ภารกิจออกแบบเชิงวิศวกรรม

หอคอย
สูงและมั่นคง

คิด • สร้าง • ทดสอบ • เรียนรู้

กลุ่มครูยืนชมตัวอย่างหอคอยกระดาษสูง
ภาพตัวอย่าง: จุดเริ่มต้นของภารกิจออกแบบ
กด → เพื่อเริ่มกิจกรรม · N เปิดโน้ตวิทยากร · F เต็มจอ

โจทย์ท้าทาย

สร้างหอคอยที่สูงที่สุด
โดยต้องยืนได้ด้วยตัวเอง

ใช้วัสดุที่ได้รับ ภายในเวลาที่กำหนด และบันทึกผลการทดสอบอย่างเป็นระบบ

คำถามนำ

อะไรทำให้โครงสร้าง “สูง” และ “มั่นคง” เกิดขึ้นพร้อมกันได้?

หอคอยกระดาษตั้งได้ด้วยตัวเองและมีไม้บรรทัดวัดความสูง
สูงได้ แต่ต้องยืนได้ด้วยตัวเอง

เป้าหมายการเรียนรู้

เราไม่ได้แค่สร้างหอคอย
เรากำลังฝึกคิดแบบวิศวกร

คิดตั้งสมมติฐานและออกแบบ
ทำสร้างต้นแบบร่วมกัน
วัดเก็บข้อมูลจากการทดสอบ
ปรับอธิบายและพัฒนางาน

เตรียมพร้อม

ทีมละ 4–5 คน
หนึ่งชุดวัสดุเท่ากัน

  • กระดาษ A4 20 แผ่น
  • เทปกาวยาวรวม 1 เมตร
  • กรรไกร 1 อัน และไม้บรรทัด 1 อัน
  • แบบบันทึกผล 1 ชุดต่อทีม

แบ่งบทบาท

ผู้ออกแบบ · ผู้สร้าง · ผู้จับเวลา · ผู้บันทึก · ผู้สังเกต

ปรับรายการวัสดุให้ตรงกับชุดที่ผู้จัดเตรียมจริง

ชุดวัสดุกระดาษ เทป กรรไกร ไม้บรรทัด และแบบบันทึกบนโต๊ะทีม
เตรียมวัสดุเท่ากันทุกทีม

กติกา 5 ข้อ

ชัดก่อนเริ่ม
ยุติธรรมทุกทีม

  1. ใช้เฉพาะวัสดุที่ได้รับ
  2. หอคอยต้องยืนได้โดยไม่พิงสิ่งอื่น
  3. ฐานต้องอยู่บนโต๊ะหรือพื้นราบ
  4. หมดเวลาให้หยุดมือทันที
  5. ต้องยืนได้อย่างน้อย 10 วินาทีจึงวัดผล
หอคอยกระดาษยืนบนโต๊ะโดยมือทั้งสองข้างปล่อยออก
ปล่อยมือและยืนได้ครบ 10 วินาที

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

ทุกการทดสอบคือข้อมูล
ไม่ใช่คำตัดสิน

01

ถาม

เงื่อนไขและข้อจำกัดคืออะไร?

02

คิด

แบบใดน่าจะสูงและมั่นคง?

03

สร้าง

ทำต้นแบบตามแนวคิด

04

ทดสอบ

วัดผลตามเกณฑ์เดียวกัน

05

ปรับ

ใช้หลักฐานพัฒนาแบบ

รอบคิดและร่างแบบ

คุยให้เห็นภาพเดียวกัน
ก่อนแตะวัสดุ

03:00
ทีมครูกำลังอภิปรายแบบร่างหอคอยก่อนเริ่มใช้วัสดุ
เห็นภาพเดียวกัน ก่อนแตะวัสดุ

รอบสร้างต้นแบบ

สร้าง • ทดลอง • ปรับ

15:00

เตือนเมื่อเหลือ 10 นาที · 5 นาที · 1 นาที

ทีมครูช่วยกันม้วนและประกอบกระดาษเป็นหอคอย
สร้าง ทดลอง และปรับไปพร้อมกัน

หมดเวลา

หยุดมือ!

ถอยออกจากโต๊ะ 1 ก้าว
เตรียมทดสอบตามลำดับทีม

ผลการทดสอบ

วัดเหมือนกันทุกทีม
เพื่อเปรียบเทียบได้

รายการผลการวัด
ความสูง_____ เซนติเมตร
จำนวนชั้น_____ ชั้น
เวลาที่ใช้_____ นาที

ประเมินความมั่นคง

ดีมาก — ยืนมั่นคง
ดี — ไหวเล็กน้อย
พอใช้ — ยืนได้แต่เสี่ยงล้ม
ควรปรับปรุง — ยืนไม่ครบ 10 วินาที
ผู้ดำเนินกิจกรรมวัดความสูงหอคอยและจับเวลาอย่างเป็นระบบ
วัดด้วยวิธีเดียวกันทุกทีม

บันทึกผลร่วมกัน

ข้อมูลช่วยให้เราเห็น
มากกว่าความรู้สึก

ทีมความสูง (ซม.)จำนวนชั้นเวลา (นาที)ความมั่นคงสิ่งที่เด่น

คิดจากหลักฐาน

แบบที่ได้ผล
มีอะไรเหมือนกัน?

โครงสร้าง

ฐาน รูปทรง จุดต่อ การกระจายน้ำหนัก

กระบวนการ

การวางแผน การแบ่งงาน การทดลองย่อย การปรับแบบ

ครูสองคนเปรียบเทียบหอคอยที่มั่นคงกับหอคอยที่เอียง
เปรียบเทียบโครงสร้างจากหลักฐาน

สรุปผลการเรียนรู้

สิ่งที่ค้นพบจากกิจกรรม

1. หลักฐานจากการทดสอบบอกเราว่า…
2. แบบของเราทำงานได้ดีเมื่อ…
3. หากสร้างใหม่ เราจะเปลี่ยน… เพราะ…

Reflection

วันนี้คุณได้เรียนรู้อะไร
เกี่ยวกับ STEM ผ่านการลงมือทำ?

คิดคนเดียว 1 นาที → แลกเปลี่ยนกับคู่ 2 นาที → แชร์ทั้งห้อง 2–3 ประเด็น

มองย้อนประสบการณ์

ช่วงไหนที่ทำให้คุณ
“คิดใหม่” มากที่สุด?

เติมประโยคให้จบ

“สิ่งที่ประทับใจมากที่สุด คือ…”

อาจเป็นความคิดของทีม ความผิดพลาด การเปลี่ยนแบบ หรือคำถามที่ยังอยากค้นต่อ

จากผู้เรียน → สู่ผู้ออกแบบการเรียนรู้

ถ้าจะนำกิจกรรมนี้
ไปใช้กับผู้เรียนของคุณ…

  1. จะเชื่อมกับเนื้อหาใด?
  2. จะปรับวัสดุ เวลา หรือความยากอย่างไร?
  3. จะเก็บหลักฐานการเรียนรู้อะไร?
  4. จะใช้คำถามใดแทนการบอกคำตอบ?

บทสรุป

หอคอยอาจล้มได้
แต่การเรียนรู้ต้องตั้งอยู่
บน หลักฐาน

ออกแบบ → ลงมือทำ → วัดผล → สะท้อนคิด → ปรับใช้