หนังสือการออกแบบและเทคโนโลยี ม.5 pdf

ออกแบบและเทคโนโลยี ม.5 from ณัฐพล บัวพันธ์

Keywords: ม.5,วิทยาศาสตร์,M.5,เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี),การออกแบบและเทคโนโลยี,DT,Design,Technology

Read the Text Version

No Text Content!

เทคโนโลยี ชั้นมัธยมศกึ ษาปีท่ี ๕(การออกแบบและเทคโนโลยี) คมู่ ือครูรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ ตามมาตรฐานการเรยี นรู้และตัวชีว้ ดั กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรงุ พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาขนั้ พ้นื ฐาน พทุ ธศกั ราช ๒๕๕๑ ตู�ควบคุม ตค�ู วบคุม

สาระที่ 4 เทคโนโลยี มาตรฐาน ว 4.1 การออกแบบและเทคโนโลยี เข้าใจแนวคิดหลักของเทคโนโลยีเพื่อการดำรงชีวิติในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ใช้ความรู้และทักษะทางด้านวิทยาศาสตรื และศาสตร์อื่น ๆ เพื่อแก้ปัญหาหรือพัฒนางานอย่างมีความคิดสร้างสรรค์ ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เลือกใช้เทคโนโลยี อย่างเหมาะสม โดยคำนึงถึงผลกระทบต่อชีวิต สังคม และสิ่งแวดล้อม

หน้า 0 หนว่ ยที่ 1 เร่อื ง ความร้กู ับกระบวนการคิดเพื่อแก้ปัญหา รายวชิ า การออกแบบและเทคโนโลยี รหสั วชิ า ว30107 ชน้ั มธั ยมศึกษาปที ี่ 5 ผู้สอน นางสาวเทพสุดา พรหมสวัสดิ์ กลุ่มสาระการเรยี นรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นท่าตูมประชาเสริมวทิ ย์ อำเภอท่าตูม จงั หวัดสุรนิ ทร์ สำนักงานเขตพ้ืนที่การศึกษามธั ยมศึกษา เขต 33 สำนกั งานคณะกรรมการการศึกษาขัน้ พนื้ ฐาน กระทรวงศึกษาธิการ

หน้า 1 ใบความร้ทู ี่ 1.1 เร่อื ง ความร้กู ับการแก้ปัญหา วชิ า การออกแบบและเทคโนโลยี รหสั วิชา ว30107 ชั้นมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 กลุม่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1 หนว่ ยท่ี 1 เรอ่ื ง ความรู้และการคิดเชงิ ออกแบบเพอื่ การแก้ปัญหา จำนวน 2 ช่ัวโมง ใช้ประกอบ : แผนการจดั การเรยี นรทู้ ี่ 1 ในการแกป้ ัญหาจากสถานการณ์ท่ีพบนน้ั ผูแ้ กป้ ัญหาต้องใชท้ ัง้ ความรูแ้ ละขอ้ มลู ทีเ่ กยี่ วข้องกบั สถานการณ์ ความรู้บางเร่ืองเปน็ ความรู้เดมิ ที่ผู้แกป้ ญั หาทราบอยู่แล้วจากการเรียนในชนั้ เรียน และประสบการณท์ ผ่ี า่ นมา แตค่ วามรูบ้ างเรื่องเป็นสิ่งที่ต้องสืบค้นเพม่ิ เติมจากสื่อสงิ่ พิมพ์ ส่ือออนไลน์ หรือจากการสมั ภาษณผ์ ู้เชย่ี วชาญหรือผู้ท่ีเกย่ี วข้องกับสถานการณ์ ความรู้ที่เรยี นมาใช้ เพ่ือการแก้ปญั หาน้ัน จะตอ้ งนำมา วิเคราะห์ สงั เคราะหร์ ว่ มกันเพือ่ ให้เกดิ เป็นสารสนเทศ ทสี่ ามารถนำไปใช้ประโยชน์ ในแตล่ ะขน้ั ตอนของการแก้ปัญหา ความรทู้ ี่นำมาเพื่อแก้ปัญหาหรอื พฒั นางานแบง่ เป็นประเภทต่างๆได้แก่ความรู้พ้ืนฐานและความรู้และ ทกั ษะในการปฏบิ ตั งิ าน 1.1.1 ความรพู้ ื้นฐาน ในการแก้ปัญหาหน่ึง ๆ ผแู้ ก้ปัญหาควรมคี วามรู้พนื้ ฐานหลาย ๆ ดา้ นได้แก่ ความรู้ทาง คณติ ศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี มนุษยศาสตรแ์ ละสังคมศาสตร์ ตัวอย่างการนำความรู้ พ้ืนฐานมาพัฒนาเทคโนโลยี เช่น การออกแบบประตหู ้องต่าง ๆ ในอาคาร เช่น ห้องทำงาน ห้องนำ้ ผูอ้ อกแบบต้องคำนึงถึงขนาดและวสั ดุทีเ่ หมาะสมกับการใช้งาน และคำนึงถึงความตอ้ งการของผู้ใชง้ าน ผู้ออกแบบต้องมีความร้เู ร่ืองสมบัติของวสั ดุ ตวั อย่างเชน่ ประตหู ้องทำงานอาจมีความกว้าง 80 cm ความสูง 200 cm และวสั ดทุ ี่ใช้อาจเป็นไปได้ทง้ั กระจกไม้ หรอื พลาสติก แล้วแตค่ วามตอ้ งการของ ผใู้ ชเ้ นอ่ื งจากมีการใชง้ านภายในอาคารเทา่ น้นั ในขณะทป่ี ระตูห้องน้ำจะต้องคำนึงถงึ สภาพแวดลอ้ มในการใชง้ านท่ีตอ้ งสมั ผัสกับนำ้ และความชนื้ จึงต้องใชว้ ัสดุทมี่ สี มบตั ิทนน้ำ เชน่ พีวีซี (Polyvinyl chloride : PVC )

หน้า 2 การควบคุมการทำงานของกระสวยอวกาศ ( space shuttle) เพอ่ื ขนส่งดาวเทยี มขน้ึ สู่วงโคจรของโลกท่ีกำหนดไว้ ตอ้ งใชค้ วามร้เู รอ่ื งแรงโนม้ ถ่วง แรงดึงดดู แรงยก แรงตา้ นทาน ชน้ั บรรยากาศและการเคลือ่ นที่ในวงโคจรกระสวยอวกาศประกอบดว้ ย 3 ส่วน ได้แก่ จรวดเชื้อเพลิงแข็ง (solid rocket booster) ถงั เช้ือเพลิง (external tank) และยานขนสง่ อวกาศ (orbiter) กระบวนการขนสง่ ดาวเทียมเร่ิมจากการสง่ กระสวยอวกาศพน้ื โดยมจี รวดเชือ้ เพลงิ แข็งทำหนา้ ที่ขบั ดัน กระสวยอวกาศ และหมดเชือ้ เพลงิ แข้งสันดาปหมด กระสวยอวกาศจะสลดั จรวดเชือ้ เพลงิ แข็งท้งิ และเคล่ือนท่ีพ้นจากแรงโน้มถว่ งของโลกเขา้ สู่วงโคจรทีต่ ้องการ ด้วยพลังงานจากเชื้อเพลงิ ภายนอก จากน้ันเมอื่ กระสวยอวกาศเคล่ือนทีต่ ำแหน่งและทิศทางที่ตอ้ งการ จะสลดั ถังเชื้อเพลิงภายนอกทิ้งและเหลอื เพยี งยานขนส่งอวกาศซงึ่ จะทำหนา้ ทปี่ ล่อยดาวเทยี มท่ีอย่ใู นหอ้ งเกบ็ สัมภาระเข้าสูว่ งโคจรของโลกเมื่อ ภารกจิ ขนส่งดาวเทยี มยานขนส่งอวกาศจะเคล่ือนที่ ออกจากวงโคจรและกลบั สพู่ ้ืนโลก ยานขนส่งอวกาศจะใช้ปกี สร้างแรงต้านอากาศและแรงยก เพอ่ื ชะลอความเรว็ และร่อนลงสู่พน้ื ดินอยา่ งปลอดภยั ศกึ ษาเพมิ่ เติมไดจ้ าก กระสวยอวกาศ http://www.lesa.biz/space-technology/rocket/space-shuttle การทำฟารม์ เซลลส์ รุ ิยะ (solar fram)

หน้า 3 เป็นเทคโนโลยีทผ่ี ลติ กระแสไฟฟา้ จากพลงั งานสะอาดโดยการนำเซลลส์ ุริยะหลาย ๆ แผงมาเรียงต่อกันเพ่อื กกั เกบ็ พลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์ โดยอาศยั ความรู้เร่ือง การเปล่ยี นรูปแบบ พลงั งานจากพลังงานแสงอาทิตยเ์ ป็นพลงั งานไฟฟา้ ในการเช่ือมตอ่ แผงเซลล์สุรยิ ะ ตอ้ งใชค้ วามรูเ้ ร่อื ง การวางแผน การออกแบบและการวางระบบเซลลส์ ุริยะ กระแสไฟฟ้า ความต่างศกั ย์ไฟฟ้า การต่อวงจรไฟฟา้ การคำนวณปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ตอ้ งการ ขนาดและ จำนวนแผง เซลล์สุริยะ ขนาดและประเภทของสายไฟที่เหมาะสม การเก็บพลังงานไฟฟา้ ท่ีไดใ้ นแบตเตอร่ี เคร่ืองควบคุมชาร์จไฟ เครื่องแปลงไฟ นอกจากนี้การสร้างความเซลล์สรุ ิยะ แบบหมนุ ตามดวงอาทติ ย์ ตอ้ งปรับหมนุ รบั แสงของแผงเซลล์สุรยิ ะให้ตั้งฉากกบั แสงอาทิตย์ ซ่ึงตอ้ งอาศัยกลไก เชน่ มอเตอร์ เฟืองและเพลา รปู 1.3 ฟาร์มเซลล์สรุ ยิ ะ การสร้างเขื่อนโรงงานกำจดั ขยะโรงไฟฟ้า ฯลฯ จำเปน็ ต้องศึกษาระบบนิเวศ บริเวณใกลเ้ คียงท้ังก่อนและหลังการสรา้ ง ต้องจัดทำรายงานการวเิ คราะห์ผลกระทบสิ่งแวดลอ้ ม (Environmental Impact Assessment :EIA ) ตอ้ งพิจารณากฎหมายต่าง ๆ ทีเ่ กีย่ วข้อง ตอ้ งศึกษาวธิ กี ารดำเนินชีวิตของกลุ่มคนในบรเิ วณดังกลา่ วทอี่ าจได้รับผลกระทบจากการสร้าง รวมทง้ั มีการประชาพจิ ารณผ์ ู้มสี ่วนได้ส่วนเสยี เพ่อื ประเมินผลถงึ ความเป็นไปไดแ้ ละความเหมาะสม ของการดำเนนิ การ การใหบ้ ริการส่งสนิ ค้ารูปแบบใหม่ ๆ เชน่ การส่งสินคา้ ด้วยโดรน (drone) การใหบ้ ริการซ้ือและสง่ สนิ คา้ โดยการสัง่ งานผา่ นแอปพลิเคชนั่ ในโทรศพั ทม์ ือถือ การใหบ้ รกิ ารแกผ่ ู้ท่ีขบั รถมาซ้ือสินค้าซื้อบรกิ ารได้โดยไม่ต้องลงจากรถ ที่เรียกว่า “ไดร์ฟ ทรู (drive thru)

หน้า 4 เปน็ การให้บริการทเี่ ป็นผลมาจากการศึกษาความต้องการของผูบ้ รโิ ภคในสภาพสงั คมท่ีเปลีย่ นแปลงและ ดำเนนิ ชีวิตทเี่ รง่ รบี และการจราจรทต่ี ิดขดั ในเขตเมืองทำให้ผบู้ รโิ ภคตอ้ งการความสะดวกและรวดเรว็ ในการสั่งซื้อสนิ คา้ โดยไมต่ ้องเสียเวลาเดนิ ทางและประหยัดเวลาในการหาทจ่ี อดรถ การใหบ้ รกิ ารส่งสนิ คา้ รปู แบบใหม่ ๆ การส่งสินค้าด้วยโดรน (drone) การให้บริการซ้ือและสง่ สินคา้ โดยการสง่ั งานผ่านแอ ปพลเิ คชัน่ ในโทรศัพท์มือถือ การให้บริการแกผ่ ้ทู ี่ขับรถมาซื้อสนิ คา้ ซื้อบรกิ ารไดโ้ ด ยไม่ต้องลงจากรถ ท่เี รียกวา่ “ไดร์ฟ ทรู (drive thru)

หน้า 5 1.1.2 ความรแู้ ละทักษะในการปฏบิ ตั ิงาน นอกจากความรู้พ้ืนฐานทีก่ ลา่ วมาขา้ งต้น ในการแกป้ ัญหาใด ๆ จำเป็นตอ้ งใช้ ความร้แู ละทักษะในการปฏิบัติงาน เช่น ความรเู้ ก่ียวกับข้อบงั คบั ต่าง ๆ ทางกฎหมาย รวมถงึ แนวปฏิบตั ิ คุณธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณในการปฏบิ ตั งิ าน และทักษะท่จี ำเป็น เช่น การสือ่ สาร การคดิ เชงิ ระบบ ความคิดสรา้ งสรรค์ การคิดอย่างมวี ิจารณญาณ การทำงานรว่ มกับผู้อนื่ ตัวอย่างความรู้และทักษะในการปฏิบัตงิ าน เช่น ในการวิจัยและพฒั นาเครื่องเปา่ ความดันลม เพอื่ เปิดขยายทางเดนิ หายใจของผูป้ ่วยทีเ่ รยี กวา่ ซแี พป (Continuous Positive Airway Pressure : CPA) ต้องประกอบด้วยทมี บุคลากรทางการแพทย์ ได้แก่ แพทย์พยาบาลนักวิจยั และวศิ วกร เพ่อื พัฒนาเคร่ืองตน้ แบบจากนน้ั มกี ารทดลองและประเมินผลการทำงานของเครอื่ งมือน้ีผู้ป่วยจริงซ่ึง ต้องไดร้ บั อนุญาตจากผูป้ ว่ ยและคณะกรรมการพิจารณาจริยธรรมการวิจัยในคน อา้ งอิง เนอื้ หาในใบความรูท้ ่ี 1.1 คัดลอกมาจากหนังสือเรยี น รายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 5 สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ

หน้า 6 ใบความรู้ที่ 1.2 เรอื่ ง ความคดิ เชิงออกแบบกับการแกป้ ัญหา วชิ า การออกแบบและเทคโนโลยี รหัสวิชา ว30107 ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 กล่มุ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1 เรอื่ ง ความรแู้ ละการคดิ เชงิ ออกแบบเพอื่ การแกป้ ัญหา จำนวน 2 ชั่วโมง ใช้ประกอบ : แผนการจัดการเรียนรทู้ ่ี 1 การแก้ปัญหาคือการปรับเปลี่ยนสถานะการให้เป็นไปตามความตอ้ งการของผูใ้ ช้ในการแก้ปัญหาใด ปญั หาหน่ึงใหต้ รงตามวตั ถปุ ระสงคน์ น้ั นอกจากความรพู้ ้ืนฐานและความรู้และทักษะในการปฏบิ ัติงาน กระบวนการในการแก้ปญั หาเปน็ องค์ประกอบสำคัญทีท่ ำใหผ้ แู้ กป้ ญั หาสามารถคดิ วธิ กี ารแก้ปัญหาท่ีมี สมรรถนะตามความต้องการของผู้ใชง้ านเหมาะสมกับบรบิ ท หรือเงือ่ นไขของผู้ใช้ เช่น สภาพที่อยู่อาศัยวถิ ี ชีวิตหรอื รายได้ กระบวนการออกแบบหรือการคดิ เชงิ ออกแบบเปน็ ขน้ั ตอนหรอื กรอบท่ีผอู้ อกแบบใชใ้ นการดำเนนิ งาน เพอ่ื แกป้ ัญหา ซึ่งแตล่ ะสถานะการอ่านมลี ำดับการดำเนินงานตามข้นั ตอนท่ีแตกตา่ งกัน เช่น มกี ารทำซำ้ หรือ ยอ้ นกลับ การแก้ปญั หาไม่ได้หมายถงึ การสรา้ งส่ิงประดิษฐ์ใหม่เท่านัน้ แต่อาจเปน็ การเปลีย่ นแปลง สภาพแวดลอ้ ม สถานการณ์ หรอื ทรัพยากรท่มี ีอยูใ่ หเ้ ปน็ ไปตามท่มี นุษยต์ ้องการ และสง่ เสริมให้เกดิ สภาวะ แวดลอ้ มท่ีอำนวยความสะดวกในการดำเนินชวี ิต ดงั น้ันผลลพั ธข์ องการแกป้ ัญหาอาจเป็นสิ่งประดษิ ฐ์ กระบวนการหรือขัน้ ตอนการทำงานการบริการหรอื โมเดลทางธุรกิจ เป็นตน้ การคดิ เชงิ ออกแบบเร่มิ ตงั้ แต่การทำความเขา้ ใจปัญหาอย่างลึกซง้ึ การรวบรวมข้อมูลทร่ี อบด้านการ พิจารณาผใู้ ชเ้ ปน็ สำคัญ เพอ่ื พฒั นาแนวทางการแกป้ ัญหา การทดสอบ การปรบั ปรุง และการนำเสนอ ผลลพั ธ์ การคิดเชงิ ออกแบบแบ่งเปน็ 3 ประเภทการยอ่ ย ได้แก่ การระบุและตคี วามปัญหาการพฒั นา แนวคิดและการสร้างแนวทางการแกป้ ัญหา 1.2.1 การระบตุ ีความปญั หา ผลลพั ธห์ รือปลายทางของการระบุและตีความปญั หา คือ ผ้แู กป้ ญั หามคี วามเข้าใจปัญหาอยา่ ง ลึกซงึ้ โดยสามารถระบสุ าเหตุ สาระสำคัญ เหตุการณ์และบคุ คลท่เี ก่ียวข้องเพื่อนำไปสู่การสรา้ งวธิ กี ารหรอื ส่ิงประดิษฐเ์ พ่อื เปล่ียนแปลงหรอื กำจัดสาเหตนุ นั้ คำถามที่ผแู้ กป้ ัญหาต้องพยายามหาคำตอบในกระบวนการ ย่อยน่ีคือ ปญั หาคืออะไร เกิดขึ้นท่ีใด ใครเก่ยี วข้องบ้าง ทำไมจึงเปน็ ปัญหา นอกจากน้ีแก้ปัญหาตอ้ งพิจารณาผชู้ ายเป็นสำคัญ กล่าวคือ ตอ้ งคำนึงถึงความต้องการ บรบิ ท

หน้า 7 ข้อจำกดั หรือเงื่อนไขทางเศรษฐกจิ และสงั คม รวมถึงผลกระทบในเชิงลบทเี่ กิดกับผใู้ ช้ ผแู้ กป้ ัญหาต้อง รวบรวมความรู้และข้อมลู จากหลาย ๆ ชอ่ งทางและรอบดา้ น รวมถึงความรู้พืน้ ฐานที่กล่าวในส่วนแรกของบท น้ี 1.2.2 การพฒั นาแนวคิด 1.2.3 การแนวทางการแกป้ ัญหา

หน้า 8

หน้า 9

หน้า 10

หน้า 11

หน้า 12

หน้า 13

หน้า 14

หน้า 15

หน้า 16

หน้า 17

หน้า 18

หน้า 19 อ้างอิง เนื้อหาในใบความร้ทู ี่ 1.2 คดั ลอกมาจากหนังสอื เรยี น รายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ช้ันมัธยมศกึ ษาปีที่ 5 สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธกิ าร

หน้า 20 ใบกิจกรรมท่ี 1.1 ชว่ ยคณุ สมาร์ทหาจุดคมุ้ ทุน วชิ า การออกแบบและเทคโนโลยี รหสั วิชา ว30107 ชัน้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 5 กลมุ่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ภาคเรียนท่ี 1 หนว่ ยท่ี 1 เรอ่ื ง ความรแู้ ละการคดิ เชงิ ออกแบบเพอ่ื การแกป้ ญั หา จำนวน 2 ชั่วโมง ใช้ประกอบ : แผนการจดั การเรยี นร้ทู ี่ 1

หน้า 21 ใบกิจกรรมท่ี 1.2 ชว่ ยคุณสมาร์ทวางระบบน้ำ วชิ า การออกแบบและเทคโนโลยี รหสั วิชา ว30107 ช้นั มัธยมศึกษาปีท่ี 5 กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1 หนว่ ยท่ี 1 เร่ือง ความรแู้ ละการคดิ เชิงออกแบบเพอื่ การแกป้ ญั หา จำนวน 2 ช่ัวโมง ใช้ประกอบ : แผนการจัดการเรียนรู้ท่ี 1

หน้า 22 ใบกิจกรรมที่ 1.3 ความร้กู บั การออกแบบสนามเด็กเล่น วิชา การออกแบบและเทคโนโลยี รหสั วิชา ว30107 ชั้นมัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 1 หน่วยที่ 1 เรือ่ ง ความรู้และการคิดเชงิ ออกแบบเพื่อการแกป้ ัญหา จำนวน 2 ช่ัวโมง ใช้ประกอบ : แผนการจดั การเรียนรูท้ ี่ 1