Giáo trình nhập môn về kỹ thuật (tái bản năm 2014) phần 1
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (32.65 MB, 186 trang )
NHAP MON VE KY THUAT
Phạm Ngọc Tuấn (chủ biên)
Hồ Thị Thu Nga
Đỗ Thị Ngọc Khánh
'Trần Đại Nguyên
Nguyễn Văn Tường
Nguyễn Minh Hà
TRUONG CAO DANG KINH TE - KY THUAT
TP. HỒ CHÍ MINH
THU VIEN
M
We
422%&
NHÀ XUẤT BẢN ˆ
ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ THÀNH PHÓ HỊ CHÍ MINH
Tài liệu Nhập môn về Kỹ thuật được thực hiện trong khuôn khổ “Đề án Áp
dụng phương pháp tiếp cận CDIO tại ĐHQG-HCM
cho ngành Kỹ thuật Cơ
khí tại Trường Đại học Bách khoa; nhóm ngành Máy tính và Cơng nghệ
thơng tin tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên; và nhân rộng áp dụng cho
các ngành đào tạo khác (2010-2017)”.
NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT
Phạm Ngọc Tuấn
Hồ Thị Thu Nga
Đỗ Thị Ngọc Khánh
'Trần Đại Nguyên
Nguyễn Văn Tường
Nguyễn Minh Hà
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh giữ bản quyền xuất bản và phát
hành ấn bản này. Bất cứ sự sao chép nào (ngoại trừ những trích dẫn ngắn cho
mục đích học thuật có nêu nguồn trích dẫn) khơng được sự chấp thuận của
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh và các tác giả đều là bất hợp
pháp và vi phạm Tạ Xuất bản Việt Nam, Luật Bản quyền Quốc tế và Cong
ước Bảo hộ Bản quyền Sở hữu Trí tuệ Berne. Sách có sử dụng một phần nội
dung của cuốn sách “Engineering Your Future - A Comprehensive
Introduction to Engineering”, đã được ĐHQG-HCM
dụng từ Nhà xuất bản Oxford.
ĐẠI HỌC QC GIA THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH
mua bản quyền sử
Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
Tel: (+84.8) 37242181 - (+84.8) 37242160
Fax: (+84.8) 37242057
'Website: www.vnuhcm.edu.vn
MUC LUC
LOI NOI DAU
he
eRe ee
CHUONG MOT: MO DAU VE KY THUAT.
MUC TIEN CUA CHUONG sc owrummuniieammniasamuass
1.1 LICH SU CUA KY THUAT...
Định nghĩa của kỹ thuật,
1.12
Tổng quan về sự phát triển của kỹ thu:
1.13
Thời kỳ đầu của kỹ thuật........................... c--ccccceeccee
1.1.4
Kỹ thuật xây dựng
1.1.5
Các thời đại....
1.1.6
Một số kỹ sư, nhà công nghệ và cơng trình tiêu biểu
1.17
Lịch sử các ngành kỹ thuật
No}
nop
1.1.1
1.2 CAC NGANH KY THUAT
1.2.1 Mé dau
1.2.2
Các chức năng của kỹ thuật............................................28
1.2.3
Các ngành kỹ thuật...
1⁄3 KỸ THUẬT TRONG BOI CANH TOAN CAU HOA
13) GIG
xcs anicmacmmmaaiiece
1.3.2. Sự phát triển của thị trường thế giới...................... ...---1.3.3.
Cơ hội cho kỹ sư trong các lĩnh vực....
1.3.4.
Chuẩn bị cho một sự nghiệp thành cong.
sd
TOM TAT s.r
Tài liệu tham khao..
CHƯƠNG HAI: HỌC TẬP HIỆU QU.
GIỚI THIỆU
MUC TIEU CUA CHUONG...
2.1 HOC TAP GO DAIHOC..
2.1.1
Bối cảnh và những thách thức đối với sinh viên Việt Nam...73
2.1.2
Những quan niệm mới về học tập ở bậc đại học................
.73
vi
Muc luc
2.1.3
Bốn trụ cột của học tập đại học
2.1.4.
16 khó khăn thường gặp của các sinh viên trên thế giới .
2.1.5
Một số yếu tố ảnh hưởng đến việc học tập của sinh viên......74
2.1.6
Một số đặc điểm khác biệt giữa học ở đại học so với học
2.1.7
Học tập trong học cửchế tín chỉ
2.1.8
Học tập chủ động..
2.2.1
Để học tập hiệu quả..
2.2.2
Phương pháp A.S.P.
2.2.3.
2.2.4.
Phương pháp đọc hiệu quả - SQ3R
Phương pháp ghi chú hiệu quả bằng sơ đồ tư duy
2.2.5.
Phương pháp ghi nhớ hiệu quả dành cho từ khóa
2.2.7
2.2.8.
Chiến lược, thói quen và Hung .. học tpgqua
hình ảnh- khơng gian:..
l2i2.40i0winlf010040)J84t0063
Phương pháp nghe chủ động.
2.2.9.
Phương pháp học dùng thẻ ghi chi
ở phổ thông...
spti19S111506614001401438X64012143v8115
ve g8
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP HIỆU QUẢ
2.2.6
Phương pháp ghi nhớ hiệu quả dành cho số...
2.2.10 Phuong pháp áp dụng lý thuyết vào thực hành hiệu qu:
2.2.11 Phương pháp học tập theo nhóm.
2.3 PHƯƠNG PHAP THI HIEU QUA
2.4 TAO DONG LUC HOC TAP......
2.4.1
Xác định mục tiêu học tập
2.4.2
Vượt qua sự lười biếng.
2.4.3
2.4.4
XA stress bing phương pháp học.
Quan ly thời gian hiệu quả..
2.4.5
Rèn luyện kỷ luật bản thân
2.4.6
Tạo quyết tâm mạnh mẽ và tức thì........
2.4.7
Sức mạnh của niềm tin..
2.4.8.
Mười bước giúp duy trì động hủ ti tập
2.5 MOT SO LOI KHUYEN.
TOM TAT...
CÂU HỎI THẢO LUẬN VÀ BÀI TẬP.
Tài liệu tham khảo... ... ‘
Ệ
Mucluc
vii
CHƯƠNG BA: QUẢN LÝ DỰ ÁN........................ccsccssscs< sec „119
GIỚI THIỆU
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG.
3.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
3.1.1
Khung thời gian của dự án.
3.1.2
Các công việc của dự án.
3.2 CÁC BƯỚC LẬP KÉ HOẠCH CHO DỰ ÁN
:
3.2.1
Bước 1: Thiết lập các thông tin chung của dự án............. 121
3.2.2
Bước 2: Lập danh sách các công việc cho dự án.
3.2.3.
Bước 3: Xác định các cột mốc cho dự án
3.2.4
Bước 4: Xác định thời gian cho từng cơng việc
của dự án.
3.2.5
đ
Bước 5: Tổ chức các cơng việc trong dự án
3.3. CƠNG CỤ LẬP KÉ HOẠCH DỰ ÁN ........................-..-::e
3.3.1 So dé PERT và đường găng
3.3.2. So dd Gantt.
3.4 NHUNG DIEM CAN CHÚ Y KHI LAP KE HOACH
CHO DU AN
sẽ
3.4.1.
Chú trọng đến từng chỉ tiết.
3.42
Phân bổ công việc cho các cá nhân..............................- 130
3.4.3.
Tài chính và các nguồn lực khác ..
3.4.4. Lập tài liệu theo tiến trình dự án...
3.4.5.
Nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm...
3.4.6
Phần mềm quản lý dự án.
TÓM TẮT.
CÂU HỎI THẢO LUẬN VÀ BÀI T,
Tài liệu tham khảo
-.-4. CHUONG BON: THIET KE KY THUẬTT..........................
GIỚI THIỆU...................
su
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG.
4.1 ĐỊNH NGHĨA THIẾT KÉ KỸ THUẬTT........................---s-« 134
4.2 Q TRÌNH THIẾT KÉ...
!
4.3. VÍ DỤ ÁP DỤNG Q TRÌNH1 THIẾT KÉ 10 GIAI ĐOẠN..
viii
Mục lục
5. CHUONG NAM: NHUNG CO SO CUA KY THUA’
GIGI THIEU
MUC TIEU CUA CHUONG
5.1 ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG
Bll OMG Gita co ae
solfCan ba geisEi S07 0 xeasgstdigf
5.1.2 Lịch sử hình thành
5.1.3.
Các hệ thống đơn vị
5.1.4
Don vị dẫn xuất:
5.1.5
Tiền tố trong don vj SI...
5.1.6 Céch viét gid trj dai luong
5.2 CHUYEN DOI BON VI
5.3 MOT SO VAN DE CO BAN CUA TOÁN HỌC...................
5.4 NHŨNG CƠ SỐ KỸ THUAT |. cocccsconerseaenctavaisorsensesvcnss
TOM TAT
CÂU HỎI THẢO LUẬN
VÀ BÀI TẬP
Tại ew hae MRO es eee
ie pi
ee
6. CHƯƠNG SÁU: KỸ NĂNG LÀM VIỆC NHÓM....................
TOUTE G oceanic
Ghia eee
Ai
MỤC TIÊU CUA CHUGNG
6.1 SU CAN THIET CUA KY NANG LAM VIEC
THEO NHOM.
6.1.1
Tính phức tạp của các vấn đề cần giải
gia tăng...
TT...
quyết ngày càng
xnslsntSenoseilSAl00I82894488027 BE,
6.1.2
Các yếu tố
hợp tác quốc tế...
ý
219
6.1.3.
Yêu cầu cắt giảm thời gian đưa sảntigttlg Ta vất HÔNG
219
6.1.4.
Hoạt động theo mơ hình dự án
220
6.2 NHỮNG U CÀU ĐẺ NHĨM HOẠT ĐỘNG HIỆU QUẢ .....221
6.2.1
u cầu đối với nhóm
221
6.2.2.
Các yêu cầu đối với thành viên trong nhóm.
222
. - 222
6.3 CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIÊN CỦA NHÓM..................
. . -- 224
6.4 CÁC MƠ HÌNH TƠ CHỨC CỦA NHĨM .....................
6.5 CÁC MƠ HÌNH RA QUT ĐỊNH TRONG HOẠT ĐỘNG
CỦA NHĨM
sử
6.6. VAI TRỊ CỦA THÀNH VIÊN TRONG NHĨM.
...
. .-- --: -.-226
6.7 YÊU CẦU ĐỐI VỚI TRƯỞNG NHÓM..................
se 227
cà sec-c6.8 CÁC PHONG CÁCH LÃNH ĐẠO................-.6.9 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA NHĨM....... 228
0801:9832
5
TƠM TẤT bán nan 6v E000810652514385946018/0E51u8E09955584Gi00
CÂU HỎI THẢO LUẬN VÀ BÀI TẬP
Tài liệu tham khảo...
7. CHƯƠNG BẢY: KỸ NĂNG GIẢI QUYÉT VẤN ĐÈ................. 231
GIỚI THIẾU c.-sesseeseeserseeevrsssdollyRSE40016000300383)0M67
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG.
7.1 KHÁI NIỆM
7.11 Van đề,
TAZ
Giảiquyếtvẫn đỀ...........eoeeieeeeeiesesenieseieenieee
7.2 QUY TRÌNH VÀ CÁC KỸ NĂNG CÀN THIẾT ĐÊ
GIAI QUYET VAN DE
7.3 GIAI QUYET VAN DE SANG TAO..
7.4 KỸ THUẬT, CONG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP
GIẢI QUYẾT VĂN DE
...240
7.4.1
Các nhóm kỹ thuật, cơng cụ và phương pháp
7.4.2
Phương pháp sáu chị
7.4.3.
Lập bản đồ tư duy.....................--
7.44.
Động não.........
245
7.4.5
Biểu đồ nhân quả
....249
7.4.6
Triển khai chức năng chất lượng (Quality Function
240
giải quyết vấn đề....
Deployment - QED) ssvsssssssssssssssssssessssnutmens
74.7 Biểu đồ tần suất....................
7.4.8 Biểu đồ Pareto............
7.4.9. Kỹ thuật nhóm danh định
242
...243
nhì cceecrcc..252
...257
.262
....206
x
Mục lục
7.4.10 Biểu đồ tiến trình......................-s-cs
nu cscc
u
7.4.11 Biểu đồ Gantt..
TĨM TAT...
„269
CÂU HỎI THẢO LUẬN VÀ BÀI TẬP
Tài lệ tám ERED,
es geitseresaonvonenneseosecsdusousvecderdeeysseeces
8. CHƯƠNG TÁM: GIAO TIẾP KỸ THUẬT............... An
GIÓI THIỆU...............
MỤC TIÊU CUA CHUON
§.1 MỞ ĐẦU.
8.1.1.
8.1.2.
8.1.3.
8.1.4.
8.1.5
278
Khái niệm về giao tiếp
kỹ thuật..
Vai trị của người giao tiếp kỹ thuật
Giao tiếp kỹ thuật và nghề nghiệp kỹ sư.
Đặc điểm của tài liệu kỹ thuật
Thước đo sự xuất sắc trong giao tiệp kỹ thuật.
8.2 BIEN SOAN TAI LIEU KY THUAT..............
8.2.1.
Lập kế hoạch biên soạn tài liệu kỹ thuậ
8.2.2
8.2.3
8.2.4. Biên tập tài liệu
8/25: SOXHHÃI ..............
ae
8.3 PHAN TICH DOITƯỢNG GGIAO TIẾP VÀ MỤC ĐÍCH...........202
S31
8.3.2.
8.3.3
8.3.4.
8.3.5
Khơi niệu,
.............vsseossee
Sử dụng phiếu hồ sơ đối tượng giao tiế
Xác định các đặc điểm quan trọng của đối tượng
giao tiếp...
:
S455406ssssssssesa,sÐ 01
Kỹ thuật tìm hiểu đối tượng giao tiệp ..
i60xssvsesezaaSD QẤ.
Ap dụng những vấn đề tác giả đã tìm hiểu vềvề đối tượng
giao tiếp .
8.3.6
Xác định mục đích của tácgỉ
8.4 TƠ CHỨC THƠNG TIN...
8.4.1
8.4.2
or
Ba ngun tắc tổ chứcstn tin tý Tước,
Sử dụng các mẫu cấu trúc cơ bản
re
Myclyc
xi
85 VIET KY THUAT
8.5.1 Các hình thức viết kỹ thuật..
BESS
8.5.3.
WAGE thurs kh xi2 060slessssaesesiDB8-silagnsnsnsani 301
Viết email..
8.5.5
Viết báo cáo kỹ thuật
8.5.4. Viết thư báo
8.6 GIAO TIẾP BẰNG LỜI NĨI..................
8.6.1 Vai trị và phân loại thuyết trình.
8.6.2 Chuẩn bị thuyết trình..
8.6.3
Đọc bài thuyết trình..
8.6.4
Trả lời câu hỏi sau thuyết trình. ...................
...- + «<<
8.7 GIAO TIEP DO HOA KY THUAT..........
8.7.1
8:72.
Mở đầu về giao tiếp đồ họa kỹ thuật.
Các loại giao tiếp đồ họa kỹ thuật...................... ---:+--.
8.7.4
Biéu dién anh.......
8.7.5
Biểu diễn vng góc.
8.7.7
Biểu diễn đồ hoạ kỹ thuật có ứng dụng máy tính.............324
BI
FEE TEE ««sesessbabeoesbbesekBDeldloesessssssze
8.7.6 Bản vẽ kỹ thuật....
TÓM TẢT....................
CÂU HỎI THẢO LUẬN
Tài liệu tham khảo..........
9. CHƯƠNG CHÍN: ĐẠO ĐỨC NGHÈ NGHIỆP...........................-- 329
GIOUTAIEU .w oapscvewccuxavesoveveonesseeeeenonsnneonsonmainnanrensanennronnenen
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG.
9.1. CÁC KHÁI NIỆM..
9.1.1
Định nghĩa kỹ sư........................ĂĂẶĂẶ nành
9.1.2
Bản chất của đạo đức...........................c che
9.1.3.
Chuẩn mực đạo đức của sinh viên các trường đại học
9.1.4
Đạo đức nghề nghiệp..............
9.1.5
Phân biệt Luật pháp và Đạo đức .
a
330
xi
Mục lục
9.2 CAC CHUAN MỰC ĐẠO ĐỨC NGHỀ NGHIỆP
CỦA KỸ SƯ...
9.2.1
Mục tiêu của chuẩn mựcseas đứcsia
anes
9.2.2
Các chuẩn mực đạo đức cơ bản của kỹ sư
9.3 CAC TIEU CHUAN DAO ĐỨC NGHÈ NGHIỆP CƠ BẢN
CỦA KỸ SƯ
9.3.1
Bổn phận kỹ sư đối với xã
93.2
Bến phận của kỹ sư đối với người sử dụng lao động
9.3.3.
Bốn phận đối với các kỹ sư khác.
và khách hàng
9.4 THAM KHẢO MỘT SO TIEU CHUAN DAO DUC
NGHE NGHIEP CUA CAC HOI NGHE NGHIEP.
9.4.1
cá 342
Tiêu chuẩn đạo đức nghề nghiệp của Hội Địa kỹ tát
và nền móng cơng trình Việt Nam..........................-.... 342
9.4.2
Tiêu chuẩn đạo đức nghề nghiệp của Hội kỹ sư cơ khí
đ10n'KY CAS ME CHÍ)
áeecesaloBulEo
S6 U.lẤu sua nse2 343
9.5 CAC Vi DU LIEN QUAN DEN VAN DE DAO DUC
VA DAO DUC NGHE NGHIEP
Tài liệu tham khảo.
PHULUC
...
343
h 2:20
+363
LOI NOI DAU
Kỹ thuật đã mang lại nhiều lợi ích và đóng góp đáng kế cho nền văn
mình của lồi người trong suốt lịch sử phát triển. Trong thế kỳ hai mươi, các
kỹ sư đã thực hiện nhiều đổi mới phục vụ cho con người. Viện Hàn lâm Kỹ
thuật Quốc gia Hoa Ky đã nhận dạng 20 thành tựu về kỹ thuật của thế ky hai
mươi, định hình cả thế kỷ này và đã làm thay đối thế giới: điện khí hóa, xe
hơi, máy bay, cung cấp và phân phối nước, điện tử, radio và truyền hình, cơ
khí hóa nơng nghiệp, máy tính, điện thoại, điều hịa khơng khí, các xa lộ, phi
thuyền, Internet, kỹ thuật chụp ảnh kiểm tra sức khỏe, các thiết bị gia dụng,
các công nghệ chăm sóc sức khỏe, các cơng nghệ đầu mỏ và hóa dẫu, laser
và quang học sợi, các công nghệ hạt nhân, các vật liệu hiệu năng cao.
Trong thế ky 21, ky thuật đang đối mat với 14 thách thức lớn: làm cho
năng lượng mặt trời kinh tế hơn, cung cấp năng lượng nhiệt hạch, phát triển
các phương phdp hdp thu va ton trit carbon, quản y chu kỳ chuyển đối nỉ tơ,
cung cấp nước sạch, duy trì và cải thiện cơ sở hạ tang 6 thi, phat trién cdc
ứng dụng tin học cho chăm sóc sức khỏe, phát triển các ứng đụng kỹ thuật
trong y học, mô phỏng và tái tạo bộ não người, ngăn ngùa khủng bố hạt nhân,
đảm bảo an nình cho khơng gian mạng, phát triển thực tế ảo, thúc đẩy việc
học hỏi cá nhân, gắn kết kỹ thuật với các công cụ khám phá khoa học.
Để giải quyết các thách thức này, giáo dục kỹ thuật là hết sức quan
trọng nhằm
đào tạo những kỹ sư thực hiện sứ mạng lịch sử trong thé hy 21.
Thực tế hiện nay cho thấy giáo dục kỹ thuật hiện đang gặp phải nhiều vấn đề
tại một số nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam: 1. Mục tiêu của giáo
dục kỹ thuật là tạo ra những nhà khoa học chứ không phải kỹ sư, 2. Giáo
đục kỹ thuật thiếu thực tiễn, vốn là linh hồn của kỹ thuật, 3. Giáo dục kỹ
thuật còn theo ngành hẹp, 4. Hệ thống chứng nhận năng lực hành nghề kỹ sư
chưa được phát triển
Giáo dục kỹ thuật cũng đang gặp một loạt thách thức: 1. Công nghệ
mới và công nghệ cao đang bùng nỗ ngày qua ngày, làm rút ngắn thời gian
thương mại hóa, 2. Cơng việc nghiên cứu và tạo ra trì thức mới đang đóng
vai trị quan trong hon bao giờ hết, 3. Trường đại học, cơng nghiệp và chính
phủ cân liên kết chặt chẽ với nhau, 4. Các ngành học đang thâm nhập vào
nhau và chịu ảnh hưởng bởi sự phát triển của công nghệ, 5. Làm thế nào để
đào tạo ra những nhà kỹ thuật tài Hane đang là vấn đỀ nóng trên thế giới.
Chìa khóa để giải quyết các vẫn đề và vượt qua những thách thức nêu
trên chính là phương pháp luận hay còn gọi là tiếp cận CDIO: Conceive
(Hình thành ý tưởng), Design (Thiết kế), Implement (Thực hiện), Operate
(Vận hành). Người học sẽ trải nghiệm quá trình tư duy, hành động và sử
xiv
Mục lục
dụng sản phẩm từ tư duy của chính mình. Người học ngành kỹ thuật sẽ hiểu
được rằng “Có tầm nhìn nhưng khơng hành động thì chỉ là mơ ước. Hành
động mà khơng có tầm nhìn chỉ là bỏ phí thời gian. Có tầm nhìn và hành
động có thể thay đối thế giới” (Joel Barker) bởi vì “Các nhà khoa học
nghiên cứu thế giới hiện có, kỹ sư tạo ra thế giới chưa bao giờ có”
(Theodore von Karman).
Trong q trình học một chủ đề trong một chương của môn học nào đó,
người học phải được cung cấp tri thức cân thiết, có được các kỹ năng thực
hiện và trải nghiệm những cảm xúc, nhiệt tình, say mê đơi với chủ đề đó.
Mơn học “Nhập mơn về kỹ thuật” được giảng dạy trong học
2, năm
thứ nhất đại học nhằm giúp người học hiểu được “Kỹ thuật là nghệ thuật áp
dụng các nguyên tắc khoa học và toán học, kinh nghiệm, trỉ thức và đánh giá
nhằm tạo ra mọi thứ mang lại lợi ích cho con người. Kỹ thuật là q trình
sản xuất một sản phẩm hay một hệ thống đáp ứng một nhu cầu cụ thể”
(ASEE), “... là nghệ thuật làm tốt với một đô la cái mà kẻ vụng về có thể lầm
với hai độ la...” (Arthur Wellington) và “Chính kỹ thuật làm thay đổi thế
gidi” (Isaac Asimov), ...
“Nhập môn về kỹ thuật” cũng là tiêu chuẩn thứ 4 trong số 12 tiêu
chuẩn của CDIO. Tiêu chuẩn này khẳng định rằng đây là mơn học mang
tính nhập mơn nhằm giới thiệu một khuôn khổ thực hành Kỹ thuật cho việc
chế tạo sản phẩm, thiết lập quy trình và xây dựng hệ thong; giới
thiệu các kỹ
năng cá nhân và giao tiếp cân thiết.
Trong môn học này, người dạy được yêu câu truyền cho người
học:
cảm hứng, khát khao học hỏi và hành động; nhiệt tình và say mê;
sự tập
trưng trong học tập; tư duy sáng tạo và đổi mới; lòng yêu nghề
và yêu nước,
trách nhiệm đối với cộng đồng và xã hội; lịng tự tin và khơng ngừng
cải
thiện năng lực cá nhân; biết xác định các mục tiêu cuộc đời và
nghệ nghiệp
với kế hoạch thực hiện rõ ròng, sẵn sàng và kiên trì để đạt
được; muốn
thành cơng trong nghệ nghiệp kỹ thuật và rộng hơn là tỉnh thần khởi nghiệp
dé vươn tới những đỉnh cao trong kỹ thuật, công nghệ, sản
xuất và kinh
doanh sau khi tốt nghiệp. Qua đó người học cảm thấy yêu thích thực sự
ngành nghề kỹ thuật đã chọn để theo học, hình thành động cơ
học tập đúng
đến, xây dựng cho mình mục tiêu và những mơ ước nghề nghiệp, có kế
hoạch học tập và hành động.
Quyển sách này được biên soạn theo để cương môn học “Nhập
môn về
kỹ thuật” của Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách khoa —
Đại học Quốc gia
TP.HCM với tài liệu tham khảo chính là “Engineering Your
Future — A.
Comprehensive Introduction to Engineering” cia cdc tac
gid Oakes Wc,
Leone L.L., Gunn C.J. da duoc DHQG-HCM mua ban quyén
sử dụng một
phân nội dung từ NXB Oxford. Séch gém 9 chương do PGS.TS
Phạm Ngọc
Tuần làm chủ biên:
Lờinóiđầu
xv
Chương 1 giới thiệu về lịch sử phát triển của kỹ thuật, chân dung
của một số kỹ sư tiêu biểu, chức năng của kỹ thuật, những vị trí
mà kỹ sư có thể đảm nhận khi ra trường làm việc, các ngành iy
thuật, và nghề nghiệp cơ khí, kỹ thuật trong bỗi cảnh tồn câu
hóa, những thách thức trong tương lai, cơ hội cho kỹ sư trong các
lĩnh vực và chuẩn bị cho một sự nghiệp thành công. Chương này
do PGS.TS. Phạm Ngọc Tuấn biên soạn.
Chương 2 đề cập đến bước đâu tiên chuẩn bị cho một sự nghiệp
thành công của sinh viên là phải biết học tập hiệu quả, trong đó
trình bày những đặc điểm của học tập ở đại học, bối cảnh và
những thách thức, những quan niệm mới, bốn trụ cột, những khó
khăn thường gặp, một số yếu 16 anh hưởng đến việc học tập, học
chế tín chỉ và học tập chủ động. Các phương pháp, học tập và thi
hiệu quả được giới thiệu nhằm giúp sinh viên lập kế hoạch và thực
hành các phương pháp này. Tiếp theo, sinh viên được hưởng dẫn
cách tự tạo động lực để có thái độ tin tưởng và tích cực trong học
tập hiệu quả. Chương này do PGS.TS. Phạm Ngọc Tuần biên soạn.
Chương 3 được biên soan nhằm giúp sinh viên làm tốt đồ án của
mình ngay từ khi nhận đồ án ở tuần thứ ba. Những khái niệm cơ
bản về dự án, các bước, những công cụ và những điểm quan trọng
cẩn chú ý khi lập kế hoạch cho dự án được trình bày
chỉ tiết.
Chương này do PGS.TS. Phạm Ngọc Tuần và TS. Nguyễn Minh Hà
cùng biên soạn.
Chương 4 cung cấp các kiến thức cơ bản, giới thiệu chỉ tiết 10
bước và ví dụ áp dụng q trình thiết kế kỹ thuật nhằm giúp sinh
viên thực hiện những công việc thiết kế (Design - D) ban đầu.
Chương này do TS. Hồ Thị Thu Nạa biên soạn.
Chuang 5 trình bày các thông tin về đơn vị đo lường, một số vấn đề
cơ bản của toán học và những cơ sở kỹ thuật đủ để sinh viên sử dụng
trong q trình tính tốn, thiết kế của mình. Chương này do PGS.TS.
Phạm Ngọc Tuần va ThS. Trần Đại Nguyên cùng biên soạn.
Chương 6 đề cập những kiến thức cơ bản liên quan đến làm việc
nhóm nhằm giúp sinh viên làm việc hiệu quả cùng các thành viên
của nhóm trong quả trình thực hiện đồ án môn học. Sự cân thiết
của kỹ năng làm việc nhóm, những yêu cầu để nhóm làm việc hiệu
quả, các giai đoạn phát triển của nhóm, những mơ hình tổ chức
nhóm, các mơ hình ra quyết định trong hoạt động nhóm và vai trị
của thành viên được trình bày. Chương này do PGS.TS. Phạm
Ngọc Tuần và TS. Nguyễn Minh Hà cùng biên soạn.
xvi
Mục lục
- _ Chương 7 liên quan đến kỹ năng giải quyết vấn đề, là công việc
được lặp ấi lặp lại nhiều lần trong q trình mỗi nhóm sinh viên làm
đồ án, tiến hành thiết kế (Design — D), thực hiện thị công
(Implement — I) va vận hành (Operate— O). Khái niệm về vấn đề và
giải quyết vấn đề quy trình và các kỹ năng cân thiết để giải quyết
` vấn đề, giải quyết
ấn đỀ sáng tạo, các kỹ thuật, cơng cụ, phương
pháp giải quyết vấn đề đã được trình bày. Chương này do PGS.TS.
Phạm Ngọc Tuần và TS. Nguyễn Văn Tường cùng biên soạn.
-
Chuong 8 giới thiệu vé giao tiép kỹ thuật, là kỹ năng
cân thiết
trong suốt quá trình thực hiện đô án. Khái niệm về giao tiếp kỹ
thuật, vai trò của người giao tiếp kỹ thuật, giao tiếp kỹ thuật và
nghề nghiệp kỹ sư, đặc điểm của tài liệu kỹ thuật, công việc biên
soạn tài liệu, công việc phân tích đối tượng giao tiếp, cơng việc 16
chức thơng tin, công việc viết kỹ thuật, công việc giao tiếp bằng lời
nói, cơng việc giao tiếp bằng đồ họa kỹ thuật được trình bày.
Chương này do PGS.TS. Phạm Ngọc Tuấn và TS. Nguyễn Văn
-_
Tường cùng biên
Chương 9 đề cập
nghề nghiệp của
đề liên quan đến
soạn.
đến yêu cầu không thể thiếu của một kỹ sư trong
mình là ngồi ‹ có tài cần phải có đức. Những vấn
đạo đức nghề nghiệp được trình bày, bao gồm:
định nghĩa kỹ sư, bản chất của đạo đức, chuẩn tực đạo đức của
sinh viên các trường đại học kỹ thuật, đạo đức nghề nghiệp, phân
biệt luật pháp và đạo đức, các chuẩn mực và các tiêu chuẩn đạo
đức nghệ nghiệp của kỹ sư, tham khảo một số tiêu chuẩn đạo đực
nghề nghiệp và một số ví dụ liên quan đến đạo đức nghề nghiệp.
Chương này do ThS. Đỗ Thị Ngọc Khánh biên soạn.
Khoa Cơ khí và các tác giả xin bày tỏ sự
Ban giám đốc ĐHQG-HCM,
cảm ơn chân thành đến
Ban chủ nhiệm Đề án CDIO, Ban Đại học và
Sau đại học, Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa, Nhà xuất bản
ĐHQG-HCM,
các lãnh đạo và chuyên gia từ Hiệp hội CDIO
Thế giới,
đặc biệt là TS. Hồ Tấn Nhựt và TS. Peter Gray, về sự quan tâm và hỗ trợ
Khoa Cơ khí để áp dụng phương pháp tiếp cận CDIO cho các ngành của
Khoa nói chung, xây dựng và thực hiện thành công môn học mới: Nhập môn
về Kỹ thuật, trong các năm qua.
Các tác giả cũng xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp đã động viên và
hỗ trợ chúng tôi rất nhiều để cho ra đời quyển sách này.
Dù có nhiều có gắng nhưng do đây là lần đầu tiên biên soạn tài liệu
tham khảo cho một môn học mới và thời gian bị giới hạn nên chắc là cịn
những thiểu sót về nội dung lẫn hình thức cân được phát hiện và khắc phục.
Các tác giả xin chân thành cắm ơn những ý kiến đóng góp của q độc giả
để tài liệu được hồn thiện hơn trong lần tái ban sau.
Khoa Cơ khí-Trường ĐH Bách khoa và các tác giá
CHUONG MOT
MG DAU VE KY THUAT
GIGI THIEU
Đước vào thiên niên kỷ thứ ba, khoa học và kỹ thuật đã trở thành yếu tố
cốt tử của sự phát triển, là lực lượng sản xuất trực tiếp của nền kinh tế toàn
cầu.
Kỹ thuật đã trở thành nhóm ngành đào tạo được nhiều sinh viên chọn lựa.
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG
Giới thiệu để sinh viên có những hiểu biết cơ bản về lịch sử phát triển
của kỹ thuật, các ngành nghề kỹ thuật, chân dung của kỹ sư và nghề nghiệp
cơ khí, kỹ thuật trong bối cảnh tồn cầu hóa và những thách thức trong
tương lai.
«_
Từ những hiểu biết này sinh viên có thể:
Biết cách và thực hiện tìm thơng tỉn, phân biệt, trình bày tổng quát về
các ngành kỹ thuật và ngành kỹ thuật cơ khí, .....
„ _ Biết cách trình bày tóm tắt lý lịch của một kỹ sư cơ khí và nghề nghiệp
cơ khí hiện tại và tương lai, .....
« _ Tiếp xúc với các chuyên gia, doanh nghiệp trong ngành cơ khí.
+
1.1
Nhan ra va biết cách chuẩn bị trước các cơ hội và thách thức đối với
một kỹ sư cơ khí trong bối cảnh hội nhập và tồn cầu hóa.
Sinh viên cảm thầy thú vị, phần khởi và yêu thích ngành nghề kỹ thuật.
LỊCH SỬ CỦA KỸ THUẬT
1.1.1 Định nghĩa của kỹ thuật
Kỹ thuật là một chuỗi hoạt động liên tục, nói tiếp, đổi mới bằng cách
đứng trên vai những người đi trước và cả chính chúng ta trong tương lai. Để
2
Nhập mơn về kỹ thuật
có được cái nhìn sâu sắc cần thiết nhằm hiểu nhiều hơn về kỹ thuật, chúng ta
có thể nhìn vào những câu chuyện lịch sử.
Vào thời kỳ đầu, có một vài cải tiến kỹ thuật. Thời gian trôi qua, đổi
mới xảy ra nhanh hơn. Cho đến hôm nay, các khám phá kỹ thuật được thực
hiện hằu như hàng ngày. Tốc độ thay đổi hiện nay cho thấy tính cấp bách
của sự hiểu biết về q trình đổi mới.
Lịch sử không chỉ đẻ ghi nhớ tên và ngày tháng, mà còn ghỉ nhớ những
sự kiện về con người. Những hiểu biết đạt được từ những câu chuyện về các
kỹ sư đã phát triển mọi thứ như thế nào, từ các dụng cụ nhà bếp tới các thiết
bị công nghệ cao.
Các kỹ sư sẽ là những chuyên gia.Những chuyên gia này sẽ là các nhà
lãnh đạo. Để lãnh đạo, chúng ta cần phải hiểu nguồn gốc nghề nghiệp của
mình. Những câu chuyện về lịch sử cung cấp cho chúng ta những bài học từ
những nhà cải cách tuyệt vời và xem cách họ giải quyết mọi mặt của vần đề
Ta sao. Việc học tập này rất có ích cho sự nghiệp của sinh viên, gợi ý cho họ
những cơ hội phát triển để có thể trở thành một nhà lãnh đạo trong nghề
nghiệp của mình.
Nhiều chuyên gia được yêu cầu phải nắm vững lịch sử của kỹ thuật
ngoài việc có bằng cấp. Các chun gia giỏi ln tiếp tục học tập trong suốt
sự nghiệp của họ. Đọc các bài báo, tạp chí và bài giảng chỉ đơn giản là
nghiên cứu lịch sử. Thói quen này được xây dựng trên kiến thức nền tảng
của lịch sử. Một nền tảng như vậy cung cấp cho các chuyên gia cơ hội tốt
nhất để biết những gì họ cần để hiểu thêm về lĩnh vực của họ cũng như
những thách thức sắp tới!
Nghiên cứu về lịch sử, tất nhiên, không chỉ giúp chúng ta tạo ra tương
lai mới, mà còn giúp chúng ta hiểu những phẩm chất tốt đẹp từ quá khứ.
Định nghĩa của kỹ thuật
Ủy ban Kiểm định Kỹ thuật và Công nghệ (Accreditation Board for
Engineering and Technology — ABET), la ủy ban quốc gia thiết lập các tiêu
chuẩn công nhận cho tất cả các chương trình kỹ thuật, cũng là một tổ chức
kiểm định chất lượng các chương trình đào tạo có uy tín trong cộng đồng
quốc tế, định nghĩa kỹ thuật như sau:
Kỹ thuật là nghề nghiệp, trong đó các trỉ thức nhận được thông qua học
tập, trải nghiệm và thực hành những môn học về khoa học tự nhiên và toán học,
được áp dụng để phát triển những phương pháp sử dụng hiệu quả các nguyên
vật liệu và nguồn lực của tự nhiên nhằm mang lại lợi ích cho con người.
1, Mé dau vé ky thuật
3
Hiểu một cách đơn giản, kỹ thuật là việc sử dụng vật liệu tự nhiên và
các nguồn lực tự nhiên vì lợi ích của nhân loại.
Một giáo sư kỹ thuật đã nói rằng: mục đích của một kỹ sư là để giải
thích sự phát triển và hoạt động của con người. Các môn hye về kỹ thuật dạy
chúng ta kỹ năng, nhưng lịch sử day chúng ta làm thế nào để giải thích
chúng, chắt lọc ra những ưu và khuyết điểm của các giải pháp khác nhau đã
từng có. Lịch sử giúp tạo mối quan hệ thân thiết để kết nối chúng ta Xót quá
khứ và truyền cảm hứng trong tương lai. Một kiến thức vững chắc về lịch sử
sẽ thay đổi cách học của chúng ta.
Hành trình của kỹ thuật
Các kỹ sư đã ln ln
sự phát triển xã hội. Những
băng trơi khi nói đến sự đóng
thúc day sy tiến bộ của nhân
ảnh hưởng đến con người ởmọi giai đoạn của
gì được đề cập ở đây chỉ là phần nổi của tảng
góp mà các kỹ sư đã thực hiện trong hành trình
loại mà chúng ta sẽ lướt qua sau đây.
'Văn hố tiền sử
Nếu nhìn vào định nghĩa về kỹ thuật được đưa ra bởi ABET, chúng ta
sẽ nhận thấy một ý quan trọng: “. . kiến thức toán học và các ngành khoa
học tự nhiên được 4p dung ... >. Khong nắm bắt được những cơ sở tốn học
thì khơng có kiến thức Thơi học tự nhiên ngày nay. Người xưa đã thiết kế và
đạt được các mục tiêu cần thiết bằng cách thử sai và trực giác. Họ đã tạo ra
một số mũi giáo đầu tiên, có thể bị thất bại một vài lần, nhưng cuối cùng họ
cũng hồn thiện vũ khí để săn bắn và ni sống gia đình. Thơng tin liên lạc
va giao thing vận tải đã không tồn tại vào thời kỳ đó, nên có rất ítthơng tin
được trao đổi với những người ở những nơi xa xơi. Vì vậy họ chỉ biết khu
vực nơi mình sinh sống.
Những nhà cải cách ngày xưa cũng đã là những kỹ sư giỏi. Dù kỹ năng
của họ cịn hạn chế, nhưng họ đã tích lũy được nhiều kiến thức và kinh
nghiệm bổ ích về nhiều mặt trong cuộc sống. Những thông tin này đã được
ghi nhớ, lưu git, phát triển và tồn tại lâu dài về sau này bằng cách ghi lại các
ký hiệu và khắc các hình vẽ.
Những giới hạn vật lý của các nền văn hóa thời tiền sử bao gồm:
- _ Khơng có ngơn ngữ viết,
- _ Ngơn ngữ nói hạn chế;
+ _ Khơng có phương tiện đi lại;
° Khơng có những khái niệm về giáo dục hoặc phương pháp chuyên
môn để khám phá những điều mới mẻ;
4
Nhập môn về kỹ thuật
Sống chỉ dựa vào thức ăn do hái lượm và săn bắn thú rừng bằng vũ
khí ngun thủy thơ sơ.
Thời đại máy tính
Chúng ta đang sống trong thời đại thông tin. Với các công cụ như
Internet, máy tính, tablet, điện thoại di động, hàng triệu câu trả lời luôn sẵn
sàng cho những câu hỏi và thắc mắc của chúng ta. Con người đã đi lên Mặt
trăng và đưa robot thu thập thông tin trên sao Hỏa. Vệ tỉnh đang thám hiểm
những hành tỉnh mà chúng ta đã biết.
Tốc độ, hoạt động không ngừng, đổi mới, sáng tạo, không bao giờ được
ngồi yên là một phần của cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
Tốc độ cúa lịch sử
Tốc độ đổi mới đem lại nhiều điều thú vị. Nhìn lại lịch sử phát triển của
kỹ thuật hàng ngàn năm qua, chúng ta có thể nhận ra rằng hiện nay tốc độ
đổi mới nhanh chóng, dồn dập hơn nhiều so với quá khứ. Người xưa đã từng
mắt rất nhiều năm đẻ hồn thành những cơng việc mà con người ngày nay
thực
máy
hàng
được
hiện trong
tính xử lý
ngày, con
lặp lại là:
một thời gian rất ngắn. Chúng ta để cảm thấy bực mình khi
chậm chạp hơn so với những gì mong muốn. Trong đời sống
người cảm thấy sao thời gian đi nhanh quá. Lời nói thường
“Thơi nào! Cố lên! Khơng cịn thời gian nữa!”, trong khi ở
thời quá khứ, có những lúc trải qua nhiều thập kỷ, người ta không đạt được
tiến bộ công nghệ nào đáng chú ý.
1.1.2 Tổng quan về sự phát triển của kỹ thuật
Nguồn gốc cơng nghệ có thể bắt đầu từ việc hái lượm và săn bắn từ xa
xưa. Khi nhân loại tăng về số lượng, để nuôi sống, kiểm soát dân số đang ngày
càng tăng và an ninh lương thực, người ta phải cải tiền phương pháp và công
cụ trong sản xuất nông nghiệp. Càng về sau này, con người đã thực hiện nhiều
đổi mới và cải tiến để đạt năng suất cao hơn, tạo ra nhiều của cải hơn.
1.1.3 Thời kỳ đầu của kỹ thuật
Các nền tảng kỹ thuật đã được tạo lập với nỗ lực hết mình của tổ tiên
chúng ta để tồn tại và cải thiện chất lượng cuộc sống của họ. Ngay từ đầu, họ
quan sát môi trường sống xung quanh và mong muốn nhìn thấy mọi thứ đẹp
đẽ, sạch sẽ và 6n định hơn. Họ tìm cách cải thiện bữa ăn bằng cách săn thú
trong rừng và bắt cá dưới nước.
1. Mở đầu về kỹ thuật
5
Họ đã tìm ra cách thức để có nơi ở tốt hơn cho gia đình. Thế rồi cuộc
sống càng ngày càng trởnên phức tạp hơn. Các hộ gia đình tập hợp lại đã tạo
nên những khu vực sinh sống rộng lớn hơn, hình thành nhu cầu mở rộng địa
bàn cư trú và đã xảy ra tranh giành quyền lực, đánh chiếm đất đai của các bộ
lạc lân cận. Tất cả các công việcẤ ây đều có liên quan đến các cơng cụ. Wi
vậy, đổi mới kỹ thuật và công cụ là cần thiết để thúc đẩy phát triển nhằm
đem lại lợi ích cho họ.
1.1.4
Kỹ thuật xây dựng
Kỹ thuật xây dựng là một đặc trưng quan trọng của cong nghệ, đã có
những bước phát triển dài với các cơng trình aly dựng nỗi tiếng đến tận ngày
nay ở Ai Cập, Mesopotami, %, Trung Quốc,... Các công trình này giúp
chúng ta hiểu biết về lịch sử phát triển của kỹ thuật,
Các kim tự tháp ở Ai Cập
Các cơng trình có hình kim tự tháp được xây dựng ở nhiều nền văn
mình. Các kim tự tháp nổi tiếng nhất là các kim ty tháp Ai Cập, được xây
dựng bằng gạch hay đá. Ngành khảo cổ học cho rằng. chúng được xây lên đề
làm lăng mộ cho các pharaoh. Đại kim tự tháp Giza là một trong những cái
lớn nhấtở Ai Cập và trên thế giới. Nó và hai kim tự tháp nhỏ hơn, Khafra và
Menkaura, là một trong Bảy kỳ quan thế giới, và là kỳ quan duy nhất còn tồn
tại đến ngày nay. Người Ai Cập cổ đại dùng vàng chụp lên đỉnh các kim tự
tháp và ốp các mặt ngồi bằng đá vơi trắng đánh bóng, đù nhiều tắm đá như
vậy đã bị lấy đi sử dụng vào mục đích khác hoặc đã rơi mất trong lịch sử
hàng nghìn năm của kim tự tháp.
HÌNH 1.1: KIM TỰ THÁP GIZA
(nguồn: http:⁄/commons.wikimedia.org).
6
Nhap mén ve kỹ thuật
HINH 1.2: BAI KIM TU THAP KHAFRA
(ngn: ).
Các ngơi đền ớ Hy Lạp
HÌNH 1.3: ĐÈN PARTHENON Ở ATHENS
(ngn: )
Parthenon (tiếng Hy Lạp: Iopơevóv) là một ngơi đền thờ thần Athena,
được xây dựng vào thế kỷ 5 trước Cơng ngun ở Acropolis. Đây là cơng
trình xây dựng nỗi tiếng nhất còn lại của Hy Lạp cổ đại, và đã được ca ngợi
như là thành tựu của kiến trúc Hy Lạp. Các điêu khắc trang trí của ngơi đền
bằng đá cẩm thạch (marble) trắng, được coi như là đỉnh cao của nghệ thuật
Ai Cập cô dai. Dén Parthenon là biểu tượng của sự kết thúc Hy Lạp cổ đại
và của nền dân chủ Athena, và được đánh giá như là một trong những cơng
trình văn hóa vĩ đại nhất thế giới.
