สื่อการสอน ม.2 ว22106 การออกแบบเทคโนโลยี

การออกแบบและเทคโนโลยี

ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

กลมุ่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์

ว22106 การออกแบบเทคโนโลยี

ชนั้ มธั ยมศึกษาปี ที่ 2

กล่มุ สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตร์

ครนู ิตยา คงสนิท ผสู้ อน

หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 1

เทคโนโลยกี บั ชีวิต

ตัวชว้ี ดั
• คาดการณ์แนวโน้มเทคโนโลยีทจี่ ะเกดิ ขนึ้ โดยพจิ ารณาจากสาเหตุหรอื ปัจจยั ทส่ี ่งผลตอ่ การเปลย่ี นแปลงของเทคโนโลยี และวเิ คราะห์ เปรยี บเทียบ ตดั สินใจเลือกใช้

เทคโนโลยี โดยคานงึ ถึงผลกระทบทีเ่ กิดข้ึนตอ่ ชวี ิต สังคม และสิง่ แวดลอ้ ม

การเปลยี่ นแปลงและผลกระทบของเทคโนโลยี

เทคโนโลยี

สิง่ ทม่ี นษุ ย์พยายามสรา้ งขึน้ เพอื่ ตอบสนองความตอ้ งการของตนเองหรอื สงั คม
เป็นเครื่องมอื ท่ผี ลกั ดันให้ระบบเศรษฐกจิ มีการพัฒนา รวมถงึ เปลี่ยนแปลงรูปแบบการดารงชวี ิตของมนุษย์

พฒั นาการการสอ่ื สารตงั้ แต่อดตี จนถึงปจั จบุ ัน

ปจั จัยต่อการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี

ความก้าวหนา้ ของศาสตร์ตา่ งๆ ความตอ้ งการของมนษุ ย์ การแก้ไขปัญหาตา่ งๆ

โดยเฉพาะวทิ ยาศาสตร์ เพ่อื อานวยความสะดวกสบาย ท่ีเกิดขน้ึ ในสังคม
และคณิตศาสตร์ ต่อการใชช้ วี ิต

อุปกรณเ์ ทคโนโลยีตา่ งๆ ในอดีต

ผลกระทบจากการเปลย่ี นแปลงของเทคโนโลยี มี 3 ด้าน

1.ดา้ นมนษุ ยแ์ ละสงั คม

ข้อดี ข้อเสีย

1 มนุษย์มคี ณุ ภาพชีวิตดขี ้ึนและช่วยเพิ่ม 1 มนุษย์ใชค้ อมพิวเตอรม์ ากขึ้น สง่ ผล

ประสิทธิภาพการทางาน กระทบตอ่ สุขภาพ

2 เกิดเทคโนโลยีใหมๆ่ ที่มคี วามชาญฉลาด 2 เกดิ ปัญหาการว่างงาน เน่ืองจากเกิด

การแทนทข่ี องเทคโนโลยี

3 เกิดการแลกเปลย่ี นวัฒนธรรม 3 หากไมม่ กี ารเรียนรู้ความแตกต่างของ

วฒั นธรรมอาจทาให้เกดิ ปญั หา

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี

2.ดา้ นเศรษฐกจิ

ขอ้ ดี ขอ้ เสยี

1 ผลติ สนิ ค้าไดม้ ากข้นึ โดยใชต้ น้ ทุนน้อยลง 1 เกดิ การขาดแคลนทรพั ยากรธรรมชาติ

2 ตลาดการค้ากว้างขึน้ ทาให้สามารถขาย 2 มกี ารขายสินคา้ ไม่มคี ุณภาพ หรือสินคา้

สินคา้ ไดม้ ากขนึ้ ผิดกฎหมาย

3 ชาระเงนิ ออนไลน์ได้หลายรูปแบบ 3 ปญั หาความปลอดภยั ในการทาธรุ กรรม

ออนไลน์

ผลกระทบจากการเปล่ยี นแปลงของเทคโนโลยี

3.ด้านสง่ิ แวดล้อม

ขอ้ ดี ขอ้ เสีย

แก้ไขปัญหาหรอื ควบคมุ สิง่ แวดล้อม เกดิ ปัญหามลภาวะจากการผลิต
ใหเ้ ปน็ ไปตามทีต่ อ้ งการ ในอุตสาหกรรม

หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 2

วัสดุ อปุ กรณ์ทางเทคโนโลยี

ตวั ชว้ี ดั
• ใช้ความรู้และทักษะเกี่ยวกบั วสั ดุ อุปกรณ์ เคร่ืองมอื กลไก ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ พ่ือแก้ปญั หาหรอื พัฒนางานไดอ้ ยา่ งถกู ตอ้ ง เหมาะสม และปลอดภัย

ความรเู้ ก่ียวกบั วัสดุ

ประเภทของวสั ดุ

โลหะ อโลหะ

โลหะประเภทเหลก็ โลหะนอกกลุม่ เหล็ก วสั ดุจากธรรมชาติ วสั ดสุ ังเคราะห์

ตวั อย่าง ตัวอย่าง

เครือ่ งกลและเครือ่ งมอื ในการสรา้ งช้นิ งาน

เครื่องกล (Mechanical)

เปน็ อปุ กรณ์ท่ชี ่วยผ่อนแรงหรืออานวยความสะดวกในการทางาน

รอก พ้ืนเอยี ง ลม่ิ

คาน ล้อและเพลา สกรู

เครื่องกลและเครอื่ งมือในการสร้างชนิ้ งาน

เครอื่ งมือ (Tool)

เป็นอุปกรณ์ทช่ี ว่ ยสร้างชิน้ งานให้ละเอียด แมน่ ยา และรวดเร็วขน้ึ

เลอื กเครือ่ งมอื เหมาะกับงาน จะช่วยให้
ทางานไดส้ ะดวกและรวดเร็วมากยิ่งขึ้น

เคร่อื งมือวดั เครือ่ งมอื ตัด

เครอ่ื งมือยึดติด เครอื่ งมอื เจาะ

เสียง และอปุ กรณ์ทีท่ าใหเ้ กดิ เสียง

การเคลอื่ นทข่ี องเสียง

เสียง เกิดจากการสัน่ ของวัตถุและเกดิ การถ่ายเทพลังงานไปยงั ตัวกลาง

พลงั งาน ส่วนขยาย ส่วนอดั สว่ นขยาย
สว่ นอดั

เสยี ง และอปุ กรณท์ ที่ าให้เกิดเสียง

ปจั จัยทมี่ ผี ลต่ออตั ราเรว็ ของเสยี ง

1 ความหนาแน่นของตวั กลาง อตั ราเรว็ เสียงในตวั กลาง

ตวั กลาง อตั ราเรว็ ของเสยี ง (m/s) ของแข็ง ของเหลว แกส๊
อากาศ 346
1,498
นา้ 1,531
นา้ ทะเล 5,200
เหล็ก

เสียง และอุปกรณท์ ่ที าใหเ้ กิดเสยี ง

ปัจจัยที่มีผลตอ่ อัตราเร็วของเสยี ง

2 อณุ หภูมิ อตั ราเร็วเสยี งขณะ
อุณหภูมิสงู > อณุ หภมู ติ า่
อุณหภูมิสูงข้ึน
พลังงานจลนม์ ากขึน้
การอดั และขยายตวั เร็ว
เสยี งเคล่ือนทไ่ี ดเ้ ร็วขนึ้

ไฟฟา้ และอปุ กรณท์ ท่ี าให้เกิดแสง

วงจรไฟฟา้ อยา่ งง่าย
1

แหลง่ กาเนดิ ไฟฟา้ (Power Source)

2 3

ตัวนาไฟฟา้ (Conductor) เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ หรอื โหลด

(Electric Appliances or Load)

ไฟฟ้า และอุปกรณ์ทีท่ าใหเ้ กดิ แสง

การต่อตวั ตา้ นทาน

1 แบบอนกุ รม 2 แบบขนาน

Rรวม = R1 + R2 + R3 + ⋯ + Rn 1 111 1
Rรวม = R1 + R2 + R3 + … + Rn
R1Ω R2Ω R3Ω R4Ω
R1Ω Rรวม
I R2Ω
E R3Ω I
E
I

E

หน่วยการเรยี นรู้ท่ี 3

กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม

ตัวช้วี ัด

• ระบปุ ญั หาหรือความต้องการในชุมชน หรอื ทอ้ งถ่นิ สรุปกรอบของปัญหา รวบรวม วิเคราะห์ขอ้ มูลและแนวคดิ ท่เี กย่ี วขอ้ งกับปญั หา
• ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา โดยวิเคราะห์ เปรยี บเทียบ และตัดสินใจเลือกข้อมูลทจี่ าเป็นภายใตเ้ ง่ือนไขและทรพั ยากรท่ีมอี ยู่ นาเสนอแนวทาง

การแกป้ ัญหาใหผ้ อู้ น่ื เข้าใจ วางแผนขั้นตอนการทางานและดาเนินการแกป้ ัญหาอยา่ งเปน็ ข้ันตอน
• ทดสอบ ประเมนิ ผล และอธิบายปัญหาหรอื ขอ้ บกพร่องทเ่ี กิดข้ึน ภายใตก้ รอบเง่ือนไข พรอ้ มท้ังหาแนวทางการปรบั ปรุงแกไ้ ข และนาเสนอผล

การแกป้ ัญหา

1 ความสัมพนั ธข์ องกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละวศิ วกรรมศาสตร์

2 กระบวนการทางวิทยาศาสตร์

ใชพ้ น้ื ฐานองคค์ วามรู้ท่ีมีอยเู่ ดิมนามาศกึ ษาค้นคว้า ต่อยอด พฒั นา จนไดอ้ งคค์ วามรู้ใหม่

ต้งั คาถามจากการสงั เกต

ต้ังสมมติฐาน

ออกแบบการทดลอง ประยุกตใ์ ช้

วเิ คราะห์ข้อมลู และสรา้ งขอ้ สรปุ ทคี่ น้ พบ

ตรวจสอบข้อมูลทค่ี ้นพบและเผยแพร่

3 กระบวนการออกแบบเชิงวศิ วกรรม

การออกแบบ มีทง้ั ใชว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละคณิตศาสตรเ์ ป็นฐาน เช่น การเรยี นรู้แบบ STEM และโดยใช้ประสบการณเ์ ดมิ เป็นฐาน

1 ระบุปัญหา 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิด

ทีเ่ ก่ยี วข้องกับปัญหา

3 ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา

4 วางแผนและดาเนนิ การแก้ปัญหา ประยุกตใ์ ช้

5ทดสอบ ประเมินผล

แ6 ลนะาปเสนรอวับิธีกปารรแกงุ ป้ แัญหกา ้ไข
วผิธลกีการาแกร้ปแัญหกาหป้ รอื ัญชิ้นงหานา

4 ตวั อย่าง กระบวนการพฒั นาเตาอบพลงั งานแสงอาทติ ย์ด้วยกระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม

1

ปัญหาแมลงวันจานวนมากในชุมชนทเี่ กิดจากการตากอาหารแห้ง

4 ตวั อยา่ ง กระบวนการพฒั นาเตาอบพลงั งานแสงอาทติ ย์ด้วยกระบวนการอเชอิงกวแศิ บวบกเรชรงิมวศิ วกรรม

2

รวบรวมขอ้ มูลเก่ยี วกบั วิธีการแกไ้ ขปัญหา แล้วเลอื กวิธีการทีจ่ ะใช้ในการแก้ปญั หา
โดยในท่นี ีเ้ ลอื กวิธีการสรา้ งตู้อบ

ใช้วิธกี ารอบแห้ง ใชค้ ลื่นไมโครเวฟ

ใช้ตาข่ายคลุมอาหาร

4 ตัวอยา่ ง กระบวนการพฒั นาเตาอบพลงั งานแสงอาทิตยด์ ้วยกระบวนการอเชองิ กวแศิ บวบกเรชริงมวศิ วกรรม

3

ออกแบบตู้อบท่ใี ช้พลังงานแสงอาทิตย์ เพือ่ ลดต้นทุนในการผลติ

4 ตัวอย่าง กระบวนการพัฒนาเตาอบพลังงานแสงอาทิตยด์ ้วยกระบวนการอเชอิงกวแศิ บวบกเรชรงิมวศิ วกรรม

4

4 ตวั อย่าง กระบวนการพัฒนาเตาอบพลังงานแสงอาทติ ย์ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

5

นาอปุ กรณ์มาทดสอบ โดยใสป่ ลาสลดิ เนื้อหมู เนื้อวัว ลงในเตาอบพลังงานแสงอาทติ ย์
แล้วสงั เกตจานวนแมลงวันในชุมชนว่าน้อยลงหรอื ไม่

4 ตัวอย่าง กระบวนการพัฒนาเตาอบพลงั งานแสงอาทิตยด์ ้วยกระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม

6

นาเสนอวิธกี ารใชต้ ูอ้ บพลงั งานแสงอาทติ ย์ ช่วงเวลาท่เี หมาะในการตากอาหารแหง้
และการทาความสะอาดตอู้ บพลงั งานแสงอาทติ ย์