การออกแบบวิศวกรรม

Engineering Design

หลังจากเรียนรายวิชานี้แล้วผู้เรียนสามารถ

เข้าใจความหมายและ หลักการออกแบบทางวิศวกรรมโดยคำนึงถึงขั้นตอน ทฤษฎี และการเลือกแบบอย่างเหมาะสม สามารถรวบรวมข้อมูล รู้จักตั้งคำถามเพื่อนำไปสู่การวิเคราะห์ความต้องการในการออกแบบ สามารถวิเคราะห์ความต้องการและระบุเป้าหมายและตัวแปรในการออกแบบได้ สามารถวิเคราะห์ตัวแปรในการออกแบบเพื่อสร้าง concept เรียนรู้การสร้างรูปทรง 2 มิติ และรูปทรง 3 มิติ เขียนแบบเพื่อการสร้างต้นแบบ สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสร้างต้นแบบ ทดสอบวิเคราะห์ปรับปรุงเพื่อให้ผลงานทำงานได้ตามต้องการ
เพื่อปรับรูปแบบแผนการสอนให้เข้ากรอบมาตรฐานคุณวุฒิการอุดมศึกษา (TQF) เพื่อนำการจัดการเรียนการสอนแบบเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญมาปรับใช้ในรายวิชาก่อให้เกิดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนรู้ที่ดีขึ้น 
ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับ การท าโครงการออกแบบทางวิศวกรรมเกษตร การก าหนด ปัญหา ขั้นตอนการออกแบบ การระดมสมอง การหาผลเฉลยทางเลือกโดยใช้การ สร้างสรรค์ เทคนิคการวิเคราะห์และการสังเคราะห์ทางวิศวกรรม การยอมรับและตัดสินใจ ผลของการออกแบบโดยทีมออกแบบ การก าหนดสเปค การเลือกใช้วัสดุ การเลือก กระบวนการผลิต การน าเสนอทั้งปากเปล่า แบบร่าง การเขียนแบบสั่งงาน การสร้างและ วิเคราะห์แบบจ าลอง
     วันพุธเวลา 15.00 – 16.30 น.
นักศึกษาต้องมีคุณธรรม จริยธรรมเพื่อให้สามารถดำเนินชีวิตร่วมกับผู้อื่นในสังคมอย่างราบรื่นและเป็นประโยชน์ต่อส่วนรวม อาจารย์ที่สอนในแต่ละวิชาต้องพยายามสอดแทรกเรื่องที่เกี่ยวกับสิ่งต่อไปนี้ทั้ง 5 ข้อ เพื่อให้นักศึกษาสามารถพัฒนาคุณธรรม จริยธรรมไปพร้อมกับวิทยาการต่างๆ ที่ศึกษา รวมทั้งอาจารย์ต้องมีคุณสมบัติด้านคุณธรรม จริยธรรมอย่างน้อย 5 ข้อตามที่ระบุไว้
1.1.1  มีวินัย ตรงต่อเวลา รับผิดชอบต่อตนเองและสังคม เคารพกฎระเบียบและข้อบังคับต่างๆ ขององค์กรและสังคม
1.1.2  มีภาวะความเป็นผู้นำและผู้ตาม สามารถทำงานเป็นหมู่คณะ สามารถแก้ไขข้อขัดแย้งตามลำดับความสำคัญ เคารพสิทธิและรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น รวมทั้งเคารพในคุณค่าและศักดิ์ศรีของความเป็นมนุษย์
1.1.3  สามารถวิเคราะห์และประเมินผลกระทบจากการใช้ความรู้ทางวิศวกรรมต่อบุคคล องค์กร สังคม และสิ่งแวดล้อม
รวมถึงเข้าใจถึงบริบททางสังคมของวิชาชีพวิศวกรรมในแต่ละสาขาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
นอกจากนั้นในการสอนรายวิชาของสาขาวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพยังได้สอดแทรกเนื้อหาที่เกี่ยวกับจริยธรรม กฎหมาย ระเบียบข้อบังคับเกี่ยวกับวิชาชีพวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพ และจรรยาบรรณวิศวกรในการสอนด้วย อาจารย์ผู้สอนจะต้องจัดให้มีการวัดมาตรฐานในด้านคุณธรรม จริยธรรม ซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นข้อสอบ อาจจะวัดพฤติกรรมระหว่างทำกิจกรรมที่กำหนดมีการกำหนดคะแนนในเรื่องคุณธรรม จริยธรรมให้เป็นส่วนหนึ่งของคะแนนความประพฤติของนักศึกษา
เน้นการเสริมความเชื่อมโยงของเนื้อหาในรายวิชาเข้ากับตัวอย่างงานวิศวกรรม ตั้งคำถาม และให้นักศึกษามีส่วนร่วมแสดงความคิดเห็นในชั้นเรียน โดยเน้นการเรียนรู้จากเพื่อนสู่เพื่อน ให้การบ้าน งานฝึกปฏิบัติ กำหนดระยะเวลาส่งที่แน่นอน สนับสนุนให้เกิดการเรียนรู้เป็นกลุ่มเพื่อร่วมกันศึกษาหน่วยเรียนต่างๆ
ตั้งคำถามและสังเกตจากการตอบคำถามในชั้นเรียน ประเมินพฤติกรรมในชั้นเรียนของนักศึกษา ความสม่ำเสมอของการส่งการบ้านและความถูกต้อง
นักศึกษาด้องมีความรู้เกี่ยวกับสาขาวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพ มีคุณธรรม จริยธรรม และความรู้เกี่ยวกับสาขาวิชาที่ศึกษานั้นต้องเป็นสิ่งที่นักศึกษาต้องรู้เพื่อใช้ประกอบอาชีพและช่วยพัฒนาสังคม ดังนั้นมาตรฐานความรู้ต้องครอบคลุมสิ่งต่อไปนี้
2.1.1 มีความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับหลักการที่สำคัญ ทั้งในเชิงทฤษฎีและปฏิบัติในเนื้อหาของสาขาวิชาเฉพาะด้านทางวิศวกรรม

สามารถบูรณาการความรู้ในสาขาวิชาที่ศึกษากับความรู้ในศาสตร์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

2.1.3 สามารถวิเคราะห์และแก้ไขปัญหา ด้วยวิธีการที่เหมาะสม รวมถึงการประยุกต์ใช้เครื่องมือที่เหมาะสม
จัดทำแผนการสอนตามรูปแบบ มคอ. 3 จัดการเรียนการสอนที่ผนวกการอภิปรายร่วมกับการแก้ปัญหา ฝึกปฏิบัติ สังเกตพฤติกรรม การตอบคำถาม ความเข้าใจของนักศึกษา ออกแบบการสอนที่สามารถปรับให้เข้ากับผู้เรียน และปรับเปลี่ยนเพื่อให้เหมาะสม กิจกรรมกลุ่มเพื่อการออกแบบและสร้างต้นแบบ วิเคราะห์ผลสัมฤทธิ์จากคะแนนสอบ และความพึงพอใจของนักศึกษาตอนท้ายภาคเรียน
การทดสอบย่อยพฤติกรรมของนักศึกษาในชั้นเรียน ความสามารถในการการร่างแบบ และการเขียนแบบด้วยมือเปล่า กิจกรรมกลุ่มเน้นการออกแบบและสร้างโมเดลในงานวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพ ผลสอบกลางภาค ผลสอบปลายภาค
นักศึกษาต้องสามารถพัฒนาตนเองและประกอบวิชาชีพได้โดยพึ่งตนเองได้เมื่อจบการศึกษาเเล้ว ดังนั้น นักศึกษาจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาทักษะทางปัญญาไปพร้อมกับคุณธรรม จริยธรรม และความรู้ในสาขาวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพ ในการสอนอาจารย์ต้องเน้นให้นักศึกษาคิดหาเหตุผล เข้าใจที่มาและสาเหตุของปัญหา วิธีการแก้ปัญหารวมทั้งแนวคิดด้วยตนเอง ไม่สอนในลักษณะท่องจำ นักศึกษาต้องมีคุณสมบัติต่างๆ จากการสอนเพื่อให้เกิดทักษะทางปัญญาดังนี้
3.1.1 สามารถคิด วิเคราะห์ และแก้ไขปัญหาด้านวิศวกรรมได้อย่างมีระบบรวมถึงการใช้ข้อมูลประกอบการตัดสินใจในการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3.1.2 สามารถสืบค้นข้อมูลและแสวงหาความรู้เพิ่มเติมได้ด้วยตนเอง เพื่อการเรียนรู้ตลอดชีวิต และทันต่อการเปลี่ยนแปลงทางองค์ความรู้และเทคโนโลยีใหม่ๆ
อภิปรายทฤษฎีควบคู่กับกรณีศึกษา เสริมทักษะการอ่านและวิเคราะห์ให้รู้จักตั้งคำถาม สรุปองค์ความรู้เป็นแผนผังความคิด
สอบการตอบสนองในชั้นเรียน สังเกตพฤติกรรมการทำงาน และการทำงานร่วมกัน ประเมินจากการตรวจข้อสอบ ประเมินจากการทำโครงงานย่อย
นักศึกษาต้องออกไปประกอบอาชีพซึ่งส่วนใหญ่ต้องเกี่ยวข้องกับคนที่ไม่รู้จักมาก่อน คนที่มาจากสถาบันอื่นๆ และคนที่จะมาเป็นผู้บังคับบัญชา หรือคนที่จะมาอยู่ใต้บังคับบัญชา ความสามารถที่จะปรับตัวให้เข้ากับกลุ่มคนต่างๆ เป็นเรื่องจำเป็นอย่างยิ่ง ดังนั้น อาจารย์ต้องสอดแทรกวิธีการที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติต่างๆ ต่อไปนี้ให้นักศึกษาระหว่างสอน หรืออาจให้นักศึกษาไปเรียนวิชาทางด้านสังคมศาสตร์ที่เกี่ยวกับคุณสมบัติต่างๆ นี้

รู้จักบทบาท หน้าที่ และมีความรับผิดชอบในการทำงานตามที่มอบหมาย ทั้งงานบุคคลและงานกลุ่ม สามารถปรับตัวและทำงานร่วมกับผู้อื่นทั้งในฐานะผู้นำและผู้ตามได้อย่างมีประสิทธิภาพรวมถึงสามารถแก้ไขข้อขัดแย้งได้อย่างเหมาะสม สามารถวางตัวได้อย่างเหมาะสมกับความรับผิดชอบ มีจิตสำนึกความรับผิดชอบด้านความปลอดภัยในการทำงาน และการรักษาสภาพแวดล้อมต่อสังคม
จับกลุ่มทำแบบฝึกหัด นักศึกษาตอบคำถามและแสดงความคิดเห็น ให้แบบฝึกหัดทบทวนเป็นการบ้าน
สังเกตพฤติกรรมการทำงานกลุ่มและในชั้นเรียน ประเมินจากความถี่และเวลาในการส่งงาน

 
 
สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และการสื่อสารที่ทันสมัยได้อย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพ มีทักษะในการสื่อสารข้อมูลทั้งทางการพูด การเขียน และการสื่อความหมายโดยใช้สัญลักษณ์
จัดกิจกรรมการเรียนรู้ในรายวิชาต่างๆ ให้นักศึกษาได้วิเคราะห์สถานการณ์จำลอง และสถานการณ์เสมือนจริง และนำเสนอการแก้ปัญหาที่เหมาะสมเรียนรู้เทคนิค การประยุกต์เทคโนโลยีสารสนเทศในหลากหลายสถานการณ์ที่สามารถประยุกต์ใช้ในห้องปฏิบัติการ ส่งเสริมการค้นคว้า เรียบเรียงข้อมูล และนำเสนอให้ผู้อื่นเข้าใจได้ถูกต้อง และให้ความสำคัญในการอ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล
ประเมินจากเทคนิคการนำเสนอโดยใช้ทฤษฎีการเลือกใช้เครื่องมือทางเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือคณิตศาสตร์และสถิติที่เกี่ยวข้องทางวิศวกรรมศาสตร์ ประเมินจากความสามารถในการอธิบายถึงข้อจำกัด เหตุผลในการเลือกใช้เครื่องมือต่างๆ การอภิปราย กรณีศึกษาต่างๆ ที่มีการนำเสนอต่อชั้นเรียน สังเกตพฤติกรรมนักศึกษาด้านความมีเหตุผลและมีการบันทึกเป็นระยะ

 
 
การทำงานในสถานประกอบการ หรือการประกอบอาชีพอิสระนั้นไม่ได้ใช้เพียงแค่หลัก ทฤษฎี แต่ส่วนใหญ่จะเน้นในด้านทักษะทางการปฏิบัติ การใช้ทักษะในการวางแผน การออกแบบ การ ทดสอบ และการปรับปรุงแก้ไข ซึ่งมีความส าคัญมากในการท างาน อีกทั้งยังเป็นเครื่องมือที่จ าเป็นยิ่งในการ พัฒนาตนเองและความก้าวหน้าในต าแหน่งหน้าที่ของบัณฑิต ดังนั้น ในการเรียนการสอนจึงต้องให้ ความส าคัญเน้นไปที่การสร้างทักษะการปฏิบัติงานทางด้านวิศวกรรม ดังข้อต่อไปนี้ (1) มีทักษะในการบริหารจัดการในด้านเวลา เครื่องมือ อุปกรณ์และวิธีการได้อย่างมี ประสิทธิภาพ (2) มีทักษะในการปฏิบัติงานกลุ่ม มีการแบ่งหน้าที่ความรับผิดชอบ และมีความร่วมมือกันเป็นอย่างดี
จัดกิจกรรมการเรียนรู้ในรายวิชาต่างๆ ให้นักศึกษาได้ลงมือปฏิบัติจริง โดยใช้ความรู้จาก วิชาต่างๆ ที่เรียนมา การวิเคราะห์เพื่อแก้ปัญหา เพื่อให้เกิดการพัฒนาการเรียนรู้ด้านทักษะพิสัย ดังข้อ ต่อไปนี้ (1) สร้างทักษะในการปฏิบัติงาน (2) สาธิตการปฏิบัติการโดยผู้เชี่ยวชาญ (3) สนับสนุนการเข้าร่วมกิจกรรม กับหน่วยงานภายในและภายนอก (4) จัดนิทรรศการแสดงผลงานของนักศึกษา (5) สนับสนุนการทำโครงงาน
(1) มีการประเมินพฤติกรรมการปฏิบัติงาน (2) มีการใช้งานวิจัยของอาจารย์ประกอบการเรียนการสอน (3) มีการประเมินผลการทำงานในภาคปฏิบัติ (4) มีการประเมินโครงงานของนักศึกษา
แผนที่แสดงการกระจายความรับผิดชอบมาตรฐานผลการเรียนรู้จากหลักสู่รายวิชา (Curriculum Mapping)
กลุ่มวิชา 1. คุณธรรมจริยธรรม 2. ความรู้ 3. ด้านทักษะทางปัญญา 4. ด้านทักษะความสัมพันธ์ ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบ 5. ด้านทักษะการวิเคราะห์ เชิงตัวเลขและการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ 6. ด้านทักษะพิสัย
ลำดับ รหัสวิชา ชื่อวิชา 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2
1 ENGAG107 การออกแบบวิศวกรรม
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 1.3, 1.4, 2.5 3.3, 4.1 ตรวจวัดด้านจิตพิสัย และการมีส่วนร่วมในชั้นเรียน ทุกสัปดาห์ 10%
2 3.5, 4.4, 5.3, 5.4, 6.2 ใบงานและงานกลุ่ม ผลงานการออกแบบ ทุกสัปดาห์ 50%
3 2.2-2.4, 3.3 สอบกลางภาคเรียน 8 20%
4 2.2-2.4, 3.3, 4.5 สอบปลายภาคเรียน 17 20%
Clive L. Dym, Patrick Little and Elizabeth J. Orwin. Engineering Design A Project-Based Introduction. 4th Edition. Wiley, 2014, ISBN 978-1-118-32458-5. David G. Ullman. The Mechanical Design Process. 4th Edition. McGraw-Hill, 2010, ISBN 978-007-126796-0.
Ehud Kroll, Sridhar S. Condoor and David G. Jansson. Innovative conceptual Design Theory and Application of Parameter Analysis. Cambridge University Press, 2004, ISBN 0-521-77848-4. Ken Hurst. Engineering Design Principle. Butterworth-Heinemann, 1999, ISBN 978-034-05-9829-0.
รศ.ดร.ธีระพล เมธีกุล. การฝึกเขียนรูปภาพงานช่างอุตสาหกรรมสำหรับช่างชำนาญงาน ช่างเทคนิค วิศวกร. สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ, ISBN 947-620-544-7. The Open University. Learning space, Engineering and Technology Forum. http://openlearn.open.ac.uk/course/category.php?id=13
คู่มือโปรแกรม 3 มิติต่างๆ เช่น SolidWorks, Catia, SketchUp คู่มือการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ รุ่นต่าง ๆ
 
การประเมินประสิทธิผลรายวิชานี้ ที่จัดทำโดยนักศึกษา ได้จัดกิจกรรมในการนำแนวคิดและความเห็นจากนักศึกษาได้ดังนี้ 1.1 ในวันแรกของการเรียนการสอน อาจารย์ผู้สอนอธิบายวิธีการสอนและวัดผล 1.2 สนทนาสอบถามความคิดเห็นนักศึกษาและให้นักศึกษาประเมินตนเองว่ามีระดับความรู้เกี่ยวกับเรื่องที่กำลังจะศึกษาในภาคการศึกษานี้ที่ระดับใด เรียงลำดับจาก 1-5 (น้อยที่สุดถึงมากที่สุด) เป็นรายบุคคลคน 1.3 การใช้แบบประเมินการเรียนการสอนตอนปลายภาคเรียน 1.4 รับฟังความคิดเห็นผ่านเว็บบอร์ดของวิทยาลัยฯ
ในการเก็บข้อมูลเพื่อประเมินการสอน ได้มีกลยุทธ์ ดังนี้ 2.1 การสังเกตและวิเคราะห์พฤติกรรมการเรียนรู้ของผู้เรียน 2.2 ทดสอบวัด ผลการเรียนของนักศึกษาระหว่างเรียน 2.3 การตรวจงานที่มอบหมาย 2.4 รายงานสรุปเพื่อปรับวิธีการสอนให้เข้ากับกลุ่มนักศึกษา
หลังจากผลการประเมินการสอนในข้อ 2 จึงมีการปรับปรุงการสอน โดยการจัดกิจกรรมในการระดมสมอง และหาข้อมูลเพิ่มเติมในการปรับปรุงการสอน ดังนี้ 3.1 ปรับปรุงการเรียนการสอนโดยอาศัยผลการประเมินในข้อ 2 3.2 รวบรวมข้อมูลรายงานพฤติกรรม และวิเคราะห์ผลระดับความรู้ที่นักศึกษาได้รับเพิ่มเติมหลังจบภาคการศึกษา 3.3 อาจารย์ผู้สอนเข้ารับความรู้เรื่องแนวทางการจัดการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญเพิ่มเติม 3.4 ปรับปรุงวิธีการสอนและรายละเอียดวิชาให้ทันสมัยอย่างสม่ำเสมอ
4.1 ระหว่างเรียนสุ่มตรวจสอบความรู้นักศึกษาอย่างสม่ำเสมอ 4.2 สรุปผลการประเมินความรู้จากนักศึกษาช่วงปลายภาคการศึกษา 4.3 อาจมีการทวนสอบคะแนนและเปรียบเทียบกระบวนการให้คะแนนโดยกรรมการวิชาการ
นำผลการประเมินจากนักศึกษาและการประเมินตนเองในครั้งนี้มากำหนดแผนการปรับปรุงในครั้งต่อไปและบันทึกเป็นหลักฐาน