36 / 62
กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม อาจมีหลายรูปแบบ
ที่ใช้กันในประเทศสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้
จะประกอบไปด้วยส่วนส�
ำคัญ ได้แก่ ปัญหาหรือความต้องการ
(problem) แนวทางการแก้ปัญหา การลงมือปฏิบัติเพื่อแก้
ปัญหา การทดสอบและประเมินผล (Standard for Technology
Education by International Technology and Engineering
Educators Association: ITEEA) ทั้งนี้กระบวนการดังกล่าวจะ
เป็นขั้นตอนการท�
ำงานที่เป็นลักษณะวงจร (cycle) การท�
ำงาน
ที่สามารถย้อนกลับเพื่อปรับปรุงได้ตลอดขึ้นกับสถานการณ์ที่
ประสบ ดังแผนภาพ
วงจรกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม
กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมนี้เป็นเพียงกระบวนการ
ท�
ำงานที่จะช่วยให้ผู้เรียนเข้าใจถึงการท�
ำงานอย่างเป็นขั้นตอน
รู้จักการวางแผนการแก้ปัญหา เข้าใจถึงกระบวนการที่ได้มาซึ่ง
ผลิตภัณฑ์ใหม่ของวิศวกรที่ต้องมีการวางแผนการท�
ำงาน การ
ทดสอบ ปรับปรุงแก้ไข การคิดค้นหาแนวทางที่หลากหลายเพื่อ
ทดสอบวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งจะเห็นได้ว่ากระบวนการ
นี้จะคล้ายกันกับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องมีปัญหา
หรือข้อสงสัย การตั้งสมติฐาน การออกแบบการทดลอง และ
การลงข้อสรุป โดยจุดต่างที่ส�
ำคัญของระหว่างกระบวนการทาง
วิศวกรรมและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์คือ การออกแบบ
ทางเลือกเพื่อแก้ปัญหาที่หลากหลายแล้ววิเคราะห์แนวทางที่
เหมาะสมที่สุดซึ่งอาจมิใช่แนวทางที่ถูกต้องที่สุด (“optimum”
rather than “right”) ซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการทางวิศวกรรม
นอกจากนั้นกระบวนการทางวิศวกรรมเน้นที่การประยุกต์ใช้
องค์ความรู้เพื่อแก้ปัญหาหรือสร้างสรรค์ผลงานออกมา ในขณะ
ที่กระบวนการทางวิทยาศาสตร์มักมุ่งไปที่การได้มาซึ่งค�
ำตอบ
ของข้อสงสัยหรือองค์ความรู้ที่เป็นทฤษฎีเท่านั้น อย่างไรก็ตาม
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์หรือแนวทางการสืบเสาะหาความ
รู้ (inquiry) ยังคงต้องใช้ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์เช่น
เดิม เพียงแต่การเรียนการสอนในชั้นเรียนควรให้มีการลงมือ
ปฏิบัติด้วยการสร้างสรรค์ชิ้นงานซึ่งอาจเป็นลักษณะของโครง
งาน (project-based learning) การใช้ปัญหาเป็นฐาน (problem-
based learning) ให้มากขึ้นและเน้นการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกับ
ชีวิตจริง จะท�
ำให้ผู้เรียนเห็นความส�
ำคัญของการเรียนรู้ทฤษฎี
และสามารถน�
ำองค์ความรู้จากศาสตร์ต่าง ๆ มาบูรณาการกัน
เพื่อแก้ปัญหาหรือสร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ ๆ
เทคโนโลยีตามแนวทางของสะเต็มศึกษา
คนทั่วไปมักเข้าใจว่าเทคโนโลยีหมายถึงคอมพิวเตอร์หรือ
อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ที่เราน�
ำมาใช้ในการอ�
ำนวย
ความสะดวก เช่น โทรศัพท์ โทรทัศน์ รถยนต์ แต่ในความเป็น
จริงแล้วเทคโนโลยีในที่นี้มีความหมายกว้างกว่านั้น กล่าวคือ
ในหนังสือสมาคมวิศวกรรมของประเทศสหรัฐอเมริกา (NRC,
2001) ได้กล่าวไว้ว่า เทคโนโลยีประกอบไปด้วยระบบทั้งหมด
ของคนและองค์กร (people and organizations) ความรู้ (know-
ledge) กระบวนการ (processes) และเครื่องมือ (device) ที่ใช้
ในการสร้างและด�
ำเนินงาน (create and operate) สิ่งประดิษฐ์
ทางเทคโนโลยี (technological artifacts) และยังรวมถึงตัวสิ่ง
ประดิษฐ์ด้วย จากอดีตถึงปัจจุบัน มนุษย์ได้สร้างสรรค์เทคโนโลยี
เพื่อตอบสนองความต้องการ (wants) และความจ�
ำเป็น (needs)
ของมนุษย์ เทคโนโลยีสมัยใหม่จ�
ำนวนมากเป็นผลผลิต (product)
ของวิทยาศาสตร์ และวิศวกรรม และเครื่องมือทางเทคโนโลยี
(technological tools) จะถูกน�
ำมาใช้กับทั้งสองสาขา
ในขณะที่กรอบมาตรฐานการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ระดับพื้น
ฐานของประเทศสหรัฐอเมริกา (Next Generation Science
Standard, 2012) ได้ให้ ความหมายไว้ว่า เทคโนโลยีหมายถึง
ผลลัพธ์ที่เกิดจากการพัฒนาปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงสิ่งต่าง ๆ
ในธรรมชาติเพื่อตอบสนองความต้องการหรือความจ�
ำเป็นของ
มนุษย์ และยังได้ให้ความหมายของวิศวกรรมไว้ว่า วิศวกรรม
เป็นกระบวนการของการสร้างสรรค์ชิ้นงานอย่างเป็นระบบเพื่อ
ตอบสนองความต้องการหรือความจ�
ำเป็น
อย่างไรก็ตามการศึกษาด้านเทคโนโลยีในประเทศสหรัฐอเมริกา
นั้นมีการจัดการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยีศึกษา หรือ Technology
Education ซึ่งเป็นวิชาที่เกี่ยวกับการเข้าใจเทคโนโลยีโดยกว้าง
(technology literacy) มุ่งเน้นให้รู้จักการสร้างสรรค์และแก้ปัญหา
4. การทดสอบ
และประเมินผล
3. ลงมือปฏิบัติ
1. ปัญหาหรือความต้องการ
2. แนวทาง
แก้ปัญหา
นิตยสาร สสวท.
36