BÀI 21. PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN HỖ TRỢ THIẾT KẾ KĨ THUẬT
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
CÔNG NGHỆ 10
BÀI 21. PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN HỖ TRỢ THIẾT KẾ KĨ THUẬT
Ảnh
Mục tiêu bài học
Sau khi học xong bài, em sẽ
Ảnh
Sau khi học xong bài, em sẽ:
Trình bày được phương pháp thực hiện, phương tiện hỗ trợ trong từng bước của quá trình thiết kế kĩ thuật.
Khởi động
Khởi động (Khởi động)
Ảnh
Hình 21.1
Ảnh
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?
I. Một số phương pháp và kĩ thuật chung hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
1. Phương pháp động não (Brainstorming)
1. Phương pháp động não (Brainstorming)
I. Một số phương pháp và kĩ thuật chung hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
Hình vẽ
Phương pháp động não được sử dụng để huy động những ý tưởng mới mẻ, sáng tạo hoặc phân tích để giải quyết vấn đề trong quá trình thiết kế kĩ thuật. Phương pháp động não được sử dụng trong tất cả các bước của quy trình thiết kế kĩ thuật, được sử dụng nhiều trong các bước xác định vấn đề; đề xuất, đnáh giá và lựa chọn giải pháp; thử nghiệm, kiểm chứng giải pháp.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
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 khỏe của các em.
2. Phương pháp sơ đồ tư duy (Mindmap)
2. Phương pháp sơ đồ tư duy (Mindmap)
Hình vẽ
Sơ đồ tư duy là phương pháp dùng những từ khóa chính kết hợp cùng những đường nối, mũi tên, hình ảnh, kí hiệu, màu sắc,... theo các quy tắc đơn giản, dễ hiểu của riêng người viết, xây dựng một sơ đồ tổng quát và cô đọng nhất. Phương pháp sơ đồ tư duy được sử dụng trong một số giai đoạn của quy trình thiết kế như: giai đoạn xác định vấn đề, tìm hiểu tổng quan và xác định yêu cầu giúp thể hiện rõ bối cảnh cụ thể của vấn đề.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hãy lập sơ đồ tư duy thể hiện những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế một chiếc bàn học sinh tiểu học.
3. Phương pháp điều tra
3. Phương pháp điều tra
Hình vẽ
Phương pháp diều tra bằng bảng hỏi là phương pháp thu thập thông tin, được thực hiện cùng một lúc với nhiều người theo một bảng hỏi in sẵn. Phương pháp điều tra được tiến hành trong giai đoạn xác định vấn đề, kiểm chứng giải pháp của quy trình thiết kế kĩ thuật nhằm thu thập thông tin để xác định mục tiêu nghiên cứu, xác định vấn đề cần giải quyết, yêu cầu cần đạt của sản phẩm và đánh giá sản phẩm. Các hình thức tiến hành: phỏng vấn trực tiếp, phỏng vấn qua điện thoại, qua thư tín hoặc qua internet.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
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.
4. Kĩ thuật đặt câu hỏi
4. Kĩ thuật đặt câu hỏi
Hình vẽ
Kĩ thuật đặt câu hỏi là một kĩ thuật tư duy bằng hệ thống các câu hỏi có mục đích, trình tự rõ ràng để tìm hiểu, thu thập thông tin, phát hiện và nghiên cứu sâu một vấn đề. Kĩ thuật đặt câu hỏi phổ biến nhất là kĩ thuật 5W1H. Kĩ thuật đặt câu hỏi sử dụng trong hầu hết các giai đoạn của thiết kế kĩ thuật, được sử dụng có hiệu quả cao trong giai đoạn xác định vấn đề, tìm hiểu tổng quan và xác định yêu cầu của sản phẩm.
5. Phương pháp SCAMPER
5. Phương pháp SCAMPER
Hình vẽ
SCAMPER là phương pháp tư duy sáng tạo nhằm cải thiện sản phẩm, quy trình, dịch vụ,... đã có hay dự tính phát triển một sản phẩm mới, dựa vào việc đặt ra và giải đáp những câu hỏi thuộc bảy phương diện khác nhau. Phương pháp SCAMPER được sử dụng trong các giai đoạn của quy trình thiết kế kĩ thuật như: đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp và xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp, điều chỉnh thiết kế.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Lựa chọn một mẫu bàn học của học sinh tiểu học, sử dụng phương pháp SCAMPER để để xuất các cải biến cho sản phẩm đó.
II. Các phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
- Khám phá
Ảnh
- Khám phá:
Quan sát Hình 21.2c, hãy gọi tên và mô tả công dụng của một số dụng cụ, thiết bị gia công vật liệu mà em biết.
II. Các phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
- Hình 21.2. Phương tiện hỗ trợ quá trình thiết kế kĩ thuật (- Hình 21.2. Phương tiện hỗ trợ quá trình thiết kế kĩ thuật)
c) Một số dụng cụ và thiết bị gia công vật liệu
Ảnh
- Kết luận (- Kết luận)
a) Dụng cụ và thiết bị hỗ trợ vẽ, thiết kế
Ảnh
Ảnh
b) Máy in 3D
Phương tiện chính để thực hiện các bước của thiết kế kĩ thuật gồm các tài liệu, sơ đồ, sách báo, mạng internet, giấy và bút màu, máy tính và các phần mềm thiết kế, mô phỏng, máy quay video, dụng cụ đo, máy móc và dụng cụ gia công vật liệu,...
- Kết luận:
III. Áp dụng các phương pháp, phương tiện vào thiết kế kĩ thuật
1. Xác định vấn đề
1. Xác định vấn đề
Hình vẽ
Để xác định vấn đề, cần quan sát mọi vật và mọi người xung quanh, thường xuyên trò chuyện, áp dụng kĩ thuật đặt câu hỏi 5W1H để biết được nhu cầu và hiểu rõ khó khăn của họ. Ghi lại các câu trả lời để hiểu rõ vấn đề. Có thể dùng bản khảo sát trên các sản phẩm để phân tích tông tinh nhanh và chính xác.
III. Áp dụng các phương pháp, phương tiện vào thiết kế kĩ thuật
- Hình 21.3. Tình huống thực tiễn (- Hình 21.3. Tình huống thực tiễn)
Ảnh
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
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,...).
2. Tìm hiểu tổng quan
2. Tìm hiểu tổng quan
Hình vẽ
Áp dụng phương pháp điều tra, thiết kế các bảng hỏi để khảo sát vấn đề hoặc phỏng vấn người sử dụng sản phẩm, trải nghiệm dịch vụ giúp cung cấp thông tin chi tiết và đa chiều. Sử dụng công cụ tìm kiếm thông tin để tìm những kiến thức cần thiết, tra cứu các tài liệu, các nghiên cứu khoa học và các sản phẩm liên quan đến vấn đề cần giải quyết. Tìm hiểu các giải pháp đã có trên thị trường, sử dụng bảng phân tích điểm mạnh, điểm yếu và tính thú vị của chúng.
- Hình 21.4. Tìm hiểu tư thế ngồi học đúng quá internet
Hình 21.4. Tìm hiểu tư thế ngồi học đúng quá internet
Ảnh
Ví dụ: Tìm hiểu kiến thức về tư thế ngồi học đúng: mắt cách vở từ 25 - 30 cm. Tìm hiểu các sản phẩm đã có trên thị trường giúp học sinh ngồi đúng tư thế như: sản phẩm đỡ cằm, chiếc hộp điều chỉnh góc nhìn với tư thế ngồi để trước bàn học,... Phân tích các sản phẩm sể thấy có sự bất tiện khi dùng, không thoải mái và không gọn gàng và đặc biệt là không có sự nhắc nhở khi để mắt quá gần vở.
3. Xác định yêu cầu cần đạt của sản phẩm
3. Xác định yêu cầu cần đạt của sản phẩm
Hình vẽ
Sản phẩm cần được xem xét trên nhiều quan điểm và phương diện khác nhau như tính khả thi, hiệu quả làm việc, các chỉ số kĩ thuật,... Sử dụng bảng kiểm hoặc bảng đánh giá Rubric để liệt kê các tiêu chí cần đạt của ý tưởng giúp những tiêu chí quan trọng sẽ không bị bỏ sót. Sản phẩm thiết kế cần thỏa mãn các thông số kĩ thuật và phù hợp với các giới hạn của thiết kế.
- Bảng 21.2. Ví dụ về yêu cầu cần đạp của sản phẩm MÁY BÁO KHOẢNG CÁCH (3. Xác định yêu cầu cần đạt của sản phẩm)
- Bảng 21.2. Ví dụ về yêu cầu cần đạp của sản phẩm MÁY BÁO KHOẢNG CÁCH
Ảnh
4. Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp
4. Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp
a) Đưa ra ý tưởng
Hình vẽ
Tìm kiếm giải pháp bằng phương pháp động não (Brainstorming), tạo ra càng nhiều ý tưởng, cơ hội xuất hiện những giải pháp tốt càng cao. Sử dụng sơ đồ tư duy (Mindmap) trong giai đoạn này giúp hệ thống hóa và sắp xếp những suy nghĩ một cách trực quan.
- b. Đánh giá và lựa chọn giải pháp
b. Đánh giá và lựa chọn giải pháp
Hình vẽ
Áp dụng phương pháp động não đảo ngược (phương pháp phê phán các giải pháp) khi chỉ còn 3 đến 4 giải pháp để tiết kiệm thời gian đánh giá và tìm ra giải pháp tối ưu. Áp dụng kĩ thuật phân tích ưu điểm, nhược điểm, tính thú vị của từng giải pháp để đánh giá đa chiều và tìm ra giải pháp sáng tạo, độc đáo.
5. Xây dựng nguyên mẫu
5. Xây dựng nguyên mẫu
Hình vẽ
- Giải pháp cần được trình bày cụ thể về hình dạng, kích thước, vật liệu, yêu cầu kĩ thuật, vị trí tương đối giữa các chi tiết trên bản vẽ phác, bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp thông qua các hình biểu diễn khác nhau.
Các phần mềm hỗ trợ vẽ kĩ thuật như AutoCAD, SolidWorks,... Sử dụng các dụng cụ cầm tay và thiết bị gia công cơ khí như đũa, khoan cầm tay, cưa cầm tay,... Sử dụng bảng kê nêu rõ các chi tiết làm nguyên mẫu của sản phẩm.
- Ví dụ bảng kê các chi tiết làm sản phẩm cảnh báo ngồi học sai tư thế: (- Ví dụ bảng kê các chi tiết làm sản phẩm cảnh báo ngồi học sai tư thế:)
Ảnh
- Hình 21.3. Thiết kế sản phẩm (- Ví dụ bảng kê các chi tiết làm sản phẩm cảnh báo ngồi học sai tư thế:)
Hình 21.3. Thiết kế sản phẩm
Ảnh
Ảnh
Ảnh
a) Bản vẽ lắp
b) Nguyên mẫu
c) Thiết kế mạch điện tử
6. Thử nghiệm, kiểm chứng giải pháp
6. Thử nghiệm, kiểm chứng giải pháp
Hình vẽ
Nguyên mẫu được đưa vào thử nghiệm trong môi trường thực tế (hoặc được tái hiện giống với thực tế) để kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật. So sánh kết quả với bảng các yêu cầu cần đạt của sản phẩm để đánh giá mức độ thành công của sản phẩm. Hoàn thiện sản phẩm và lập hồ sơ kĩ thuật cho sản phẩm.
- Ví dụ (6. Thử nghiệm, kiểm chứng giải pháp)
- Ví dụ: Nguyên mẫu của sản phẩm cảnh báo tư thế ngồi học sai và quá trình thử nghiệm:
Ảnh
a) Khi ngồi học đúng tư thế
b) Khi ngồi học sai tư thế
Hình 21.6. Thử nghiệm sản phẩm
7. Lập hồ sơ kĩ thuật
7. Lập hồ sơ kĩ thuật
Hình vẽ
Đối với bài tập thiết kế kĩ thuật của học sinh, kết quả học tập được báo cáo qua hồ sơ kĩ thuật của sản phẩm và các hoạt động công bố ý tưởng được tổ chức tại các đơn vị giáo dục. Báo cáo có thể trình bày dưới dạng tệp văn bản, triển lãm, poster, sách,...
Vận dụng
- Câu 1 (- Vận dụng)
Ảnh
Vận dụng
Câu 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.
- Câu 2
Ảnh
Câu 2: Đề xuất một số phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật phù hợp với việc giải quyết vấn đề em vừa nêu.
Dặn dò
- Dặn dò
Ảnh
Dặn dò
Ôn lại trọng tâm bài học. Làm bài tập trong SBT. Chuẩn bị bài sau: " Bài 22: Dự án: Thiết kế sản phẩm đơn giản''.
- Cảm ơn
Ảnh