Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 105
Đề bài: Quan sát Hình 18.1 và cho biết vấn đề gì cần giải quyết, có những giải pháp nào để giải quyết vấn đề đó.
Lời giải:
Quan sát Hình 18.1, ta thấy một người ngồi xe lăn đang đứng trước cầu thang.
Vấn đề cần giải quyết: Người ngồi xe lăn (người khuyết tật vận động) không thể di chuyển lên cao bằng cầu thang bình thường.
Một số giải pháp:
- Lắp đường dốc thoải (đường ramp) bên cạnh cầu thang để xe lăn di chuyển lên xuống dễ dàng.
- Lắp thang máy dành cho người khuyết tật.
- Lắp đường ray nâng (thiết bị nâng xe lăn) dọc theo cầu thang.
I. Khái quát về quy trình thiết kế kĩ thuật
Khám phá mục I trang 105
Đề bài: Quan sát Hình 18.2 và đọc mục II của bài học, thực hiện các yêu cầu sau đây:
- Tóm tắt nội dung cơ bản của từng bước trong quy trình thiết kế kĩ thuật.
- Trong quy trình, chỉ ra bước nào có tính chất quyết định cho tính sáng tạo của hoạt động thiết kế kĩ thuật.
- Làm rõ mối quan hệ giữa “xác định yêu cầu” và “kiểm chứng giải pháp”.
Lời giải:
1. Tóm tắt 7 bước trong quy trình thiết kế kĩ thuật:
| Bước | Tên bước | Nội dung cơ bản |
|---|---|---|
| 1 | Xác định vấn đề | Xác định rõ vấn đề, nhu cầu cần giải quyết là gì, ai đang gặp, tại sao cần giải quyết. |
| 2 | Tìm hiểu tổng quan | Nghiên cứu kiến thức, các giải pháp đã có để chuẩn bị cơ sở giải quyết vấn đề. |
| 3 | Xác định yêu cầu | Đề xuất các yêu cầu, tiêu chí mà sản phẩm thiết kế cần đạt được. |
| 4 | Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp | Đưa ra nhiều giải pháp, đánh giá rồi chọn giải pháp tối ưu. |
| 5 | Xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp | Chế tạo phiên bản thử của giải pháp đã chọn để kiểm tra. |
| 6 | Kiểm chứng giải pháp | Thử nghiệm nguyên mẫu, đánh giá mức độ đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí. |
| 7 | Lập hồ sơ kĩ thuật | Hoàn thiện hồ sơ về hình dạng, kết cấu, thông số kĩ thuật, quy trình sản xuất. |
2. Bước có tính chất quyết định cho tính sáng tạo:
Đó là bước “Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp” (bước 4). Vì đây là bước nhà thiết kế phải đưa ra nhiều ý tưởng mới, đánh giá và chọn ra giải pháp tối ưu – thể hiện rõ nhất khả năng sáng tạo.
3. Mối quan hệ giữa “xác định yêu cầu” và “kiểm chứng giải pháp”:
- “Xác định yêu cầu” là đặt ra các tiêu chí mà sản phẩm cần đạt được.
- “Kiểm chứng giải pháp” là đối chiếu nguyên mẫu với các tiêu chí đó xem có đáp ứng không.
→ Hai bước này có mối quan hệ chặt chẽ: yêu cầu là căn cứ để kiểm chứng, kiểm chứng là cách kiểm tra yêu cầu có được thoả mãn không. Nếu nguyên mẫu không đáp ứng → quay lại điều chỉnh thiết kế.
II. Nội dung các bước thiết kế kĩ thuật
1. Xác định vấn đề
Luyện tập mục II (1) trang 106
Đề bài: Hãy xác định vấn đề cho tình huống dưới đây:
Gia đình Nam sử dụng dây phơi ngoài trời, đây là cách làm quần áo khô tự nhiên dựa vào ánh nắng mặt trời, tiết kiệm chi phí. Một hôm, do không có ai ở nhà, toàn bộ quần áo phơi bị ướt khi trời mưa, Nam phải giặt lại toàn bộ số quần áo trên. Nam không muốn điều này xảy ra nữa.
Lời giải:
Vấn đề cần giải quyết: Cần có một giải pháp/thiết bị bảo vệ quần áo đang phơi khỏi bị ướt khi trời mưa, đặc biệt là khi không có ai ở nhà để thu quần áo kịp thời.
Cụ thể hơn:
- Ai gặp vấn đề? Gia đình Nam (và những hộ gia đình phơi quần áo ngoài trời).
- Vấn đề là gì? Quần áo bị ướt khi trời mưa bất chợt.
- Tại sao cần giải quyết? Vì gây tốn thời gian giặt lại, tốn nước, tốn công sức.
2. Tìm hiểu tổng quan
Luyện tập mục II (2) trang 107
Đề bài: Hãy tìm hiểu thông tin về một số loại giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa đang có trên thị trường theo mẫu dưới đây.
Lời giải:
Gợi ý một số loại giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi mưa hiện có trên thị trường:
| STT | Tên sản phẩm, hãng sản xuất | Hình ảnh | Mô tả hoạt động |
|---|---|---|---|
| 1 | Giàn phơi thông minh có cảm biến mưa (Hoà Phát, Vinashin,…) | (Học sinh sưu tầm) | Có cảm biến phát hiện mưa → tự động kéo mái che hoặc thu giàn phơi vào nhà. |
| 2 | Giàn phơi xếp có mái che cố định | (Học sinh sưu tầm) | Mái che bằng tôn hoặc nhựa cố định phía trên giàn phơi, che được mưa nhẹ. |
| 3 | Giàn phơi gắn tường có bạt kéo | (Học sinh sưu tầm) | Có bạt che kéo ra khi cần che mưa, cuộn vào khi trời nắng để quần áo khô nhanh. |
(Các em có thể tự tìm hiểu thêm tại các trang thương mại điện tử hoặc cửa hàng đồ gia dụng tại địa phương để hoàn thiện bảng.)
3. Xác định yêu cầu
Luyện tập mục II (3) trang 107
Đề bài: Một trong những cách giúp gia đình Nam tránh khỏi tình huống đã mô tả ở phần trên là thiết kế một giàn phơi có khả năng bảo vệ quần áo khi trời mưa. Hãy xác định các yêu cầu cần có của một giàn phơi để giải quyết vấn đề mà gia đình Nam gặp phải.
Lời giải:
| STT | Yếu tố | Mô tả chi tiết |
|---|---|---|
| 1 | Kích thước | Dài khoảng 1,5 – 2 m, rộng 0,5 – 1 m, đủ phơi cho gia đình 4 – 5 người. |
| 2 | Chức năng | Phơi được quần áo dưới ánh nắng; tự động che mưa hoặc dễ dàng thu vào khi trời mưa, kể cả khi không có người ở nhà. |
| 3 | Tính thẩm mĩ | Thiết kế gọn gàng, màu sắc hài hoà với ngôi nhà, không gây mất mỹ quan. |
| 4 | Vật liệu | Khung bằng thép không gỉ hoặc inox; dây phơi bằng dây dù hoặc inox; mái che bằng bạt nhựa, tôn nhẹ hoặc nhựa cứng. |
| 5 | Giới hạn tài chính | Khoảng từ 1 – 3 triệu đồng (phù hợp với chi phí gia đình). |
4. Đề xuất, đánh giá và lựa chọn giải pháp
Luyện tập mục II (4) trang 107
Đề bài: Đề xuất ba giải pháp giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa và trình bày theo mẫu dưới đây, chọn giải pháp tốt nhất, hoàn thiện giải pháp đã lựa chọn.
Lời giải:
| STT | Mô tả giải pháp | Ưu điểm | Hạn chế | Giải pháp tối ưu |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Giàn phơi cố định có mái che cố định (mái tôn/nhựa lắp sẵn) | Đơn giản, chi phí thấp, dễ lắp đặt. | Quần áo lâu khô hơn do thiếu nắng; mưa tạt ngang vẫn ướt. | |
| 2 | Giàn phơi có mái che kéo tay (bạt cuộn) | Linh hoạt – kéo ra khi mưa, cuộn vào khi nắng. | Cần người ở nhà để kéo bạt; không hoạt động khi đi vắng. | |
| 3 | Giàn phơi tự động có cảm biến mưa | Tự động che khi mưa, không cần người vận hành; bảo vệ quần áo ngay cả khi đi vắng. | Chi phí cao hơn; cần nguồn điện và bảo dưỡng định kỳ. | ✅ |
→ Giải pháp tối ưu: Giải pháp 3 – Giàn phơi tự động có cảm biến mưa, vì đáp ứng đúng yêu cầu của gia đình Nam (bảo vệ quần áo ngay cả khi không có người ở nhà).
Hoàn thiện giải pháp đã chọn:
- Thêm tấm pin năng lượng mặt trời để cấp điện độc lập, tiết kiệm điện.
- Thêm đèn cảnh báo khi có mưa để báo cho người trong nhà biết.
- Thiết kế nút điều khiển bằng tay dự phòng khi cảm biến bị lỗi.
5. Xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp
Luyện tập mục II (5) trang 108
Đề bài: Lập bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp thể hiện giải pháp đã được lựa chọn và hoàn thiện về giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa.
Lời giải:
Bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp của giàn phơi tự động cần thể hiện các thành phần chính:
Các chi tiết cần vẽ:
- Khung giàn phơi (vật liệu inox/thép): kích thước dài $\times$ rộng $\times$ cao.
- Các thanh phơi (dây phơi hoặc thanh inox song song).
- Mái che (bạt nhựa hoặc tôn nhẹ).
- Hệ thống mô tơ + cảm biến mưa điều khiển mái che tự động.
- Chân đế cố định giàn phơi vào sân/tường.
Bản vẽ lắp: Thể hiện vị trí ráp nối giữa khung – thanh phơi – mái che – mô tơ – cảm biến, kèm kích thước tổng thể.
6. Kiểm chứng giải pháp
Luyện tập mục II (6) trang 108
Đề bài: Đề xuất phương án thử nghiệm giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa.
Lời giải:
Phương án thử nghiệm:
- Bước 1: Lắp đặt giàn phơi nguyên mẫu tại sân nhà hoặc khu vực có thể tạo mưa nhân tạo.
- Bước 2: Thử nghiệm với mưa nhân tạo – dùng vòi nước phun mô phỏng cơn mưa, kiểm tra:
- Cảm biến có phát hiện được nước không?
- Mái che có tự động đóng kịp thời không (trong vòng bao nhiêu giây)?
- Quần áo có bị ướt không?
- Bước 3: Thử nghiệm thực tế khi trời mưa thật – treo vài bộ quần áo phơi, quan sát hoạt động của giàn phơi trong các điều kiện: mưa nhẹ, mưa to, mưa kèm gió.
- Bước 4: Đánh giá độ bền – thử nghiệm hoạt động đóng/mở mái che liên tục nhiều lần để kiểm tra tuổi thọ.
- Bước 5: Ghi nhận kết quả vào bảng đánh giá theo các tiêu chí đã đặt ra ở bước 3, từ đó điều chỉnh thiết kế nếu cần.
Vận dụng
Vận dụng trang 108
Đề bài:
1. Quan sát, nghiên cứu các tài liệu có liên quan để xác định các vấn đề kĩ thuật, nhu cầu thuộc phạm vi gia đình, cộng đồng địa phương.
Lời giải:
Một số vấn đề kĩ thuật, nhu cầu thường gặp trong gia đình và cộng đồng:
| Phạm vi | Vấn đề / Nhu cầu |
|---|---|
| Gia đình | Bàn học bừa bộn; quần áo bị ướt khi mưa; thiếu chỗ để xe; bếp khói nhiều; nước rò rỉ ở vòi nước; tiếng ồn từ máy giặt,… |
| Cộng đồng địa phương | Đường ngập nước khi mưa; rác thải không được phân loại; thiếu chỗ đỗ xe công cộng; thiếu ánh sáng đường đi vào ban đêm; nguồn nước bị ô nhiễm,… |
2. Chọn một vấn đề kĩ thuật đơn giản trong cuộc sống, hãy nghiên cứu tổng quan và đề xuất các yêu cầu đối với sản phẩm giải quyết vấn đề đã lựa chọn.
Lời giải:
Ví dụ chọn vấn đề: “Thùng rác phân loại tự động cho gia đình”.
a) Nghiên cứu tổng quan:
- Thực trạng: Hầu hết các gia đình chỉ có 1 thùng rác chung, không phân loại rác hữu cơ – vô cơ – tái chế, gây khó khăn cho việc xử lý rác.
- Trên thị trường đã có một số thùng rác 2 ngăn, 3 ngăn nhưng còn cồng kềnh, đắt tiền.
b) Đề xuất yêu cầu cho sản phẩm:
| STT | Yếu tố | Mô tả chi tiết |
|---|---|---|
| 1 | Kích thước | Phù hợp đặt trong bếp gia đình (cao 50 – 60 cm). |
| 2 | Chức năng | Có 3 ngăn riêng cho rác hữu cơ, vô cơ và tái chế; có nắp đậy chống mùi. |
| 3 | Tính thẩm mĩ | Thiết kế đơn giản, màu sắc hài hoà; có biểu tượng phân loại rõ ràng trên từng ngăn. |
| 4 | Vật liệu | Nhựa cao cấp, dễ vệ sinh, không độc hại. |
| 5 | Giới hạn tài chính | Khoảng 300.000 – 700.000 đồng. |
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