Giáo án Bài 6. Cách mạng công nghiệp

Tạo tình huống gợi mở, giúp HS nhận ra công nghệ làm thay đổi cách làm việc và dẫn dắt vào nội dung cách mạng công nghiệp.

GV mô tả tình huống: một xưởng đóng gói trước đây dùng công nhân bê và xếp từng thùng hàng; nay xưởng lắp băng tải, động cơ điện và bảng điều khiển. HS trả lời câu hỏi: Theo em, khi xưởng thay đổi như vậy, công việc của người lao động thay đổi thế nào? Vì sao xưởng lại đổi cách làm?

HS nêu được ý chính: sức người ở thao tác nặng, nhọc được thay bằng máy; người lao động chuyển sang điều khiển, giám sát và cần học thêm kĩ năng. GV ghi lên bảng hai ý này làm cơ sở cho hoạt động hình thành kiến thức.

HS nêu được động lực và công nghệ chủ đạo của bốn cuộc cách mạng công nghiệp và hiểu đây là mô hình lịch sử có quá trình chuyển tiếp.

HS làm việc nhóm 4 với phần A của Phiếu học tập số 1. Nhóm đọc nội dung, hoàn thành bảng động lực–công nghệ chủ đạo của từng lần cách mạng và trả lời: (1) Vì sao nói đây là mô hình lịch sử có quá trình chuyển tiếp, không đổi đồng loạt một ngày? (2) Công nghệ mới đặt ra những vấn đề gì ngoài việc tăng năng suất?

Bảng bốn dòng gồm: Lần 1: cơ giới hóa, động lực hơi nước. Lần 2: điện và sản xuất quy mô lớn. Lần 3: điện tử, máy tính, tự động hóa. Lần 4: kết nối số, dữ liệu, AI/IoT, tích hợp hệ vật lí–số. Kết luận: mỗi nơi áp dụng công nghệ mới theo tiến độ khác nhau; công nghệ mới đổi nhiệm vụ lao động, đòi hỏi học lại và đặt vấn đề dữ liệu, bất bình đẳng tiếp cận.

HS phân biệt được ba khái niệm cơ giới hóa, tự động hóa, chuyển đổi số qua việc xác định vai trò từng bộ phận trong dây chuyền đóng gói mẫu.

Nhóm dùng phần B của Phiếu học tập số 1. Dây chuyền mẫu gồm: cơ cấu cơ khí thay sức tay; động cơ điện cấp lực; bộ điều khiển lập trình chạy theo chu kì; cảm biến kết nối dữ liệu hỗ trợ dự báo bảo trì. Nhóm ghép từng bộ phận với khái niệm phù hợp và trả lời: Vì sao một xưởng có thể dùng đồng thời nhiều lớp công nghệ? Một khái niệm có phải là 'thay thế' khái niệm trước không?

Ghép đúng: cơ cấu cơ khí thay sức tay – Cơ giới hóa (Dùng máy thay một phần sức người trong thao tác); bộ điều khiển lập trình chạy chu kì – Tự động hóa (Điều khiển quá trình thực hiện nhiệm vụ theo chương trình); cảm biến kết nối dữ liệu dự báo bảo trì – Chuyển đổi số (Thay đổi hoạt động dựa trên dữ liệu và công nghệ số theo mục tiêu). Kết luận: một xưởng có thể dùng đồng thời nhiều lớp công nghệ; các lớp này bổ sung cho nhau, không nhất thiết thay thế nhau ngay.

HS vận dụng ba khái niệm và phép tính tỉ lệ phần trăm để làm đúng các bài tập trong bài, đồng thời nhận ra giới hạn của kết quả tính toán.

HS làm cá nhân 4 phút các bài sau trên học liệu số NeoEdu hoặc vở. Đề: (1) Trong bài 6, mô tả nào đúng về Cơ giới hóa? A. Thay đổi hoạt động dựa trên dữ liệu và công nghệ số theo mục tiêu; B. Công nghiệp 4.0 chỉ là mua một máy tính, mọi quy trình khác giữ nguyên là đủ; C. Dùng máy thay một phần sức người trong thao tác; D. Điều khiển quá trình thực hiện nhiệm vụ theo chương trình. (2) Ghép đúng thuật ngữ với ý nghĩa. (3) Đúng hay sai: Công nghiệp 4.0 chỉ là mua một máy tính, mọi quy trình khác giữ nguyên là đủ. (4) Điền vào chỗ trống: Điều khiển quá trình thực hiện nhiệm vụ theo chương trình được gọi là {{1}}. (5) Sắp xếp các bước của quy trình: Mô tả quy trình trước thay đổi; Xác định công nghệ làm đổi cơ chế; So dữ liệu theo cùng điều kiện; Đánh giá lợi ích và yêu cầu lao động mới. (6) Chu kì giả định giảm từ 60 xuống 45 giây, số giây giảm chiếm bao nhiêu phần trăm mốc cũ? Sau đó 2 HS chia sẻ kết quả.

(1) C. Cơ giới hóa: dùng máy thay một phần sức người trong thao tác. (2) Cơ giới hóa – dùng máy thay một phần sức người trong thao tác; Tự động hóa – điều khiển quá trình thực hiện nhiệm vụ theo chương trình; Chuyển đổi số – thay đổi hoạt động dựa trên dữ liệu và công nghệ số theo mục tiêu. (3) Sai, vì cần dữ liệu, kết nối, quy trình và năng lực sử dụng; thiết bị đơn lẻ chưa thể hiện toàn bộ chuyển đổi. (4) Tự động hóa. (5) Mô tả quy trình trước thay đổi → Xác định công nghệ làm đổi cơ chế → So dữ liệu theo cùng điều kiện → Đánh giá lợi ích và yêu cầu lao động mới. (6) $\dfrac{60-45}{60}\times 100\% = 25\%$.

HS vận dụng ba khái niệm và tư duy đánh giá để phân tích một hoạt động sản xuất gần gũi, lập bảng cơ chế–lợi ích–rủi ro có ví dụ gốc.

Trên lớp, HS làm cặp đôi trong 6 phút: chọn một hoạt động sản xuất hoặc chăm sóc quen thuộc ở gia đình, địa phương (ví dụ: xay xát, đóng gói, tưới nước, kiểm đếm hàng hóa); xác định hoạt động đó đang dùng lớp công nghệ nào; lập bảng gồm cơ chế thay đổi, lợi ích, rủi ro và yêu cầu về lao động, dữ liệu. Sau đó, HS hoàn thành ở nhà hai câu hỏi: (7) Giải thích một xưởng vừa có máy cơ vừa có dữ liệu IoT không phải mâu thuẫn lịch sử. (8) Từ chu kì 60 → 45 giây, tính sản lượng tối đa theo mô hình một giờ không nghỉ và nêu giới hạn.

Bảng cơ chế–lợi ích–rủi ro của cặp đôi gồm: hoạt động chọn; lớp công nghệ (cơ giới hóa, tự động hóa hoặc chuyển đổi số); cơ chế thay đổi; lợi ích; rủi ro và điều kiện an toàn, bảo mật dữ liệu; yêu cầu lao động mới. Câu (7): Các lớp công nghệ có thể cùng tồn tại; xưởng gắn cảm biến vào máy cũ để theo dõi, không cần thay toàn bộ cùng lúc; cần kiểm tra tương thích, an toàn và quyền dữ liệu. Câu (8): $3600/60 = 60$ sản phẩm; $3600/45 = 80$ sản phẩm, tăng 20 sản phẩm, tức khoảng $33{,}33\%$; giới hạn: thực tế còn thời gian nghỉ, sản phẩm lỗi, chất lượng và nút thắt nên không thể đạt đúng 80 sản phẩm.