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 หรือการประกอบอาชีพอิสระนั้นไม่ได้เพียงแค่หลักทฤษฎี แต่ส่วนใหญ่จะเน้นในด้านทักษะการปฏิบัติ การใช้ทักษะในการวางแผน การออกแบบ การทดสอบ และการปรับปรุงแก้ไข ซึ่งมีความสำคัญในการทำงาน อีกทั้งเป็นเครื่องมือที่จำเป็นยิ่งในการพัฒนาตนเองและความก้าวหน้าในตำแหน่งหน้าที่ของบัณฑิต ดังนั้นในการเรียนการสอนจึงต้องให้ความสำคัญเน้นไปที่การสร้างทักษะการปฏิบัติงานทางด้านวิศวกรรม ดังข้อต่อไปนี้
(1) มีทักษะในการบริหารจัดกสรด้านเวลา เครื่องมือ อุปกรณ์และวิธีการได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(2) มีทักษะในการปฏิบัติงานกลุ่ม มีการแบ่งหน้าที่ความรับผิดชอบและมีความร่วมมือกันเป็นอย่างดี
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