Bài 21: Phương pháp, phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật
Mở đầu trang 119 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
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?
Bước 1: Xác định vấn đề và yêu cầu thiết kế:
Phương pháp:
Kỹ thuật đặt câu hỏi (5W1H: What, Why, When, Where, Who, How).
Phân tích SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats).
Phương tiện hỗ trợ:
Máy tính, bảng trắng, giấy, bút.
Phần mềm lập kế hoạch như Trello hoặc Miro.
Bước 2: Phát triển ý tưởng:
Phương pháp:
Động não (Brainstorming).
Kỹ thuật sơ đồ tư duy để liên kết các ý tưởng.
Phương tiện hỗ trợ:
Phần mềm thiết kế ý tưởng như MindMeister hoặc XMind.
Giấy vẽ phác thảo, bút màu.
Bước 3: Lập bản thiết kế chi tiết:
Phương pháp:
Phác thảo tay hoặc sử dụng phần mềm CAD (Computer-Aided Design).
Phương tiện hỗ trợ:
Máy tính và phần mềm CAD như AutoCAD, SolidWorks.
Bảng vẽ điện tử.
Bước 4: Chế tạo mẫu thử:
Phương pháp:
Dùng kỹ thuật gia công cơ bản hoặc in 3D để tạo mẫu thử.
Phương tiện hỗ trợ:
Máy in 3D, dụng cụ cơ khí (máy cắt, máy hàn).
Bước 5: Thử nghiệm và đánh giá:
Phương pháp:
Phỏng vấn người dùng, thu thập phản hồi qua khảo sát.
Kỹ thuật A/B testing để so sánh các phiên bản sản phẩm.
Phương tiện hỗ trợ:
Công cụ khảo sát trực tuyến (Google Forms, SurveyMonkey).
Phần mềm mô phỏng thử nghiệm sản phẩm.
Bước 6: Hoàn thiện và sản xuất hàng loạt:
Phương pháp:
Phân tích chi phí sản xuất, tối ưu hóa quy trình.
Phương tiện hỗ trợ:
Phần mềm quản lý sản xuất, các công cụ tự động hóa trong sản xuất.
Luyện tập trang 119 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
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.
Vấn đề:
Tư thế ngồi sai có thể gây đau lưng, cong vẹo cột sống, giảm hiệu quả học tập.
Ghế ngồi và bàn học không phù hợp với chiều cao của học sinh.
Một số ý tưởng giải quyết:
Thiết kế bàn ghế có thể điều chỉnh độ cao theo chiều cao học sinh.
Tích hợp thêm phần tựa lưng hỗ trợ cột sống.
Tạo các chương trình giáo dục hướng dẫn tư thế ngồi đúng cách.
Luyện tập 1 trang 120 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Hãy lập sơ đồ tư duy thể hiện những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế một chiếc bàn học sinh tiểu học.
Vấn đề cần lưu ý:
Kích thước: Phù hợp với chiều cao và tầm vóc của trẻ.
Chất liệu: An toàn, không gây hại cho sức khỏe.
Tính thẩm mỹ: Màu sắc và thiết kế thu hút trẻ.
Chức năng: Tích hợp ngăn kéo, giá sách để tăng tiện ích.
Độ an toàn: Không có góc cạnh sắc nhọn.
Sơ đồ tư duy (mô tả):
Trung tâm: Bàn học sinh.
Nhánh 1: Kích thước (chiều cao, chiều rộng).
Nhánh 2: Chất liệu (gỗ tự nhiên, nhựa an toàn).
Nhánh 3: Tính năng (ngăn kéo, chỗ để cặp).
Nhánh 4: An toàn (góc bo tròn).
Luyện tập 2 trang 120 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
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.
Câu hỏi phỏng vấn:
Chiều cao và kích thước bàn học nào là phù hợp với con em anh/chị?
Anh/chị có mong muốn bàn học tích hợp thêm tính năng nào (ngăn kéo, giá sách)?
Màu sắc hoặc thiết kế bàn học nào khiến con em anh/chị hứng thú hơn khi học?
Anh/chị có quan tâm đến chất liệu bàn học (gỗ, nhựa)?
Kế hoạch phỏng vấn:
Thời gian: Dự kiến phỏng vấn trong 1 tuần.
Phương thức: Phỏng vấn trực tiếp hoặc qua khảo sát trực tuyến.
Đối tượng: 20 phụ huynh và 20 học sinh trong độ tuổi tiểu học.
Mục tiêu: Thu thập dữ liệu về sở thích và nhu cầu để thiết kế bàn học phù hợp.
Luyện tập trang 121 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Lựa chọn một mẫu bàn học cho học sinh tiểu học, sử dụng phương pháp SCAMPER để đề xuất các cải biến cho sản phẩm đó.
Mẫu bàn học chọn lựa: Bàn học truyền thống với ngăn kéo.
Cải tiến SCAMPER:
S (Substitute - Thay thế): Thay ngăn kéo bằng khay đựng sách di động để dễ lấy đồ hơn.
C (Combine - Kết hợp): Kết hợp bàn học với giá sách gắn liền để tiết kiệm không gian.
A (Adapt - Điều chỉnh): Điều chỉnh chiều cao bàn và ghế để phù hợp với từng độ tuổi.
M (Modify - Thay đổi): Thay đổi góc bàn có thể nghiêng để hỗ trợ viết và vẽ.
P (Put to another use - Sử dụng khác): Bàn học có thể gập gọn để sử dụng làm bàn ăn hoặc bàn làm việc.
E (Eliminate - Loại bỏ): Loại bỏ các chi tiết trang trí rườm rà, chỉ tập trung vào chức năng.
R (Rearrange - Sắp xếp lại): Tái sắp xếp vị trí ngăn kéo để tối ưu hóa không gian lưu trữ.
Khám phá trang 122 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
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.
Máy khoan: Dùng để tạo lỗ trên các bề mặt như gỗ, kim loại, nhựa.
Máy cưa: Cắt các tấm gỗ hoặc kim loại theo kích thước mong muốn.
Máy in 3D: Tạo mẫu sản phẩm bằng cách in các lớp vật liệu chồng lên nhau.
Máy mài: Làm nhẵn bề mặt hoặc cạnh sắc của vật liệu.
Bàn kẹp (ê tô): Giữ cố định vật liệu trong quá trình gia công.
Vận dụng trang 123 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Chọn một không gian, một chủ đề hoặc một đối tượng quanh em để quan sát và tập đặt câu hỏi, phát hiện điều bất tiện hay một vấn đề cần giải quyết.
Không gian chọn lựa: Nhà bếp.
Vấn đề phát hiện:
Thiếu không gian lưu trữ cho các dụng cụ bếp.
Bề mặt bếp không đủ chỗ để đặt nhiều thiết bị cùng lúc.
Câu hỏi đặt ra:
Làm thế nào để tối ưu hóa không gian lưu trữ trong bếp?
Có thể thiết kế các tủ bếp di động hoặc tủ đa năng hay không?
Vận dụng 1 trang 127 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Hãy nêu 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.
Phương pháp hỗ trợ:
Giai đoạn xác định vấn đề: Đặt câu hỏi, khảo sát thực tế.
Giai đoạn phát triển ý tưởng: Sử dụng động não, vẽ phác thảo.
Giai đoạn thiết kế chi tiết: Sử dụng phần mềm CAD, lập mô hình.
Áp dụng đặt câu hỏi:
Vấn đề: Kệ sách trong nhà em thường không đủ chỗ để lưu trữ sách vở.
Câu hỏi:
Làm sao để tăng không gian lưu trữ?
Có thể thiết kế kệ sách gắn tường hoặc kệ di động không?
Vận dụng 2 trang 127 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Đề xuất một số phương tiện hỗ trợ thiết kế kĩ thuật phù hợp với việc giải quyết vấn đề em vừa nêu.
Phương tiện hỗ trợ:
Phần mềm thiết kế như SketchUp hoặc AutoCAD để phác thảo kệ sách.
Máy in 3D để tạo mô hình thu nhỏ trước khi sản xuất thực tế.
Máy cưa và máy khoan để gia công vật liệu cho kệ sách.
Giải pháp:
Thiết kế kệ sách gắn tường để tiết kiệm diện tích.
Tích hợp các ngăn kéo ẩn để tăng khả năng lưu trữ.
