Thực hiện Module mở rộng cho các loại cảm biến Logic thuộc xưởng thực hành đo lường & cảm biến

GIỚI THIỆU

Tổng quan

Trong những thập niên cuối thế kỷ 20, vai trò quan trọng của giáo dục trong phát triển kinh tế - xã hội đã được công nhận rộng rãi Giáo dục được xem là yếu tố quyết định nhất giúp các quốc gia thoát khỏi nghèo đói và lạc hậu Đổi mới và cải cách giáo dục trở thành yêu cầu thiết yếu để không bị tụt hậu trong cuộc đua phát triển ngày càng khốc liệt Lịch sử đã chứng minh rằng không có sự tiến bộ và thành công quốc gia nào tách rời khỏi sự phát triển trong lĩnh vực giáo dục.

1.1.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài

Nghiên cứu từ các nhà khoa học quốc tế đã phát triển nhiều hệ thống cảm biến đa dụng hiện đại, mang lại chất lượng cao và hiệu quả cho quá trình học tập và nghiên cứu.

Các nghiên cứu quốc tế đang chú trọng phát triển các hệ thống phụ trợ nhằm hỗ trợ học sinh hiểu rõ hơn về cảm biến, từ đó cung cấp cho người học kiến thức thực tiễn phù hợp với môi trường làm việc Dưới đây là một số mô hình tiêu biểu.

Khoa Công nghệ Tự động a Bộ thí nghiệm cảm biến của Đài Loan sản xuất

Hinh 1: Bộ thí nghiệm cảm biến của Đài Loan sản xuất

Bộ thí nghiệm TL-CB1 được thiết kế cho giáo dục và đào tạo điều khiển cảm biến, bộ biến đổi và các ứng dụng liên quan Sản phẩm này sử dụng các cảm biến và bộ biến đổi tiêu chuẩn công nghiệp (0~10V, 4~20mA), đồng thời được trang bị cổng giao tiếp RS-232 và PIO, hỗ trợ cho các thí nghiệm điều khiển giao tiếp máy tính hiệu quả.

Các chương trình điều khiển được phát triển trên máy tính và có thể tải lên các bộ vi xử lý chip đơn qua cổng giao tiếp RS-232 Ngoài ra, phần mềm tiếp nhận dữ liệu cảm biến được xây dựng dựa trên nền tảng LabVIEW Bộ thí nghiệm cảm biến này được sản xuất tại Hàn Quốc.

Hình 2: Bộ thí nghiệm cảm biến của Hàn Quốc sản xuất

Bộ thí nghiệm được dùng trong giáo dục và đào tạo gồm nhiều cảm biến, sinh viên có thể học về cấu trúc và ứng dụng của nó

Khoa Công nghệ Tự động

Các cổng giao tiếp máy tính cho phép giám sát và quản lý dữ liệu đầu ra từ máy tính Chúng được sử dụng trong giáo dục để giảng dạy về các nguyên lý và cấu trúc của cảm biến không tiếp xúc cũng như chuyển mạch cộng hưởng từ.

Các đường đáp ứng cảm biến cảm ứng Phương pháp sử dụng cảm biến quang Bộ đếm và bộ xoay

Phân tích các dữ liệu công nghệ Các mạch điện và đấu nối dây

Các mạch điều khiển Cấu trúc và điều chỉnh cảm biến Các thí nghiệm ứng dụng trong công nghiệp thực Các bộ cảm biến thí nghiệm:

Các nhà nghiên cứu trong nước đang chú trọng trang bị cho các xưởng thực hành thiết bị hiện đại nhằm phục vụ mục tiêu công nghiệp hóa Một ví dụ tiêu biểu là Trung Tâm Phát Triển Công Nghệ Công Nghiệp Và Tự Động Hóa (Cita), nơi đáp ứng xu hướng công nghệ hiện đại.

Khoa Công nghệ Tự động hiện đang sở hữu phòng thực hành Đo lường & Cảm biến với nhiều loại cảm biến đa dạng từ CITA Tuy nhiên, hầu hết các mô hình thí nghiệm chỉ dừng lại ở việc khảo sát hoạt động mà không thể kết nối với các thiết bị thực tế, gây ra sự nhàm chán trong quá trình học tập và tạo ra khó khăn cho sinh viên.

Khoa Công nghệ Tự động hỗ trợ giáo viên trong việc xây dựng hệ thống bài tập thực hành, giúp sinh viên nhận thức rõ ràng về khả năng ứng dụng của các loại cảm biến Việc này không chỉ nâng cao hiệu quả giảng dạy mà còn cải thiện kết quả học tập của sinh viên.

1.1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Đề tài "Thực hiện module mở rộng cho các loại cảm biến logic thuộc xưởng thực hành đo lường & cảm biến" được triển khai nhằm tối ưu hóa trang thiết bị hiện có tại khoa Công nghệ Tự động, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho công tác giảng dạy và tăng cường sự hứng thú của sinh viên đối với môn học Nghiên cứu này tập trung vào việc mở rộng ứng dụng các loại cảm biến logic, từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy và cải thiện điểm số các bài kiểm tra của sinh viên.

Ý nghĩa khoa h ọc và thự c tiễn của đề tài

Tạo dựng một môi trường giáo dục hiện đại thông qua việc sử dụng trang thiết bị và phương tiện tiên tiến, nhằm đáp ứng yêu cầu của quá trình dạy học với người học làm trung tâm.

Mục tiêu nghiên c ứu đề tài

Mục tiêu cần đạt được của đề tài là

- Xây dựng module mở rộng cho các loại cảm biến logic

Để nâng cao chất lượng giảng dạy học phần Đo lường và Cảm biến cũng như các chuyên đề liên quan đến cảm biến, việc cải thiện điểm số các bài kiểm tra là rất quan trọng Điều này không chỉ giúp đánh giá hiệu quả giảng dạy mà còn khuyến khích sinh viên học tập tích cực hơn Thực hiện các phương pháp giảng dạy đổi mới và áp dụng công nghệ trong quá trình học sẽ góp phần nâng cao chất lượng đào tạo.

Đối tượng v à phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vấn đề về:

- Bộ đếm đa năng Omron H7CX-A-N

- Nâng cao chất lượng giảng dạy môn học qua các minh chứng về điểm số bài kiểm tra của người học

Do thời gian và điều kiện có hạn nên trong phạm vi đề tài này chỉ tập trung giải quyết những vấn đề sau:

- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo module mở rộng cho các loại cảm biến logic

Để nâng cao chất lượng giảng dạy, có nhiều tiêu chí đánh giá khác nhau Bài viết này tập trung vào việc thực nghiệm đánh giá chất lượng giảng dạy thông qua bài kiểm tra, sau khi áp dụng module mở rộng cho các cảm biến logic trong xưởng thực hành.

Phương phá p nghiên cứu

Sử dụng kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu:

Tham khảo tài liệu có liên quan là phương pháp chủ đạo trong quá trình thực hiện đề tài, giúp kế thừa điểm mạnh và khắc phục điểm yếu của các thiết bị hiện có trong xưởng thực hành Việc này không chỉ bổ sung vốn kiến thức và lý luận cho người nghiên cứu mà còn cung cấp các phương pháp mà những công trình nghiên cứu trước đã áp dụng Từ đó, người nghiên cứu có thể tìm ra ý tưởng để vận dụng và giải quyết các vấn đề của đề tài một cách hiệu quả.

Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin, Internet trở thành nguồn tài nguyên phong phú, cho phép người dùng nhanh chóng cập nhật các tiến bộ khoa học, kỹ thuật và những phát minh mới nhất.

Quan sát thực tế là một công cụ quan trọng giúp người thực hiện hiểu rõ các phương pháp hiện tại, từ đó phân tích ưu nhược điểm của chúng Qua đó, có thể đề xuất các phương pháp cải tiến hoặc thiết kế mới hiệu quả hơn.

- Thực nghiệm: Quá trình xây dựng và kiểm tra đánh giá luôn đi cùng nhau để mang lại kết quả tốt nhất cho quá trình nghiên cứu.

Kết cấu của đề tài

Đề tài bao gồm 5 chương :

- Chương 1: Giới thiệu: tính cấp thiết của đề tài, mục đích đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Chương 2: Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn: Các lý thuyết về nghiên cứu sư phạm ứng dụng

Chương 3 trình bày việc thực hiện module mở rộng cho các loại cảm biến logic tại xưởng thực hành đo lường & cảm biến Bài viết giới thiệu một số module cảm biến logic hiện có và quy trình chế tạo modul mở rộng cho các bộ cảm biến, nhằm nâng cao khả năng ứng dụng và hiệu quả trong công tác đo lường.

Chương 4: Thực nghiệm nâng cao chất lượng dạy học tập trung vào việc so sánh hiệu quả giữa lớp có sự tham gia của modul mở rộng và lớp đối chứng không sử dụng modul này Nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của modul mở rộng đến chất lượng giảng dạy và học tập trong môi trường giáo dục.

Khoa Công nghệ Tự động modul mở rộng cho lớp thực nghiệm, tiến hành kiểm tra và đánh giá kết quả sau tác động

- Chương 5: Kết luận: Kết quả và hướng phát triển

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN

Nghiê n cứu khoa học sư phạm ứng dụng là gì?

Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD) là hình thức nghiên cứu trong giáo dục nhằm thực hiện và đánh giá tác động của các can thiệp sư phạm Các can thiệp này có thể bao gồm việc sử dụng phương pháp dạy học (PPDH), sách giáo khoa, phương pháp quản lý, hoặc các chính sách mới của giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục Người nghiên cứu, bao gồm giáo viên và cán bộ quản lý, sẽ đánh giá ảnh hưởng của các tác động này một cách hệ thống thông qua các phương pháp nghiên cứu phù hợp.

Khi lựa chọn biện pháp tác động thay thế cho giải pháp hiện tại, giáo viên cần tham khảo nhiều nguồn thông tin và sáng tạo trong việc xây dựng giải pháp mới Để thực hiện nghiên cứu hiệu quả, người làm công tác giáo dục, bao gồm giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục, cần nắm vững các phương pháp chuẩn mực để đánh giá tác động.

Hoạt động NCKHSPƯD đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển chuyên môn của giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục trong thế kỷ 21 Qua NCKHSPƯD, giáo viên và cán bộ quản lý sẽ nắm bắt các kỹ năng mới như tìm hiểu thông tin, giải quyết vấn đề, và giao tiếp hiệu quả Quá trình này giúp nhà giáo dục nghiên cứu khả năng học tập của học sinh liên quan đến phương pháp dạy học, từ đó hiểu rõ hơn về phương pháp sư phạm của mình và giám sát sự tiến bộ của học sinh (Rawlinson, D., & Little, M., 2004) NCKHSPƯD được coi là phương pháp tối ưu để xác định và điều tra các vấn đề giáo dục ngay tại lớp học và trường học, với sự tham gia của những người hoạt động trong môi trường đó, nhằm thu thập các phát hiện có giá trị cho quá trình giáo dục.

Khoa Công nghệ Tự động giúp giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng và hiệu quả Theo Guskey (2000), việc áp dụng công nghệ trong đánh giá phát triển chuyên môn có thể nâng cao khả năng xử lý tình huống ngay lập tức.

Vì sao cần nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng?

NCKHSPƯD, khi được áp dụng đúng cách trong trường học, sẽ đem đến rất nhiều lợi ích, vì nó:

Phát triển tư duy hệ thống cho giáo viên theo hướng giải quyết vấn đề nghề nghiệp là yếu tố quan trọng nhằm thúc đẩy sự phát triển bền vững của trường học.

 Tăng cường năng lực giải quyết vấn đề và đưa ra các quyết định về chuyên môn một cách chính xác

 Khuyến khích giáo viên nhìn lại quá trình và tự đánh giá

 Tác động trực tiếp đến việc dạy học và công tác quản lý giáo dục (lớp học, trường học)

Tăng cường khả năng phát triển chuyên môn cho giáo viên thông qua nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD) giúp họ tiếp cận và áp dụng các chương trình, phương pháp dạy học mới một cách sáng tạo và có tính phê phán tích cực Điều này không chỉ nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn góp phần vào sự phát triển nghề nghiệp bền vững của giáo viên.

Chu trình NCKHSPƯD

Chu trình NCKHSPƯD Chu trình nghiên cứu tác động bao gồm:

Suy nghĩ, Thử nghiệm và Kiểm chứng

Suy nghĩ: Quan sát thấy có vấn đề và nghĩ tới giải pháp thay thế

Thử nghiệm: Thử nghiệm giải pháp thay thế trong lớp học/trường học Kiểm chứng: Tìm xem giải pháp thay thế có hiệu quả hay không

NCKHSPƯD là một chu trình liên tục tiến triển, bắt đầu từ việc giáo viên quan sát các vấn đề trong lớp học hoặc trường học Những vấn đề này thúc đẩy họ tìm kiếm các giải pháp thay thế nhằm cải thiện tình hình Sau đó, giáo viên tiến hành thử nghiệm những giải pháp này và kiểm chứng hiệu quả của chúng Quy trình suy nghĩ - thử nghiệm - kiểm chứng không chỉ giúp cải thiện chất lượng giáo dục mà còn giúp giáo viên phát hiện ra những vấn đề mới trong quá trình giảng dạy.

 Các kết quả tốt tới mức nào?

 Chuyện gì xảy ra nếu tiến hành thay đổi nhỏ ở chỗ này hay chỗ khác?

 Liệu có cách giảng dạy thú vị hay hiệu quả hơn không?

NCKHSPƯD là một quá trình không ngừng phát triển, mang lại sự thú vị cho giáo viên Tham gia vào NCKHSPƯD, giáo viên có cơ hội cải thiện liên tục bài giảng của mình, làm cho chúng trở nên hấp dẫn và hiệu quả hơn Mỗi kết thúc của một NCKHSPƯD đánh dấu sự khởi đầu cho một NCKHSPƯD mới.

Chu trình suy nghĩ, thử nghiệm, kiểm chứng là những điều giáo viên cần ghi nhớ khi nói về NCKHSPƯD.

Khung nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng

Để giáo viên thực hiện NCKHSPƯD hiệu quả trong các tình huống thực tế, chúng tôi đã xây dựng một quy trình nghiên cứu với 7 bước cụ thể.

Bảng 1 Khung nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng

1 Hiện trạng Giáo viên - người nghiên cứu tìm ra những hạn chế của hiện trạng trong viêc dạy - học, quản lý giáo dục và các hoạt động khác trong nhà trường

Xác định các nguyên nhân gây ra hạn chế đó, lựa chọn 01 nguyên nhân mà mình muốn thay đổi

2 Giải pháp Giáo viên - người nghiên cứu suy nghĩ về các giải pháp thay thế cho thay thế giải pháp hiện tại và liên hệ với các ví dụ đã được thực hiện thành công có thể áp dụng vào tình huống hiện tại

3 Vấn đề Giáo viên - người nghiên cứu xác định các vấn đề cần nghiên cứu nghiên cứu (dưới dạng câu hỏi) và nêu các giả thuyết

4 Thiết kế Giáo viên - người nghiên cứu lựa chọn thiết kế phù hợp để thu thập dữ liệu đáng tin cậy và có giá trị Thiết kế bao gồm việc xác định nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm, quy mô nhóm và thời gian thu thập dữ liệu

5 Đo lường Giáo viên - người nghiên cứu xây dựng công cụ đo lường và thu thập dữ liệu theo thiết kế nghiên cứu

6 Phân tích Giáo viên - người nghiên cứu phân tích các dữ liệu thu được và giải thích để trả lời các câu hỏi nghiên cứu Giai đoạn này có thể sử dụng các công cụ thống kê

7 Kết quả Giáo viên - người nghiên cứu đưa ra câu trả lời cho câu hỏi nghiên cứu, đưa ra các kết luận và khuyến nghị

Khung NCKHSPƯD đóng vai trò quan trọng trong việc lập kế hoạch nghiên cứu, giúp người nghiên cứu đảm bảo không bỏ sót những khía cạnh thiết yếu trong quá trình triển khai đề tài.

Phương pháp NCKHSPƯD

Trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD), cả nghiên cứu định tính và định lượng đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Tuy nhiên, cả hai phương pháp này đều tập trung vào việc xem xét quá trình dạy và học của giáo viên, đồng thời phát triển năng lực phân tích để đánh giá các hoạt động một cách có hệ thống Quan trọng hơn, khả năng truyền đạt kết quả nghiên cứu đến những người ra quyết định và các nhà giáo dục quan tâm cũng được nhấn mạnh trong cả hai phương pháp.

Tài liệu này nhấn mạnh đến nghiên cứu định lượng trong NCKHSPƯD vì nó có một số lợi ích sau:

Trong nhiều trường hợp, kết quả nghiên cứu định lượng, như điểm số của học sinh, có thể được diễn giải một cách rõ ràng Điều này giúp người đọc nắm bắt nội dung và kết quả nghiên cứu một cách dễ dàng hơn.

Nghiên cứu định lượng cung cấp cho giáo viên cơ hội đào tạo hệ thống về kỹ năng giải quyết vấn đề, phân tích và đánh giá, tạo nền tảng quan trọng cho việc thực hiện nghiên cứu định lượng hiệu quả.

Thống kê được áp dụng theo các tiêu chuẩn quốc tế, giúp người nghiên cứu dễ dàng giao tiếp và trình bày kết quả nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD) một cách rõ ràng và dễ hiểu.

Cách tiến hành NCKHSPƯD

Suy ngẫm về tình hình hiện tại là bước khởi đầu quan trọng trong NCKHSPƯD Quá trình này bắt đầu khi giáo viên xem xét lại các vấn đề trong việc giảng dạy trên lớp Dưới đây là một số vấn đề thường được giáo viên nêu ra.

 Vì sao nội dung này không thu hút học sinh tham gia?

 Vì sao kết quả học tập của học sinh sụt giảm khi học nội dung này?

 Có cách nào tốt hơn để thay đổi nhận thức của cha mẹ học sinh về giáo dục trong nhà trường không?

 Phương pháp này có nâng cao kết quả học tập của học sinh không?

Giáo viên đang quan tâm đến các câu hỏi liên quan đến PPDH, hiệu quả dạy học, cũng như thái độ và hành vi của học sinh, nhằm thay đổi tình hình hiện tại Từ những câu hỏi này, họ bắt đầu tập trung vào một vấn đề cụ thể để tiến hành nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD).

- Xác định các nguyên nhân gây ra thực trạng

- Chọn một nguyên nhân muốn tác động

2.6.1.2 Đưa ra các giải pháp thay thế

Việc tìm kiếm giải pháp thay thế là bước thứ hai trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD) Khi đối diện với một vấn đề cụ thể, nhà nghiên cứu cần xem xét và tìm ra các giải pháp thay thế cho phương pháp hiện tại Những giải pháp này có thể được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau, giúp nâng cao hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn.

 Các ví dụ về giải pháp đã được triển khai thành công tại nơi khác,  Điều chỉnh từ các mô hình khác,

 Các giải pháp do chính giáo viên nghĩ ra

Trong quá trình tìm kiếm giải pháp thay thế, giáo viên cần tham khảo nhiều bài nghiên cứu giáo dục liên quan đến vấn đề của mình trong 5 năm gần đây Việc nghiên cứu tài liệu tham khảo không chỉ giúp xác định các giải pháp hiệu quả mà còn chỉ ra những hoạt động đã được thực hiện để giải quyết các vấn đề tương tự Ngoài ra, người nghiên cứu có thể áp dụng hoặc điều chỉnh các phương pháp đã được nghiên cứu để phát triển giải pháp thay thế, từ đó củng cố luận cứ cho giải pháp trong nghiên cứu của mình.

Quá trình tìm hiểu lịch sử vấn đề nghiên cứu bao gồm việc tìm kiếm và đọc các công trình nghiên cứu liên quan đến một vấn đề cụ thể Trong quá trình này, người nghiên cứu cần chú ý đến các tài liệu, nguồn thông tin và kết quả nghiên cứu trước đó để xây dựng nền tảng cho công việc của mình.

Để tìm kiếm thông tin đáng tin cậy, bạn nên tham khảo các bài đăng nghiên cứu trên các tạp chí uy tín và tìm kiếm các công trình nghiên cứu trên Internet.

 Đọc và tóm tắt các thông tin hữu ích

 Lưu lại các công trình nghiên cứu đã đọc để tham khảo thêm

Trong quá trình tìm hiểu lịch sử vấn đề nghiên cứu, người nghiên cứu cần tìm các thông tin qua các đề tài đã thực hiện:

 Nội dung bàn luận về các vấn đề tương tự  Cách thực hiện giải pháp cho vấn đề

 Bối cảnh thực hiện giải pháp

 Cách đánh giá hiệu quả của giải pháp  Các số liệu và dữ liệu có liên quan  Hạn chế của giải pháp

Dựa trên thông tin thu thập được từ việc nghiên cứu lịch sử của vấn đề, người nghiên cứu sẽ phát triển và mô tả các giải pháp thay thế Qua đó, họ có thể bắt đầu xác định tên đề tài nghiên cứu một cách cụ thể.

Xác đị nh vấn đề nghiên cứu

BƯỚC THỨ BA trong quá trình NCKHSPƯD là liên hệ thực tế dạy học để xác định các vấn đề nghiên cứu Việc này giúp giáo viên phát triển giải pháp thay thế cho tình huống hiện tại Một đề tài NCKHSPƯD thường bao gồm từ 1 đến 3 vấn đề nghiên cứu, được trình bày dưới dạng câu hỏi.

Mỗi NCKHSPƯD khởi đầu bằng một vấn đề và đó phải là một vấn đề có thể nghiên cứu được Muốn vậy, vấn đề cần:

1 Không đưa ra đánh giá về giá trị

2 Có thể kiểm chứng bằng dữ liệu Để có thể hiểu ý nghĩa của các nội dung này, chúng ta hãy xem xét một số vấn đề nghiên cứu được trình bày trong bảng bên

Vấn đề đầu tiên cần xem xét là phương pháp tốt nhất để dạy học sinh đọc Khái niệm "tốt nhất" thực chất là một đánh giá về giá trị, nhưng điều này lại phụ thuộc vào nhiều tiêu chí khác nhau Liệu "tốt nhất" có phải là phương pháp mà chúng ta cảm thấy thích thú hay không? Hay đó là phương pháp phổ biến nhất? Hoặc có thể là phương pháp duy nhất mà chúng ta đã được học? Những lý do này thường mang tính cá nhân và chủ quan, do đó, việc xác định phương pháp tốt nhất trở nên khó khăn và không thể tổng quát hóa.

Vấn đề nghiên cứu đặt ra là liệu việc tóm tắt sau khi đọc có giúp cải thiện khả năng đọc hiểu hay không Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta có thể chia thành hai nhóm học sinh: một nhóm sẽ thực hiện tóm tắt sau khi đọc, trong khi nhóm còn lại không cần tóm tắt Sau đó, cả hai nhóm sẽ tham gia vào một bài kiểm tra đọc hiểu trong một khoảng thời gian nhất định để so sánh kết quả.

Khoa Công nghệ Tự động kiểm chứng T-test độc lập để kiểm chứng chênh lệch giá trị trung bình của hai nhóm có ý nghĩa hay không

Chúng ta sử dụng dữ liệu để kiểm chứng giả thuyết trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD) Việc tóm tắt sau khi đọc có thể giúp làm rõ các vấn đề nghiên cứu Các dữ liệu được thu thập liên quan trực tiếp đến vấn đề nghiên cứu và kết luận được đưa ra dựa trên kết quả thực tế của học sinh, không phải từ niềm tin hay sở thích cá nhân của người nghiên cứu Do đó, có thể khẳng định rằng vấn đề này hoàn toàn có thể được nghiên cứu.

Vấn đề thứ ba khụng nghiờn cứu được vỡ từ ô nờn ằ thể hiện sự chủ quan và mang tớnh cỏ nhân

Vấn đề thứ tư mang tính trung lập vì có thể kiểm chứng được bằng các dữ liệu có liên quan

Người nghiên cứu cần thận trọng khi chọn từ ngữ để tránh những đánh giá cá nhân trong việc hình thành các vấn đề nghiên cứu Các từ như "phải", "tốt nhất", "nên", "bắt buộc", "duy nhất" và "tuyệt đối" nên được loại bỏ để đảm bảo tính khách quan và chính xác trong nghiên cứu.

Một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu là khả năng kiểm chứng dữ liệu Người nghiên cứu cần xác định loại dữ liệu cần thu thập và đánh giá tính khả thi của việc thu thập chúng.

Xây dựng giả thuyết nghiên cứu

Khi phát triển vấn đề nghiên cứu, nhà nghiên cứu cần xây dựng giả thuyết nghiên cứu tương ứng Giả thuyết này đóng vai trò là câu trả lời tạm thời cho vấn đề nghiên cứu và sẽ được xác minh thông qua việc thu thập và phân tích dữ liệu.

Có hai dạng giả thuyết nghiên cứu chính:

Giả thuyết Dự đoán hoạt động thực nghiệm sẽ không mang lại hiệu quả không có nghĩa

Giả thuyết Dự đoán hoạt động thực nghiệm sẽ mang lại hiệu quả có hoặc có nghĩa (Ha) không có định hướng

Hình 4: Sơ đồ các dạng giả thuyết nghiên cứu

Sơ đồ các dạng giả thuyết nghiên cứu

Giả thuyết Giả thuyết có nghĩa không có nghĩa (Ho) ( Ha: H1, H2, H3, )

Không có sự khác biệt giữa các nhóm

Không định hướng Có định hướng

Có sự khác biệt Một nhóm có kết quả giữa các nhóm tốt hơn nhóm kia

Giả thuyết có thể được chia thành hai loại: có định hướng và không có định hướng Giả thuyết có định hướng dự đoán rõ ràng về chiều hướng của kết quả, trong khi giả thuyết không định hướng chỉ đơn thuần dự đoán sự thay đổi mà không xác định hướng đi cụ thể.

Lựa chọn thiết kế nghiên cứu

BƯỚC THỨ TƯ trong quá trình nghiên cứu là thiết kế nghiên cứu, cho phép thu thập dữ liệu chính xác để chứng minh giả thuyết Thiết kế này đã gây nhiều tranh cãi và yêu cầu nỗ lực lớn từ các nhà nghiên cứu trong suốt thời gian dài.

 Có cần nhóm đối chứng không?

 Có cần làm bài kiểm tra trước tác động không ?  Quy mô mẫu như thế nào?

 Công cụ thống kê nào sẽ được dùng, dùng như thế nào và vào thời điểm nào? Trong NCKHSPƯD, có 4 dạng thiết kế phổ biến được sử dụng:

- Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với nhóm duy nhất

- Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động với các nhóm tương đương

- Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm ngẫu nhiên

- Thiết kế kiểm tra sau tác động đối với các nhóm ngẫu nhiên

2.9.1 Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với nhóm duy nhất

Dưới đây là cách biểu thị để mô tả thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với nhóm duy nhất:

Kiểm tra trước tác Giải pháp hoặc tác Kiểm tra sau tác động động động

Thiết kế nghiên cứu này bao gồm việc kiểm tra trước tác động với một nhóm học sinh trước khi áp dụng các giải pháp hoặc hoạt động thực nghiệm Sau khi thực hiện các hoạt động thực nghiệm, người nghiên cứu sẽ tiến hành bài kiểm tra sau tác động cho cùng nhóm học sinh đó để đánh giá hiệu quả.

Kết quả được xác định bằng cách so sánh sự chênh lệch giữa kết quả bài kiểm tra trước và sau khi tác động được thực hiện Nếu có sự chênh lệch rõ rệt (được biểu thị qua |O2 - O1| > 0), người nghiên cứu có thể kết luận rằng tác động đã tạo ra ảnh hưởng.

Thiết kế nghiên cứu này rất phổ biến do tính dễ thực hiện, nhưng tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng đến giá trị dữ liệu Kết quả kiểm tra sau tác động cao hơn trước tác động có thể dẫn đến nhầm lẫn và kết luận sai rằng tác động mang lại kết quả tích cực Cách kết luận như vậy là chủ quan, vì sự gia tăng kết quả kiểm tra có thể do ảnh hưởng của các yếu tố khác Chúng ta cần nhận diện và phân tích các yếu tố hoặc nguyên nhân này.

Khoa Công nghệ Tự động đối mặt với nhiều nguy cơ tiềm ẩn, có thể ảnh hưởng đến giá trị của dữ liệu nghiên cứu được thu thập.

Những nguy cơ với nhóm duy nhất:

Nguy cơ tiềm ẩn từ các yếu tố bên ngoài có thể tác động đến hiệu quả của giải pháp đã thực hiện, dẫn đến việc gia tăng giá trị trung bình của bài kiểm tra sau tác động.

Sự trưởng thành của các đối tượng tham gia nghiên cứu góp phần làm tăng giá trị trung bình của bài kiểm tra sau tác động Sự phát triển này là một yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình đánh giá kết quả nghiên cứu.

Làm bài kiểm tra không chỉ là một nhiệm vụ mà còn là một cơ hội học tập quý giá Qua mỗi lần kiểm tra, học sinh tích lũy được nhiều kinh nghiệm hơn, giúp họ cải thiện kỹ năng và hiệu suất trong những lần kiểm tra sau Việc ôn tập và làm lại bài kiểm tra trước đó sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức và tự tin hơn trong việc đối mặt với những thử thách tiếp theo.

- Việc sử dụng công cụ đo Các bài kiểm tra trước và sau tác động không được chấm điểm giống nhau do người chấm có tâm trạng khác nhau

Sự vắng mặt của một số học sinh, đặc biệt là những em có điểm số thấp trong bài kiểm tra trước, đã dẫn đến việc không tiếp tục tham gia nghiên cứu Kết quả là bài kiểm tra sau tác động được thực hiện mà không có sự tham gia của các em này, tạo ra một thiết kế nghiên cứu đơn giản nhưng không hiệu quả Để bảo vệ giá trị của dữ liệu, chúng ta nên tránh sử dụng thiết kế này nếu có lựa chọn khác Trong trường hợp buộc phải sử dụng, cần thận trọng để giảm thiểu những nguy cơ có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của dữ liệu.

2.9.2 Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm tương đương

Trong nghiên cứu này, tác giả đã tiến hành khảo sát với hai nhóm học sinh Nhóm thứ nhất (N1) là nhóm thực nghiệm, nơi các can thiệp và tác động thực nghiệm được áp dụng Nhóm thứ hai (N2) là nhóm đối chứng, không nhận bất kỳ can thiệp hay tác động thực nghiệm nào.

Nhóm Kiểm tra trước tác Tác động Kiểm tra sau tác động động

Nhóm N1 và N2 được hình thành từ hai lớp học khác nhau, và cả hai nhóm sẽ trải qua bài kiểm tra nhằm đảm bảo rằng khả năng thực nghiệm của các em là tương đương.

Các nhà nghiên cứu có thể tiến hành kiểm chứng kết quả kiểm tra trước khi tác động lên cả nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng nhằm xác định sự tương đương giữa hai nhóm.

Mô hình thiết kế này cho phép hai nhóm thực hiện bài kiểm tra trước và sau tác động, với kết quả được đánh giá qua việc so sánh điểm số giữa hai bài kiểm tra sau tác động Nếu có sự chênh lệch đáng kể (biểu thị bằng |O3 - O4| > 0), người nghiên cứu có thể kết luận rằng hoạt động thực nghiệm đã mang lại kết quả tích cực.

Thiết kế nghiên cứu này vượt trội hơn so với thiết kế kiểm tra trước và sau tác động với nhóm duy nhất, vì nó loại bỏ được một số nguy cơ thông qua việc sử dụng nhóm đối chứng Mọi yếu tố tác động đến nhóm thực nghiệm đều sẽ ảnh hưởng tương tự đến nhóm đối chứng, giúp tăng tính chính xác và đáng tin cậy của kết quả nghiên cứu.

Sự chênh lệch có ý nghĩa trong giá trị trung bình của bài kiểm tra sau tác động giữa hai nhóm tương đương có thể được giải thích hợp lý là do ảnh hưởng của tác động (X).

Thiết kế này tốt hơn thiết kế 1 Tuy nhiên do học sinh không được lựa chọn ngẫu nhiên nên các nhóm vẫn có thể khác nhau ở một số điểm

2.9.3 Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm ngẫu nhiên

Trong thiết kế này, cả 2 nhóm (N1 và N2) đều được chọn lựa ngẫu nhiên nhưng trên cơ sở có sự tương đương

Nhóm Kiểm tra trước TĐ Tác động Kiểm tra sau TĐ

Đo lường - thu thập dữ liệu

Đo lường là bước thứ năm trong nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD), nơi người nghiên cứu thu thập dữ liệu đáng tin cậy và giá trị nhằm trả lời các câu hỏi nghiên cứu.

2.10.1 Thu thập dữ liệu Đo những gì trong NCKHSPƯD?

Khi lựa chọn loại dữ liệu cần thu thập, cần dựa vào vấn đề nghiên cứu cụ thể Các nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (NCKHSPƯD) thường tập trung vào việc cải thiện quá trình học tập các môn học thông qua việc phát triển kiến thức và kỹ năng Ngoài ra, giáo viên - những người thực hiện nghiên cứu cũng có thể quan tâm đến việc đo lường thái độ của học sinh, vì đây là những yếu tố phụ thuộc vào quá trình học tập.

Chúng ta thường áp dụng bài kiểm tra viết để thu thập thông tin về kiến thức của học sinh, sử dụng bảng kiểm quan sát để ghi nhận hành vi và kỹ năng, cùng với thang đo thái độ nhằm nắm bắt quan điểm của học sinh.

Trong nghiên cứu có 3 dạng dữ liệu cần thu thập Căn cứ vào vấn đề nghiên cứu để sử dụng dạng dữ liệu cần thu thập phù hợp

1 Kiến thức Biết, hiểu, áp dụng …

2 Hành vi/kĩ năng Sự tham gia, thói quen, sự thuần thục trong thao tác…

3 Thái độ Hứng thú, tích cực tham gia, quan tâm, ý kiến

Bảng 3: Các phương pháp được sử dụng để thu thập các dạng dữ liệu Đo lường Phương pháp

1 kiến thức Sử dụng các bài kiểm tra thông thường hoặc các bài kiểm tra được thiết kế đặc biệt

2 Hành vi/kĩ năng Thiết kế thang xếp hạng hoặc bảng kiểm quan sát

3 Thái độ Thiết kế thang thái độ

2.10.2 Đo kiến thức Các bài kiểm tra có thể sử dụng trong nghiên cứu tác động thay đổi nhận thức gồm:

Các bài kiểm tra thông thường trong lớp giúp giáo viên tiết kiệm thời gian trong việc xây dựng và chấm điểm bài kiểm tra mới Những kết quả nghiên cứu từ các hoạt động này có tính thuyết phục cao hơn, nhờ vào việc chúng diễn ra trong môi trường học tập quen thuộc, từ đó nâng cao giá trị của dữ liệu thu được.

Trong một số trường hợp, việc thiết kế bài kiểm tra riêng là cần thiết Đầu tiên, khi nội dung nghiên cứu không nằm trong chương trình giảng dạy thông thường, như không có trong sách giáo khoa hoặc phân phối chương trình Thứ hai, khi nghiên cứu áp dụng phương pháp mới, chẳng hạn như giải toán sáng tạo Do đó, cần điều chỉnh bài kiểm tra cũ hoặc thiết kế bài kiểm tra mới để phù hợp với yêu cầu nghiên cứu.

Việc sử dụng câu hỏi nhiều lựa chọn (CHNLC) là rất cần thiết trong các bài kiểm tra vì chúng giúp bao quát nội dung rộng hơn và đầy đủ hơn, đồng thời đảm bảo tính khách quan trong việc chấm điểm, từ đó tăng độ tin cậy của dữ liệu Hơn nữa, CHNLC cho phép chấm điểm nhanh chóng, giúp người dạy có thể nhìn lại quá trình học tập và viết báo cáo một cách hiệu quả Đặc biệt, CHNLC rất hữu ích trong các nghiên cứu tác động nhằm nâng cao mức độ lĩnh hội kiến thức của học sinh Tuy nhiên, cần lưu ý rằng không nên áp dụng câu hỏi nhiều lựa chọn trong các lĩnh vực của môn Ngữ văn như viết bài luận hoặc viết sáng tạo.

2.10.3 Đo kĩ năng hoặc hành vi a Đo kỹ năng Các nghiên cứu tác động về kĩ năng, căn cứ vào vấn đề nghiên cứu có thể đo các kĩ năng của học sinh như:

• Sử dụng kính hiển vi (hoặc các dụng cụ khác)

• Sử dụng công cụ trong xưởng thực hành kỹ thuật

• Đọc diễn cảm bài thơ hoặc đoạn hội thoại

Thuyết trình là một cách thể hiện khả năng lãnh đạo hiệu quả Đo hành vi là việc nghiên cứu tác động nhằm thay đổi hành vi của học sinh, dựa trên các vấn đề nghiên cứu cụ thể để đo lường các hành vi này.

• Giơ tay trước khi phát biểu

• Nộp bài tập đúng hạn

• Tham gia tích cực vào hoạt động nhóm…

Khoa Công nghệ Tự động c Quan sát công khai và không công khai

Quan sát có thể được chia thành hai loại: công khai và không công khai Trong quan sát công khai, đối tượng biết rằng họ đang được đánh giá, như khi giáo viên yêu cầu học sinh đọc to một đoạn văn Điều này có thể dẫn đến việc học sinh thể hiện tốt nhất khả năng của mình, nhưng không phản ánh hành vi thực tế của họ trong tình huống bình thường Vì vậy, dữ liệu thu được từ quan sát công khai có thể không đại diện cho hành vi tiêu biểu của học sinh.

Ngược lại, quan sát không công khai diễn ra khi đối tượng không nhận thức được rằng mình đang bị đánh giá Những hành vi được quan sát sẽ phản ánh các hành vi tự nhiên của học sinh.

Quan sát có sự tham gia nằm giữa quan sát công khai và không công khai, thường được áp dụng trong các nghiên cứu định tính hoặc phong tục Hình thức này yêu cầu giáo viên - người nghiên cứu hòa mình vào đối tượng quan sát trong một khoảng thời gian nhất định Bằng cách thực hiện quan sát có sự tham gia, giáo viên - người nghiên cứu có thể thu thập được những hiểu biết sâu sắc hơn so với việc chỉ sử dụng bảng kiểm quan sát.

Nghiên cứu về thái độ của học sinh đối với việc học tập rất quan trọng, vì thái độ tích cực có ảnh hưởng lớn đến hành vi và kết quả học tập của họ Để đo lường thái độ này, có thể áp dụng thang đo Likert với 8-12 câu hỏi, mỗi câu hỏi bao gồm một mệnh đề đánh giá và thang đo phản hồi với 5 mức độ Điểm số được tính bằng tổng điểm của các mức độ mà học sinh đã chọn hoặc đánh dấu.

Các dạng phản hồi của thang đo thái độ có thể sử dụng là: đồng ý, tần suất, tính tức thì, tính cập nhật, tính thiết thực Bảng 4:

Các dạng phản hồi trong đánh giá bao gồm: đồng ý và mức độ đồng ý, tần suất thực hiện nhiệm vụ, thời điểm bắt đầu thực hiện nhiệm vụ, thời điểm thực hiện nhiệm vụ gần nhất, cách sử dụng nguồn lực như thời gian rảnh rỗi và tiền thưởng, cùng với thái độ đối với môn Khoa học.

Thang đo thái độ đối với môn Khoa học bao gồm các mệnh đề khẳng định và phủ định Cụ thể, câu 1 là mệnh đề khẳng định, trong khi câu 2, 3 và 4 là các mệnh đề phủ định Bạn có thể dễ dàng tải về danh mục đầy đủ từ internet.

Các mệnh đề trong thang đo thường gặp vấn đề phức tạp về khái niệm Chẳng hạn, khoa học và công nghệ là hai khái niệm riêng biệt, và sức khoẻ, sự thuận lợi, tiện nghi không nhất thiết phải đồng hành cùng nhau Việc kết hợp nhiều khái niệm trong một mệnh đề có thể dẫn đến sự đồng ý với một phần nhưng không đồng ý với phần khác, gây khó khăn trong việc đưa ra câu trả lời Do đó, mỗi mệnh đề đo thái độ nên chỉ tập trung vào một ý tưởng hoặc khái niệm duy nhất, trừ khi cần đánh giá một khái niệm ghép.

Độ tin cậy và độ giá trị

Dữ liệu thu thập từ việc kiểm tra kiến thức, đo kỹ năng và đánh giá thái độ có thể thiếu độ tin cậy và giá trị Khi dữ liệu không đáng tin cậy, nó sẽ không thể được áp dụng cho bất kỳ mục đích thực tiễn nào.

Độ tin cậy

Độ tin cậy được định nghĩa là tính nhất quán và sự thống nhất của dữ liệu qua các lần đo khác nhau, đồng thời phản ánh tính ổn định của dữ liệu thu thập được.

Độ giá trị

Độ giá trị của dữ liệu là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính xác thực, phản ánh trung thực nhận thức, thái độ và hành vi được đo lường Dữ liệu có giá trị cung cấp cái nhìn chính xác về thực tế, giúp đưa ra quyết định đúng đắn.

Mối quan hệ giữa độ tin cậy và độ giá trị

1 Độ tin cậy và độ giá trị là chất lượng của dữ liệu, không phải là công cụ để thu thập dữ liệu

2 Độ tin cậy và độ giá trị có liên hệ chặt chẽ với nhau Đối với các dữ liệu thu thập được trong Nghiên cứu tác động, mục tiêu của người nghiên cứu là nâng cao cả độ tin cậy và độ giá trị của dữ liệu.

Kiểm chứng độ tin cậy của dữ liệu

- sử dụng các dạng đề tương đương

Khoa Công nghệ Tự động a, Kiểm tra nhiều lần

Phương pháp kiểm tra nhiều lần yêu cầu một nhóm đối tượng thực hiện bài kiểm tra hai lần tại hai thời điểm khác nhau Để đảm bảo dữ liệu đáng tin cậy, điểm số của hai bài kiểm tra cần phải tương đồng hoặc có độ tương quan cao Đồng thời, việc sử dụng các dạng đề tương đương cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.

Trong phương pháp sử dụng các dạng đề tương đương, cần tạo ra hai phiên bản khác nhau của một bài kiểm tra Một nhóm đối tượng sẽ thực hiện cả hai bài kiểm tra cùng một thời điểm để đảm bảo tính nhất quán Để kiểm tra độ tương quan giữa điểm số của hai bài kiểm tra, cần tính toán sự tương đồng giữa chúng Cuối cùng, việc chia đôi dữ liệu cũng là một bước quan trọng trong quá trình này.

Phương pháp này chia dữ liệu thành 2 phần và kiểm tra tính nhất quán giữa các điểm số của của 2 phần đó bằng công thức Spearman-Brown:

Kiểm chứng độ tin cậy của dữ liệu Chia đôi dữ liệu:

• Chia các điểm số của bài kiểm tra thành 2 phần

• Kiểm tra tính nhất quán giữa hai phần đó

• Áp dụng công thức tính độ tin cậy Spearman- Brown: r SB = 2 * rhh / (1 + rhh)

Trong đó: r SB : Độ tin cậy Spearman-Brown r hh : Hệ số tương quan chẵn lẻ

Hệ số tương quan (rhh) là chỉ số quan trọng để đánh giá độ tin cậy của dữ liệu, được tính bằng phương pháp chia đôi Để tính toán độ tin cậy cho toàn bộ dữ liệu, chúng ta áp dụng công thức Spearman-Brown: rSB = 2 * rhh / (1 + rhh) Giá trị rSB là kết quả cuối cùng cần xác định, vì nó phản ánh mức độ tin cậy của dữ liệu thu thập Ngoài ra, phần mềm Excel đã tích hợp sẵn chức năng tính toán giá trị rSB, giúp người dùng thực hiện một cách dễ dàng.

Trong nghiên cứu tác động, cần đạt được độ tin cậy có giá trị từ 0,7 trở lên

Khoa Công nghệ Tự động d, Cách tính độ tin cậy Spearman-Brown Độ tin cậy Spearman-Brown: Ví dụ

Bảng dưới đây là ví dụ về thang đo với 15 học sinh (A-O) trả lời 10 câu hỏi (Q1-Q10)

Kết quả trả lời các câu hỏi được biểu thị bằng các số từ 1 đến 32 6 (ví dụ: Hoàn toàn không đồng ý = 1 Hoàn toàn đồng ý = 6)

Sau đây là một ví dụ về tính độ tin cậy Spearman-Brown Chúng ta đã có điểm của 15 học sinh (từ

Thang đo thái độ từ A đến O bao gồm 10 câu hỏi (Q1 đến Q10), với điểm số từ 1 đến 6, trong đó 1 là "Hoàn toàn không đồng ý" và 6 là "Hoàn toàn đồng ý" Bảng dữ liệu bên dưới trình bày kết quả phổ biến của các dữ liệu với độ tin cậy Spearman-Brown.

Tổng cộng các cột lẻ (Q1 + Q3 + Q5 + Q7 + Q9)

Hệ số tương quan chẵn lẻ Độ tin cậy Spearman-Brown r hh = 0.92 = CORREL (M2:M16, N2:N16)

R SB = 2 * r hh / (1 + r hh ) = 0.96 33 chúng ta thu thập được trong nhiều NCKHSPƯD

Tổng điểm của các câu hỏi lẻ và chẵn được tính riêng, với kết quả hiển thị ở cột M và N Để tính độ tin cậy, chúng ta sử dụng phương pháp chia đôi dữ liệu (rhh) giữa hai cột này, áp dụng công thức tính hệ số tương quan trong phần mềm Excel.

Công thức tính hệ số tương quan chẵn lẻ: rhh = CORREL(array1, array2)

Khoa Công nghệ Tự động Áp vào ví dụ trên ta có: rhh = correl(M2:M16, N2:N16) = 0,92

Với giá trị rhh là 0,92, có thể dễ dàng tính được độ tin cậy Spearman-Brown (rSB) bằng công thức:

Công thức tính độ tin cậy Spearman-Brown: r SB = 2 * r hh / (1 + r hh ) Áp vào ví dụ trên ta có: rSB = 2 * 0,92 / (1 +0,92) = 0,96

Độ tin cậy của dữ liệu trong trường hợp này rất cao với giá trị rSB đạt 0,96, vượt xa ngưỡng 0,7 Do đó, chúng ta có thể khẳng định rằng các dữ liệu thu được là đáng tin cậy.

Các bước kiểm chứng độ tin cậy của dữ liệu theo PP chia đôi dữ liệu

1 Tính tổng điểm các câu hỏi số chẵn và số lẻ

Ví dụ theo bảng B3.3 M (lẻ) = (B + D + F + H + J)

2 Tính hệ số tương quan chẵn - lẻ (rhh) sử dụng công thức trong phần mềm Excel: r hh = correl(array1, array2)

3 Tính độ tin cậy Spearman-Brown bằng công thức rSB = 2 * rhh / (1 + rhh )

4 So sánh kết quả với bảng dưới rSB >= 0,7 Dữ liệu đáng tin cậy rSB < 0,7 Dữ liệu không đáng tin cậy

5 Kết luận dữ liệu có đáng tin cậy hay không

Kiểm chứng độ giá trị của dữ liệu

- độ giá trị nội dung,

- độ giá trị đồng quy

Độ giá trị dự báo trong nghiên cứu bao gồm hai khía cạnh chính: độ giá trị nội dung và độ giá trị đồng quy Độ giá trị nội dung được kiểm tra bằng cách xem xét xem các câu hỏi có phản ánh chính xác các vấn đề, khái niệm hoặc hành vi cần đo hay không, và thường được đánh giá thông qua các nhận xét của giáo viên có kinh nghiệm Điều này cho thấy độ giá trị nội dung mang tính mô tả hơn là thống kê.

Điểm số của các bài kiểm tra trong NCKHSPƯD cần có độ tương quan cao với điểm số các bài kiểm tra trên lớp trong cùng môn học, nghĩa là học sinh có kết quả tốt trong các bài kiểm tra thông thường cũng sẽ làm tốt trong các bài kiểm tra nghiên cứu tác động Việc xem xét tương quan giữa điểm số các bài kiểm tra NCKHSPƯD và điểm các bài kiểm tra thông thường là một cách để kiểm chứng độ giá trị của dữ liệu Đối với độ giá trị dự báo, các số liệu kiểm tra của nghiên cứu cũng cần tương quan với bài kiểm tra môn học trong tương lai; tương quan càng lớn thì độ giá trị càng cao, cho thấy kiến thức và kỹ năng của học sinh trong nghiên cứu tương đương với kiến thức và kỹ năng trong các môn học.

Phân tích dữ liệu là bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu, giúp rút ra kết quả chính xác để trả lời các câu hỏi nghiên cứu.

Tại sao sử dụng thống kê trong NCKHSPƯD?

Thống kê được xem như "ngôn ngữ thứ hai" giúp biểu đạt khách quan kết quả nghiên cứu Đây là công cụ quan trọng cho giáo viên và nhà nghiên cứu trong việc truyền đạt đầy đủ thông tin đến đồng nghiệp, cán bộ quản lý nhà trường và các nhà nghiên cứu khác.

Thống kê đóng vai trò quan trọng trong việc giúp người nghiên cứu rút ra những kết luận giá trị Khi được hỏi về ảnh hưởng của các nghiên cứu tác động, giáo viên thường đưa ra những phản hồi chung chung như "không tồi" hay "có tiến bộ", điều này thể hiện sự thiếu chính xác do quan sát hạn chế Do đó, cần thiết phải có một ngôn ngữ thống nhất để giảm thiểu các cách giải thích chủ quan Giống như ngôn ngữ trong giao tiếp hàng ngày, thống kê được coi là "ngôn ngữ thứ hai" kết nối người nghiên cứu với người sử dụng nghiên cứu.

Trong NCKHSPƯD, thống kê đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích dữ liệu thu thập được để đưa ra kết quả nghiên cứu chính xác Thống kê có ba chức năng chính: mô tả, so sánh và liên hệ dữ liệu Phân tích là bước thứ sáu trong quy trình NCKHSPƯD, trước khi tiến hành tổng hợp và báo cáo kết quả Ngoài việc hiểu cách sử dụng thống kê trong nghiên cứu tác động, cần nắm rõ mối liên hệ giữa các kỹ thuật thống kê và thiết kế nghiên cứu Hãy cùng khám phá ba chức năng quan trọng của thống kê trong nghiên cứu.

Mô tả dữ liệu là bước quan trọng đầu tiên trong quá trình xử lý thông tin từ các bài kiểm tra hoặc thang đo mà học sinh thực hiện Sau khi thu thập, chúng ta có nhiều điểm số khác nhau, tạo thành dữ liệu thô Dữ liệu này cần được chuyển đổi thành thông tin có thể sử dụng được trước khi chia sẻ kết quả nghiên cứu với các bên liên quan.

Hai câu hỏi quan trọng cần trả lời khi mô tả hoạt động hoặc phản hồi của học sinh là:

1 Các điểm số (hoặc kết quả phản hồi) có độ tập trung tốt đến mức nào?

2 Các điểm số có độ phân tán như thế nào?

Hai câu hỏi này chủ yếu liên quan đến độ tập trung và độ phân tán của dữ liệu, những khái niệm này sẽ được làm rõ hơn trong phần tiếp theo.

So sánh dữ liệu giúp kiểm chứng sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nhóm Khi phát hiện sự khác biệt, việc xác định mức độ ảnh hưởng là cần thiết Nghiên cứu thường tìm hiểu sự khác biệt giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng, hoặc giữa giá trị trung bình của bài kiểm tra trước và sau tác động trong nghiên cứu một nhóm Nếu có sự khác biệt, cần xác định liệu sự khác biệt đó có phải ngẫu nhiên hay không Sự khác biệt không ngẫu nhiên cho thấy tiến bộ thực sự là kết quả của tác động nghiên cứu.

Liên hệ dữ liệu Khi một nhóm làm hai bài kiểm tra hoặc làm một bài kiểm tra hai lần, chúng ta có thể đặt ra các câu hỏi:

• Mức độ tương quan giữa hai tập hợp điểm số như thế nào?

Kết quả kiểm tra sau tác động có liên quan đến kết quả kiểm tra trước tác động hay không? Chúng ta sẽ khám phá chi tiết ba chức năng chính của thống kê để làm rõ vấn đề này.

Mô tả dữ liệu

Hai phương pháp chính để mô tả dữ liệu là độ tập trung và độ phân tán Độ tập trung xác định "trung tâm" của dữ liệu, với các tham số thống kê bao gồm Mốt, Trung vị và Giá trị trung bình.

- Mốt (Mode, viết tắt là Mo) là giá trị có tần suất xuất hiện nhiều nhất trong một dãy điểm số

- Trung vị (Median) là điểm nằm ở vị trí giữa trong dãy điểm số xếp theo thứ tự

- Giá trị trung bình (Mean) là điểm trung bình cộng của các điểm số

Các tham số thống kê thể hiện mức độ phân tán của dữ liệu là độ lệch chuẩn Bảng 6: Công thức tính các giá trị trong phần mềm Excel:

Công thức tính trong phần mềm Excel

Trung vị =Median(number1, number2, …)

Giá trị trung bình được tính bằng công thức Average(number1, number2, …), trong khi độ lệch chuẩn được xác định bằng Stdev(number1, number2, …) Để biết thêm chi tiết về cách sử dụng các công thức này trong phần mềm Excel, vui lòng tham khảo phụ lục 1.

Thông qua mô tả dữ liệu, chúng ta thu thập được thông tin cơ bản cần thiết Những thông tin này rất quan trọng để thực hiện việc so sánh và liên hệ dữ liệu một cách chính xác.

So sánh dữ liệu

• Kết quả của các nhóm có khác nhau không? Sự khác nhau ấy có ý nghĩa hay không?

• Mức độ ảnh hưởng của tác động này lớn tới mức nào?

Các phép đo để so sánh dữ liệu bao gồm t-test cho dữ liệu liên tục, kiểm chứng Khi bình phương cho dữ liệu rời rạc, và Độ chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) để đo mức độ ảnh hưởng T-test và Khi bình phương giúp xác định xem sự tiến bộ về điểm số có ý nghĩa hay chỉ là ngẫu nhiên SMD đo lường độ lớn ảnh hưởng của tác động.

Dữ liệu liên tục là loại dữ liệu có giá trị nằm trong một khoảng xác định, chẳng hạn như điểm số của học sinh từ 0 đến 100 Ngược lại, dữ liệu rời rạc bao gồm các giá trị thuộc về các hạng mục riêng biệt.

Phép kiểm chứng t-test độc lập được áp dụng để xác định xem có sự khác biệt ngẫu nhiên về giá trị trung bình giữa hai nhóm khác nhau, cụ thể là nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng hay không.

Chênh lệch xảy ra một cách ngẫu nhiên, không do tác động nào, vẫn có thể xuất hiện nhưng không được coi là có ý nghĩa Khi chênh lệch không có ý nghĩa, điều này cho thấy tác động không mang lại sự thay đổi kết quả giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng.

Phép kiểm chứng t-test được sử dụng để so sánh sự chênh lệch giá trị trung bình của hai bài kiểm tra nhằm xác định tính ý nghĩa Nó cũng có thể áp dụng để kiểm tra giá trị trung bình của hai bài kiểm tra trước khi có tác động, giúp xác định sự tương đương giữa các nhóm.

Phép kiểm chứng t-test phụ thuộc được sử dụng để xác định sự khác biệt về giá trị trung bình của điểm số trong cùng một nhóm qua hai lần kiểm tra Khi nhóm tham gia bài kiểm tra trước và sau tác động, việc so sánh giá trị trung bình giúp xác định xem có sự thay đổi ý nghĩa nào (tăng hoặc giảm) sau tác động hay không Sự thay đổi này thường được coi là biểu hiện của sự tiến bộ trong nghiên cứu giáo dục.

Mức độ ảnh hưởng phản ánh mức độ tác động của sự khác biệt Sau khi thực hiện kiểm chứng t-test và xác định rằng có sự khác biệt có ý nghĩa trong giá trị trung bình, mức độ ảnh hưởng sẽ cho biết kích thước của sự khác biệt này.

Mức độ ảnh hưởng của một chương trình quảng cáo giảm cân có thể được minh họa qua một ví dụ cụ thể: một công ty quảng cáo cam kết giúp bạn giảm 5kg trong vòng 3 tháng Chỉ số 5kg này không chỉ thể hiện kết quả mà còn phản ánh độ lớn của ảnh hưởng mà chương trình này mang lại cho người tham gia.

Trong những năm gần đây, việc báo cáo mức độ ảnh hưởng bên cạnh kết quả của phép kiểm chứng t-test ngày càng được các nhà nghiên cứu chú trọng Điều này là do sau khi t-test xác nhận sự chênh lệch có ý nghĩa, mức độ ảnh hưởng sẽ cho biết độ lớn của chênh lệch đó Để minh họa cho việc sử dụng t-test, chúng ta sẽ xem xét một số ví dụ, trong đó bình phương và độ lệch giá trị trung bình chuẩn được áp dụng để phân tích dữ liệu trong nghiên cứu tác động.

3.1 Phép kiểm chứng t-test độc lập T-test độc lập giúp chúng ta xác định khả năng chênh lệch giữa giá trị trung bình của hai nhóm riêng rẽ (nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng) có khả năng xẩy ra ngẫu nhiên hay không Trong phép kiểm chứng t-test, chúng ta thường tính giá trị p, trong đó: p là xác suất xảy ra ngẫu nhiên, thông thường hệ số p được quy định p ≤ 0,05

Giá trị p được giải thích như sau:

Kết quả Chênh lệch giữa giá trị trung bình của 2 nhóm p ≤ 0,05  Có ý nghĩa

(chênh lệch không có khả năng xảy ra ngẫu p > 0,05  nhiên)

KHÔNG có ý nghĩa (chênh lệch có khả năng xảy ra ngẫu nhiên)

Giá trị p, hay xác suất xảy ra ngẫu nhiên, thể hiện tỷ lệ phần trăm trong nghiên cứu Cụ thể, nếu giá trị p bằng 0,04, điều này có nghĩa là khả năng chênh lệch giữa hai giá trị trung bình chỉ là 4% Dựa trên quy ước giá trị p là 5%, chúng ta có thể kết luận rằng chênh lệch này không phải do ngẫu nhiên, và do đó, chênh lệch đó có ý nghĩa thống kê.

2 So sánh dữ liệu a Phép kiểm chứng t-test độc lập

Ví dụ 3: 3 tập hợp điểm kiểm tra của 2 nhóm

Trong nghiên cứu này, nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng được kiểm tra về ngôn ngữ trước và sau khi tác động Kết quả cho thấy giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của từng nhóm, cùng với giá trị p từ phép kiểm chứng t-test độc lập, nhằm đánh giá sự khác biệt có ý nghĩa giữa hai nhóm sau khi tác động.

Phép kiểm chứng t-test cho biết ý nghĩa của sự chênh lệch các giá trị trung bình các bài kiểm tra giữa nhóm thực nghiệm với nhóm đối chứng

Hình 6: So sánh dữ liệu

Giá trị trung bình (tối đa 100) của ba bài kiểm tra (kiểm tra ngôn ngữ, bài kiểm tra trước và bài kiểm tra sau tác động) đã được tính toán cho nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng Chênh lệch giá trị trung bình giữa hai nhóm được thể hiện rõ ràng.

KT ngôn KT trước tác KT sau tác ngữ động động

Dựa vào chênh lệch giá trị trung bình (c), có dấu hiệu cho thấy đã có sự tiến bộ trong cả ba kết quả kiểm tra Tuy nhiên, để đưa ra kết luận chính xác, cần thực hiện phép kiểm chứng t-test Công thức tính giá trị p cho phép kiểm chứng t-test trong Excel là: p = ttest(array1, array2, tail, type), trong đó "array" là cột điểm số cần so sánh, còn "tail" và "type" là các tham số cần xác định.

Khoa Công nghệ Tự động Đuôi 1: Đuôi đơn (giả thuyết có định hướng): nhập số 1 vào công thức

2: Đuôi đôi (giả thuyết không có định hướng): nhập số 2 vào công thức Áp dụng công thức vào ví dụ ta có:

- Biến đều (độ lệch chuẩn bằng nhau) nhập số 2 vào công thức

- Biến không đều: nhập số 3 vào công thức (lưu ý 90% các trường hợp là biến không đều, nhập số 3 vào công thức) a Phép kiể m chứ ng t-test độ c lậ p

KT ngôn KT trước KT sau ngữ tác động tác động

Có ý nghĩa (p≤ 0,05) Không có Không có Có ý nghĩa ý nghĩa Ý nghĩa

Giá trị p trong phép kiểm chứng t-test cho thấy chênh lệch giá trị trung bình giữa các bài kiểm tra ngôn ngữ và bài kiểm tra trước tác động của hai nhóm lần lượt là 0,56 và 0,95, cho thấy chênh lệch này có khả năng xảy ra ngẫu nhiên cao và không có ý nghĩa Ngược lại, giá trị p của phép kiểm chứng t-test sau tác động của hai nhóm là 0,05, cho thấy chênh lệch này không có khả năng xảy ra ngẫu nhiên và được coi là có ý nghĩa.

Mục đích của báo cáo NCKHSPƯD

Một báo cáo nghiên cứu tác động chất lượng là công cụ quan trọng để trình bày kết quả nghiên cứu một cách hiệu quả Việc báo cáo chính xác các hoạt động và kết quả nghiên cứu không chỉ giúp truyền tải ý nghĩa của nghiên cứu mà còn thu hút sự quan tâm từ các bên liên quan Trong phần này, chúng ta sẽ đi sâu vào cách thức xây dựng báo cáo nghiên cứu tác động.

Các giáo viên và nhà nghiên cứu rất quan tâm đến kết quả nghiên cứu tác động, vì họ muốn xác định mức độ ảnh hưởng, liệu nó có tích cực, trung bình hay tiêu cực Thực tế, mức độ ảnh hưởng của tác động sẽ cung cấp câu trả lời cho vấn đề nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu tác động là mối quan tâm hàng đầu của giáo viên, cán bộ quản lý và các nhà nghiên cứu trong trường học Những kết quả này giúp xác định các hoạt động cần thực hiện sau nghiên cứu và hỗ trợ trong việc ra quyết định.

Có nhiều cơ hội để chia sẻ và thảo luận về kết quả nghiên cứu, bao gồm các cuộc họp khoa, hội thảo chuyên đề nội bộ, hội nghị chuyên đề quận, hội thảo cấp quốc gia và quốc tế, cũng như trên các tạp chí giáo dục.

Người nghiên cứu cần ghi chép trung thực về mục đích, quy trình và kết quả của nghiên cứu tác động, vì đây là nền tảng để truyền đạt thông tin Sau đó, nội dung và văn phong của báo cáo có thể được điều chỉnh để phù hợp với từng đối tượng khác nhau.

Các nội dung cơ bản của báo cáo nghiên cứu tác động

Để báo cáo nghiên cứu tác động hiệu quả, giáo viên nghiên cứu cần nắm rõ các nội dung cơ bản của báo cáo Những nội dung này giữ nguyên giá trị bất chấp sự khác biệt về nhu cầu và phong cách của người đọc Các phần thiết yếu trong báo cáo nghiên cứu tác động bao gồm:

• Vấn đề nghiên cứu nảy sinh như thế nào? Vì sao vấn đề lại quan trọng?

• Giải pháp cụ thể là gì? Các kết quả dự kiến là gì?

• Tác động nào đã được thực hiện? Trên đối tượng nào? Và bằng cách nào?

• Đo các kết quả bằng cách nào? Độ tin cậy của phép đo ra sao?

• Kết quả nghiên cứu cho thấy điều gì? Vấn đề nghiên cứu đã được giải quyết chưa?

Để xác định số lượng chi tiết cần đưa vào báo cáo và phong cách trình bày phù hợp, cần xem xét trình độ và nhu cầu của người đọc Việc này sẽ giúp đưa ra những kết luận và kiến nghị rõ ràng, hiệu quả hơn.

Cấu trúc báo cáo

Tên đề tài nghiên cứu nên được giới hạn trong 20 từ, thể hiện rõ nội dung, khách thể và tác động của nghiên cứu Nó có thể được trình bày dưới dạng câu hỏi hoặc câu khẳng định để tạo sự thu hút và rõ ràng cho người đọc.

3.2 Tên tác giả và tổ chức Tên tác giả và tổ chức được trình bày theo mẫu sau:

Rawlinson, D Sở Giáo dục bang Florida Little, M Sở Giáo dục bang Florida Guskey, T R Trường Đại học Corwin

Khi có từ hai tác giả trở lên, tên của tác giả chủ biên nên được đặt ở vị trí đầu tiên Nếu các tác giả đến từ nhiều tổ chức khác nhau, hãy nhóm tên của các tác giả thuộc cùng một tổ chức lại với nhau.

3.3 Tóm tắt Đây là phần tóm tắt cô đọng về bối cảnh, mục đích, quá trình và các kết quả nghiên cứu GV - người nghiên cứu có thể viết từ một đến ba câu để tóm tắt cho mỗi nội dung Phần tóm tắt chỉ nên có độ dài từ 150 đến 200 từ để người đọc hình dung khái quát về nghiên cứu

Trong phần này, giáo viên nghiên cứu cung cấp thông tin nền tảng và lý do cho việc thực hiện nghiên cứu Có thể trích dẫn một số công trình nghiên cứu gần đây để độc giả hiểu rõ hơn về những gì các giáo viên và nhà nghiên cứu khác đã khám phá liên quan đến vấn đề nghiên cứu Việc trích dẫn tài liệu tham khảo không chỉ nhằm thuyết phục độc giả về giải pháp thay thế mà còn làm tăng tính thuyết phục của nghiên cứu Cuối cùng, người nghiên cứu cần nêu rõ các vấn đề nghiên cứu sẽ được giải quyết và trình bày giả thuyết nghiên cứu một cách cụ thể.

Giải thích về khách thể nghiên cứu, thiết kế, các phép đo, quy trình và các kỹ thuật phân tích được thực hiện trong NCKHSPƯD a Khách thể nghiên cứu

Trong phần này, giáo viên nghiên cứu mô tả thông tin cơ bản về các đối tượng tham gia, bao gồm học sinh trong nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng Các yếu tố được đề cập bao gồm giới tính, thành tích học tập, trình độ, thái độ và các hành vi liên quan.

Người NC cần mô tả:

- Chọn dạng thiết kế nào trong bốn dạng thiết kế nghiên cứu hoặc thiết kế cơ sở AB;

Nghiên cứu đã áp dụng kết quả từ bài kiểm tra trước tác động và các bài kiểm tra thông thường để xác định sự tương đương giữa các nhóm.

- Nghiên cứu sử dụng phép kiểm chứng T-test hay phép kiểm chứng khi bình phương

GV - Các nhà nghiên cứu có thể áp dụng khung dưới đây để mô tả thiết kế nghiên cứu của mình: Thiết kế này chỉ sử dụng bài kiểm tra sau tác động với các nhóm được phân bổ ngẫu nhiên (TK 4).

Nhóm Tác động Bài kiểm tra sau tác động

(Các ký hiệu N1 (nhóm 1), X (tác động), O3 (bài kiểm tra sau tác động) được chấp nhận rộng rãi và dễ hiểu) c Quy trình nghiên cứu

Mô tả chi tiết tác động được thực hiện trong nghiên cứu, trả lời các câu hỏi như:

Tác động như thế nào?

Tác động kéo dài bao lâu?

Tác động được thực hiện ở đâu và khi nào?

Có những tài liệu/thiết bị nào được sử dụng trong quá trình thực hiện tác động?

Người nghiên cứu cần tổng hợp tài liệu liên quan trong báo cáo, bao gồm công cụ khảo sát, bài kiểm tra, kế hoạch bài học và liên kết đến video trong phần phụ lục Trong quy trình nghiên cứu, giáo viên cần làm rõ mối liên hệ giữa hoạt động nghiên cứu và các phụ lục này để đảm bảo tính minh bạch và dễ hiểu.

Trong phần này, tác giả trình bày công cụ đo lường và bài kiểm tra được thực hiện trước và sau tác động, bao gồm mục tiêu, nội dung, dạng câu hỏi, số lượng câu hỏi, đáp án và biểu điểm Ngoài ra, có thể bổ sung mô tả về quy trình chấm điểm, cũng như độ tin cậy và giá trị của dữ liệu nếu có.

Trong phần phương pháp nghiên cứu, giảng viên - người thực hiện nghiên cứu cần trình bày rõ ràng các tiêu đề nhỏ như khách thể nghiên cứu, thiết kế nghiên cứu, quy trình thực hiện và phương pháp đo lường, nếu có đủ thông tin cho từng phần.

Phân tích dữ liệu và bàn luận kết quả

Trong phần này, giáo viên nghiên cứu sẽ tóm tắt các dữ liệu thu thập được và báo cáo các kỹ thuật thống kê đã được sử dụng để phân tích Đồng thời, họ sẽ chỉ ra kết quả của quá trình phân tích, thường thông qua việc sử dụng bảng và biểu đồ để minh họa.

Khoa Công nghệ Tự động nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bàn luận kết quả nghiên cứu, trong đó người nghiên cứu cần trả lời các vấn đề đã nêu trong phần "Giới thiệu" Mỗi vấn đề nghiên cứu được liên hệ rõ ràng với kết quả thu được, từ đó đưa ra các hàm ý về việc có nên tiếp tục, điều chỉnh, mở rộng hay dừng lại nghiên cứu Qua việc phân tích dữ liệu, người nghiên cứu có thể đánh giá mức độ đạt được các mục tiêu nghiên cứu Ngoài ra, việc nêu ra các hạn chế của nghiên cứu, như quy mô nhóm nhỏ, nội dung kiểm tra hạn chế, thời gian tác động không đủ dài và các yếu tố không kiểm soát, cũng giúp người đọc hiểu rõ hơn về điều kiện thực hiện nghiên cứu.

Kết luận và khuyến nghị

Phần tóm tắt này nêu bật các kết quả nghiên cứu để tạo ấn tượng mạnh mẽ với người đọc Nghiên cứu cần được trình bày ngắn gọn, từ một đến hai câu cho mỗi vấn đề, nhằm tổng hợp các kết quả chính Dựa trên những kết quả này, các khuyến nghị thực tiễn có thể được đưa ra, bao gồm điều chỉnh tác động, lựa chọn đối tượng học sinh, phương pháp thu thập dữ liệu, và ứng dụng nghiên cứu vào các lĩnh vực khác.

Tài liệu tham khảo

Đây là danh sách trích dẫn theo thứ tự bảng chữ cái về các tác giả, công trình nghiên cứu và tài liệu được sử dụng trong báo cáo, đặc biệt là trong phần "Giới thiệu" Các nhà nghiên cứu giáo dục có thể tham khảo cách trích dẫn của Hiệp hội Tâm lý học Mỹ (APA), với nhiều thông tin hữu ích có sẵn trên internet.

Phụ lục

Để chứng minh kết quả nghiên cứu trong quá trình thực hiện đề tài, cần cung cấp các minh chứng như phiếu hỏi, câu hỏi kiểm tra, kế hoạch bài học, tư liệu dạy học, bài tập mẫu và các số liệu thống kê chi tiết.

3.6 Ngôn ngữ và trình bày báo cáo

Giáo viên và người nghiên cứu cần đầu tư nhiều thời gian và công sức để viết một báo cáo NCKHSPƯD chất lượng Báo cáo cần tập trung vào các vấn đề chính của nghiên cứu, tránh sự lan man để đảm bảo tính mạch lạc và hiệu quả.

Báo cáo cần sử dụng ngôn ngữ đơn giản, tránh diễn đạt phức tạp hoặc sử dụng các từ chuyên môn không cần thiết

1 Sử dụng các bảng, biểu đồ đơn giản khi có thể Các biểu đồ hình học ba chiều trông có thể đẹp nhưng không tăng thêm giá trị cho dữ liệu cần trình bày

2 Có phần chú giải cho các bảng, biểu đồ, không nên để người đọc phải tự phán đoán ý nghĩa của các bảng, biểu đồ

3 Sử dụng thống nhất một cách trích dẫn cho toàn bộ văn bản (ví dụ: APA)

Các báo cáo nghiên cứu tuân thủ nguyên tắc rõ ràng thường ngắn gọn và có sức ảnh hưởng lớn hơn đến độc giả, trong khi những báo cáo không tuân thủ nguyên tắc thường lan man, khiến người đọc mất tập trung vào các vấn đề chính Dưới đây là một số lỗi phổ biến trong báo cáo nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng.

Vấn đề nghiên cứu không được trình bày hoặc diễn đạt rõ ràng

Giới thiệu Người đọc phải cố gắng suy đoán để tìm ra vấn đề nghiên cứu

Thiết kế nghiên cứu không đo các dữ liệu để trả lời các vấn đề Phương pháp nghiên cứu

Phần bàn luận của bài viết không chỉ tập trung vào các vấn đề nghiên cứu mà còn dựa vào kết quả phân tích dữ liệu để đưa ra những nhận định sâu sắc.

• Không tóm tắt các kết quả trả lời cho vấn đề nghiên cứu

• Người nghiên cứu bàn về một vấn đề mới không gắn với vấn đề

Các khuyến nghị được đưa ra không dựa trên kết quả nghiên cứu, cho thấy người nghiên cứu đã quên rằng mục đích của phần kết luận là nhấn mạnh các kết quả quan trọng nhằm tạo ấn tượng sâu sắc với người đọc.

3.7 Lập kế hoạch nghiên cứu KHSPƯD

Lập kế hoạch là sự khởi đầu của NCKHSPƯD

Kế hoạch NCKHSPƯD giúp người nghiên cứu lần lượt đi theo các bước của NCKHSPƯD

Kế hoạch Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng

1 Mô tả vấn đề trong việc dạy học, quản lý hoặc hoạt động hiện tại của nhà trường

2 Liệt kê các nguyên nhân gây ra vấn đề

3 Lựa chọn một hoặc hai nguyên nhân muốn thay đổi

1 Tìm hiểu lịch sử vấn đề (xem vấn đề NC đã được giải quyết ở một nơi khác hoặc đã có giải pháp tương tự liên quan đến vấn đề chưa)

2 Thiết kế giải pháp thay thế để giải quyết vấn đề

3 Mô tả quy trình và khung thời gian thực hiện giải pháp thay thế Xây dựng các vấn đề NC và giả thuyết NC tương ứng

1 Lựa chọn 1 trong các thiết kế sau:

- KT trước và sau tác động với nhóm duy nhất

- KT trước và sau tác động với các nhóm tương đương

- KT trước và sau tác động với các nhóm ngẫu nhiên

- KT sau tác động với các nhóm ngẫu nhiên

- Thiết kế cơ sở AB/đa cơ sở AB

2 Mô tả số HS trong nhóm thực nghiệm/đối chứng

1 Thu thập dữ liệu nào (nhận thức, hành vi, thái độ)?

2 Sử dụng công cụ đo/bài KT (bình thường trên lớp hay thiết kế đặc biệt)?

3 Kiểm chứng độ giá trị bằng cách nhờ GV khác hoặc chuyên gia

4 Kiểm chứng độ tin cậy bằng phương pháp chia đôi dữ liệu sử dụng công thức Spearman-Brown hoặc kiểm tra nhiều lần

Lựa chọn phép kiểm chứng thống kê phù hợp:

- T-test độc lập - Khi bình phương

- T-test phụ thuộc (theo cặp) - Hệ số tương quan

- Mức độ ảnh hưởng Trả lời cho các câu hỏi:

- Kết quả đối với từng vấn đề nghiên cứu có ý nghĩa không?

- Nếu có ý nghĩa, mức độ ảnh hưởng như thế nào?

- Tương quan giữa các bài KT như thế nào?

Lưu ý: Trong bước lập kế hoạch, GV - người nghiên cứu có thể chưa điền nội dung của mục này vì chưa thu thập được dữ liệu

Giới thiệu

Bài viết này giới thiệu các cảm biến logic trong số nhiều loại cảm biến được sử dụng tại xưởng thực hành Đo lường và Cảm biến của khoa Công nghệ Tự động Nó nêu rõ lý thuyết cơ sở và các bài thực hành hiện có, đồng thời chỉ ra những hạn chế của các mô hình thí nghiệm hiện tại Cuối cùng, tác giả đề xuất giải pháp mở rộng cho các bài thực hành thông qua thiết kế một modul mở rộng, từ đó cải thiện phương pháp giảng dạy và nâng cao chất lượng học tập cho sinh viên.

Một số cảm biến logic tại xưởng thực hành Đo lường và cảm biến

Lý thuyết

Cảm biến gồm phần phát và phần thu:

Phần phát của hệ thống bao gồm một đèn LED hồng ngoại hoặc LED laser, đóng vai trò là nguồn sáng chính Nó được đặt tại tiêu điểm của thấu kính hội tụ để tạo ra chùm tia sáng hẹp, nhằm chiếu tới phần thu.

Phần thu của hệ thống sử dụng một transistor quang được đặt tại tiêu điểm của thấu kính hội tụ, nhằm mục đích tập trung ánh sáng vào transistor Transistor quang này được kết nối với mạch ra để tạo ra mức logic tại ngõ ra.

Hình 7: Cấu tạo cảm biến quang

Dựa trên cách bố trí phần phát và phần thu, người ta chia thành các loại

 Cảm biến quang loại thu phát riêng

 Cảm biến quang loại thu phát chung (chia làm 2 loại)

 Loại phản xạ khuếch tán

II Cảm biến quang dạng thu phát riêng:

Cảm biến quang dạng thu phát riêng gồm hai phần tách rời: phần phát và phần thu, được đặt đối diện nhau Khi có đối tượng cần phát hiện, nó sẽ cắt đứt chùm tia sáng, từ đó kích hoạt cảm biến.

Hình 8: Mô tả hoạt động cảm biến quang loại thu-phát

 Cự ly cảm nhận xa

 Có khả năng thu được tín hiệu mạnh

 Tỷ số độ tương phản sáng/tối lớn nhất

 Đối tượng phát hiện có thể lặp lại

 Đỏi hỏi dây nối qua vùng phát hiện giữa nguồn sáng và cảm biến  Khó chỉnh thằng hằng giữa nguồn sáng và cảm biến

 Nếu đối tượng có kích thước nhỏ hơn đường kính hiệu dụng của chùm tia cần có thấu kính để thu hẹp chùm tia

III Cảm biến quang dạng thu phát chung:

Cảm biến đặt cùng phía với nguồn phát quang cho phép ánh sáng phản xạ trở về cảm biến, dẫn đến cự ly cảm nhận thấp hơn so với phương pháp đối diện Tuy nhiên, ưu điểm của cách bố trí này là không cần dây nối qua khu vực cảm nhận Một hạn chế đáng chú ý là ánh sáng từ nguồn khác có thể gây ảnh hưởng sai lệch đến kết quả cảm biến.

Cảm biến quang loại thu phát chung (chia làm 2 loại)

 Loại phản xạ khuếch tán

Hình 9: Cấu tạo cảm biến quang loại thu-phát

 Cảm biến quang loại phản xạ gương:

Phát hiện đối tượng bằng tia phản xạ với bộ lọc phân cực là phương pháp hiệu quả Bằng cách đặt bộ lọc phân cực giữa nguồn sáng và gương phản xạ, cảm biến chỉ nhận tia sáng trở về từ gương, giúp loại bỏ tác động từ các nguồn sáng bên ngoài Cách bố trí này đảm bảo rằng bộ cảm biến chỉ cảm nhận được tia sáng đã được phân cực, nâng cao độ chính xác trong việc phát hiện.

Hình 10: Mô tả hoạt động cảm biến quang loại phản xạ gương  Ưu điểm:

 Không bị tác động sai

 Tỷ số độ tương phản sáng/tối lớn

 Dễ bố trí và căn chỉnh Chỉ cần nối dây một phía  Hạn chế:

 Cự ly tác động giảm do tổn thất của bộ lọc tín hiệu

 Cảm biến tia phản xạ phân cực không làm việc

 nếu vật phản chiến có thủy tinh, do đó nếu mục tiêu bọc bằng chất dẻo trong có thể tác động sai

 Cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán

Phát hiện gần bằng ánh sáng phản chiếu khuếch tán là một phương pháp hiệu quả, trong đó nguồn sáng và bộ cảm biến được đặt cùng phía Trong trường hợp này, đối tượng được sử dụng như một gương phản chiếu và được đặt gần nguồn sáng, giúp tối ưu hóa khả năng phát hiện.

Hình 11: Mô tả hoạt động cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán  Ưu điểm:

 Lắp đặt và chỉnh định đơn giản

 Chỉ cần nối dây một phía vùng cảm nhận

 Có thể phát hiện với độ phản chiếu khác nhau  Hạn chế:

 Vùng cảm nhận bị hạn chế

 Độ tương phản sáng/ tối và khoảng cách cảm nhận phụ thuộc vào độ phản chiếu của bề mặt đối tượng

Thí nghiệm cảm biến quang [7]

I Giới thiệu chung về thiết bị:

 Module thí nghiệm cảm biến quang loại thu phát chung, loại gương và loại thu phát riêng

 Giá đỡ động cơ và mâm quay chia 3 góc

 Các Module cần thiết cho thí nghiệm: Bộ nguồn ,relay và tải đèn

II Giới thiệu các module sử dụng trong mô hình

 Module cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán

Hình 12: Mô hình thí nghiệm cảm biến quang phản xạ khuếch tán

 Khối điều khiển động cơ: có thể chỉnh tốc độ mâm quay bằng biến khi cấp nguồn 24VDC

Hình 13: Khối điếu khiển động cơ

 Khối cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán: Ngõ ra dạng PNP dung kích relay 24VDC, các màu dây cảm biến theo chuẩn công nghiệp:

 Brown: V+: nguồn cấp dương (+) của cảm biến

 Blue: 0V: nguồn cấp dương (-) của cảm biến

 Black: ngõ ra cảm biến

Hình 14: Khối cảm biến quang

 Module cảm biến quang loại gương

Hình 15: Mô hình thí nghiệm cảm bến quang loại gương

Hình 16: Khối điều khiển động cơ

 Khối cảm biến quang loại gương: Ngõ ra dạng PNP dung kích relay 24VDC, các màu dây cảm biến theo chuẩn công nghiệp:

 Brown: V+: nguồn cấp dương (+) của cảm biến  Blue: 0V: nguồn cấp dương (-) của cảm biến  Black: ngõ ra cảm biến

 Module cảm biến quang loại thu phát riêng

Hình 18: Mô hình thí nghiệm cảm biến quang loại thu phát riêng

Hình 19: Khối điều khiển động cơ

Khối cảm biến quang loại thu phát riêng bao gồm một cảm biến phát và một cảm biến thu, với ngõ ra dạng PNP phù hợp cho relay 24VDC Các màu dây cảm biến được thiết kế theo tiêu chuẩn công nghiệp.

 Brown: V+: nguồn cấp dương (+) của cảm biến  Blue: 0V: nguồn cấp dương (-) của cảm biến  Black: ngõ ra cảm biến

 Module nguồn công suất 24VDC/2.1A: gồm 3 cặp ngõ ra nguồn 24VDC và

Hình 21: Khối nguồn cung cấp

 Module relay gồm 2 relay 24VDC với mỗi relay có 2 cặp tiếp điểm thường đóng thường mở

Hình 22: Mô hình tải relay

 Module tải đèn gồm 2 đèn 220VAC dùng để kết nối với relay báo hiệu ngõ ra cảm biến

Hình 23: Mô hình tải đèn

IV Nội dung thí nghiệm a Thí nghiệm cảm biến quang loại phản xạ- khuếch tán

 Sơ đồ kết nối thí nghiệm:

Hình 24: Mô tả kết nối thí nghiệm cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán o Nối 24V (bộ nguồn) - chân V+(Brown) (cảm biến) -24V (Control unit)

Khoa Công nghệ Tự động o Nối 0V (bộ nguồn) - chân 0V (cảm biến)(Blue) - 0V (Control unit) - chân

Kết nối cảm biến với chân 13 của relay và chân 14 của relay với chân L (ngõ ra 220VAC) của nguồn điện, sau đó nối chân N của tải đèn với chân 5 của relay Cuối cùng, kết nối chân 9 của relay với chân N (ngõ ra 220VAC) của nguồn.

 Bật công tắc nguồn và chỉnh biến trở thay đổi tốc độ động cơ và quan sát relay, đèn

Khoa Công nghệ Tự động b Thí nghiệm cảm biến quang loại gương

Hình 25: Mô tả kết nối thí nghiệm cảm biến quang loại gương o Nối 24V (bộ nguồn) - chân V+(Brown) (cảm biến) -24V (Control unit)

Khoa Công nghệ Tự động o Nối 0V (bộ nguồn) - chân 0V (cảm biến)(Blue) - 0V (Control unit) - chân

Kết nối chân 13 của relay với ngõ ra cảm biến (màu đen) và chân 14 của relay với chân L (ngõ ra 220VAC của nguồn) để nối với chân L của tải đèn Tiếp theo, nối chân N của tải đèn với chân 5 của relay, và cuối cùng, kết nối chân 9 của relay với chân N (ngõ ra 220VAC của nguồn).

 Bật công tắc nguồn và chỉnh biến trở thay đổi tốc độ động cơ và quan sát relay,đèn

Khoa Công nghệ Tự động c Thí nghiệm cảm biến quang loại thu phát riêng

Kết nối thí nghiệm cảm biến quang loại thu phát riêng được thực hiện như sau: Nối 24V từ bộ nguồn vào chân V+ của cảm biến thu (màu nâu) và chân V+ của cảm biến phát (màu nâu), sau đó kết nối với 24V của đơn vị điều khiển Tiếp theo, nối 0V từ bộ nguồn vào chân 0V của cảm biến thu (màu xanh dương) và chân 0V của cảm biến phát (màu xanh dương), rồi kết nối với 0V của đơn vị điều khiển và chân 13 của relay Cuối cùng, nối ngõ ra của cảm biến (màu đen) vào chân 14 của relay, và chân L của ngõ ra 220VAC của nguồn vào chân L của tải đèn.

Khoa Công nghệ Tự động o Nối chân N của tải đèn - chân 5 (Relay) o Nối chân 9 (Relay) - chân N (ngõ ra 220VAC của nguồn)

 Bật công tắc nguồn và chỉnh biến trở thay đổi tốc độ động cơ và quan sát relay,đèn

Cảm biến tiệm cận, hay còn gọi là công tắc tiệm cận, là thiết bị cảm ứng phát hiện sự hiện diện của vật thể trong khoảng cách vài mm Chúng thường được sử dụng để xác định vị trí cuối của chi tiết máy, và tín hiệu đầu ra từ cảm biến sẽ kích hoạt các chức năng khác của máy móc.

Các lợi ích chính của cảm biến tiệm cận công nghiệp là:

 Vận hành đáng tin cậy ngay cả trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: môi trường ngoài trời hoặc môi trường dầu mỡ)

 Vận hành/cài đặt đơn giản và dễ dàng

 Mức giá hấp dẫn ( rẻ hơn cảm biến quang điện)

Ngày nay, cảm biến tiệm cận có mặt trong nhiều loại hình công nghiệp và ứng dụng, ví dụ:

 Công nghiệp chế tạo ô tô

 Công nghiệp máy công cụ

 Công nghiệp chế biến thực phẩm

 Xe đa dụng (ví dụ: xe tải, máy nông nghiệp)  Máy rửa xe

Có 2 loại cảm biến tiệm cận công nghiệp chính là:

Cảm biến tiệm cận loại điện cảm phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện từ, dùng để phát hiện các vật thể bằng vật kim loại

Cảm biến tiệm cận điện dung hoạt động bằng cách tạo ra một trường điện dung tĩnh điện, cho phép phát hiện mọi loại vật thể.

Cảm biến điện cảm, mặc dù chỉ phát hiện được các vật kim loại, nhưng lại rất phổ biến trong ngành công nghiệp Chúng ít bị ảnh hưởng bởi các nhiễu bên ngoài và đặc biệt, có giá thành thấp hơn so với cảm biến điện dung.

II Cảm biến tiệm cận loại điện cảm: a Cấu tạo: gồm 4 bộ phận chính:

Cảm biến điện cảm hoạt động thông qua một cuộn dây quấn trên lõi sắt từ, có nhiệm vụ tạo ra từ trường biến thiên trong không gian phía trước, giúp phát hiện các đối tượng xung quanh một cách hiệu quả.

Hình 28: Cấu tạo và cách bố trí cuộn dây và lõi sắt của đầu phát hiện

 Mạch dao động có nhiệm vụ tạo dao động điện từ tần số radio

 Mạch phát hiện mức dùng để so sánh biên độ tín hiệu của mạch dao động

 Mạch ngõ ra dùng để tạo mức logic cho tín hiệu ngõ ra của cảm biến b Nguyên lý hoạt động:

Khi một đối tượng kim loại tiếp cận cảm biến trong vùng từ trường biến thiên, từ trường này sẽ tạo ra dòng điện xoáy trên bề mặt đối tượng Dòng điện xoáy làm giảm biên độ tín hiệu của mạch dao động Khi biên độ tín hiệu giảm xuống dưới ngưỡng xác định, mạch phát hiện mức sẽ kích hoạt mạch ngõ ra, chuyển trạng thái ngõ ra sang ON Ngược lại, khi đối tượng rời khỏi vùng từ trường, biên độ tín hiệu tăng lên và nếu vượt qua ngưỡng, mạch phát hiện mức sẽ chuyển trạng thái ngõ ra về OFF.

Hình 29: Mô tả hoạt động của cảm biến điện cảm

 Một số cảm biến tiệm cận dạng điện cảm trong công nghiệp

Hình 30: Một số cảm biến tiệm cận dạng điện cảm trong công nghiệp III Cảm biến tiệm cận loại điện dung a Cấu tạo:

Cảm biến tiệm cận dạng điện dung có cấu tạo gầm 4 phần tử như cảm biến tiệm cận dạng điện cảm như hình:

Cảm biến điện dung khác biệt so với cảm biến tiệm cận điện cảm ở chỗ đầu phát hiện của nó là một bản cực của tụ điện Nguyên lý hoạt động của cảm biến này dựa trên sự thay đổi điện dung khi có sự hiện diện của vật thể gần đó.

Khi mục tiêu di chuyển gần đầu phát hiện của cảm biến, điện dung của tụ điện sẽ thay đổi do sự tương tác giữa bề mặt đầu thu và đối tượng Sự thay đổi điện dung này kích hoạt mạch dao động, tạo ra tín hiệu dao động Nếu tín hiệu dao động vượt quá ngưỡng đã định, mạch phát hiện mức sẽ chuyển sang trạng thái ON.

Khoa Công nghệ Tự động cho biết rằng khi cảm biến ở xa, biên độ tín hiệu trong mạch dao động sẽ giảm, dẫn đến việc mạch phát hiện mức sẽ điều khiển mạch ra ở trạng thái OFF.

Hình 32: Mô tả hoạt động cảm biến điện dung

 Một số dạng cảm biến tiệm cận dạng điện dung:

Hình 33 Một số dạng cảm biến tiệm cận dạng điện dung

3.2.3 Cấu trúc ngõ ra của cảm biến logic ( cách nối tải)

Hiện nay, hầu hết các cảm biến cảm ứng đều sử dụng đầu ra tranzito với logic NPN hoặc PNP, thường được gọi là kiểu DC-3 dây.

Hình 34: Cấu trúc ngõ ra của cảm biến logic kiểu DC-3 dây

Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm và dương) Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây

Hình 35: Cấu trúc ngõ ra của cảm biến logic kiểu DC-2 dây  Cách đấu cảm biến 3 dây với tải

Hình 36: Cách đấu cảm biến 3 dây với tải  Cách đấu dây cảm biến 2 dây với tải

Hình 37: Cách đấu dây cảm biến 2 dây với tải

 Cách đấu cảm biến 3 dây với PLC

Hình 38: Cách đấu dây cảm biến 3 dây với PLC  Cách đấu dây cảm biến 2 dây với plc

Hình 39: Cách đấu dây cảm biến 3 dây với PLC

3.2.4 Các lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận được phân loại thành hai chế độ hoạt động chính: thường mở (NO) và thường đóng (NC) Chế độ thường mở cho phép tín hiệu đầu ra khi có vật thể được phát hiện, trong khi chế độ thường đóng sẽ không có tín hiệu đầu ra khi vật thể không được phát hiện.

 NO: Tín hiệu điện áp cao, khi phát hiện ra vật; tín hiệu điện áp thấp khi không có vật

 NC: Tín hiệu cao khi không có vật; tín hiệu thấp khi phát hiện ra vật  Khoảng cách Phát hiện - Tỷ lệ tiêu chuẩn

Khoảng cách phát hiện là một thông số kỹ thuật quan trọng khi thiết kế trong máy

Có ba loại là khoảng cách phát hiện ngắn, vừa và dài

Khoảng cách phát hiện của cảm biến tiệm cận cảm ứng được xác định dựa trên mục tiêu chuẩn di chuyển theo trục cảm biến Mục tiêu này là một tấm thép mềm hình vuông dày 1 mm, chủ yếu được làm từ sắt.

Thí nghiệm cảm biến tiệm cận [7]

I Giới thiệu chung về thiết bị:

 Module thí nghiệm cảm biến tiệm cận

 Giá đỡ động cơ và mâm quay chia 3 góc

 Các Module cần thiết cho thí nghiệm: Bộ nguồn ,relay và tải đèn II Giới thiệu các module sử dụng trong mô hình

Sử dụng chung các module đã nêu trong phần cảm biến quang

III Nội dung thí nghiệm a Thí nghiệm cảm biến điện cảm

Để kết nối thí nghiệm cảm biến điện cảm, thực hiện các bước sau: Kết nối nguồn 24V với chân V+ của cảm biến và chân 24V của đơn vị điều khiển Nối 0V từ bộ nguồn với chân 0V của cảm biến, chân 0V của đơn vị điều khiển và chân 13 của relay Kết nối ngõ ra của cảm biến với chân 14 của relay Tiếp theo, nối chân N của ngõ ra 220VAC với chân N của tải đèn Kết nối chân L của tải đèn với chân 5 của relay, và cuối cùng nối chân 9 của relay với chân L của ngõ ra 220VAC.

Khoa Công nghệ Tự động b Thí nghiệm cảm biến điện dung

Kết nối thí nghiệm cảm biến điện dung được thực hiện như sau: Nối 24V từ bộ nguồn vào chân V+ của cảm biến và 24V vào đơn vị điều khiển Tiếp theo, nối 0V từ bộ nguồn vào chân 0V của cảm biến, sau đó nối 0V vào đơn vị điều khiển và chân 13 của relay Kết nối ngõ ra từ cảm biến vào chân 14 của relay Nối chân N của ngõ ra 220VAC của nguồn vào chân N của tải đèn Chân L của tải đèn được nối với chân 5 của relay, và cuối cùng, chân 9 của relay được kết nối với chân L của ngõ ra 220VAC của nguồn.

Các mô hình hiện tại chỉ có khả năng khảo sát hoạt động của cảm biến mà chưa hỗ trợ mở rộng để xây dựng thêm các bài tập thực hành.

3.3 Module mở rộng cho các loại cảm biến logic sử dụng bộ đếm (counter) đa chức năng:

Hầu hết các mô hình thí nghiệm hiện nay chỉ dừng lại ở mức khảo sát hoạt động, thiếu khả năng kết nối mở rộng, gây khó khăn cho giáo viên trong việc xây dựng hệ thống bài tập thực hành và làm giảm hứng thú học tập Để tối ưu hóa trang thiết bị hiện có tại khoa và tạo điều kiện thuận lợi cho công tác giảng dạy, tác giả đã phát triển thêm module mở rộng ứng dụng của các loại cảm biến logic, nhằm giải quyết những vấn đề này và nâng cao sự hứng thú trong môn học.

Hình 49: Sơ đồ khối bộ thí nghiệm cảm biến

 Các bộ thí nghiệm cảm biến chỉ có khả năng khảo sát hoạt động của chính nó

Module cảm biến chuyển đổi các dạng tín hiệu không điện thành tín hiệu điện chứa thông tin, và sơ đồ khối kết nối module mở rộng với bộ thí nghiệm cảm biến được thể hiện trong hình 50.

Module bộ đếm kết nối linh hoạt với nhiều loại điều khiển khác nhau, mở rộng khả năng ứng dụng của cảm biến Hệ thống này giúp xây dựng các bài tập thực hành phong phú, hỗ trợ giảng dạy các môn học liên quan đến cảm biến.

IV Bộ đếm đa năng Omron H7CX-A-N

Hình 51: Bộ đếm đa năng Omron H7CX-A-N  Thông số kỹ thuật:

 Điện áp cấp 12 đến 24VDC/24 VAC

 Đầu ra tiếp điểm và transistor 12 đến 24VDC / 24 VAC  Bộ đếm 1 giai đoạn

 Bộ đếm 1 giai đoạn với counter tổng  Bộ đếm 1 giai đoạn với counter kép  Counter kép

 Làm công cụ mở rộng ứng dụng cho các loại cảm biến logic

 Công cụ học tập tại phòng thực hành Đo lường & cảm biến

 Giao tiếp dễ dàng với các loại cảm biến logic

 Làm công cụ mô phỏng thực hành

VI Sản phẩm sau khi hoàn thành:

Sản phẩm hoàn thiện có kích thước tương thích với bộ khung thí nghiệm trong xưởng thực hành, cho phép gắn trực tiếp vào mô hình thí nghiệm Điều này giúp sản phẩm có khả năng sử dụng kết hợp với các thiết bị khác trong xưởng.

Hình 52: Mô hình thí nghiệm module mở rộng

VII Ứng dụng module mở rộng cho các loại cảm biến logic: a Kết nối cảm biến quang loại thu- phát với bộ đếm

Hình 53: Kết nối cảm biến quang loại thu- phát với bộ đếm b Kết nối cảm biến quang loại gương với bộ đếm

Hình 54: Kết nối cảm biến quang loại gương với bộ đếm

Khoa Công nghệ Tự động c Kết nối cảm biến quang loại phản xạ-khuếch tán với bộ đếm

Hình 55: Kết nối cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán với bộ đếm d Kết nối cảm biến điện cảm với bộ đếm

Hình 56: Kết nối cảm biến điện cảm với bộ đếm

Khoa Công nghệ Tự động e Kết nối cảm biến điện dung với bộ đếm

Hình 57: Kết nối cảm biến điện dung với bộ đếm

Việc phát triển thêm module mở rộng cho các cảm biến logic sẽ tạo ra nhiều cơ hội thực hành phong phú và thực tế hơn, từ đó kích thích đam mê nghiên cứu và học tập của sinh viên.

Giới thiệu

Việc trang bị cho sinh viên các đối tượng điều khiển cụ thể trong lĩnh vực Cơ điện tử và Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa là rất quan trọng Hiện tại, các thiết bị tại trường chỉ cho phép sinh viên khảo sát các hoạt động cơ bản, dẫn đến nhiều khó khăn trong quá trình đào tạo do thiếu đối tượng điều khiển cụ thể.

Khoa Công nghệ Tự động hiện có phòng thực hành Đo lường & Cảm biến với nhiều loại cảm biến, nhưng hầu hết các mô hình thí nghiệm chỉ khảo sát hoạt động mà không kết nối với thiết bị thực tế, gây nhàm chán cho sinh viên và khó khăn cho giáo viên trong việc xây dựng hệ thống bài tập thực hành Để tối ưu hóa trang thiết bị và nâng cao hứng thú trong giảng dạy, đề tài "Module mở rộng ứng dụng của các loại cảm biến logic" được triển khai nhằm giải quyết những vấn đề này.

Giải pháp thay thế

Các cảm biến hiện nay là thiết bị chuyển đổi thông tin thành tín hiệu điện, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tự động hóa công nghiệp và thường được sử dụng làm đầu vào cho PLC, LOGO hoặc vi điều khiển Tuy nhiên, việc giảng dạy các môn học liên quan đến cảm biến thường diễn ra ở cuối khóa học với số lượng sinh viên đông, dẫn đến khó khăn trong việc truyền đạt kiến thức Hơn nữa, các thiết bị thực hành thường được bố trí chuyên biệt, không cho phép giảng dạy đồng thời cả hai lĩnh vực, khiến học sinh dễ nhàm chán và khó tiếp thu lý thuyết về cảm biến.

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của việc đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) thông qua việc sử dụng module mở rộng cho các loại cảm biến logic, với mục tiêu nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập trong lĩnh vực cảm biến logic tại học phần "Đo lường & cảm biến" cho sinh viên tại khoa Công nghệ Tự động Việc cung cấp giả thiết liên quan đến đối tượng điều khiển sẽ kích thích sự hứng thú của người học trong việc nghiên cứu lý thuyết, đồng thời nâng cao khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn sau khi hoàn thành môn học, giúp khai thác tối đa công suất của các thiết bị hiện có tại khoa.

Vấn đề nghiên cứu

Việc áp dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic trong giảng dạy có thể nâng cao chất lượng học tập và giảng dạy trong lĩnh vực cảm biến logic Điều này đặc biệt quan trọng trong học phần "Đo lường & Cảm biến" dành cho sinh viên tại xưởng thực hành của khoa Công nghệ Tự động.

Giả thiết nghiên cứu

Sử dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic trong giảng dạy giúp cải thiện chất lượng học tập cho sinh viên trong lĩnh vực cảm biến logic Điều này đặc biệt có lợi trong học phần "Đo lường & Cảm biến" tại xưởng thực hành của khoa Công nghệ Tự động, nâng cao hiệu quả giảng dạy và trải nghiệm thực hành cho sinh viên.

Phương pháp

Chọn xưởng thực hành Đo lường & Cảm biến tại khoa công nghệ tự động nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và đáp ứng mục tiêu nghiên cứu của đề tài.

Chọn 2 nhóm học sinh thuộc khoa Công nghệ Tự Động có nhiều điểm tương đồng nhau về giới tính, ngành nghề… b Thiết kế

Chọn 2 nhóm lớp thuộc khoa Công nghệ TựĐộng vì có những thuận lợi cho việc nghiên cứu

Trước khi thực hiện tác động, cần sử dụng bài kiểm tra trước đó để đánh giá Kết quả cho thấy có sự khác biệt về điểm trung bình, do đó, phép kiểm chứng T-Test sẽ được áp dụng để kiểm tra điểm trung bình giữa hai nhóm lớp này.

Bảng 7: Kiểm chứng để xác định sự tương đương hai nhóm lớp

Nhóm đối chứng Nhóm thực nghiệm Điểm trung bình 6.55 6.4 p= 0,28

Do p= 0,28 > 0,05 do đó, sự chênh lệch về điểm số trung bình của hai nhóm là không có ý nghĩa, hai nhóm này được xem là tương đương

Sử dụng thiết kế 2 : Kiểm tra trước và sau tác động đối với các nhóm tương đương

Bảng 8: Thiết kế nghiên cứu

Nhóm Thực nghiệm Đối chứng

Kiểm tra trước tác động

Kiểm tra sau Tác động tác động Dạy học có sử dụng module mở rộng cho các O3 loại cảm biến logic

Dạy học không sử dụng module mở rộng cho các O4 loại cảm biến logic

Trong thiết kế này, tác giả sử dụng phép kiểm chứng T-test độc lập c Quy trình nghiên cứu

Thực hiện chuẩn bị bài học bình thường không sử dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic đối với nhóm lớp học đối chứng

Thiết kế lại bài học có sử dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic và tiến hành giảng dạy đối với nhóm lớp học thực nghiệm

 Tiến hành dạy thực nghiệm:

Tiến hành bài học cho cả hai lớp, trong đó nhóm lớp học đối chứng sẽ được dạy học bình thường mà không sử dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic.

Khoa Công nghệ Tự động và dạy lại bài học có sử dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic cho lớp học thực nghiệm d Đo lường

Bài kiểm tra trước tác động là bài kiểm tra trước đó của hai nhóm lớp

Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra sau khi được biên soạn lại bài giảng"

Bài kiểm tra sau tác động bao gồm 3 phần: 10 câu hỏi trắc nghiệm nhiều lựa chọn, 19 câu hỏi điền khuyết (gồm 10 câu chọn từ có gợi ý và 9 câu tự suy luận), được thiết kế với sự tham gia của module mở rộng cho các bộ cảm biến logic.

 Tiến hành kiểm tra và chấm bài;

Sau khi dạy xong bài học, tiến hành kiểm tra và chấm bài theo đáp án, (nội dung kiểm tra được trình bày trong phần phụ lục)

Phân tích dữ liệu và kết quả

Bảng 9: So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động Điểm trung bình Độ lệch chuẩn Giá trị p của T-test Chênh lệch giá trị TB chuẩn (SMD)

Nhóm đối chứng Nhóm thực nghiệm

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự chênh lệch điểm trung bình giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng là rất có ý nghĩa với p = 0,0036 < 0,05 Điều này chứng minh rằng việc sử dụng module mở rộng cho các bộ cảm biến logic trong quá trình dạy học đã mang lại hiệu quả, khi điểm trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng không phải ngẫu nhiên, mà là kết quả của phương pháp giảng dạy mới này.

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn 8 , 35  7, 5

Theo tiêu chí Cohen, giá trị trung bình chuẩn SMD cho thấy rằng việc dạy học với "module mở rộng cho các bộ cảm biến logic" có ảnh hưởng lớn đến kết quả học tập của nhóm thực nghiệm.

Đề tài "Thực hiện module mở rộng cho các loại cảm biến logic thuộc xưởng thực hành Đo lường & Cảm biến" đã chứng minh hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy học phần Đo lường & Cảm biến tại khoa Công nghệ Tự động.

Việc phát triển các module mở rộng giúp giáo viên dễ dàng đặt ra vấn đề học tập như một thách thức cho học sinh Để giải quyết những vấn đề này, học sinh cần trang bị kiến thức về cảm biến, từ đó kích thích sự đam mê tìm hiểu và nghiên cứu của họ.

Kết quả bài kiểm tra nhóm sau tác động của nhóm thực nghiệm có ĐTB

Kết quả kiểm tra cho thấy nhóm thực nghiệm đạt điểm trung bình 8,35, trong khi nhóm đối chứng chỉ đạt 7,5, cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm Nhóm thực nghiệm có thành tích vượt trội hơn so với nhóm đối chứng.

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra SMD=0.89, theo Cohen, mức độ ảnh hưởng sau khi tác động là "lớn"

Kết quả kiểm chứng T-Test cho thấy p= 0,0036 < 0,05, xác nhận rằng sự chênh lệch giá trị trung bình không phải do ngẫu nhiên Điều này chứng tỏ tác động tích cực của bài học có sử dụng module mở rộng cho các loại cảm biến logic đối với nhóm thực nghiệm.

Đề tài đã hoàn thành việc phát triển module mở rộng cho các loại cảm biến logic trong xưởng thực hành đo lường, góp phần nâng cao chất lượng dạy học và cải thiện điểm số bài kiểm tra của học sinh.

Xây dựng thêm hệ thống bài thực hành nâng cao cho môn học có liên quan đến cảm biến logic

Xây dựng hệ thống bài học chuyên biệt cho bộ đếm giúp sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tiễn, bởi đây là thiết bị công nghiệp quan trọng và phổ biến trong sản xuất.

Để triển khai rộng rãi việc sử dụng cảm biến trong xưởng thực hành cho cả lớp học, cần trang bị thêm 5 bộ module mở rộng, vì mỗi chủng loại cảm biến hiện tại đang được trang bị 6 bộ.

Tiêu đề	Thực Hiện Module Mở Rộng Cho Các Loại Cảm Biến Logic Thuộc Xưởng Thực Hành Đo Lường & Cảm Biến
Tác giả	Nguyễn Ngô Thanh Tân
Trường học	Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức
Chuyên ngành	Công Nghệ Tự Động
Thể loại	Nghiên Cứu Khoa Học
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Tp Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	128
Dung lượng	2,42 MB