BÀI GIẢNG HỌC PHẦN NHẬP MÔN NGÀNH KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN HOA LƯ
ĐẶNG THÁI SƠN
LÊ VĂN CHƯƠNG
NGUYỄN TIẾN DŨNG
ĐINH VĂN NAM
PHAN VĂN DƯ

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN

NHẬP MÔN NGÀNH KỸ THUẬT

NGHỆ AN - 2017


MỤC LỤC
Trang
THÔNG TIN VỀ HỌC PHẦN ................................................................... 03
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................. 05
CHƯƠNG 1. KỸ THUẬT VÀ NHỮNG CƠ SỞ CỦA KỸ THUẬT ...... 07
Giới thiệu ........................................................................................................ 07
Mục tiêu của chương ..................................................................................... 07
Chuẩn đầu ra của chương 1 ............................................................................ 07
Nội dung chương 1 ......................................................................................... 08
Tóm tắt .......................................................................................................... 08
Câu hỏi thảo luận và bài tập ........................................................................... 08
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 08
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP HIỆU QUẢ Ở BẬC ĐẠI
HỌC .............................................................................................................. 10

Giới thiệu ........................................................................................................ 10
Mục tiêu của chương 2 ................................................................................... 10
Chuẩn đầu ra của chương 2 ............................................................................ 11
Nội dung chương 2 ......................................................................................... 11
Tóm tắt chương 2 ........................................................................................... 12
Câu hỏi thảo luận và bài tập ........................................................................... 12
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 12
CHƯƠNG 3. ĐẠO ĐỨC NGHỀ NGHIỆP ............................................... 13
Giới thiệu ........................................................................................................ 13
Mục tiêu của chương 3 ................................................................................... 13
Chuẩn đầu ra của chương 3 ............................................................................ 13
Nội dung chương 3 ......................................................................................... 13

2


Tóm tắt chương 3 ........................................................................................... 14
Câu hỏi thảo luận và bài tập ........................................................................... 14
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 15
CHƯƠNG 4. KỸ NĂNG LÀM VIỆC NHÓM VÀ GIAO TIẾP KỸ
THUẬT ......................................................................................................... 16
Giới thiệu ........................................................................................................ 16
Mục tiêu của chương 4 ................................................................................... 16
Chuẩn đầu ra của chương 4 ............................................................................ 16
Nội dung chương 4 ......................................................................................... 17
Tóm tắt chương 4 ........................................................................................... 18
Câu hỏi thảo luận và bài tập ........................................................................... 18
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 19
CHƯƠNG 5. KỸ NĂNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .................................... 20
Giới thiệu ........................................................................................................ 20

Mục tiêu của chương 5 ................................................................................... 20
Chuẩn đầu ra của chương 5 ............................................................................ 20
Nội dung chương 5 ......................................................................................... 20
Tóm tắt chương 5 ........................................................................................... 21
Câu hỏi thảo luận và bài tập ........................................................................... 21
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 22
ĐỒ ÁN NHẬP MÔN NGÀNH KỸ THUẬT .............................................. 23
Giới thiệu ........................................................................................................ 23
Mục tiêu của đồ án ......................................................................................... 23
Chuẩn đầu ra của đồ án .................................................................................. 23
Nội dung đồ án ............................................................................................... 24
Tóm tắt ........................................................................................................... 26
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 26
3


4


THÔNG TIN VỀ HỌC PHẦN
- Tên học phần (tiếng Việt): Nhập môn ngành Kỹ thuật
(tiếng Anh): Introduction to engineering
- Mã số học phần:
- Thuộc khối kiến thức/kỹ năng:
 Kiến thức cơ bản

 Kiến thức cơ sở ngành

 Kiến thức chuyên ngành

 Kiến thức khác

 Học phần chuyên về kỹ năng chung

Học phần đồ án tốt nghiệp

- Số tín chỉ:

03

+ Số tiết lý thuyết:

20

+ Số tiết thảo luận/bài tập:

10

+ Số tiết thực hành:

0

+ Số tiết hoạt động nhóm:

15

+ Số tiết tự học:

90

- Học phần tiên quyết:

Không

- Học phần song hành:

Không

5


LỜI NÓI ĐẦU
Trong suốt lịch sử phát triển của xã hội, kỹ thuật đã mang lại nhiều lợi ích và
những đóng góp đáng kể cho nền văn minh nhân loại. Viện Hàn lâm Kỹ thuật Quốc
gia Hoa Kỳ đã nhận dạng 20 thành tựu về kỹ thuật của thế kỷ XX, định hình cả thế
kỷ này và đã làm thay đổi thế giới: điện khí hóa, xe hơi, máy bay, cung cấp và phân
phối nước, điện tử, radio và truyền hình, cơ khí hóa nông nghiệp, máy tính, điện
thoại, điều hòa không 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 công nghệ
dầu mỏ và hóa dầu, laser và quang học sợi, các công nghệ hạt nhân, các vật liệu
hiệu năng cao...
Trong thế kỷ XXI, kỹ thuật đang đối mặt với 14 thách thức lớn: sử dụng
năng lượng mặt trời, cung cấp năng lượng nhiệt hạch, phát triển các phương pháp
hấp thụ và tồn trữ carbon, quản lý chu kỳ chuyển đổi nitơ, cung cấp nước sạch, duy
trì và cải thiện cơ sở hạ tầng đô thị, phát triển các ứng dụng tin học cho chăm sóc
sức khỏe, phát triển các ứng dụng kỹ thuật trong y học, mô phỏng và tái tạo bộ não
người, ngăn ngừa khủng bố hạt nhân, đảm bảo an ninh cho không 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 người kỹ sư thực hiện sứ mạng lịch sử trong thể kỷ XXI. Thực
tế hiện nay cho thấy giáo dục kỹ thuật hiện đang gặp phải nhiều vẩn đề tại một số
nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam: 1. Mục tiêu của giáo dục kỹ thuật là
đào tạo ra những nhà khoa học chứ không phải kỹ sư; 2. Giáo dục kỹ thuật thiếu
thực tiễn, vốn là linh hồn cùa 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 đang gặp một loạt thách thức: 1. Công nghệ mới và công
nghệ cao đang bùng nổ ngày qua ngày, làm rút ngắn thời gian thương mại hóa; 2.
Công việc nghiên cứu và tạo ra tri thức mới đang đóng vai trò quan trọng hơn bao
giờ hết; 3. Trường đại học, các lĩnh vực công nghiệp và chính phủ cần liên kết chặt
6


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 năng
đang là vấn đề nóng trên thế giới.
Chìa khóa để giải quyết các vấn 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 dụng sản phẩm từ tư duy củạ chính
mình. Người học ngành kỹ thuật sẽ hiểu được rằng “Có tầm nhìn nhưng không hành
động thì chỉ là mơ ước. Hành động mà không có tầm nhìn chỉ là bỏ phí thời gian.
Có tầm nhìn và hành động có thể thay đổi thể giới” (Joel Barker) bởi vì “Các nhà
khoa học nghiên cứu thế giới hiện có, người kỹ sư tạo ra thế giới chưa bao giờ có”
(Theodore von Karman).
Trong quá trình học một chủ đề trong một chương của môn học nào đó,
người học phải được cung cấp tri thức cần thiết, có được các kỹ năng thực hiện và
trải nghiệm những cảm xúc, nhiệt tình, say mê đối với chủ đề đó.
Môn học “Nhập môn ngành kỹ thuật” được giảng dạy trong học kỳ 1, năm
thứ nhất, nhằm giúp người học hiểu được “Kỹ thuật là nghệ thuật áp dụng các

nguyên tắc khoa học và toán học, kinh nghiệm, tri thức và đánh giá nhằm tạo ra mọi
thứ mang lại lợi ích cho con người. Kỹ thuật là quá 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 làm với hai đô la ...” (Arthur Wellington) và
“Chính kỹ thuật làm thay đổi thế giới” (Isaac Asimov),...
“Nhập môn ngành kỹ thuật” cũng là tiêu chuẩn thứ 4 trong số 12 tiêu chuẩn
của CDIO. Tiêu chuẩn này khẳng định rằng đây là môn học mang tính nhập môn
nhằm giới thiệu một khuôn khổ thực hành kỹ thuật cho việc chế tạo sản phẩm, thiết
lập quy trình và xây dựng hệ thống; giới thiệu các kỹ năng cá nhân và giao tiếp cần
thiết.
Học xong học phần này, người học sẽ cảm nhận được cảm hứng, khát khao
học hỏi và hành động; nhiệt tình và say mê; sự tập trung trong học tập; tư duy sáng
tạo và đổi mới; lòng yêu nghề và yêu nước, trách nhiệm đổi với cộng đồng và xã
7


hội; lòng tự tin và không ngừng cải thiện năng lực cá nhân; biết xác định các mục
tiêu cuộc đời và nghề nghiệp với kế hoạch thực hiện rõ ràng, sẵn sàng và kiên trì để
đạt được các mục tiêu đó; muốn thành công trong nghề nghiệp kỹ thuật và rộng hơn
là tinh thần khởi nghiệp để 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 đắn, xây
dựng cho mình mục tiêu và những mơ ước nghề nghiệp, có kế hoạch học tập và
hành

động.

8

CHƯƠNG 1
KỸ THUẬT VÀ NHỮNG CƠ SỞ CỦA KỸ THUẬT
GIỚI THIỆU
Bước 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.
Kỹ thuật bao gồm những hoạt động đòi hỏi kiến thức vững chắc về toán học
và khoa học tự nhiên, áp dụng đồng thời những thông tin thu nhận được cả từ
nghiên cứu, kinh nghiệm và thực hành. Nắm vững những cơ sở của kỹ thuật là tiền
đề quan trọng cho người kỹ sư có được nền tảng vững chắc cho chuyên môn và
nghề nghiệp sau này.
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG
Giúp sinh viên có những hiểu biết cơ bản về lịch sử phát sinh và phát triển
của kỹ thuật, các ngành nghề kỹ thuật, chân dung của người kỹ sư và nghề nghiệp
của họ, kỹ thuật trong bối cảnh toàn cầu hóa và những thách thức trong tương lai.
Từ những hiểu biết này sinh viên có thể:
- Biết cách và thực hiện tìm thông tin, phân biệt, trình bày tổng quát về các
ngành kỹ thuật;
- Biết cách trình bày tóm tắt lý lịch của người kỹ sư, nghề nghiệp hiện tại và
tương lai, ....
- Tiếp xúc với các chuyên gia, doanh nghiệp trong ngành kỹ thuật;
- Nhận ra và biết cách chuẩn bị trước các cơ hội và thách thức đối với người
kỹ sư trong bối cảnh hội nhập và toàn cầu hóa;
- Nắm vững những cơ sở của kỹ thuật là tiền đề quan trọng cho người kỹ sư
có được nền tảng vững chắc cho chuyên môn và nghề nghiệp sau này;
- Sinh viên cảm thấy thú vị, phấn khởi và yêu thích ngành nghề kỹ thuật.
1.1. LỊCH SỬ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN
1.1.1. Định nghĩa kỹ thuật
Kỹ thuật là một chuỗi hoạt động liên tục, nối tiếp, đổi mới bằng cách đứng
9

trên vai những người đi trước và cả chính chúng ta trong tương lai. Để 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 hầu như
hàng ngày. Tốc độ thay đổi hiện nay cho thấy tính cấp bách của sự hiểu biết về quá
trình đổi mới.
Lịch sử không chỉ để ghi nhớ tên và ngày tháng, mà còn ghi 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 tói 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 vẩn đề ra sao. Việc học tập này rất
có ích cho sự nghiệp của sinh viên, gọi 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 chuyên gia giỏi luôn 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), là 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 tể, định nghĩa kỹ
10


thuật như sau:
Kỹ thuật là nghề nghiệp, trong đó các tri 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 lọi ích cho con người.
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 học về kỹ thuật dạy chúng ta kỹ
năng, nhưng lịch sử dạy 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 với 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 luôn luôn ảnh hưởng đến con người ở mọi giai đoạn của sự phát
triển xã hội. Những gì được đề cập ở đây chỉ là phần nổi của tảng băng trôi khi nói
đến sự đóng góp mà các kỹ sư đã thực hiện trong hành trình thúc đẩy sự tiến bộ của
nhân loại mà chúng ta sẽ lướt qua sau đây.
Văn hoá 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 áp dụng ...”. Không nắm bắt được những cơ sở toán học thì không có kiến
thức khoa 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 hoàn thiện vũ khí để săn bắn và

nuôi sống gia đình. Thông tin liên lạc và giao thông vận tải đã không tồn tại vào
thời kỳ đó, nên có rất ít thông tin được trao đổi với những người ở những nơi xa
xôi. 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 còn hạn chế, nhưng họ đã tích lũy được nhiều kiến thức và kinh nghiệm bổ ích
11


về nhiều mặt trong cuộc sống. Những thông tin nàỳ đã được ghi nhớ, lưu giữ, 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:
- Không có ngôn ngữ viết;
- Ngôn ngữ nói hạn chế;
- Không có phương tiện đi lại;
- Không có những khái niệm về giáo dục hoặc phương pháp chuyên môn để
khám phá những điều mới mẻ;
Sống chỉ dựa vào thức ăn do hái lượm và săn bắn thú rừng bằng vũ khí
nguyên thủy thô 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 tinh đang thám hiểm những hành tinh 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 của 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 mất rất nhiều

năm để hoàn thành những công việc mà con người ngày nay thực hiện trong một
thời gian rất ngắn. Chúng ta dễ cảm thấy bực mình khi máy tính xử lý chậm chạp
hơn so với những gì mong muốn. Trong đời sống hàng ngày, con người cảm thấy
sao thời gian đi nhanh quá. Lời nói thường được lặp lại là: “Thôi nào! có lên!
Không còn 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 công nghệ có thể bắt đầu từ việc hái lượm và săn bắn từ xa xưa.
12


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 tiến phương pháp và công cụ trong sản xuất
nông nghiệp. Càng về sau này, con người đã thực hiện nhiều đổi mói và cải tiến để
đạt năng suất cao hơn, tạo ra nhiều của cải hơn.
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 ổn
định hơn. Họ tìm cách cải thiện bữa ăn bằng cách săn thú trong rừng và bắt cá dưới
nước.
Họ đã tìm ra cách thức để có nơi ở tốt hơn cho gia đình. Thế rồi cuộc sống
càng ngày càng trở nên 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 việc ấy đều có liên quan đến các công cụ. Vì vậy, đổi mới kỹ thuật và công cụ
là cần thiết để thúc đẩy phát triển nhằm đem lại lợi ích cho họ.
Kỹ thuật xây dựng
Kỹ thuật xây dựng là một đặc trưng quan trọng của công nghệ, đã có những
bước phát triển dài với các công trình xây dựng nổi tiếng đến tận ngày nay ở Ai

Cập, Mesopotami, Ý, Trung Quốc, ... Các công trình này giủp chúng ta hiểu biết về
lịch sử phát triển của kỹ thuật.
Các kim tự tháp ở Ai Cập
Các công trình có hình kim tự tháp được xây dựng ở nhiều nền văn minh.
Các kim tự tháp nổi tiếng nhất là các kim tự tháp Ai Cặp, được xây dựng bằng gạch
hay đá. Ngành khảo cổ học cho rằng chúng được xây lên để làm lăng mộ cho các
pharaoh. Đại kim tự tháp Giza là một trong những cái lớn nhất ở 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 ngoài bằng đá vôi trắng
đánh bóng, dù nhiều tấm đá như vậy đã bị lấy đi sử dụng vào mục đích khác hoặc
13


đã rơi mất trong lịch sử hàng nghìn năm của kim tự tháp.

Hình 1.1. Đại kim tự tháp Giza

Hình 1.2. Đại kim tự tháp Khafra
Các ngôi đền ờ Hy Lạp

Hình 1.3. Đề thờ Parthenon ở Athens
14


Parthenon là một ngôi đền thờ thần Athena, được xây dựng vào thế kỷ 5
trước Công nguyên ở Acropolis. Đây là công trình xây dựng nổi tiếng nhất cồn lại
của Hy Lạp cổ đại, và đã được ca ngợi như là thành tựu của kién trúc Hy Lạp. Các
điêu khắc trang trí của ngôi đền bằng đá cẩm thạch (marble) trắng, được coi như là
đinh cao của nghệ thuật Ai Cập cổ đại. Đền 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 công trình văn hóa vĩ đại nhất thế giới.
Vào thế kỷ thứ ba, các kỹ sư La Mã đã xây dựng một hệ thống đường hầm và
bể chứa để đưa nước tới thành phố Aspendos, Thổ Nhĩ Kỳ ngày nay. Aspendos là
một trung tâm thương mại lớn của đế chế La Mã ở bán đảo Tây Á do nó nằm ở ngã
tư của những tuyến đường quan ứọng, có sông thông ra Địa Trung Hải.
Người ta đã cố gắng tìm hiểu hệ thống dẫn nước của thành phố Aspendos
bằng cách tính toán cơ chế nước có thể chảy qua hệ thống. Một đường ống, được
xây dựng từ các khối đá có lỗ rộng 30 cm, mang nước từ một cống dẫn qua một
thung lũng dài l,5km. Nó chạy xuống sườn phía bắc và đi qua nền thung lũng trước
khi đi lên sườn phía nam. Tại đây, nước được chứa trong một bồn lớn để cung cấp
cho thành phố.
Hệ thống dẫn nước tới phía bắc cao hơn bồn chứa ở phía nam. Do đố, độ dốc
đẩy nước đi qua ống. Tuy nhiên, trên đường đi qua thung lũng, hai tháp đá hình
vòng cung làm cho đường ống đi lên rồi lại đi xuống. Tại sao các kỹ sư La Mã lại
xây dựng những rào cản này? Người ta tính toán rằng tháp vòng cung chia hệ thống
dẫn nước thành 3 chặng ngắn hơn, giảm lượng bùn loãng - nguyên nhân có thể làm
cho việc cung cấp nước bị gián đoạn hoặc thậm chí làm hỏng ống dẫn.
Các nhà nghiên cứu cũng cố những manh mối về một bí mật thứ hai.
Vitruvius nói rằng chìa khoá dẫn tới sự thành công của hệ thống dẫn nước là những
lỗ nhò, rộng khoảng 3cm ở trong một số khối đá làm đường ống.
Họ đã làm thí nghiệm trên một mô hình nhỏ và kết luận các lỗ nhỏ đó có lẽ
làm giảm sự chuyển động không đều của dòng chảy bằng cách để cho nước và
không khí thoát ra. Các nhà nghiên cứu cũng cho rằng hoạt động của đường ống dẫn
nước có lẽ phụ thuộc vào kết cấu của thành ống dẫn. Nếu chúng quá nhẵn, các con
15


sóng lớn sẽ hình thành khi đường ống được mở để làm đầy bồn chứa. Nếu quá thô,
lực ma sát hạn chế tốc độ dòng chảy.

1.4. Hệ thống dẫn nưóc ở La Mã
Vạn lý trường thành

Hình 1.5. Vạn lý trường thành - Trung Quốc
Vạn Lý Trường Thành (có nghĩa là "Thành dài vạn lý") là bức tường thành
nổi tiếng của Trung Quốc liên tục được xây dựng bằng đất và đá từ thế kỷ 5 TCN
cho tói thế kỷ 16, để bảo vệ Đế quốc Trung Quốc khỏi những cuộc tấn công của
người Mông cổ, người Turk, và những bộ tộc du mục khác đến từ những vùng hiện
thuộc Mông cổ và Mãn Châu. Một số đoạn tường thành được xây dựng từ thế kỷ
thứ 5 TCN, trong đó nổi tiếng nhất là phần tường thành do Hoàng đế đầu tiên của
Trung Quốc là Tần Thủy Hoàng ra lệnh xây từ năm 220 TCN và 200 TCN, nằm ở

16


phía bắc xa hơn phần Vạn Lý Trường Thành hiện nay của Trung Quốc xây dưới
thời nhà Minh, và hiện chỉ còn sót lại ít di tích.
Bức thành trải dài 6.352 km, từ Sơn Hải Quan trên bờ biển Bột Hải ở phía
đông, tại giới hạn giữa Trung Quốc bản thổ ("đất Trung Quốc gốc") và Mãn Châu,
tới Lop Nur ở phần phía đông nam Khu tự trị người Duy Ngô Nhĩ tại Tân Cương.
1.1.3. Các thời đại của phát triển kỹ thuật
 Trên thế giới:
 Năm 1200 (trước công nguyên) đến năm 1 (sau công nguyên):
- Chất lượng sắt rèn được cải thiện.
- Gươm (kiếm) được chế tạo hàng loạt.
- Các tường thành được xây dựng hoàn hảo.
- Người Hy Lạp phát triển công nghệ chế tạo.
- Archimedes giới thiệu toán học ở Hy Lạp.
- Bê tông được dùng để xây các cầu, đường và kênh dẫn nước ở La Mã.

 Năm 1 đến năm 1000 (sau công nguyên):
- Người Trung Hoa phát triển các nghiên cứu về toán học.
- Thuốc súng được hoàn thiện.
- Bông và tơ lụa được sản xuất.
 Năm 1000 đến năm 1400:
- Công nghiệp tơ lụa và thủy tinh tiếp tục phát triển.
- Nhà toán học thời trung cổ Leonardo Fibonacci (1170-1240) viết quyển
sách đại số đầu tiên ở phương Tây.
 Năm 1400 đến năm 1700:
- Georgius Agricola có một luận án về khai thác mỏ và luyện kim, được công
bố sau khi ông qua đời.
- Federigo Giambelli chế tạo bom lần đầu tiên được sử dụng để chống lại các
lực lượng Tây Ban Nha, bao vây Antwerp, Bỉ.
- Bồn cầu đầu tiên được phát minh tại Anh.
- Galileo tạo ra một loạt kính viễn vọng và quan sát các hành tinh quay quanh
mặt trời.
17


- Sử dụng rãnh tiêu nước và cối xay gió, Jan Adriaansz Leeghwater hoàn
thành hệ thống thoát nước của hồ Beemster, dự án lớn nhất của loại hình này ở Hà
Lan (17.000 mẫu Anh).
- Otto von Guerick lần đầu tiên chứng minh sự tồn tại của chân không.
- Issac Newton xây dựng kính thiên văn phản xạ đầu tiên.
- Nhân văn và khoa học lần đầu tiên được phân biệt là hai lĩnh vực rõ ràng
riêng biệt.
- Định luật khí của Boyle (xác định áp suất thay đổi tỉ lệ nghịch với thể tích)
được giới thiệu lần đầu tiên.
- Leibniz phát minh ra một máy tính thực hiện phép tính nhân và chia.
 Năm 1700 đến năm 1800:

- Cách mạng công nghiệp bắt đầu ở Châu Âu.
- James Watt phát minh động cơ hơi nước đầu tiên.
- Hiệp hội kỹ sư (một tổ chức nghề nghiệp kỹ thuật) được thành lập ở Luân
Đôn.
- Toà nhà đầu tiên được xây dựng hoàn toàn bằng gang đúc ở Anh Quốc.

Hình 1.6. Động cơ hơi nước do James Watt phát minh
 Năm 1800 đến năm 1825:

18


- Tự động hóa máy móc được thực hiện đầu tiên ở Pháp.
- Đầu máy xe lửa cho đường sắt đầu tiên được thiết kế và chế tạo.
- Các ký hiệu hoá học được bắt đầu sử dụng, như các ký hiệu đang dùng
ngày nay (Au, He, ...).
- Điện tín có dây bắt đầu được phát triển.
 Năm 1825 đến năm 1875:
- Bê tông cốt thép lần đầu tiên được sử dụng.
- Vật liệu nhựa tổng hợp đầu tiên được chế tạo.
- Bessemer phát triển quy trình công nghệ chế tạo thép bền hơn với số lượng
lớn.
- Giếng khoan dầu đầu tiên được đưa vào sản xuất ở Pennsylvania.
- Máy đánh chữ được hoàn thiện.
 Năm 1875 đến năm 1900:
- Alexander Graham Bell phát minh điện thoại tại Mỹ.
- Thomas Edison phát minh bóng đèn và máy hát.
- Gottlieb Daimler phát triển động cơ xăng.
- Karl Benz giới thiệu xe hơi.

Hình 1.7. Động cơ Gottlieb Daimler
 Năm 1900 đến năm 1925:
- Anh em nhà Wright hoàn thành chuyến bay đầu tiên xuyên Đại Tây Dương.

19


- Ford phát triển động cơ diesel đầu tiên.
- Đường bay thương mại đầu tiên từ Paris đi London.
- Detroit trở thành trung tâm của ngành công nghiệp ô tô (cho đến ngày nay).
 Năm 1925 đến năm 1950:
- John Logie Baird phát minh ti vi đầu tiên.
- Xe vw Beetle được đưa vào sản xuất.
- Bom nguyên tử đầu tiên được sử dụng.
- Transistor được phát minh.
 Năm 1950 đến năm 1975:
- Máy tính được giới thiệu ra thị trường và trở nên thông dụng vào năm 1960.
- Liên Xô lần đầu tiên phóng vệ tinh nhân tạo Sputnik I vào không gian.
- Vệ tinh truyền thông đầu tiên Telstar được đưa vào không gian.
- Hoa Kỳ hoàn thành việc đưa người lên mặt trăng lần đầu tiên.
 Năm 1975 đến năm 1990:
- Máy bay siêu thanh Concord thực hiện chuyến bay lần đầu tiên từ châu Âu
sang Hoa Kỳ.
- Tàu con thoi Columbia được tái sử dụng cho du hành không gian.
- Lần đầu tiên tim nhân tạo được cấy ghép thành công.
 Năm 1990 đến nay:
- Robot du hành trên Sao Hỏa.
- Đường hầm dưới biển nối liền Anh và Pháp được hoàn thành.
- Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) được sử dụng trong dự báo thời tiết và
nhiều thiết bị dân dụng khác (máy tính, điện thoại di động, v.v.).

 Việt Nam:
 Thời đại đồ đá (15000 -18000 TCN):
- Các công cụ bằng đá.
- Đồ trang sức được chạm trổ khá tinh vi.
- Vũ khí bằng đá chưa mài nhọn, chưa có cạnh sắc.
 Thời đại đồ đồng (3000 TCN):
- Các công cụ bằng đồng.
20


- Đồ trang sức được chạm trổ khá tinh vi.
- Vũ khí bằng đồng được mài nhọn, cạnh sắc.
 Thời đại đồ sắt (1200 TCN):
- Các công cụ bằng sắt.
- Đồ trang sức được chạm trổ khá tinh vi.
- Vũ khí bằng sắt được mài nhọn, cạnh sắc.
- Thời kỳ này có trống đồng với họa tiết hoa văn tinh xảo.

Hình 1.8. Họa tiết trống đồng Đông Sơn
 Thế kỷ 11 (Năm 1001 đến năm 1100):
- Công trình kiến trúc chùa, tháp với mái nhọn, hình rồng.
- Công trình kiến trúc nổi bật: chùa Một Cột, chùa Nhất Trụ.
- Ngoài ra còn có các lăng tẩm của vua chúa.

21


Hình 1.9. Chùa một cột
1.1.4. Các nhà kỹ sư công nghệ và công trình kỹ thuật tiêu biểu
 Trên thế giới:

 Leonardo Da Vinci

1.10. Leonardo Da Vinci
Leonardo di ser Piero da Vinci sinh ngày 15 tháng 4 năm 1452 tại Anchiano,
Ý và mất ngày 2 tháng 5 năm 1519 tại Amboise, Pháp. Ông là họa sĩ, nhà điêu khắc,
kiến trúc sư, nhạc sĩ, bác sĩ, kỹ sư, nhà giải phẫu, nhà sáng tạo và là một nhà triết
học tự nhiên.
22


Ông được coi là một thiên tài toàn năng người Ý. Tên thành phố Vinci, nơi
sinh của ông, nằm trong lãnh thổ của tỉnh Firenze, cách thành phố Firenze 30 km về
phía Tây, gần Empoli, cũng là họ của ông. Người ta gọi ông ngắn gọn là Leonardo
vì da Vinci có nghĩa là "đến từ Vinci", không phải là họ thật của ông. Tên khai sinh
là Leonardo di ser Piero da Vinci có nghĩa là Leonardo, con của Ser Piero, đến từ
Vinci.
Ông nổi tiếng với những bức hoạ cổ điển của mình như bức Mona Lisa, bức
Bữa ăn tối cuối cùng. Ông là người có những ý tưởng vượt trước thời đại của mình,
đặc biệt là sự sáng chế máy bay trực thăng, xe tăng, dù nhảy, sự sử dụng hội tụ năng
lượng mặt trời, máy tính, sơ thảo lý thuyết kiến tạo địa hình, tàu đáy kép, cùng
nhiều sáng chế khác.
Một vài thiết kế của ông đã được thực hiện và khả thi trong lúc ông còn sống,
ứng dụng khoa học trong chế biến kim loại và trong kỹ thuật ở thời đại Phục hưng
còn đang ở trong thời kỳ trứng nước. Thêm vào đó, ông có đóng góp rất lớn vào
kiến thức và sự hiểu biết trong giải phẫu học, thiên văn học, xây dựng dân dụng,
quang học và nghiên cứu về thủy lực.
Những sản phẩm lưu lại trong cuộc đời ông chỉ còn lại vài bức hoạ, cùng với
một vài quyển sổ nháp tay (rơi vãi trong nhiều bộ sưu tập khác nhau các sáng tác
của ông), bên trong chứa đựng các ký hoạ, minh hoạ về khoa học và bút ký.

Hình 1.11. Súng bắn tên
23


Hình 1.12. Súng máy

Hình 1.13. Máy bay
 Johannes Gutenberg
Johannes Gutenberg (sinh vào khoảng năm 1390, mất ngày 3 tháng 2 năm
1468), là một công nhân đồng thời là một nhà phát minh người Đức. Ông trở nên
nổi tiếng vì phát minh ra phương pháp in dấu vào những năm 1450.
Gutenberg sinh ở Mainz, nước Đức. Ông là con trai của một thương gia tên
là Friele Gensfleisch zur Laden. Người cha của Gutenberg đã lấy "zum Gutenberg"
là nơi họ đã sống lúc đó để đặt tên cho ông.

24


Hình 1.14. Gutenberg và máy in
Gutenberg đã phát minh ra một loại hợp kim dùng cho việc in ấn; mực; cách
cố định chữ in (chữ kim loại) rất chính xác; và một loại máy in mới. Nhiều người
cho rằng Gutenberg đã phát minh ra loại bản in mẫu trượt ở châu Âu, nhưng thực ra
nó đã được phát minh ra ở Triều Tiên trước đó.
Trước khi kiểu mẫu trượt ra đời người ta dùng phương pháp in khối, các thợ
in đã in cả trang từ một bản bằng kim loại hoặc gỗ. Với loại in trượt, người thợ in
làm các chữ (A, B, c ...) từ một miếng kim loại hoặc gỗ có thể sừ dụng lại nhiều lần
trong các từ khác nhau. Việc kết hợp chúng với nhau trong các phát minh của
Gutenberg làm việc in được thực hiện nhanh chóng. Trong thời kỳ Phục hưng ở
châu Âu, đã có sự bùng nổ thông tin trong một khoảng thời gian ngắn. Người ta đã
in ra rất nhiều những quyển sách mới.

 Steve Jobs
Steve Paul Jobs (24/02/1955 - 05/10/2011) là doanh nhân và nhà sáng chế
người Mỹ. Ông là đồng sáng lập viên, chủ tịch, và cựu tổng giám đốc điều hành của
hãng Apple, là một trong những người có ảnh hưởng lớn nhất ở ngành công nghiệp
vi tính. Trước đây ông từng là tổng giám đốc điều hành của xưởng phim hoạt hình
Pixar; sau đó trở thành thành viên trong ban giám đốc của công ty Walt Disney năm
2006, sau khi Disney mua lại Pixar. Ông được công nhận là người điều hành sản

25