การออกแบบและเทคโนโลยี ม.5 ความรู้กับการแก้ปัญหา เพื่อการแก้ปัญหา Design Thinking Process
1.ความรู้กับการแก้ปัญหา ความรู้พื้นฐาน ความรู้และทักษะ ในการปฏิบัติงาน
ความรู้พื้นฐาน ในการแก้ปัญหาหนึ่ง ผู้แก้ปัญหาควรรู้ความรู้พื้นฐาน หลายๆด้าน ได้แก่ -ความรู้ทางคณิตศาสตร์ -ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ -ความรู้ทางเทคโนโลยี -ความรู้ทางมนุษยศาสตร์ -ความรู้ทางสังคมศาสตร์
ตัวอย่างการน าความรู้พื้นฐาน มาพัฒนาเทคโนโลยี การออกแบบประตูห้องต่างๆในอาคาร สิ่งที่ควรรู้พื้นฐานคือ 1. ขนาด วัสดุที่เหมาะสมกับการใช้งาน 2. ค านึงถึงความต้องการของผู้ใช้ 3.รู้เรื่องสมบัติของวัสดุ 4. ค านึงถึงสภาพแวดล้อม 5. รูปแบบของประตูที่เหมาะสม 6. การยศาสตร์ คือ ศาสตร์แห่งการท างาน เป็นการหาความสัมพันธ์ระหว่างงาน ผู้ปฎิบัติงาน และสภาพแวดล้อม
ตัวอย่างการน าความรู้พื้นฐาน มาพัฒนาเทคโนโลยี การควบคุมการท างานของกระสวยอวกาศ สิ่งที่ควรรู้พื้นฐานคือ 1. ความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วง แรงดึงดูด แรงยก แรงต้านอวกาศ ชั้นบรรยากาศ 2. การเคลื่อนที่ในวงจรอวกาศ 3. ส่วนประกอบของกระสวย 3 ส่วน คือ จรวด เชื้อเพลิงแข็ง,ถังเชื้อเพลิงภายนอก,ยานขนส่ง อวกาศ 4. กระบวนการขนส่งของดาวเทียม
ตัวอย่างการน าความรู้พื้นฐาน มาพัฒนาเทคโนโลยี การท าฟาร์มเซลล์สุริยะ สิ่งที่ควรรู้พื้นฐานคือ 1. การเปลี่ยนรูปของพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานไฟฟ้า 2. การเชื่อมต่อแผงเซลล์สุริยะ 3. การวางแผน การออกแบบ 4. กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า 5. การต่อวงจรไฟฟ้า 6. ขนาด การค านวณปริมาณ
ความรู้และทักษะในการปฏิบัติงาน สิ่งที่ควรรู้ เช่น - ความรู้เกี่ยวกับข้อบังคับต่างๆ ทางกฏหมาย - คุณธรรมจริยธรรม - จรรยาบรรณ - ทักษะที่จ าเป็นต่างๆ
ทักษะในการปฏิบัติงาน 1 การคิดเชิงระบบ ( Systems Thinking ) เป็นการคิดในภาพรวมที่เป็น ระบบ และมีส่วนประกอบที่ สัมพันธ์เชื่อมโยงจากส่วนย่อย ไปหาส่วนใหญ่ เป็นการคิด อย่างมีเหตุมีผล เน้นการ แก้ปัญหาอย่างชาญฉลาด เพื่อให้เกิดความถูกต้อง แม่นย า รวดเร็วในองค์รวม 2 ความคิดสร้างสรรค์ (Creative Thinking) กระบวนการคิดของสมองซึ่ง สามารถคิดได้หลากหลายและ แปลกใหม่ สามารถน าไป ประยุกต์ทฤษฎีหรือปฏิบัติได้ อย่างรอบคอบและถูกต้อง จน น าไปสู่การคิดค้นและ นวัตกรรม 3 การคิดอย่างมีวิจารณญาณ (Critical Thinking) กระบวนการคิดที่ใช้เหตุใช้ผล พิจารณาไตร่ตรองอย่างรอบคอบ โดยการศึกษาข้อมูล หลักฐาน แยกแยะข้อมูลว่าข้อมูลใดคือ ข้อเท็จจริง ข้อมูลใดคือความคิดเห็น ตลอดจนพิจารณาความน่าเชื่อถือ ของข้อมูล แล้วตั้งสมมติฐานเพื่อหา สาเหตุของปัญหา และสามารถหา แนวทางแก้ไขปัญหานั้น ๆ ได้
ทักษะในการปฏิบัติงาน 4 การสื่อสาร หากสื่อสารไม่ดี ผู้ร่วมงานอาจ เข้าใจผิด ในการท างาน เกิด กระบวนการ ท างาน ผิดพลาด เกิดความสีย หาย ต่อผลลัพธ์ ในการ ปฏิบัติงาน
ทักษะในการปฏิบัติงาน 5 การท างาน ร่วมกับผู้อื่น สร้างความสัมพันธ์ อันดี กับผู้ร่วมงาน รู้จักปรับตัว ให้เข้ากับผู้อื่น เกิดคุณภาพ ของการ ปฏิบัติงาน ร่วมกัน
ตัวอย่าง : การวิจัยและพัฒนาเครื่องเป่าความดันลมเพื่อเปิดขยายทางเดิน หายใจของผู้ป่วย : CPAP ต้องประกอบไปด้วย ทีมแพทย์ นักวิจัย การทดลองกับผู้ป่วยจริง ต้องได้รับ การอนุญาตจากผู้ป่วย กรรมการพิจารณา จริยธรรมในคน พยาบาล วิศวกรเพื่อพัฒนาเครื่องต้นแบบ
ให้นักเรียนวิเคราะห์ นวัตกรรมรถยนต์บินได้ 1.ต้องมีทักษะในการปฏิบัติ งานอะไรบ้าง 2.หากขาดทักษะการสื่อสาร ในทีม จะเกิดอะไรขึ้น
ให้นักเรียนสืบค้นนวัตกรรม 1 ชิ้นงานตามหัวข้อดังนี้ 1.ชื่อนวัตกรรม/รูปภาพนวัตกรรม 2.ผู้สร้างนวัตกรรม 3.ท าไมถึงสร้างนวัตกรรมนี้ 4.นวัตกรรมนี้แก้ปัญหาอย่างไร 5.การต่อยอดนวัตกรรมนี้ 6.ท าไมถึงสนใจนวัตกรรมนี้ ท าใน Powerpointหรือ canva น าเสนอเป็นกลุ่ม กลุ่มละไม่เกิน 3 คน
ตัวอย่าง ร ถ แ ท ร ค เ ต อ ร์ ขับเคลื่อนอัตโนมัติ เ ต ็ ม ร ู ป แ บ บ จ า ก John Deere
ตัวอย่าง ท าไมถึงสร้างนวัตกรรมนี้ รถแทรกเตอร์อัตโนมัติเต็มรูปแบบที่มาพร้อม ระบบการไถ และระบบน าทาง GPS เพื่อการผลิตทาง การเกษตรขนาดใหญ่ โดยรถแทรกเตอร์ขับเคลื่อน อัตโนมัตินี้มีกล้องช่วยให้สามารถตรวจจับสิ่งกีดขวางได้ 360 องศาและค านวณระยะทางของพื้นที่การเกษตรได้ ภาพที่ถ่ายโดยกล้องจะถูกส่งผ่านเครือข่าย Deep Neural ซึ่งสามารถจ าแนกแต่ละพิกเซลได้ภายในเวลาเพียง 100 มิลลิวินาที และสามารถก าหนดได้ว่ารถแทรคเตอร์จะ เคลื่อนที่ต่อไปหรือหยุดเมื่อพบสิ่งกีดขวาง โดยที่เกษตรกร ไม่ต้องขับเอง ทั้งยังช่วยในการวิเคราะห์หน้าดินเพื่อ ประโยชน์แก่เกษตรกรในการจัดการดินและพืชผลอย่างมี ประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเกษตรกรสามารถควบคุมรถ แทรคเตอร์ด้วยการตั้งค่าการท างานผ่านแอปพลิเคชันสั่ง การรถแทรคเตอร์จากสมาร์ทโฟนของตนเอง
ตัวอย่าง นวัตกรรมนี้แก้ปัญหาอย่างไร ให้เกษตรกรสามารถท าฟาร์มเพื่อป้อน อาหารให้แก่โลก ซึ่งคาดการณ์ว่าจะมีความ ต้องการอาหารรวมทั่วโลกเพิ่มขึ้น 50% ภายในปี 2050 ในขณะที่แรงงานภาคการเกษตรที่มี ทักษะนั้นมีจ านวนลดลง ทั้งยังต้องท างานผ่าน ตัวแปรต่าง ๆ เช่น สภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง ไป คุณภาพดินที่แปรปรวน วัชพืชและแมลง ศัตรูพืช ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ส่งผลต่อ ความสามารถในการท าฟาร์มของเกษตรกรใน ช่วงเวลาเก็บเกี่ยว ซึ่งรถแทรคเตอร์ขับเคลื่อน อัตโนมัติเต็มรูปแบบนี้จะเข้ามาช่วยแก้ปัญหาได้
ตัวอย่าง การต่อยอดนวัตกรรมนี้ การต่อยอดในการพัฒนาระบบการท า เกษตรกรรมในด้านอื่น เช่น การน ามาท า หุ่นยนต์ให้อาหารไก่ การตรวจโรควิเคราะห์ไก่ที่ ป่วยอยู่ในฟาร์ม โดยการใช้ระบบ GPS น าทาง และใช้กล้องในการวินิจฉัยเบื้องต้น และส่ง ข้อมูลไปยังเจ้าของไก่
ตัวอย่าง ท าไมถึงสนใจนวัตกรรมนี้ เหมาะสมกับการท าการเกษตรใน ประเทศไทยเนื่องจากสภาพอากาศในประเทศ ร้อนจัดและแปรปรวนง่าย ซึ่งอาจท าให้ เกษตรกรเป็นอุปสรรคในการท างาน ซึ่งรถ แทรคเตอร์คันนี้ ตอบโจทย์ได้เป็นอย่างดี เพราะ มีการควบคุมผ่านโทรศัพท์มือถือ