การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา ตอนที่ 4
4. กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้เกิดความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาได้อย่างไร
การออกแบบการเรียนการสอนที่มีการนำกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเข้ามาใช้ร่วมในการจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสาคัญนั้นจะช่วยส่งเสริม ให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ผ่านการลงมือปฏิบัติจริงเพื่อแก้ปัญหาจากสถานการณ์ที่ประสบอย่างเป็นขั้นตอนตามกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม โดยในแต่ละขั้นตอนนั้นจะเป็นการฝึกฝนผู้เรียนให้เกิดทักษะทางด้านความคิดสร้างสรรค์ ดังนี้
ขั้นที่ 1 ระบุปัญหา เป็นขั้นตอนของการทำความเข้าใจและวิเคราะห์ปัญหาจากสถานการณ์ เพื่อกำหนดเป็นประเด็นปัญหาที่ต้องทำการแก้ไข โดยเครื่องมือที่จะนำไปใช้ในการดำเนินการในขั้นตอนนี้ได้แก่ ผังก้างปลา ทักษะการตั้งคำถาม 5W1H การระดมสมอง เป็นต้น ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวนี้ จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น
- ความคิดริเริ่ม สำหรับการคิดมองปัญหาที่ต่างออกไปจากเดิม หรือมองต่างมุม ซึ่งส่งผลให้ผู้เรียนเกิดความเข้าใจในปัญหาที่ตรงกับสถานการณ์ที่ตนเองประสบ
- ความคิดคล่อง สาหรับการกำหนดประเด็นปัญหา และสามารถเชื่อมโยงสิ่งที่คิดกับความรู้หรือประสบการณ์เดิมของตนเองได้อย่างรวดเร็วและได้ข้อมูลจำนวนมาก
- ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดให้ได้ข้อมูลที่เป็นรายละเอียดเกี่ยวกับกรอบของปัญหา อันจะส่งผลให้สามารถขยายข้อมูลของประเด็นปัญหาที่จะสามารถนำไปใช้เป็นแนวทางในการศึกษาและรวบรวมข้อมูลต่อไป
ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา เป็นขั้นตอนของการศึกษา ค้นคว้า และทำการรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา โดยเครื่องมือที่สามารถนำมาใช้ได้ในขั้นที่ 2 นี้มีได้หลายรูปแบบ แต่ที่นิยมและสามารถพบเห็นได้ทั่วไปคือรูปแบบของการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การระดมสมอง และการทำแผนที่ความคิดเพื่อรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับประเด็นปัญหา ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวนี้ จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น
- ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดพิจารณาเกี่ยวกับการคัดเลือกแหล่งข้อมูลที่จะนำมาใช้ การพิจารณาเกี่ยวกับข้อมูลและสารสนเทศที่รวบรวมมานั้นสามารถนำมาใช้ในการสนับสนุนการแก้ปัญหาได้เพียงพอ
- ความคิดยืดหยุ่น สำหรับการคิดหาข้อมูลหลายประเภทที่จะนำมาใช้ประกอบการพิจารณาตัดสินใจเลือกวิธีการแก้ปัญหา
นอกจากนี้ในขั้นที่ 2 ยังรวมถึงการพิจารณาและตัดสินใจเลือกแนวทางหรือวิธีการแก้ปัญหาที่เหมาะสมและสอดคล้องกับปัญหาโดยผู้เรียนจะกำหนดแนวทางการแก้ปัญหาจากนั้นจึงใช้กระบวนการตัดสินใจเลือกแนวทางแก้ไขปัญหาที่เหมาะสมที่สุดโดยพิจารณาจากข้อมูลที่ได้ทำการรวบรวมไว้ ซึ่งผู้เรียนอาจใช้วิธีการสร้างตารางตัดสินใจ ซึ่งวิธีการนี้จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น ความคิดยืดหยุ่น สำหรับการคิดหาและตัดสินใจเลือกแนวทางในการแก้ปัญหาภายใต้กรอบเงื่อนไขของสถานการณ์ปัญหา ได้แก่ การที่ผู้เรียนคิดได้หลากหลายเกี่ยวกับแนวทางการแก้ปัญหาไม่ว่าจะเป็นในเรื่องของอุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างสำหรับการแก้ปัญหา หรือการมีข้อจำกัดในเรื่องของเวลา เป็นต้น
ขั้นที่ 3 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา เป็นขั้น ของถ่ายทอดแนวคิดของการแก้ปัญหา ซึ่งสามารถ ทำได้ด้วยการใช้ซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบเพื่อสื่อสารแนวคิดให้ผู้อื่นเข้าใจ ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวนี้ จะเป็นสิ่งที่ช่วยฝึกให้ผู้เรียนเกิดความคิดสร้างสรรค์ ในบางลักษณะ เช่น
- ความคิดริเริ่ม สำหรับการคิดเพื่ออก แบบชิ้นงานให้มีความแปลกใหม่ไม่ซ้ าใคร และ สามารถใช้ประโยชน์หรือแก้ปัญหาได้
- ความคิดยืดหยุ่น สำหรับการคิดหาสิ่ง ทดแทนเพื่อนำมาใช้ประกอบการออกแบบเพื่อแก้ปัญหา
- ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดใน รายละเอียดรอบด้านเพื่อความสมบูรณ์ของชิ้นงาน หรือวิธีการที่จะนำมาใช้แก้ปัญหา
ขั้นที่ 4 วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา การวางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา เป็นขั้นตอนที่ประกอบด้วยการทำงาน 2 ส่วน คือ
1) การวางแผนการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการที่จะน ามาใช้ในการแก้ปัญหา ไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนของการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการ การเลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ และเครื่องมือต่างๆ ซึ่งการวางแผนการท างานจะเป็นการช่วยผู้เรียนได้ฝึกความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น
- ความคิดยืดหยุ่น ส าหรับหรับการคิดดัดแปลงและออกแบบชิ้นงาน จากวัสดุที่
สามารถหาได้ง่ายในท้องถิ่น - ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิดและออกแบบชิ้นงานโดยมีการใส่รายละเอียดเพื่อตกแต่งหรือขยายความคิดของชิ้นงานให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น
2) การดำเนินการแก้ปัญหา คือการลงมือสร้างชิ้นงานหรือวิธีการตามแบบที่ได้ทำการร่างไว้
ขั้นที่ 5 ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุง แก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน เป็นขั้นตอนของ การตรวจสอบชิ้นงานในประเด็นต่างๆ ได้แก่ ชิ้นงานที่สร้างขึ้นมีรูปแบบตรงกับแบบร่างหรือไม่ ชิ้นงานที่สร้างขึ้นสามารถทำงานได้หรือไม่ เป็นต้น ซึ่งขั้นการทดสอบนี้จะเป็นการช่วยผู้เรียนได้ฝึก ความคิดสร้างสรรค์ในบางลักษณะ เช่น ความคิดละเอียดลออ สำหรับการคิด เกี่ยวกับประเด็นปัญหาที่เกิดขึ้นจากการทดสอบว่า มาจากสาเหตุใด และจะมีวิธีการแก้ไขอย่างไร
ขั้นที่ 6 นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน เป็นขั้นตอนของการสื่อสาร ถึงผลที่เกิดขึ้นกับการพัฒนาชิ้นงานหรือวิธีการเพื่อ แก้ปัญหาไปยังผู้รับฟัง เพื่อสื่อสารให้ผู้อื่นเข้าใจ โดยขั้นตอนนี้จำเป็นต้องมีการเลือกวิธีการนำเสนอข้อมูลที่เข้าใจง่ายและน่าสนใจ
ดังนั้นความคิดสร้างสรรค์ที่เกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมนั้นเกิดจากการที่ผู้เรียนได้ฝึกเริ่มต้นจาก การวิเคราะห์ปัญหา สังเคราะห์ จนสามารถนำไปสู่ การพัฒนาเป็นความคิดสร้างสรรค์ของผู้เรียนได้
นอกจากนี้การจัดการเรียนการสอนตาม กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้ ผู้เรียนเกิดการ ฝึกทักษะการแก้ปัญหาโดยผู้เรียน ได้ฝึกทักษะผ่านการลงมือปฏิบัติจริงเพื่อแก้ปัญหาจากสถานการณ์ที่ประสบอย่างเป็นขั้นตอน ซึ่งกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจะช่วยให้ เกิดการฝึกทักษะการแก้ปัญหาได้ดังนี้
1) การฝึกทำความเข้าใจกับปัญหา เพื่อให้ทราบว่าปัญหาคืออะไร และมีเงื่อนไขของปัญหาตรงส่วนใด
2) การฝึกวางแผนและออกแบบการแก้ปัญหาโดยเริ่มจากการรวบรวมข้อมูลที่ เกี่ยวข้อง แล้วนำข้อมูลที่ได้มาใช้ประกอบการ ตัดสินใจเลือกวิธีการแก้ปัญหา
3) การฝึกดำเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่ ได้วางไว้ในแต่ละขั้น จากนั้นจึงทำการทดสอบผลที่เกิดขึ้นจากการดำเนินการ เช่น การทดสอบ ชิ้นงานที่สร้างขึ้นมาเพื่อแก้ไขปัญหาหากพบว่า ชิ้นงานที่สร้างขึ้นยังมีข้อบกพร่องก็ให้ทำการปรับปรุงแก้ไขอีกครั้ง
4) สรุปและประเมินผลการแก้ปัญหา โดย ประเมินผลที่เกิดขึ้นว่าชิ้นงานหรือวิธีการที่สร้าง ขึ้นมานั้นสามารถแก้ปัญหาได้จริงหรือไม่
อีกทั้งกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม และกระบวนการแก้ปัญหามีความสอดคล้องกัน ดังตาราง
ซึ่งหากมีการใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในการจัดการเรียนการสอนก็เท่ากับเป็นการฝึกให้ผู้เรียนได้เรียนรู้กระบวนการแก้ปัญหาดังนั้นในการจัดการเรียนการสอนหากมีการส่งเสริมและสนับสนุนให้มีการใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในการแก้ปัญหาจาก สถานการณ์ต่างๆ ก็จะเป็นการช่วยฝึกให้ผู้เรียน เกิดทักษะในการคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหาได้อีกแนวทางหนึ่งด้วย
อ่านต่อ ตอนที่ 5 ผลที่เกิดจากการเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา….
บทความโดย นางสาวสุธิดา การีมี
(จากซ้ายไปขวา) ดร.นิวรรณ วัฒนกิจรุ่งโรจน์ อาจารย์อรรถสิทธิ์ เมตตานันท ผศ.ดร.อรรถสิทธิ์ สุรฤกษ์ ผศ.ดร.จิตร์ทัศน์ ฝักเจริญผล อาจารย์วชิรพรรณ ทองวิจิตร
