Nghiên cứu ứng dụng các phần mềm chuyên dụng mô phỏng 3d quá trình hoạt động của máy tiện vạn năng

Đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng các phần mền chuyên dụng mô phỏng 3D quá trình hoạt động của máy tiện vạn năng phục vụ công tác đào tạo tại các trường cao đẳng công nghiệp” do trường Cao đ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT - ĐỨC

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG MÔ PHỎNG 3D QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG MÁY TIỆN VẠN NĂNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐÀO TẠO TẠI CÁC TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP

Mã số: 51.10RD/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Thạc sỹ Phạm Mạnh Tản

THÁI NGUYÊN - 2010

Thực hiện theo hợp đồng số: 51.10RD/HĐ-KHCN ngày 09 tháng 02 năm

2010, giữa Bộ Công Thương và Trường Cao đẳng Công nghiệp Việt - Đức

Người chủ trì thực hiện nhiệm vụ: Thạc sỹ Phạm Mạnh Tản

Danh sách các thành viên tham gia:

1 Ông Phạm Mạnh Tản Hiệu trưởng – Chủ nhiệm đề tài

2 Ông Vũ Xuân Vượng Phó hiệu trưởng – Phó chủ nhiệm đề tài

3 Ông Lê Hồng Phương Phó hiệu trưởng - Ủy viên

4 Ông Phạm Văn Thắng Phó hiệu trưởng - Ủy viên

5 Ông Nguyễn Đức Sinh Trưởng phòng QLKH-HTQT - Ủy viên thư ký

6 Ông Phạm Đình Thọ Trưởng Khoa cơ khí chế tạo - Ủy viên

7 Ông Lê Quang Khánh P.Trưởng phòng QLKH-HTQT - Ủy viên

8 Bà Nguyễn Thị Xuân Trưởng phòng Tài chính - kế toán - Ủy viên

9 Ông Bùi Trung Hiền Trưởng Khoa Công nghệ kỹ thuật máy - Ủy viên

10 Bà Trần Thị Hảo Phó trưởng phòng đào tạo - Ủy viên

11 Ông Nguyễn Thanh Long Trưởng Khoa cơ khí cắt gọt - Ủy viên

12 Ông Trần Kiên Phó trưởng khoa công nghệ thông tin - Ủy viên

Đơn vị chủ trì thực hiện đề tài Chủ nhiệm đề tài

(Ký tên, ghi rõ họ tên) (Ký tên, ghi rõ họ tên)

THÁI NGUYÊN-2010

PHỤ LỤC 6

HỒ SƠ LIÊN QUAN

- Quyết định giao nhiệm vụ

- Hợp đồng

- Thuyết minh đề tài

- Biên bản nghiệm thu cấp cơ sở

- Phản biện của Hội đồng cấp cơ sở

- Quyết định thành lập Hội đồng đánh giá, nghiệm thu kết quả đề tài

LỜI NÓI ĐẦU

Nâng cao chất lượng đào tạo là mục tiêu hàng đầu của ngành giáo dục Nâng cao chất lượng bằng việc đổi mới phương pháp dạy học là biện pháp có hiệu quả cao vì đó là con đường cho việc tổ chức quá trình học tập của học sinh-sinh viên Hiện nay trước sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin và truyền thông; dạy học cần phải ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông để

hỗ trợ cho việc đổi mới phương pháp qua đó nâng cao chất lượng đào tạo

Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy góp phần tích cực trong hoạt động đổi mới phương pháp dạy học, tạo ra sự hứng thú học tập cho học sinh-sinh viên và mang lại hiệu quả thiết thực (tiết kiệm chi phí, tạo lập môi trường học tập phong phú đa dạng) Việc ứng dụng các phần mềm hỗ trợ cho việc dạy và học thông qua việc xây dựng mô phỏng 3D để mô phỏng cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách thức điều chỉnh và vận hành máy móc, thiết bị cũng không ngoài ý nghĩa trên

Đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng các phần mền chuyên dụng mô phỏng 3D

quá trình hoạt động của máy tiện vạn năng phục vụ công tác đào tạo tại các trường cao đẳng công nghiệp” do trường Cao đẳng Công nghiệp Việt Đức thực

hiện không chỉ góp phần cho việc đổi mới phương pháp giảng dạy nâng cao chất lượng đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Việt Đức nói riêng mà còn có thể ứng dụng tại các trường cao đẳng công nghiệp khác

Sự thành công của đề tài không thể tách rời sự tạo điều kiện, giúp đỡ, hợp tác của các tổ chức, cá nhân Nhân dịp này Ban chủ nhiệm đề tài xin chân thành cảm ơn: Vụ Khoa học Công nghệ (Bộ Công Thương) các nhà quản lý, các thày (cô) giáo, các chuyên gia trong lĩnh vực đào tạo đã tạo điều kiện, tư vấn, giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài này

Đề tài được thực hiện trong một thời gian tương đối ngắn nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Ban chủ nhiệm đề tài rất mong nhận được ý kiến góp

ý để đề tài được hoàn thiện hơn

MỤC LỤC

Tóm tắt đề cương nghiên cứu đề tài……… 5

Chương 1:Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc áp dụng các phần mềm mô phỏng 3D vào giảng dạy………. 7

1 Cơ sở lý luận……… ……. 7

1.1 Tổng quan về các phương pháp dạy học tích cực ……….……… 7

1.1.1 Quá trình dạy học……….…… 7

1.1.2 Các phương pháp dạy học………… ……… 11

1.2 Phương pháp mô phỏng trong dạy học. 12

1.2.1 Mô phỏng và phương pháp dạy học mô phỏng 12

1.2.2 Mô hình và phương tiện trong dạy học mô phỏng. 14

1.2.3 Phương pháp mô phỏng với sự trợ giúp của máy tính ………… … 19

2 Thực trạng của việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học……… 20

2.1 Trên thế giới……… …… 20

2.2 Tại Việt Nam……… ……… 21

2.2.1 Một số văn bản chỉ đạo, hướng dẫn … ……… 21

2.2.2 Tình hình nghiên cứu mô phỏng 3D ……… 22

2.2.3 Kết quả khảo sát……….………. 22

Chương 2 : Xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành máy tiện vạn năng tại trường CĐCN Việt Đức 29

1 Các yếu tố xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành máy tiện vạn năng. 24

1.1 Chương trình đào tạo 24

1.1.1 Đề cương chi tiết học phần Máy cắt kim loại 24

1.1.2 Chương trình mô đun đào tạo: Tháo máy có độ phức tạp R ≥10 32

1.1.3 Chương trình mô đun đào tạo: Lắp và điều chỉnh máy có độ phức tạp R ≥10 36

1.1.4 Chương trình mô đun đào tạo: Bảo dưỡng cơ cấu an toàn 39

1.1.5 Chương trình môn học: Máy công cụ 42

1.2 Đội ngũ giáo viên 50

1.3 Điều kiện, cơ sở vật chất 50

1.4 Trình độ học sinh-sinh viên 52

2 Nguyên tắc xây dựng mô phỏng 3D 52

2.1 Phù hợp với mục tiêu, nội dung môn học/mô đun, bài học. 52

2.2 Tính khả thi 52

2.3 Tính hiệu quả 53

3 Công cụ, phương tiện xây dựng chương trình mô phỏng 3D. 53

3.1 Lựa chọn máy tiện vạn năng để mô phỏng 3D 53

3.2 Lựa chọn phần mềm 53

3.3 Lựa chọn phần cứng 59

4 Xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc máy tiện vạn năng 1A62 60

4.2 Lập bản vẽ lắp ráp các chi tiết mô phỏng 3D theo cụm, hộp, toàn

máy. 62

4.3 Mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc máy tiện vạn năng 1A62 64 4.3.1 Giới thiệu chung 66

4.3.2 Hộp tốc độ 67

4.3.3 Hộp bước tiến 88

4.3.4 Hộp chạy dao 98

4.3.5 Điều chỉnh máy 111

5 Xây dựng bài giảng có mô phỏng 3D máy tiện vạn năng 1A62 phục vụ đào tạo 123

5.1 Các bài giảng theo phương pháp truyền thống 123

5.2 Phương pháp xây dựng bài giảng có sử dụng mô phỏng 3D 123

5.3 Xây dựng bài giảng có sử dụng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng 1A62 phục vụ đào tạo 124

Chương 3 : Thực nghiệm đề tài tại trường CĐCN Việt Đức 125

1 Triển khai thử nghiệm 125

1.1 Mục đích, đối tượng thử nghiệm 125

1.1.1 Mục đích……….…….… 125

1.1.2 Đối tượng……… 125

1.2 Nội dung và tiến trình thử nghiệm 125

1.2.1 Nội dụng thử nghiệm 125

1.2.2 Tiến trình thử nghiệm. 126

1.3 Kết quả thử nghiệm 126

1.3.1 Kết quả nhận được trên đối tượng thử nghiệm 126

1.3.2 Đánh giá kết quả thử nghiệm 127

2 Thực hiện lấy ý kiến chuyên gia 127

2.1 Mục đích……… ……… 127

2.2 Đối tượng lấy ý kiến chuyên gia 127

2.3 Nội dung và phương án tiến hành 127

2.4 Phân tích, đánh giá kết quả lấy ý kiến chuyên gia 127

Chương 4 : Kết quả và kiến nghị 129

1 Kết quả……… 129

2 Kết luận 130

3 Kiến nghị 130

Tài liệu tham khảo 131

Phụ lục 132

KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

- CĐCN : Cao đẳng công nghiệp

- CN : Công nghiệp

- CNTT : Công nghệ thông tin

- ĐHCN : Đại học công nghiệp

- ĐTLK : Đào tạo liên kết

- GDĐT : Giáo dục đào tạo

TÓM TẮT ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Mục tiêu của đề tài:

Thông qua việc nghiên cứu lý luận và tìm hiểu thực tế tại một số trường cao đẳng công nghiệp đề tài sử dụng một số phần mềm tin học chuyên dùng để mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý hoạt động và vận hành máy tiện vạn năng, trên cơ

sở đó xây dựng hệ thống bài giảng điện tử (sử dụng PPDH hiện đại) và áp dụng vào đào tạo học sinh, sinh viên ngành cơ khí

Giới hạn của đề tài:

Đề tài chỉ giới hạn việc xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý hoạt động và vận hành máy tiện vạn năng 1A62 Trên cơ sở mô phỏng 3D, xây dựng

hệ thống các bài giảng điện tử áp dụng vào đào tạo học sinh, sinh viên ngành- nghề cơ khí (gồm các trình độ đào tạo: cao đẳng công nghệ cơ khí; trung cấp nghề, cao đẳng nghề nghề cắt gọt kim loại và nghề nguội sửa chữa máy công cụ)

và được thực nghiệm tại trường Cao đẳng Công nghiệp Việt Đức

Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý luận về các phương pháp dạy học tích cực, trong đó chú trọng tới phương pháp sử dụng mô hình mô phỏng trong dạy-học, lý luận về việc ứng dụng CNTT và truyền thông vào dạy học

- Phân tích đặc điểm công dụng của một số phần mềm thiết kế có mô phỏng 3D (AutoCAD, Solidwork, Inventor…) và các phần mềm hỗ trợ xây dựng bài giảng điện tử (PowerPoint)

- Đánh giá thực trạng về việc ứng dụng CNTT và truyền thông trong việc hỗ trợ xây dựng các bài giảng điện tử sử dụng mô phỏng 3D tại một số trường ĐH, CĐCN

- Nghiên cứu chương trình đào tạo ngành cơ khí (các bậc đào tạo: TCN, CĐN, Cao đẳng chuyên nghiệp) tại các trường cao đẳng công nghiệp: các môn học mô đun có nội dung về máy tiện vạn năng

- Xây dựng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng

- Xây dựng bài giảng điện tử sử dụng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng cho đào tạo ngành/nghề cơ khí (Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Cắt gọt kim loại, Nguội sửa chữa máy công cụ)

- Áp dụng thử nghiệm giảng dạy tại trường CĐCN Việt Đức

Phương pháp nghiên cứu:

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tài liệu, tra cứu văn bản nhằm xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài:

+ Nghiên cứu lý luận về các phương pháp dạy học tích cực, trong đó chú trọng tới phương pháp sử dụng mô hình trong dạy-học

+ Phân tích đặc điểm, công dụng và lựa chọn phần mềm phù hợp để xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, các thao tác vận hành máy tiện vạn năng

+ Nghiên cứu chương trình đào tạo để: Lựa chọn bậc đào tạo, ngành nghề, môn học, bài giảng có sử dụng mô hình 3D máy tiện vạn năng Lựa chọn máy tiện vạn năng để xây dựng mô phỏng

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm : Quan sát, khảo sát, thử nghiệm nội dung cụ thể như sau:

+ Khảo sát, thu thập thông tin về nhu cầu và các yêu cầu xây dựng mô phỏng 3D cho quá trình hoạt động của máy tiện vạn năng phục vụ công tác đào tạo tại các trường Cao đẳng Công nghiệp

+ Thử nghiệm kết quả nghiên cứu vào giảng dạy tại trường CĐCN Việt – Đức và lấy ý kiến chuyên gia…

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ÁP DỤNG CÁC PHẦN MỀM

MÔ PHỎNG 3D VÀO GIẢNG DẠY

1 Cơ sở lý luận

1.1 Tổng quan về các phương pháp dạy học tích cực

1.1.1 Quá trình dạy học

Dạy học là hoạt động đặc trưng, chủ yếu của nhà trường Dạy học diễn ra

theo một quá trình nhất định, được gọi là quá trình dạy học (QTDH) Đó là một

quá trình xã hội bao gồm hoạt động dạy và hoạt động học, trong đó học sinh, sinh viên tự giác, tích cực, chủ động, tự tổ chức và điều chỉnh hoạt động nhận thức của mình dưới sự điều khiển, chỉ đạo, tổ chức, hướng dẫn của giáo viên nhằm thực hiện mục đích, nhiệm vụ dạy học

Cho đến nay có nhiều quan niệm khác nhau về QTDH Dưới đây trình bày ngắn gọn một số quan niệm:

Theo lý thuyết hệ thống: QTDH với tư cách như một hệ thống gồm có

nhiều thành tố, trong đó giáo viên (GV) với hoạt động dạy; học sinh-sinh viên (HS-SV) với hoạt động học Trong mối quan hệ dạy-học trong QTDH, GV đóng vai trò chủ đạo với tư cách là chủ thể tác động sư phạm HS-SV không chỉ là đối tượng chịu sự tác động sư phạm đó mà còn là chủ thể nhận thức, chủ thể của hoạt động học tập Chỉ khi thực sự là chủ thể nhận thức thì HS-SV mới tiếp thu một cách có ý thức và có hiệu quả sự tác động sư phạm Vai trò chủ thể nhận thức đòi hỏi HS-SV phải tự giác, tích cực, độc lập trong hoạt động học tập của mình

Theo quan niệm điều khiển học: có thể coi QTDH là một hệ điều chỉnh

Trong đó, GV là bộ phận điều chỉnh; HS-SV là bộ phận bị điều chỉnh nhưng đồng thời tự điều chỉnh Sự điều chỉnh và tự điều chỉnh này dựa trên nguyên lý

của điều khiển học, có mối liên hệ ngược, bao gồm: liên hệ ngược ngoài (từ

HS-SV đến GV- chủ yếu giúp cho sự điều chỉnh của GV), liên hệ ngược trong (ở

trong bản thân HS-SV) chủ yếu giúp cho sự điều chỉnh của HS-SV Các mối liên

hệ ngược trong được tạo ra không chỉ thông qua việc kiểm tra, đánh giá kết quả học tập do GV tiến hành, mà còn thông qua sự tự kiểm tra, đánh giá của chính HS-SV để họ tự điều chỉnh và học tập một cách tự giác, tích cực và độc lập, tức

là làm cho học tập trở thành một hệ kín-mạch điều chỉnh

Theo thuyết angôrít: thì trình tự các hoạt động của HS-SV nhằm thu nhận,

xử lý và vận dụng các thông tin được truyền đạt được gọi là angôrít chuyển vận,

chính là sự học tập Nó cần phải được kiểm tra, theo dõi chặt chẽ và uốn nắn kịp thời, liên tục để không chệch ra khỏi đường chuẩn, tức là nó được điều khiển bởi

một trình tự các hành động điều khiển nhất định mà ta gọi là angôrít điều khiển

Khi angôrít chuyển vận được GV xây dựng lồng với angôrít điều khiển và được thể hiện đầy đủ trong một tài liệu dạy học cung cấp cho HS-SV, ta sẽ có một tài liệu dạy học chương trình hoá Trong QTDH chương trình hoá, HS-SV được học không những các hành động chấp hành, mà còn học được các hành động kiểm tra, điều khiển mà thực chất là tự kiểm tra, tự điều khiển, tự điều chỉnh

Theo quan điểm dạy học lấy HS-SV làm trung tâm: quan điểm này có mầm

mống từ thời cổ đại nhưng mãi tới đầu thế kỷ 20 mới được phát triển mạnh mẽ Quan điểm này coi HS-SV là chủ thể sáng tạo, kêu gọi phát huy cao độ tính tự

giác, tích cực, sáng tạo của bản thân HS-SV để “biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo”

Dạy học lấy HS-SV làm trung tâm có các nội dung sau:

- Việc dạy học phải xuất phát từ HS-SV: từ nhu cầu, đặc điểm và điều kiện của HS-SV, chú ý tới sự khác nhau về độ trưởng thành, độ tuổi trong lớp để có những giải pháp tổ chức dạy học phù hợp với từng nhóm đối tượng HS-SV theo hướng các nhân hoá

- Phải tạo điều kiện cho HS-SV hoạt động cả về thể chất lẫn tinh thần một cách tự giác, tích cực

- Phải chú ý đến cấu trúc tư duy của từng HS-SV không gò cách suy nghĩ của

họ theo cách suy nghĩ đã định hình trước của GV Phải tổ chức QTDH theo hướng từng bước cá nhân hoá, cá thể hoá việc học tập của HS-SV

- Động viên, khuyến khích và tạo điều kiện để HS-SV thường xuyên tự kiểm tra, đánh giá việc học tập của mình nhằm không ngừng cải tiến phương pháp học tập, hình thành thói quen và phương pháp tự học , tự rèn luyên, tự giải quyết các vấn đề trong lý luận và thực tiễn

Tuy nhiên, trong QTDH lấy HS-SV làm trung tâm, vai trò tích cực, chủ động, độc lập, sáng tạo của HS-SV được phát huy nhưng vai trò của GV không bị hạ thấp Giaó viên phải thực sự có trình độ chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm, sáng tạo và nhạy cảm mới có thể đóng vai trò là người gợi mở, trợ giúp, hướng dẫn, cố vấn, trọng tài trong QTDH được Thực tiễn cho thấy, chương trình, sách giáo khoa, tài liệu dạy học tốt đến đâu mà người thày non kém thì không thể có kết quả dạy học tốt được

Nhiệm vụ của dạy học

Nhiệm vụ cơ bản của quá trình dạy học trong các trường chuyên nghiệp là dạy nghề và dạy người Cụ thể gồm các nội dung sau:

- Nhiệm vụ giáo dưỡng: Làm cho HS-SV nắm vững hệ thống tri thức văn hóa, khoa học kỹ thuật và công nghệ, tri thức về chuyên môn, nghiệp vụ, hình thành các kỹ năng, kỹ xảo lao động nghề nghiệp (dạy nghề)

- Nhiệm vụ phát triển trí tuệ: Phát triển ở HS-SV năng lực hoạt động trí tuệ, nững kỹ năng và thói quen tổ chức hoạt động của cá nhân (dạy phương pháp)

- Nhiệm vụ giáo dục các phẩm chất nhân cách: Hình thành ở HS-SV những cơ

sở thế giới quan khoa học, lý tưởng cách mạng và những phẩm chất đạo đức của người lao động mới (còn gọi là nhiệm vụ dạy người)

Tính khoa học được thể hiện trong phương pháp dạy học Bản thân phương pháp dạy học đã là một hệ thống các biện pháp sư phạm đặc biệt: có tính khoa học, tính kỹ thuật và tính nghệ thuật Phương pháp dạy học được lựa chọn và rút

ra từ mục đích và nội dung dạy học, dựa vào trình độ phát triển trí tuệ, khả năng nắm vững kiến thức của HS-SV và dựa vào qui luật nhận thức chung của loài người Phương pháp dạy học tác động vào tính tích cực của HS-SV nhằm làm cho họ nắm chắc tri thức, linh hoạt trong tư duy trở thành những người năng động, tự chủ và sáng tạo

Tính giáo dục là một thuộc tính của quá trình dạy học Dạy học hướng tới giáo dục nhân cách toàn diện cho HS-SV Mục đích giáo dục có thể là những phẩm chất gần gũi, trực tiếp, cũng có thể là những hướng đi của cuộc sống lâu dài đối với con người Bản thân nội dung các môn học lý thuyết và thực hành-sản xuất đã mang tính giáo dục cao và phương pháp dạy học cũng động viên khích lệ sự cố gắng, tích cực học tập và rèn luyện nhân cách, đặc biệt là thái độ lao động nghề nghiệp của HS-SV Tính khoa học và tính giáo dục thâm nhập vào nhau, cùng được thực hiện một cách đồng thời trong quá trình dạy học Quá trình dạy học với mọi nội dung đều phải tuân theo cả tính khoa học và tính giáo dục trong sự thống nhất biện chứng giữa chúng

Nguyên tắc thống nhất biện chứng giữa lý luận và thực tiễn: Lý luận và thực

tiễn là hai mặt của quá trình nhận thức, của việc cải tạo tự nhiên, xã hội và bản thân con người Lý luận là kinh nghiệm đã khái quát hóa trong ý thức của con người, là toàn bộ những tri thức về thế giới khách quan Thực tiễn là toàn bộ hoạt động của con người nhằm đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển của xã hội, trong các quá trình, lĩnh vực sản xuất, văn hóa, hoạt động xã hội, trong công tác thực nghiệm khoa học Kiến thức lý thuyết được vận dụng để giải quyết những nhiệm

vụ thực tiễn để chỉ đạo hành động Ngược lại, thực tiễn vừa là tiêu chuẩn vừa là điểm xuất phát và động lực của nhận thức, lại vừa là tiêu chuẩn của chân lý

Lý thuyết và thực hành gắn bó khăng khít với nhau Điều đó không chỉ đúng cho nhận thức khoa học nói chung mà đúng cho cả công tác dạy học nói riêng Nó phải được thể hiện trong suốt quá trình dạy học, rõ nét hơn cả là trong khi xây dựng nội dung dạy học Nội dung dạy học phải thể hiện được mối liên hệ hữu cơ giữa những kiến thức lý thuyết với thực tiễn sản xuất của đất nước Mối quan hệ này chặt chẽ hơn nhiều so với mối liên quan giữa khoa học cơ bản với ứng dụng vào thực tế

Nguyên tắc thống nhất biện chứng giữa hoạt động dạy và hoạt động học:

Nguyên tắc này chỉ ra rằng, trong quá trình dạy học, GV là chủ thể tổ chức, điều khiển quá trình học tâp của HS-SV và HS-SV là chủ thể tích cực chủ động

và sáng tạo của quá trình học tập Cả hai được phối hợp nhịp nhàng, một mặt là

sự cải tiến thường xuyên phương pháp giảng dạy để nâng cao và hoàn thiện nghệ thuật sư phạm, mặt khác phải thúc đẩy tính tích cực nhận thức và sự cải tiến không ngừng phương pháp học tập của HS-SV Sự cải tiến này cần được thực hiện ở hai phía vì chúng ảnh hưởng qua lại biện chứng với nhau và đó chính là con đường nâng cao chất lượng dạy học

Nguyên tắc thống nhất biện chứng giữa cái cụ thể và cái trừu tượng: Sự

khác nhau giữa cái cụ thể và cái trừu tượng chỉ là tương đối Trong mối liên hệ này, mỗi sự vật, hiện tượng có thể là cụ thể nhưng trong mối liên hệ khác nó lại là trừu tượng Tiêu chẩn cơ bản để phân biệt cái cụ thể với cái trừu tượng là ở sự đối lập giữa tính toàn vẹn với tính bộ phận của hai đối tượng mà ta so sánh cái này

có thể là cụ thể so với cái kia, nếu cái thứ nhất là cái toàn vẹn, cái đã hoàn thiện

so với cái kia ngược lại cái thứ hai là cái trừu tượng so với cái thứ nhất nếu nó là cái bộ phận, cái được cô lập được tách ra từ cái thứ nhất

Nguyên tắc phát huy tính tích cực, độc lập và sáng tạo của HS-SV: HS-SV

là chủ thể của quá trình học tập Vì vậy, học tập chỉ có kết quả khi HS-SV là người có ý thức chủ động, tích cực và sáng tạo trong học tập Tính tích cực là thái

độ HS-SV, muốn nắm vững, hiểu thấu sâu sắc nội dung học tập bằng mọi cách và

cố gắng vận dụng những hiểu biết ấy vào cuộc sống Tích cực là một biểu hiện của ý thức, khi đã có ý thức thì HS-SV sẽ tích cực và chủ động trong mọi tình huống Nguồn gốc của mọi sự tích cực đều do nhu cầu của con người Nhu cầu nhận thức cái mới, nhu cầu vươn lên một trình độ cao hơn sẽ làm cho HS-SV càng tích cực hơn trong học tập

Nguyên tắc phát huy tính tích cực học tập của HS-SV yêu cầu giáo viên phải

tổ chức cho HS-SV hoạt động tích cực Đối với HS-SV tính tích cực bên trong thường nảy sinh do những tác động từ bên ngoài, làm được điều này chính là nghệ thuật sư phạm của GV GV phải tạo dựng hàng loạt các mâu thuẫn, khéo léo lôi cuốn, hấp dẫn HS-SV để họ tự có ý thức tiếp nhận và tìm tòi cách giải đáp Làm sao để cái lẽ ra GV phải thuyết trình, phải giải thích và HS-SV tiếp thu, ghi nhớ, trở thành vấn đề tự HS-SV khám phá Tri thức tự mình tìm ra sẽ bền vững, sâu sắc và có ý nghĩa lớn đối với cá nhân HS-SV

Nguyên tắc đảm bảo tính vững chắc: Nguyên tắc này đòi hỏi trong quá trình

dạy học phải đảm bảo truyền thụ cho HS-SV hệ thống tri thức, kỹ năng, kỹ xảo vững trắc lâu bền, đồng thời có thể nhớ lại và vận dụng linh hoạt váo các tình huống nhận thức hay hoạt động thực tiễn khác nhau

Nắm vững kiến thức là hiểu sự vật, hiện tượng, khái niệm, định nghĩa đúng với bản chất, hiểu được các trường hợp tổng quát và trường hợp riêng của nó Nắm chắc tri thức là trình bày, diễn tả nó một cách rành mạch, xúc tích đúng với bản chất của nó Ngoài ra, nắm chắc tri thức được thể hiện rõ nét nhất ở chỗ nó được vận dụng thành thạo trong các trường hợp khác nhau để giải quyết các vấn

đề lý thuyết và thực tiễn do cuộc sống xã hội đặt ra

Nguyên tắc tính vừa sức: Nguyên tắc này đòi hỏi trong quá trình dạy học

phải vận dụng nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học phù hợp với trình độ phát triển chung của HS-SV trong lớp, đồng thời cũng phù hợp với trình

độ phát triển của từng HS-SV nhằm đảm bảo cho từng HS-SV đều có thể phát triển ở mức tối đa so với khả năng của mình

Trong quá trình dạy học, cần nắm vững đặc điểm riêng của HS-SV cũng như đặc điểm chung của họ về các mặt nhất là năng lực nhận thức, thái độ, động cơ tinh thần học tập Trên cơ sở đó lựa chọn, vận dụng nội dung phương pháp và hình thức tổ chức cho phù hợp với trình độ HS-SV Việc dạy học tùy tiện không chú ý đến trình độ của HS-SV là không thể chấp nhận được

Trong khi dạy học phải thực hiện theo nguyên lý từ đơn giản đến phức tạp,

từ gần đến xa từ nắm tri thức đến rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, từ vận dụng tri thức trong những tình huống tương tự như tình huống đã học đến vận dụng tri thức vào những tình huống mới

1.1.2 Các phương pháp dạy học

Phương pháp dạy học là một trong những thành tố quan trọng nhất của quá trình dạy học, luôn luôn là trung tâm chú ý của các nhà giáo dục và lý luận dạy học Nó phụ thuộc rất nhiều vào khả năng của GV và điều kiện dạy học cụ thể

Có rất nhiều cách khác nhau về phân loại phương pháp dạy học, dưới đây là một số cách phân loại phương pháp dạy học:

- Hệ thống các PPDH phân loại theo nguồn kiến thức và địa điểm tri giác thông tin (S.I.Petrovski, F.Ia.Golan), gồm: dùng lời, trực quan, thực hành

- Hệ thống các PPDH phân loại theo các nhiệm vụ lý luận dạy học cơ bản (M.A.Danilov; B.P.Esipov), gồm: truyền thụ kiến thức, hình thành kỹ năng kỹ xảo, ứng dụng tri thức, hoạt động sáng tạo, củng cố, kiểm tra

- Hệ thống các PPDH phân loại theo đặc điểm hoạt động nhận thức của

HS-SV (M.N.Scatkin; I.Ia.Lecne), gồm: giải thích, minh họa, tái hiện, giới thiệu vấn

đề, tìm kiếm từng phần, nghiên cứu

- Hệ thống các PPDH thông báo và thu nhận, giải thích và tái hiện, thiết kế thực hành và tái hiện thực hành, giải thích, kích thích và tìm kiếm từng phần (M.I.Macmutov),v.v )

Vấn đề lựa chọn PPDH

Ưu nhược điểm của các PPDH: Như ở phần trên đã trình bày, phương

pháp bao giờ cũng được xây dựng trên cơ sở của những đối tượng cụ thể, từ đó nhằm đạt được những mục đích nhất định hay nói cách khác với từng đối tượng khác nhau ta có những phương pháp khác nhau Không có PPDH nào là tối ưu là thống trị trong suốt quá trình dạy học mà mỗi phương pháp dạy học đều có ưu điểm và nhược điểm riêng:

- PPDH dùng lời:

Ưu điểm: + Truyền thụ lượng thông tin lớn trong thời gian ngắn

+ Phát triển tư duy trừu tượng

Nhược điểm: +Lĩnh hội khó

+Không phát triển được kinh nghiệm của học sinh, sinh viên

- PPDH trực quan:

Ưu điểm: + Nâng cao hiệu quả dạy học nhờ có biểu tượng rõ ràng

+ Phát triển tư duy trực quan hình tượng, trí nhớ

Nhược điểm: + Giáo viên cần nhiều thời gian để chuẩn bị bài học

+ Phát triển tư duy trừu tượng kém

- PPDH thực hành:

Ưu điểm: + Hình thành kỹ năng, kỹ xảo lao động

+ Củng cố mối liên hệ lý thuyết và thực tiễn

+ Hiệu suất hứng thú, nhớ lâu

Nhược điểm: + Cần nhiều thời gian để chuẩn bị bài học, cần thiế bị, vật tư

+ Mất nhiều thời gian trên lớp

Ưu điểm: + Cá nhân hóa việc lĩnh hội kiến thức

+ Kiểm tra thường xuyên quá trình lĩnh hội

+ Điều khiển hợp lý và nhanh chóng quá trình lĩnh hội

Nhược điểm:+ Thời gian cần nhiều hơn so với phương pháp giảng giải minh

họa + Hạn chế tính giáo dục của bài học + Hạn chế việc phát triển tư duy độc lập kĩ năng tìm tòi nghiên cứu

- PPDH nêu vấn đề:

Ưu điểm: + Phát triển kỹ năng hoạt động nhận thức sáng tạo, kỹ năng nắm

kiến thức độc lập + Có thể sử dụng khi kiến thức không hoàn toàn mới và phát triển

một cách lô gic những cái đã biết

+ Có thể sử dụng khi học sinh nắm được nội dung bằng hoạt động

độc lập

Nhược điểm: + Cần nhiều thời gian, không dùng được khi rèn luyện kỹ năng, kỹ

xảo thực hành + Khi tài liệu khó quá, không thể độc lập nghiên cứu được

- Làm việc độc lập của HS-SV:

Ưu điểm: + Hình thành năng lực làm việc độc lập

+ Biến kiến thức thành niềm tin + Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành + Phát triển ý trí

Nhược điểm: + Phải tính đến sự hướng dẫn của giáo viên trước những vấn đề

phức tạp + Tốc độ dạy học chậm

1.2 Phương pháp mô phỏng trong dạy học

Trong quá trình dạy học, việc sử dụng các phương tiện trực quan chính là tái tạo ra quá trình nhận thức cảm tính nảy sinh do kết quả của các tác động trực tiếp của sự vật hiện tượng lên các giác quan của con người giúp người học quan sát và thu nhận thông tin về những mặt, những thuộc tính, những mối liên hệ của sự vật Việc lựa chọn phương pháp dạy học nhằm đạt được hiệu quả trong giảng dạy luôn đòi hỏi người giáo viên phải dày công nghiên cứu trên những cơ sở khoa học cũng như những phân tích cụ thể của bài học, đối tượng tiếp thu, điều kiện cơ

sở vật chất (điều kiện chủ quan và điều kiện khách quan của quá trình dạy học) trong mối quan hệ biện chứng giữa chúng với nhau:

- Mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung của bài học

- Khả năng của các phương pháp dạy học cụ thể

- Đặc điểm người học

- Năng lực của giáo viên

- Tình hình trang thiết bị dạy học

- Thời gian

1.2.1 Mô phỏng và phương pháp dạy học mô phỏng

Mô phỏng (Simulation)

Mô phỏng có thể hiều là Quá trình thực nghiệm quan sát được và điều khiển được từ đó cho những kết quả thông qua mô hình của đối tượng khảo sát

Mô phỏng được bắt đầu từ việc chú ý các quy tắc, quan hệ và quá trình phát triển của đối tượng nghiên cứu cùng với sự thay đổi của chúng Các quan hệ này của đối tượng có thể tạo ra các tình huống mới, thậm chí các quy luật mới, được phát hiện trong quá trình mô phỏng Trong khoa học và công nghệ, mô phỏng là con đường nghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý thuyết thuần tuý và

nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng thực Nó được sử dụng khi không thể, không cần hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực

Mô phỏng giúp nghiên cứu hệ thống một cách chủ động, giải quyết những khó khăn khi tiến hành nghiên cứu với mô hình thực (những đối tượng, hệ thống khó hoặc không thể trực tiếp nghiên cứu được do những nguyên nhân khác nhau như tính kinh tế, điều kiện khách quan, tính nguy hiểm, thời gian diễn biến quá ngắn hoặc quá dài )

Phương pháp mô phỏng trong dạy học là phương pháp nhận thức thế giới

thực thông qua nghiên cứu mô hình của đối tượng mà ta quan tâm, đây là phương pháp dạy học có hiệu quả cao về nhiều mặt như trực quan, sinh động, gây hứng thú học tập và nghiên cứu, phát huy tư duy sáng tạo…

Sơ đồ quá trình mô phỏng

Phương pháp mô phỏng tiến hành theo ba bước:

(1) Mô hình hoá: Từ mục đích nghiên cứu, cần xác định, lựa chọn một số tính

chất và mối quan hệ chính của đối tượng nghiên cứu đồng thời loại bỏ những tính chất và mối quan hệ thứ yếu để xây dựng mô hình

(2) Nghiên cứu mô hình (tính toán thực nghiệm…) để rút ra những hệ quả lý thuyết, kết luận về đối tượng nghiên cứu

Sau khi mô hình được xây dựng, người ta áp dụng những phương pháp lý thuyết hoặc thực nghiệm khác nhau từ tư duy trên mô hình và thu được kết quả, những thông tin mới Đối với các mô hình vật chất thì người ta làm thí nghiệm thực trên mô hình Người ta coi công việc này như là một thí nghiệm đặc biệt gọi

là thí nghiệm tưởng tượng (ảo) Những thí nghiệm đó được sáng tạo để giải thích những vấn đề đặc biệt quan trọng, bất kể là trong thí nghiệm đó chỉ có thể thực hiện được về mặt nguyên tắc mặc dù về mặt kỹ thuật thực nghiệm của nó có thể rất phức tạp

(3) Đối chiếu kết quả thu được trên mô hình với kết quả thực tiễn đồng thời xét tính hợp thức của mô hình Trong trường hợp kết quả không phù hợp với thực tiễn phải chọn lại mô hình

Đối tượng

(3)

(2) (1)

1.2.2 Mô hình và phương tiện trong dạy học mô phỏng

Mô hình (Model)

Khái niệm: " mô hình là một thể hiện bằng thực thể hay bằng khái niệm một số

thuộc tính và quan hệ đặc trưng của một đối tượng nào đó (gọi là đối tượng được

mô hình hoá hay nguyên hình), với mục đích nhận thức, làm đối tượng quan sát

thay cho nguyên hình hoặc làm đối tượng nghiên cứu về nguyên hình”

Phân loại:

Mô hình được phân loại trước hết thành mô hình vật lý và mô hình toán học

Mô hình vật lý dựa trên sự tương tự giữa những hệ thống cơ và điện hoặc hệ thống điện và thuỷ lực hay khí nén Mô hình toán học thì sử dụng những kí hiệu

và phương trình toán học để biểu thị một hệ thống, các tính chất của hệ thống được biểu diễn bằng các biến và hoạt động của hệ thống được biểu diễn bằng các hàm toán học gắn kết các biến

Mô hình được phân thành mô hình tĩnh và mô hình động: Mô hình tĩnh chỉ cho những giá trị của hệ thống khi cân bằng, còn mô hình động có thể cho những giá trị của hệ thống thay đổi theo thời gian qua hoạt động của mô hình

Trong mô hình toán, cấp thứ ba trong phân loại mô hình được phân biệt theo cách biểu diễn mô hình, đó là các biến đại diện cho đặc điểm của hệ thống, ta có

mô hình tương tự và mô hình số

Sơ đồ phân loại mô hình theo tính chất của mô hình

MH động lực học

MH vật lý

MH cấu trúc

MH

hệ thức

MH tương

tự

MH đồng dạng

Mô hình vật lý

Mô hình vật lý là một hệ thống được hình dung trong óc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu mô hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tượng ví dụ như mô hình thang máy, mô hình dao động… Nói chung các mô hình này được dùng trong quá trình thực nghiệm Dựa trên tiêu chuẩn cùng chất, giống nhau về chất, khác nhau về chất giữa nguyên hình và mô hình, mô hình thực thể được chia làm ba loại: mô hình trích mẫu, mô hình đồng dạng và mô hình tương tự

+ Mô hình trích mẫu

Mô hình trích mẫu là một tập hợp những cá thể trích ra từ một tổng thể được xét Mô hình trích mẫu được sử dung rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quen thuộc như : đánh giá chất lượng sản phẩm, điều tra xã hội học, nghiên cứu mô trường sinh thái…

Ví dụ: để đánh giá độ ô nhiễm nước của một dòng sông, không thể mang cả dòng sông về phòng thí nghiệm để nghiên cứu, người ta phải lấy các mẫu nước ở các vị trí khác nhau, phân tích mẫu nước và rút ra kết luận

+ Mô hình đồng dạng

Mô hình đồng dạng là một thực thể có các thông số vật lý cùng tên với nguyên hình (tức là giống chất với nguyên hình) và được xác định theo lý thuyết đồng dạng

Từ kết quả nhận được trên mô hình có thể suy ra nguyên hình thông qua tỷ số đồng dạng Tuỳ theo các chuẩn cứ đồng dạng: hình học, động hình học, hay động lực học, có những mô hình đồng dạng tương ứng Bản vẽ kỹ thuật, mô hình máy bay, mô hình lò cao… là những ví dụ về mô hình đồng dạng hình học Loại mô hình này chỉ sử dụng ở giai đoạn thấp của quá trình nhận thức khi cần hình thành những biểu tượng hoặc thu thập kiến thức có tính chất kinh nghiệm Những kiến thức thu được trên mô hình là những tính chất bên ngoài của hiện tượng, của đối tượng thực

+ Mô hình tương tự

Hai thực thể khác nhau về bản chất vật lý được gọi là mô hình tương tự khi trạng thái của chúng được mô tả bằng cùng một hệ phương trình vi phân và điều kiện đơn trị

Mô hình khái niệm

Mô hình khái niệm là hệ thống những ký hiệu dùng với tư cách là mô hình: hình vẽ, sơ đồ, đồ thị, chữ cái, các công thức, phương trình toán học Mô hình khái niệm khác với mô hình thực thể ở chỗ đây là các mô hình có tính chất hình thức, trừu tượng

Mục đích của mô hình hoá là thay thế đối tượng nghiên cứu bằng phương trình sao cho có thể thu được những thông tin cần thiết một cách dễ dàng nhất Bởi vậy

có thể ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức xuất phát từ những yếu tố quan sát được (lực đàn hồi) để xây dựng mô hình dao động điện không quan sát trực tiếp được Mô hình khái niệm có thể phân chia thành hai loại như sau:

+ Mô hình hệ thức

Là mô hình dùng hệ thức hay phương trình toán học để mô tả trạng thái của đối tượng nghiên cứu

Tính chất của mô hình

* Tính giống với “vật gốc” theo một nghĩa nào đó

Một hệ thống chỉ có thể được coi là mô hình của vật gốc khi có thể chuyển được những kết quả nghiên cứu trên mô hình sang vật gốc Nghĩa là có sự tương

tự giữa mô hình và vật gốc

* Tính lý tưởng

Tính lý tưởng của mô hình khác với tính đơn giản ở chỗ, khi mô hình hoá người ta không thể xây dựng được các tính chất giống hệt với nguyên hình, ví dụ như từ trường của dòng điện hay sóng của các loại ánh sáng… Việc đơn giản hoá

mô hình lại là một hoạt động có chủ ý của người xây dựng mô hình nhằm làm cho việc nghiên cứu thuận lợi hơn Như vậy mô hình nào cũng có tính chất lý tưởng ít hay nhiều Nói cách khác không có mô hình nào giống hệt thực tiễn bởi nếu như vậy thì nó không còn tính cách là vật đại diện, thay thế nữa…

* Tính chủ quan

Mỗi khi tạo ra một mô hình để nghiên cứu, người nghiên cứu cần phải có sẵn sự hình dung trong óc về đối tượng cần nghiên cứu của họ theo những quan điểm riêng của mình Trên thực tế mỗi người nhìn nhận một vấn đề trên những khía cạnh, những góc độ khác nhau, do vậy sự quyết định tính chất và mối quan

hệ cơ bản của đối tượng có khác nhau Điều này dẫn đến cùng một đối tượng nghiên cứu, mỗi người xây dựng cho mình một mô hình khác nhau, đó là tính chủ quan của mô hình

Phương tiện trong dạy học mô phỏng

Khái niệm phương tiện

Phương tiện được hiểu là một người hoặc một vật trung gian hay một công

cụ trung gian để thực hiện giao tiếp Người gửi thông tin cần sử dụng một phương tiện để truyền tải thông tin, còn người nhận cũng phải sử dụng phương tiện để nhận và hiểu được thông tin từ người gửi

Trong giảng dạy thì phương tiện dạy học được hiểu trong mối quan hệ giữa thông điệp và phương tiện, phương tiện chở thông điệp đi Thông điệp từ giáo viên, tuỳ theo phương pháp dạy học, được các phương tiện chuyển đến học sinh Mục tiêu của giờ học là “việc học của học viên”, đó có thể là học kiến thức lý thuyết mới, học một kỹ năng kỹ xảo hay học để xây dựng một quan điểm… Quá trình học tập trong nhà trường là một quá trình tương tác giữa người học và nội dung học tập

Vai trò phương tiện

Trong các mô hình mới về dạy và học, phương tiện dạy học chiếm một vị trí khá quan trọng

- Trong mô hình lý luận dạy học theo lý thuyết học tập (Lerntheoretische Didaktik) của Heimann và Schulz (Didaktik der beruflichen Aus – und Wieterbildung WS2000 Hanno Host, Merkblatter) ta có:

Mô hình dạy học theo Heiman

Trong mô hình dạy học của Frank Wolfgang Ihber, Vorlesung:

Bildungstechnologie WS2000 ta có:

Mô hình dạy học theo Frank

Điều kiện con người Điều kiện văn hoá – xã hội

Phương pháp Nội dung

Như vậy có thể nói vai trò của phương tiện dạy học là sự trợ giúp người giáo

viên trong việc giới thiệu kiến thức, trong việc điều khiển hoạt động học tập của

học viên, được thể hiện trong hình vẽ:

Vai trò của phương tiện dạy học trong tam giác quan hệ

Chức năng phương tiện

- Truyền đạt nội dung học tập

Cách truyền đạt nội dung học tập sơ khai nhất là sử dụng các đối tượng

thực, ví dụ như cây cối, hay việc thao tác mẫu, như trong các giờ học rèn luyện

kỹ năng kỹ xảo: Giáo viên làm trước, học viên làm theo Tuy nhiên nhiều lý do

mà không thể, không cần hay không nên đưa các đối tượng thực vào giờ học, khi

đó người ta phải sử dụng đến các phương tiện dạy học như tranh ảnh, chữ viết

miêu tả, băng từ hay phim ảnh…Phương tiện dạy học sử dụng trong các trường

hợp này càng gần, giống như vật thật càng tốt, nó có thể là hình ảnh thu nhỏ của

vật ấy hay những mô tả chi tiết bằng ngôn ngữ Chẳng hạn, khi dạy về một loại

máy ngoài việc sử dụng sơ đồ cấu tạo bên trong ta cũng phải chú ý đến tranh ảnh

mô tả hình dáng bên ngoài hay các chi tiết của máy

- Điều khiển giờ học

Sự giới thiệu nội dung học tập thuần tuý, ví dụ như những nội dung được trình

bày trong một cuốn từ điển, không thể coi là một giờ học Vì thế ngoài việc giới

thiệu nội dung thì phương tiện dạy học còn có nhiệm vụ điều khiển Người giáo

viên cần chiếm được sự chú ý của học viên và hướng sự chú ý đó đến trọng tâm

bài giảng, để cho việc học tập đạt được mục đích đề ra

Phương tiện dạy học phục vụ cho bài giảng trực quan, tạo hứng thú học tập

cho học viên, làm cho nội dung trở nên sống động Phương tiện dạy học tác động

lên nhiều giác quan, tạo sự tập trung và sẵn sàng học cái mới của học viên, thúc

đẩy động cơ học tập Rất nhiều công việc mà giáo viên tự mình không thể làm

được nếu không có phương tiện

Phương tiện cũng có thể tác dụng ngược đối với quá trình dạy học nếu như

việc sử dụng chúng không hợp lý, đơn điệu hoặc quá nhiều

Nguyên tắc sử dụng phương tiện trong dạy học

+Nguyên tắc đơn giản

Quá trình đơn giản hoá một mệnh đề khoa học là một quá trình chuyển hoá một mệnh đề phức tạp, mô tả nhiều đặc điểm đặc biệt của sự vật hiện tượng thành mệnh đề khái quát, mô tả những đặc điểm chung nhất của các sự vật hiện tượng

mà vẫn giữ nguyên tính đúng đắn về khoa học Quá trình đơn giản hoá có thể tiến hành bằng cách:

o Loại bỏ những thành phần thứ yếu trong mệnh đề

o Thay thế những đặc điểm riêng bằng một khái niệm ngoại diên

+ Nguyên tắc trực quan

Đối tượng nghiên cứu của khoa học kỹ thuật là các vật phẩm kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật và các thao tác kỹ thuật Với đối tượng nghiên cứu như vậy, nội dung môn học kỹ thuật vừa mang tính cụ thể, vừa mang tính trừu tượng: tính

cụ thể thể hiện ở nội dung của nó nghiên cứu các vật phẩm kỹ thuật và thao tác

kỹ thuật cụ thể, tính trừu tượng đựơc phản ánh trong hệ thống các khái niệm kỹ thuật, các nguyên lý và quá trình kỹ thuật mà học sinh không trực tiếp tri giác, cảm giác được Do đó, trong dạy học kỹ thuật, nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tượng là rất quan trọng

Trực quan là một tính chất của các hình ảnh chủ quan Các quá trình kỹ thuật diễn ra quanh ta rất phong phú, đa dạng Để học viên hiểu rõ các quá trình này, người ta phải tìm cách trực quan hoá chúng bằng các phương tiện trực quan tĩnh

mô hình cần hợp thức với nguyên hình

- Quá trình mô phỏng số: Quá trình mô phỏng số được biểu diễn như sau:

Quá trình mô phỏng số

Đối tượng cần nghiên cứu

Kết quả Thử nghiệm và so sánh

Mô hình hóa trên máy tính

Mô hình nguyên lý

Những bước chính của quá trình mô phỏng số bao gồm:

+ Từ mục đích nghiên cứu ta thu thập các thông tin, dữ liệu cần thiết của đối tượng và các yếu tố tác động (môi trường), trên cơ sở đó xây dựng mô hình nguyên lý (phản ánh bản chất của đối tượng nghiên cứu)

+ Mô hình hóa trên máy tính: tiến hành vẽ thiết kế để xây dựng mô hình trên máy tính và lập trình/tạo hiệu ứng chạy trên máy tính (quan hệ lắp ghép, điều chỉnh…)

+ Lập kế hoạch thực nghiệm (số lần thử nghiệm, thời gian mô phỏng), hiệu chỉnh kế hoạch thực nghiệm để đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu

+ Thử nghiệm xem mô hình có phản ánh đúng các đặc tính của đối tượng không Nếu cần, phải sửa chữa lại các lỗi Sau khi thử nghiệm, nếu mô hình trên máy tính không đạt cần phải xây dựng lại mô hình nguyên lý

Trong dạy học kỹ thuật, khi sử dụng các chương trình mô phỏng cần cân nhắc một số điểm sau:

- Không thể sử dụng mô hình thay thế hoàn toàn nguyên hình Trước hoặc sau khi sử dụng mô hình cần có sự liên hệ với đối tượng thực Chỉ có sự kết hợp hiệu quả giữa mô hình - vật thực mới phát huy được kỹ năng - kỹ xảo cần thiết cho người học Ví dụ các cảm giác về khối lượng, kích thước, gia tốc…

- Việc tạo và sử dụng mô hình cần có sự lựa chọn và có chủ ý (tính chủ quan), tuỳ thuộc vào mục đích dạy học mà tạo ra những mô hình thích hợp

- Chú ý tính tương thích của mô hình với nguyên hình Trong khi nghiên cứu, các kết quả thu được trên mô hình phải có khả năng chuyển thành các kết luận về nguyên hình Trong quá trình dạy học, vấn đề đặt ra là các kết quả thu được trên

mô hình mang một ý nghĩa truyền đạt nội dung học tập nào đó về nguyên hình

- Mô hình trên máy tính không phải luôn luôn đúng với thực tế do tính lý tưởng của mô hình tương đối cao Vì vậy phải thận trọng khi sử dụng các kết quả

từ mô hình, không tuyệt đối hoá mô hình trên máy tính

2 Thực trạng của việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học

2.1 Trên thế giới

Mô phỏng số đã được nghiên cứu, triển khai tại nhiều nước trên thế giới Chắc chắn rằng, công nghệ này sẽ được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ trong tương lai “Cũng như đầu máy hơi nước, điện thoại và truyền hình, mô phỏng số

là một kỹ thuật bắn thẳng chúng ta tới phía trước và có thể tạo nên nhiều đổi thay trọng đại”

Trên Internet, một số trang web đã giới thiệu các bài thí nghiệm, thực hành

ảo, theo đó bất cứ ai truy cập vào các website đó đều thao tác được với các bài thí nghiệm, thực hành đã được chuẩn bị sẵn Ví dụ như:

Về lĩnh vực cơ học (Mechanics): Súng phóng (The Cannon); động năng (Kinetic energy); ma sát, lực và các mặt nghiêng (Friction, Forces and Inclined Planes)

Về lĩnh vực nhiệt động lực học (Thermodynamics): Định lý về khí lý tưởng (Ideal Gas Law), sự cân bằng nhiệt động lực học (thermodynamic Equilibrium),

sự phân bố vận tốc Maxwell (Maxwellia Velocity Distribution)

Về vật lý thiên văn (Astrophysics): Quang kế thiên hà (Galaxy Photometery), định luật Hubble và kích thước thiên hà (Galaxy Sizes and Hubble Law)

Về điện học: Định luật ôm (Ohms law) Ví dụ thí nghiệm về định luật ôm được thể hiện bằng cách thiết lập mạch điện điều khiển một bóng đèn ảo với sự kết hợp khác nhau giữa các cặp giá trị của hiệu điện thế và điện trở

Những ví dụ về các bài mô phỏng, thực hành ảo đề cập ở trên cho phép khẳng định vai trò quan trọng của nó trong dạy học

Tuy nhiên, qua nghiên cứu và tìm hiểu cho thấy từ những năm 90 của thế kỷ trước, các nước có nền công nghiệp hiện đại trên thế giới đã sử dụng các phần

mềm CAD (computer Ad Design) hiện đại có chức năng mô phỏng 3D Các

doanh nghiệp sử dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế cơ khí như autodesk Inventor, SolidWork vào công tác thiết kế, thử nghiêm và sản xuất (đặc biệt trong dây chuyền sản xuất tự động) Ngoài mục đích trên doanh nghiệp còn sử dụng chức năng mô phỏng 3D vào hoạt động quảng bá sản phẩm, quảng bá thương hiệu Với các phần mềm này trong giáo dục đào tạo, người sử dụng chỉ cần thiết kế, lựa chọn các chi tiết, xác định kiểu lắp ghép, liên kết chúng, việc còn lại như hệ thống ấy sẽ hoạt động ra sao, ghép như vậy có truyền động được không hoàn toàn do chương trình tính toán và cho ra kết quả phù hợp với thực

tế Đây cũng được coi là những hệ thống, chi tiết, mối ghép ảo Mô phỏng 3D đã góp đáng kể vào việc đổi mới phương pháp giảng dạy tạo hướng thích thú cho người học, nâng cao chất lượng đào tạo

2.2 Tại Việt Nam

2.2.1 Một số văn bản chỉ đạo, hướng dẫn

Trong những năm qua với sự hội nhập quốc tế và phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, việc nghiên cứu và áp dụng các ứng dụng công nghệ thông tin được các ngành, các cấp quan tâm và chỉ đạo thực hiện

Bộ Giáo dục Đào tạo đã có công văn số: 9886/BGDĐT-CNTT ngày 11/11 /2008 về việc Hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ CNTT năm học 2009 – 2010 Theo công văn, một trong những nhiệm vụ trọng tâm năm học là tiếp tục triển khai nhiệm vụ CNTT theo Chỉ thị số 55/2008/CT-BGDĐT ngày 30/9/2008 của Bộ trưởng Bộ GDĐT về tăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông

tin trong ngành giáo dục giai đoạn 2008-2012 Cụ thể là : ’’ ứng dụng CNTT và đào tạo nguồn nhân lực CNTT là công tác thường xuyên và lâu dài của ngành giáo dục, tiếp tục phát huy các kết quả đạt được của "Năm học đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin" ‘’ triển khai thực hiện nhiệm vụ CNTT năm học

2009 – 2010 nhằm đẩy mạnh việc đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập và ứng dụng CNTT một cách thiết thực và hiệu quả trong công tác quản lý của nhà trường và công tác đào tạo nguồn nhân lực về CNTT’’

Chỉ thị số 55/2008/CT-BGDĐT ngày 30/9/2008 của Bộ trưởng Bộ GDĐT

về tăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục giai đoạn 2008-2012 Cụ thể là :

‘’ Triển khai áp dụng CNTT trong dạy và học, hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy, tích hợp ứng dụng CNTT ngay trong mỗi môn học một cách hiệu quả và sáng tạo ở những nơi có điều kiện thiết bị tin học.’’;

‘’ Khuyến khích giáo viên, giảng viên soạn bài trình chiếu, bài giảng điện

tử và giáo án trên máy tính’’

‘’ Việc hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy bằng ứng dụng CNTT phải được thực hiện một cách hợp lý, tránh lạm dụng, tránh bệnh hình thức chỉ ứng dụng CNTT tại một số giờ giảng trong cuộc thi, trong khi không áp dụng trong thực tế hàng ngày.’’

2.2.2 Tình hình nghiên cứu mô phỏng 3D

Trong thiết kế, chế tạo, mô phỏng 3D đã được các doanh nghiệp áp dụng, đặc biệt là các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài Việc áp dụng mô phỏng 3D vào trong giáo dục đào tạo đã được một số trường quan tâm, tìm hiểu nghiên cứu và đã đạt được thành quả nhất định Cụ thể là:

Trường Đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo một số mô hình

mô phỏng cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong

Vụ giáo dục quốc phòng – Bộ Giáo dục Đào tạo, đã xây dựng một số mô hình mô phỏng 3D về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của một số vũ khí thông thường phục vụ cho giáo dục quốc phòng

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã ứng dụng phần mền solidwork và autodesk Inventor giao đề tài cho sinh viên xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo hộp tốc độ máy tiện vạn năng Như vậy, với việc mô phỏng cấu tạo hộp tốc độ máy tiện vạn năng, mới chỉ là một phần nhỏ của công việc mô phỏng 3D một máy tiện hoàn chỉnh

Tuy nhiên qua tìm hiểu thông tin cho thấy chưa có cơ sở nào sử dụng các phần mềm chuyên dụng mô phỏng 3D hoàn chỉnh máy tiện vạn năng ứng dụng vào đào tạo

Rất cần thiết (58,3%); Cần thiết (41,7%); Chưa cần thiết (0%)

2 Việc xây dựng các bài giảng có mô phỏng 3D tại các trường:

Rất dễ dàng (11,7%); Dễ dàng (46,7%);Không dễ dàng (41,6%);

3 Mức độ khi sử dụng các phần mềm mô phỏng 3D trong các bài giảng thuộc chuyên ngành cơ khí đối với giáo viên :

Rất dễ dàng (25%); Dễ dàng (63,3%); Không dễ dàng (11,7%);

4 Việc áp dụng các bài giảng có mô phỏng 3D tại các trường :

Khả thi(61,7%); Có thể khả thi (38,3%); Khó khả thi (0%); Không khả thi (0%);

5 Nhu cầu sử dụng mô phỏng 3D các hoạt động của thiết bị :

Máy phay vạn năng(68,3%); Máy tiện vạn năng (78,3%); Máy khoan (20%) ; Máy mài (26,7%)

6 Khả năng phát huy tư duy sáng tạo của học sinh, sinh viên trong giờ giảng có

mô phỏng 3D :

Phát huy cao độ (98,3%) ; Ít phát huy (1,7%) ;Không phát huy (0 %)

7 Khả năng ghi nhớ kiến thức cuả học sinh, sinh viên trong giờ giảng có mô phỏng 3D :

Dễ ghi nhớ(100 %); Khó ghi nhớ(0%); Không ghi nhớ được (0%);

Kết quả trên cho thấy việc ứng dụng các bài giảng có mô phỏng 3D trong giảng dạy tại các trường là rất cấp thiết, tính khả thi cao, có tầm quan trọng và lợi ích to lớn Đây là cơ sở thực tiễn xác đáng cho việc xây dựng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng áp dụng vào đào tạo tại các trường cao đẳng công nghiệp

Chương 2 XÂY DỰNG MÔ PHỎNG 3D CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, VẬN HÀNH MÁY TIỆN VẠN NĂNG TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP

tạo bồi dưỡng nguồn nhân lực có trình độ kỹ thuật viên cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp, trung cấp nghề, cao đẳng nghề, sơ cấp nghề ; ngành nghề đào tạo cũng rất phong phú : điện, cơ điện tử, công nghệ thông tin, kinh tế, cơ khí Hầu hết các trường đều đào tạo các ngành, nghề thuộc lĩnh vực cơ khí như : Công nghệ kỹ thuật cơ khí, công nghệ ô tô, cắt gọt kim loại, nguội sửa chữa máy công

cụ, bảo trì thiết bị công nghiệp

Với đặc điểm chung đó, đề tài mặc dù chỉ nghiên cứu xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành máy tiện vạn năng nhưng có thể phục vụ cho đào tạo trình độ cử nhân cao đẳng, cao đẳng nghề, trung cấp nghề thuộc lĩnh vực cơ khí trong các trường cao đẳng công nghiệp

Để xây dựng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng cần dựa vào các yếu tố sau:

1.1 Chương trình đào tạo :

Trường Cao đẳng Công nghiệp Việt Đức thực hiện chức năng, nhiệm vụ theo quyết định số 1005/2006/QĐ-BCN ngày 17/04/2006 của Bộ Công nghiệp: Đào tạo bồi dưỡng nguồn nhân lực có trình độ cao đẳng kỹ thuật và các trình độ thấp hơn Hiện nay trường đang đào tạo các bậc trình độ và các ngành, nghề sau : Trình độ cử nhân cao đẳng gồm các chuyên ngành chủ yếu: cao đẳng công nghệ kỹ thuật cơ khí, công nghệ kỹ thuật điện, công nghệ ô tô, công nghệ ô tô, tin học ứng dụng, cơ điện tử, kế toán

Trình độ kỹ thuật viên trung cấp gồm các nghề : chế tạo phụ tùng cơ khí, sửa chữa khai thác thiết bị, kế toán doanh nghiệp, tin học ứng dụng, điện-điện tử Trình độ sơ cấp nghề, trung cấp nghề, cao đẳng nghề gồm các nghề : Nguội sửa chữa máy công cụ, nguội lắp ráp, nguội chế tạo, bảo trì thiết bị công nghiệp, điện công nghiệp, điện tử công nghiệp, điện dân dụng, cơ điện tử, kỹ thuật sửa chữa lắp ráp máy tính, quản trị mạng, công nghệ ô tô, cắt gọt kim loại, hàn, rèn-dập, kế toán doanh nghiệp, sư phạm dạy nghề, lái xe ô tô

Chương trình đào tạo các bậc cao đẳng chuyên nghiệp, trung cấp nghề, cao đẳng nghề của trường được xây dựng từ chương trình khung của Bộ GDĐT và

Bộ LĐTBXH nên có sự tương đồng với các trường khác Vì vậy đề tài tập trung nghiên cứu một số chương trình môn học, mô đun đào tạo điển hình dưới đây để làm cơ sở thực hiện:

1.1.1 Đề cương chi tiết học phần: MÁY CẮT KIM LOẠI là học phần thuộc

khối kiến thức chuyên ngành chương trình đào tạo trình độ cao đẳng, ngành Công

nghệ kỹ thuật cơ khí Học phần được giảng dạy vào kì 5 của khóa học, sinh viên

đã được học các học phần thuộc kiến thức đại cương, kiến thức cơ sở ngành Học

phần có 6 đơn vị học trình gồm 7 chương Trong đó lên lớp 80 tiết và 10 giờ bài

tập

Nội dung của học phần này bao gồm các kiến thức về các loại máy cắt gọt

kim loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và tính năng của từng loại máy, sơ đồ

động và tính toán tỷ số truyền

Mục tiêu của học phần : Học xong học phần này, sinh viên có khả năng:

Phát biểu khái niệm và mô tả được chức năng, nguyên lý làm việc của từng

loại máy, cũng như những dạng bề mặt được gia công trên từng loại máy

Phân tích và đọc được các sơ đồ truyền động của từng cụm máy và mối

liên quan trong toàn bộ máy

Xác định các tính năng kỹ thuật máy

Nội dung học phần:

Nội dung tổng quát:

Tên chương số tiết Tổng thuyết Lý Bài tập

Chương 1 Đại cương về chuyển động học

trong máy cắt

19 17 2

Chương 3 Máy khoan – Máy doa – Máy tổ hợp 13 13

Chương 5 Máy bào – Máy xọc – Máy chuốt 10 10

Nội dung chi tiết:

Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG HỌC TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI

1 Mục đích

Cung cấp lý luận chung và một số khái niệm cơ bản khi nghiên cứu về máy

cắt kim loại

Trang bị cho học sinh nắm được các bộ phận và cơ cấu truyền động thường

dùng trong máy cắt kim loại

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng::

- Phân biệt loại máy, đọc và giải thích được các ký hiệu về máy.Phân biệt

được các loại chuyển động trong máy Công dụng , đặc điểm, nguyên lý làm việc

của máy cắt

- Tính được tỷ số truyền trong máy cắt

3 Nội dung chi tiết

Tiết Đề

Lý thuyết

Bài tập

1 1 Khái niệm về máy cắt kim loại 1

2 1.1 Giới thiệu chung về máy cắt kim loại

4 1.3 Các dạng bề mặt thường dùng trong máy cắt

Sơ đồ kết cấu động học của máy cắt kim loại

Các xích động và liên kết trong máy 1

2 Các cơ cấu điển hình và các bộ truyền cơ bản

trong máy cắt kim loại

8

2.1 Các bộ truyền cơ bản trong máy cắt kim loại

1 2.1.1 Bộ truyền bánh răng

13-14 2.1.7 Bài tập tính toán tỷ số truyền 2

2.2 Các cơ cấu điển hình

2.2.1 Cơ cấu bánh răng di trượt

15

2.2.2 Cơ cấu Noocton

1

Chương 2 MÁY TIỆN

1 Mục đích

Trang bị cho học sinh nắm được các cấu tạo, nguyên lý làm việc cách điều

chỉnh máy tiện để gia công mặt tròn xoay, mặt côn, mặt ren

Giới thiệu một số loại máy tiện chuyên môn hoá dùng trong sản xuất loạt

theo nguyên tắc tập trung nguyên công

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng :

- Mô tả công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy tiện

- Giải thích được sơ đồ động học và các cơ cấu điển hình của máy tiện

- Tính được tỷ số truyền trong máy cắt

3 Nội dung chi tiết

20

21 2.1 Máy tiện ren vít vạn năng 1A62 1

24 c Xích tiện trơn – chạy dao nhanh 1

Một số cơ cấu của máy

Cơ cấu an toàn

28 c Điều chỉnh máy khi tiện ren nhiều mối 1

Một số máy tiện ren vít khác Máy tiện 1K62

29

2.2

Máy tiện T616

1

3 Máy tiện chuyên dùng

3.2 Máy tiện ren chính xác cao

30

3.3 Máy tiện hớt lưng

1

4 Một số máy tiện khác

4.1.1 Công dụng và các chuyển động của máy

4.1.2 Máy tiện Rơvônve 1336M

1 Mục đích

Giới thiệu các loại máy gia công lỗ bằng dụng cụ cắt là khoan, khoét, dao doa

Giới thiệu các loại máy thường dùng để gia công chính xác các lỗ, hệ lỗ toạ độ và

lỗ đồng trục

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng :

- Mô tả công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy khoan, máy doa

- Phân tích sơ đồ động học và các cơ cấu điển hình của máy khoan và máy

Bài tập

33

1.1 Công dụng và phân loại kích thước cơ bản 1

b Sơ đồ động của máy

38 1.3 Máy khoan đứng nhiều trục chính 1

2.2.1 Các cơ cấu đo lường của máy doa toạ độ

Cơ cấu đo lường bằng trục vít có thước điều chỉnh

1 Mục đích

Giới thiệu cho học sinh hiểu được về các loại máy gia công mặt phẳng bằng

dao cắt nhiều lưỡi

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng :

- Mô tả Công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy phay

- Phân tích sơ đồ động học và các cơ cấu điển hình của máy phay

- Tính toán và sử dụng đầu chia độ để gia công bánh răng, gia công chi tiết

nhiều cạnh

3 Nội dung chi tiết

46

2 Máy phay ngang vạn năng 6H82 1

2.2.3 Xích chạy dao nhanh

2.3 Một số cơ cấu đặc biệt của máy

2.3.1 Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vít me

56 4.2.5 Phân độ để phay rãnh xoắn 1

5 Các loại máy phay khác

1 Mục đích

Giới thiệu các loại máy gia công mặt phẳng ngoài và trong bằng dao đơn

lưỡi và loại máy gia công chính xác mặt trong dùng trong sản xuất lớn

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng :

- Mô tả công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy bào – xọc- máy

chuốt

- Phân tích sơ đồ động học và các cơ cấu điển hình của máy bào – xọc – máy

chuốt

- Giải thích và chứng minh chuyển động độc lập của máy

3 Nội dung chi tiết

2 Máy bào ngang 736

60

61-62 2.2 Các cơ cấu thực hiện chuyển động chính 2

2.2.1 Cơ cấu culít lắc 2.2.2 Cơ cấu bánh răng – Thanh răng hoặc vít me -

đai ốc

2.2.3 Cơ cấu dầu ép

2.3 Cơ cấu thực hiện chuyển động chạy dao

2.3.1 Cơ cấu chạy dao ngang tự động

3.1 Công dụng đặc tính kỹ thuật của máy 1

3.2 Sơ đồ động học của máy

4.2 Máy chuốt nằm ngang

68

4.3 Máy chuốt đứng

1

Chương 6 MÁY MÀI

1 Mục đích

Giới thiệu các loại máy gia công chính xác mặt tròn xoay, mặt phẳng dùng

hệ thống truyền dẫn thuỷ lực

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng:

- Mô tả công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy mài tròn xoay, máy

mài mặt phẳng

- Phân tích sơ đồ động học của các máy mài

3 Nội dung chi tiết

Tiết Đề

Lý thuyết

Bài tập

1 Mục đích

Giúp cho học sinh biết về công dụng,nguyên lý làm việc, sơ đồ động và một

số cơ cấu điển hình, tính toán điều chỉnh được một số máy cắt thông dụng

2 Yêu cầu Sinh viên có khả năng:

- Mô tả công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy cắt kim loại thông

Bài tập

1 Đại cương về thiết kế máy cắt kim loại

1.1 Những bước phát triển mới

76

1.2 Phương hướng phát triển máy cắt kim loại

1 1.3 Thiết kế máy cắt kim loại

77

2.1 Vận tốc cắt và lượng chạy dao giới hạn

4 Thiết kế hộp chạy dao

4.1 Đặc điểm và yêu cầu

4.2 Phân loại hộp chạy dao

5.2 Vật liệu và chế độ nhiệt luyện

5.3 Điều kiện kỹ thuật của trục chính

5.4 Tính toán trục chính

85

6 Hệ thống bôi trơn và làm nguội

6.1 Bôi trơn máy công cụ

86

6.2 Hệ thống làm nguội

1

Nhận xét : Như vậy chương 2 (mục 2) trong chương trình có nội dung phù hợp

để xây dựng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng 1A62 áp dụng vào giảng dạy

1.1.2 Chương trình mô đun đào tạo : THÁO MÁY CÓ ĐỘ PHỨC TẠP R≥10

là mô đun đào tạo bắt buộc chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trung

cấp nghề, cao đẳng nghề nghề Nguội sửa chữa máy công cụ Thông tin cụ thể của

mô đun như sau:

Mã số mô đun: MĐ 36

Thời gian mô đun: 90h (Lý thuyết: 15h; Thực hành:75h)

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học sinh học xong môn học MH 17

- Tính chất: Mô đun chuyên môn nghề bắt buộc

II MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

Học xong mô đun này, học viên có khả năng:

- Trình bày nội dung các bước khi kiểm tra và tháo máy công cụ có độ phức

tạp R≥10

- Tháo các bộ phận của máy công cụ cần bảo dưỡng, sửa chữa đảm báo các

yêu cầu kỹ thuật theo quy trình đã lập bằng các dụng cụ tháo được trang bị

cho xưởng sửa chữa máy công cụ điển hình

- Sắp xếp, bảo quản các chi tiết sau khi tháo đảm bảo không mất mát, nhầm

lẫn để tiến hành công việc tiếp theo của quy trình bảo dưỡng và sửa chữa

máy

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo máy

III NỘI DUNG MÔ ĐUN:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Thực hành

Kiểm tra *

1 Tháo các thiết bị ngoại vi và đồ gá của máy có độ phức tạp R≥10 6 1 5

4 Tháo cụm trục chính của máy có độ phức tạp R≥10 19 3 16

5 Tháo trục truyền phức tạp của máy có độ phức tạp R≥10 22 4 18

6 Tháo cụm bàn gá của máy có độ phức tạp R≥10 15 3 12

*Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được

tính vào giờ thực hành

2 Nội dung chi tiết:

Bài 1: Tháo các thiết bị ngoại vi và đồ gá của máy có độ phức tạp R≥10

Mục tiêu của bài:

- Trình bày cấu tạo, vật liệu, chức năng, nguyên lý làm việc và đặc tính lắp

ghép của các thiết bị ngoại vi và đồ gá

- Lập phiếu công nghệ hợp lý với điều kiện thực tế của xưởng

- Tháo được các thiết bị ngoại vi và đồ gá ra khỏi máy đúng trình tự theo

phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ tháo lắp trong xưởng

- Làm việc độc lập, sáng tạo, an toàn và năng suất

Nội dung của bài: Thời gian: 6h (LT: 1h; TH: 5h)

1 Cấu tạo, vật liệu, chức năng, nguyên lý làm việc và đặc tính lắp ghép của các

thiết bị ngoại vi và đồ gá

2 Bản vẽ lắp của thiết bị ngoại vi và đồ gá cần tháo

3 Lập quy trình tháo

4 Công tác chuẩn bị tháo

5 Tháo thiết bị ngoại vi

6 Tháo đồ gá

7 Vận chuyển các bộ phận về xưởng sửa chữa

8 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệpkhi tháo các thiết bị ngoại vi và đồ gá

Bài 2: Tháo hệ thống thuỷ lực

Mục tiêu của bài:

- Trình bày công dụng, cấu tạo, vật liệu và nguyên lý làm việc của hệ thống

thuỷ lực dùng trong máy công cụ

- Trình bày công dụng, tính chất và phân loại dầu thuỷ lực trong máy công

cụ

- Lập phiếu công nghệ tháo, lắp hợp lý với điều kiện sản xuất của xưởng

- Tháo hệ thống thuỷ lực của máy công cụ ra khỏi máy đúng trình tự theo

phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ, thiết bị tháo trong xưởng

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo hệ thống thuỷ lực

1 Chức năng, cấu tạo, nguyên lý làm việc và phân loại các bộ phận trong hệ

10 Tháo các bơm và động cơ

11 Tháo xi lanh truyền lực

12 Tháo các thùng chứa dầu

13 Vận chuyển các bộ phận của hệ thống thuỷ lực về xưởng sửa chữa

14 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo hệ thống thuỷ lực

Bài 3: Tháo hệ thống khí nén

Mục tiêu của bài:

- Trình bày công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống thuỷ lực

- Lập phiếu công nghệ tháo, lắp hợp lý với điều kiện sản xuất của xưởng

- Tháo hệ thống khí nén của máy công cụ ra khỏi máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ, thiết bị tháo trong xưởng

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo hệ thống khí nén

1 Công dụng, cấu tạo nguyên lý việc và phân loại các bộ phận trong hệ thống khí nén

9 Tháo các bơm và động cơ

10 Tháo xi lanh truyền lực

11 Tháo các bình khí

12 Vận chuyển các bộ phận của hệ thống khí nén về xưởng sửa chữa

13 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo hệ thống khí nén

Bài 4: Tháo cụm trục chính của máy có độ phức tạp R≥10

Mục tiêu của bài:

- Trình bày công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của cụm trục chính

- Lập phiếu công nghệ tháo, lắp phù hợp với điều kiện sản xuất của xưởng

- Tháo cụm trục chính của máy công cụ ra khỏi máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ, thiết bị tháo trong xưởng

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo cụm trục chính của máy công cụ

Nội dung của bài: Thời gian: 19h(LT: 3h; TH: 16h)

1 Chức năng, cấu tạo, nguyên lý làm việc và phân loại trục chính

10 Vận chuyển các bộ phận của cụm trục chính về xưởng sửa chữa

11 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo cụm trục chính

Bài 5: Tháo trục truyền phức tạp của máy có độ phức tạp R≥10

Mục tiêu của bài:

- Trình bày công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của các trục truyền trong máy công cụ có độ phức tạp R≥10

- Lập phiếu công nghệ tháo, lắp hợp lý với điều kiện sản xuất của xưởng

- Tháo trục truyền có cấu tạo phức tạp ra khỏi máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ tháo lắp trong xưởng

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo cụm trục truyền phức tạp của máy công cụ

Nội dung của bài: Thời gian: 22h (LT: 4h; TH: 18h)

1 Công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc và phân loại trục truyền có cấu tạo phức tạp

2 Bản vẽ lắp trục truyền có cấu tạo phức tạp

3 Lập quy trình tháo trục truyền có cấu tạo phức tạp

4 Công tác chuẩn bị trước khi tháo

10 Vận chuyển các bộ phận của trục truyền về xưởng sửa chữa

11 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo trục truyền

Bài 6: Tháo cụm bàn gá của máy có độ phức tạp R≥10

Mục tiêu của bài:

- Trình bày công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc chế độ lắp của các trục truyền trong máy công cụ có độ phức tạp R≥10

- Lập phiếu công nghệ tháo, lắp hợp lý với điều kiện sản xuất của xưởng

- Tháo bàn gá ra khỏi máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ tháo lắp trong xưởng

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo cụm bàn gá của máy công cụ có độ phức tạp R≥10

Nội dung của bài: Thời gian: 15h (LT: 3h; TH: 12h)

1 Chức năng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của cụm bàn gá

2 Bản vẽ lắp cụm bàn gá

3 Lập quy trình tháo

4 Công tác chuẩn bị trước khi tháo

5 Tháo tay quay và bàn trượt

6 Tháo trục và ổ đỡ

7 Vận chuyển các bộ phận của cụm bàn gá về xưởng sửa chữa

8 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi tháo cụm bàn gá

Nhận xét : Bài 4, bài 5 trong chương trình có nội dung phù hợp để xây dựng mô

phỏng 3D máy tiện vạn năng áp dụng vào giảng dạy

1.1.3 Chương trình mô đun đào tạo : LẮP VÀ ĐIỀU CHỈNH MÁY CÓ ĐỘ

PHỨC TẠP R≥10 là mô đun đào tạo bắt buộc chuyên môn nghề thuộc chương

trình đào tạo cao đẳng nghề nghề Nguội sửa chữa máy công cụ Thông tin cụ thể

của mô đun như sau:

Mã số mô đun: MĐ 37

Thời gian mô đun: 90h (Lý thuyết: 15h; Thực hành:75h)

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học sinh học xong môn học MH 09

- Tính chất: Mô đun chuyên môn nghề bắt buộc

II MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

Học xong mô đun này, học viên có khả năng:

- Trình bày nội dung các bước khi lắp và kiểm tra máy công cụ có độ phức tạp

R≥10

- Sử dụng các loại dụng cụ, thiết bị lắp có tại phân xưởng để lắp và điều chỉnh

các cơ cấu, bộ phận vào máy đúng quy trình công nghệ

- Thực hiện chế độ bôi trơn, làm mát cho máy đúng chất liệu và định mức

theo chỉ dẫn

- Chạy thử và kiểm tra được máy theo các chế độ có tải, không tải đúng chỉ

dẫn trong lý lịch máy

- Trang trí được các bảng biểu chỉ dẫn trên máy đảm bảo tiêu chuẩn bằng các

phương tiện có tại phân xưởng

- Thực hiện đúng quy trình bàn giao máy cho người sử dụng, quản lý tại phân

xưởng sau khi sửa chữa

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh trong công việc lắp, điều chỉnh và chạy thử máy

III NỘI DUNG MÔ ĐUN:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Thời gian

Số

TT Tên các bài trong mô đun Tổng

số thuyết Lý Thực hành Kiểm tra*

2 Nội dung chi tiết:

Bài 1: Lắp cụm bàn gá của máy có độ phức tạp R≥10

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý, đặc tính lắp ghép của cụm bàn gá có cấu tạo phức tạp trên máy công cụ

- Lắp bàn gá vào máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ tháo lắp được trang bị

- Kiểm tra các thông số kỹ thuật của cụm bàn gá sau khi lắp vào máy bằng các dụng cụ, thiết bị hiện có tại phân xưởng

- Làm việc cẩn thận, an toàn và năng suất

Nội dung của bài: Thời gian: 12h (LT: 2h; TH:10h)

1 Cấu tạo, nguyên lý, đặc tính lắp ghép của cụm bàn gá

2 Đọc bản vẽ lắp cụm bàn gá

3 Kỹ thuật lắp cụm bàn gá

4 Lập quy trình lắp

5 Chuẩn bị phương tiện, thiết bị, dụng cụ và vật tư dùng trong quá trình lắp

6 Kiểm tra cụm bàn gá trước khi lắp

7 Thao tác sử dụng thiết bị dụng cụ dùng trong quá trình lắp

8 Thực hiện lắp cụm bàn gá lên máy

9 Kiểm tra cụm bàn gá sau khi lắp

10 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi lắp cụm bàn gá

Bài 2: Lắp trục truyền phức tạp của máy có độ phức tạp R≥10

Mục tiêu của bài:

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý, đặc tính lắp ghép và kỹ thuật lắp trục truyền phức tạp

- Lắp trục truyền phức tạp vào máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ tháo lắp được trang bị

- Kiểm tra các thông số kỹ thuật của trục truyền sau khi lắp đảm bảo yêu cầu

kỹ thuật

- Làm việc cẩn thận, an toàn và năng suất

Nội dung của bài: Thời gian: 12h (LT: 2h; TH: 10h)

1 Đặc tính lắp ghép của các loại trục truyền

6 Kiểm tra trục truyền trước khi lắp

7 Thao tác, sử dụng thiết bị, dụng cụ dùng trong quá trình lắp và kiểm tra

8 Lắp các trục truyền lên máy

9 Kiểm tra chế độ lắp ghép của trục truyền

10 Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp khi lắp trục truyền

Bài 3: Lắp cụm trục chính của máy có độ phức tạp R≥10

Mục tiêu của bài:

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý, đặc tính lắp ghép và kỹ thuật lắp trục chính

- Lắp cụm trục chính vào máy đúng trình tự theo phiếu hướng dẫn công nghệ bằng các dụng cụ tháo lắp được trang bị