Bài giảng Công nghệ 10 - Bài 18: Quy trình thiết kế kĩ thuật - Năm học 2022-2023 - Nguyễn Thị Hương - Trường THPT Nguyễn Trãi

BÀI 18: QUY TRÌNH THIẾT KẾ KĨ THUẬT 
MỤC TIÊU 
Giải thích được quy trình thiết kế kĩ thuật. 
Lập được quy trình thiết kế kĩ thuật cho một tình huống cụ thể trong cuộc sống 
KHÁM PHÁ 
Quan sát hình ảnh sau đây 
Em hãy cho biết vấn đề gì cần giải quyết trong hình trên? 
Có những giải pháp nào để giải quyết vấn đề đó? 
Vấn đề cần giải quyết là giúp người ngồi xe lăn di chuyển được lên bậc thang. 
Giải pháp: xây một máng trượt trên cầu thang bậc... 
Vấn đề cần giải quyết: Phải đảm bảo cho các tòa nhà được an toàn, không ảnh hưởng khi bị sét đánh trong mùa mưa bão 
Giải pháp: Thiết kế và lắp đặt các cột thu lôi cho các tòa nhà để tránh được thiết hại do sét đánh 
I. KHÁI QUÁT VỀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ KĨ THUẬT 
Khám phá 
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, 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". 
Xác định vấn đề 
Tìm hiểu tổng quan 
Xác định yêu cầu 
Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp 
Xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp 
Kiểm chứng giải pháp 
Lập hồ sơ kĩ thuật 
Điều chỉnh thiết kế 
Hình 18.2. Quy trình thiết kế kĩ thuật 
1. Xác định vấn đề: Kết thúc bước này cần phải trả lời rõ ràng các câu hỏi: Vấn đề hay nhu cầu cần giải quyết là gì? Ai đang gặp vấn đề hay có nhu cầu cần giải quyết? Tại sao vấn đề hay nhu cầu đó cần giải quyết? 
2. Tìm hiểu tổng quan: nghiên cứu kiến thúc và các giải pháp đã có, chuẩn bị đầy đủ cơ sở cho các hoạt động giải quyết vấn đề tiếp theo. 
3. Xác định yêu cầu: Đề xuất những yêu cầu, tiêu chí thiết kế cần phải đạt được. Một trong những cách xây dựng tiêu chí là dựa vào sự phân tích các giải pháp hay sản phẩm đang có. 
4. Đề xuất, đánh giá và lựa chọn giải pháp: 
- Đề xuất giải pháp: Cần đề xuất số lượng tối đa các giải pháp có thể, bám sát với yêu cầu, tiêu chí đã nêu. 
- Đánh giá và lựa chọn giải pháp: Lựa chọn giải pháp tốt nhất vừa đáp ứng yêu cầu, tiêu chí của sản phẩm, vừa phù hợp với nguồn lực thực hiện về tài chính, công nghệ, trang thiết bị và nhân lực thực hiện. 
5. Xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp: Nguyên mẫu là phiên bản hoạt động của giải pháp đã lựa chọn, thường được chế tạo các vật liệu không giống với sản phẩm cuối cùng. Mẫu này sẽ được xem xét, đánh giá kiểm tra mức độ đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí của sản phẩm. 
6. Kiểm chứng giải pháp: Nguyên mẫu sẽ được thử nghiệm để đánh giá mức độ đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí đặt ra cho sản phẩm. 
7. Lập hồ sơ kĩ thuật: Lập hồ sơ kĩ thuật cho sản phẩm thiết kế phản ánh đầy đủ hình dạng, kết cấu, các thông số kĩ thuật, các quy trình công nghệ đủ để sản xuất, chế tạo sản phẩm. 
- Bước đề xuất, đánh giá và lựa chọn giải pháp có tính chất quyết định cho tính sáng tạo của hoạt động thiết kế kĩ thuật. 
- Mối quan hệ giữa "kiểm chứng giải pháp" và "xác định yêu cầu" là: Nguyên mẫu sẽ được thử nghiệm để đánh giá mức độ đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí đặt ra cho sản phẩm. Khi nguyên mẫu chỉ đáp ứng một phần, hoặc không đáp ứng được các yêu cầu, tiêu chí đặt ra, cần điều chỉnh giải pháp, nguyên mẫu và thử nghiệm lại. 
LUYỆN TẬP 
CÁC EM LÀM PHẦN LUYỆN TẬP TRANG 106,107,108 SGK 
CÔNG NGHỆ 10 
Luyện tập 1: 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 
Vấn đề cho tình huống : Nam muốn phơi quần áo không bị ướt khi trời mưa khi không có ai ở nhà. 
Luyện tập 2: 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: 
STT 
Tên sản phẩm, hãng sản xuất 
Hình ảnh 
Mô tả hoạt động 
Trả lời: 
1. Giàn phơi thông minh tự thu quần áo khi trời mưa của hãng Hòa Phát 
Trên giàn phơi được lắp đặt 2 bộ cảm biến: cảm biến nước và cảm biến ánh sáng. 
Khi có nước rơi vào, hoặc khi thiếu ánh sáng, cảm biến sẽ truyền tín hiệu tới công tắc bật tắt nguồn của một mô tơ tự đọng, khi đó mô tơ sẽ kéo, đẩy bộ chuyển động để đưa toàn bộ thanh phơi lẫn quần áo vào bên trong mái che. Và khi ngừng mưa, thanh phơi sẽ tự động kéo ra, quần áo tiếp tục được phơi khô bình thường. 
2. Giàn phơi đồ thông minh có thể gập lại của AmazonBasics 
Giá có 11 thanh phơi quần áo, trong đó mỗi mặt phẳng bao gồm 4 thanh. Nhìn chung, mô hình này có thể chứa được 14.5 kg trọng lượng quần áo. Đây là mức trung bình đối với một giá treo quần áo có thể gấp lại có kích thước này. 
Giá phơi đồ có thể gập lại của Amazon Basics chắc chắn, tiện lợi và nhỏ gọn khi gấp lại 
3. Giàn phơi thông minh Duy Lợi 
Trên giàn phơi gồm 4 thanh và có các móc bảo vệ quần áo khỏi bị bay 
Luyện tập 3: 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. 
STT 
Yếu tố 
Mô tả chi tiết 
1 
Kích thước 
Lớn 
2 
Chức năng 
Khi phát hiện hiện mưa, các mạch cảm biến được thiết kế rải rác trên sào phơi sẽ truyền tín hiệu về hộp xử lí trên thân sào trụ, kích hoạt động cơ quay để di duyển cánh tay phơi thu quần áo vào trong mái hiên. 
3 
Tính thẩm mĩ 
Hiên phơi màu xanh 
4 
Vật liệu 
Bộ khung giàn phơi: inox hoặc thép không gỉ, phần hiên: vải dù 
5 
Giới hạn tài chính 
4.000.000 - 5.000.000 
Luyện tập 4: 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. 
STT 
Mô tả giải pháp 
Ưu điểm 
Hạn chế 
Giải pháp tối ưu 
1 
Giàn phơi thông minh Hòa Phát 
Có khả năng tự bung dù khi mưa 
Đắt 
có 
2 
Giàn phơi đồ thông minh có thể gập lại của AmazonBasics 
Tiện lợi, nhẹ 
Dễ gãy 
có 
3 
Giàn phơi thông minh Duy Lợi 
Đơn giản, dễ lắp đặt 
Nặng 
không 
Trả lời: 
Luyện tập 5: 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. 
Bản vẽ chi tiết 
Bản vẽ lắp 
Luyện tập 6: Đề xuất phương án thử nghiệm giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa 
Trả lời: 
Phương án thử nghiệm giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa: 
Tiến hành thử nghiệm tại gia đình, quay video làm minh chứng. 
Vận dụng 
Vận dụng 1 trang 108 Công nghệ 10 : 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. 
Ví dụ 1 : xe buýt điện 
Vấn đề : hạn chế cạn kiệt nguồn tài nguyên hóa thạch 
Giải pháp : sử dụng xe buýt điện 
Mức độ hiệu quả : Tuyệt vời, xe đi êm 
Ví dụ 2: Xây dựng đường sắt trên cao. 
Vấn đề: Phần lớn các trường đại học lại tập trung ở các thành phố lớn. Đường xá trong thành phố luôn ùn tắc trong các giờ cao điểm. 
Giải pháp: Để phục vụ cho học sinh, sinh viên đi học, nhân viên văn phòng đi làm trong khu nội thành đúng giờ . Đề xuất xây dựng hệ thống đường sắt trên cao. 
Mức độ hiệu quả : Tàu di chuyển nhanh do xây dựng trên cao nên không bị tắc đường. Sinh viên và học sinh đi học an toàn, thuận lợi, đến lớp đúng thời gian quy định. 
Vận dụng 2 trang 108 Công nghệ 10 : Chọn một vấn đề kĩ thuật đơn giản trong cuộc sống, hãy nghiên cứu tổng quan về đề xuất các yêu cầu đối với sản phẩm giải quyết vấn đề đã lựa chọn. 
Ví dụ: Ghế ngồi học không thoải mái 
Vấn đề: Tìm ghế ngồi thuận tiện và thoải mái 
Giải pháp: Chọn ghế Emvina G32 Chân quỳ. 
Mức độ hiệu quả: Tuyệt vời, không bị đau lưng