Giáo trình nhập môn về kỹ thuật - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội (TS. Trần Quang Hải chủ biên)

Giáo trình nhập môn về kỹ thuật của Đại học Công nghiệp Hà Nội cung cấp kiến thức nền tảng, chuẩn CDIO và rèn luyện kỹ năng cốt lõi cho sinh viên kỹ thuật.

• Tác giả: Trần Quang Hải
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật
• Đề tài: Giáo trình Nhập môn về kỹ thuật
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình nhập môn về kỹ thuật ĐH Công nghiệp Hà Nội

Giáo trình nhập môn về kỹ thuật do Nhà xuất bản Thống kê phát hành năm 2022. Cuốn sách phục vụ sinh viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Đội ngũ tác giả gồm TS. Trần Quang Hải chủ biên cùng các nhà khoa học giàu kinh nghiệm. Tài liệu này xây dựng bám sát đề cương chuẩn đầu ra của nhà trường. Đối tượng trọng tâm là sinh viên các ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học, Công nghệ môi trường và Công nghệ thực phẩm. Cuốn sách giữ vai trò định hướng nghề nghiệp sớm. Nội dung tài liệu đáp ứng trực tiếp tiêu chuẩn thứ tư trong bộ tiêu chuẩn CDIO quốc tế. Sinh viên tiếp cận các khái niệm kỹ thuật cốt lõi ngay từ năm nhất. Giáo trình truyền cảm hứng nghiên cứu, xây dựng động cơ học tập đúng đắn. Cấu trúc giáo trình chia thành 7 chương rõ ràng, logic. Mỗi chương giải quyết một khía cạnh từ kiến thức ngành, kỹ năng mềm đến chuẩn mực đạo đức. Đây là cẩm nang học tập nền tảng suốt quá trình đào tạo đại học.

1.1. Mục tiêu đào tạo và chuẩn đầu ra CDIO

Môn học nhập môn về kỹ thuật đóng vai trò tiên phong trong khung chương trình CDIO. Tiêu chuẩn thứ tư của CDIO nhấn mạnh việc tạo động lực và truyền cảm hứng. Sinh viên nhận thức rõ trách nhiệm bản thân đối với gia đình và xã hội. Giáo trình trang bị phương pháp lập kế hoạch học tập dài hạn. Người học rèn luyện tính kiên trì và tinh thần kỷ luật nghề nghiệp. Hệ thống bài học kích thích tư duy sáng tạo thông qua các ví dụ thực tiễn. Sinh viên hiểu rõ mối liên hệ giữa lý thuyết giảng đường và sản xuất công nghiệp. Chuẩn đầu ra hướng đến năng lực thích ứng với môi trường làm việc hiện đại.

1.2. Cấu trúc 7 chương cốt lõi của giáo trình

Nội dung giáo trình gồm 7 chương được phân công biên soạn khoa học. Chương 1 giới thiệu ngành nghề đào tạo tại Khoa Công nghệ Hóa. Chương 2 cung cấp cơ sở kỹ thuật, đơn vị đo và hệ thống chuẩn hóa. Kỹ năng tự học suốt đời được trình bày chi tiết tại Chương 3. Chương 4 tập trung phát triển kỹ năng làm việc nhóm hiệu quả. Kỹ năng đặt và giải quyết vấn đề kỹ thuật nằm ở Chương 5. Chương 6 đào tạo năng lực giao tiếp kỹ thuật trong môi trường công nghiệp. Cuối cùng, Chương 7 đúc kết các chuẩn mực đạo đức cá nhân và đạo đức nghề nghiệp. Bố cục này tạo thành chuỗi kiến thức hoàn chỉnh.

II. Phân tích giáo trình nhập môn về kỹ thuật trước thách thức đào tạo

Ngành kỹ thuật hiện đại đối mặt với sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ. Sinh viên năm nhất thường thiếu kiến thức thực tế về môi trường công nghiệp. Sự chuyển tiếp từ học phổ thông sang đại học gây ra nhiều bỡ ngỡ. Người học gặp khó khăn khi chọn phương pháp tự học phù hợp. Ngoài ra, việc thiếu hụt kỹ năng phân tích vấn đề khiến hiệu quả học tập suy giảm. Môn học kỹ thuật đòi hỏi sự chính xác tuyệt đối trong đo lường và tính toán. Giáo trình chỉ rõ bài học đắt giá từ lịch sử hàng không vũ trụ. Điển hình là sự cố tàu thám hiểm sao Hỏa Mars Climate Orbiter của NASA. Sai lầm chuyển đổi đơn vị đo lường gây tổn thất 125 triệu USD. Trong sản xuất, sai số hằng số lò xo có thể dẫn đến phá sản doanh nghiệp. Giáo trình phân tích sâu những thách thức này nhằm cảnh tỉnh người học. Sinh viên phải rèn luyện tính cẩn trọng, kỷ luật và tư duy phản biện. Tài liệu đặt ra yêu cầu cấp thiết về tính chính xác trong môi trường kỹ thuật số.

2.1. Thách thức chuyển đổi đơn vị và đo lường

Đo lường là ngôn ngữ căn bản của mọi kỹ sư. Sự nhầm lẫn giữa các hệ đơn vị đo lường quốc tế gây ra hậu quả thảm khốc. Giáo trình nhấn mạnh quy chuẩn pháp định theo Nghị định số 86/2012/NĐ-CP của Chính phủ. Kỹ sư phải thành thạo việc chuyển đổi giữa đơn vị pound, ounce sang kilôgam và gam. Quy tắc sử dụng tiền tố bội số và ước số thập phân đòi hỏi sự chuẩn mực cao. Việc viết sai ký hiệu nano hoặc micro có thể làm hỏng toàn bộ quy trình công nghệ nano. Sai số kỹ thuật trong thiết kế kết cấu đe dọa trực tiếp an toàn lao động. Sinh viên cần loại bỏ thói quen làm tròn tùy tiện trong tính toán.

2.2. Vấn đề ô nhiễm và tác động môi trường toàn cầu

Sự phát triển công nghiệp nhanh chóng mang lại tăng trưởng kinh tế lớn. Tuy nhiên, hoạt động sản xuất cũng làm gia tăng ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu. Hiện tượng thời tiết cực đoan, lũ lụt và hạn hán xuất hiện với tần suất dày đặc. Ô nhiễm lưu vực sông, không khí và rác thải biển đe dọa hệ sinh thái tự nhiên. Kỹ sư môi trường và kỹ thuật hóa học phải gánh vác trách nhiệm giải quyết vấn nạn này. Khai thác tài nguyên thiên nhiên thiếu bền vững đẩy xã hội vào nhiều rủi ro. Giáo trình phân tích rõ áp lực sinh thái để sinh viên hình thành ý thức bảo vệ môi trường ngay khi còn ngồi trên ghế nhà trường.

III. Phương pháp giảng dạy giáo trình nhập môn về kỹ thuật chuẩn CDIO

Giáo trình cung cấp hệ thống giải pháp toàn diện để nâng cao năng lực kỹ thuật. Mô hình tiếp cận dựa trên chu trình CDIO gồm hình thành ý tưởng, thiết kế, triển khai và vận hành. Phương pháp này biến kiến thức hàn lâm thành các dự án thực tế. Sinh viên được rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề theo quy trình khoa học. Bước đầu tiên là xác định đúng bản chất của bài toán kỹ thuật. Tiếp theo, người học thu thập dữ liệu, phân tích nguyên nhân và đề xuất phương án tối ưu. Kỹ năng làm việc nhóm giúp phân bổ nhiệm vụ hợp lý và khai thác thế mạnh cá nhân. Trong giao tiếp kỹ thuật, tài liệu hướng dẫn kỹ năng viết báo cáo, thuyết trình và bảo vệ đề án. Tài liệu cũng giới thiệu các vật liệu tiên tiến như vật liệu nano, vật liệu compozit và quang điện tử. Những giải pháp kỹ thuật vật liệu mới mở ra hướng phát triển công nghệ cao. Sinh viên chủ động thích nghi với yêu cầu công việc thực tế.

3.1. Rèn luyện kỹ năng tự học và giải quyết vấn đề

Tự học là năng lực cốt lõi quyết định sự thành công của một kỹ sư. Giáo trình vạch ra chiến lược tra cứu tài liệu khoa học và quản lý thời gian. Sinh viên học cách chia nhỏ vấn đề phức tạp thành từng bước xử lý cụ thể. Phương pháp đặt câu hỏi nguyên nhân gốc rễ giúp tìm ra giải pháp tối ưu. Người học chủ động cập nhật công nghệ mới để thích nghi với thị trường việc làm. Khả năng tự nghiên cứu giúp sinh viên không phụ thuộc hoàn toàn vào bài giảng trên lớp. Quá trình này rèn luyện tư duy độc lập và năng lực sáng tạo trong nghiên cứu kỹ thuật.

3.2. Ứng dụng vật liệu tiên tiến và công nghệ sạch

Khoa học vật liệu đóng vai trò then chốt trong các giải pháp kỹ thuật hiện đại. Giáo trình giới thiệu tiềm năng ứng dụng của vật liệu hữu cơ và compozit. Hợp chất compozit có độ bền cao, chống ăn mòn hóa chất và chịu lực tốt. Bên cạnh đó, hạt nano mang lại các đặc tính quang học và điện tử vượt trội. Kỹ sư môi trường ứng dụng vật liệu mới để lọc sạch nước thải và khí thải công nghiệp. Ngành công nghệ thực phẩm tận dụng màng bao sinh học để bảo quản nông sản an toàn. Những giải pháp kỹ thuật này giảm thiểu ô nhiễm và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn phát triển.

IV. Ứng dụng giáo trình nhập môn về kỹ thuật vào đào tạo thực tiễn

Giáo trình nhập môn về kỹ thuật mang giá trị ứng dụng to lớn trong đào tạo đại học. Sách là tài liệu học tập chính thức của Khoa Công nghệ Hóa, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Sinh viên được trang bị bức tranh toàn cảnh về ba ngành kinh tế mũi nhọn: hóa chất, môi trường và thực phẩm. Người học định hình sớm lộ trình nghề nghiệp và các chứng chỉ chuyên môn cần thiết. Giảng viên sử dụng giáo trình để thiết kế bài giảng tương tác và bài tập tình huống. Doanh nghiệp đánh giá cao sinh viên tốt nghiệp có nền tảng kỹ năng mềm và đạo đức nghề nghiệp vững vàng. Môn học đóng vai trò cầu nối rút ngắn khoảng cách giữa nhà trường và nhà máy sản xuất. Việc tuân thủ chuẩn mực kỹ thuật giúp giảm thiểu rủi ro vận hành trong thực tế. Cuốn sách khẳng định vị thế tiên phong của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội trong đào tạo kỹ thuật ứng dụng.

4.1. Định hướng việc làm cho cử nhân kỹ thuật

Tài liệu phân tích cụ thể vị trí việc làm sau khi tốt nghiệp. Cử nhân ngành hóa học có thể đảm nhận vai trò kiểm nghiệm, vận hành dây chuyền sản xuất sơn, nhựa hoặc hóa chất. Kỹ sư môi trường làm việc tại trung tâm quan trắc, nhà máy xử lý chất thải và cơ quan quản lý nhà nước. Nhân lực ngành thực phẩm phụ trách quản lý chất lượng, chế biến nông sản và phát triển sản phẩm mới. Mỗi vị trí đều đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức chuyên ngành và kỹ năng quản lý. Giáo trình giúp sinh viên xây dựng hồ sơ năng lực cá nhân ngay từ năm đầu đại học.

4.2. Chuẩn mực đạo đức cá nhân và trách nhiệm nghề nghiệp

Đạo đức nghề nghiệp là thước đo phẩm chất hàng đầu của người kỹ sư. Chương 7 của giáo trình nhấn mạnh tính trung thực trong báo cáo số liệu kỹ thuật. Kỹ sư phải chịu trách nhiệm đối với sự an toàn của cộng đồng và sự bền vững của môi trường. Hành vi gian lận thông số kỹ thuật có thể gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản. Việc xây dựng văn hóa làm việc trung thực tạo dựng niềm tin bền vững với đối tác. Giáo trình rèn luyện bản lĩnh giúp người học luôn kiên định trước những cám dỗ lợi ích ngắn hạn. Đạo đức vững vàng là bệ phóng cho sự nghiệp kỹ thuật lâu dài.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Nhập môn về kỹ thuật là tài liệu học tập chính quy thuộc chương trình đào tạo trình độ đại học của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội (HaUI), do Nhà xuất bản Thống kê ấn hành năm 2022. Tác phẩm do TS. Trần Quang Hải làm chủ biên, cùng ban biên soạn gồm PGS. Nguyễn Quang Tùng, TS. Nguyễn Tuấn Anh, TS. Nguyễn Văn Mạnh và ThS. Nguyễn Hùng Ngạn. Học phần được xác định vị trí tương ứng với Tiêu chuẩn thứ 4 trong bộ 12 tiêu chuẩn của khung giáo dục kỹ thuật CDIO (Conceive - Design - Implement - Operate).

Mục tiêu học tập (learning outcomes) của giáo trình hướng đến việc:

• Hình thành nhận thức về truyền thống nhà trường và cơ cấu ngành nghề đào tạo;
• Xác định động cơ và phương pháp học tập ở bậc đại học;
• Phân biệt bản chất của khoa học, công nghệ và kỹ thuật;
• Nắm vững hệ thống đo lường quốc tế (SI) và kỹ thuật chuyển đổi đơn vị;
• Rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề kỹ thuật;
• Làm chủ kỹ năng giao tiếp tài liệu và biểu diễn đồ họa kỹ thuật;
• Thực hành các chuẩn mực đạo đức cá nhân và trách nhiệm nghề nghiệp.

Về cấu trúc, giáo trình gồm 7 chương được phân công biên soạn theo chuyên môn của từng tác giả. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ bối cảnh kinh tế - công nghiệp, trang bị công cụ kỹ thuật cơ sở, phát triển phương pháp luận cá nhân và tương tác nhóm, đến xác lập chuẩn mực đạo đức. Điểm đặc sắc của giáo trình là sự tích hợp cụ thể hóa cho 3 ngành kỹ thuật công nghệ: Công nghệ kỹ thuật hóa học, Công nghệ kỹ thuật môi trường và Công nghệ thực phẩm; gắn kết nội dung lý thuyết với hệ thống văn bản quy phạm pháp luật Việt Nam (Luật Đo lường 2011, Luật Bảo vệ môi trường 2020, Luật An toàn thực phẩm 2010) và số liệu sản xuất thực tế tại các doanh nghiệp.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 7 chương với các khái niệm và phạm vi kiến thức cụ thể:

• Chương 1: Giới thiệu ngành nghề đào tạo (TS. Trần Quang Hải): Hệ thống hóa lịch sử phát triển của HaUI từ năm 1898 và Khoa Công nghệ Hóa (thành lập năm 2003). Phân tích cấu trúc 3 ngành đào tạo, trong đó ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học gồm 5 chuyên ngành: Hóa vô cơ, Hóa hữu cơ, Hóa phân tích, Hóa dầu và Hóa dược; ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường; ngành Công nghệ thực phẩm. Nêu rõ vai trò của từng ngành trong nền kinh tế quốc dân, vị trí việc làm (KCS, QA, QC, R&D, thiết kế, vận hành) và tác động của giải pháp kỹ thuật trong bối cảnh toàn cầu hóa (13 hiệp định FTA tính đến năm 2020, bao gồm EVFTA).
• Chương 2: Những cơ sở của kỹ thuật (TS. Nguyễn Tuấn Anh): Trình bày định nghĩa kỹ thuật theo Hội đồng Công nhận Kỹ thuật Hoa Kỳ (ECPD); phân biệt ranh giới giữa khoa học, công nghệ và kỹ thuật. Giới thiệu 7 đơn vị cơ bản và 2 đơn vị bổ sung (rad, sr) của hệ đo lường quốc tế SI; các đơn vị dẫn xuất theo Luật Đo lường số 04/2011/QH13 và Nghị định số 86/2012/NĐ-CP; bảng tiền tố bội thập phân, ước thập phân; quy tắc chuyển đổi đơn vị đo và phân tích các trường hợp sai số kỹ thuật.
• Chương 3: Kỹ năng tự học và học tập suốt đời (ThS. Nguyễn Hùng Ngạn): Phân tích sự khác biệt giữa học phổ thông và học đại học; phương pháp sơ đồ tư duy (mind map); mô hình đọc hiểu và ghi nhớ MURDER; kỹ thuật nghe giảng, ghi chép; quy trình tra cứu, tìm kiếm, đánh giá và phân tích độ tin cậy của tài liệu khoa học.
• Chương 4: Kỹ năng làm việc nhóm (TS. Nguyễn Tuấn Anh): Cung cấp các khái niệm về nhóm; các giai đoạn phát triển của nhóm; các mô hình tổ chức nhóm; quy trình và mô hình ra quyết định tập thể; vai trò của trưởng nhóm và thành viên; phân loại các phong cách lãnh đạo và tiêu chí đánh giá hoạt động nhóm.
• Chương 5: Kỹ năng đặt vấn đề và giải quyết vấn đề (TS. Nguyễn Văn Mạnh): Định nghĩa và phân loại vấn đề kỹ thuật; quy trình giải quyết vấn đề từng bước; các phương pháp giải quyết vấn đề sáng tạo và các nhóm công cụ kỹ thuật phổ biến.
• Chương 6: Giao tiếp kỹ thuật (TS. Nguyễn Văn Mạnh): Bản chất của tài liệu kỹ thuật; quy trình lập kế hoạch, phác thảo và kiểm tra biên tập tài liệu; kỹ thuật phân tích đối tượng giao tiếp qua phiếu hồ sơ; cấu trúc tổ chức thông tin; soạn thảo báo cáo kỹ thuật; giao tiếp đồ họa kỹ thuật bao gồm vẽ phác thảo, hình chiếu vuông góc và ứng dụng máy tính.
• Chương 7: Đạo đức cá nhân và nghề nghiệp (PGS. Nguyễn Quang Tùng): Bản chất đạo đức, chuẩn mực của sinh viên kỹ thuật; phân biệt luật pháp và đạo đức; các chuẩn mực đạo đức nghề nghiệp; bổn phận của cử nhân kỹ thuật đối với xã hội, người sử dụng lao động, khách hàng và đồng nghiệp.

Progression logic của giáo trình vận hành theo tiến trình: Tiếp nhận bối cảnh ngành nghề $\rightarrow$ Nắm bắt công cụ chuẩn hóa đo lường $\rightarrow$ Hình thành kỹ năng học tập cá nhân $\rightarrow$ Tương tác làm việc tập thể $\rightarrow$ Ứng dụng tư duy giải quyết sự cố $\rightarrow$ Chuyển giao thông tin qua văn bản/đồ họa $\rightarrow$ Tuân thủ chuẩn mực đạo đức và pháp lý.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Fundamental theories: Lý thuyết kỹ thuật thực hành theo định nghĩa ECPD; lý thuyết chuẩn hóa đo lường theo tiêu chuẩn quốc tế; lý thuyết về các giai đoạn phát triển nhóm; cơ sở phân loại vấn đề trong khoa học kỹ thuật.
• Core principles: Nguyên tắc xây dựng đơn vị đo lường pháp định dựa trên các hằng số vật lý tự nhiên (hằng số Planck $h$, hằng số Boltzmann, hằng số Avogadro $N_A$, chu kỳ bức xạ nguyên tử Cesium 133); nguyên tắc phân định nghĩa vụ pháp lý và trách nhiệm đạo đức; nguyên tắc an toàn công nghệ và quản lý vòng đời sản phẩm.
• Essential frameworks: Khung tiêu chuẩn kiểm định giáo dục kỹ thuật CDIO; hệ thống văn bản pháp luật kỹ thuật (Luật Đo lường 2011, Luật Bảo vệ môi trường 2020, Luật An toàn thực phẩm 2010); hệ thống tiêu chuẩn quản trị chất lượng quốc tế và quốc gia (ISO 9000, ISO 14000, GMP, SSOP, HACCP, QCVN, TCVN).

Kỹ năng phát triển

• Technical skills: Thực hiện chuyển đổi đơn vị đo lường giữa hệ SI và hệ USCS; thiết lập bảng tính toán kỹ thuật cơ bản; phác thảo bản vẽ kỹ thuật và biểu diễn hình chiếu vuông góc; ứng dụng công cụ tin học trong biểu diễn đồ họa; soạn thảo văn bản, báo cáo kỹ thuật theo cấu trúc logic thời gian.
• Analytical skills: Phân tích lỗi kỹ thuật và sự cố sai lệch đơn vị đo; đánh giá độ tin cậy của tài liệu tham khảo khoa học; phân tích phiếu hồ sơ đối tượng tiếp nhận thông tin kỹ thuật; nhận diện nguyên nhân cốt lõi của các bài toán kỹ thuật.
• Practical competencies: Năng lực tự học và quản lý thời gian học đại học; năng lực tổ chức, điều hành và tham gia hoạt động nhóm; năng lực ra quyết định tập thể; năng lực giao tiếp kỹ thuật trực tiếp và văn bản; năng lực tuân thủ các quy tắc đạo đức khi hành nghề kỹ thuật.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

• Pedagogical approach: Giáo trình được biên soạn phục vụ phương pháp giảng dạy tích cực theo định hướng chuẩn đầu ra CDIO. Giáo trình kết hợp giữa việc truyền thụ khối kiến thức lý thuyết cơ sở với việc rèn luyện hệ thống kỹ năng thực hành nghề nghiệp, lấy người học làm trung tâm và đặt người học vào các bối cảnh kỹ thuật cụ thể.
• Bài tập và case studies: Nội dung tích hợp các sự cố và số liệu thực tế nhằm minh họa tính nghiêm ngặt của kỹ thuật:
  • Sự cố tàu vũ trụ Mars Climate Orbiter: Năm 1999, NASA tổn thất 125 triệu USD do sai số tính toán xung lực quỹ đạo ($I = F \times t$) khi các nhóm kỹ sư không đồng nhất chuyển đổi giữa đơn vị lực hệ Anh (pound-force) và hệ SI (newton).
  • Sự cố sai số cơ học: Phân tích rủi ro phá sản doanh nghiệp bắt nguồn từ việc tính toán sai lệch hằng số lò xo ($k = F/x$).
  • Tác động môi trường của Cách mạng Xanh: Dẫn chứng tác động suy thoái đất canh tác giai đoạn 1965 - 1970 tại Hoa Kỳ, Ấn Độ do canh tác độc canh và lạm dụng phân bón hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật.
  • Thực trạng môi trường Việt Nam: Dẫn dữ liệu ô nhiễm không khí và chất thải công nghiệp gây tổn thất ước tính 5% GDP hàng năm.
• Practical exercises: Hệ thống câu hỏi ôn tập cuối mỗi chương định hướng thực hành: bài tập tính toán quy đổi đơn vị đo lường theo Nghị định 86/2012/NĐ-CP; bài tập lập sơ đồ tư duy tóm lược kiến thức; bài tập áp dụng phương pháp đọc hiểu MURDER; bài tập lập hồ sơ đối tượng giao tiếp kỹ thuật; bài tập vẽ phác thảo và biểu diễn hình chiếu vuông góc.
• Assessment methods: Đánh giá kết quả học tập qua nhiều công cụ: hệ thống câu hỏi tự luận kiểm tra kiến thức cuối chương, bài tập tình huống kỹ thuật, bảng tiêu chí (rubric) đánh giá sự tham gia của thành viên trong nhóm, và sản phẩm biên soạn báo cáo kỹ thuật hoàn chỉnh.
• Self-study guidelines: Chương 3 cung cấp quy trình tự học cụ thể: kỹ thuật nghe giảng và tổ chức ghi chép bài giảng, các bước tra cứu và sàng lọc tài liệu tham khảo, các tiêu chí đánh giá tính xác thực của tài liệu khoa học, và các biện pháp duy trì động lực học tập liên tục.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Updates so với tài liệu truyền thống: Thay vì chỉ tập trung thuần túy vào các bài toán lý thuyết tính toán cơ sở, giáo trình tích hợp các nội dung kỹ năng nghề nghiệp theo bộ tiêu chuẩn kiểm định CDIO quốc tế, bao gồm kỹ năng tự học, kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp văn bản, đồ họa kỹ thuật và trách nhiệm đạo đức kỹ thuật.
• Current trends được integrate:
  • Cập nhật văn bản quy phạm pháp luật: Cập nhật Luật Bảo vệ môi trường năm 2020 (Điều 143 về định danh ngành kinh tế công nghiệp môi trường), Luật Đo lường năm 2011, Luật An toàn thực phẩm năm 2010 (Điều 2).
  • Chuẩn hóa đơn vị đo lường theo hằng số tự nhiên: Định nghĩa lại các đơn vị đo của hệ SI dựa trên giá trị cố định của các hằng số vật lý: kilôgam theo hằng số Planck ($h = 6{,}62607015 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}$), giây theo chu kỳ bức xạ của đồng vị bền $^{133}\text{Cs}$, mol theo hằng số Avogadro ($N_A = 6{,}02214076 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}$), kelvin theo hằng số Boltzmann.
  • Bối cảnh toàn cầu hóa: Cập nhật tình hình hội nhập thương mại quốc tế với số liệu Việt Nam tham gia 13 hiệp định thương mại tự do (FTA) đã có hiệu lực (bao gồm Hiệp định EVFTA) và 3 FTA đang đàm phán tính đến tháng 9/2020.
  • Xu hướng vật liệu mới và năng lượng tái tạo: Đề cập đến công nghệ vật liệu nano, vật liệu bán dẫn quang điện tử, điốt LED, OLED, vật liệu composite; phân loại nhiên liệu sinh học bao gồm diesel sinh học (qua phản ứng transester hóa), xăng sinh học E5 lưu hành từ năm 2010 và khí sinh học biogas.
• Industry connections: Giáo trình dẫn chứng cụ thể thực tiễn sản xuất tại Việt Nam: quy mô ngành xi măng đạt 100 triệu tấn/năm; nhu cầu phân bón trên 10 triệu tấn/năm gắn với các nhà máy Đạm Hà Bắc, Đạm Ninh Bình, DAP Hải Phòng; sản lượng ngành nhựa năm 2019 đạt 8,9 triệu tấn với tỷ lệ nhập khẩu nguyên liệu 85 - 90%; các cơ sở lọc hóa dầu Nghi Sơn, mỏ khí Báo Vàng, tổ hợp Cá Voi Xanh; yêu cầu kiểm nghiệm thực phẩm Nutrition Fact theo chuẩn FDA 2017.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên bậc đại học: Giáo trình phục vụ trực tiếp cho sinh viên năm thứ nhất thuộc Khoa Công nghệ Hóa, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, bao gồm các ngành:
  • Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học (với 5 chuyên ngành: Công nghệ Hóa vô cơ, Công nghệ Hóa hữu cơ, Hóa phân tích, Công nghệ Hóa dầu, Công nghệ Hóa dược);
  • Ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường;
  • Ngành Công nghệ thực phẩm. Tài liệu cũng phù hợp làm tài liệu nhập môn cho sinh viên khối ngành kỹ thuật công nghệ tại các trường đại học đào tạo theo định hướng ứng dụng.
• Prerequisites cần có: Người học cần hoàn thành chương trình trung học phổ thông, có kiến thức cơ bản về Toán học, Vật lý và Hóa học đại cương để tiếp thu các nội dung về đơn vị đo lường, quy chuẩn kỹ thuật và các quy trình chuyển hóa vật chất.
• Giảng viên và cách sử dụng: Giảng viên giảng dạy học phần Nhập môn về kỹ thuật sử dụng giáo trình để biên soạn đề cương chi tiết, thiết kế bài giảng lý thuyết, xây dựng bài tập tình huống, phân chia bài tập nhóm và thiết lập các thang đo đánh giá chuẩn đầu ra theo khung CDIO.
• Tự học và reference: Tài liệu là nguồn tra cứu chuẩn mực về hệ đơn vị đo lường pháp định theo Nghị định 86/2012/NĐ-CP, hệ thống bảng chuyển đổi đơn vị đo, quy chuẩn hệ thống chất lượng (ISO 9000, ISO 14000, GMP, SSOP, HACCP) và phương pháp soạn thảo văn bản kỹ thuật cho sinh viên làm đồ án tốt nghiệp và kỹ sư mới ra trường.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn dành cho sinh viên năm thứ nhất các ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học, Công nghệ kỹ thuật môi trường, Công nghệ thực phẩm; giảng viên phụ trách học phần Nhập môn về kỹ thuật; cùng các cán bộ kỹ thuật cần tài liệu tra cứu về quy chuẩn giao tiếp kỹ thuật và hệ thống đo lường pháp định.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học chỉ cần nắm vững kiến thức khoa học tự nhiên mức độ hoàn thành bậc trung học phổ thông (Toán, Vật lý, Hóa học). Các kiến thức đo lường chuyên sâu, cơ sở kỹ thuật và kỹ năng bổ trợ đều được giáo trình trình bày từ các khái niệm cơ bản.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Khác với các tài liệu kỹ thuật thuần túy lý thuyết, giáo trình được thiết kế bám sát Tiêu chuẩn 4 của CDIO, tích hợp đồng bộ các kỹ năng mềm cốt lõi (tự học, làm việc nhóm, giao tiếp văn bản, đồ họa kỹ thuật, đạo đức nghề nghiệp), đồng thời cập nhật hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và số liệu công nghiệp thực tế tại Việt Nam.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học áp dụng hướng dẫn tại Chương 3 của giáo trình: sử dụng phương pháp sơ đồ tư duy (mind map) để tóm lược kiến thức; vận dụng kỹ thuật đọc hiểu MURDER; ghi chép bài giảng có cấu trúc; và hoàn thành toàn bộ hệ thống câu hỏi ôn tập, bài tập tình huống ở cuối mỗi chương.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu cung cấp danh mục chữ viết tắt chuyên ngành (QA, QC, KCS, ĐTM, QCVN, TCVN, GMP, SSOP, HACCP), hệ thống bảng đơn vị đo lường cơ bản và đơn vị dẫn xuất theo Nghị định 86/2012/NĐ-CP, bảng tiền tố bội ước thập phân, và danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành tại Trang 217.

---

Kết luận

• Values chính của giáo trình: Giáo trình Nhập môn về kỹ thuật của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội xác lập nền tảng nhận thức nghề nghiệp, chuẩn hóa hệ thống công cụ đo lường khoa học, trang bị phương pháp tự học đại học và định hình chuẩn mực kỹ năng, đạo đức nghề nghiệp theo khung CDIO.
• Learning pathway suggested: Lộ trình tiếp cận kiến thức khuyến nghị gồm 4 giai đoạn:
  1. Giai đoạn 1 (Chương 1, Chương 2): Nắm vững lịch sử, vị trí ngành nghề đào tạo và hệ thống đo lường kỹ thuật chuẩn mực.
  2. Giai đoạn 2 (Chương 3, Chương 4): Hoàn thiện phương pháp tự nghiên cứu khoa học và kỹ năng phối hợp làm việc nhóm.
  3. Giai đoạn 3 (Chương 5, Chương 6): Rèn luyện quy trình giải quyết vấn đề kỹ thuật và kỹ năng giao tiếp tài liệu, đồ họa kỹ thuật.
  4. Giai đoạn 4 (Chương 7): Xác lập các quy chuẩn đạo đức và trách nhiệm xã hội trong hoạt động nghề nghiệp.
• Resources bổ sung: Người học có thể khai thác thêm các tài liệu tham khảo được trích dẫn tại trang 217 của giáo trình, các văn bản pháp luật hiện hành (Luật Đo lường 2011, Luật Bảo vệ môi trường 2020, Luật An toàn thực phẩm 2010) và các hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế (ISO, HACCP, GMP) để mở rộng phạm vi nghiên cứu chuyên môn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 GIỚI THIỆU NGÀNH NGHÈ ĐÀO TẠO M ục tiêu > Biết lịch sử xây dựng và phát triển của Nhà trường và cùa Khoa Công nghệ Hóa; > Hiêu được vai trò, vị tri của một trong các ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học; Công nghệ kỹ thuật môi trường; Công nghệ thực phẩm trong nền kinh tế quốc dán; > Trình bày được vai trò vị tri của kỹ sư, cứ nhân thuộc ngành được đào tạo và các tác động cùa các giải pháp kỹ thuật trong bối cành toàn cầu hóa. GIỚI THIỆU VẺ TRƯỜNG, KHOA CÔNG NGHỆ HÓA 1. Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội (Hanoi Vniversity o f ìndustry) Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội là một trường đại học công lập. đa cấp, đa ngành nghề, định hướng ứng dụng trực thuộc Bộ Công Thương.

Tên giao dịch quốc te: Hanoi University o f Industry (viết tắt là HaUI). Trụ sở chính: s ố 298 đường c ầ u Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Cơ sở 2: Phường Tây Tựu, quận Bẳc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Cơ sờ 3: Phường Lê Hồng Phong, xà Phù Vân, thành phố Phũ Lý.

tinh Hà Nam Lịch sử xây dựng và phát triển: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội được nâng cấp lên đại học năm 2005 trên cơ sờ Trường c a o đẳng Công nghiệp Hà Nội. Tiền thân sáp nhập 11 từ hai truớng do thực dân Pháp thành lập là Trường Chuyên nghiệp Hà Nội năm 1898 và Trường Chuyên nghiệp Hài Phòng năm 1913. Trài qua hơn 120 năm xây dựng và phát triển qua các giai đoạn: Giai đoạn 1898 - 1945 - Ngày 10/8/1898 Trường Chuyên nghiệp Hà Nội được thành lập chiểu theo Quyét định của phòng Thương mại Hà Nội. Năm 1931 đổi tên thành Trường Kỹ nghệ Thực hành Hà Nội.

- Ngày 29/8/1913 Trường Chuyên nghiệp Hài phòng được thành lập theo Nghị định cùa Toàn quyền Đông Dương. Năm 1921 đổi tên thành Trường Kỹ nghệ Thực hành Hài Phòng. Giai đoạn 1955 - 1997 - Ngày 15/02/1955 khai giảng khoá I Trường Kỹ thuật Trung cấp I tại địa điểm Trường Kỹ nghệ Thực hành Hà Nội cũ (2F Quang Trung). - Năm 1956 khai giảng khoá I Trường Công Nhân K.ỹ thuật I tại địa điếm trường Kỹ nghệ Thực hành Hải Phòng cũ (Phố Máy Tơ Hải Phòng).

Trong thời gian chiến tranh trường chuyển lên Bắc Giang. - Năm 1962 Trường Kỹ thuật Trung cấp 1 đổi tên thành Trường Trung học Cơ điện. Năm 1966 đổi tên thành Trường Trung học Cơ khí I, năm 1993 lấy lại tên cũ là Trường Kỹ nghệ Thực hành Hà Nội. Trong thời gian chiến tranh trường chuyển lên Vĩnh Phúc.

- Năm 1986 Trường Công nhân Kỹ thuật I chuyển về xã Minh Khai, huyện Tứ Liêm, Hà Nội. - Năm 1991 Trường Kỹ nghệ Thực hành Hà Nội chuyển về xã Tây Tựu, huyộn Từ Licm, Hà Nội. Giai đoạn 1997 - 2005 - Ngáy 22/4/1997 Bộ Công nghiệp ra Ọuyết định số 580/QĐ-TCCB sáp nhập 2 trướng: Công nhân Kỹ thuật I và Kỹ nghệ Thực hành Hà Nội lây lỏn là Trường Trung học Công nghiệp I. 12 - Ngày 28/5/1999 Quyết định số 126/QĐ - TTg cùa Thủ tướng Chính phù thành lập Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội trên cơ sờ trường Trung học Công nghiệp I.

Giai đoạn 2005 - Nay - Ngày 2/12/2005 Thủ tướng Chính phủ ký Quyết định số 315/2005 QĐ/TTg thành lập Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Khoa Công nghệ Hóa Lịch sử: Khoa Công nghệ Hóa, trước đây có tên là Khoa Công nghệ hóa Công nghiệp được thành lập ngày 01/3/2003 theo Quyết định số 171/QĐ/TC-HC. Khi đó, Khoa thực hiện đào tạo các cấp trình độ: Cao đăng; Trung cấp; Công nhân công nghệ kỹ thuật hóa học với ba chuyên ngành: Công nghệ Hóa Vô cơ; Công nghệ Hóa hữu cơ; Hóa phân tích. Sau khi Nhà trường được Thù tướng Chính phù Quyết định nâng cấp từ Cao đẳng lên Đại học, ngày 22/12/2005, theo quyết định số 2029/QĐ- ĐHCN Khoa được đồi tên thành Khoa Công nghệ Hóa.

Năm 2005, khoa bắt đầu đào tạo Đại học Công nghệ kỹ thuật Hóa học Năm 2013, khoa bắt đầu đào tạo trình độ Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học; Đại học Công nghệ kỹ thuật Hóa học và Đại học Công nghệ kỹ thuật Môi trường. Năm 2017, khoa đã được cấp phép đào tạo trình độ Tiến sĩ Kỹ thuật Hóa học. Năm 2018, khoa bắt đầu mờ ngành đào tạo Công nghệ Kỹ thuật Thực phẩm. Hiện nay, khoa đào tạo các cấp trinh độ Tiến sỹ, Thạc sỹ, Cử nhân kỹ thuật với hơn 1000 học viên, sinh viên.

Khoa cung cấp cho xâ hội một lực lưựng đông đào gồm các thạc sĩ, cừ nhân kỹ thuật có năng lực tốt, đáp ứng được những yêu cầu cho sự phát triền trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. 13 Dào tạo: Hiện nay Khoa đang thực hiện đào tạo 3 câp trình độ: - Tiến sỹ kỹ thuật hóa học; - Thạc sỳ kỹ thuật hóa học; - Cừ nhân kỳ thuật Công nghệ kỹ thuật hóa học với 5 chuyên ngành: o Công nghệ Hóa vô cơ; o Công nghệ Hóa hữu cơ; o Công nghệ Hóa phân tích; o Công nghệ Hóa dâu; o Công nghệ Hóa dược - Cử nhân kỳ thuật Công nghệ kỹ thuật môi trường - Cừ nhán kỹ thuật Công nghệ thực phẩm 1. GIỚI THIỆU CÁC NGÀNH, CHUYÊN NGÀNH 1. Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học Trong mọi lĩnh vực kỹ thuật và đời sống, ờ đâu cũng có thể thấy dấu ẩn cua Cóng nghệ hóa học (CNHH).

Những phát minh vĩ đại cùa ngành Cóng nghệ kỹ thuật hóa học đã làm thay đối toàn bộ cuộc sống cùa con người và trơ nén phố biến không thố thiếu trong đời sổng như nhựa, cao su nhán tạo v. Ngày nay, bất cứ nơi đâu chúng ta cũng bắt gặp các sản phãm cua ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học như: vật liệu xây dựng:xi máng, gom sứ, sất thép.; các mặt hàng tiêu dùng như sơn, nhựa, cao su, mực in., các sàn phẩm phục vụ nông nghiệp như phân bón, thuốc trừ sâu, thức ăn gia súc. Ngoài ra, có rất nhiều ngành công nghiệp ứng dụng cóng nghệ kỹ thuật hóa học công nghệ cao như điện tử: chế tạo vi mạch, mán hinh LED, OLED., công nghộ nano; công nghiệp thực phám: thực phám chức năng, phụ gia thực phẩm.; công nghệ y dược: xét nghiộm. phát tricn Ihuỏc, văc xin.

14 *Các chuyên ngành Chuyên ngành Công ng h ệ Hóa vô cơ: Công nghệ Hóa vô cơ nghiên cứu ứng dụng trong các lĩnh vực: sản xuất phân bón; vật liệu xây dựng như xi măng, gốm sứ, thủy tình; mạ điện. Sàn xuất phân bón: Ngành sàn xuất phân bón hóa học hàng năm đà cung cấp hàng triệu tấn phân bón cho sàn xuất nông nghiệp, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng. Nhu cầu phân bón ở Việt Nam hiện nay vào khoảng trên 10 triệu tấn các loại. Hiện nay có các nhà máy phân bón lớn như: Đạm Hà Bắc; Đạm Ninh Bình; DAP Hài Phòng.

Sàn xuất xi măng; thủy tinh; gom sứ: Trong khi sàn xuất thủy tinh, gốm sứ là một trong những ngành sản xuất truyền thống lâu đời tại nước ta thì ngành xi măng là m ột trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm nhất V iệt Nam (từ 1889). Trong những năm qua ngành sản xuất xi mãng; thùy tinh; gốm sứ đóng góp một phần không nhò vào tốc độ tăng trưởng kinh tế V iệt Nam. Có thể nói, đây là các ngành có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Sản lượng hàng năm của ngành xi măng khoảng 100 triệu tấn (bao gồm cả tiêu thụ trong nước và xuất khẩu) cho thấy vai trò quan trọng cùa ngành trong nền kinh tế quốc dân.

Mạ điện: Mạ điện là quá trình điện kết tủa kim loại lên bề mặt vặt liệu. Mạ điện được ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp, trong trang trí, làm tăng khả năng chống mài mòn, tăng độ cứng cho bề mặt sản phẩm, tạo bề mặt kim loại trờ nên sáng bóng đạt chất lượng và tính thẩm mỹ cao. C huyên ngành Công ng h ệ Hoá h ữ u cơ: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong các lĩnh vực như: sản xuất sơn; sàn xuất và gia công polymer; sàn xuất giấy; sản xuất thực phâm. Sản xuất sơn: Sơn là một sản phẩm hay còn gọi là chất phù bề mặt được dùng để phù lên trang trí mỹ thuật hoặc bảo vệ các bề mặt vật liệu 15 náo đó.

Rất nhiều các công trình, đồ vật trong cuộc sống từ các thiết bị gia dụng, bàn ghế, máy bay, xe ô tô, điện thoại di động, máy tính đên các công trinh lớn như các cây cầu, dàn khoan dầu khí, bồn chứa xăng dầu hay các đường ống dẫn cũng cằn các lớp sơn đê bảo vệ. Tại Việt Nam hiện nay có khoảng trên 600 doanh nghiệp sàn xuất kinh doanh sơn với sản lượng hàng năm khoảng 570 triệu lít (theo số liệu cùa Hiệp hội Som- mực in Việt Nam). Sàn xuất và gia công nhựa: Chất déo, hay còn gọi là nhựa hoặc polymer, là vật liệu quan trọng trong sản xuất các vật dụng phục vụ đời sống và sự phát triển cùa nhiều ngành và lĩnh vực kinh tế khác như; điện, điện tứ, viễn thông, giao thông vận tài, thủy sản, nông nghiệp. Theo số liệu từ hiệp hội Nhựa Việt Nam (VPA), sàn lượng nhựa sàn xuất năm 2019 đạt 8,9 triệu tấn, tăng trường 7,2% so với năm 2018.

N gành công nghiệp Nhựa ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống và kỹ thuật. Tuy nhiên, một trong những hạn chế quan trọng cùa ngành nhựa Việt Nam là phái nhập khẩu đến 85 - 90% nguyên liệu đầu vào phục vụ cho quá trình sán xuất tạo ra sản phẩm. Trong thời gian tới, với sự phát triển của ngành Công nghệ Kỷ thuật Hóa học sẽ phần nào giải quyết hạn chế đó. Sán xuất giầy: Ngành giấy là một trong những ngành được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam, khoảng năm 284, khi đó sản xuất giấy với các phương pháp thù công.

Ngày nay, nhu cầu tiêu dùng giấy ngày càng tăng, công nghiệp sản xuất giấy có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình 11%/năm trong giai đoạn 2000 - 2006; tuy nhiên, nguôn cung như vậy vẫn chi đáp ứng được gần 64% nhu cầu tiêu dùng (năm 2008) phần còn lại vẫn phải nhập khẩu. Các cừ nhán kỹ thuật Công nghệ kỹ thuật hóa học chuyên ngành Công nghệ Hóa hữu cơ làm việc trong các lĩnh vực thuộc công nghệ hóa học tại Các công ty thực phẩm-dược phẩm như Acecook, Ajinomoto, Sabeco, Coca-cola, Lavie,.); Công ty sán xuất sơn, keo, giấy, bia, rượu, xà phòng, nhiên liệu sinh học, nhựa, cao su, composite; Công ty sản xuất bột giấy, giấy các loại, bao bi giấy, ván dăm, các công ty chế biến gỗ.