Giáo án Bài 3. Công nghệ phổ biến

Huy động kiến thức nền của HS về việc tạo hình kim loại; xác định vấn đề cần giải quyết: phân biệt Đúc, Cắt gọt, Hàn.

GV đưa ra ba câu hỏi gợi mở: (1) Vì sao chiếc chìa khóa hoặc chi tiết máy thường có bề mặt nhẵn và đúng kích thước? (2) Khi nối hai thanh kim loại, người ta thường làm gì? (3) Vì sao không phải chi tiết nào cũng chỉ cần một cách gia công? HS suy nghĩ cá nhân, ghi nhanh vào vở, sau đó chia sẻ với bạn cùng bàn.

Mỗi HS ghi được ít nhất một cách tạo hình và một cách liên kết kim loại mà các em đã biết (ví dụ: làm nóng chảy rồi đổ khuôn, mài/tiện để đạt kích thước, hàn hai chi tiết). Từ đó, nêu được vấn đề: có ba cách tạo hình/liên kết chính cần phân biệt là Đúc, Cắt gọt, Hàn.

Nêu được khái niệm và đặc điểm tạo hình/liên kết của Đúc, Cắt gọt, Hàn; phân biệt được ba công nghệ này.

Lớp chia thành 3 nhóm chuyên gia (Đúc, Cắt gọt, Hàn). Mỗi nhóm đọc nội dung tương ứng trong bài và trả lời Phiếu học tập số 1: (1) Đối tượng tác động là gì? (2) Cơ chế tạo hình hoặc liên kết là gì? (3) Vì sao không được xem là công nghệ thay thế hoàn toàn cho hai công nghệ còn lại? Sau đó, HS đổi sang nhóm gốc (mỗi nhóm có đủ ba chuyên gia) để chia sẻ.
Lưu ý an toàn: HS chỉ phân tích qua sơ đồ, dữ liệu; không thực hiện nung kim loại hay thao tác máy.

Phiếu học tập số 1 được hoàn thành với nội dung: Đúc – tạo hình bằng vật liệu nóng chảy điền và đông đặc trong khuôn; Cắt gọt – bóc lớp vật liệu để tạo hình và đạt kích thước; Hàn – liên kết vật liệu bằng quá trình nhiệt hoặc áp lực phù hợp. Kết luận: ba công nghệ khác nhau về cách tạo hình/liên kết và thường phối hợp theo vật liệu, hình dạng và yêu cầu, không thay thế hoàn toàn cho nhau.

Sắp xếp được trình tự quy trình tạo vòng đệm; nêu được vai trò kiểm soát chất lượng và thu gom phoi; vận dụng cân bằng vật liệu đơn giản.

GV trình chiếu sơ đồ quy trình làm vòng đệm. Nhóm thảo luận Phiếu học tập số 2: (1) Sắp xếp bốn bước: Chọn cách tạo phôi phù hợp; Đọc vật liệu và yêu cầu chi tiết; Kiểm chất lượng và thu gom chất thải; Chọn nguyên công hoàn thiện cần thiết. (2) Phôi $100\,\mathrm{g}$ tạo sản phẩm $80\,\mathrm{g}$, bỏ qua hao hụt khác, khối lượng phoi là bao nhiêu? (3) Vì sao phoi nên được thu gom riêng để tái chế?

Trình tự đúng: Đọc vật liệu và yêu cầu chi tiết → Chọn cách tạo phôi phù hợp → Chọn nguyên công hoàn thiện cần thiết → Kiểm chất lượng và thu gom chất thải; mỗi bước sử dụng kết quả của bước trước. Cân bằng vật liệu: $100-80=20\,\mathrm{g}$, vậy khối lượng phoi là $20\,\mathrm{g}$ (theo giả định bỏ qua hao hụt khác). Phoi thu gom riêng để tái chế, không xả bừa bãi; khi kiểm tra cần chú ý sai số và ba via.

Nêu được các mảng điện–điện tử trong bài; xác định được dòng biến đổi năng lượng của từng ứng dụng; nhận ra nghề và nhiệm vụ khác nhau.

GV dùng sơ đồ thủy điện (năng lượng nước → tua-bin quay → máy phát → điện → truyền tải, phân phối tới tải). Nhóm 4 HS lập sơ đồ tư duy về năm mảng: sản xuất điện; điện–quang; điện–cơ; điều khiển/tự động hóa; truyền thông không dây. Với mỗi mảng, ghi một ví dụ và dòng biến đổi tương ứng. Lưu ý: chỉ phân tích sơ đồ, không tự nối điện lưới hay tháo thiết bị.

Sơ đồ tư duy gồm: Sản xuất điện (từ nước, gió, mặt trời, nhiệt, năng lượng nguyên tử; ví dụ thủy điện: nước → tua-bin → máy phát → điện); Điện–quang (sợi đốt qua nhiệt, phóng điện, LED biến điện thành ánh sáng); Điện–cơ (quạt, bơm quay; van điện từ chuyển động tịnh tiến); Điều khiển/tự động hóa (cảm biến – điều khiển – cơ cấu); Truyền thông không dây (Wi-Fi, Bluetooth, mạng di động, truyền thông tin bằng sóng điện từ). Ghi chú: luyện kim, gia công, tự động hóa và mạng có nhiệm vụ và đào tạo khác nhau.

Vận dụng khái niệm để chọn đúng đáp án, ghép đúng thuật ngữ và nhận diện câu sai.

HS làm bốn câu trắc nghiệm và ghép khái niệm. Có thể dùng bài tập tương tác trên trang NeoEdu nếu lớp có thiết bị. Các câu: (1) Mô tả nào đúng về Đúc? A. Mọi chi tiết đúc đều đạt ngay độ chính xác cuối cùng nên không cần đo kiểm; B. Tạo hình bằng vật liệu nóng chảy điền và đông đặc trong khuôn; C. Bóc lớp vật liệu để tạo hình và đạt kích thước; D. Liên kết vật liệu bằng quá trình nhiệt hoặc áp lực phù hợp. (2) Ghép Đúc, Cắt gọt, Hàn với ý nghĩa tương ứng. (3) Nhận định “Mọi chi tiết đúc đều đạt ngay độ chính xác cuối cùng nên không cần đo kiểm” đúng hay sai? (4) Điền thuật ngữ: Bóc lớp vật liệu để tạo hình và đạt kích thước được gọi là ....

Câu 1: B. Câu 2: Đúc – tạo hình bằng vật liệu nóng chảy điền và đông đặc trong khuôn; Cắt gọt – bóc lớp vật liệu để tạo hình và đạt kích thước; Hàn – liên kết vật liệu bằng quá trình nhiệt hoặc áp lực phù hợp. Câu 3: Sai, vì đúc có sai số và bề mặt theo quy trình, có thể cần gia công và phải kiểm tra yêu cầu. Câu 4: Cắt gọt.

Phân loại được dòng biến đổi và nhiệm vụ của các mô tả; tính được khối lượng phoi trong bài toán cân bằng vật liệu.

HS làm hai bài tập: (1) Phân loại sáu mô tả: phôi bị ép mỏng qua hai trục; nước quay tua-bin nối máy phát; LED sáng; quạt quay; van điện từ dịch chuyển lõi; máy tính nhận dữ liệu bằng Wi-Fi. Nêu dòng biến đổi hoặc nhiệm vụ và phân công an toàn khi học. (2) Phôi $100\,\mathrm{g}$ tạo sản phẩm $80\,\mathrm{g}$, bỏ qua mọi hao hụt khác. Khối lượng phoi là bao nhiêu gam?

Bài 1: ép qua hai trục là gia công áp lực bằng cán, không phải bóc phoi; nước – tua-bin – máy phát là sản xuất điện từ năng lượng nước; LED là điện–quang, biến điện thành ánh sáng; quạt là điện–cơ dạng quay; van điện từ là điện–cơ dạng tịnh tiến; Wi-Fi là truyền thông không dây, truyền thông tin bằng sóng điện từ, không phải tạo điện cho máy tính. Phân công an toàn: chỉ phân tích sơ đồ, không nung kim loại, không cắt hay hàn máy. Bài 2: $100-80=20\,\mathrm{g}$, đáp án 20 g.

Vận dụng kiến thức để đề xuất phương án tạo phôi, gia công và kiểm soát chất lượng cho chi tiết vòng đệm trong giới hạn an toàn; gắn với thực tế sản xuất và đời sống.

Tình huống: Một xưởng cần làm chi tiết có thân rỗng phức tạp, sau đó cần mặt và lỗ lắp đạt kích thước chính xác. Nhóm thảo luận: (1) Nên chọn đúc, cắt gọt hay phối hợp cả hai? Giải thích. (2) Nêu các yếu tố cần xét: vật liệu, hình dạng, số lượng, chi phí. (3) Đề xuất cách kiểm soát sai số, ba via và cách thu gom phoi. (4) Nêu giới hạn an toàn: học sinh không thực hiện nung hay thao tác máy. Nhóm trình bày phương án trong 2 phút.

Phương án mẫu: Đúc tạo phôi có hình dạng phức tạp, sau đó cắt gọt mặt và lỗ lắp để đạt thông số; xét thêm vật liệu, số lượng và chi phí, vì không có phương án nào luôn tốt nhất. Kiểm soát: đo sai số, kiểm ba via trước khi lắp; phoi thu gom riêng để tái chế. An toàn: chỉ học qua sơ đồ và dữ liệu; thao tác nung, cắt, hàn chỉ do người được đào tạo thực hiện. Mỗi nhóm có phiếu phương án gồm ba phần: chọn công nghệ, lý do, yêu cầu kiểm soát.