คณิตศาสตร์พื้นฐานสำหรับวิศวกรรมคอมพิวเตอร์

Mathematical Foundations for Computer Engineering

เพื่อให้นักศึกษามีความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับการคำนวณทางวิศวกรรม การสร้างหรือพัฒนาอัลกอริทึมเพื่อแก้ปัญหาโจทย์ทางคณิตศาสตร์ นักศึกษาสามารถประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์สําหรับการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมทั้งด้วยการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์หรือใช้โปรแกรมสําเร็จรูป
พัฒนารายวิชาเพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์มาตรฐานการประกันคุณภาพการศึกษาและพัฒนาผู้เรียนให้ครบทั้งด้านคุณธรรม จริยธรรม ความรู้ ทักษะทางปัญญา ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบ รวมทั้งทักษะการสื่อสารและการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศโดยผ่านทางสื่อการสอนและใบงานที่มีการปรับปรุงไปตามเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ
ศึกษาเกี่ยวกับคณิตศาสตร์พื้นฐานที่จำเป็นสำหรับงานทางวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วยหัวข้อในวิยุตคณิต ได้แก่ ฟังก์ชัน ความสัมพันธ์ เซต พีชคณิตบูลีน ตรรกะลำดับที่หนึ่ง การพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ การนับเบื้องต้น การวนซ้ำ และการเรียกซ้ำ หัวข้อในพีชคณิตเชิงเส้น ได้แก่ ฐาน ปริภูมิเวกเตอร์ การตั้งฉาก การเขียนระบบสมการเชิงเส้นในรูปแบบเมทริกซ์ เมทริกซ์ผกผัน การแปลงเชิงเส้น และการแก้ระบบสมการเชิงเส้นโดยใช้เมทริกซ์ และหัวข้อในเรื่องความน่าจะเป็นและสถิติ ได้แก่ตัวแปรสุ่มวิยุต ตัวแปรสุ่มต่อเนื่อง ค่าคาดหมาย และกระบวนการสโตแคสติก รวมถึงการใช้ซอฟต์แวร์เชิงคณิตศาสตร์ และการประยุกต์ใช้เพื่อแก้ปัญหาในเชิงวิศวกรรม
อาจารย์จัดเวลาให้คําปรึกษาเป็นกลุ่มหรือเฉพาะรายตามความต้องการ 1 ชั่วโมง/สัปดาห์ โดยการกําหนดเวลาร่วมกับระหว่างอาจารย์กับนักศึกษา
พัฒนาผู้เรียนให้มีความซื่อสัตย์สุจริต มีวินัย มีความรับผิดชอบ และเคารพกฎระเบียบ ตามคุณสมบัติของหลักสูตร ดังนี้
1.1.1 ตระหนักในคุณค่าและคุณธรรม จริยธรรม เสียสละ และซื่อสัตย์สุจริต
1.1.2 มีวินัย ตรงต่อเวลา และความรับผิดชอบต่อตนเองและสังคม
1.1.3 เคารพกฎระเบียบและข้อบังคับต่าง ๆ ขององค์กรและสังคม
กําหนดให้มีวัฒนธรรมองค์กร เพื่อเป็นการปลูกฟ้งให้นักศึกษามีระเบียบวินัย โดยเน้นการเข้าชั้นเรียนให้ตรงเวลา ตลอดจนการแต่งกายที่เป็นไปตามระเบียบของสถาบันฯ นักศึกษาต้องมีความรับผิดชอบโดยในการทํางานกลุ่มนั้นต้องฝึกให้รู้หน้าที่ของการเป็นผู้นำกลุ่มและการเป็นสมาชิกกลุ่ม มีความซื่อสัตย์โดยต้องไม่กระทําการทุจริตในการสอบหรือลอกการบ้านของผู้อื่นอาจารย์ผู้สอนสอดแทรกเรื่องคุณธรรม จริยธรรมในการสอน รวมทั้งมีการยกย่องนักศึกษาที่ทําดีเสียสละ ทําประโยชนแก่ส่วนรว
1.3.1 พฤติกรรมการเข้าเรียน และส่งงานที่ได้มอบหมายตามขอบเขตที่ให้และตรงเวลา
1.3.2 ประเมินจากความรับผิดชอบในหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย
นักศึกษาต้องมีความรู้เกี่ยวกับสาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ เพื่อใช้ในการประกอบอาชีพและช่วยพัฒนาสังคม ตามมาตรฐานความต้องการดังต่อไปนี้
2.1.1 มีความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับหลักการและทฤษฎีที่สําคัญในเนื้อหาที่ศึกษา
2.1.2 สามารถวิเคราะห์ปัญหา เข้าใจและอธิบายความต้องการทางคอมพิวเตอร์ รวมทั้งประยุกต์ความรู้ ทักษะ และการใช้เครื่องมือที่เหมาะสมกับการแก้ไขปัญหา
2.1.3 มีประสบการณ์ในการพัฒนาและ/หรือการประยุกต์ซอฟต์แวร์ที่ใช้งานได้จริ
บรรยายเป็นแบบคําสั่งภาษาคอมพิวเตอร์อธิบายการทํางานของอัลกอริทึม เพื่อใช้แก้ปัญหาโจทย์ทางคณิตศาสตร์วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ให้นักศึกษาทําแบบฝึกหัดใบงาน การวิเคราะห์โจทย์ปัญหา
2.3.1 สอบกลางภาค สอบปลายภาค ด้วยข้อสอบที่เน้นวัดหลักการและทฤษฎี
2.3.2 การทําแบบฝึกหัดหรือใบงานตามที่มอบหมาย
เน้นให้นักศึกษาคิดหาเหตุผล เข้าใจที่มาและสาเหตุของปัญหา วิธีการแก้ปัญหารวมทั้งแนวคิดด้วยตนเอง ไม่สอนในลักษณะท่องจํา นักศึกษาต้องมีคุณสมบัติต่างๆ เกิดทักษะทางปัญญาดังนี้
3.1.1 คิดอย่างมีวิจารณญาณและอย่างเป็นระบบ
3.1.2 สามารถประยุกต์ความรู้และทักษะกับการแก้ไขปัญหาทางคอมพิวเตอร์ได้อย่างเหมาะสม
3.2.1 ยกตัวอย่าง ถาม-ตอบ ประยุกต์ใช้อัลกอริทึมเทคนิคในการเขียนโปรแกรม
3.2.2 มอบหมายงานให้นักศึกษาทําแล้วนําเสนอผลงาน อภิปรายกลุ่ม
3.2.3 การสะท้อนแนวคิดจากพฤติกรรมการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาโจทย์ทางคณิตศาสตร์
3.3.1 สอบกลางภาคและปลายภาค โดยเน้นข้อสอบที่มีการวิเคราะห์แนวคิดในการออกแบบอัลกอริทึม ประยุกต์ใช้คําสั่งภาษาคอมพิวเตอร์ และประยุกต์ใช้อัลกอริทึมเพื่อการเขียนโปรแกรมแก้ปัญหาโจทย์ทางคณิตศาสตร์
3.3.2 ประเมินจากการนําเสนอผลงานที่มอบหมาย
3.3.3 สังเกตพฤติกรรมการแก้ไขปัญหาหรือข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรม
4.1.1 มีความรับผิดชอบการพัฒนาการเรียนทั้งของตนเองและทางวิชาชีพอย่างต่อเนื่อง

 
4.1.2 มอบหมายงานรายกลุ่มและ/หรือรายบุคคล ที่เกี่ยวข้องกับการเขียนโปรแกรมและประยุกต์ใช้อัลกอริทึม แล้วให้มีการนําเสนอผลงาน
4.3.1 สังเกตพฤติกรรมการทํางาน และความรับผิดชอบ
4.3.2 ประเมินจากผลงานที่ได้รับมอบหมาย
5.1.1 มีทักษะในการใช้เครื่องมือที่จําเป็นที่มีอยู่ในปัจจุบันต่อการทํางานที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์
5.1.2 สามารถใช้สารสนเทศและเทคโนโลยีสื่อสารได้อย่างเหมาะสม
5.2.1 มอบหมายงานให้ศึกษาค้นคว้าด้วยตนเองจากเว็บไซต์ โดยสืบค้นอัลกอริทึมมาประยุกต์ใช้ในการเขียนโปรแกรม แล้วนําเสนอเทคโนโลยีที่เหมาะสม
5.2.2 เรียนผ่านสื่อระบบ E- Learning หรือคนคว้าศึกษาข้อมูลในอินเตอรเพิ่มเติมส่งแบบฝึกหัด และสนทนาซักถามในระบบ รวมถึงการใช้อีเมล์ในการติดต่อสื่อสารกับอาจารย์
5.3.1 การนําเสนอผลการศึกษาค้นคว้า
5.3.2 การส่งแบบฝึกหัดครบถ้วน ตรงตามกำหนด
เน้นไปที่การสร้างทักษะการปฏิบัติงานทางด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ดังข้อต่อไปนี้
6.1.1 มีทักษะในการบริหารจัดการในค้านเวลา เครื่องมือ อุปกรณ์และวิธีการได้อย่างประสิทธิภาพ
ฝึกปฏิบัติการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ และเครื่องมือพัฒนาโปรแกรม
สังเกตขั้นตอนปฏิบัติงานและความเชี่ยวชาญในการใช้เครื่องมือ
แผนที่แสดงการกระจายความรับผิดชอบมาตรฐานผลการเรียนรู้จากหลักสู่รายวิชา (Curriculum Mapping)
กลุ่มวิชา 1.คุณธรรม จริยธรรม 2.ความรู้ 3.ทักษะทางปัญญา 4.ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบ 5.ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลข การสื่อสารและเทคโนโลยีสารสนเทศ 6. ทักษะพิสัย
ลำดับ รหัสวิชา ชื่อวิชา 2 5 1 2 4 6 7 1 2 3 4 1 4 6 2 1 2
1 ENGCE102 คณิตศาสตร์พื้นฐานสำหรับวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 สอบกลางภาค จากระดับคะแนนการสอบกลางภาคเต็ม 100 คะแนน 9 25%
2 สอบปลายภาค จากระดับคะแนนการสอบปลายภาค 17 25%
3 การทำโจทย์ปัญหาและเอกสารใบงานที่ได้รับมอบหมาย จากการตรวจเอกสารโจทย์ปัญหา และใบงานการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาโจทย์ทางคณิตศาสตร์ ตลอดสัปดาห์ที่เข้าชั้นเรียน 40%
4 การเข้าชั้นเรียนและนำเสนอหน้าชั้นเรียน สังเกตการให้ความร่วมมือในชั้นเรียน การเช็คชื่อ ตลอดสัปดาห์ที่เข้าเรียน 10%
1.1 สุชาติ จันทร์จรมานิตย์, “ระเบียบวิธีเชิงตัวเลขสำหรับงานวิศวกรรม”, 19 ก.ย. 52
1.2 ปราโมทย์ เดชะอำไพ และ นิพนธ์ วรรณโสภาคย์, “ระเบียบวิธีเชิงตัวเลขในงานวิศวกรรม”, สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 2553
1.3 JAAN KIUSALAAS, “Numerical Methods in Engineering with MATLAB”, CAMBRIDGE UNIVERSITY
1.4 W. D. Wallis, “A Beginner’s Guide to Discrete Mathematics”, Birkhauser
2.1 เครื่องคอมพิวเตอร์, โปรเจ็คเตอร์
2.2 เอกสารประกอบการสอน และใบงานที่มอบหมาย
2.3 โปรแกรม MATLAB สำหรับประมวลผล
การประเมินประสิทธิผลในรายวิชาทำได้โดยแบบประเมินเนื้อหาวิชาและประเมินผู้สอน ใช้รูปแบบการประเมินออนไลน์ของมหาวิทยาลัยที่ออกแบบสำหรับการประเมินการสอนของอาจารย์ผู้สอนขอเสนอแนะผ่านเว็ปบอร์ด หรือระบบ e-learning ที่อาจารย์ผู้สอนได้จัดทำเพื่อเป็นช่องทางในการสื่อสารกับนักศึกษา
ในการเก็บข้อมูลเพื่อประเมินการสอน ทำได้โดยการประเมินโดยคณาจารย์ในสาขาวิชาฯ ผลการสอบของนักศึกษา ผลการประเมินเนื้อหาวิชา ประเมินผู้สอนที่ทำโดยนักศึกษาผ่านทางระบบคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยฯ
    หลังจากผลการประเมินการสอนในข้อ 2 สามารถนำมาปรับปรุงการสอน เช่น  การทำงานเดี่ยว/คู่/กลุ่ม เพื่อกระตุ้นให้เกิดความตั้งใจเรียน การปรับเนื้อหาในบางหัวข้อให้เหมาะสมกับการนำไปใช้ นอกจากนี้อาจมีการวิจัยในชั้นเรียน การประชุมเชิงปฏิบัติการเพื่อพัฒนาการเรียนการสอน เป็นต้น
กระบวนการที่ใช้ในการทวนสอบมาตรฐานผลสัมฤทธิ์ของนักศึกษาตามมาตรฐานผลการเรียนรู้ของรายวิชา ทำได้โดย การทวนสอบจากคะแนนข้อสอบ การตั้งคณะกรรมการในสาขาวิชาฯ โดยมีการประเมินข้อสอบและการฝึกคณาจารย์ในการให้คะแนนการเขียนหรือออกแบบอัลกอริทึม เพื่อให้มีความเหมาะสมของการให้คะแนน
จากผลการประเมินการสอนโดยนักศึกษาและโดยคณาจารย์ของสาขาวิชาฯ การรายงานรายวิชาของอาจารย์รับผิดชอบรายวิชาและอาจารย์ผู้สอน และการทวนสอบผลสัมฤทธิ์ประสิทธิผลของรายวิชา อาจารย์ผู้รับผิดชอบรายวิชาและอาจารย์ผู้สอนเป็นผู้รับผิดชอบในการทบทวนเนื้อหาวิชาที่สอนและกลยุทธ์การสอนที่ใช้ และนำเสนอแนวทางในการปรับปรุงการเรียนการสอนและพัฒนารายละเอียดวิชา เพื่อนำเข้าที่ประชุมอาจารย์ประจำหลักสูตร ร่วมพิจารณาให้ความเห็นและข้อเสนอแนะเพื่อนำมาปรับปรุงรายวิชาสำหรับการใช้รอบปีการศึกษาถัดไป