Tổng quan về giáo trình
Giáo trình Hình học họa hình (Mã môn học: CK19MH10, mã môn học khung: MECM55025) được ban hành theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), xây dựng dựa trên Chương trình đào tạo năm 2019 của nhà trường.
Trong cấu trúc chương trình đào tạo thời gian 1,5 năm, môn học thuộc khối môn học/mô-đun cơ sở ngành (nhóm II.1). Môn học được bố trí học sau các môn chung/đại cương (Chính trị, Pháp luật, Tin học cơ bản, Tiếng Anh) và học trước môn Vẽ kỹ thuật (CK19MH01 / MECM52003).
Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể qua các chuẩn đầu ra:
- Về kiến thức (A1–A3): Trình bày được nguyên lý các phép chiếu trong không gian; trình bày khái niệm và tính chất hình chiếu của điểm, đường thẳng, mặt phẳng; xác định điều kiện giao nhau giữa các không gian con.
- Về kỹ năng (B1): Thực hiện chính xác các bài toán định lượng về khoảng cách giữa hai điểm, khoảng cách từ một điểm đến đường thẳng và khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, tính kiên trì, tỉ mỉ, độ chính xác kỹ thuật và năng lực tự học.
Giáo trình có kết cấu gồm 8 chương với tổng thời lượng 120 giờ (tương đương 5 tín chỉ), gồm 28 giờ lý thuyết, 87 giờ thực hành, thảo luận, bài tập và 5 giờ kiểm tra. Nội dung tập trung vào phương pháp biểu diễn không gian ba chiều lên các mặt phẳng chiếu hai chiều, bảo đảm tính trực quan, tính chính xác và tính phản chuyển hình học của bản vẽ kỹ thuật. Ban biên soạn gồm: Trần Thanh Ngọc (Chủ biên), Trần Nam An và An Đình Quân.
Nội dung kiến thức cốt lõi
Các chương/chủ đề chính
Nội dung giáo trình được phân bổ qua 8 chương chuyên đề:
- Chương 1: Mở đầu (4 giờ: 2 LT, 2 TH): Trình bày mục đích, vai trò của hình học họa hình trong xây dựng bản vẽ kỹ thuật; yêu cầu về tính tương đương hình học và tính phản chuyển; khảo sát 3 phép chiếu: phép chiếu xuyên tâm (tâm chiếu $S$, mặt phẳng hình chiếu $P$), phép chiếu song song (hướng chiếu $s$, bảo toàn tính song song và tỷ số đơn 3 điểm thẳng hàng) và phép chiếu vuông góc.
- Chương 2: Điểm (12 giờ: 4 LT, 8 TH): Thiết lập đồ thức của điểm trên hệ hai mặt phẳng hình chiếu vuông góc $P_1$ (mặt phẳng hình chiếu bằng) và $P_2$ (mặt phẳng hình chiếu đứng); định nghĩa đường dóng, độ xa $A_1A_x$, độ cao $A_2A_x$; mở rộng sang hệ ba mặt phẳng hình chiếu với $P_3$ (mặt phẳng hình chiếu cạnh) và hình chiếu cạnh $A_3$.
- Chương 3: Đường thẳng (20 giờ: 4 LT, 15 TH, 1 KT LT): Biểu diễn đồ thức đường thẳng; phân loại các đường thẳng đặc biệt (đường bằng, đường mặt, đường cạnh, đường thẳng chiếu bằng, đường thẳng chiếu đứng, đường thẳng chiếu cạnh); xác định điều kiện liên thuộc giữa điểm và đường thẳng; xác định vết bằng $M$ và vết đứng $N$; phân tích vị trí tương đối giữa hai đường thẳng (cắt nhau, song song).
- Chương 4: Mặt phẳng (24 giờ: 6 LT, 17 TH, 1 KT LT): Thiết lập đồ thức mặt phẳng bằng 3 điểm không thẳng hàng, điểm và đường thẳng, hai đường cắt nhau hoặc song song; biểu diễn vết bằng $m_\alpha$ và vết đứng $n_\alpha$; phân tích các mặt phẳng đặc biệt (chiếu bằng, chiếu đứng, chiếu cạnh, mặt phẳng bằng, mặt phẳng mặt, mặt phẳng cạnh, mặt phẳng vuông góc mặt phẳng phân giác 1 và 2); khảo sát đường bằng $h$, đường mặt $f$, đường dốc nhất đối với $P_1$ và $P_2$; xác định quan hệ song song giữa hai mặt phẳng, giữa đường thẳng và mặt phẳng.
- Chương 5: Giao của các không gian con (20 giờ: 4 LT, 15 TH, 1 KT TH): Phương pháp xác định giao tuyến của hai mặt phẳng, giao điểm của đường thẳng và mặt phẳng bằng cách xét vị trí suy biến hoặc dùng mặt phẳng phụ trợ $\varphi$; giao điểm của ba mặt phẳng.
- Chương 6: Các bài toán về lượng (24 giờ: 2 LT, 21 TH, 1 KT TH): Giải quyết bài toán độ dài thực của đoạn thẳng và góc nghiêng ($\alpha$ đối với $P_1$, $\beta$ đối với $P_2$) bằng phương pháp tam giác vuông; điều kiện đường thẳng vuông góc với mặt phẳng ($d_1 \perp h_1$ và $d_2 \perp f_2$); phương pháp đo khoảng cách từ điểm đến đường thẳng và từ điểm đến mặt phẳng.
- Chương 7: Các phép biến đổi hình chiếu cơ bản (8 giờ: 4 LT, 3 TH, 1 KT TH): Phương pháp thay đổi mặt phẳng hình chiếu; phép quay quanh đường thẳng chiếu bằng, quay quanh đường thẳng chiếu đứng, quay quanh đường bằng và quay quanh đường mặt.
- Chương 8: Biểu diễn đường và mặt (8 giờ: 2 LT, 6 TH): Biểu diễn các hình phẳng cổ điển, các khối đa diện trong không gian và biểu diễn bề mặt cong.
Kiến thức nền tảng được xây dựng
- Lý thuyết phép chiếu Monge: Nguyên lý phân rã không gian đa chiều về hệ thống các mặt phẳng hình chiếu $P_1, P_2, P_3$ gập trùng khít vào mặt phẳng bản vẽ theo trục chuẩn $x$.
- Định lý hình chiếu góc vuông: Điều kiện cần và đủ để một góc vuông chiếu thành một góc vuông là một trong hai cạnh góc vuông song song với mặt phẳng hình chiếu và cạnh còn lại không vuông góc với mặt phẳng hình chiếu đó.
- Nguyên lý không gian con và vết hình học: Ứng dụng quan hệ liên thuộc, vết của đường thẳng, vết của mặt phẳng và mô hình mặt phẳng phụ trợ để giải các bài toán tương giao trong không gian kỹ thuật.
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật: Sử dụng thành thạo bộ dụng cụ vẽ kỹ thuật (compa, thước vẽ kỹ thuật, bút chì, bảng vẽ); dựng chuẩn xác đồ thức của điểm, đường thẳng, mặt phẳng, khối đa diện và mặt cong.
- Kỹ năng phân tích: Đọc hiểu và chuyển đổi cấu trúc hình học từ bản vẽ phẳng 2D sang mô hình vật thể 3D; phân tích điều kiện liên thuộc, tính chất đồng quy, song song và vuông góc.
- Kỹ năng thực hành giải toán: Áp dụng phương pháp tam giác vuông và phương pháp biến đổi hình chiếu để xác định độ dài thật, góc nghiêng thực và khoảng cách hình học.
Phương pháp giảng dạy và học tập
- Cách tiếp cận sư phạm: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực. Giảng viên trình bày lý thuyết thông qua thuyết trình ngắn gọn, đặt vấn đề, diễn giảng và vẽ mẫu trực tiếp trên bảng hoặc trình chiếu qua Projector.
- Tổ chức bài tập và thực hành: Dành 87/120 giờ cho việc luyện tập đồ thức. Người học được phân công làm việc cá nhân kết hợp thảo luận nhóm nhỏ. Trong các bài tập tích hợp xưởng nghề, mô hình 2 người học/nhóm thực hiện nhiệm vụ vẽ, đối chiếu kết quả và ghi chép rút kinh nghiệm.
- Phương pháp và hình thức đánh giá: Thực hiện theo quy chế đào tạo ban hành kèm Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
- Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Gồm 01 bài kiểm tra thường xuyên (hệ số 1, thực hiện sau 35 giờ) và 01 bài kiểm tra định kỳ (hệ số 2, thực hiện sau 115 giờ).
- Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Thực hiện tập trung sau 120 giờ đào tạo.
- Hình thức kiểm tra: Tự luận hoặc trắc nghiệm; chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), sau đó quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo hệ thống tín chỉ.
- Yêu cầu chuyên cần và tự học:
- Người học phải tham gia tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (vắng quá 31% phải học lại môn học).
- Bắt buộc tham gia 100% các buổi thực hành (vắng quá 1% số tiết thực hành phải học lại môn học).
- Người học chủ động nghiên cứu trước giáo trình, giáo án, phiếu học tập và chuẩn bị đầy đủ dụng cụ kỹ thuật trước giờ học.
Điểm nổi bật và cập nhật
- Tính pháp lý và đồng bộ chương trình: Giáo trình được biên soạn chính thức theo khung chương trình đào tạo năm 2019 và ban hành theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí, đảm bảo chuẩn mực quản lý đào tạo nghề nghiệp.
- Kế thừa từ các tài liệu chuẩn mực: Hệ thống lý luận và bài tập được trích dẫn, chuẩn hóa dựa trên các giáo trình chuyên ngành:
- Hình học họa hình (Dương Thọ, 2004, NXB Đại học Đà Nẵng).
- Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí tập 1, 2 (Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn, 1998, NXB Giáo dục).
- Cấu trúc sư phạm hoàn chỉnh theo từng chương: Mỗi chương đều thiết kế cấu trúc mục tiêu rõ ràng (Kiến thức, Kỹ năng, Năng lực tự chủ và trách nhiệm), hướng dẫn phương pháp giảng dạy cho người dạy và người học, quy định điều kiện trang thiết bị phòng học, nội dung chi tiết, tóm tắt chương và hệ thống câu hỏi/tình huống thảo luận.
- Tính thực tiễn cho ngành cơ khí dầu khí: Nội dung cắt giảm các chứng minh toán học trừu tượng, tập trung trực tiếp vào các phép chiếu, đồ thức vết và bài toán lượng phục vụ việc biểu diễn các chi tiết máy, đường ống và thiết bị gia công kim loại.
Đối tượng sử dụng giáo trình
- Học sinh, sinh viên đào tạo nghề: Dành cho học sinh, sinh viên hệ trung cấp và cao đẳng thời gian đào tạo 1,5 năm thuộc các nghề:
- Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (SCTBCBDK).
- Cắt gọt kim loại (CGKL).
- Nghề Hàn.
- Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học chung/đại cương (Tin học cơ bản MHCB19MH09, Giáo dục chính trị MHCB19MH01, Pháp luật MHCB19MH07) và có kiến thức nền tảng về hình học không gian sơ cấp.
- Đối với giảng viên: Tài liệu sử dụng làm căn cứ chuyên môn để xây dựng giáo án, lập đề kiểm tra định kỳ, đề thi kết thúc môn học và hướng dẫn thực hành đồ thức tại các phòng học lý thuyết tiêu chuẩn.
- Mục đích tự học và tham khảo: Phục vụ công nhân kỹ thuật, kỹ thuật viên xưởng cơ khí cần củng cố cơ sở lý luận hình chiếu để đọc hiểu bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp ráp thiết bị.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?
Giáo trình được biên soạn cho người học hệ trung cấp và cao đẳng nghề (hệ đào tạo 1,5 năm) ngành Cắt gọt kim loại, Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và nghề Hàn tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
2. Cần chuẩn bị kiến thức nền nào trước khi học giáo trình này?
Người học cần hoàn thành các môn chung/đại cương trong chương trình khung và nắm vững các tiên đề, định lý của hình học không gian sơ cấp.
3. Giáo trình này có điểm gì khác so với giáo trình hình học họa hình đại cương?
Nội dung giáo trình tập trung vào việc ứng dụng giải quyết các bài toán biểu diễn kỹ thuật (đường đặc biệt, vết mặt phẳng, phương pháp tam giác giải bài toán lượng), phân bổ 87 giờ cho thực hành/bài tập trên tổng số 120 giờ học để phục vụ trực tiếp cho môn Vẽ kỹ thuật.
4. Quy định về chuyên cần để được dự thi kết thúc môn học là gì?
Người học phải tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (không vắng quá 31%) và tham dự đủ 100% thời lượng các buổi thực hành (vắng quá 1% số tiết thực hành sẽ phải học lại toàn bộ môn học).
5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ nào kèm theo?
Quá trình học tập đi kèm với đề cương chi tiết, giáo án, hệ thống phiếu học tập của giảng viên và danh mục tài liệu tham khảo chính thức của Dương Thọ (2004) và Trần Hữu Quế cùng các cộng sự (1998).
Kết luận
Giáo trình môn học Hình học họa hình (Mã môn: CK19MH10) do Trường Cao đẳng Dầu khí ban hành là tài liệu học tập cơ sở ngành, cung cấp toàn bộ phương pháp biểu diễn không gian, nguyên lý đồ thức và phương pháp giải quyết các bài toán giao, bài toán lượng hình học.
Lộ trình học tập được thiết kế tuần tự từ khảo sát điểm, đường thẳng, mặt phẳng đến các phép biến đổi hình chiếu và biểu diễn đa diện/mặt cong, tạo tiền đề trực tiếp cho môn học Vẽ kỹ thuật cơ khí và các mô-đun gia công tiện, phay, mài, hàn chuyên ngành.
Người học cần khai thác đồng bộ giáo trình cùng phiếu học tập và các tài liệu tham khảo chuyên ngành do Nhà xuất bản Giáo dục và Nhà xuất bản Đại học Đà Nẵng phát hành để hoàn thành các chuẩn đầu ra theo quy định.