แม้คุณอาจคุ้นเคยกับชุดขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิม แต่คุณคุ้นเคยกับ กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมหรือไม่ วิธีการทางวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิมเป็นไปตามเส้นทางของการกระทำที่เป็นเส้นตรง รวมถึงการระบุสมมติฐาน การทดลอง รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล และสรุปผล ในขณะที่กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมนั้นยืดหยุ่นกว่ามาก เตรียมวิศวกรรุ่นเยาว์ของคุณให้พร้อมสำหรับความสำเร็จโดยแนะนำให้พวกเขารู้จักกับวิธีคิดที่ยอดเยี่ยมนี้ และลองใช้ความท้าทายหรือโครงการด้านวิศวกรรมเหล่านี้ด้วย

กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับเด็ก

คืออะไร กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม?

วิศวกรมักจะทำตามขั้นตอนการออกแบบ มีกระบวนการออกแบบที่แตกต่างกันมากมายที่วิศวกรทุกคนใช้ แต่แต่ละกระบวนการมีขั้นตอนพื้นฐานเดียวกันในการระบุและแก้ปัญหา

ตัวอย่างของกระบวนการคือ "ถาม จินตนาการ วางแผน สร้าง และปรับปรุง" กระบวนการนี้มีความยืดหยุ่นและอาจเสร็จสิ้นในลำดับใดก็ได้ มาส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาทั้งในห้องเรียนและที่บ้านด้วยบทเรียนเหล่านี้

ถือเป็นวัฏจักรที่ไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดที่แท้จริง มันอาจวนซ้ำและขยายไปสู่กระบวนการออกแบบคู่ขนานที่กลับไปสู่ปัญหาเดิมหรือวิ่งบนเส้นสัมผัสกัน

กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมมีภารกิจเฉพาะเป็นจุดสนใจและมีความสำคัญเนื่องจากช่วยให้วิศวกรสร้างผลลัพธ์ซ้ำได้ สื่อสารผลลัพธ์เหล่านั้นด้วยกับวิศวกรคนอื่น ๆ เมื่อบรรลุเป้าหมาย

กระบวนการออกแบบวิศวกรรมในห้องเรียน

การใช้กระบวนการทางวิศวกรรมในห้องเรียนสามารถทำได้ด้วยระดับชั้นและแผนการสอนที่หลากหลาย การส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์และการแก้ปัญหาด้วยวิธีการลงมือปฏิบัติจริงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจขั้นตอนกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม การใช้คำถามของเราสำหรับแผ่นสะท้อนเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับการประเมินตนเองและแม้แต่การออกแบบใหม่หากจำเป็น

นักเรียนสามารถทำงานร่วมกันหรือเป็นรายบุคคลเพื่อพัฒนาโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความท้าทายหรือโครงการทางวิศวกรรมต่างๆ การให้เกณฑ์ เช่น การจำกัดเวลาหรือการจัดหาสื่อต่างๆ จะช่วยให้นักเรียนคิดได้เร็ว!

ในขณะที่ความท้าทายหรือโครงการด้านวิศวกรรมจำนวนมากของเรามาพร้อมคำแนะนำทีละขั้นตอน คุณยังสามารถให้เด็กๆ ออกแบบได้ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและคิดหาแนวคิดใหม่ๆ หากใช้ได้กับสถานการณ์ในห้องเรียนหรือระดับทักษะของคุณ มิฉะนั้น คำแนะนำจะเป็นจุดเริ่มต้นที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่ต้องการความช่วยเหลือเพิ่มเติม

ขั้นตอนของกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม

โปรดจำไว้ว่าไม่จำเป็นต้องปฏิบัติตามขั้นตอนของกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมเสมอไป ในการสั่งซื้อ อย่างไรก็ตาม คุณควรเริ่มจากปัญหาและสร้างงานออกแบบหรือต้นแบบชิ้นแรกของคุณ จากนั้นจึงทดสอบและปรับปรุง

บ่อยครั้งที่คุณจะเริ่มต้นในเส้นทางเดียว เรียนรู้สิ่งใหม่ๆ หรือพบว่ามีบางอย่างที่ไม่ใช่ทำงานตามที่คุณหวังและคุณจะเริ่มต้นใหม่ สิ่งนี้เรียกว่าการวนซ้ำและมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นมากกว่าหนึ่งครั้ง!

ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนของกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมที่อธิบายไว้สำหรับเด็ก อย่าลืมดาวน์โหลด แผ่นงานกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมที่พิมพ์ได้ ในตอนท้าย เพื่อให้คุณใช้ในโครงการวิศวกรรมของคุณ

คุณยังสามารถใช้แบบง่ายๆ ของเรา (ทุกคนต้องพยายาม) ตัวอย่างการท้าทายการวางไข่แบบคลาสสิก ด้วยวัสดุที่จำเป็นน้อยที่สุด นี่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการใช้เวลา 15 นาที (หรือนานเท่าที่คุณต้องการ) เพื่อให้เด็กๆ ได้อบอุ่นร่างกายกับกระบวนการทางวิศวกรรม

1. ถาม

กำหนดว่าปัญหาคืออะไร เขียนความคิดของคุณหรือพูดคุยกับผู้อื่น

• ปัญหา (หรือความท้าทาย) คืออะไร
• เหตุใดการหาทางออกจึงสำคัญ (โปรดทราบว่าไม่ใช่ทุกความท้าทายหรือ ปัญหาจะแก้ปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงในขณะที่เด็กกำลังเริ่มต้น)?

2. จินตนาการ

ระดมความคิดให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยไม่ตัดสินว่าเป็นความคิดที่ดีหรือไม่ บางครั้งความคิดที่ดีที่สุดของคุณอาจไม่ใช่สิ่งแรกที่คุณนึกถึง

แม้ว่าจะใช้ไม่ได้ (หรือใช้ได้จริง) ในทุกสถานการณ์ แต่คุณสามารถตั้งเป้าหมายที่จะเรียนรู้จากประสบการณ์ของผู้อื่น พูดคุยกับผู้คนเกี่ยวกับแนวคิดของพวกเขาและค้นคว้าว่าโครงการที่คล้ายกันใดที่เคยทำมาก่อน

• วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้คืออะไร
• ฉันต้องการข้อมูลอะไรบ้างรู้ยัง?

3. วางแผน

ตัดสินใจเลือกวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ที่คุณต้องการใช้จากการระดมสมองด้านบน ลองนึกถึงสิ่งที่อาจยากเกี่ยวกับการออกแบบและสิ่งใดที่จะทำให้เป็นแนวคิดที่ดีที่สุดที่จะลองก่อน

เขียนแผนสำหรับโครงการออกแบบของคุณ ระบุวัสดุที่คุณต้องการใช้และวาดไดอะแกรมของสิ่งที่คุณต้องการทำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดป้ายกำกับไดอะแกรมของคุณ หน้าวางแผนสามารถแอบใช้คณิตศาสตร์เล็กน้อยในการวัดและชั่งน้ำหนักและอื่นๆ!

• ฉันต้องใช้วัสดุอะไรบ้าง
• ฉันต้องทำอะไรบ้าง

หมายเหตุ: คุณอาจอุทิศเวลาเพียง 2-5 นาทีให้กับช่วงจินตนาการ/วางแผน ซึ่งก็ไม่เป็นไร! หากมีเวลา คุณสามารถย้อนกลับและลองแผนอื่นใหม่ได้ตลอดเวลา!

4. สร้าง

สร้างต้นแบบและทดสอบ ต้นแบบเป็นเวอร์ชันแรกของโซลูชันของคุณ การทดสอบจะช่วยให้คุณเรียนรู้ว่าคุณต้องการให้การออกแบบขั้นสุดท้ายของคุณออกมาเป็นอย่างไร ไม่เป็นไรถ้าต้นแบบไม่สมบูรณ์แบบหรือคุณต้องวนกลับมาและคิดแผนใหม่!

หมายเหตุ: นี่เป็นพื้นที่ที่คุณสามารถจำกัดเวลาไว้ที่ 15-20 นาทีหากจำเป็น และใช้คำถาม ด้านล่างเป็นประเด็นพูดคุย 3-5 นาที

5. ปรับปรุง

เมื่อคุณได้ทดสอบการออกแบบของคุณแล้ว ให้พิจารณาว่าคุณต้องปรับปรุงอะไรบ้าง ขั้นตอนสุดท้ายเหล่านี้อาจทำซ้ำได้หลายครั้งจนกว่าคุณจะได้การออกแบบขั้นสุดท้าย

คำถามต่อไปนี้เหมาะสำหรับสะท้อนประสบการณ์และกระตุ้นให้เด็กๆ สื่อสารสิ่งที่ทำไปแล้วและให้พวกเขาคิดว่าจะทำอย่างไรให้ดีขึ้นในครั้งต่อไป

• อะไรได้ผลและอะไรไม่ได้ผล
• ฉันสามารถเปลี่ยนแปลงอะไรได้บ้างเพื่อปรับปรุงการออกแบบของฉัน
• ฉันได้แก้ปัญหาแล้วหรือยัง
• ถ้าฉันทำมันได้ ฉันจะทำอะไรให้ต่างออกไป
• ถ้าฉันมีเวลามากกว่านี้ ฉันอยากจะ...

รับ ชุดกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม 8 หน้าฟรี

ตัวอย่างกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม

มาฝึกขั้นตอนของกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยหนึ่งในกิจกรรมทางวิศวกรรมที่สนุกและง่ายเหล่านี้ ด้านล่าง. คลิกที่แต่ละโครงการเพื่อดูกิจกรรมทั้งหมด!

โครงการ EGG DROP

ปกป้องไข่ของคุณไม่ให้แตกเมื่อตกจากที่สูง คุณจะได้ไอเดียอะไรบ้าง? ดูรูปแบบต่างๆ ของเราที่ทำให้โครงการนี้เป็นโครงการวิศวกรรมที่สมบูรณ์แบบสำหรับเด็กเล็กและเด็กโต

เครื่องยิงเครื่องบินกระดาษ

ออกแบบและสร้างอุปกรณ์ที่จะปล่อยเครื่องบินกระดาษ คุณสามารถปล่อยเครื่องบินกระดาษได้ไกลแค่ไหน? สร้างต้นแบบแล้วทดสอบเลย!

PAPER BRIDGE

คุณสามารถสร้างสะพานโดยใช้กระดาษเพียงอย่างเดียวได้ ทดสอบโดยดูว่าสามารถเก็บเหรียญได้กี่เพนนี ประเมินการออกแบบของคุณและทำการปรับปรุง

STRAW BOATS

ออกแบบเรือที่ทำจากฟางและเทป และดูว่ามันสามารถรองรับสิ่งของได้กี่ชิ้นก่อนที่จะถึงจมลง

ทรัพยากรด้านวิศวกรรมที่เป็นประโยชน์มากขึ้น

วิศวกรคืออะไร

นักวิทยาศาสตร์เป็นวิศวกรหรือไม่ วิศวกรเป็นนักวิทยาศาสตร์หรือไม่? อาจจะไม่ค่อยชัด! บ่อยครั้งที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรทำงานร่วมกันเพื่อแก้ปัญหา คุณอาจพบว่ามันยากที่จะเข้าใจว่าพวกเขามีความเหมือนแต่แตกต่างกันอย่างไร เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ วิศวกรคืออะไร

หนังสือเกี่ยวกับวิศวกรรมสำหรับเด็ก

บางครั้งวิธีที่ดีที่สุดในการแนะนำ STEM ก็คือการใช้หนังสือที่มีภาพประกอบสีสันสดใสพร้อมตัวละครที่เด็กๆ ของคุณสามารถเชื่อมโยงได้ ! ตรวจสอบรายชื่อ หนังสือวิศวกรรมที่รับรองโดยครู อันยอดเยี่ยมนี้ และเตรียมพร้อมที่จะจุดประกายความอยากรู้อยากเห็นและการสำรวจ!

คำศัพท์เกี่ยวกับวิศวกรรม

คิดอย่างวิศวกร! พูดเหมือนวิศวกร! ทำตัวเหมือนวิศวกร! ให้เด็กๆ เริ่มต้นด้วยรายการคำศัพท์ที่แนะนำ คำศัพท์ทางวิศวกรรม ที่ยอดเยี่ยม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รวมไว้ในความท้าทายหรือโครงการทางวิศวกรรมครั้งต่อไปของคุณ

คลิกที่ภาพด้านล่างหรือที่ลิงก์เพื่อดูกิจกรรมทางวิศวกรรมเพิ่มเติมสำหรับเด็ก