de cương ôn chuyển môn.pdf

CHỦ ĐỀ 1 1. Khoa học, kỹ thuật, công nghệ và đời sống a. Khoa học - Khoa học là hệ thống tri thức về mọi quy luật và sự vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, tư duy. Khoa học tự nhiên là một lĩnh vực của khoa học, có mục đích nhận thức, mô tả, giải thí...

CHỦ ĐỀ 1 1. Khoa học, kỹ thuật, công nghệ và đời sống a. Khoa học - Khoa học là hệ thống tri thức về mọi quy luật và sự vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, tư duy. Khoa học tự nhiên là một lĩnh vực của khoa học, có mục đích nhận thức, mô tả, giải thích và tiên đoán về các sự vật, hiện tượng và quy luật của tự nhiên dựa trên những bằng chứng có được từ quan sát và thực nghiệm. - Các lĩnh vực khoa học tự nhiên gồm: Vật lí, Hoá học, Sinh học, Thiên văn học và Khoa học Trái Đất. - Những thành tựu: * Nâng cao hiểu biết của con người về sự vật, hiện tượng và các quy luật của tự nhiên Ứng dụng để giải quyết các vấn để trong thực tiễn, tạo dựng môi trường sống cho con người, định hình cho sự phát triển của kinh tế, xã hội. * Một số phát minh của khoa học tự nhiên như: Định luật bảo toàn vật chất và chuyển động, thuyết nhiệt động lực học phân tử…của nhà bác học Lomonosov ( 1711-1765); Định luật tuần hoàn, bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học..của Mendeleev (1834- 1907); Thuyết tương đối, thuyết lượng tử..của Einstein ( 1879-1955) b. Kĩ thuật - Kĩ thuật là việc ứng dụng các nguyên lí khoa học vào việc thiết kế, chế tạo, vận hành các máy móc, thiết bị, công trình, quy trình và hệ thống một cách hiệu quả và kinh tế nhất. - Kết quả của nghiên cứu kĩ thuật góp phần tạo ra các giải pháp, sản phẩm, công nghệ mới. Nhờ có kĩ thuật, các nguyên lí khoa học được ứng dụng trong thực tiễn biểu hiện qua các thiết bị, máy móc hay hệ thống phục vụ nhu cầu của đời sống, sản xuất, kiến tạo môi trường sống. - Các lĩnh vực kỹ thuật gồm: kĩ thuật cơ khí, kĩ thuật điện, kĩ thuật xây dựng, kĩ thuật hoá học,.. c. Công nghệ - Công nghệ là giải pháp, quy trình, bí quyết kĩ thuật có hoặc không kèm theo công cụ, phương tiện dùng để biến đổi nguồn lực thành sản phẩm, dịch vụ. Trong mối quan hệ với kĩ thuật, công nghệ là kết quả của hoạt động kĩ thuật. Công nghệ có tính chuyển giao và luôn luôn được đổi mới nhờ sự phát triển của khoa học, kĩ thuật. - Phân loại: + Theo lĩnh vực khoa học có công nghệ hoá học, công nghệ sinh học, công nghệ thông tin,... + Theo lĩnh vực kĩ thuật có công nghệ cơ khí, công nghệ điện, công nghệ xây dựng, công nghề vận tải....; + Theo đối tượng áp dụng có công nghệ ô tô, công nghệ vật liệu, công nghệ nano, công nghệ trồng cây trong nhà kính. - Vai trò: công nghệ luôn là yếu tố có tính dẫn dắt, định hình và chi phối sự phát triển kinh tế - xã hội. 2. Mối liên hệ giữa khoa học, kĩ thuật, công nghệ Khoa học, kĩ thuật, công nghệ có mối quan hệ mật thiết với nhau: - Khoa học là cơ sở của kĩ thuật; kĩ thuật thúc đẩy phát triển khoa học: kết quả nghiên cứu khoa học là những tri thức về sự vật, hiện tượng, các quy luật của thế giới tự nhiên. Kĩ thuật dựa trên các tri thức do khoa học khám phá ra để giải quyết vấn đề thực tiễn. - Kĩ thuật tạo ra công nghệ mới, dựa trên công nghệ hiện có: một mặt, kĩ thuật giải quyết vấn đề Kĩ thuật thực tiễn dựa trên tri thức khoa học (cơ sở khoa học của kĩ thuật), kết quả là tạo ra hay cải tiến sản phẩm, công nghệ; mặt khác, công nghệ hiện có lại là cơ sở quan trọng của kĩ thuật (cơ sở công nghệ của kĩ thuật) để giải quyết vấn đề thực tiễn. - Công nghệ thúc đẩy khoa học; khoa học là cơ sở để phát triển công nghệ: sự phát triển của công nghệ tạo điều kiện thúc đẩy khoa học phát triển qua các công nghệ, thiết bị đo lường, phân tích trong quá trình khám phá thế giới tự nhiên. 3. Công nghệ với tự nhiên, con người và xã hội a. Công nghệ với tự nhiên - Công nghệ ảnh hưởng tới khoa học, giúp cho quá trình khám phá tự nhiên tốt hơn, đạt được những thành tựu cao hơn. - Công nghệ giúp xử lí những vấn đề về môi trường, phòng chống thiên tai và ứng phó với biến đổi khí hậu. - Công nghệ phát triển giúp con người khai thác nhưng cũng làm cạn kiệt tài nguyên. Một số công nghệ ảnh hưởng môi trường, thế giới tự nhiên và con người. b. Công nghệ với con người - Công nghệ mang lại sự tiện nghi, đáp ứng nhu cầu và thay đổi cuộc sống của con người. - Công nghệ làm tăng năng suất lao động, nâng cao hiệu quả hoạt động của con người. - Công nghệ tạo ra hệ thống sản xuất thông minh nhưng đẩy con người đối mặt với tình trạng thất nghiệp. c. Công nghệ với xã hội - Công nghệ thúc đẩy kinh tế, xã hội phát triển, - Công nghệ tác động đến cách nghĩ, lối sống của con người nhưng cũng làm con người bị lệ thuộc vào công nghệ. CHỦ ĐỀ 2: I. Các yếu tố về sản phẩm 1. Tính thẩm mĩ - Tính thẩm mĩ của sản phẩm thiết kế rất quan trọng, nó phản ánh vẻ đẹp và sự hấp dẫn tổng thể của sản phẩm thiết kế. Trong quá trình thiết kế, việc quan tâm tới chức năng sẽ cho ra sản phẩm hữu ích và hoạt động tốt, còn quan tâm tới tính thẩm mĩ sẽ tạo ra sản phẩm đẹp và hấp dẫn về hình thức. - Tính thẩm mĩ của sản phẩm thiết kế được tạo thành bởi sự sắp xếp và sử dụng các yếu tỏ như đường nét, hình khối, màu sắc, sự tương phản và kết cấu bề mặt. 2. Nhân trắc - Nhân trắc trong thiết kế kĩ thuật là yếu tố thể hiện mối quan hệ giữa cấu trúc, hình thể, khả năng vận động của con người trong việc sử dụng sản phẩm thiết kế. - Một thiết kế đảm bảo yếu tố nhân trắc tốt bao gồm: sử dụng và làm việc trong tư thế trung tính, tình giãn giao diễn và hợp lí hoá các thao tác; sử dụng thao tác quen, hạn chế thao tác lạ và khó; ít chuyền động và động tác lập lại nhiều; tạo động tác vận động thay đổi; tạo không gian vận động đủ rộng rãi; đặt mọi thứ trong tầm với, giảm sử dụng các lực quá lớn; tránh cầm, giữ quá lâu; tránh những điểm nhọn, tập trung lực, duy trì một môi trường làm việc thoải mái. 3. An toàn - An toàn cho sản phẩm, cho người sử dụng cho môi trường là một trong những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thiết kế kĩ thuật. Yếu tố an toàn cần xem xét tại nhiều thời điểm khác nhau từ thiết kế, sản xuất đến sử dụng sản phẩm. - Khi thiết kế, cần quan tâm tới các yếu tố an toàn liên quan tới điện, nhiệt, các sự cố cháy nó tiềm tàng của sản phẩm khi sử dụng. Để cảnh báo hoặc thể hiện thông điệp với người dùng về mức độ an toàn, có thể sử dụng màu sắc khác nhau. 4. Năng lượng - Năng lượng cần thiết cho thiết kế, chế tạo và sử dụng sản phẩm. Hoạt động thiết kế sản phẩm cần hướng tới khai thác và sử dụng tối đa các nguồn năng lượng tái tạo thay cho năng lượng hoá thạch như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng nước, năng lượng sinh khối,... 5. Vòng đời sản phẩm - Phân tích vòng đời sản phẩm bao gồm việc thực hiện các phép đo chi tiết ở tất cả các giai đoạn sản xuất, sử dụng, thải loại sản phẩm. - Việc phân tích vòng đời sản phẩm cho phép kĩ sư lượng hoá được mức tiêu hao nhiên liệu, nguyên vật liệu khi sử dụng, vấn đề tái sử dụng, tái chế và chi phí xử lí rác thải khi thải loại sản phẩm. 6. Phát triển bền vững - Sản phẩm thiết kế ra đời một mặt tác động tích cực tới sản xuất và đời sống, mặt khác có thể làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, gây tác động xấu tới môi trường như ô nhiễm không khí và nước, ô nhiễm hoá chất độc hại. Những tác động này đến từ quá trình thiết kế, sử dụng và thải loại sản phẩm - Yếu tố này cần được quan tâm trong tất cả các khâu của quá trình thiết kế, đảm bảo giảm thiều tối đa ảnh hưởng tới môi trường. Việc sử dụng vật liệu có khả năng tái chế cũng là một trong những giải pháp thiết kế kĩ thuật theo hướng phát triển bền vững. CHỦ ĐỀ 3 I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ MỚI. - Công nghệ mới là những công nghệ có giải pháp kĩ thuật phát triển hơn so với công nghệ hiện tại ở một lĩnh vực trong cuộc sống hay trong sản xuất. - Công nghệ mới được ứng dụng hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống: Công nghệ mới bao gồm: Công nghệ in 3D, công nghệ CAD/CAM/CNC, công nghệ năng lượng tái tạo, công nghệ trí tuệ nhân tạo… II. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ MỚI. 1. Công nghệ nano. - Công nghệ nano là công nghệ phân tích, chế tạo và ứng dụng các vật liệu có cấu trúc nano (thường có kích thước từ 1 đến 100 nano mét) - Công nghệ nano được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và đời sống như các lĩnh vực: cơ khí, điện tử, may mặc, thực phẩm, dược phẩm và y tế… - Công nghệ nano có thể được ứng dụng trong sản phẩm khẩu trang y tế, quần áo, kim tiêm, thuốc xịt khuẩn, gel rửa tay sát khuẩn, dung dịch rửa mũi - xoang, dung dịch rửa vết thương, gel chữa vết thương, dung dịch xịt khẩu trang, các bộ vi xử lý được làm từ vật liệu nano, một số sản phẩm như chuột hay bàn phím cũng được phủ lên một lớp nano kháng khuẩn, mỹ phẩm sử dụng công nghệ nano... II. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ MỚI. 2. Công nghệ CAD/CAM/CNC. - Công nghệ CAD/CAM/CNC là công nghệ sử dụng phần mền CAD để thiết kế chi tiết, sau đó chuyển mô hình thiết kế đến phần mền CAM để lập trình công nghệ gia công chi tiết, sau đó sử dụng máy điều khiển số CCN để gia công chi tiết. - Ba quá trình CAD/CAM/CNC liên quan mật thiết và mang tính kế thừa với nhau theo trình tự. Trong đó, sản phẩm của quá trình CAD là bản vẽ thiết kế với đầy đủ kích thước, yêu cầu kĩ thuật của chi tiết cần gia công. Sản phẩm quá trình CAM là quy trình công nghệ gia công chi tiết. Sản phẩm của quá trình CNC là chi tiết thật được gia công trên máy điều khiển số bằng chương trình của quá trình CAM. - Ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CNC: Được ứng dụng trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm cơ khí hiện nay như các chi tiết máy, sản phẩm trong các ngành khuôn mẫu… 3. Công nghệ in 3D. - Là công nghệ phân tách mô hình 3D thành các lớp 2D xếp chồng lên nhau. Qúa trình in là việc sử dụng kĩ thuật in đắp dần từ mô hình thiết kế. Các lớp vật liệu sẽ được đắp chồng lên nhau một cách tuần tự. - Công nghệ in 3D được ứng dụng trong lĩnh vực y học, thiết kế thời trang, công nghệ thực phẩm, xây dựng, đồ mĩ thuật… - Độ nhẵn bề mặt của sản phẩm in 3D phụ thuộc vào độ dày của các lớp xếp chồng lên nhau (Độ dày càng nhỏ thì sản phẩm càng nhẵn) 4. Công nghệ năng lượng tái tạo. - Là công nghệ sản xuất năng lượng trên cơ sở chuyển hóa các nguồn năng lượng liên tục, vô hạn, ít tác động đến môi trường như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng nước. - Một số ứng dụng của ngành công nghệ tái tạo (hình 4.7) là: Năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng thủy triều, năng lượng nước, năng lượng sóng, năng lượng địa nhiệt. 5. Công nghệ trí tuệ nhân tạo. - Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) là công nghệ mô phỏng các hoạt động trí tuệ của con người bằng máy móc, đặc biệt là các hệ thống hệ máy tính. - Sản phẩm của công nghệ trí tuệ nhân tạo là phần mền máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người (biết cảm xúc, biết tự phân tích và đánh giá…) - Những lĩnh vực có thể được ứng dụng trí tuệ nhân tạo là: vận tải, tài chính, giáo dục, truyền thông, y tế, mua sắm, nhà thông minh, năng lượng gió, robot, năng lượng mặt trời… 6. Công nghệ internet vạn vật. - Công nghệ Internet vạn vật viết tắt là IoT là công nghệ kết nối, thu thập và trao đổi dữ liệu với nhau giữa các máy tính, máy móc, thiết bị kĩ thuật và cả co người thông qua môi trường Internet. - Công nghệ Internet vạn vật lan tỏa lợi ích cuảng mạng Internet tới mọi thiết bị được kết nối với Internet, nó sẽ trở nên thông minh hơn nhờ khả năng gửi hoặc nhận thông tin và tự động hoạt động trên các thông tin đó.