Giáo án Bài 17. Khái quát về thiết kế kĩ thuật

Giúp HS nhận ra một vấn đề cần giải quyết và hiểu rằng trước khi thiết kế cần xác định rõ nhu cầu, giới hạn và yêu cầu kiểm được.

GV chiếu tình huống: Bàn học rộng 60 cm; cần một giá để giữ sách gọn trên bàn; kinh phí tối đa 80000 đ; không được có cạnh sắc gây nguy hiểm cho người dùng. HS trả lời câu hỏi: “Trước khi vẽ bản thiết kế giá sách, em cần biết những thông tin nào? Vì sao?”

HS nêu được nhu cầu là giữ sách gọn trên bàn. Các thông tin cần biết dự kiến gồm: kích thước bàn và kích thước giá, số lượng sách cần giữ, kinh phí tối đa, yêu cầu an toàn (không cạnh sắc). GV ghi nhận các ý kiến lên bảng để dùng cho phần sau.

HS nêu được khái niệm Nhu cầu, Tiêu chí thiết kế, Ràng buộc và phân biệt được ba khái niệm này qua ví dụ cụ thể.

HS đọc mục Khái niệm và mục Bản chất trong Bài 17, sau đó trả lời câu hỏi GV đặt ra: “Mỗi nội dung sau là nhu cầu, tiêu chí thiết kế hay ràng buộc? Vì sao?”

• Giữ sách gọn trên bàn rộng 60 cm.
• Kinh phí tối đa 80000 đ.
• Giá rộng không quá 30 cm.
• Không có cạnh sắc.
  HS làm việc theo cặp đôi, sau đó ghi kết quả vào vở.

Kiến thức HS rút ra:

• Nhu cầu: vấn đề hoặc mong muốn cần được giải quyết; ví dụ: giữ sách gọn trên bàn.
• Tiêu chí thiết kế: yêu cầu có thể dùng đánh giá mức đáp ứng của giải pháp; ví dụ: giá rộng không quá 30 cm (kiểm bằng thước đo được).
• Ràng buộc: giới hạn mà giải pháp phải tuân theo; ví dụ: kinh phí tối đa 80000 đ và không có cạnh sắc.
  Đáp án nhận diện: “Giữ sách gọn trên bàn” là nhu cầu; “Giá rộng không quá 30 cm” là tiêu chí; “Kinh phí tối đa 80000 đ” và “Không có cạnh sắc” là ràng buộc.

HS chuyển được một nhu cầu thành các tiêu chí kiểm được kèm cách thử, sắp xếp được quan hệ trước–sau của các bước trong quy trình thiết kế.

Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 1:

• Chuyển yêu cầu “giá sách tiện” thành ba tiêu chí kiểm được, mỗi tiêu chí kèm cách thử.
• Sắp xếp các bước của quy trình theo đúng quan hệ trước–sau.
  Sau đó HS nêu vì sao bản phác thảo bìa chưa đủ để kết luận sản phẩm bền, chịu tải.

Kết quả dự kiến của nhóm:

• Tiêu chí 1: rộng không quá 30 cm (đo bằng thước).
• Tiêu chí 2: giữ ba quyển sách theo tải được giáo viên duyệt (thử bằng cách đặt ba quyển sách lên giá).
• Tiêu chí 3: không lật khi thử nhẹ, dễ đặt và lấy sách, không có cạnh sắc (quan sát và thử tay).
  Quy trình đúng thứ tự: Mô tả nhu cầu người dùng → Chuyển thành tiêu chí và ràng buộc → Đề xuất phương án có cơ sở → Lập cách kiểm trước quyết định hoàn thiện.
  Kết luận: Bản phác thảo bìa chỉ chứng minh ý tưởng, chưa chứng minh độ bền lâu dài; hồ sơ thiết kế phải ghi kích thước, vật liệu, tiêu chí, cách thử và người kiểm.

HS củng cố khái niệm Nhu cầu, Tiêu chí thiết kế, Ràng buộc; nhận ra quan niệm sai về bản phác thảo và giải được bài toán tỉ lệ.

HS làm các câu sau (có thể làm trên học liệu NeoEdu nếu có thời gian):

1. Mô tả nào đúng về Nhu cầu? A. Một bản phác thảo đẹp tự chứng minh sản phẩm chịu tải an toàn. B. Vấn đề hoặc mong muốn cần được giải quyết. C. Yêu cầu có thể dùng đánh giá mức đáp ứng của giải pháp. D. Giới hạn mà giải pháp phải tuân theo.
2. Đúng hay sai: “Một bản phác thảo đẹp tự chứng minh sản phẩm chịu tải an toàn.”
3. Bàn rộng 60 cm, giá dự kiến rộng 30 cm. Giá chiếm bao nhiêu phần trăm bề rộng bàn?
4. Vì sao có thể có hơn một thiết kế đúng cho cùng nhu cầu giữ sách?

Đáp án:

1. B. Nhu cầu là vấn đề hoặc mong muốn cần được giải quyết.
2. Sai. Cần vật liệu, tính toán và thử theo tiêu chí; vẻ đẹp không thay thế bằng chứng chịu tải.
3. $30 : 60 \times 100\% = 50\%$. Giá chiếm 50% bề rộng bàn; còn phải xét chiều sâu và lối dùng bàn.
4. Vật liệu, bố cục, chi phí và thẩm mĩ có thể khác nhau nhưng đều đạt ràng buộc và an toàn; phương án được so sánh theo tiêu chí có trọng số, không chỉ chọn một mẫu duy nhất.

HS vận dụng quy trình và khái niệm đã học để lập hồ sơ thiết kế tối thiểu cho một nhu cầu thực tế của lớp học.

Nhóm chọn một nhu cầu thực tế trong lớp (ví dụ: giữ sách vở gọn trên bàn học, giữ đồ dùng trên bàn giáo viên) và lập hồ sơ gồm: nhu cầu, ba tiêu chí kiểm được kèm cách thử, các ràng buộc (kinh phí, kích thước, an toàn), phương án đề xuất và người kiểm. Trong lớp, nhóm lập khung hồ sơ; phần hoàn thiện được giao về nhà.

Hồ sơ thiết kế tối thiểu gồm các mục:

• Nhu cầu: mô tả vấn đề cần giải quyết.
• Tiêu chí: ba tiêu chí, mỗi tiêu chí có cách thử và phép đo cụ thể.
• Ràng buộc: kinh phí tối đa, kích thước giới hạn, yêu cầu an toàn.
• Phương án: một phương án có cơ sở, kèm ghi chú vật liệu và kích thước dự kiến.
• Người kiểm: tên người chịu trách nhiệm kiểm tra theo tiêu chí.