Giải bài tập SGK: Bài 20: Nguyên tắc thiết kế kĩ thuật – Công nghệ 10

Mục lục [Ẩn]

Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó

Câu hỏi mở đầu trang 114

Đề bài: Hình 20.1 là hai bộ cốc uống nước với chất liệu, màu sắc và kiểu dáng khác nhau. Là một người tiêu dùng, em sẽ chọn mua bộ nào? Là một người thiết kế, em thích sản phẩm thiết kế nào? Hãy giải thích về các lựa chọn của mình.

Lời giải:

Quan sát Hình 20.1, ta thấy hai bộ cốc:

  • Bộ 1: Cốc nhựa nhiều màu sắc (hồng, xanh dương, xanh nước biển, vàng – xanh).
  • Bộ 2: Cốc thuỷ tinh trong suốt, kiểu dáng vuông, đơn giản.

1. Là người tiêu dùng – em chọn bộ cốc nhựa (bộ 1):

Lí do:

  • Bền, khó vỡ, an toàn khi dùng cho trẻ nhỏ.
  • Nhẹ, dễ mang theo khi đi dã ngoại, du lịch.
  • Giá thành rẻ hơn so với cốc thuỷ tinh.
  • Màu sắc đa dạng, tươi vui, dễ phân biệt cốc của từng người.

2. Là người thiết kế – em thích bộ cốc thuỷ tinh (bộ 2):

Lí do:

  • Thiết kế đơn giản, tinh tế, không có chi tiết thừa.
  • Chất liệu thuỷ tinh trong suốt mang lại vẻ sang trọng, hiện đại.
  • Thân thiện với môi trường hơn (có thể tái chế, dùng được lâu dài).
  • Tỉ lệ cân đối giữa các bộ phận, thể hiện nguyên tắc thiết kế tối ưu.

→ Mỗi lựa chọn đều có lí do riêng. Người tiêu dùng và người thiết kế có góc nhìn khác nhau về cùng một sản phẩm.

I. Các nguyên tắc tối ưu

2. Nguyên tắc đơn giản hoá

Khám phá mục I (2) trang 115

Đề bài: Quan sát Hình 20.2 và thực hiện yêu cầu:

  • Chọn năm sản phẩm em thích.
  • Nguyên tắc đơn giản hoá được thể hiện trong từng sản phẩm đó như thế nào?

Lời giải:

Quan sát Hình 20.2 (10 mẫu đèn điện thiết kế đơn giản), em chọn 5 sản phẩm và phân tích:

Sản phẩm Nguyên tắc đơn giản hoá thể hiện qua
Đèn thả trần dạng chao tròn Hình dạng tròn cơ bản, chỉ một chao đèn và dây thả, không có chi tiết trang trí thừa.
Đèn bàn dạng cánh tay gấp Cấu trúc gồm 2 – 3 đoạn tay nối, có thể gập gọn; ít chi tiết, dễ điều chỉnh.
Đèn treo tường Chỉ gồm chao đèn và đế gắn tường, lắp đặt đơn giản, không chiếm diện tích.
Đèn cây dạng đứng Một thân thẳng và một chao đèn, kết cấu tối giản nhưng vẫn chiếu sáng tốt.
Đèn dạng quả cầu Hình cầu đơn giản, không cần chao chụp phức tạp.

Nguyên tắc đơn giản hoá được thể hiện qua:

  • Hình thức: Sử dụng các hình dạng cơ bản (tròn, vuông, thẳng,…).
  • Kết cấu: Ít chi tiết, dễ lắp ráp, dễ sử dụng.
  • Chức năng: Tập trung vào chức năng chính là chiếu sáng, không có tính năng thừa.
  • Bảo dưỡng, sửa chữa: Dễ thay bóng đèn, dễ vệ sinh.

Luyện tập mục I (2) trang 115

Đề bài: Quan sát các hình ảnh trong Hình 20.3 và cho biết những chiếc ghế nào đã thể hiện thiết kế theo nguyên tắc đơn giản.

Lời giải:

Quan sát Hình 20.3 (5 mẫu ghế tựa a, b, c, d, e):

Ghế Có theo nguyên tắc đơn giản? Lí do
a Ghế gấp gọn, kết cấu đơn giản (khung gỗ + vải), dễ di chuyển, ít chi tiết.
b Không Khung kim loại nhiều chi tiết, kiểu dáng phức tạp hơn.
c Ghế gấp dạng võng, kết cấu tối giản (khung + vải căng).
d Không Ghế bọc đệm dày, có chân chữ thập – kết cấu phức tạp, nhiều bộ phận.
e Ghế gỗ gấp đơn giản, ít chi tiết, dễ cất gọn.

→ Các ghế thể hiện thiết kế theo nguyên tắc đơn giản: a, c, e.

Đặc điểm chung: Ít chi tiết, kết cấu gọn, có thể gấp lại được, dễ sử dụng và bảo quản.

II. Các nguyên tắc phát triển bền vững

2. Nguyên tắc bảo vệ môi trường

Khám phá mục II (2) trang 117

Đề bài: Kể tên và mô tả một số sản phẩm thiết kế thân thiện với môi trường. Yếu tố nào đã giúp sản phẩm thiết kế đó thân thiện với môi trường?

Lời giải:

Một số sản phẩm thiết kế thân thiện với môi trường:

Sản phẩm Mô tả Yếu tố giúp thân thiện với môi trường
Ống hút giấy / ống hút tre Thay thế ống hút nhựa dùng 1 lần. Vật liệu tự phân huỷ, có nguồn gốc tự nhiên.
Túi vải, túi giấy Thay thế túi nilon đi chợ. Có thể tái sử dụng nhiều lần, hoặc tự phân huỷ.
Cốc giấy, hộp giấy Đựng đồ uống, thực phẩm. Vật liệu tái chế được, không gây ô nhiễm đất.
Xe đạp, xe điện Phương tiện đi lại. Không phát thải khí độc, tiết kiệm nhiên liệu hoá thạch.
Pin năng lượng mặt trời Tạo điện cho gia đình. Dùng năng lượng tái tạo (mặt trời), không phát thải.
Bình giữ nhiệt cá nhân Đựng nước uống hàng ngày. Dùng nhiều lần, giảm rác thải chai nhựa.
Đồ chơi gỗ Đồ chơi cho trẻ em. Vật liệu tự nhiên, an toàn, có thể tái chế.

Các yếu tố chính giúp sản phẩm thân thiện với môi trường:

  • Vật liệu: Dùng vật liệu tự nhiên, tái chế, dễ phân huỷ, không độc hại.
  • Năng lượng: Tiết kiệm năng lượng khi sản xuất và sử dụng; dùng năng lượng tái tạo.
  • Vòng đời sản phẩm: Sản phẩm bền, dùng được nhiều lần, dễ sửa chữa, dễ tái chế.
  • Phát thải: Không sinh ra chất thải, khí độc gây ô nhiễm.

Luyện tập mục II (2) trang 118

Đề bài: Quan sát Hình 20.5, chỉ ra các sản phẩm thân thiện và không thân thiện với môi trường. Hãy giải thích cho sự lựa chọn của mình.

Lời giải:

Quan sát Hình 20.5 (9 sản phẩm):

STT Sản phẩm Phân loại Lí do
1 Ống hút giấy (sọc màu) Thân thiện Vật liệu giấy, tự phân huỷ trong tự nhiên.
2 Túi nhựa (file nhựa) Không thân thiện Vật liệu nhựa khó phân huỷ, gây ô nhiễm.
3 Túi giấy Thân thiện Vật liệu giấy, có thể tái chế và phân huỷ tự nhiên.
4 Chai nước nhựa dùng một lần Không thân thiện Nhựa dùng một lần, tạo nhiều rác thải khó phân huỷ.
5 Đồ chơi gỗ (xếp hình) Thân thiện Vật liệu gỗ tự nhiên, an toàn, tái chế được.
6 Hộp giấy (hộp sữa) Thân thiện Vật liệu chính là giấy, tái chế được.
7 Cốc giấy Thân thiện Vật liệu giấy, dễ phân huỷ, thay thế cốc nhựa.
8 Xe đồ chơi bằng nhựa Không thân thiện Vật liệu nhựa khó phân huỷ, dễ vứt bỏ tạo rác thải.
9 Bình giữ nhiệt cá nhân Thân thiện Dùng nhiều lần, giảm rác thải so với chai nhựa dùng một lần.

Kết luận:

  • Sản phẩm thân thiện với môi trường: 1, 3, 5, 6, 7, 9 – chủ yếu làm từ vật liệu tự nhiên, có thể tái chế hoặc dùng nhiều lần.
  • Sản phẩm không thân thiện với môi trường: 2, 4, 8 – chủ yếu làm từ nhựa dùng một lần, khó phân huỷ, gây ô nhiễm đất và nước.

Vận dụng

Vận dụng trang 118

Đề bài:

1. Lựa chọn năm sản phẩm công nghệ trong gia đình, đánh giá mức độ đáp ứng các nguyên tắc thiết kế.

Lời giải:

Em chọn 5 sản phẩm công nghệ trong gia đình: tủ lạnh, máy giặt, điều hoà, tivi, nồi cơm điện.

Sản phẩm Đơn giản hoá Giải pháp tối ưu Tối thiểu tài chính Tiết kiệm tài nguyên Bảo vệ môi trường
Tủ lạnh (dáng vuông, tay cầm gọn) (nhiệt độ điều chỉnh được) ⚠️ (chi phí khá cao) (inverter tiết kiệm điện) (gas R600a không hại tầng ozone)
Máy giặt (nút bấm rõ ràng) (nhiều chế độ giặt) ⚠️ (chi phí khá cao) (tiết kiệm nước, điện) (chế độ giặt nhanh, giảm hoá chất)
Điều hoà (điều khiển đơn giản) (làm mát nhanh) ⚠️ (giá thành cao, tốn điện) (chế độ inverter) ⚠️ (gas có thể gây hại nếu rò rỉ)
Tivi (mỏng, gọn) (hình ảnh sắc nét) (giá thành đa dạng) (tivi LED tiết kiệm điện) (vật liệu tái chế)
Nồi cơm điện (dáng tròn, nút đơn giản) (nấu cơm nhanh, giữ ấm) (giá hợp lí) (tiết kiệm điện) (vật liệu nhựa, kim loại tái chế)

Đánh giá tổng quát: Các sản phẩm công nghệ trong gia đình hiện nay đáp ứng tốt các nguyên tắc thiết kế, đặc biệt là đơn giản hoágiải pháp tối ưu. Tuy nhiên, một số sản phẩm như điều hoà, tủ lạnh vẫn cần cải tiến về tài chínhbảo vệ môi trường.

2. Đề xuất những điều chỉnh để sản phẩm phù hợp với các nguyên tắc phát triển bền vững.

Lời giải:

Một số đề xuất điều chỉnh:

Sản phẩm Đề xuất điều chỉnh
Tủ lạnh Sử dụng gas thân thiện môi trường hơn nữa; tăng hiệu quả cách nhiệt để giảm điện năng tiêu thụ.
Máy giặt Thiết kế thêm chế độ giặt tiết kiệm nước; sử dụng vật liệu tái chế cho vỏ máy.
Điều hoà Sử dụng gas R32 hoặc gas tự nhiên thay thế; ưu tiên công nghệ inverter; tăng hiệu suất làm mát.
Tivi Sử dụng vật liệu nhựa tái chế cho vỏ; thiết kế bao bì đóng gói giảm thiểu nilon.
Nồi cơm điện Thiết kế dễ tháo lắp để sửa chữa, dùng vật liệu tái chế; tăng tuổi thọ sản phẩm.

Hướng chung: Các sản phẩm nên áp dụng nguyên tắc 6R (Recycle – Reduce – Rethink – Repair – Reuse – Refuse): tăng vật liệu tái chế, giảm năng lượng tiêu thụ, dễ sửa chữa, kéo dài tuổi thọ sử dụng.

ThS. Hồ Thị Thư

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