Giáo án Bài 19. Các bước cơ bản trong thiết kế kĩ thuật

Giúp HS nhận ra một sản phẩm cần được thiết kế để giải quyết vấn đề thực tế và xác định được tiêu chí ban đầu.

GV đưa tình huống: Bút hay bị đổ khi học sinh lấy bút ra khỏi giá để trên bàn. GV hỏi: Em sẽ làm gì để giải quyết vấn đề này? Sản phẩm mới cần đạt những điều kiện nào để được xem là tốt?

Danh sách 2 đến 3 tiêu chí ban đầu của giá bút, ví dụ: đứng vững khi lấy bút; đựng được 3 bút; kích thước không quá 100 mm; không có cạnh sắc; chi phí không quá 20 000 đồng.

Giúp HS nêu được năm bước cơ bản, giải thích được nguyên lí và yêu cầu của từng bước, và hiểu vì sao quá trình có tính lặp.

Nhóm 4 HS nhận một bộ thẻ ghi năm bước thiết kế. Mỗi thành viên đọc một thẻ, mô tả công việc chính của bước đó trong sách, sau đó cả nhóm sắp xếp thành sơ đồ theo trình tự.
Câu hỏi GV đặt ra: Bước nào cần làm trước? Nếu thử nghiệm cho thấy nguyên mẫu chưa đạt tiêu chí thì phải quay lại bước nào? Vì sao không nên coi thiết kế là đường thẳng chỉ làm một lần?
Nội dung cần nắm: xác định vấn đề và tiêu chí; tìm hiểu tổng quan, đề xuất và lựa chọn giải pháp; thiết kế và chế tạo nguyên mẫu; thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh; lập hồ sơ kĩ thuật. Khi cần, nhóm có thể tham khảo nguồn có sẵn để học nguyên lí, không sao chép tác phẩm rồi nhận là của mình.

Sơ đồ nhóm gồm năm ô theo thứ tự 1 đến 5 và các mũi tên quay ngược từ bước 4 về bước 2 hoặc bước 3, kèm chú thích: Khi dữ liệu thử cho thấy chưa đạt, quay lại bước trước để điều chỉnh. Bước 5 hồ sơ ghi lại toàn bộ quá trình, gồm cả lỗi và cách sửa.

Giúp HS nêu được các thành phần của hồ sơ kĩ thuật và hiểu nguyên tắc ghi nhận trung thực kết quả thử nghiệm.

HS làm việc cá nhân với Phiếu học tập số 1, phần A và phần B, sau đó đối chiếu với nhóm.
Câu hỏi GV đặt ra: Hồ sơ kĩ thuật cần có những gì để người khác hiểu và kiểm chứng được giải pháp? Nếu một lần thử giá bút bị lật thì có nên ghi vào hồ sơ không? Vì sao?

Phiếu học tập số 1 hoàn thành, gồm: hồ sơ kĩ thuật có các mục nhu cầu/tiêu chí, các phương án và lí do chọn, bản vẽ/kích thước, vật liệu/chi phí, phân công/quy trình, bảng thử, điều chỉnh và hướng dẫn sử dụng. Kết luận: Phải ghi lần thử lỗi và cách sửa vì điều đó làm minh bạch quá trình; hồ sơ chỉ ghi kết quả đã thực sự làm.

Giúp HS vận dụng kiến thức của bài để chọn đúng hành động, nhận biết đúng sai và sắp xếp đúng mạch thiết kế.

HS làm nhanh các câu sau (có thể làm trên học liệu NeoEdu):
Câu 1. Sau khi nguyên mẫu không đạt tiêu chí, hành động phù hợp là gì? A. Bỏ tiêu chí không xin phép; B. Phân tích và điều chỉnh rồi thử lại; C. Xóa dữ liệu lỗi; D. Tuyên bố thành công.
Câu 2. Mục nào thuộc hồ sơ kĩ thuật? A. Bản vẽ, vật liệu, bảng thử và hướng dẫn; B. Chỉ ảnh đẹp; C. Chỉ tên nhóm; D. Chỉ lời khen.
Câu 3. Mọi lần thử thất bại nên bỏ khỏi báo cáo để hồ sơ đẹp. Đúng hay sai?
Câu 4. Chọn hai điều cần có trong bảng thử. A. Tiêu chí/điều kiện và kết quả; B. Ngày, phiên bản và nhận xét; C. Chỉ kết quả đạt được chọn lọc; D. Số liệu tự điền dù chưa làm.

Câu 1: B. Thiết kế có tính lặp, lỗi là thông tin để cải tiến.
Câu 2: A. Hồ sơ cần đủ để hiểu giải pháp và bằng chứng, không chỉ quảng bá.
Câu 3: Sai. Ghi lỗi và cách sửa giúp minh bạch quá trình, không bịa thành tích.
Câu 4: A và B. Thông tin điều kiện và phiên bản giúp so sánh công bằng và cần trung thực.

Giúp HS vận dụng các bước thiết kế để ra quyết định có căn cứ từ dữ liệu thử nghiệm, trong điều kiện thực tế.

Tình huống: Giá bút mẫu có đế rộng 80 mm bị lật khi lấy bút. Sau khi sửa đế thành 95 mm, giá đứng vững. Ràng buộc tiêu chí: không vượt quá 100 mm. HS viết 3 đến 4 câu trả lời: Em chọn phiên bản nào? Vì sao? Cần thử thêm điều gì trước khi kết luận?
Câu hỏi GV đặt ra: Dữ liệu hiện có đã đủ để nói giá bền trong mọi tình huống chưa? Phiên bản 95 mm có vi phạm tiêu chí nào không?

Quyết định mẫu: Chọn phiên bản đế 95 mm vì đáp ứng ràng buộc không vượt quá 100 mm và đã thử đứng vững, còn 80 mm bị lật. Cần ghi phiên bản, điều kiện thử (ví dụ 3 bút) và lí do sửa. Dữ liệu hiện có chưa đủ để kết luận bền trong mọi tình huống; cần thử thêm.