Giáo án NLS chuyên đề Công nghệ 11 CK Bài 8: Đặc điểm của công nghệ in 3D
Giáo án chuyên đề NLS Công nghệ 11 - Cơ khí (bộ SGK thống nhất từ 2026 - 2027) Bài 8: Đặc điểm của công nghệ in 3D. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh tăng cường khả năng ứng dụng công nghệ, phương pháp mới vào việc tìm hiểu các chuyên đề học tập. KHBD này là file word, tải về dễ dàng.
=> Giáo án công nghệ 11 - Công nghệ cơ khí kết nối tri thức
Các tài liệu bổ trợ
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
CHUYÊN ĐỀ 3: CÔNG NGHỆ IN 3D
BÀI 8: ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ IN 3D
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Kiến thức
Sau bài học, HS sẽ:
- Trình bày được đặc điểm, ứng dụng của công nghệ in 3D.
- Trình bày được cấu trúc chung và nguyên lí làm việc của máy in 3D.
2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Lựa chọn được các nguồn tài liệu học tập phù hợp để nắm vững kiến thức cơ bản trong bài học và bổ sung các kiến thức mở rộng liên quan đến bài học.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thực hiện việc tìm hiểu kiến thức thông qua việc chia nhóm nhỏ, cùng tìm hiểu, trao đổi và trình bày ý tưởng với các câu hỏi và vấn đề được đặt ra.
Năng lực riêng:
- Năng lực nhận thức công nghệ: Trình bày được đặc điểm và ứng dụng của công nghệ in 3D, cấu trúc và nguyên lí làm việc của máy in 3D.
Năng lực số:
- 1.1.NC1b: Áp dụng được kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
- 2.1.NC1a: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác.
- 3.2.NC1a: Làm việc với các mục nội dung và thông tin mới khác nhau, sửa đổi, tinh chỉnh, cải thiện và tích hợp chúng để tạo ra những mục mới và độc đáo.
- 5.3.NC1b: Áp dụng xử lý nhận thức của cá nhân và tập thể để giải quyết các vấn đề khái niệm và tình huống có vấn đề khác nhau trong môi trường số.
Năng lực AI:
- 11.A1.2: AI để nâng cao năng lực (HS nhận thức và hiểu được việc kết hợp AI (như Generative Design - Thiết kế tạo sinh) với in 3D giúp tối ưu hóa kết cấu vật liệu, từ đó sử dụng AI như một công cụ đắc lực để nâng cao năng lực thiết kế kĩ thuật của con người).
- 11.C3.1: Cách đặt prompt phù hợp với mục tiêu cụ thể (HS thực hành cách đặt prompt có kịch bản và vai trò cụ thể trên Chatbot AI (Ví dụ: "Đóng vai một chuyên gia công nghệ in 3D, hãy giải thích nguyên lí hoạt động của máy in FDM một cách ngắn gọn, dễ hiểu cho học sinh lớp 11") để thu thập thông tin và mở rộng kiến thức).
3. Phẩm chất
- Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thực hành.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên
- SGK Chuyên đề học tập Công nghệ 11 – Công nghệ cơ khí, SGV Chuyên đề học tập Công nghệ 11 - Công nghệ cơ khí, KHBD.
- Tài liệu, hình ảnh, video minh họa về công nghệ in 3D và phương pháp gia công cắt gọt.
- Video, clip và hình ảnh minh họa về một số ứng dụng của công nghệ in 3D trong sản xuất và đời sống.
- Video, clip và hình ảnh minh họa về cấu trúc và nguyên lí làm việc của máy in 3D dạng FDM.
- Máy tính, máy chiếu (nếu có).
- Máy tính cá nhân/Laptop, màn hình máy chiếu/Tivi tương tác, kết nối Internet tốc độ cao. Các phần mềm ứng dụng: Quizizz/Kahoot (tạo câu hỏi trắc nghiệm), website kenhhoctap.edu.vn, nền tảng AI (ChatGPT/Gemini), ứng dụng Padlet/Google Drive.
- Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.
2. Đối với học sinh
- SGK Chuyên đề học tập Công nghệ 11 – Công nghệ cơ khí.
- Đọc trước bài học trong SGK, tìm kiếm và đọc trước tài liệu có liên quan đến đặc điểm và ứng dụng của công nghệ in 3D, cấu trúc và nguyên lí làm việc của máy in 3D.
- Điện thoại thông minh (Smartphone) hoặc máy tính bảng có kết nối Internet, cài sẵn trình duyệt web.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Tạo tâm thế sẵn sàng học tập và gợi mở nhu cầu nhận thức, kích thích sự tò mò, hứng thú của HS trong việc tìm hiểu bản chất của công nghệ in 3D.
b. Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát Hình 8.1 SGK trang 35 và trả lời câu hỏi mở đầu.
c. Sản phẩm học tập:
- HS nhận biết đặc điểm của công nghệ đắp dần trong những cấu trúc phổ biến để thấy đó là nền tảng của công nghệ in 3D và có hứng thú tìm hiểu đặc điểm, ứng dụng của công nghệ in 3D, cấu trúc chung và nguyên lí làm việc của máy in 3D.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS quan sát Hình 8.1.
- GV đặt câu hỏi: Hãy nhận xét cách thức tạo thành các cấu trúc đó.
- GV hướng dẫn HS: Để trả lời câu hỏi, HS cần chú ý cách thức tạo hình theo từng lớp của cấu trúc.
- GV yêu cầu HS xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát hình, dựa vào hướng dẫn của GV để trả lời câu hỏi.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- GV mời đại diện 2 – 3 HS xung phong trả lời:
+ Hình 8.1a: Hàng rào đá được xếp từ những viên đá và hình thành theo từng lớp.
+ Hình 8.1b: Bức tường gạch được xây từ từng viên gạch theo từng lớp xếp chồng lên nhau.
+ Hình 8.1c: Khối lắp ghép lego được tạo thành bằng cách xếp các miếng ghép lego lên nhau theo từng lớp.
- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).
Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện
- GV nhận xét câu trả lời của HS và dẫn dắt vào bài: Trong tự nhiên cũng như trong cuộc sống, chúng ta có thể quan sát được nhiều kết cấu xếp chồng vật liệu lên nhau để tạo thành hình khối 3D. Nội dung của bài học hôm nay - Bài 8: Đặc điểm của công nghệ in 3D sẽ trả lời cho các câu hỏi: Công nghệ in 3D là gì? Ứng dụng của nó trong đời sống sản xuất và cuộc sống như thế nào? Cấu trúc chung và nguyên lí làm việc của máy in 3D là gì?
[2.1.NC1a]: HS quan sát, lắng nghe thiết bị hiển thị và thực hiện tương tác với nội dung số (Video AI) để nhận biết tình huống khởi động bài học.
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Hoạt động tự học của học sinh
a. Mục tiêu:
- HS nêu được đặc điểm của công nghệ in 3D.
- HS nêu được ứng dụng của công nghệ in 3D trong sản xuất và đời sống.
- HS trình bày được cấu trúc chung của máy in 3D phổ biến hiện nay (dạng FDM) và nguyên lí làm việc cơ bản của máy.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS tìm hiểu về đặc điểm, ứng dụng, cấu trúc chung của máy in 3D.
c. Sản phẩm học tập:
- HS thiết lập được bảng so sánh đặc điểm của công nghệ in 3D với phương pháp gia công truyền thống.
- HS trình bày được các thành phần và chức năng cơ bản của máy in 3D.
- HS liệt kê được các sản phẩm là ứng dụng của công nghệ in 3D trong thực tế.
- HS trình bày được nguyên lí làm việc của máy in 3D dạng FDM.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 2. Hoạt động tìm hiểu về đặc điểm và ứng dụng công nghệ in 3D
a. Mục tiêu: HS hiểu đặc điểm cơ bản của công nghệ in 3D và sự khác biệt với phương pháp cắt gọt; tìm hiểu ứng dụng công nghệ in 3D.
b. Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát video mô tả công nghệ in 3D và phương pháp gia công cắt gọt; hướng dẫn HS đọc thông tin SGK tr.35 và trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập:
- HS liệt kê các đặc điểm cơ bản của công nghệ in 3D và sự khác biệt với phương pháp gia công cắt gọt.
- HS trình bày một vài sản phẩm của công nghệ in 3D trong thực tế.
d. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS/AI |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS quan sát hình 8.2.
- GV yêu cầu HS dựa vào hình ảnh đã quan sát và thông tin trong SGK, suy nghĩ, trả lời câu hỏi: Em hãy so sánh đặc điểm của hai phương pháp tạo hình sản phẩm trên hình 8.2. - Sau khi HS trả lời, GV khái quát hóa khái niệm của công nghệ in 3D. - GV liệt kê các ưu và nhược điểm cơ bản của công nghệ in 3D. - GV tổ chức cho HS xem video (0:00 – 1:00) minh họa về công nghệ in 3D và video về phương pháp gia công cắt gọt để có cái nhìn cụ thể hơn về hai phương pháp này. - GV yêu cầu HS dựa vào thông tin đã đọc, trả lời câu hỏi: Tại sao công nghệ in 3D được gọi là công nghệ sản xuất “thân thiện” với môi trường? - GV giới thiệu thêm cho HS về ưu điểm của công nghệ in 3D trong việc chế tạo đạo cụ phục vụ cho các bộ phim nổi tiếng của điện ảnh thế giới thông qua hộp chức năng Thông tin bổ sung ở trang 36 SGK. - GV nêu thêm cho HS: Ứng dụng của công nghệ in 3D trong sản xuất: tạo mẫu thử nghiệm, sản xuất linh kiện phụ tùng; trong đời sống: các ứng dụng trong y tế; trong xây dựng; trong chế tác đồ trang sức và vật trang trí. - GV cho HS quan sát video (1:05 – 4:34) minh họa các sản phẩm của công nghệ in 3D trong sản xuất và đời sống để thấy sự đa dạng trong các ứng dụng của công nghệ in 3D. - GV yêu cầu HS thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Kết nối năng lực (trang 37 SGK): Qua sách báo và Internet, hãy tìm hiểu tiềm năng và thách thức của công nghệ in 3D trong sản xuất công nghệ. - Để trả lời câu hỏi trên một cách phong phú, HS hãy áp dụng kỹ thuật tìm kiếm trên Internet bằng điện thoại với từ khóa "Ứng dụng in 3D trong y tế/hàng không" để lấy hình ảnh thực tế minh họa cho lớp xem. - Thảo luận: "Hiện nay, phần mềm AI (Generative Design) có thể tự động tính toán tạo ra những khung xương cơ khí có hình dáng kì lạ nhưng siêu nhẹ và siêu cứng, sau đó dùng máy in 3D để in ra. Việc này chứng tỏ AI mang lại lợi ích gì cho kĩ sư thiết kế?" - GV nhấn mạnh tính ứng dụng đa dạng của công nghệ in 3D trong các lĩnh vực đời sống. - GV theo dõi, hướng dẫn, đánh giá HS trong quá trình trả lời câu hỏi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập - HS quan sát tranh ảnh, video, đọc thông tin trong SGK để trả lời các câu hỏi. - HS sử dụng điện thoại tìm kiếm thông tin và thảo luận về sức mạnh của AI trong thiết kế. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời đại diện HS trình bày nội dung đã thực hiện. - HS trả lời câu hỏi đầu hoạt động : + Hình 8.2a: Tạo hình bằng phương pháp gia công cắt gọt là loại bỏ phần dư thừa từ phôi liệu ban đầu. Lãng phí lượng vật liệu (phôi) bị cắt gọt đi từ khối phôi liệu, ví dụ các lỗ, rãnh,… + Hình 8.2b: Tạo hình bằng phương pháp bồi đắp vật liệu từ không có gì tới một vật thể hoàn chỉnh. Do sản xuất bồi đắp nên gần như không lãng phí vật liệu vì đều được sử dụng cho vật thể, chỉ có một phần ít tồn dư vật liệu do tạo lớp nền hoặc phần đỡ phụ cho những chi tiết phức tạp. - Báo cáo NLS: HS trình chiếu các hình ảnh tìm được (In 3D xương giả trong y tế, linh kiện máy bay...). - Báo cáo AI: Ứng dụng AI giúp kĩ sư vượt qua giới hạn sáng tạo của bộ não con người, tối ưu hóa vật liệu, nâng cao năng lực thiết kế các cấu trúc phức tạp mà trước đây không nghĩ ra được. - GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV chuyển sang nội dung mới. | I. ĐẶC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ IN 3D 1. Đặc điểm của công nghệ in 3D - Khái niệm:Công nghệ in 3D hoạt động theo nguyên lí bồi đắp vật liệu mà ở đó việc tạo vật thể sẽ được thực hiện theo kiểu đắp dần từng lớp nhờ chương trình điều khiển bằng máy tính. - Công nghệ in 3D có các ưu, nhược điểm sau: + Ưu điểm: * Tiết kiệm thời gian chế tạo sản phẩm; * Tiết kiệm lượng nguyên vật liệu; * Phát huy lợi thế với các kết cấu phức tạp; * Sản phẩm có tính đa dạng, linh hoạt, đáp ứng nhu cầu của từng cá nhân. + Nhược điểm: * Hạn chế nguyên vật liệu (chủ yếu từ nhựa và kim loại). * Hạn chế về kích thước. - Do ưu điểm là tiết kiệm nguồn vật liệu, thời gian tạo hình cũng như hạn chế những ảnh hưởng tới môi trường về nguồn năng lượng, các nguồn lực và công đoạn phụ trợ, công nghệ in 3D được coi là công nghệ sản xuất “thân thiện” với môi trường. 2. Ứng dụng của công nghệ in 3D a) Trong sản xuất - Công nghệ in 3D cho phép in các sản phẩm phức tạp, có cấu trúc đặc biệt, đặc biệt là những sản phẩm siêu nhẹ trong lĩnh vực vũ trụ, hàng không. Hiện nay, nhiều sản phẩm in 3D có tiềm năng được sử dụng như sản phẩm cuối cùng trong sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, công nghệ in 3D còn hạn chế về nguồn vật liệu đầu vào cũng như độ chính xác của sản phẩm. Tính tự động hóa của quy trình chuẩn bị và kết thúc quá trình in còn chưa cao nên khó tích hợp vào hệ thống sản xuất tự động. b) Trong các lĩnh vực đời sống - Công nghệ in 3D cũng thể hiện tính linh hoạt và tính cá nhân hóa (thiết kế riêng theo yêu cầu người sử dụng) trong các sản phẩm in mà khó một công nghệ nào có thể áp dụng được. |
[1.1.NC1b]: HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm bằng từ khóa trên không gian mạng để lấy được các hình ảnh thực tế sống động về ứng dụng in 3D, mở rộng kiến thức ra ngoài khuôn khổ SGK. [11.A1.2]: HS nhận thức được việc ứng dụng AI trong thiết kế (Generative Design) kết hợp với in 3D là một cách để trực tiếp nâng cao năng lực kĩ thuật, tối ưu hóa hiệu suất làm việc của con người.
|
Hoạt động 3. Hoạt động tìm hiểu về cấu trúc của máy in 3D và nguyên lí làm việc của máy in 3D
a. Mục tiêu: HS nêu được cấu trúc và nguyên lí làm việc của một máy in 3D phổ biến hiện nay là FDM.
b. Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát tranh, video về máy in 3D dạng FDM; hướng dẫn HS đọc thông tin SGK tr.38-41 và trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập:
- HS liệt kê được thành phần cấu tạo cơ bản và chức năng của máy in 3D dạng FDM.
- HS trình bày được nguyên lí làm việc của máy in 3D dạng FDM.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm.
b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời.
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng liên quan đến công nghệ in 3D
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu:
- HS vận dụng được kiến thức và nêu được ứng dụng về sản phẩm của công nghệ in 3D trong lĩnh vực giáo dục.
b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.
c. Sản phẩm học tập:
- HS liệt kê các ứng dụng về sản phẩm của công nghệ in 3D trong lĩnh vực giáo dục.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..