ ยาศาสตร์
และคณิตศาสตร์ในการด�าเนินการ ยังสามารถน�ามาซึ่ง
เทคโนโลยีและนวัตกรรมใหม่ได้ด้วย ยกตัวอย่างการ
เรียนรู้ในรูปแบบ STEM ท่ีจะฝกใหเ้ ราไดใ้ ชท้ กั ษะอย่าง
ครบถว้ น

ภาพท่ี 3.6 การเรียนร้ใู นรปู แบบ STEM

S E
SM
Science
T
T

Technology

E

Engineering

M

Mathematics

ภาพท่ี 3.7 ตวั อยา่ งการออกแบบทางวศิ วกรรมโดยการเรียนรใู้ นรูปแบบ STEM หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา

37กระบวนการ

ออกแบบเชงิ วศิ วกรรม

17

กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม เป็นกระบวนการส�าคญั ทที่ �างานอย่างเป็นระบบ จึงได้ถูกนา� มาใชใ้ นการ
แกป้ ัญหาตามความตอ้ งการของมนษุ ย์ และสรา้ งสรรค์ผลงานทีไ่ ม่เคยมมี ากอ่ น หรอื นา� เทคโนโลยมี าพัฒนาตอ่ ยอด
ให้มีประสิทธิภาพมากย่ิงข้ึน ซึ่งแบ่งออกเป็นข้ันตอนหลัก 6 ขั้นตอน และสามารถจ�าแนกรายละเอียดได้เป็น
13 ขัน้ ตอน เพอ่ื ให้เราสามารถเขา้ ใจถึงการทา� งานได้ดขี ้ึน ดงั นี้

กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม มี 6 ข้นั ตอนหลัก ดังนี้
1. ระบปุ ญั หา
2. รวบรวมขอ้ มลู และแนวคิดที่เกยี่ วขอ้ งกับปญั หา
3. ออกแบบวิธกี ารแกป้ ัญหา
4. วางแผนและดา� เนนิ การแกไ้ ขปัญหา
5. ทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ขวิธกี ารแกป้ ญั หาหรอื ชนิ้ งาน
6. น�าเสนอวิธีการแก้ปญั หา ผลการแกป้ ัญหาหรือช้ินงาน

ขน้ั ตอนหลกั ้ยอนกลับปรับป ุรง ข้ันตอนทีจ่ �าแนกรายละเอียด ย้อนกลับป ัรบปรุง
1 ระบปุ ญั หา
2 รวบรวมขอ้ มลู และแนวคิด ้ยอนก ัลบป ัรบปรุง 1 ระบุความตอ้ งการ ้ยอนกลับปรับปรุง
ท่เี กย่ี วขอ้ งกบั ปญั หา 2 ระบุคุณลกั ษณะทตี่ อ้ งการ
3 ออกแบบวิธกี ารแกป้ ัญหา
4 วางแผนและ 3 รวบรวมขอ้ มูล
ดา� เนนิ การแกไ้ ขปญั หา 4 ศกึ ษาความเป็นไปได้
5 ทดสอบ ประเมินผล 5 สังเคราะหห์ าหลกั การสร้างสรรค์
และปรบั ปรงุ แก้ไข 6 ออกแบบสร้างข้นั ตอน
วิธีการแกป้ ญั หาหรอื ชน้ิ งาน 7 จา� ลองสภาพสถานการณ์
6 นา� เสนอวิธีการแกป้ ัญหา
ผลการแกป้ ัญหาหรือชิ้นงาน 8 ออกแบบละเอียด
9 สร้างและทดสอบเคร่ืองต้นแบบ

10 ประเมนิ ผล
11 ประชุมสรปุ ผล
12 ออกแบบการผลิต
13 จา� หนา่ ยผลติ ภัณฑ์

หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา ภาพที่ 3.8 ผงั แสดงกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

38

43กระบวนการ

ออกแบบเชิงวิศวกรรม

18

จากกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เราจะสังเกตได้ว่า 13 ข้ันตอน เป็นการอธิบายถึงการท�างานท่ีมี
ความละเอยี ดมากข้ึน ท�าใหเ้ ราเขา้ ใจถึงความสา� คญั ในการออกแบบโดยใชค้ วามรทู้ างวทิ ยาศาสตรแ์ ละคณติ ศาสตร์
บนฐานความคิดเดียวกับกระบวนการออกแบบการแก้ปัญหา (Algorithm Design) ของแนวคิดเชิงค�านวณ
(Computation Thinking) ดังน้ี

13 1 2
ระบุ ระบุ
จ�าหนา่ ย ความต้องการ คุณลักษณะ
ผลติ ภณั ฑ์ ทีต่ อ้ งการ
12
ออกแบบการผลติ
ยอ้ นกลับปรังปรุง3
ย้อนกลบั ปรบั ปรงุ
รวบรวมข้อมูล
ย้อนกยล้อับนปกรลับับปรุง
11 ประชมุ สรปุ ผล กระบวนการออกแบบ ศึกษา 4
ความเป็นไปได้
ประเมนิ ผล เชงิ วศิ วกรรม
10
สงั เคราะห์
สร้าง หาหลกั การ
และทดสอบ สรา้ งสรรค์ 5
เครือ่ งต้นแบบ
9 ออกแบบ ออกแบบ
ปรบั ปรงุ ละเอยี ด สร้างขนั้ ตอน
จา� ลองสภาพ 6
สถานการณ์

87

ภาพท่ี 3.9 ผงั แสดงกระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 13 ข้นั ตอน หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา

จะเห็นว่า การแก้ปัญหาหรือสร้างสรรค์เทคโนโลยีแทบทุกข้ันตอน จะมีการทบทวนเพื่อตัดสินใจตลอดเวลา
ดังน้ัน แผนภาพข้างต้นจึงเต็มไปด้วยเส้น “การย้อนกลับเพื่อปรับปรุง” จ�านวนมาก จากทั้งหมดน้ีเรากล่าวได้ว่า
กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อสร้างสรรค์เทคโนโลยี คือ กระบวนการคิดเชิงค�านวณ ซ่ึงจะประกอบด้วย
การแตกยอ่ ยปัญหา (Problem Decomposition) การมองหารปู แบบ (Pattern Recognition) การก�าหนดหลกั การ
(Abstraction) และการออกแบบขนั้ ตอนการทา� งาน (Algorithm Design)

39กระบวนการ

ออกแบบเชงิ วิศวกรรม

19

กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม 13 ข้ันตอน มีดงั น้ี

1 ระบุความตอ งการ (Recognition of need and definition of problem)

เมอื่ ทราบความตอ้ งการแลว้ จะสามารถระบคุ วาม
ต้องการและระบปุ ญั หาได้ เช่น ต้องการจะกวาด
ขยะทุกซอกทุกมุม แต่ไม้กวาดท่ีใช้ไม่สามารถ
กวาดขยะได้ทกุ ซอกทกุ มุม

2 ระบุคุณลักษณะท่ีตอ งการ (Specification) ภาพท่ี 3.10 การกวาดขยะ
เป็นความต้องการแก้ปัญหาเบ้ืองต้นว่า ลักษณะ
ที่ต้องการน�าไปใช้นั้น เป็นลักษณะแบบใด ซึ่ง
ขั้นตอนนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีกหลายคร้ัง
หลังจากข้ันตอนออกแบบสร้างขั้นตอน เช่น
เม่อื ต้องการจะกวาดขยะทุกซอกทุกมุม ท�าความ
สะอาดพ้ืนได้ทุกซอกทุกมุม บนพื้นผิวทุกชนิด
แม้กระทัง่ พื้นเปย กน้�า

3 รวบรวมขอมลู (Gathering of information)
เป็นการหาข้อมูลที่เกี่ยวกับการใช้งาน รูปแบบ
รายละเอียดที่มีความเก่ียวข้องกับปัญหาเพื่อหา
วิธีท�าความสะอาดตามซอกมุมว่าจะท�าอย่างไร
เช่น การใช้แรงเพื่อส่งผลให้ขยะที่อยู่ในซอกมุม
ตา่ งเคลอ่ื นทอี่ อกจากมมุ นนั้ ๆ จากกฎการเคลอื่ นที่
ของนิวตัน ไดแ้ ก่ เขีย่ เปา ดดู การหาค�าตอบนี้
วิศวกรจะหาจากคนอ่ืนที่ได้จดสิทธิบัตรไว้หรือ
เอาของทค่ี ลา้ ยกนั มาแกะออก เพอ่ื ศกึ ษาหลกั การ
ท�างานของเทคโนโลย ี โดยเรียกวิธนี ี้ว่า Reverse
Engineering

4 ศึกษาความเปนไปได  (Feasibility Study) ภาพท่ี 3.11 การระดมความคิดเพือ่ แกป้ ญั หา

เ ปน็ การน�าข้อมลู ทไี่ ดม้ าวิเคราะห์เพือ่ นา� ไปใช้
แกป้ ัญหา เพือ่ ตอบโจทย์การแก้ปญั หาไดต้ รงตามความตอ้ งการมากท่ีสุด เช่น กรณกี ารทา� ความสะอาดพน้ื ทกุ ซอก
ทุกมุม จะตัดเร่ืองการเข่ียออกไปเพราะท�าแล้วพ้ืนไม่สะอาด ตัดเร่ืองการเปาเพราะหากเปาจะท�าให้ฝุนฟุงกระจาย
ออกมา จึงสรุปไดว้ ่า การท�าความสะอาดโดยการดดู มคี วามเปน็ ไปได้มากกว่าวิธีอนื่ (Technical Feasibility)

หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา
40
20

5 สังเคราะห์หาหลักการสรางสรรค ์ (Creative Design Synthesis)
เป็นการหาหลักการ (Concept) หรือแนวทาง
แก้ปัญหา กรณีเป็นเครื่องดูดฝุน เราจะสร้าง
แรงดูดลมได้อย่างไร ตัวกรองฝุนจะต้องมีความ
ละเอียดเท่าไร สามารถที่จะท�าให้มีน�้าหนักเบา
ได้อยา่ งไร ในระหวา่ งการท�างานจะต้องมีเสียงที่
เบาโดยการทา� งานอยา่ งไร อปุ กรณจ์ ะสามารถนา�
ไปใชใ้ นซอกเล็ก ๆ ได้อยา่ งไร รูปแบบภายนอก
จะต้องเป็นอย่างไร จึงจะสามารถดึงดูดผู้ซ้ือได ้
เปน็ ต้น

6 ออกแบบสรา งขนั้ ตอน (Preliminary Design)

ว ิศวกรน�าเอาหลักการมาออกแบบรูปร่างโดยมี
เง่ือนไขจากการสังเคราะห์เสร็จแล้ว และท�าการ
สร้างชิ้นส่วนต้นแบบข้ึนมาเพ่ือน�าไปทดลองใช้
ภาพที่ 3.12 เริม่ กา� หนดรูปรา่ งตวั นวตั กรรม

ในขั้นตอนน้ีเป็นข้ันตอนท่ีท�าได้หลายรอบแม้จะ
สรา้ งจนเสรจ็ แล้ว แตก่ ย็ ังเป็นกระบวนการส�าคญั ในการพัฒนาตอ่ ไปได้อีก เชน่ ชนิ้ ส่วนต่าง ๆ อาจจะยังเปน็ ชน้ิ ส่วน
ทีแ่ ยกช้ินกนั อย่ ู แตจ่ ะตอ้ งมีส่วนทใี่ ชใ้ นการดูดฝนุ ทเ่ี ปน็ หัวใจส�าคญั ของนวตั กรรม

7 จําลองสภาพสถานการณ์ (Simulation) ภาพท่ี 3.13 ออกแบบตวั นวัตกรรมอยา่ งละเอยี ด
เ ป็นการน�าต้นแบบมาจ�าลองการใช้งานจริง
เชน่ แรงดดู ของเคร่อื งเพียงพอต่อการดูดขยะได้
หรือไม่ ถุงเก็บขยะ เม่ือดูดขยะเข้ามาในเคร่ือง
จะท�าให้เกิดการสะสมของฝุน แล้วเม่ือมีฝุนผง
สะสมนั้น จะมีผลต่อแรงดูดของเครื่องอย่างไร
เม่ือค�านวณราคาในการผลิตต้นแบบพบว่า
ตน้ แบบนวตั กรรมบางอยา่ งมตี น้ ทนุ สงู วศิ วกรอาจ
จะนา� เทคโนโลยที างคอมพวิ เตอร ์ เชน่ ซอฟตแ์ วร์
การผลิตทางวิศวกรรมศาสตร์ท่ีสามารถจ�าลอง
สภาพสถานการณ์เบ้ืองต้นได้เพื่อลดต้นทุนใน
การผลิต

8 ออกแบบละเอียด (Detailed Design)
ว ิศวกรจะทา� การออกแบบอย่างละเอยี ดทุกระบบเพอ่ื ใหเ้ กิดกระบวนการทา� งานของนวตั กรรมได้อยา่ งมีประสิทธิภาพ
โดยทุกส่วนจะต้องมีการท�างานที่สัมพันธ์กัน ตั้งแต่หัวดูด ท่อดูด พัดลมดูด ถุงกรองฝุน ซึ่งทุกส่วนจะมีหน้าท่ี
ทแี่ ตกต่างกนั แต่จะตอ้ งสร้างออกมาแลว้ สามารถเอามาต่อถึงกันได้
หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา
41กระบวนการ

ออกแบบเชงิ วิศวกรรม

21

9 สรา งและทดสอบเครื่องตน แบบ (Prototype build and test)
เป็นข้ันตอนทร่ี วมข้อมูลทงั้ หมดแลว้ ทา� การสร้าง
จริงให้ครบถ้วนแล้วน�ามาใช้งานจริง เช่น การ
สร้างเป็นรูปร่างเครื่องดูดฝุนที่สมบูรณ์ แล้ว
ท�าการทดสอบการท�างานจริง และท�าการเก็บ
ข้อมูลระหว่างการใช้งานให้ครบถ้วนเพื่อน�าไป
ประเมินผลในขนั้ ตอนต่อไป

10 ประเมนิ ผล (Evaluation) ภาพที่ 3.14 การประชมุ เพื่อประเมนิ ผลและสรปุ ผล
หลังจากได้ทดสอบทุกอย่างแล้วจดบันทึก แล้ว
น�าผลที่ได้จากการทดสอบเครื่องต้นแบบ มาท�า
การประเมินเทียบกับสมรรถนะและคุณลักษณะ
ท่ีต้องการน�าไปใช้แกป้ ัญหา

11 ประชุมสรปุ ผล (Design Conclusion)
เป็นข้ันตอนท่ีส�าคัญมากเพราะเป็นการตัดสินใจ
ว่าเป็นนวัตกรรมที่น�าไปใช้ได้หรือไม่ เพราะถ้า
ไม่ผ่านจะต้องกลับไปท�าการแก้ไขใหม่ต้ังแต่ขั้น
ออกแบบสร้างข้ันต้น ดังนั้นการตัดสินใจจาก
ขอ้ มลู การประเมนิ ผลในขนั้ ตอนท่ ี 10 ซ่ึงทุกฝา ย
จะพิจารณาร่วมกันอย่างรอบคอบ เพราะหาก
ผ่านขั้นตอนน้ีก็เป็นการผลิตระดับอุตสาหกรรม
ทม่ี ีการลงทนุ สูง

12 ออกแบบการผลติ (Design for production)

ขน้ั ตอนนวี้ ศิ วกรผอู้ อกแบบจะตอ้ งสอ่ื สารกบั ฝา ย
ผลิต เพ่ือให้ฝายผลิตสามารถผลิตได้ตรงตามที่
ออกแบบไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง โดยนา� เอาการออกแบบ ภาพท่ี 3.15 ประชมุ เปดตัวนวตั กรรมเพ่อื ให้ข้อมลู แก่ผู้ซ้อื

ละเอียด มาเปลีย่ นเปน็ การออกแบบเพ่อื การผลิต (Design for production) ซึ่งชิน้ ส่วนตา่ ง ๆ จะต้องถกู ก�าหนดชนิด
ในการใชว้ สั ดรุ วมถงึ ขนั้ ตอนการประกอบ (Design for assembly) และตอ้ งสอื่ สารคณุ ลกั ษณะทางเทคนคิ (Technical
Specification) เพอ่ื ใหฝ้ า ยโฆษณาและฝา ยขายน�าไปใชใ้ นการเผยแพรค่ ณุ สมบตั ิเพ่ือดึงดูดผูซ้ อ้ื ไดถ้ กู ตอ้ ง

หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา13 จาํ หนา ยผลติ ภัณฑ์ (Product Release)
เปน็ หนา้ ทขี่ องฝา ยขายทจ่ี ะตอ้ งนา� สนิ คา้ ไปใหถ้ งึ ผซู้ อื้ และจะตอ้ งมขี อ้ มลู ของนวตั กรรมครบถว้ นเพอ่ื ตอบลกู คา้ หรอื
จุดประสงค์ของนวัตกรรมชิ้นนน้ั ๆ

42

22

นวัตกรรมเครื่องดดู ฝนุ

เครื่องดูดฝุนถูกน�ามาเป็นเทคโนโลยีท่ีมีอยู่ในบ้าน สถานท่ีท�างานต่าง ๆ เพราะมีความสะดวกรวดเร็วและ
ใชง้ านได้งา่ ย ท�าใหเ้ ครื่องดูดฝนุ เป็นเทคโนโลยที ถ่ี กู น�ามาเพิม่ ประสทิ ธภิ าพการใช้งานใหม้ กี ารน�าไปใช้ได้ทุกรปู แบบ
หรอื สามารถพกพาได ้ จงึ เปน็ การนา� มาสกู่ ารสรา้ งนวตั กรรมของเครอื่ งดดู ฝนุ ทเี่ หน็ ในปจั จบุ นั จะมอี ยหู่ ลายชนดิ และ
มีรูปแบบทันสมัยและใช้งานได้ง่ายมากข้ึน ซึ่งจะยกตัวอย่างเป็นนวัตกรรมของเคร่ืองดูดฝุนท่ีถูกน�ามาใช้งานอย่าง
แพร่หลาย เช่น

เครื่องดูดฝุนชนิดไรถุง เครื่องดูดฝุนชนิดน้ี จะใช้กล่อง ภาพที่ 3.16 เคร่ืองดดู ฝุนชนิดไร้ถุง
ว่าง ๆ เป็นที่กักเก็บฝุน แล้วน�าไปเทออกในภายหลังได้ ซึ่ง
เป็นการตอบสนองของคนที่ท�าให้การจัดการกับฝุนได้ง่ายกว่า
แตก่ ารกา� จดั ฝนุ ดว้ ยมอื ไม่ใชว่ ธิ ที ด่ี ี เนอ่ื งจากจะตอ้ งเจอกบั ฝนุ
ทเี่ ราทา� ความสะอาด

เครอ่ื งดดู ฝนุ ชนดิ มอื ถอื อปุ กรณม์ นี า�้ หนกั เบาและไมต่ อ้ งมี
ถงุ ในการเก็บฝุน มปี ระโยชนม์ ากกับการทา� ความสะอาดพื้นท่ี
เลก็ ๆ ซ่งึ นา� ไปใช้ในสา� นักงานต่าง ๆ

ภาพที่ 3.17 เครอ่ื งดดู ฝนุ ชนดิ มือถอื

หนุ่ ยนตด์ ดู ฝนุ คณุ สามารถระบโุ ปรแกรมในบรเิ วณทต่ี อ้ งการ
ทา� ความสะอาดได ้ และปลอ่ ยใหม้ นั ทา� งานไป ตวั เครอื่ งหลบหลกี
สงิ่ กดี ขวางไดเ้ อง ซง่ึ เหมาะกบั การตงั้ โปรแกรมทา� ความสะอาด
ไว ้ และไปทา� อยา่ งอน่ื ถงึ แมจ้ ะไมอ่ ยบู่ า้ น แตห่ นุ่ ยนตไ์ มส่ ามารถ
ท�าความสะอาดได้ในระดับเดียวกับท่ีเราท�าเอง และหุ่นยนต์
ยังมรี าคาที่สูงมาก

ภาพท่ี 3.18 หุ่นยนต์ดูดฝนุ

Design Focus เครื่องดูดฝุน

เครื่องดูดฝุนรุน แรกทถ่ี กู เผยแพรม นี ํา้ หนักเทยี บเทา ขาวสารจาํ นวน 2 ถัง ตอ มาไดม กี ารพัฒนาใหม ีประสทิ ธิภาพดี
ข้ึน นํ้าหนกั เบาลงและกะทัดรัดมากขึ้น จึงทาํ ใหเครื่องดดู ฝุนเปน ที่ยอมรับใหเ ปน เครือ่ งใชป ระจาํ บา น โดยโครงสรา งทัว่ ไป
จะประกอบดวย ยูนเิ วอรซลั มอเตอรท ่จี ะทาํ หนา ทขี่ บั พัดลม จงึ ทําใหเกิดแรงดูดภายในเครื่องดดู ฝุน ทาํ ใหฝ ุนและเศษผง
ถกู ดูดเขาไปเก็บไวในถุงเก็บฝุน สวนอากาศทถ่ี ูกดูดเขา ไปจะไหลผา นรพู รุนของถงุ เกบ็ ฝนุ กลับคืนไปในอากาศตามเดิม
หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา
43กระบวนการ

ออกแบบเชงิ วศิ วกรรม

23

4 ระบบเทคโนโลยี

ระบบเทคโนโลยี ระบบเทคโนโลยี เปน็ การนา� ความรทู้ างเทคโนโลยมี าใชใ้ นขนั้ ตอนการ
ออกแบบ ซ่ึงเม่ือวิศวกรเร่ิมท�าการออกแบบ วิศวกรจะเร่ิมกระบวนการคิด
ช่วยสรา้ งนวัตกรรมที่ดี เชงิ คา� นวณ คอื แตกปญั หาออกเป็นระบบ(ปัญหา)ยอ่ ย แลว้ ท�าการประมวล

ไดอ้ ย่างไร

ข้อมลู ตา่ ง ๆ เพ่ือให้ได้รปู แบบการแกป้ ัญหา แล้วน�ารปู แบบการแก้ปญั หาที่
ไดม้ าหาสาระสา� คญั เพ่อื ก�าหนดเป็นหลักการในแก้ปญั หา จากน้นั จงึ ท�าการ

ออกแบบขัน้ ตอนการแก้ปัญหาแตล่ ะปัญหาย่อยใหอ้ ยู่ในรูปของอลั กอรทิ ึม (Algorithm) ดงั น้นั การสร้างนวัตกรรม
หรือเทคโนโลยี จะแบง่ ออกเปน็ 3 ระบบยอ่ ย และนา� มาประกอบกันได้ ดงั น้ี

จา� หนา่ ยผลติ ภณั ฑ์
ความต้องการ/
เง่ือนไขสมรรถนะ

ความต้องการ/ ความรู/้ ออกแบบวิศวกรรม ผลผลติ
เงอื่ นไขสมรรถนะ วิทยาการ
ออกแบบวศิ วกรรม ผ่าน
ความร/ู้ ผลผลิต ผา่ น ไม่ผ่าน ประเมินผล
วทิ ยาการ ย้อนกลบั ปรับปรุง

ระบบย่อยที่ 2

ไมผ่ ่าน ประเมินผล จ�าหนา่ ยผลติ ภัณฑ์
ยอ้ นกลับปรบั ปรุง

ระบบย่อยท่ี 1 ผา่ น ความตอ้ งการ/
เงือ่ นไขสมรรถนะ

ความร/ู้ ออกแบบวิศวกรรม ผลผลติ
วิทยาการ

ไมผ่ า่ น ผ่าน
ย้อนกลับปรับปรงุ ประเมินผล

ระบบยอ่ ยที่ 3

หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา ภาพที่ 3.19 ผงั แสดงการประกอบกันของการสรา้ งนวตั กรรมหรอื เทคโนโลยที ง้ั 3 ระบบย่อย

44

24

จากตัวอย่างเครื่องดูดฝุนท่ีเราได้ยกตัวอย่างจาก 13 ข้ันตอน จะสามารถน�ามาเปรียบเทียบได้กับระบบ
การสร้างแรงดูดของเคร่อื งดดู ฝุน ซงึ่ ระบบการดูดถูกสรา้ งข้นึ จากมอเตอร์และพัดลม ระบบของการเคลื่อนทเี่ กิดขน้ึ
จากการเคลอื่ นที่ของฝนุ ผงที่มาจากมอเตอร์และพดั ลม โดยสมั พนั ธ์กับหัวดดู และท่อ ระบบการเก็บฝุนผงและขยะ
จะเกิดหลงั จากการท�างานทสี่ ัมพนั ธก์ นั จนสามารถเคลือ่ นยา้ ยขยะและฝุนผงผา่ นมาทถี่ ุงกรองและเก็บฝุนได้
ระบบยอ่ ยที ่ 1 คอื ระบบสรา้ งแรงดูดซง่ึ เปน็ หลกั การส�าคญั ของเครอ่ื งดูดฝนุ เพราะเปน็ หลักการที่นา� มาแก้
ปญั หาการเก็บกวาดขยะตามซอกมมุ ดังนั้น เมือ่ ระบบย่อยท่ี 1 ผา่ นการประเมนิ ผลไดแ้ ล้ว จะน�าไปสู่การออกแบบ
ระบบย่อยท ่ี 2 และ 3 ตามล�าดับ หรือพัฒนาไปพร้อม ๆ กันกไ็ ด้
การสร้างนวตั กรรมหรอื เทคโนโลยีทั้ง 3 ระบบย่อย จะตอ้ งน�าความรู้และเงอื่ นไขความตอ้ งการท่แี ตกต่างกัน
มาแกไ้ ขปญั หาแตล่ ะระบบย่อย ดังนี้
• ระบบยอยที่ 1 ใช้ความรเู้ ร่อื ง มอเตอร์และพดั ลม
• ระบบยอ ยท่ี 2 ใชค้ วามรเู้ รอ่ื ง การไหลและความดันในทอ่
• ระบบยอ ยที่ 3 ใช้ความรู้เรือ่ ง การคดั แยก
เพอื่ เปน็ การลดเวลาในการพฒั นานวตั กรรม วศิ วกรสามารถออกแบบทงั้ 3 ระบบไปพรอ้ มกนั ได ้ แตท่ มี วศิ วกร
ทั้ง 3 ทมี ต้องมกี ารประชมุ เพ่อื หาขอ้ ตกลงรว่ มกันเพอ่ื ใหท้ ัง้ 3 ระบบสัมพนั ธ์กนั เป็นเครอื่ งดดู ฝนุ เคร่ืองเดยี วกันได้
ซึง่ ข้อตกลงนเ้ี ราเรยี กวา่ เงื่อนไข (Constraint) เชน่ ทมี ออกแบบระบบถงุ กรองต้องออกแบบถงุ กรองทที่ างเขา้ ของ
ฝนุ ให้สามารถรองรับกับทีมทอ่ี อกแบบทอ่ ดดู ให้สามารถประกอบกนั ได้ เป็นต้น

ทางเขา้ ปะเก็น ท่อยาง
ด้ามถอื ถงุ เกบ็ ฝนุ
ปะเก็น
ช่องดดู พัดลม
ทางพน่ ออก
สวติ ช์ มอเตอร์
ถุงเกบ็ ฝุน ทางพน่ ออก
มอเตอร์
สวติ ช์ พัดลม
ทางเข้า

ภาพท่ี 3.20 โครงสรา้ งของเคร่ืองดดู ฝนุ หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา
45กระบวนการ
25
ออกแบบเชิงวิศวกรรม

Design Activity ภาพ ่ีท 3.22 ูต้เย็น

ระบบเทคโนโล ีย ภาพที่ 3.21 เค ่ืรองซักผ้า 46
ใ ้หนักเ ีรยนอธิบายการส ้รางนวัตกรรมหรือเทคโนโล ียทั้ง 3 ระบบย่อย ของภาพ ี่ทก�าหนดใ ้ห 26
หนังสือเลมเนนื้อี้อหยาูในอราะจหมวีกาางรสปงรตับรปวรจุงพแิจกาไรขณา

Unit Activity

คาํ ชแ้ี จง : ใหนักเรยี นตอบคาํ ถามตอไปน้ี
1 กระบวนการทางวิทยาศาสตรม์ ีความส�าคัญอย่างไรต่อการสรา้ งเทคโนโลยี
2 กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรมมีความสา� คัญอย่างไรในการสร้างนวัตกรรม
3 นกั เรยี นคิดวา่ ขน้ั ตอนใดของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรท์ ีม่ คี วามสา� คัญมากท่สี ดุ
4 นกั เรียนคิดว่า ขั้นตอนใดของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมท่มี ีความสา� คญั มากท่สี ุด
5 ในปจั จุบนั นวัตกรรมใดทีน่ กั เรยี นคิดว่ามคี วามก้าวหนา้ มากท่ีสดุ เพราะอะไร

Self-Check

ใหน ักเรยี นตรวจสอบความเขาใจ โดยพิจารณาขอ ความวา ถกู หรอื ผิด แลว บันทึกลงในสมุด หากพจิ ารณา
ขอ ความไมถกู ตอง ใหก ลบั ไปทบทวนเนอ้ื หาตามหวั ขอ ทก่ี าํ หนดให

ถกู /ผดิ ทบทวนทหี่ วั ขอ

1 ความรู้วิทยาศาสตรเ์ ทา่ น้นั ทีจ่ ะสามารถสรา้ งเทคโนโลยไี ด้ 1.

2 การทา� งานทด่ี ไี มจ่ �าเปน็ ตอ้ งมีกระบวนการทา� งาน 2., 3.
บัน ึทกลงในส ุมด
3 การทา� งานอย่างมีระบบท�าให้ได้ผลงานทมี่ ีคณุ ภาพ 2., 3.
หนั เงนื้สืออเหลามอนี้าจอมียูใกนารระปหรัวาบงปสรุงงแตกรไวขจพิจารณา
4 การสรา้ งนวัตกรรมไมจ่ �าเปน็ ต้องใช้เทคโนโลยชี ว่ ยในการสรา้ ง 2., 3.

5 ก ารสร้างเทคโนโลยใี หม่ ท�าใหเ้ กิดนวตั กรรมท่ใี หมก่ ว่าอยู่ตลอดเวลา 4.

47กระบวนการ

ออกแบบเชงิ วิศวกรรม

27

แผนการจดั การเรยี นรู 01 02

รายวชิ าพน้ื ฐาน 06 03

เ(กทาครโอนอโกลแยบบี และเทคโนโลย)ี ม.2ตามมาตรฐานการเรียนรู้และตัวชี้วัด 05 04

กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560) หลักตสวั ูตอรยป่ารงับปรุง ’60
ตามหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาข้ันพนื้ ฐาน พุทธศกั ราช 2551

แผนการจดั การเรยี นรู้ หปลรกั ับสปูตรรุง'60
รายวิชาพืน้ ฐาน

( เทคโนโลยี )

การออกแบบและเทคโนโลยี

ตามมาตรฐานการเรยี นรแู้ ละตวั ชว้ี ดั
กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ ( ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560 )

ตามหลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาขน้ั พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551

ชั้นมัธยมศกึ ษาปีท่ี 2

ม. 2

28



หนว่ ยการเรียนรู้ แผนการจดั การเรียนรู้ วิธสี อน/วธิ ีการจัด ทกั ษะท่ไี ด้ การประเมนิ เวลา
กิจกรรมการเรยี นรู้ (ช่ัวโมง)
3. กระบวนการออกแบบเชงิ - ทกั ษะการสื่อสาร - ตรวจแบบทดสอบหลงั เรยี น
วศิ วกรรม แผนท่ี 4 ไฟฟูาและอปุ กรณท์ ่ีทาให้ แบบใช้ปัญหาเปน็ ฐาน - ประเมนิ การนาเสนอผลงาน 2
- ทกั ษะการใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศ - สังเกตพฤติกรรมการทางานรายบคุ คล
เกดิ แสง (Problem-based Learning) - ทกั ษะการทางานร่วมกนั - สงั เกตพฤตกิ รรมการทางานกลมุ่ 2
- ทักษะการสงั เกต - ประเมินคณุ ลักษณะอันพงึ ประสงค์
แผนที่ 1 ความสมั พันธ์ของ แบบสบื เสาะหาความรู้ - ทกั ษะการแกป้ ญั หา 2
วทิ ยาศาสตรแ์ ละ (5Es Instructional Model) - ทกั ษะการคดิ วิเคราะห์ - ตรวจแบบทดสอบกอ่ นเรียน
วิศวกรรมศาสตร์ - ทักษะการส่อื สาร - ตรวจใบงานที่ 3.1.1 เร่อื ง โคมไฟคริสตลั 2
- ทกั ษะการใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศ - ประเมนิ การนาเสนอผลงาน
30 - ทักษะการทางานร่วมกัน - สังเกตพฤติกรรมการทางานรายบุคคล
- ทกั ษะการสื่อสาร - สงั เกตพฤตกิ รรมการทางานกลมุ่
แผนท่ี 2 กระบวนการออกแบบเชงิ แบบใชป้ ญั หาเปน็ ฐาน - ทกั ษะการคดิ วเิ คราะห์ - ประเมนิ คณุ ลกั ษณะอนั พึงประสงค์
- ทักษะการสังเกต - ประเมินการนาเสนอผลงาน
วศิ วกรรม (Problem-based Learning) - สงั เกตพฤติกรรมการทางานรายบุคคล
- ทักษะการใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศ - สงั เกตพฤตกิ รรมการทางานกลุ่ม
แผนที่ 3 ระบบเทคโนโลยี แบบสบื เสาะหาความรู้ - ทกั ษะการทางานรว่ มกัน - ประเมินคณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค์
(5Es Instructional Model) - ทกั ษะการสอื่ สาร
- ทกั ษะการคิดวิเคราะห์ - ตรวจแบบทดสอบหลังเรยี น
- ทกั ษะการสงั เกต - ประเมินการนาเสนอผลงาน
- ทักษะการแกป้ ัญหา - สงั เกตพฤติกรรมการทางานรายบุคคล
- ทักษะการคิดสร้างสรรค์ - สังเกตพฤติกรรมการทางานกลุ่ม
- ทกั ษะการใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศ - ประเมนิ คณุ ลักษณะอันพึงประสงค์
- ทกั ษะการทางานร่วมกนั
- ทกั ษะการสือ่ สาร
- ทักษะการคิดวเิ คราะห์
- ทกั ษะการสงั เกต

หนว่ ยการเรียนรู้ แผนการจดั การเรยี นรู้ วิธีสอน/วธิ ีการจดั ทักษะทไี่ ด้ การประเมนิ เวลา
4. การคดิ เชิงออกแบบ แผนท่ี 1 กระบวนการคิดเชิง กิจกรรมการเรียนรู้ (ชัว่ โมง)
แบบใช้ปญั หาเป็นฐาน - ทกั ษะการคิดอย่างเป็นระบบ - ตรวจแบบทดสอบกอ่ นเรยี น
ออกแบบ (Problem-based Learning) - ทักษะการคดิ เชิงคานวณ - ประเมินการนาเสนอผลงาน 2
- ทักษะการใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศ - สังเกตพฤตกิ รรมการทางานรายบุคคล
แผนที่ 2 โครงการหลวง แบบสบื เสาะหาความรู้ - ทกั ษะการสังเกต - สังเกตพฤตกิ รรมการทางานกลุ่ม
(5Es Instructional Model) - ทักษะการส่ือสาร - ประเมินคณุ ลักษณะอนั พึงประสงค์
- ทกั ษะการทางานรว่ มกนั
- ทักษะการใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศ - ตรวจแบบทดสอบหลงั เรยี น 2
- ทักษะการคิดวเิ คราะห์ - ตรวจใบงานท่ี 4.2.1 เร่อื ง โครงการพ่อหลวง
31 - ทกั ษะการประยุกต์ใชค้ วามรู้ - ตรวจช้นิ งาน/ภาระงาน (รวบยอด)
- ทกั ษะการสังเกต เร่ือง ผบู้ ุกเบกิ ศตวรรษใหม่
- ทกั ษะการสอ่ื สาร - ประเมินการนาเสนอผลงาน
- ทกั ษะการทางานรว่ มกัน - สงั เกตพฤติกรรมการทางานรายบุคคล
- ประเมนิ คณุ ลักษณะอนั พงึ ประสงค์

หนว่ ยการเรียนร้ทู ี่ 1

กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม

เวลา 6 ชั่วโมง

1. มาตรฐานการเรยี นรู้/ตวั ช้วี ดั

ว 4.1 เข้าใจแนวคิดหลักของเทคโนโลยีเพ่ือการดารงชีวิตในสังคมท่ีมีการเปล่ียนแปลงอย่างรวดเร็วใช้ความรู้และทักษะทางด้าน
วิทยาศาสตร์ คณติ ศาสตร์ และศาสตร์อนื่ ๆ เพอ่ื แก้ปัญหาหรือพัฒนางานอย่างมีความคิดสร้างสรรค์ ด้วยกระบวนการ
ออกแบบเชิงวศิ วกรรม เลอื กใช้เทคโนโลยอี ยา่ งเหมาะสม โดยคานงึ ถงึ ผลกระทบตอ่ ชีวิต สงั คม และสง่ิ แวดลอ้ ม
ว 4.1 ม.2/2 ระบปุ ญั หาหรอื ความต้องการในชุมชนหรือท้องถ่ิน สรุปกรอบของปัญหารวบรวม วิเคราะห์ ข้อมูลและ
แนวคิดท่ีเก่ยี วข้องกบั ปญั หา
ว 4.1 ม.2/3 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา โดยวิเคราะห์เปรียบเทียบและตัดสินใจเลือกข้อมูลท่ีจาเป็นภายใต้เงื่อนไข
และทรัพยากรที่มีอยู่ นาเสนอแนวทางการแก้ปัญหาให้ผู้อื่นเข้าใจ วางแผนข้ันตอนการทางานและ
ดาเนินการแก้ปญั หาอยา่ งเปน็ ขนั้ ตอน
ว 4.1 ม.2/4 ทดสอบ ประเมนิ ผล และอธิบายปัญหาหรือข้อบกพร่องท่ีเกิดขึ้นภายใต้กรอบเงื่อนไข พร้อมทั้งหาแนวทาง
ปรับปรุงแกไ้ ขและนาเสนอผลการแก้ปัญหา

2. สาระการเรยี นรู้

2.1 สาระการเรยี นรู้แกนกลาง
1) ปัญหาหรือความต้องการในชุมชนหรือท้องถิ่นมีหลายอย่าง ข้ึนกับบริบทหรือสถานการณ์ที่ประสบ เช่น ด้านพลังงาน
สิง่ แวดลอ้ ม การเกษตร การอาหาร
2) การระบุปัญหาจาเป็นต้องมีการวิเคราะห์สถานการณ์ของปัญหา เพื่อสรุปกรอบของปัญหาแล้วดาเนินการสืบค้น
รวบรวมข้อมลู ความรูจ้ ากศาสตร์ต่าง ๆ ทเ่ี กี่ยวข้อง เพื่อนาไปสู่การออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หา
3) การวเิ คราะห์ เปรียบเทยี บ และตัดสนิ ใจเลือกขอ้ มูลทีจ่ าเป็น โดยคานงึ ถึงเงอื่ นไขและทรัพยากร เชน่ งบประมาณ เวลา
ข้อมูลและสารสนเทศ วสั ดุ เคร่ืองมอื และอปุ กรณ์ ช่วยให้ไดแ้ นวทางการแก้ปญั หาทีเ่ หมาะสม
4) การออกแบบแนวทางการแก้ปญั หาทาไดห้ ลากหลายวิธี เช่น การร่างภาพ การเขียนแผนภาพ การเขยี นผังงาน
5) การกาหนดข้นั ตอนระยะเวลาในการทางานก่อนดาเนินการแก้ปัญหาจะช่วยให้การทางานสาเร็จได้ตามเปูาหมาย และ
ลดข้อผดิ พลาดของการทางานทอี่ าจเกิดข้นึ
6) การทดสอบและประเมนิ ผลเป็นการตรวจสอบชิ้นงาน หรือวิธกี ารวา่ สามารถแก้ปัญหาได้ตามวัตถุประสงค์ภายใต้กรอบ
ของปัญหา เพ่ือหาขอ้ บกพร่องและดาเนนิ การปรบั ปรงุ ใหส้ ามารถแก้ไขปัญหาได้
7) การนาเสนอผลงานเป็นการถ่ายทอดแนวคิด เพ่ือให้ผู้อ่ืนเข้าใจเก่ียวกับกระบวนการทางานและช้ินงานหรือวิธีการท่ีได้
ซ่ึงสามารถทาได้หลายวธิ ี เช่น การเขียนรายงาน การทาแผ่นนาเสนอผลงาน การจดั นทิ รรศการ

2.2 สาระการเรยี นรทู้ อ้ งถิน่
(พิจารณาตามหลกั สตู รสถานศึกษา)

32

3. สาระสาคัญ/ความคิดรวบยอด

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เป็นกระบวนการท่ีสามารถนามาแก้ปัญหาหรือสร้างสรรค์ส่ิงใหม่ ๆ ซ่ึงกระบวนการ

ออกแบบวิศวกรรมจะเรมิ่ จากการระบปุ ัญหาหรอื ส่ิงทตี่ ้องการที่จะสรา้ งขนึ้ จากนน้ั ทาการรวบรวม องค์ความรู้ ออกแบบวิธีการ

แก้ปัญหา วางแผนดาเนินการ ประเมินผล และทาการนาเสนอการแก้ปัญหาหรือผลงานของชิ้นงาน ซึ่งกระบวนการเหล่าน้ี
เรยี กวา่ STEM ท่เี ป็นการรวบรวมศาสตร์ตา่ ง ๆ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ มาประยุกต์ใช้

ความรู้ในการแก้ปญั หาหรือสร้างสรรค์สิง่ ใหม่ ๆ

4. สมรรถนะสาคัญของผู้เรียนและคณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค์

สมรรถนะสาคัญของผเู้ รียน คณุ ลกั ษณะอันพึงประสงค์
1. ความสามารถในการสอ่ื สาร 1. มีวนิ ยั รบั ผดิ ชอบ
2. ความสามารถในการคดิ 2. ใฝุเรยี นรู้
3. ความสามารถในการแกป้ ัญหา 3. มงุ่ มน่ั ในการทางาน
4. ความสามารถในการใชท้ ักษะชวี ิต
5. ความสามารถในการใชเ้ ทคโนโลยี
6. ทกั ษะการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ
7. ทักษะการสงั เกต
8. ทกั ษะการแกป้ ญั หา
9. ทกั ษะการทางานร่วมกัน
10. ทักษะการคิดวเิ คราะห์
11. ทกั ษะการสอ่ื สาร

5. ชนิ้ งาน/ภาระงาน (รวบยอด)

- แผนผังมโนทศั น์ เรือ่ ง ความสัมพนั ธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตรแ์ ละวศิ วกรรมศาสตร์

6. การวัดและการประเมนิ ผล

รายการวัด วธิ วี ัด เคร่อื งมือ เกณฑ์การประเมิน
- แบบประเมินช้นิ งาน/ ระดบั คุณภาพ 2
6.1 การประเมนิ ชิน้ งาน/ - ตรวจแผนผงั มโนทัศน์ เรอื่ ง ผ่านเกณฑ์
ภาระงาน
ภาระงาน (รวบยอด) ความสัมพนั ธข์ องกระบวนการ ประเมินตามสภาพจริง
- แบบทดสอบก่อนเรยี น
ทางวิทยาศาสตร์และ

วิศวกรรมศาสตร์

6.2 การประเมินก่อนเรียน

- แบบทดสอบก่อนเรียน - ตรวจแบบทดสอบก่อนเรียน

หน่วยการเรียนรู้ที่ 3

เรอ่ื ง กระบวนการ

ออกแบบเชงิ วศิ วกรรม

6.3 การประเมินระหว่างการจดั

กจิ กรรม

33

รายการวัด วธิ ีวดั เคร่อื งมือ เกณฑก์ ารประเมิน
1) ความสัมพนั ธ์ของ - ตรวจใบงานที่ 3.1.1 - ใบงานที่ 3.1.1 ร้อยละ 60 ผา่ นเกณฑ์

วิทยาศาสตร์และ - ประเมินการนาเสนอผลงาน - ผลงานทีน่ าเสนอ ระดับคุณภาพ 2
วศิ วกรรมศาสตร์
2) การนาเสนอผลงาน ผ่านเกณฑ์

3) พฤติกรรมการทางาน - สังเกตพฤตกิ รรม - แบบสังเกตพฤติกรรม ระดบั คุณภาพ 2
รายบุคคล
การทางานรายบคุ คล การทางานรายบคุ คล ผา่ นเกณฑ์
4) พฤติกรรมการทางาน
กลุม่ - สังเกตพฤติกรรมการทางานกลมุ่ - แบบสังเกตพฤติกรรมการ ระดับคุณภาพ 2

5) คณุ ลักษณะ ทางานกลุ่ม ผ่านเกณฑ์
อนั พงึ ประสงค์
- สงั เกตความมีวนิ ยั รบั ผดิ ชอบ - แบบประเมินคณุ ลักษณะ ระดับคุณภาพ 2
6.4 การประเมินหลังเรยี น
- แบบทดสอบหลังเรยี น ใฝเุ รยี นรู้ และมุ่งม่ันในการทางาน อนั พึงประสงค์ ผา่ นเกณฑ์
หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 3
เรอ่ื ง กระบวนการ - ตรวจแบบทดสอบหลังเรียน - แบบทดสอบหลงั เรยี น ประเมนิ ตามสภาพจริง
ออกแบบเชงิ วิศวกรรม

7. กิจกรรมการเรียนรู้ เวลา 2 ชั่วโมง

 แผนฯ ที่ 1 : ความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ เวลา 2 ชว่ั โมง
วิธีสอนแบบสบื เสาะหาความรู้ (5Es Instructional Model)
เวลา 2 ชว่ั โมง
 แผนฯ ท่ี 2 : กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม
วธิ ีสอนแบบใชป้ ญั หาเปน็ ฐาน (Problem-based Learning) (รวมเวลา 6 ช่ัวโมง)

 แผนฯ ที่ 3 : ระบบเทคโนโลยี
วธิ ีสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ (5Es Instructional Model)

8. สอื่ /แหลง่ การเรียนรู้

8.1 สือ่ การเรียนรู้
1) หนงั สือเรยี น รายวชิ าพ้นื ฐาน เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ม.2 หนว่ ยการเรยี นที่ 3 กระบวนการออกแบบ

เชงิ วศิ วกรรม

2) ใบงานที่ 3.1.1 เรื่อง โคมไฟครสิ ตัล

3) วดี ทิ ัศน์เกย่ี วกบั การผลติ รถยนต์

4) PowerPoint เร่ือง กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม

8.2 แหล่งเรียนรู้
1) หอ้ งเรียน
2) ห้องสมดุ

3) แหล่งข้อมลู สารสนเทศ

34

แบบทดสอบก่อนเรียน

หนว่ ยการเรียนรูท้ ี่ 3

คาชแี้ จง : ให้นักเรยี นเลือกคาตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว

1. ข้อใดเป็นความสัมพันธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 6. รูปแบบใดเป็นรปู แบบการแก้ปัญหาของระบบเทคโนโลยี

และวศิ วกรรมศาสตร์ 1. อัลกอริทึม 2. ระบบวงจร

1. วิศวกรรมศาสตรส์ รา้ งเทคโนโลยีให้กบั วิทยาศาสตร์ 3. การย่อยปัญหา 4. การออกแบบข้ันตอน

2. วิทยาศาสตร์สรา้ งเทคโนโลยีใหก้ ับวศิ วกรรมศาสตร์ 7. ระบบเทคโนโลยีเป็นข้ันตอนใดในกระบวนการออกแบบ

3. วิศวกรรมศาสตร์สรา้ งองคค์ วามร้ใู ห้กับวทิ ยาศาสตร์ เชิงวศิ วกรรม

4. วิทยาศาสตร์สร้างองคค์ วามรใู้ หก้ บั วศิ วกรรมศาสตร์ 1. การออกแบบละเอียด

2. กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เก่ียวข้องกับข้ันตอนใดของ 2. การออกแบบการผลิต

กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 3. การจาลองสถานการณ์

1. ประเมนิ ผล 4. การสรา้ งเคร่ืองตน้ แบบ

2. ออกแบบข้ันตอน 8. การเรียนรู้ในรปู แบบ STEM เปน็ การรวมศาสตร์ใดเข้ามา

3. ออกแบบการผลิต เกีย่ วขอ้ งบ้าง

4. รวบรวมองค์ความรู้ 1. วิทยาศาสตร์ สังคมศาสตร์ คณติ ศาสตร์ ภาษาศาสตร์

3. ข้อใดเป็นการออกแบบทางวศิ วกรรม 2. วศิ วกรรมศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ คณติ ศาสตร์

1. กระบวนการวางแผน เทคโนโลยี

2. กระบวนการประดษิ ฐ์ 3. วศิ วกรรมศาสตร์ นเิ ทศศาสตร์ วิทยาศาสตร์

3. กระบวนการแกป้ ญั หา คณติ ศาสตร์

4. กระบวนการคิดเชงิ คานวณ 4. เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ มนษุ ยศาสตร์

4. การจาลองสถานการณ์ของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม คณติ ศาสตร์

หมายถึงข้อใด 9. เมื่อตรวจพบข้อผิดพลาดในกระบวนการออกแบบเชิง

1. สรา้ งสถานการณ์เพื่อทดสอบ วิศวกรรม ควรทาสงิ่ ใด

2. การจาลองรปู แบบการทางาน 1. ประเมนิ ข้อผดิ พลาด 2. ยอ้ นกลับไปปรับปรงุ

3. นาต้นแบบมาจาลองการใชง้ าน 3. แกไ้ ขตามสถานการณ์ 4. วเิ คราะห์การออกแบบ

4. สร้างเครอื่ งตน้ แบบจากการออกแบบ 10. ข้อใดคือความหมายของสะเต็มศกึ ษา

5. ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 1. เนน้ การออกแบบเชิงวศิ วกรรม

คือข้อใด 2. เนน้ กระบวนการทางานทีเ่ ป็นขัน้ ตอน

1. นาผลติ ภณั ฑไ์ ปใช้งานจริง 3. เน้นการสร้างสรรค์ส่ิงใหม่ ๆ ให้มีความหลากหลาย

2. สรุปการทดสอบเคร่อื งตน้ แบบ มากขน้ึ

3. ทาการผลติ นวตั กรรมจากการออกแบบ 4. เน้นการนาความรู้ไปใช้แก้ปัญหาในชีวิตจริงหรือผลิต

4. นานวตั กรรมออกไปจาหน่ายแก่ผู้บริโภค ส่ิงใหม่ ๆ

เฉลย 1. 4 2. 4 3. 4 4. 3 5. 4 6. 1 7. 1 8. 2 9. 2 10. 4

35

แบบทดสอบหลงั เรียน

หน่วยการเรียนรู้ที่ 3

คาชแ้ี จง : ใหน้ ักเรยี นเลือกคาตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว

1. ปญั ญาประดิษฐ์ (AI) เกิดจากการนาองค์ความรู้ทางด้านใด 6. ข้ันตอนใดของการออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็นขั้นตอนที่

นามาสร้าง ระบุปญั หาทจ่ี ะทาการสร้างชน้ิ งานหรอื ผลงาน

1. STEM 1. รวบรวมขอ้ มูล

2. Science 2. ระบุคณุ ลักษณะ

3. Engineering 3. ระบคุ วามต้องการ

4. Technology 4. ศึกษาความเปน็ ไปได้

2. การย้อนกลับไปปรับปรุงของกระบวนการออกแบบเชิง 7. ข้ันตอนการ Research ของกระบวนการออกแบบเชิง

วิศวกรรม จะทาการปฏบิ ัติเมื่อใด วศิ วกรรมคือข้ันตอนใด

1. พบข้อผิดพลาด 1. รวบรวมข้อมลู

2. ประเมนิ การทางาน 2. ออกแบบละเอยี ด

3. ขน้ั ตอนการออกแบบ 3. จาลองสถานการณ์

4. วเิ คราะห์การออกแบบ 4. ศึกษาความเปน็ ไปได้

3. ขอ้ ใดคือความหมายของสะเต็มศกึ ษา 8. ขอ้ ใดเกยี่ วข้องกบั กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม

1. เน้นการออกแบบเชิงวิศวกรรม 1. กระบวนการ

2. เน้นกระบวนการทางานท่เี ปน็ ข้นั ตอน 2. กระบวนการทดลอง

3. เน้นการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ให้มีความหลากหลาย 3. กระบวนการประเมินผล

มากขน้ึ 4. กระบวนการคดิ เชงิ คานวณ

4. เน้นการนาความรู้ไปใช้แก้ปัญหาในชีวิตจริงหรือผลิต 9. ข้อใดเป็นการใชก้ ระบวนการทางวิทยาศาสตร์

สงิ่ ใหม่ ๆ 1. ชาวจนี ประดิษฐ์จื่อหนานเจนิ เป็นชาตแิ รก

4. ข้อใดเป็นข้ันตอนของการออกแบบละเอียดของกระบวนการ 2. มาร์ก ซกั เคอรเ์ บิร์ก คดิ ค้นแอปพลเิ คชนั เฟซบุก๊

ออกแบบเชงิ วิศวกรรม 3. พีทาโกรสั คิดสูตรการคานวณรปู สามเหลี่ยมมุมฉาก

1. ระบบเทคโนโลยี 4. นวิ ตนั ทาการแยกแสงสีขาวออกจากดวงอาทิตย์โดยใช้

2. ระบบสารสนเทศ ปรซิ มึ

3. วางแผนการแกป้ ัญหา 10. ข้อใดกล่าวถึงความสัมพันธ์ของกระบวนการทาง

4. สร้างสถานการณจ์ าลอง วทิ ยาศาสตรแ์ ละวิศวกรรมศาสตร์ได้ถูกต้อง

5. อัลกอริทมึ มรี ูปแบบการทางานอย่างไร 1. วศิ วกรรมศาสตรส์ ร้างเทคโนโลยีใหก้ ับวิทยาศาสตร์

1. การแก้ปัญหา 2. วทิ ยาศาสตร์สร้างเทคโนโลยใี ห้กับวศิ วกรรมศาสตร์

2. การย่อยปัญหา 3. วิศวกรรมศาสตร์สร้างองค์ความรู้ให้กบั วทิ ยาศาสตร์

3. การวางระบบวงจร 4. วิทยาศาสตรส์ รา้ งองค์ความรู้ใหก้ ับวิศวกรรมศาสตร์

4. การออกแบบขั้นตอน

เฉลย 1. 1 2. 1 3. 4 4. 1 5. 1 6. 3 7. 4 8. 4 9. 4 10. 4

36

แบบประเมินชิน้ งาน/ภาระงาน (รวบยอด) แผนฯ ที่ 1

แบบประเมนิ ผลงานผังมโนทศั น์

คาชีแ้ จง : ให้ผู้สอนประเมนิ ผลงาน/ช้นิ งานของนักเรยี นตามรายการท่ีกาหนด แลว้ ขดี ลงในช่องทต่ี รงกบั ระดับคะแนน

ลาดบั ท่ี รายการประเมิน ระดบั คณุ ภาพ
1 ความสอดคล้องกับจุดประสงค์ 4 3 21

2 ความถกู ตอ้ งของเนื้อหา
3 ความคิดสรา้ งสรรค์
4 ความเป็นระเบยี บ

รวม

ลงช่อื ................................................... ผูป้ ระเมิน
............../................./................

เกณฑป์ ระเมินผังมโนทศั น์

ประเดน็ ทป่ี ระเมนิ 4 ระดบั คะแนน 1
32

1. ผลงานตรงกับ ผลงานสอดคล้องกบั ผลงานสอดคลอ้ งกับ ผลงานสอดคล้องกบั ผลงานไม่สอดคลอ้ งกับ

จุดประสงค์ท่ีกาหนด จุดประสงคท์ กุ ประเดน็ จดุ ประสงค์เป็นส่วนใหญ่ จุดประสงค์บางประเดน็ จุดประสงค์

2. ผลงานมีความ เน้ือหาสาระของผลงาน เนอ้ื หาสาระของผลงาน เนอื้ หาสาระของผลงาน เนอื้ หาสาระของผลงาน

ถูกต้องสมบูรณ์ ถูกตอ้ งครบถว้ น ถกู ตอ้ งเป็นส่วนใหญ่ ถกู ตอ้ งเปน็ บางประเด็น ไม่ถูกต้องเป็นสว่ นใหญ่

3. ผลงานมคี วามคิด ผลงานแสดงออกถงึ ผลงานมีแนวคิดแปลกใหม่ ผลงานมคี วามนา่ สนใจ ผลงานไม่แสดงแนวคิด

สรา้ งสรรค์ ความคดิ สร้างสรรค์ แต่ยังไมเ่ ป็นระบบ แตย่ งั ไม่มแี นวคิดแปลกใหม่ ใหม่

แปลกใหม่และเป็น

ระบบ

4. ผลงานมคี วามเป็น ผลงานมีความเป็น ผลงานสว่ นใหญ่มีความ ผลงานมคี วามเป็น ผลงานส่วนใหญ่

ระเบยี บ ระเบยี บแสดงออกถงึ เปน็ ระเบยี บ แต่ยงั มี ระเบียบ แตม่ ีขอ้ บกพรอ่ ง ไมเ่ ป็นระเบยี บและ

ความประณตี ข้อบกพร่องเลก็ น้อย บางสว่ น มขี ้อบกพรอ่ งมาก

เกณฑ์การตัดสินคณุ ภาพ

ช่วงคะแนน ระดับคณุ ภาพ

14–16 ดมี าก

11–13 ดี

8–10 พอใช้

ตา่ กว่า 8 ปรบั ปรงุ

37

แบบประเมนิ การนาเสนอผลงาน

คาชี้แจง : ให้ผู้สอนสังเกตพฤติกรรมของนกั เรยี นในระหว่างเรียนและนอกเวลาเรยี น แล้วขดี ลงในช่องทต่ี รงกบั ระดบั คะแนน

ลาดับที่ รายการประเมิน ระดับคะแนน 1
32

1 ความถูกตอ้ งของเนอ้ื หา  

2 ความคดิ สร้างสรรค์  

3 วิธกี ารนาเสนอผลงาน  

4 การนาไปใชป้ ระโยชน์  

5 การตรงต่อเวลา  

รวม

ลงชอ่ื ................................................... ผู้ประเมนิ
............../................./.................

เกณฑก์ ารให้คะแนน ให้ 3 คะแนน
ผลงานหรอื พฤติกรรมสอดคล้องกับรายการประเมนิ สมบรู ณช์ ดั เจน ให้ 2 คะแนน
ให้ 1 คะแนน
ผลงานหรือพฤติกรรมสอดคล้องกบั รายการประเมินเปน็ สว่ นใหญ่
ผลงานหรือพฤตกิ รรมสอดคล้องกบั รายการประเมนิ บางสว่ น

เกณฑ์การตดั สินคุณภาพ

ช่วงคะแนน ระดบั คณุ ภาพ

14–15 ดีมาก

11–13 ดี

8–10 พอใช้

ตา่ กวา่ 8 ปรบั ปรงุ

38

แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการทางานรายบคุ คล

คาช้แี จง : ให้ผู้สอนสงั เกตพฤติกรรมของนักเรยี นในระหว่างเรยี นและนอกเวลาเรียน แล้วขีด ลงในช่องทตี่ รงกบั ระดบั คะแนน

ลาดับที่ รายการประเมิน ระดับคะแนน 1
32

1 การแสดงความคิดเห็น  

2 การยอมรับฟงั ความคดิ เหน็ ของผอู้ ืน่  

3 การทางานตามหนา้ ท่ีท่ไี ดร้ ับมอบหมาย  

4 ความมีน้าใจ  

5 การตรงต่อเวลา  

รวม

ลงช่ือ ................................................... ผู้ประเมนิ
............../................./.................

เกณฑก์ ารให้คะแนน ให้ 3 คะแนน
ปฏิบัตหิ รือแสดงพฤติกรรมอย่างสมา่ เสมอ ให้ 2 คะแนน
ให้ 1 คะแนน
ปฏิบตั หิ รือแสดงพฤติกรรมบ่อยคร้งั
ปฏบิ ัติหรือแสดงพฤติกรรมบางครงั้

เกณฑ์การตดั สินคุณภาพ

ช่วงคะแนน ระดบั คุณภาพ

14–15 ดมี าก

11–13 ดี

8–10 พอใช้

ตา่ กวา่ 8 ปรบั ปรุง

39

แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการทางานกลุ่ม

คาชแี้ จง : ใหผ้ สู้ อนสงั เกตพฤติกรรมของนกั เรียนในระหว่างเรียนและนอกเวลาเรยี น แล้วขีด ลงในช่องทต่ี รงกับระดบั คะแนน

ลาดบั ท่ี ชื่อ–สกลุ การแสดง การยอมรับฟงั การทางาน ความมนี ้าใจ การมี รวม
ของนักเรียน ความคดิ เห็น คนอ่ืน ตามที่ไดร้ บั ส่วนรว่ มใน 15
มอบหมาย การปรบั ปรุง คะแนน
ผลงานกล่มุ

321321321321321

เกณฑ์การใหค้ ะแนน ลงชอื่ ................................................... ผ้ปู ระเมนิ
ปฏบิ ัตหิ รือแสดงพฤติกรรมอย่างสม่าเสมอ ............../................./................

ปฏบิ ัติหรอื แสดงพฤตกิ รรมบ่อยคร้งั ให้ 3 คะแนน
ให้ 2 คะแนน
ปฏิบตั ิหรอื แสดงพฤตกิ รรมบางคร้งั ให้ 1 คะแนน

เกณฑก์ ารตดั สนิ คณุ ภาพ

ช่วงคะแนน ระดับคณุ ภาพ

14–15 ดมี าก

11–13 ดี

8–10 พอใช้

ตา่ กวา่ 8 ปรับปรงุ

40

แบบประเมนิ คุณลักษณะอนั พงึ ประสงค์

คาชีแ้ จง : ให้ผ้สู อนสังเกตพฤติกรรมของนักเรียนในระหว่างเรยี นและนอกเวลาเรยี น แล้วขดี ลงในช่องท่ตี รงกับระดบั คะแนน

คณุ ลักษณะ รายการประเมนิ ระดับคะแนน
อนั พึงประสงคด์ า้ น 321

1. รกั ชาติ ศาสน์ กษตั รยิ ์ 1.1 ยนื ตรงเคารพธงชาติและร้องเพลงชาติได้

1.2 เข้ารว่ มกิจกรรมท่สี ร้างความสามัคคีปรองดองและเป็นประโยชนต์ ่อโรงเรยี น

1.3 เข้ารว่ มกิจกรรมทางศาสนาที่ตนนบั ถอื ปฏบิ ัติตามหลักศาสนา

1.4 เข้ารว่ มกจิ กรรมที่เกี่ยวกบั สถาบันพระมหากษตั รยิ ต์ ามทีโ่ รงเรยี นจดั ขึ้น

2. ซ่ือสตั ย์ สุจรติ 2.1 ใหข้ ้อมลู ท่ถี ูกตอ้ งและเป็นจรงิ

2.2 ปฏิบัตใิ นส่งิ ทถ่ี ูกตอ้ ง

3. มวี ินัย รับผิดชอบ 3.1 ปฏิบตั ิตามข้อตกลง กฎเกณฑ์ ระเบียบ ขอ้ บังคบั ของครอบครัว

มคี วามตรงตอ่ เวลาในการปฏิบัติกิจกรรมตา่ ง ๆ ในชีวติ ประจาวัน

4. ใฝุเรยี นรู้ 4.1 รู้จักใชเ้ วลาว่างให้เปน็ ประโยชน์และนาไปปฏบิ ัตไิ ด้

4.2 ร้จู ักจดั สรรเวลาใหเ้ หมาะสม

4.3 เชอ่ื ฟงั คาสัง่ สอนของบิดา-มารดา โดยไมโ่ ตแ้ ยง้

4.4 ตง้ั ใจเรยี น

5. อยู่อย่างพอเพียง 5.1 ใชท้ รัพยส์ ินและสง่ิ ของของโรงเรยี นอยา่ งประหยัด

5.2 ใช้อุปกรณก์ ารเรยี นอย่างประหยัดและรูค้ ณุ ค่า

5.3 ใช้จา่ ยอยา่ งประหยัดและมีการเก็บออมเงนิ

6. มงุ่ มน่ั ในการทางาน 6.1 มคี วามตัง้ ใจและพยายามในการทางานที่ไดร้ ับมอบหมาย

6.2 มีความอดทนและไมท่ ้อแทต้ ่ออปุ สรรคเพ่อื ใหง้ านสาเร็จ

7. รักความเป็นไทย 7.1 มีจติ สานกึ ในการอนรุ กั ษว์ ัฒนธรรมและภูมิปญั ญาไทย

7.2 เหน็ คุณคา่ และปฏิบตั ติ นตามวัฒนธรรมไทย

8. มจี ติ สาธารณะ 8.1 รจู้ กั ช่วยพ่อแม่ ผปู้ กครอง และครทู างาน

8.2 รูจ้ ักการดแู ลรักษาทรัพยส์ มบัติและส่ิงแวดล้อมของห้องเรียนและโรงเรียน

ลงชื่อ ................................................... ผู้ประเมนิ
............../................./..............

เกณฑก์ ารให้คะแนน ให้ 3 คะแนน
พฤติกรรมทปี่ ฏบิ ตั ิชดั เจนและสมา่ เสมอ ให้ 2 คะแนน
พฤติกรรมทป่ี ฏบิ ตั ิชัดเจนและบอ่ ยครัง้ ให้ 1 คะแนน

พฤติกรรมที่ปฏบิ ตั บิ างคร้งั

เกณฑก์ ารตัดสนิ คณุ ภาพ

ช่วงคะแนน ระดับคณุ ภาพ

14–15 ดมี าก

11–13 ดี

8–10 พอใช้

ตา่ กว่า 8 ปรับปรุง

41

แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 1

ความสมั พันธข์ องวทิ ยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์

เวลา 2 ชั่วโมง

1. มาตรฐาน/ตวั ชีว้ ัด

ว 4.1 ม.2/2 ระบุปัญหาหรือความต้องการในชุมชน หรือท้องถ่ิน สรุปกรอบของปัญหา รวบรวม วิเคราะห์ข้อมูลและ

แนวคดิ ที่เก่ยี วข้องกับปญั หา

2. จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้

1. อธิบายกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละวศิ วกรรมศาสตร์ไดถ้ ูกต้อง (K)

2. บอกความสัมพนั ธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ได้ถูกต้อง (K)
3. เขียนขนั้ ตอนการแกป้ ัญหาโดยใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์และวศิ วกรรมศาสตร์ได้ (P)

4. เลง็ เห็นถงึ ความสาคญั ของการแก้ปญั หาโดยใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ (A)

3. สาระการเรยี นรู้

สาระการเรียนรู้แกนกลาง สาระการเรียนรู้ทอ้ งถ่นิ

- ปัญหาหรือความต้องการในชุมชนหรือท้องถิ่นมีหลายอย่าง ขึ้นกับ พิจารณาตามหลกั สตู รของสถานศกึ ษา

บริบทหรือสถานการณ์ที่ประสบ เช่น ด้านพลังงาน สิ่งแวดล้อม

การเกษตร การอาหาร

- การระบปุ ญั หาจาเป็นต้องมีการวิเคราะห์สถานการณ์ของปัญหาเพ่ือ

สรุปกรอบของปัญหาแล้วดาเนินการสืบค้น รวบรวมข้อมูล ความรู้

จากศาสตร์ต่าง ๆ ท่ีเกี่ยวข้อง เพื่อนาไปสู่การออกแบบแนวทางการ

แก้ปญั หา

4. สาระสาคัญ/ความคิดรวบยอด

ในปัจจุบันวิวัฒนาการของมนุษย์พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว มนุษย์จึงได้นากระบวนการทางวิทยาศาสตร์เข้ามาช่วยแก้ปัญหา
แต่มนุษย์ก็ไม่หยุดที่จะเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ และยังคงมีการพัฒนาเทคโนโลยี และนวัตกรรมอย่างต่อเน่ือง โดยมนุษย์จึงคิดค้น

หลักการของกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์มา เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ที่จะคิดค้นและประดิษฐ์สิ่งต่าง ๆ มา

ทาใหม้ นุษย์ไดใ้ ชช้ ีวิตอย่างสะดวกสบายมากขึน้

5. สมรรถนะสาคญั ของผ้เู รยี นและคุณลกั ษณะอันพงึ ประสงค์

สมรรถนะสาคญั ของผูเ้ รยี น คณุ ลกั ษณะอันพึงประสงค์
1. ความสามารถในการสือ่ สาร 1. มีวินัย รบั ผิดชอบ
2. ความสามารถในการคดิ 2. ใฝุเรยี นรู้
3. ความสามารถในการแก้ปัญหา 3. มุ่งม่นั ในการทางาน
4. ความสามารถในการใชท้ กั ษะชวี ิต
5. ความสามารถในการใชเ้ ทคโนโลยี
6. ทกั ษะการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ

42

สมรรถนะสาคัญของผเู้ รยี น คุณลกั ษณะอันพึงประสงค์
7. ทกั ษะการสงั เกต
8. ทักษะการคิดวิเคราะห์
9. ทกั ษะการสื่อสาร
10. ทักษะการทางานร่วมกนั

6. กิจกรรมการเรียนรู้

 แนวคิด/รปู แบบการสอน/วธิ กี ารสอน/เทคนิค : สบื เสาะหาความรู้ (5Es Instructional Model)

ช่ัวโมงท่ี 1-2

ข้นั นา

กระตุน้ ความสนใจ (Engage)
1. ครูใหน้ กั เรียนทาแบบทดสอบก่อนเรียนหน่วยการเรยี นรู้ที่ 3 กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม

2. ครูให้นักเรียนสแกนคิวอารโ์ คด้ เรอื่ ง กระบวนการทางวิทยาศาสตร์กับการทดลองการหักเหของแสง จากหนังสือเรียนวิชา

เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2 หนว่ ยการเรยี นรูท้ ี่ 3 กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

3. ครถู ามคาถามกระต้นุ ความคดิ ใหน้ กั เรียนแสดงความคิดเห็นว่า “นักเรียนคิดว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์

หรอื ความแตกต่างจากกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์อย่างไร”

(แนวตอบ : มีความแตกต่างกัน เพราะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นการหาความสัมพันธ์เชิงความเป็นเห ตุผล
แต่กระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์ เป็นกระบวนการสร้างสรรค์หรือประดิษฐ์เทคโนโลยี นวัตกรรม วิทยาการต่าง ๆ
ซ่ึงสามารถแยกออกมาได้หลายแขนง แต่ก็ยังมีความสัมพันธ์กันตรงท่ีกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์ต้องนาเอา
องคค์ วามรู้และทฤษฎตี ่าง ๆ จากกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาสร้างสรรคเ์ ป็นชน้ิ งานหรอื ผลงานขนึ้ )

ข้ันสอน

สารวจค้นหา (Explore)
1. ครูนาปากกาเคมีแสดงให้นักเรียนได้สังเกตดูและถามคาถามว่า “นักเรียนคิดว่าการสร้างปากกาเคมีต้องการผ่านกระบวนการ
ทางวทิ ยาศาสตรห์ รือกระบวนการทางวศิ วกรรมศาสตร์หรือไม่ อย่างไร”
(แนวตอบ : ผ่านท้ัง 2 กระบวนการ โดยส่วนด้านในของปากกาเคมีต้องมีการเรียนรู้เก่ียวกับสารเคมี สีสามารถเขียนกับ
วัตถุชิ้นใดถึงจะสามารถลบออกได้ ส่วนบรรจุภัณฑ์จะเป็นกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์ เพราะต้องออกแบบผลิตภัณฑ์
ไม่ใหส้ ารเคมีดา้ นในเกดิ การระเหยหรือทาให้สารเคมมี ีอายุการใชง้ านนานที่สดุ )
2. ครูให้นักเรียนยกตัวอย่างผลิตภัณฑ์และร่วมกันอภิปรายว่า ในผลิตภัณฑ์น้ันสิ่งใดเป็นกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
และสงิ่ ใดเป็นกระบวนการทางวศิ วกรรมศาสตร์
3. ครใู หน้ กั เรียนทาการศกึ ษาคน้ ควา้ เก่ียวกับผลิตภัณฑ์ที่นักเรียนได้ยกตัวอย่างว่า แต่ละช้ินผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
และวิศวกรรมศาสตร์อย่างไร และศึกษาความเช่ือมโยงเก่ียวกับความสัมพันธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และ
วศิ วกรรมศาสตร์ จากแหล่งการเรยี นรู้ เช่น หอ้ งสมดุ อนิ เทอร์เนต็ และสรุปเป็นแผนผงั มโนทศั นล์ งในกระดาษ A4

43

อธบิ ายความรู้ (Explain)
1. ครูสุ่มนักเรียน 8-10 คน ตามความเหมาะสม ออกมานาเสนอแผนผังมโนทัศน์จากที่นักเรียนได้ทาการศึกษาค้นคว้ามาแล้ว
จากนัน้ ครูสรุปความรู้จากท่ีนักเรียนออกมานาเสนอว่า “กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นการนาความรู้ท่ีมีอยู่นามาหา
ขอ้ พสิ ูจน์ โดยการตั้งสมมติฐาน ออกแบบการทดลอง จากนน้ั วิเคราะหเ์ ปน็ นโยบาย เพื่อตรวจสอบข้อสมมติฐานและสิ่งท่ี
เราต้องการพิสูจน์ เมื่อเราได้ข้อสรุปจากกระบวนการทางวิทยาศาสตร์แล้ว เราจึงนาไปประยุกต์ใช้และพัฒนาให้เกิด
เทคโนโลยหี รือนวัตกรรมต่าง ๆ โดยผ่านกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์”

ข้ันสรุป

ขยายความเขา้ ใจ (Elaboration)
1. ครูอธิบายเก่ียวกับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ว่า “กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการที่ผู้คนส่วนใหญ่
ยอมรับกัน เพราะเป็นกระบวนการท่ีจะสามารถหาคาตอบแก้ปัญหาและพิสูจน์เหตุการณ์ต่าง ๆ ท่ีเกิดขึ้นตามธรรมชาติ
ได้ อกี ทั้งยังคานวณปรากฏการณท์ างธรรมชาติไดล้ ว่ งหนา้ และยงั สามารถสร้างสรรคเ์ ทคโนโลยี เพ่ืออานวยความสะดวก
ให้กบั มนษุ ย์ไดอ้ ีกดว้ ย”
2. ครูยกตวั อยา่ งแนวคดิ กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์เก่ียวกบั การแยกแสงสที ีข่ าวว่า “นิวตันสามารถแยกแสงสีขาวออกมา
เป็นแถบแสง 7 สี จากดวงอาทิตย์ได้สาเร็จ โดยทาการทดลองกับปริซึม ทาให้มนุษย์สามารถอธิบายปรากฏการณ์รุ้งกิน
น้าได้ และยังนาความรู้ไปสร้างส่ิงอานวยความสะดวกให้กับมนุษย์ เช่น แว่นสายตา กระจกเงา โคมไคคริสตัล โดยผ่าน
กระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์” จากนัน้ ใหน้ ักเรียนศึกษาตวั อยา่ งดังกลา่ วจากหนังสือเรียนวิชา เทคโนโลยี (การออกแบบ
และเทคโนโลยี) ม.2 หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 3 กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม
3. ครูเขียนแผนผงั มโนทศั น์บนกระดานเกย่ี วกบั การใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์กับการทดลองของนิวตัน ให้นักเรียนได้
เขา้ ใจมากขึน้ โดยการใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์กับการทดลองของนิวตนั มหี ัวข้อ ดังนี้
1) ความรู้เดิม (Existing Knowledge)
2) ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Curiosity)
3) ต้งั สมมติฐาน (Hypothesis)
4) ออกแบบการทดลอง (Experiment)
5) สรปุ วิเคราะห์ (Analysis)
6) นาข้อสรุปไปพสิ ูจน์ (Proof)
4. ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม กลุ่มละ 3-4 คน ตามความเหมาะสมทาใบงานที่ 3.1.1 เรื่อง โคมไฟคริสตัล โดยให้นักเรียน
นาความรู้จากการสารวจค้นหาเก่ียวกับความสัมพันธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์จากที่ได้
ทาการศกึ ษาค้นควา้ และแผนผงั มโนทศั น์ การใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตรก์ ับการทดลองของนิวตันจากตัวอย่างที่ครู
อธบิ ายบนกระดาน มาเปน็ แนวทางในการทาใบงาน เมอื่ เสรจ็ แลว้ ใหน้ ักเรียนออกมานาเสนอหน้าช้ันเรยี น
5. ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปความรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ว่า “การเรียนรู้กระบวนการ
ทางวิทยาศาสตร์เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์เป็นอย่างมาก เพราะจะช่วยทาให้เกิดวิทยาการ และสร้างกระบวนการใหม่ ๆ
โดยเฉพาะกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์ ซ่ึงเป็นศาสตร์หน่ึงท่ีจะสร้างนวัตกรรม เทคโนโลยี หรือสิ่งอานวยความสะดวก
ให้กบั มนุษย์อีกได้มากมาย”

ตรวจสอบผล (Evaluate)
1. ครูตรวจแบบทดสอบกอ่ นเรยี น
2. ครปู ระเมินการนาเสนอของนักเรยี นและตรวจสอบความถกู ต้องจากใบงานที่ 3.1.1 เร่อื ง โคมไฟครสิ ตลั

44

3. ครูถามคาถามเพือ่ ตรวจสอบความรูข้ องนกั เรยี นวา่ “นักเรยี นได้ความรู้จากการเรียนรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางวิทยาศาสตร์
และวิศวกรรมศาสตร์อยา่ งไรบ้าง” นักเรยี นรว่ มกันแสดงความคดิ เหน็

4. ครูตรวจและประเมินผลแผนผังมโนทศั น์ เรอื่ ง ความสัมพนั ธ์ของกระบวนการทางวิทยาศาสตรแ์ ละวิศวกรรมศาสตร์

5. ครูประเมินผล โดยสงั เกตการตอบคาถาม การรว่ มกนั ทาผลงาน และการนาเสนอผลงาน

7. การวัดและประเมินผล

รายการวดั วธิ ีวัด เครื่องมอื เกณฑก์ ารประเมนิ

7.1 การประเมินก่อนเรียน

- แบบทดสอบก่อนเรยี น - ตรวจแบบทดสอบ - แบบทดสอบก่อนเรยี น ประเมินตามสภาพจรงิ

หน่วยการเรยี นรู้ที่ 3 ก่อนเรียน

เร่ือง กระบวนการ

ออกแบบเชิงวิศวกรรม

7.2 การประเมนิ ระหว่างการจัด

กจิ กรรม

1) ความสมั พันธ์ของ - ตรวจใบงานที่ 3.1.1 - ใบงานที่ 3.1.1 รอ้ ยละ 60 ผ่านเกณฑ์

วทิ ยาศาสตรแ์ ละ

วิศวกรรมศาสตร์

2) การนาเสนอผลงาน - ประเมนิ การนาเสนอ - ผลงานท่ีนาเสนอ ระดบั คุณภาพ 2
ผ่านเกณฑ์
ผลงาน - แบบสงั เกตพฤติกรรม
การทางานรายบุคคล ระดับคุณภาพ 2
3) พฤติกรรมการทางาน - สังเกตพฤตกิ รรม ผ่านเกณฑ์

รายบุคคล การทางานรายบคุ คล

4) พฤติกรรมการทางาน - สงั เกตพฤตกิ รรม - แบบสังเกตพฤติกรรม ระดับคุณภาพ 2
กลุ่ม การทางานกลมุ่ การทางานกลุ่ม ผา่ นเกณฑ์

5) คณุ ลักษณะ - สงั เกตความมวี ินัย - แบบประเมนิ ระดบั คุณภาพ 2
อนั พงึ ประสงค์ รบั ผดิ ชอบ ใฝเุ รยี นรู้ คุณลกั ษณะ ผ่านเกณฑ์
และมงุ่ มน่ั ในการทางาน อันพงึ ประสงค์

8. สอื่ /แหล่งการเรียนรู้

8.1 สอื่ การเรยี นรู้
1) หนังสือเรยี นวชิ า เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ม.2 หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 3 กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรม

2) ใบงานที่ 3.1.1 เร่อื ง โคมไฟคริสตลั

3) ปากกาเคมี

8.1 แหลง่ การเรยี นรู้
1) หอ้ งเรยี น

2) หอ้ งสมุด

3) แหล่งขอ้ มลู สารสนเทศ

45

ใบงานที่ 3.1.1

เรื่อง โคมไฟคริสตัล

คาชี้แจง : ให้นักเรยี นอธบิ ายการทาโคมไฟครสิ ตัล โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการทางวศิ วกรรมศาสตร์

1. ความรูเ้ ดมิ 1. สงิ่ ทมี่ อี ยู่

2. ความอยากรู้ทางวิทยาศาสตร์ 2. ความตอ้ งการระบุ

3. ต้งั สมมตฐิ าน 3. รวบรวมองคค์ วามร้แู ละหลกั การ

4. ออกแบบการทดลอง 4. วิเคราะห์ความเป็นไปได้

5. วเิ คราะห์เชิงนโยบาย 5. ออกแบบ

6. ตรวจสอบ 6. เร่มิ กระบวนการผลติ

46

ใบงานที่ 3.1.1 เฉลย

เรือ่ ง โคมไฟคริสตลั

คาชแ้ี จง : เตมิ ข้อความหรือความหมายของคาลงในช่องวา่ งให้ถูกต้อง

กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์

1. ความรเู้ ดมิ 1. ส่งิ ทมี่ ีอยู่
- แสงสามารถหกั เหได้ และเดนิ ทางผา่ นตัวกลางได้ - แสงเดินทางผ่านปรซิ ึมจะปรากฏแสงสีขาว
- คริสตัลมีลักษณะเป็นปริซึม แสงสามารถเดินทางผา่ น
ได้และเปลยี่ นเป็นแสง 7 สไี ด้

2. ความอยากรู้ทางวทิ ยาศาสตร์ 2. ความต้องการระบุ
- เมือ่ แสงสีขาวเดนิ ทางผ่านปริซึมแล้วจะเกดิ อะไร - นาคริสตลั มาทาเปน็ ของตกแต่งหอ้ งให้เกิดความ
ขน้ึ บา้ ง สวยงาม

3. ตงั้ สมมตฐิ าน 3. รวบรวมองค์ความรแู้ ละหลักการ
- แสงเดนิ ทางผ่านปริซึมแล้ว เกิดการหกั เหของแสง - โคมไฟมีแสงคลา้ ยพระอาทิตย์
สีขาว - เวลาเปิดไฟจะทาให้แสงออกมาจากคริสตลั
- หาวัสดยุ ึดครสิ ตลั กับวสั ดคุ รอบโคมไฟ

4. ออกแบบการทดลอง 4. วเิ คราะห์ความเป็นไปได้
- นาปริซมึ ไปวางตรงแสงแดด แสงไฟ และสังเกต - แสงจากโคมไฟจะกระจายออกจากครสิ ตัลทาให้เกดิ
การเปลีย่ นแปลง แสงทีม่ คี วามสวยงาม
- วางลาดับข้ันตอนการทางาน

5. วิเคราะห์เชงิ นโยบาย 5. ออกแบบ

- ปริซึมทาการหกั เหของแสงสีขาวและปรากฏแสง 7 สี - ออกแบบรปู ทรงใหเ้ ปน็ ทรงกลม

- ออกแบบโคมไฟให้แขวนติดเพดาน

6. ตรวจสอบ 6. เรม่ิ กระบวนการผลติ
- นาความร้ไู ปอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เชน่ - นาโคมไฟพร้อมวสั ดคุ รอบโคมไฟมาตดิ ด้วยครสิ ตลั
รงุ้ กนิ นา้ และนาความรู้ไปพฒั นาตอ่ ตามรูปแบบและขัน้ ตอนที่กาหนด
- ทดสอบและปรบั ปรงุ ชิ้นงาน

47