Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. Một số phương pháp và kĩ thuật chung hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
- 1. Phương pháp động não (Brainstorming)
- 2. Phương pháp sơ đồ tư duy (Mindmap)
- 3. Phương pháp điều tra
- 5. Phương pháp SCAMPER
- II. Các phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
- III. Áp dụng các phương pháp, phương tiện vào thiết kế kĩ thuật
- Vận dụng
Câu hỏi mở đầu trang 119
Đề bài: Quá trình thiết kế kĩ thuật gắn liền với tư duy thiết kế và quy trình thiết kế kĩ thuật gồm nhiều bước. Trong mỗi bước, có thể sử dụng phương pháp, kĩ thuật và các phương tiện nào để quá trình thiết kế kĩ thuật đạt hiệu quả cao, tạo ra sản phẩm tối ưu và vượt trội?
Lời giải:
Trong mỗi bước của quy trình thiết kế kĩ thuật, có thể sử dụng nhiều phương pháp, kĩ thuật và phương tiện hỗ trợ khác nhau:
Các phương pháp, kĩ thuật chính:
- Phương pháp động não (Brainstorming).
- Phương pháp sơ đồ tư duy (Mindmap).
- Phương pháp điều tra.
- Kĩ thuật đặt câu hỏi (5W1H).
- Phương pháp SCAMPER.
Các phương tiện hỗ trợ chính:
- Vật dụng ghi chép: giấy, bút màu, bút nhớ,…
- Thiết bị điện tử và phần mềm: máy tính, điện thoại, phần mềm AutoCAD, SolidWorks, SketchUp,…
- Dụng cụ đo: thước, com pa, ê ke, đồng hồ bấm giờ,…
- Vật liệu và dụng cụ gia công: cưa, dũa, máy khoan, máy in 3D,…
→ Sử dụng linh hoạt các phương pháp và phương tiện này sẽ giúp quá trình thiết kế đạt hiệu quả cao, sản phẩm tối ưu, sáng tạo và vượt trội.
I. Một số phương pháp và kĩ thuật chung hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
1. Phương pháp động não (Brainstorming)
Luyện tập mục I (1) trang 119
Đề bài: Cùng với các bạn khác trong nhóm, sử dụng phương pháp động não để xác định một vấn đề về ảnh hưởng của tư thế ngồi của học sinh khi học tới sức khoẻ của các em.
Lời giải:
Áp dụng phương pháp động não (Brainstorming), em và các bạn trong nhóm có thể đưa ra các ý tưởng về ảnh hưởng của tư thế ngồi học sai tới sức khoẻ:
Ảnh hưởng đến hệ xương – cơ:
- Gây cong vẹo cột sống, gù lưng.
- Mỏi vai, đau cổ, đau lưng kéo dài.
- Lệch xương vai, lệch hông.
Ảnh hưởng đến mắt:
- Gây cận thị, loạn thị do mắt quá gần vở.
- Mỏi mắt, nhức đầu khi học lâu.
Ảnh hưởng đến hệ tiêu hoá và hô hấp:
- Ngồi gập người chèn ép dạ dày, gây khó tiêu.
- Lồng ngực bị ép, khó thở sâu, giảm cung cấp oxy.
Ảnh hưởng đến học tập:
- Giảm khả năng tập trung, mau mệt mỏi.
- Hiệu quả học tập kém đi.
→ Vấn đề được xác định: Cần có giải pháp giúp học sinh giữ tư thế ngồi học đúng, phòng ngừa các bệnh về cột sống và mắt.
2. Phương pháp sơ đồ tư duy (Mindmap)
Luyện tập mục I (2) trang 120
Đề bài: Hãy lập sơ đồ tư duy thể hiện những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế một chiếc bàn học sinh tiểu học.
Lời giải:
Sơ đồ tư duy về “Thiết kế bàn học sinh tiểu học” với chủ đề trung tâm là “BÀN HỌC TIỂU HỌC”, gồm các nhánh chính sau:
| Nhánh chính | Nội dung chi tiết |
|---|---|
| 1. Kích thước | Chiều cao bàn (50 – 55 cm), chiều rộng, chiều dài phù hợp với trẻ tiểu học. |
| 2. Vật liệu | Gỗ tự nhiên, gỗ MDF, nhựa cao cấp; an toàn, không độc hại, chống nước. |
| 3. Chức năng | Bàn học chính, bàn vẽ, ngăn đựng sách vở, móc treo cặp,… |
| 4. An toàn | Bo tròn các góc; chống lật, chống trơn trượt; sơn không chì. |
| 5. Tính thẩm mĩ | Màu sắc tươi sáng (xanh, hồng, vàng), hoạ tiết hoạt hình phù hợp trẻ em. |
| 6. Tiện ích | Điều chỉnh được chiều cao; gấp gọn; có đèn học; ngăn kéo. |
| 7. Tài chính | Giá thành phù hợp (1 – 3 triệu đồng), tương xứng với chất lượng. |
| 8. Môi trường | Vật liệu tái chế được, ít chất thải khi sản xuất. |
3. Phương pháp điều tra
Luyện tập mục I (3) trang 120
Đề bài: Đề xuất các câu hỏi và lập kế hoạch phỏng vấn phụ huynh, học sinh về mong muốn của phụ huynh, học sinh về chiếc bàn học của học sinh tiểu học.
Lời giải:
1. Câu hỏi phỏng vấn phụ huynh:
| STT | Câu hỏi |
|---|---|
| 1 | Anh/chị mong muốn bàn học có kích thước như thế nào (phù hợp với chiều cao của bé)? |
| 2 | Anh/chị thích vật liệu gì (gỗ, nhựa, kim loại)? Vì sao? |
| 3 | Mức giá anh/chị có thể chi trả cho một chiếc bàn học là bao nhiêu? |
| 4 | Bàn học cần có những tính năng phụ nào (ngăn kéo, đèn học, móc treo,…)? |
| 5 | Bàn học có cần điều chỉnh chiều cao theo độ tuổi của bé không? |
| 6 | Anh/chị quan tâm đến yếu tố an toàn nào nhất khi chọn bàn học cho bé? |
2. Câu hỏi phỏng vấn học sinh:
| STT | Câu hỏi |
|---|---|
| 1 | Con thích bàn học có màu gì? |
| 2 | Con muốn bàn học có hoạ tiết, hình vẽ gì không? |
| 3 | Con có thường xuyên cảm thấy mỏi tay, đau lưng khi ngồi học không? |
| 4 | Con muốn có chỗ để sách, đồ chơi trên bàn không? |
| 5 | Con thích bàn có ghế đi kèm hay tách rời? |
3. Kế hoạch phỏng vấn:
| Nội dung | Chi tiết |
|---|---|
| Đối tượng | 10 – 15 phụ huynh và 10 – 15 học sinh tiểu học. |
| Thời gian | 1 – 2 tuần. |
| Địa điểm | Tại trường tiểu học gần nhà, hoặc tại nhà các bạn học sinh. |
| Hình thức | Phỏng vấn trực tiếp, qua điện thoại hoặc qua phiếu khảo sát online. |
| Cách ghi nhận | Ghi chép vào sổ tay, ghi âm (có xin phép), tổng hợp vào bảng Excel. |
5. Phương pháp SCAMPER
Luyện tập mục I (5) trang 121
Đề bài: Lựa chọn một mẫu bàn học của học sinh tiểu học, sử dụng phương pháp SCAMPER để đề xuất các cải biến cho sản phẩm đó.
Lời giải:
Em chọn mẫu bàn học gỗ truyền thống có ngăn kéo dưới mặt bàn và áp dụng phương pháp SCAMPER:
| Chữ cái | Ý nghĩa | Đề xuất cải biến |
|---|---|---|
| S (Substitute) | Thay thế | Thay gỗ tự nhiên bằng gỗ công nghiệp chống ẩm hoặc nhựa tái chế để giảm giá thành. |
| C (Combine) | Kết hợp | Kết hợp bàn với ghế thành bộ liền nhau; gắn thêm đèn LED vào mặt bàn. |
| A (Adapt) | Thích nghi | Thiết kế chiều cao có thể điều chỉnh để dùng được nhiều năm khi bé lớn lên. |
| M (Modify) | Thay đổi | Thay đổi mặt bàn có thể nghiêng (như bàn vẽ) để chống cận thị. |
| P (Put to other uses) | Đổi cách dùng | Bàn vừa dùng để học vừa vẽ tranh, làm thủ công; mặt bàn có thể gập làm giá vẽ. |
| E (Eliminate) | Loại ra | Loại bỏ ngăn kéo nếu ít dùng → thay bằng ngăn mở để dễ lấy đồ. |
| R (Rearrange) | Sắp xếp lại | Thiết kế bàn gấp gọn khi không dùng, dễ cất vào góc phòng. |
→ Sản phẩm cải biến: Bàn học gỗ công nghiệp, có ghế gắn kèm, mặt bàn nghiêng được, chiều cao điều chỉnh được, đèn LED tích hợp, có thể gấp gọn.
II. Các phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
Khám phá mục II trang 122
Đề bài: Quan sát Hình 21.2c, hãy gọi tên và mô tả công dụng của một số dụng cụ, thiết bị gia công vật liệu em biết.
Lời giải:
Quan sát Hình 21.2c, một số dụng cụ và thiết bị gia công vật liệu phổ biến:
1. Dụng cụ cầm tay:
| Dụng cụ | Công dụng |
|---|---|
| Búa và đe | Dùng để rèn, đập, định hình kim loại. |
| Ê tô (kẹp) | Kẹp chặt vật liệu khi gia công (cưa, dũa, khoan). |
| Cưa tay | Cắt gỗ, kim loại theo đường thẳng. |
| Thước ke, thước cuộn, thước cặp (panme) | Đo kích thước, đo góc vuông. |
| Kìm các loại | Cắt, kẹp, uốn dây kim loại. |
| Tô vít | Vặn vít, ốc. |
| Cờ lê, mỏ lết | Vặn bu lông, đai ốc. |
| Dũa | Mài, làm nhẵn bề mặt kim loại, gỗ. |
2. Thiết bị có động cơ:
| Thiết bị | Công dụng |
|---|---|
| Máy hàn | Hàn nối các chi tiết kim loại với nhau. |
| Máy khoan cầm tay | Khoan lỗ trên gỗ, kim loại, tường. |
| Máy cưa đĩa | Cắt gỗ, nhôm với độ chính xác cao. |
| Máy mài | Mài, làm nhẵn bề mặt kim loại. |
| Máy khoan đứng | Khoan lỗ thẳng đứng với độ chính xác cao. |
| Máy tiện | Gia công các chi tiết tròn xoay (trục, bạc,…). |
| Máy nén khí | Cung cấp khí nén cho các thiết bị như súng phun sơn, bơm hơi. |
→ Mỗi dụng cụ có công dụng riêng, kĩ sư cần lựa chọn dụng cụ phù hợp với từng giai đoạn của quá trình gia công sản phẩm.
III. Áp dụng các phương pháp, phương tiện vào thiết kế kĩ thuật
Vận dụng mục III trang 123
Đề bài: Em hãy chọn một không gian, một chủ đề hoặc một đối tượng xung quanh em để quan sát và tập đặt câu hỏi, phát hiện điều bất tiện hay một vấn đề cần giải quyết (nhà ăn của trường học, nhà bếp, mùa màng, người lao động, các vật dụng,…).
Lời giải:
Em chọn không gian: NHÀ BẾP GIA ĐÌNH.
Áp dụng kĩ thuật đặt câu hỏi 5W1H để phát hiện vấn đề:
| Câu hỏi | Trả lời |
|---|---|
| What (Cái gì?) | Vấn đề: Bếp ga thường xuyên bị bẩn do dầu mỡ bắn ra khi nấu ăn. |
| Where (Ở đâu?) | Khu vực bếp nấu và bức tường phía sau bếp. |
| When (Khi nào?) | Khi chiên, xào thực phẩm có nhiều dầu mỡ. |
| Who (Ai bị ảnh hưởng?) | Người nấu ăn trong gia đình (mẹ, bố). |
| Why (Tại sao?) | Vì chưa có tấm chắn dầu mỡ hiệu quả; vệ sinh khó khăn, mất thời gian. |
| How (Cách giải quyết?) | Thiết kế tấm chắn dầu mỡ gấp gọn đặt quanh bếp khi nấu, có thể tháo rửa dễ dàng. |
→ Vấn đề cần giải quyết: Thiết kế một sản phẩm chắn dầu mỡ cho bếp ga, dễ tháo lắp, dễ vệ sinh, gọn gàng khi không sử dụng.
Vận dụng
Vận dụng trang 127
Đề bài:
1. Hãy nêu các phương pháp hỗ trợ cho quá trình thiết kế kĩ thuật trong từng giai đoạn. Hãy áp dụng kĩ thuật đặt câu hỏi để phát hiện một vấn đề trong nhà em hoặc ở nơi em sống.
Lời giải:
a) Các phương pháp hỗ trợ trong từng giai đoạn thiết kế kĩ thuật:
| Giai đoạn | Phương pháp hỗ trợ |
|---|---|
| 1. Xác định vấn đề | Quan sát, kĩ thuật đặt câu hỏi 5W1H, phương pháp điều tra. |
| 2. Tìm hiểu tổng quan | Nghiên cứu tài liệu, sơ đồ tư duy (Mindmap), điều tra, phỏng vấn. |
| 3. Xác định yêu cầu | Brainstorming, sơ đồ tư duy, Checklist. |
| 4. Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp | Brainstorming, SCAMPER, kĩ thuật PMI (phân tích ưu – nhược – thú vị). |
| 5. Xây dựng nguyên mẫu | Phần mềm CAD (AutoCAD, SolidWorks, SketchUp), máy in 3D, công cụ gia công. |
| 6. Kiểm chứng giải pháp | Phương pháp điều tra, bảng đánh giá Rubric, bảng khảo sát. |
| 7. Lập hồ sơ kĩ thuật | Phần mềm soạn thảo (Word), trình chiếu (PowerPoint), vẽ kĩ thuật. |
b) Áp dụng kĩ thuật 5W1H phát hiện vấn đề trong nhà em:
Vấn đề em phát hiện: “Cửa nhà tắm thường bị mốc đen ở phần khung gỗ do ẩm ướt”.
| Câu hỏi | Trả lời |
|---|---|
| What | Cửa nhà tắm bị mốc đen ở khung và mép cửa. |
| Where | Phần khung gỗ và mép tiếp xúc với sàn nhà tắm. |
| When | Sau khoảng 3 – 6 tháng sử dụng, mốc xuất hiện rõ. |
| Who | Cả gia đình đều bị ảnh hưởng (mất thẩm mĩ, mùi ẩm mốc). |
| Why | Vì độ ẩm cao, gỗ không chống được nước; thông gió kém. |
| How | Thay vật liệu chống ẩm, sơn phủ chống mốc, lắp quạt thông gió. |
2. Đề xuất một số phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật phù hợp với việc giải quyết vấn đề mà em vừa nêu.
Lời giải:
Phương tiện hỗ trợ thiết kế cửa nhà tắm chống mốc:
| Loại phương tiện | Cụ thể |
|---|---|
| Vật dụng ghi chép | Giấy, bút màu để vẽ phác cửa và ghi ý tưởng. |
| Thiết bị điện tử và phần mềm | Máy tính + phần mềm SketchUp hoặc AutoCAD để vẽ thiết kế 3D cửa nhà tắm. |
| Dụng cụ đo | Thước cuộn để đo kích thước cửa, thước ke để đo góc vuông. |
| Vật liệu | Gỗ chống ẩm (gỗ nhựa composite), sơn chống mốc, bản lề inox chống gỉ. |
| Dụng cụ gia công | Máy khoan, cưa tay, tô vít, súng bắn keo để lắp ráp. |
| Internet | Tra cứu các giải pháp cửa nhà tắm trên thị trường, tham khảo các vật liệu chống ẩm mới. |
→ Việc kết hợp đầy đủ các phương tiện trên sẽ giúp em thiết kế được sản phẩm hiệu quả, tiết kiệm thời gian và chi phí.
ThS. Hồ Thị Thư
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám