Giáo án và PPT Thiết kế và Công nghệ 10 kết nối Bài 20: Nguyên tắc thiết kế kĩ thuật

BÀI 20: NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ KĨ THUẬT

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

• 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.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu các nguyên tắc tối ưu

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu: Em hãy trình bày các nguyên tắc tối ưu.

Sản phẩm dự kiến:

1. NGUYÊN TẮC LẶP ĐI LẶP LẠI

- Mỗi bước cần được thực hiện đầy đủ, đúng trình tự, đúng phương pháp và thường xuyên được lặp lại để đảm bảo có được giải pháp tối ưu.

- Hành động lặp đi lặp lại này nhằm mục đích xem xét điều chỉnh, cải tiến, kiểm soát chất lượng sản phành trung gian của quá trình thiết kế ở từng bước cũng như ở tầng thể quá trình thiết kế. Trong đó, các giai đoạn đề xuất, đánh giá và lựa chọn giải pháp; xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp và kiểm chứng giải pháp là những giai đoạn có tính lặp đi lặp lại cao do tính chất đa phương án của các giải pháp kĩ thuật.

2. NGUYÊN TẮC ĐƠN GIẢN HÓA

- Khi xem xét và trước khi lựa chọn một giải pháp, luôn đặt ra câu hỏi. Có giải pháp nào thay thế đơn giản hơn không ?

- Nguyên tắc đơn giản hoá giải pháp còn làm cho giải pháp để tiếp cận, dễ hiểu và áp dụng trong thực tiễn đời sống.

3. NGUYÊN TẮC GIẢI PHÁP TỐI ƯU

- Giải pháp tối ưu chính là mục tiêu thực tế của thiết kế kĩ thuật. Giải pháp tối ưu được đề xuất trên cơ sở xem xét và phân tích đầy đủ những ràng buộc trong quá trình thiết kế như thời gian, chi phi, công nghệ, nguồn lực thực hiện và những tác động về môi trường, đặc biệt là nhu cầu người dùng, khách hàng. 

4. NGUYÊN TẮC TỐI THIỂU TÀI CHÍNH

- Nguyên tắc này thể hiện ở mục tiêu thiết kế sản phẩm chất lượng với chi phí tối thiểu. Nguyên tắc này có ý nghĩa rất lớn, cho phép giải quyết được nhiều vấn đề, đáp ứng được nhiều nhu cầu của xã hội, con người với một nguồn lực tài chính hữu hạn.

Hoạt động 2. Các nguyên tắc phát triển bền vững

GV đưa ra câu hỏi: Em hãy trình bày các nguyên tắc phát triển bền vững.

Sản phẩm dự kiến:

1. NGUYÊN TẮC TIẾT KIỆM TÀI NGUYÊN

- Nguyên tắc tiết kiệm tài nguyên trong thiết kế kĩ thuật sẽ giúp giảm thiểu sự cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, hưởng tới phát triển bền vững.

- Trong quá trình thiết kế, cần tính toán sử dụng ít vật liệu nhất mà vẫn đảm bảo sản phẩm đủ độ bền và tuổi thọ theo yêu cầu. Bên cạnh đó các giải pháp thiết kế cần tiết kiệm nhiên liệu, tiết giảm vật liệu và năng lượng khi sản xuất cũng như sử dụng sản phẩm.

2. NGUYÊN TẮC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

- Mỗi sản phẩm thiết kế kĩ thuật được làm ra từ một hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau, tái tạo hoặc không tái tạo được. Khi sử dụng số lượng lớn các vật liệu không có khả năng tái tạo trong thiết kế kĩ thuật sẽ có tác động xấu đến môi trường.

- Sử dụng vật liệu không tiết kiệm khi thiết kế kĩ thuật sẽ dẫn tới cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, nâng giá thành sản phẩm. Trong thiết kế cần quan tâm lựa chọn và sử dụng các vật liệu tái chế, tái sử dụng, vật liệu thông minh.

- Năng lượng sử dụng để sản xuất phần lớn lấy từ đốt cháy những vật liệu không thể tái tạo như dầu mỏ hay than. Sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy là các hợp chất và khí gây ô nhiễm môi trường.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học, GV yêu cầu HS hoàn thành các bài tập trắc nghiệm sau:

Câu 1: Có mấy nguyên tắc tối ưu trong thiết kế kĩ thuật?

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Câu 2: Một số thiết kế sản phẩm thân thiện với môi trường là:

A. Túi ni lông, túi nhựa.

B. túi vải, ống hút tre, túi rác tự phân hủy sinh học, túi ni lông.

C. Túi vải, ống hút tre, túi rác tự phân hủy sinh học.

D. Tất cả những ý trên đều sai.

Câu 3: Nguyên tắc đơn giản hóa trong thiết kế kĩ thuật là:

A. Nhằm mục đích xem xét điều chỉnh, cải tiến, kiểm soát chất lượng sản phẩm trung gian của quá trình thiết kế ở từng bước cũng như ở tổng thể quá trình thiết kế.

B. Là mục tiêu thực tế của thiết kế kĩ thuật.

C. Làm cho giải pháp dễ tiếp cận, dễ hiểu và áp dụng trong thực tiễn cuộc sống.

D. Với mục tiêu thiết kế sản phẩm chất lượng với chi phí tối thiểu.

Câu 4: Nguyên tắc tối thiểu tài chính trong thiết kế kĩ thuật là:

A. Làm cho giải pháp dễ tiếp cận, dễ hiểu và áp dụng trong thực tiễn cuộc sống.

B. Với mục tiêu thiết kế sản phẩm chất lượng với chi phí tối thiểu.

C. Nhằm mục đích xem xét điều chỉnh, cải tiến, kiểm soát chất lượng sản phẩm trung gian của quá trình thiết kế ở từng bước cũng như ở tổng thể quá trình thiết kế.

D. Là mục tiêu thực tế của thiết kế kĩ thuật.

Câu 5: Nguyên tắc giải pháp tối ưu trong thiết kế kĩ thuật là:

A. Làm cho giải pháp dễ tiếp cận, dễ hiểu và áp dụng trong thực tiễn cuộc sống.

B. Nhằm mục đích xem xét điều chỉnh, cải tiến, kiểm soát chất lượng sản phẩm trung gian của quá trình thiết kế ở từng bước cũng như ở tổng thể quá trình thiết kế.

C. Với mục tiêu thiết kế sản phẩm chất lượng với chi phí tối thiểu.

D. Là mục tiêu thực tế của thiết kế kĩ thuật.

Sản phẩm dự kiến:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

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

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