นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 261

ปีที่ 54 ฉบับที่ 261 กรกฎาคม - สิงหาคม 2569 | 13 ออกแบบร่วมกันไปลงมือสร้างเป็นชิ้นงานจริง จากนั้นทำ�การทดสอบและ ประเมินผลระบบการทำ�งานร่วมกันระหว่างสายยาง ข้อต่อ และก้านบัว โดยนักเรียนต้องวิเคราะห์และระบุข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นอย่างละเอียด เช่น ปัญหาข้อต่อหลวม แรงดันน้ำ�ไม่สม่ำ�เสมอ หรือก้านบัวฉีกขาดจาก แรงดันสูง แล้วร่วมกันหาแนวทางการปรับปรุงแก้ไข เช่น ออกแบบสร้าง ข้อต่อ (Connector) แบบยึดแน่นที่มีการคำ�นวณการกระจายแรงดัน และนำ�เสนอผลลัพธ์การแก้ปัญหาที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำ�งาน ของฝักบัวได้อย่างเป็นขั้นตอน • ศิลปะ (ศ 1.1) ออกแบบรูปภาพ สัญลักษณ์ หรือกราฟิก อื่นๆ ในการนำ�เสนอความคิดและข้อมูล แนวทางการจัดกิจกรรม: นักเรียนประยุกต์ใช้ทักษะทัศนศิลป์ ในการออกแบบและจัดทำ� “อินโฟกราฟิก (Infographic) หรือแผนภาพ ดิจิทัล” เพื่อนำ�เสนอแนวคิดการออกแบบฝักบัว การทำ�งานของข้อต่อ และข้อมูลการเคลื่อนที่ของน้ำ�ผ่านท่อลำ�เลียงไซเล็มในก้านบัว โดยมีการ เลือกใช้รูปภาพสัญลักษณ์ (Symbols) หรือองค์ประกอบศิลป์และกราฟิก ที่สวยงาม ชัดเจน และเข้าใจง่าย เพื่อสื่อสารข้อมูลและผลการแก้ปัญหา เชิงวิศวกรรมให้ผู้อื่นเข้าใจได้อย่างสร้างสรรค์ • คณิตศาสตร์ (ค 1.1) เข้าใจและประยุกต์ใช้อัตราส่วน สัดส่วน และร้อยละ ในการแก้ปัญหาคณิตศาสตร์และปัญหาในชีวิตจริง แนวทางการจัดกิจกรรม: นักเรียนประยุกต์ใช้ความรู้เรื่อง อัตราส่วนและสัดส่วนในการคำ�นวณหาราคาและปริมาณวัสดุที่เหมาะสม ในการทำ�ข้อต่อ รวมถึงการคำ�นวณอัตราการไหลของน้ำ�ต่อหน่วยเวลา (Volume/Time) ที่ไหลผ่านท่ออากาศของก้านบัว การบูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (Engineering Design Process: EDP) กิจกรรมนี้ นักเรียนจะได้สวมบทบาทเป็น “นวัตกรและวิศวกร เทคโนโลยีชีวภาพรุ่นเยาว์” ในการแก้ปัญหาการเชื่อมต่อวัสดุธรรมชาติ เข้ากับเทคโนโลยีในปัจจุบัน ใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 6 ขั้นตอน ดังนี้ 1. การระบุปัญหา (Problem Identification) นักเรียน จะต้องคิดว่า เราจะทำ�อย่างไรให้ก้านใบบัวเชื่อมต่อกับสายยางน้ำ�ได้อย่าง พอดี แนบสนิท และไม่รั่วซึมเมื่อเปิดน้ำ� เนื่องจากก้านใบบัวมีขนาด เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7.6 - 10.4 มิลลิเมตร (ขนาดจะขึ้นกับอายุ สายพันธุ์ของบัว) ในขณะที่สายยางมาตรฐาน 4 หุน (1/2 นิ้ว) มี เส้นผ่านศูนย์กลางวงในประมาณ 12.7 มิลลิเมตร นักเรียนต้องแก้ปัญหา ช่องว่าง (Gap) ที่เกิดขึ้นนี้ 2. การรวบรวมข้อมูลและแนวคิด (Related Information Search) นักเรียนร่วมกันสืบค้นข้อมูลคุณสมบัติของวัสดุและอุปกรณ์ รอบตัวในท้องถิ่นเพื่อนำ�มาปรับใช้ในการเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ ก้านใบหรืออุดรอยรั่ว เช่น ยางรัด เทปพันเกลียวท่อน้ำ� ดินน้ำ�มัน หรือ การเหลาไม้ซีกขนาดเล็กมาช่วยเสริมขนาดของก้านใบให้พอดีกับสายยาง 3. การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) ให้นักเรียน ระดมสมองและถ่ายทอดความคิดออกมาเป็นภาพร่าง 2 มิติ (Sketch) แสดงโครงสร้างการเชื่อมต่อระหว่างก้านใบกับสายยาง พร้อมระบุวัสดุ ที่เลือกใช้ และให้ร่วมกันออกแบบและตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการตัดขอบ แผ่นใบเพื่อให้เกิดละอองน้ำ� (Guttation Simulation) ตามที่ต้องการ โดยเปรียบเทียบเชิงสัณฐานวิทยา เช่น “การตัดขอบใบเป็นวงกลมเรียบ กับการตัดขอบใบเป็นรอยหยักฟันปลาจะส่งผลต่อทิศทางและลักษณะของ ละอองน้ำ�แตกต่างกันอย่างไร” 4. การวางแผนและดำ�เนินการแก้ปัญหา (Planning & Development) เป็นขั้นตอนที่ทำ�ให้นักเรียนได้วางแผนแบ่งงาน วางลำ�ดับ ขั้นตอนการประกอบชิ้นงาน จากนั้นลงมือสร้างชิ้นงานข้อต่อเชื่อมก้านบัว และจัดการตัดแต่งขอบใบตามแบบร่างที่ได้ออกแบบไว้ 5. การทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุง (Testing & Evaluation) ให้นักเรียนทำ�การทดสอบระบบโดยการเปิดน้ำ�ผ่านสายยาง เพื่อสังเกตแรงดันน้ำ� อัตราการรั่วซึม และความแข็งแรงของข้อต่อ (ก้านใบ หลุดออกจากสายยางหรือไม่) และหากพบข้อผิดพลาด เช่น น้ำ�รั่วซึม หรือแรงดันน้ำ�ไม่มากพอที่จะดันออกทางขอบใบ นักเรียนต้องบันทึกผล วิเคราะห์สาเหตุ และย้อนกลับไปปรับปรุงแก้ไขชิ้นงานให้มีประสิทธิภาพ ยิ่งขึ้น 6. การนำ�เสนอผลงาน (Presentation) เป็นขั้นตอนที่นักเรียน ต้องนำ�เสนอแนวคิดการออกแบบนวัตกรรมข้อต่อ สรุปผลการทดลอง เปรียบเทียบลักษณะละอองน้ำ�ที่เกิดขึ้น ร่วมแลกเปลี่ยนเรียนรู้และอภิปราย ผลร่วมกันระหว่างกลุ่มเพื่อถอดบทเรียนและลงข้อสรุปเชิงวิทยาศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ ตัวอย่างผลการออกแบบและสร้างสรรค์นวัตกรรม (Case Study) กิจกรรมสะตีมศึกษา “ฝักบัวอาบน้ำ�จากใบบัวหลวง” ได้รับ ภาพจาก: https://moocs.nia.or.th/course/stream4innovator-playroom