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 การทำโครงการออกแบบทางวิศวกรรมกรรม การกำหนดปัญหา ขั้นตอนการออกแบบ การระดมสมอง การหาผลเฉลยทางเลือกโดยใช้การสร้างสรรค์ เทคนิคการวิเคราะห์และการสังเคราะห์ทางวิศวกรรม การยอมรับและตัดสินใจผลของการออกแบบ การกำหนดสเปค การเลือกใช้วัสดุ  การเลือกกระบวนการผลิต การนำเสนอทั้งปากเปล่า แบบร่าง การเขียนแบบสั่งงาน  การสร้างและวิเคราะห์แบบจำลอง คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบและวิศวกรรม
 วันพุธเวลา 15.00 – 16.00 น.
นักศึกษามีคุณธรรม จริยธรรมเพื่อให้สามารถดำเนินชีวิตร่วมกับผู้อื่นในสังคมได้อย่างราบรื่น และประพฤติตนโดยคำนึงถึงประโยชน์ของส่วนรวมโดยส่งเสริมให้นักศึกษาสามารถพัฒนาคุณธรรม จริยธรรมไปพร้อมกับวิทยาการต่าง ๆ ดังนี้   1. มีจิตสำนึกสาธารณะและตระหนักในคุณค่าของคุณธรรม จริยธรรม 2. มีจรรยาบรรณทางวิชาการหรือวิชาชีพ 3. มีวินัย ขยัน อดทน ตรงต่อเวลา และความรับผิดชอบต่อตนเอง สังคม และสิ่งแวดล้อม 4. เคารพในคุณค่าและศักดิ์ศรีของความเป็นมนุษย์
เน้นการเสริมความเชื่อมโยงของเนื้อหาในรายวิชาเข้ากับตัวอย่างงานวิศวกรรม ตั้งคำถาม และให้นักศึกษามีส่วนร่วมแสดงความคิดเห็นในชั้นเรียน โดยเน้นการเรียนรู้จากเพื่อนสู่เพื่อน ให้การบ้าน งานฝึกปฏิบัติ กำหนดระยะเวลาส่งที่แน่นอน สนับสนุนให้เกิดการเรียนรู้เป็นกลุ่มเพื่อร่วมกันศึกษาหน่วยเรียนต่างๆ
ตั้งคำถามและสังเกตจากการตอบคำถามในชั้นเรียน ประเมินพฤติกรรมในชั้นเรียนของนักศึกษา ความสม่ำเสมอของการส่งการบ้านและความถูกต้อง
1. นักศึกษามีความรู้และความเข้าใจด้านทฤษฎีเกี่ยวกับพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ เพื่อการประยุกต์ใช้กับงานด้านวิศวกรรมศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง  2. สามารถวิเคราะห์และแก้ไขปัญหา ด้วยวิธีการที่เหมาะสม รวมถึงการประยุกต์ใช้เครื่องมือที่เหมาะสม เช่น โปรแกรมคอมพิวเตอร์ เป็นต้น 3. สามารถบูรณาการความรู้ในสาขาวิชาที่ศึกษากับความรู้ในศาสตร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง
จัดทำแผนการสอนตามรูปแบบ มคอ. 3 จัดการเรียนการสอนที่ผนวกการอภิปรายร่วมกับการแก้ปัญหา ฝึกปฏิบัติ สังเกตพฤติกรรม การตอบคำถาม ความเข้าใจของนักศึกษา ออกแบบการสอนที่สามารถปรับให้เข้ากับผู้เรียน และปรับเปลี่ยนเพื่อให้เหมาะสม กิจกรรมกลุ่มเพื่อการออกแบบและสร้างต้นแบบ วิเคราะห์ผลสัมฤทธิ์จากคะแนนสอบ และความพึงพอใจของนักศึกษาตอนท้ายภาคเรียน
การทดสอบย่อยพฤติกรรมของนักศึกษาในชั้นเรียน ความสามารถในการการร่างแบบ และการเขียนแบบด้วยมือเปล่า กิจกรรมกลุ่มเน้นการออกแบบและสร้างโมเดลในงานวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพ ผลสอบกลางภาค ผลสอบปลายภาค
มีความคิดอย่างมีวิจารณญาณที่ดี สามารถรวบรวม ศึกษา วิเคราะห์ และสรุปประเด็น ปัญหาและความต้องการ สามารถคิด วิเคราะห์ และแก้ไขปัญหาทางด้านวิศวกรรมอย่างมีระบบ รวมถึงการใช้ข้อมูลประกอบการตัดสินใจในการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีจินตนาการและมีความยืดหยุ่ยในการปรับใช้องค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องอย่างเหมาะสมในการพัฒนานวัตกรรมหรือต่อยอดองค์ความรู้ จากเดิมได้อย่างสร้สงสรรค์ สามารถสืบค้นข้อมูลและแสวงหาความรู้เพิ่มเติมได้ด้วยตนเอง เพื่อการเรียนรู้ตลอดชีวิต และทันต่อการเปลี่ยนแปลงทางองค์ความรู้และเทคโนโลยีใหม่ๆ
อภิปรายทฤษฎีควบคู่กับกรณีศึกษา เสริมทักษะการอ่านและวิเคราะห์ให้รู้จักตั้งคำถาม สรุปองค์ความรู้เป็นแผนผังความคิด
สอบการตอบสนองในชั้นเรียน สังเกตพฤติกรรมการทำงาน และการทำงานร่วมกัน ประเมินจากการตรวจข้อสอบ ประเมินจากการทำโครงงานย่อย  แก้ไข
1. มีมนุษยสัมพันธ์และมารยาทสังคมที่ดี 2. มีภาวะความเป็นผู้นำและผู้ตาม 3. สามารถทำงานเป็นทีมและแก้ไขข้อขัดแย้งได้อย่างเหมาะสม 4. สามารถใช้ความรู้ในศาสตร์มาช่วยเหลือสังคมในประเด็นที่เหมาะสม
จับกลุ่มทำแบบฝึกหัด นักศึกษาตอบคำถามและแสดงความคิดเห็น ให้แบบฝึกหัดทบทวนเป็นการบ้าน 
สังเกตพฤติกรรมการทำงานกลุ่มและในชั้นเรียน ประเมินจากความถี่และเวลาในการส่งงาน  
นักศึกษามีความรู้และมีทักษะในการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อเป็นเครื่องมือในการ ปฏิบัติงาน การติดต่อสื่อสารและการพัฒนาตนเอง โดยนักศึกษามีคุณสมบัติ ดังนี้ 1. เลือกใช้วิธีการและเครื่องมือสื่อสารได้เหมาะสม 2. สืบค้น ศึกษา วิเคราะห์และประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเพื่อแก้ไขปัญหาอย่าง เหมาะสม 3. ใช้ภาษาไทยและภาษาต่างประเทศ ในการสื่อสารได้อย่างถูกต้องตาม กาลเทศะ และสอดคล้องกับวัฒนธรรมสากล การวัดและประเมินผลอาจจัดทำในระหว่างการสอนโดยการจัดกิจกรรมให้ นักศึกษาได้ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการศึกษาค้นคว้าข้อมูลเพื่อน ามาเรียบเรียง นำเสนอและอภิปราย แสดงความคิดเห็นในกลุ่ม หรือจัดกิจกรรมให้นักศึกษาใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเป็นเครื่องมือในการ ติดต่อสื่อสาร หรือนำเสนอผลงานต่าง ๆ
จัดกิจกรรมการเรียนรู้ในรายวิชาต่างๆ ให้นักศึกษาได้วิเคราะห์สถานการณ์จำลอง และสถานการณ์เสมือนจริง และนำเสนอการแก้ปัญหาที่เหมาะสมเรียนรู้เทคนิค การประยุกต์เทคโนโลยีสารสนเทศในหลากหลายสถานการณ์ที่สามารถประยุกต์ใช้ในห้องปฏิบัติการ ส่งเสริมการค้นคว้า เรียบเรียงข้อมูล และนำเสนอให้ผู้อื่นเข้าใจได้ถูกต้อง และให้ความสำคัญในการอ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล
ประเมินจากเทคนิคการนำเสนอโดยใช้ทฤษฎีการเลือกใช้เครื่องมือทางเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือคณิตศาสตร์และสถิติที่เกี่ยวข้องทางวิศวกรรมศาสตร์ ประเมินจากความสามารถในการอธิบายถึงข้อจำกัด เหตุผลในการเลือกใช้เครื่องมือต่างๆ การอภิปราย กรณีศึกษาต่างๆ ที่มีการนำเสนอต่อชั้นเรียน สังเกตพฤติกรรมนักศึกษาด้านความมีเหตุผลและมีการบันทึกเป็นระยะ
1. มีทักษะในการบริหารจัดการในด้านเวลา เครื่องมือ อุปกรณ์และวิธีการได้อย่างมีประสิทธิภาพ  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. คุณธรรม จริยธรรม 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 ENGAG122 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 สอบปลายภาค 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