Ứng Dụng Phần Mềm Proteus Mô Phỏng Mạh Điện Trong Môn Họ Kỹ Thuật Số.pdf

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI VŨ THỊ HIẾU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TRONG MÔN HỌ KỸ C THUẬT SỐ CHUYÊN SÂU SƢ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM[.]

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI

Ng-êi h-íng dÉn khoa häc PGS TS NGÔ T Ứ THÀNH

Hµ Néi - 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những gì được viết trong luận văn này là do sự tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác giả khác, nếu có đều được trích dẫn từ nguồn gốc cụ thể

Luận văn này cho đến nay chưa được bảo vệ tại bất kỳ một Hội đồng bảo vệ luận văn Thạc sỹ nào và chưa được công bố trên bất kỳ một phương tiện thông tin nào

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan trên đây

Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2013

Tác giả luận văn

Vũ Thị Hiếu

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian nghiên cứu và làm việc nghiêm túc, khẩn trương với sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Ngô Tứ Thành (Viện SPKT ĐHBK Hà Nội) cùng với sự - chỉ dẫn của các thầy, cô trong Viện Sư Phạm Kỹ Thuật Đại học Bách Khoa Hà Nội, -

tác giả đã hoàn thành luận văn “Ứng dụng phần mềm Proteus mô phỏng mạch điện

trong môn học Kỹ thuật số”

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Tứ Thành đã tận tình hướng dẫn tôi

trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể thầy, cô giáo trong Viện Sư phạm Kỹ thuật, Viện đào tạo sau đại học Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy trong - ban Giám hiệu, lãnh đạo khoa và tập thể giáo viên khoa Điện Điện tử & CNTT - Trường ĐHCN Việt Hung cùng tập thể bạn bè đồng nghiệp ở các trường bạn đã đã nhiệt tình góp ý và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi nghiên cứu, thực hiện để hoàn thành luận văn đúng tiến độ

Tuy đã nghiêm túc, nỗ lực để nghiên cứu và thực hiện, nhưng do thời gian có hạn cũng như khả năng lý luận của bản thân còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp và bạn đọc để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC 5

1.1 Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học 5 1.2 Tổng quan về công nghệ mô phỏng 6

1.2.1 Mô phỏng 6

1.2.2 Công nghệ mô phỏng 7

1.2.3 Mô phỏng số 11

1.3 Phương pháp dạy học với mô phỏng 13

1.31 Phương pháp dạy học 13

1.3.2 Dạy học với mô phỏng 15

1.3.3 Mục tiêu cần đạt khi dạy học bằng mô phỏng 16

1.4 Cơ sở lý luận về việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong môn học Kỹ thuật số 16

1.4.1 Cơ sở khoa học của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học 16 1.4.2 Tính tất yếu của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong dạy học kỹ thuật 17

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 23

CHƯƠNG 2 THỰC TRẠNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TRONG MÔN HỌC KỸ THUẬT SỐ TẠI TRƯỜNG ĐHCN VIỆT – HUNG. 25

2.1 Tổng quan về trường ĐHCN Việt – Hung 25

2.2.Thực trạng dạy học ngành kỹ thuật điện tử 27

2.2.1 Thực trạng đội ngũ giáo viên – Học sinh, sinh viên 27

2.2.2 Cơ sở vật chất và phương tiện dạy học 29

2.2.3 Nhận thức của giáo viên về việc ứng dụng phần mềm MP trong dạy học

30

2.2.4 Thực trạng sử dụng các PMMP của giáo viên 32

2.2.5.Thực trạng giảng dạy môn kỹ thuật số 33

2.3 Tính khả thi khi dùng phần mềm Proteus trong dạy học môn Kỹ thuật số 34

2.3.1 Đề cương môn học Kỹ thuật số 34

2.3.2 Đặc điểm môn học kỹ thuật số 34

2.3.3 Tính khả thi 35

2.4.Các điều kiện cần thiết để ứng dụng PMMP 38

2.4.1 Trình độ của người thiết kế 38

2.4.2 Phương tiện kỹ thuật 38

2.5 Đề xuất quy trình thiết kế bài giảng dùng PMMP 39

2.5.1.Quy trình vận dụng mô phỏng trong dạy học 39

2.5.2 Đề xuất quy trình thiết kế bài giảng 40

2.6 Một số phần mềm mô phỏng trong dạy học kỹ thuật, ưu điểm và hạn chế 44

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 47

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TRONG MÔN HỌC KỸ THUẬT SỐ TẠI TRƯỜNG ĐHCN VIỆT - HUNG 48

3.1 Nguyên tắc thiết kế bài giảng ứng dụng PMMP 48

3.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Proteus 49

3.2.1 Tổng quan về phần mềm Proteus 49

3.2.2 Cách khởi động phần mềm 50

3.2.3 Môi trường làm việc và các nút lệnh chính 50

3.3 Xây dựng bài giảng môn kỹ thuật số ứng dụng phần mềm Proteus 53

Bài 1 CÁC BỘ GIẢI MÃ 53

Bài 2 KHẢO SÁT MẠCH ĐẾM THẬP PHÂN 62

3.4 Đánh giá sơ bộ 78

CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 80

4.1 Mục đích, yêu cầu của thực nghiệm 80

4.1.1 Mục đích 80

4.1.2 Yêu cầu 80

4.2 Kế hoạch thực nghiệm 81

4.2.1 Thời gian và đối tượng tham gia thực nghiệm 81

4.2.2 Cơ sở vật chất và phương tiện thực nghiệm 81

4.3 Nội dung và tiến trình thực nghiệm 81

4.3.1 Nội dung 81

4.3.2 Tiến trình thực nghiệm 82

4.4 Kết quả thực nghiệm 83

4.5 Đánh giá của GV và SV tham gia thực nghiệm 85

4.6 Ý kiến chuyên gia 87

4.6.1 Nội dung và đối tượng khảo sát 87

4.6.2 Kết quả khảo sát 88

4.6.3 Đánh giá kết quả 89

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 1 95

PHỤ LỤC 2 98

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT

SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

TT Tƣ, cụm từ viết tắt Nghĩa đầy đủ

1 CNMP Công nghệ mô phỏng

2 CNTT Công nghệ thông tin

3 HS - SV Học sinh- Sinh viên

4 GV Giáo viên

5 ĐHSP Đại học sƣ phạm

6 ĐHQG Đại học quốc gia

7 ĐHCN Đại học công nghiệp

8 CNKT Công nhân kỹ thuật

DANH MỤC BẢNG , BIỂU

Bảng 2.1 Nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của PMMP trong dạy học 31

Bảng 2.2 Thực trạng về mức độ sử dụng các phương pháp, phương tiện dạy học 32

Bảng 4.1 Kết quả kiểm tra bài lý thuyết 83

Bảng 4.2 Kết quả kiểm tra bài thực hành 84

Bảng 4.3 Ý kiến đánh giá của GV tham gia thực nghiệm 85

Bảng 4.5 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về hiệu quả của phần mềm mô phỏng Proteus trong dạy học môn kỹ thuật số 88

Bảng 4.6 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính khả thi của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng Proteus trong môn kỹ thuật số 89

Bảng 4.7 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính cần thiết của việc sử dụng phần mềm Proteus mô phỏng mạch điện trong môn kỹ thuật số 89

Biểu đồ 4.1 Kết quả kiểm tra bài lý thuyết 83

Biểu đồ 4.2 Kết quả kiểm tra bài thực hành 84

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

Hình 1.1 Cấu trúc của quá trình mô phỏng 7

Hình 1.2 Cấu trúc của quá trình mô phỏng số 12

Hình 2.1 Cấu trúc quá trình mô phỏng trong dạy học 39

Hình 2.2 Quy trình thiết kế bài giảng dùng phần mềm mô phỏng 41

Hình 3.1 Giao diện của ISIS 7 Professional 51

Hình 3.2 Cửa sổ thƣ viện linh kiện 58

Hình 3.3 Sơ đồ mạch giải mã 59

Hình 3.4 Sơ đồ mạch giải mã dùng cách vẽ Bus wire 60

Hình 3.5 Sơ đồ mạch đếm thập phân từ 0 đến 99 67

Hình 3.6 Giao diện ISSI 7 Professional 70

Hình 3.7 Sơ đồ kết nối Oscillocope 75

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, Giáo dục và đào tạo

có sứ mệnh nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, góp phần quan trọng trong công cuộc xây dựng, phát triển đất nước, văn hoá và con người Việt Nam Phát triển giáo dục và đào tạo gắn liền với phát triển khoa học và công nghệ.Đầu tư cho giáo dục và đào tạo là đầu tư cho phát triển

Tại Việt Nam, Đảng và nhà nước ta xác định “giáo dục là quốc sách” nên việc đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng đào tạo luôn được

quan tâm Theo nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX: “Đổi mới mạnh

mẽ phương pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp dạy học tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học …” nhằm tạo ra nguồn nhân lực có trình độ làm chủ được khoa học kỹ thuật và làm chủ tương lai

Văn kiện Đại hội Đảng lần thứ XI cũng chỉ rõ “ Phát triển giáo dục là quốc

sách hàng đầu Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hoá, hiện đại hoá, xã hội hoá, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế, … Tập trung nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo, coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, khả năng lập nghiệp…”

Đảng ta đã định hướng "…tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện,

đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học…thực hiện phương châm học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, nhà trường gắn liền với xã hội…"

“Đổi mới phương pháp dạy học” được đánh giá là giải pháp hữu hiệu để nâng cao chất lượng giáo dục, góp phần tạo ra nguồn nhân lực phát triển toàn diện

cả về kiến thức, kỹ năng và thái độ có thể làm chủ công nghệ,đáp ứng được nhu cầu trong nước và hội nhập quốc tế

Nếu trước kia người ta thường quan tâm nhiều đến khả năng ghi nhớ kiến thức và thực hành kỹ năng vận dụng, thì nay chú trọng đặc biệt đến phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

Trong giáo dục kỹ thuật hiện nay cần phải tăng tính chủ động sáng tạo cho sinh viên, giáo viên đóng vai trò cố vấn các hoạt động có mục đích của sinh viên để

họ tiếp thu kiến thức mới một cách tích cực Diễn giảng của giáo viên cần tăng dần mức độ sử dụng các phương thức giảng dạy hiện đại như tăng cường sử dụng đa phương tiện, chuẩn bị các bài giảng điện tử và trình chiếu để diễn đạt nội dung mới sinh động hơn, giúp các em có phương pháp phù hợp chủ động tiếp thu các nội dung với xu huớng kiến thức mở

Trên thực tế, PPDH tích cực có sự ứng dụng của các phần mềm hỗ trợ quá trình dạy học với phương châm lấy học sinh làm trung tâm đang dần thay thế PPDH truyền thống, nặng về thuyết trình, học sinh học thụ động không chủ động sáng tạọ trong quá trình chiếm lĩnh tri thức Rất nhiều PPDH đã được nghiên cứu

và ứng dụng, môt trong số đó là phương pháp dạy học có sự trợ giúp của phần mềm

mô phỏng đang được áp dụng rộng rãi

Phương pháp dạy học ứng dụng công nghệ mô phỏng giúp người học, người nghiên cứu, quan sát được cấu tạo bên trong, nguyên lý hoạt động của các cơ cấu máy hoặc nguyên tắc làm việc của các mạch điện mà người học không thể quan sát được trong thực tế hoặc bằng mô hình thực thể Về bản chất đó là PPDH trực quan

có thể biến cái khó hiểu, trừu tượng thành cái dễ hiểu, cụ thể, quan sát được

Dạy học ứng dụng PMMP là xu hướng dạy học mới, hiện đại đã và đang

được nghiên cứu, áp dụng rộng rãi Các bài giảng có ứng dụng PMMP mô phỏng

sẽ tạo cho sinh viên nhiều kỹ năng như: Kỹ năng quan sát, kỹ năng thao tác trên đối tượng, kỹ năng tự do phát triển tư duy từ đó phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của họ Bên cạnh đó việc ứng dụng phần mềm mô phỏng sẽ khắc phục được tình trạng thiếu vật tư, thiết bị, đồ dùng học tập, đặc biệt là những thiết

bị đắt tiền khó mua và giảm đáng kể kinh phí, thời gian đào tạo.

Trong ngành Điện tử mô phỏng giúp ta quan sát mạch hoạt động như thế nào?Giúp phát hiện lỗi và sai sót để khắc phục và chỉnh sửa mạch, khi thực hiện thi công mạch thực tế tránh được những hỏng hóc cho mạch đồng thời tiết kiệm chi phí, thời gian khi thi công

Trường Đại học công nghiệp Việt – Hung luôn tích cực thực hiện chủ trương đổi mới phương pháp dạy học bằng cách tổ chức hội thảo, hội giảng cấp khoa, cấp trường về ứng dụng và đổi mới phương pháp dạy học, tham gia hội thi giáo viên giỏi các cấp để trao đổi, học hỏi kinh nghiệm về chuyên môn cũng như PPDH mới nhằm nâng cao chất lượng đào tạo Mặc dù vậy, khả năng ứng dụng công nghệ mô phỏng trên máy tính để xây dựng bài giảng thuộc khối chuyên ngành kỹ thuật còn nhiều hạn chế

Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao

gồm mạch số và mạch tương tự với thư viện linh kiện phong phú giúp người thiết

kế dễ dàng thực hiện mô phỏng các loại mạch Nghiên cứu ƯD phần mềm Proteus nhằm góp phần xây dựng và sử dụng hiệu quả các sản phẩm dùng trong dạy học nhằm cải tiến nâng cao chất lượng dạy và học môn học Kỹ thuật số tại trường

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Phương pháp dạy học ứng dụng phần mềm mô phỏng đối với việc dạy học môn kỹ thuật số của ngành Công nghệ kỹ thuật Điện tử tại trường Đại học công nghiệp Việt – Hung

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lí luận về mô phỏng trong dạy học, vận dụng lý thuyết mô phỏng vào việc xây dựng và dạy học thực nghiệm 2 bài trong môn học kỹ thuật số thuộc chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện tử

3 Giả thuyết khoa học

Hiện tại, trường Đại học công nghiệp Việt – Hung đang áp dụng phương pháp truyền thống trong dạy học môn kỹ thuật số nên chưa át huy được các kỹ phnăng cần có và sự sáng tạo của người học nên chưa nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học

Nếu ứng dụng phần mềm mô phỏng một cách khoa học, hợp lý trong dạy học

sẽ phát huy nhiều kỹ năng của sinh viên như: Kỹ năng quan sát, kỹ năng thao tác trên đối tượng, kỹ năng tự do phát triển tư duy từ đó phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của họ nhằm nâng cao hiệu quả dạy học Bên cạnh đó việc ứng dụng phần mềm mô phỏng sẽ khắc phục được tình trạng thiếu vật tư, thiết bị, đồ dùng học tập, đặc biệt là những thiết bị đắt tiền khó mua và giảm đáng kể kinh phí, thời gian đào tạo

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc xây dựng và ứng dụng phần mềm Proteus mô phỏng mạch điện trong môn học Kỹ thuật số

 Đánh giá thực trạng dạy học môn kỹ thuật số của ngành Công nghệ kỹ thuật Điện tử tại trường Đại học công nghiệp Việt – Hung và khả năng ứng dụng phần mềm mô phỏng vào môn học này

 Xây dựng 01 bài giảng lý thuyết, 01 bài giảng thực hành trong chương trình môn Kỹ s có ứng dụng phần mềm Proteus.ố

 Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đề ra

5 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp nghiên cứu lý luận:

Các tài liệu về giáo dục nghề nghiệp, lý luận và công nghệ dạy học hiện đại, các công trình nghiên cứu; các văn kiện, nghị quyết của Đảng và nhà nước, … có liên quan đến nội dungnghiên cứu của đề tài

 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm để đối chứng, phân tích kết

quả, rút ra kết luận

Dùng phiếu hỏi:Trưng cầu ý kiến của các chuyên gia phương pháp thăm dò ,

ý kiến đồng nghiệp và học sinh, sinh viên trên cơ sở đó tổng hợp, rút ra kết luận để kiểm tra tính đúng đắn giả thuyết đề tài

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG

PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC 1.1 Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học.

Việc nghiên cứu về mô phỏng và ứng dụng CNMP trong các ngành kinh tế

xã hội đã được nhiều nước trên thế giới sử dụng Mô phỏng chính thức được đưa ra thảo luận và đánh giá lần đầu tiên vào tháng 8 năm 1978 tại viện khoa học Weizmann Rehovot của Israel [1]

Ngày nay CNMP đã được ứng dụng trong hầu hết các ngành kinh tế xã hội, trong giáo dục, y tế, trong phòng thí nghiệm…Các nghiên cứu, đánh giá của các nhà khoa học sử dụng MP với các mức độ khác nhau, điều kiện khác nhau nhằm đi đến nhận xét, kết luận

Tron

Tại Việt nam : g quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ thông tin đã và đang trở thành một công nghệ mũi nhọn nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực (nghiên cứu và công nghiệp, giáo dục và đào tạo, du lịch, dịch vụ bất động sản, thương mại và giải trí)

Đến nay rất nhiều kết quả nghiên cứu và ứng dụng phần mềm được công bố như: Công trình “nghiên cứu khoa học và phát triển Công nghệ thông tin và truyền thông”, đề tài khoa học cấp nhà nước KC – 01 – 14 do PGS.TS Vũ Trọng

Rỹ và các cộng sự tại Viện chiến lược và chương trình giáo dục kết hợp với các chuyên gia tin học của Viện CNTT thuộc trường ĐHQG Hà Nội hợp tác xây dựng thành công phần mềm gồm 20 thí nghiệm ảo phục vụ cho dạy học các môn vật lý 8,9; Hóa học 9; sinh học 8,9

Đề tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu xây dựng phần mềm MP nhằm đánh giá

và đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV” của tác giả Phạm Văn Lanh, năm 2011

Năm 2012, nhằm đáp ứng nhu cầu tài liệu trực quan phục vụ giảng dạy, huấn luyện môn học kỹ thuật tên lửa S 75M3 các tác giả của Học viện Phòng -không – Không quân đã sử dụng phần mềm Powerpoint để mô phỏng hoạt động chức năng đài điều khiển SNR 75V3; sử dụng phần mềm Macromedia Flash và -

Powerpoint 2003 để mô phỏng hoạt động chức năng rút gọn của tổ hợp tên lửa phòng không S-75M3

Trong giáo dục, các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ MP trên máy tính được đánh giá rất cao bởi tính khoa học và tính hiệu quả mà nó mang lại Luận văn này được thực hiện với mục tiêu khái quát hóa về mặt cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học Trên cơ sở đó, xây dựng thử nghiệm một số bài mô phỏng số điển hình

1.2 Tổng quan về công nghệ mô phỏng

1.2.1 Mô phỏng

Mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình của đối tượng khảo sát Mô phỏng là nghiên cứu thực trạng của mô hình qua đó hiểu được hệ thống thực [2] Mô phỏng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: kỹ thuật, quân sự, kinh tế, xã hội, y tế Trong khoa học và công nghệ, mô phỏng là con đường nghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý thuyết thuần túy( phương pháp suy diễn) 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

Ta có thể thực hiện việc mô phỏng từ những phương tiện đơn giản như giấy, bút đến các nguyên vật liệu để tái tạo lại nguyên mẫu như mô hình bằng gỗ, sắt và hiện đại hơn là MP máy tính Mô phỏng tạo thuận lợi cho người sử dụng về các mặt:

+ Nhận thức: Trực quan hóa, dễ tiếp cận và đo lường, lặp lại được nhiều lần theo ý muốn, gợi mở tiên đoán, sáng tạo và thử nghiệm

+ Công nghệ (về thiết bị, phương pháp cũng như kỹ năng): Khả thi, an toàn, hiệu quả kinh tế, tiến kiệm thời gian, luyện kỹ năng trước khi tiếp xúc với thực tế

Mô phỏng là một trong những phương pháp nghiên cứu khoa học đang được

áp dụng phổ biến bởi nó góp phần 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, tính thời gian Với sự phát triển mạnh mẽ của công )nghệ thông tin, hiệu quả của phương pháp nghiên cứu này càng được nâng cao

1.2.2 Công nghệ mô phỏng

Công nghệ là một hệ thống phương pháp, phương tiện, kỹ năng nhằm lợi dụng quy luật khách quan để tác động vào một đối tượng nào đó, đạt thành quả xác định cho con người[3]

Công nghệ mô phỏng là một hệ thống phương tiện, phương pháp và kỹ năng mô phỏng Trong nhiều lĩnh vực, các nhà nghiên cứu đã dùng công nghệ mô phỏng để nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm nên nó là phương pháp tổng quát của nhiều ngành khoa học khác nhau

Đối với quá trình dạy, công nghệ mô phỏng theo hướng chuyển hóa từ phương pháp nghiên cứu sang phương pháp dạy học đang và sẽ trở thành một trong các 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

Mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình, vì thế công nghệ mô phỏng cũng có những tên gọi tương ứng theo mô hình như: mô phỏng hình học, mô phỏng động hình học, mô phỏng số Ở nước ta hiện nay các phương pháp mô phỏng bằng đồ họa vi tính đã trở thành hiện thực ở khá nhiều trường, tuy nhiên, việc lựa chọn sản phẩm nào phù hợp với tình hình cụ thể nơi đào tạo, đơn vị hiện đang là những vấn đề mà ngành sư phạm kỹ thuật cần quan tâm nghiên cứu

Cấu trúc của CNMP

Hình 1.1 Cấu trúc của quá trình mô phỏng

* Quá trình mô phỏng tiến hành theo ba bước:

Bước 1: Mô hình hóa: 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

Đối tượng

(3)

Bằng quan sát thực nghiệm người ta xác định được một tập hợp những tính chất của đối tượng nghiên cứu Thông thường, do kết quả của sự tương tự người ta

đi đến hình dung sơ bộ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu, tức là đi đến một mô hình sơ bộ, chưa đầy đủ Trong giai đoạn này trí tưởng tượng và trực giác giữ vai trò quan trọng, nhờ đó người ta mơi loại bỏ được những tính chất và mối quan hệ thứ yếu của đối tượng nghiên cứu, thay nó bằng mô hình chỉ mang tính chất và những mối quan hệ chính mà ta phải quan tâm Mô hình lúc ban đầu mới có trong

óc người nghiên cứu Nó trở thành mẫu dựa vào đó nhà nghiên cứu xây dựng những mô hình thật (nếu nhà nghiên cứu dùng phương pháp mô hình vật thật) Trong trường hợp mô hình lý tưởng thì người ta đem đối chiếu trong óc mô hình với những vật, những hiện tượng mà người ta đã quen biết

Bước 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, cần 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 Còn đối với các mô hình lý tưởng thì tiến hành thao tác trên mô hình trong óc, tức là

áp dụng những phép tính hay những phép phân tích logic trên các ký hiệu Người ta coi công việc này như là một thí nghiệm đặc biệt gọi là thí nghiệm tưởng tượng (ảo) Thí nghiệm tưởng tượng tuy không có thật nhưng có thể thực hiện được và có vai trò rất lớn trong khoa học Những thí nghiệm đó được sáng tạo để giải thích những vấn đề đặc biệt quan trọng, bất kể là trong thí nghiệm đó có thể thực hiện được về nguyên tắc, mặc dù kỹ thuật thực nghiệm của nó có thể rất phức tạp

Trong phương pháp mô hình khái niệm người ta đã biết trước được hành vi của mô hình trong những điều kiện xác định Điều người ta muốn biết thêm là hệ quả của những hành vi đó như thế nào

Bước 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

Nếu bản thân mô hình là một phần tử cấu tạo của nhận thức thì cần phải kiểm tra sự đúng đắn của nó bằng cách đối chiếu kết quả thu được từ mô hình với những kết

quả thu được trực tiếp từ mô hình gốc Nếu sai lệch thì phải điều chỉnh ngay chính mô hình, có trường hợp phải bỏ hẳn mô hình đó và thay bằng một mô hình khác

Nếu bản thân mô hình không phải là đối tượng của nhận thức mà chỉ là phương tiện để nghiên cứu thì việc xử lý kết quả, hợp thức mô hình là phải phân tích những kết quả trên mô hình thành những thông tin thực về đối tượng nghiên cứu (ví dụ như mô hình kỹ thuật, mô hình toán học …) nếu những thông tin ấy không phù hợp thì cũng phải chỉnh lý lại mô hình

Trong nhiều trường hợp mô hình chỉ phản ánh được một hay một số mặt của đối tượng nghiên cứu, còn nhiều mặt khác thì không phản ánh được, thậm chí phản ánh sai lệch

Những mô hình đã được kiểm nghiệm trong thực tế là những mô hình thích hợp và dùng để phản ánh một số mặt của thực tế khách quan Nó có thể thay đổi, hoàn chỉnh thêm hoặc bị bác bỏ khi người ta có thêm thông tin chính xác hơn về đối tượng gốc (nguyên hình)

Để việcmô hình hoá được hiệu quả cao, ngoài yêu cầu về tính đơn giản và trực quan của mô hình, cần phải chú ý đến tính hợp thức của mô hình so với nguyên hình: có thể chuyển các kết quả nhận được khi nghiên cứu mô hình sang đối tượng nghên cứu

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn tác giả tiến hành đi nghiên cứu và xây dựng hệ thống mô phỏng số (mô phỏng thông qua sự trợ giúp của phần mềm và máy vi tính)

Trong nhiều trường hợp mô hình chỉ phản ánh được một hay một số mặt của đối tượng nghiên cứu, còn nhiều mặt khác thì không phản ánh được, thậm chí phản ánh sai lệch

Những mô hình đã được kiểm nghiệm trong thực tế là những mô hình thích hợp và dùng để phản ánh một số mặt của thực tế khách quan Nó có thể thay đổi, hoàn chỉnh thêm hoặc bị bác bỏ khi người ta có thêm thông tin chính xác hơn về đối tượng gốc (nguyên hình)

Để việc mô hình hoá được hiệu quả cao, ngoài yêu cầu về tính đơn giản và trực quan của mô hình, cần phải chú ý đến tính hợp thức của mô hình so với nguyên hình: có thể chuyển các kết quả nhận được khi nghiên cứu mô hình sang đối tượng nghên cứu

Mô hình:là một mô phỏng bằng thực thể hay bằng khái niệm một số thuộc

tính và quan hệ đặc trưng của một đối tượng nào đó (gọi là nguyên hình hay đối

tượng được mô hình hoá) với mục đích nhận thức, làm đối tượng quan sát thay cho nguyên hình hoặc làm đối tượng nghiên cứu về nguyên hình

Mô hình là một thuật ngữ được dùng rộng rãi trong nhiều nghành khoa học Thông thường, mô hình được coi như là cái mẫu mà các đối tượng cần nghiên cứu tương ứng ít nhiều với nó, nhưng không hoàn toàn đồng nhất với Một mô hình chỉ phản ánh một số tính chất của đối tượng, nhiều khi cùng một đối tượng phải dùng nhiều mô hình mới giải thích được

Phương pháp mô hình hoá gồm các bước:

- Nghiên cứu đối tượng gốc để xây dựng mô hình thay thế (mô hình thường đơn giản, khái quát, trực quan hơn đối tượng thật nhưng phải bảo đảm các yêu cầu: phản ánh đúng bản chất của đối tượng thật, dễ khảo sát hơn trên đối tượng thật);

- Nghiên cứu trên mô hình để thu nhận kết quả; và

- Gán kết quả thu được trên mô hình cho đối tượng gốc (hợp thức hoá mô hình)

Tính chất của mô hình:

Theo quan điểm công nghệ mô hình có những tính chất sau:

- Quan sát được và điều khiển được trên đối tượng cần nghiên cứu

- Tương tác được ( thay đổi các thông số theo ý muốn của người quan sát)

- Có tính khả thi và hiệu quả tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng như

dễ quan sát, dễ tiếp cận, lặp lại nhiều lần theo ý muốn, thử nghiệm ý tưởng sáng tạo

và tiên đoán Đảm bảo an toàn , hiệu quả, giảm công sức và kinh tế và rèn luyện kỹ năng cần thiết trước khi áp dụng thực tế

Mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình, vì thế công nghệ mô phỏng cũng có những tên gọi tương ứng theo mô hình như: mô phỏng hình học, mô phỏng động hình học, mô phỏng số….tùy mục đích, điều kiện khảo sát và sự chi phối bởi các tính chất của mô hình nên cùng một đối tượng, có thể mô hình hóa dưới nhiều dạng khác nhau, vì thế có nhiều cách mô phỏng khác nhau tương ứng Trong công nghệ dạy học ở nước ta hiện nay, ngoài các phương pháp quen thuộc là hình vẽ, đồ dùng dạy học trực quan và các phương tiện nghe nhìn mà thầy trò tham gia tạo dựng cải tiến như phim, băng hình,….do máy tính ngày càng phổ biến, các phương pháp mô phỏng bằng phần mềm máy vi tính đã được áp dụng ở khá nhiều trường, tuy nhiên, việc lựa chọn sản phẩm phù hợp với

tình hình cụ thể nơi đào tạo, đơn vị hiện đang là những vấn đề mà ngành sư phạm

kỹ thuật cần quan tâm nghiên cứu

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn tác giả tiến hành đi nghiên cứu và xây dựng hệ thống mô phỏng số (mô phỏng thông qua sự trợ giúp của phần mềm và máy vi tính)

1.2.3 Mô phỏng số

Khái niệm: Mô phỏng trên máy tính là sử dụng mô tả toán học, mô hình của

hệ thống thực ở dạng chương trình máy tính để mô tả một quá trình hoặcmột tập hợp các trạng thái vi mô của hệ vật lý theo một mô hình cho trước Mô phỏng số được sử dụng rất có hiệu quả trong quá trình nghiên cứu trạng thái động của nguyên mẫu trong những điều kiện nếu nghiên cứu trên vật thật sẽ khó khăn, tốn kém và không an toàn

Mô phỏng trên máy tính là hiển thị một chuỗi các hình ảnh hoặc khung hình trên màn hình phỏngtheo một chuyển động nào đó Đó là một hệ thống giao diện cấp cao giữa người sử dụng và máy tính Hệ thống này mô phỏng các sự vật vàhiện tượng theo thời gian thực và tương tác với người sử dụng qua tổng hợp các kênh cảm giác

Phân loại:

* Phương pháp mô phỏng liên tục: Tín hiệu vào là liên tục và việc mô phỏng trước đây thường thực hiện trên máy tính tương tự thì hiện nay việc mô phỏng này được thực hiện trên máy tính số Mô hình toán học được biểu diễn bằng phương trình

vi tích phân, phương trình toán học hoặc mô tả thông qua các hoạt hình có lập trình

* Phương pháp mô phỏng rời rạc: các biến liên tục được rời rạc hoá, nhận các giá trị gián đoạn theo thời gian Mô hình được biểu diễn bằng phương trình sai phân

Quá trình mô phỏng số:

Quá trình mô phỏng số có thể được biểu diễn như ở hình 1.3

Hình 1.2 Cấu trúc của quá trình mô phỏng số Những bước chính của quá trình mô phỏng số bao gồm:

(1) 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)

(2) Xây dựng mô hình máy tính: tiến hành lập trình để xây dựng mô hình trên máy tính (là những chương trình chạy trên máy tính) Các chương trình này được viết bằng các ngôn ngữ cao cấp thông dụng như: visual Basic, visua C++, pascal,…

(3) 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

mô phỏng: cho chương trình chạy để lấy kết quả Kết quả có thể được biểu diễn dưới dạng số liệu hoặc đồ thị Cần lưu ý rằng kết quả sẽ mang tính “ đánh giá” chính xác nếu bước tính tăng lên đủ lớn

(4) Sau khi cài đặt chương trình, chạy thử xem mô hình có phản ánh đúng các đặc tính của đối tượng không Nếu cần, phải sửa chữa lại các lỗi lập trình sau khi chạy thử, nếu mô hình trên máy tính không đạt cần phải xây dựng lại mô hình nguyên lý

Đối tượng cần nghiên cứu

Mô hình nguyên lý

Mô hình trên máy tính

Kết quả Thử nghiệm và sosánh

Để tiện lợi cho việc chế tạo và sử dụng mô hình, người ta đã phát triển nhiều phần mềm chế tạo mô phỏng chuyên dụng gồm nhiều khối chuẩn Ví dụ trong điều khiển học người ta thường sử dụng chương trình Matlab Simulink để mô phỏng, người sử dụng chỉ việc chọn các khối có sẵn, thay đổi tham số trong đó và dùng các kết nối khối, cho mô hình chạy trong thời gian cần thiết và nhận được kết quả ở dạng đồ thị, ma trận….Trong việc tạo các phim hoạt hình mô phỏng cũng có nhiều phần mềm chuyên dụng như 3D Studio, Media Studio Pro của Ulead….

Ưu điểm của các ngôn ngữ mô phỏng là: Thời gian xây dựng chương trình ngắn, dễ bổ sung và sửa chữa sai sót, các kết quả được sử lý tốt, thuận tiện cho việc

sử dụng

1.3 Phương pháp dạy học với mô phỏng

1.31 Phương pháp dạy học:

- Phương pháp có thể hiểu là con đường, là cách thức để giải quyết một

công việc, một vấn đề cụ thể nhằm đạt được mục đích đã đề ra

- Dạy học là sự kết hợp giữa quá trình tái hiện lại tri thức của người đi trước đã

được tích lũy truyền lại cho thế hệ sau với sự tiếp thu, gia tăng bền vững về nhận thức và ứng xử của mỗi cá nhân thông qua sự tương tác giữa người với người

Dạy học là một hình thức đặc biệt của giáo dục, phối hợp chặt chẽ với các hoạt động khác trong quá trình giáo dục nhằm thực hiện mục đích và nhiệm vụ giáo dục

- Phương pháp dạy học:

Có nhiều định nghĩa khác nhau về phương pháp dạy học:

Theo quan điểm của Iu.K.Babanski thì phương pháp dạy học là cách thức tương tác giữa thầy và trò nhằm giải quyết các nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục và phát triển quá trình dạy học

Theo tác giả I.Ia.Lecne (Lecne.I.Ia Craepxki B.B Cơ sở lý luận của nội - dung học vấn phổ thông) [5] thì phương pháp dạy học là một hệ thống những hành động có mục đích của giáo viên nhằm tổ chức các hoạt động nhận thức và thực hành của học sinh, đảm bảo học sinh lĩnh hội học vấn

Theo PGS – TS Ngô Tứ Thành PPDH là tổng hợp của phương pháp khoa học và phương pháp sư phạm [6]

Theo GS-TS Nguyễn Xuân Lạc PPDH là tổng hợp các cách thức hoạt động (tương tác) giữa người dạy và người học trong quá trình dạy học nhằm thực hiện tốt nhiệm vụ dạy học Có nhiều định nghĩa khác nhau có thể tóm tắt trong ba dạng cơ bản sau đây:

+ Theo quan điểm điều khiển học, phương pháp dạy học là cách thức tổ chức của người dạy để hướng dẫn, điều khiển hoạt động của học sinh trong quá trình tìm hiểu, khám phá và lĩnh hội kiến thức, hình thành kỹ năng

+ Theo quan điểm logic, phương pháp dạy học là những thủ thuật logic được

sử dụng để giúp học sinh nắm kiến thức, kỹ năng một cách chính xác

+ Theo bản chất của nội dung, phương pháp là sự vận động của nội dung dạy học

* Phương pháp dạy học có các đặc trưng sau:

+ Nó phản ánh sự vận động của quá trình nhận thức của học sinh nhằm đạt được mụa đích đặt ra

+ Phản ánh sự vận động của nội dung

+ Phản ánh cách thức trao đổi thông tin giữa thầy và trò

+ Phản ánh cách thức quản lý điều khiển hoạt động nhận thức và kiểm tra đánh giá kết quả hoạt động của người thầyđối với với người học

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

Trong dạy học có thể có những phương pháp có thể áp dụng cho nhiều đối tượng (được gọi là phương pháp chung) nhưng không có phương pháp nào là vạn năng có thể áp dụng cho mọi đối tượng Việc lựa chọn và áp dụng 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)

- 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

Mô phỏng trong dạy học là quá trình dạy học có thực nghiệm quan sát được

và điều khiển được trên mô hình, vì thế phương pháp mô phỏng cũng có tên gọi tương ứng theo mô hình được sử dụng như: Mô phỏng hình học, mô phỏng tương

tự, mô phỏng số… Cùng một đối tượng, tùy thuộc vào mục đích và điều kiện khảo sát, có thể mô hình hóa dưới những dạng khác nhau, vì thế có thể có nhiều cách mô phỏng khác nhau tương ứng

1.3.2 Dạy học với mô phỏng

1.3.2.1.Tính tất yếu của mô phỏng trong dạy học

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc đưa máy tính vào các trường học đã tạo ra một bước ngoặt lớn trong việc dạy học Sử dụng mô phỏng trên máy tính là phương pháp dạy học tích cực phát huy cao độ tính độc lập, khả năng làm việc trí tuệ của học sinh, tạo ra một nhịp độ phong cách trạng thái tâm lý mới làm thay đổi phương pháp và hình thức dạy học Đặc biệt, mô phỏng diễn tả những quá trình động bên trong các quá trình, các thiết bị mà trước đây không thể thực hiện trong phạm vi nhà trường

Công nghệ mô mỏng trong dạy học là phương pháp tiếp cận nhận thức thế giới thực thông qua mô hình tĩnh hoặc động Bằng phương pháp mô phỏng , sinh viên không chỉ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc mà trong quá trình học họ có thể tìm ra cách tiếp cận vấn đề, con đường cách thức để đạt được mục tiêu bài học Đặc biệt SV còn có thể tạo dựng và điều khiển tại chỗ các đối tượng theo ý muốn,tìm tòi

và phát hiện một số quan niệm mới cũng như rèn luyện kỹ năng nghề

1.3.2.2.Ưu điểm của việc dạy học bằng mô phỏng

Dạy học bằng mô phỏng cung cấp cho sinh viên kinh nghiệm học tập cụ thể

về đối tượng theo hình thức trải nghiệm gián tiếp, từ những kinh nghiệm đó sinh viên có thể tự điều tiết về tư duy, hành vi, ứng xử

Mô phỏng được dùng để hình thành kỹ năng ban đầu cho sinh viên trước khi thực hành thực tế do vậy khi trải nghiệm thực tế sinh viên cơ bản đã nắm rõ

các quy trình, nguyên tắc nên giảm thiểu được vấn đề mất an toàn cho người và thiết bị

Mô phỏng và đặc biệt là phần mềm mô phỏng có khả năng cung cấp kiến thức một cách tổng hợp, sâu sắc vì sinh viên phải huy động mọi khả năng xử lý thông tin, có thể học theo nhịp độ riêng, tự điều chỉnh cách học và rèn luyện tính kiên trì

Sử dụng công nghệ mô phỏng giúp giáo viên phát huy khả năng sư phạm, khả năng sáng tạo trong quá trình thiết kế bài giảng, rút ngắn được thời gian diễn giải vì vậy có thể tăng chủ đề và thời gian thảo luận

1.3.3 Mục tiêu cần đạt khi dạy học bằng mô phỏng

Giáo viên phải tạo cơ hội, kích thích tư duy sáng tạo của sinh viên, rèn luyện khả năng quan sát, phân tích và tổng hợp vấn đề củasinh viên

Thông qua bài giảng rèn luyện kỹ năng thực hành của sinh viên trong các giờ thực hành, thí nghiệm từ đó họ tự mình tiến hành mô phỏng đảm bảo đúng nội dung, quy trình mà giáo viên yêu cầu

Giáo dục nhân cách của sinh viên thông qua việc rèn luyện tính độc lập, kiên trì, tự chủ trong quá trình học tập

1.4 Cơ sở lý luận về việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong môn học Kỹ thuật số.

1.4.1 Cơ sở khoa học của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học

Cơ sở triết học

Lý luận về nhận thức coi trực quan là xuất phát điểm của nhận thức, như Lênin

đã nói: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến

thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, nhận thức thực tại khách quan” Mô phỏng dùng phần mềmcho phép người học có thể nhận thức đối tượng một cách sinh động, cụ thể và thao tác được trên mô hình mô phỏng để kiểm chứng lý thuyết

Cơ sở tâm – sinh lý học

Theo thuyết nhận thức duy vật biện chứng, quá trình nhận thức gồm 3 giai đoạn kế tiếp nhau: nhận thức cảm tính, nhận thức lý tính và tái sinh cái cụ thể trong

tư duy Trong quá trình dạy học, việc sử dụng các phần mềm MP cho phép người học 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.

Những nghiên cứu về tâm sinh lý trong dạy học đã chỉ ra rằng mỗi giác quan của con người có khả năng tiếp nhận một khối lượng thông tin rất khác nhau trong cùng một thời gian Nghệ thuật sư phạm của người dạy là phải kết hợp sử dụng hợp

lý khả năng truyền đạt thông tin theo các đường tiếp nhận khác nhau để ghi lại dấu

ấn sâu sắc các thông tin học tập trong trí nhớ của người học, công nghệ phần mềm

hỗ trợ đắc lực cho giáo viên trong vấn đề này

Cơ sở giáo dục học

Trong quá trình học tập, sinh viên phải nắm vững các kiến thức cơ bảnđặc biệt là trong học thực hành, một mặt sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết, quy trình, thao tác, mặt khác phải lặp đi lặp lại nhiều lần các thao tác để hình thành

và rèn luyện kỹ năng thực hành cũng nhưkỹ năng tư duy Do vậy việc tương tác lên

mô hình mô phỏng cho phép người học có thể thực hiện được các thao tảc trên mô hình để hình thành kỹ năng

1.4.2 Tính tất yếu của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong dạy học kỹ thuật.

“Sự chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học là xu thế thời đại”[4] Ngày nay, trong các chuyên ngành kỹ thuật nói riêng như Điện tử; Cơ điện tử; Động lực; Công nghệ thông tin…sự minh họa bằng hình vẽ hoặc các giáo

cụ trực quan đơn giản không giải quyết được triệt để mục tiêu của bài học, môn học bởi người học tiếp nhận kiến thức một cách thụ động, mang tính hàn lâm

Khi “Giáo dục là quốc sách”thì việc áp dụng khoa học công nghệ vào dạy

học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục là đương nhiên

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc đưa máy tính vào các trường học đã tạo ra một bước ngoặt lớn trong việc dạy học Sử dụng mô phỏng trên máy tính là phương pháp dạy học tích cực phát huy cao độ tính độc lập, khả

năng làm việc trí tuệ của học sinh, tạo ra một nhịp độ phong cách trạng thái tâm lý mới làm thay đổi phương pháp và hình thức dạy học Đặc biệt, mô phỏng bằng -phần mềm diễn tả những quá trình động bên trong các quá trình, các thiết bị mà trước đây không thể thực hiện trong phạm vi nhà trường.

Ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học kỹ thuật nhằm đạt được các mục đích sau:

1.4.2.1 Đổi mới phương pháp dạy học

Như đã đề cập ở trên, vào mỗi thời điểm lịch sử khác nhau do sự phát triển của khoa học và công nghệ, mục đích và nội dung dạy học luôn được thay đổi kéo

theo sự đổi mới về phương pháp dạy học là tất yếu Mối quan hệ giữa: mục đích –

nội dung – phương pháptrong dạy học có có mối quan hệ ràng buộc chặt chẽ với nhau,chúng chi phối và quyết địnhquá trình phát triển của sự nghiệp giáo dục Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ như hiện nay, cùng sự đổi mới

về mục đích dạy học thì phương pháp dạy học cũng thay đổi theo xu hướng làm tăng khả năng hoạt động nhận thức của người học Phương pháp dạy học cần phải làm cho người học động não và có phương pháp tư duy, sự tích cực, chủ động và sáng tạo trong suy nghĩ để nâng cao chất lượng hoạt động trí tuệ

Trong thời buổi kinh tế thị trường, người học được tự do chọn trường học,

ngành học, thời gian học, thậm chí là giáo viên giảng dạy vì vậy các cơ sở đào tạo đều phải nghiên cứu áp dụng những thành tựu của công nghệ dạy học hiện đại vào công tác giảng dạy cho phù hợp với từng đối tượng cụ thể

Đổi mới phương pháp dạy học nghĩa là tìm ra các phương pháp mới, đồng thời kế thừa và kết hợp với các phương pháp truyền thống Trong khuôn khổ luận văn tác giả muốn đề cập đến hai trong các phương pháp chính: ứng dụng phương pháp nghiên cứu khoa học và áp dụng công nghệ thông tin vào dạy học

1.4.2.2 Thực hiện nhiệm vụ giáo dục

*Nhiệm vụ phát triển

Hứng thú nhận thức có vai trò rất quan trọng trong hoạt động học tập, nó là động lực quan trọng trong việc học tập Hoạt động học tập có hứng thú sẽ trở lên tích cực và sáng tạo, giúp người học vượt qua mọi trở ngại để cố gắng học tập

Hứng thú nhận thức là thái độ lựa chọn của cá nhân về đối tượng do ý nghĩa trong đời sống và sự hấp dẫn cảm xúc của nó Đó là thái độ nhận thức bền vững của chủ thể đối với đối tượng nhận thức.

Các giai đoạn phát triển của hứng thú nhận thức

- Giai đoạn tiền hứng thú: giai đoạn này còn mang tính chất cảm tính đó là sự

tò mò và có cảm tình với đối tượng nhận thức

- Giai đoạn thứ hai gồm hai mức độ:

+ Hứng thú nhận thức mang tính tình huống, nó được tạo ra do những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể trực tiếp tác động gây nên

+ Hứng thú nhận thức mang tính cảm xúc, hứng thú nhận thức đã đi vào bên trong chủ thể nhưng chưa ổn định, nó phụ thuộc vào kết quả nhận thức

- Giai đoạn ba: Ở giai đoạn này hứng thú nhận thức mang tính bền vững, rõ rệt Nó thể hiện niềm vui, sự thỏa mãn yêu cầu và ý chí vượt khó của chủ thể để đạt tới mục đích hoạt động

Một trong những giải pháp để kích thích hứng thú của người học là người dạy phải biết sử dụng phương pháp dạy học hợp lý, phù hợp với đặc điểm tâm sinh

lý của người học Khi ứng dụng PMMP trong dạy học sẽ làm cho nội dung dạy học trở nên mới, hấp dẫn và làm cho người học ý thức được ý nghĩa và giá trị của nội dung bài học Với sự kết hợp một cách khoa học và logic giữa hình ảnh, mầu sắc,

âm thanh minh họa những khái niệm kỹ thuật trừu tượng kết hợp với lời giảng của người dạy gây sự hấp dẫn cho người học Mặt khác, trong quá trình giảng bài người giáo viên phải biết kết hợp khéo léo các PPDH tích cực khác để tạo ra những tình huống có vấn đề, lôi cuốn sự chú ý của người học, tạo ra cho người học có nhu cầu được khám phá và giải quyết vấn đề để tìm hiểu những mối liên hệ bên trong và đặc tính của đối tượng thông qua việc quan sát mô hình Từ sự hứng thú với môn học dẫn người học đến yêu thích.Đánh giá mức độ hứng thú nhận thức của người học thông qua:

- Sự tập trung chú ý cao của người học trong quá trình học

- Hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài

*Phát triển tư duy kỹ thuật

Sản phẩm của giáo dục ngày nay phải là những con người có trí tuệ Đó là khả năng thích nghi với sự biến đổi liên tục của cuộc sống, khả năng tự hoàn thiện kiến thức sau khi ra trường, như vậy việc trang bị công cụ nhận thức (phương pháp

tư duy) cho người học là điều cần thiết

- Phương pháp tư duy là những con đường, cách thức mà chủ thể dùng để phản ánh những thuộc tính và mối quan hệ có tính quy luật của đối tượng nhận thức Nhiệm vụ đặt ra cho người dạy học kỹ thuật là phải tìm ra các phương pháp dạy học nhằm phát triển tư duy kỹ thuật cho người học

- Tư duy kỹ thuật: “ Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý

kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật, các thiết bị kỹ thuật bằng ngôn ngữ kỹ thuật (lời nói hoặc dưới dạng sơ đồ, kết cấu mô hình và kết cấu kỹ thuật)” [8, tr.39] nhằm giải quyết các nhiệm vụ đặt ra trong thực tế

Tư duy kỹ thuật được hình thành và phát triển qua việc giải quyết các nhiệm vụ

kỹ thuật, nghĩa là ứng dụng các quy luật của khoa học vào việc giải quyết các nhiệm

vụ thực tiễn cho con người, tính khả thi và tính hiệu quả được coi trọng trong quá trình

tư duy

Các biện pháp phát triển tư duy kỹ thuật cho người học:

- Hình thành vững chắc cho người học các khái niệm kỹ thuật

- Sử dụng khoa học các phương tiện trực quan, đặc biệt các phương tiện dạy học hiện đại

- Phát huy tích cực, chủ động học tập, thường xuyên chú ý rèn luyện cho người học các thao tác tư duy kỹ thuật: phân tích – tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa… Khi dạy học các môn kỹ thuật bằng phương pháp mô phỏng, người dạy cố gắng chỉ ra cho người học biết con đường tư duy của các nhà khoa học để mô hình hóa và thực nghiệm trên nó

- Sử dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học trong dạy học để bồi dưỡng nhận thức cho người học

- Cấu trúc bài dạy phù hợp với logic nội dung kỹ thuật và logic của quá trình nhận thức

*Thực hiện nhiệm vụ giáo dục

- Học tập bằng phương pháp mô phỏng, người học được rèn luyện tính độc lập, tự chủ, kiên trì, cần cù và chăm chỉ.

- Dạy học bằng phương pháp mô phỏng sẽ làm cho hứng thú của người học trở nên bền vững, biến hứng thú thành nhu cầu của bản thân, hình thành động cơ học tập

*Nâng cao chất lượng dạy học

Chất lượng là một thuật ngữ đa nghĩa, nhiều chiều Một cách chung nhất

có thể hiểu chất lượng là cái tạo nên phẩm chất, giá trị của một sự vật, sự việc hay một con người; nó là những tính chất cơ bản nhất của sự vật giúp phân biệt

nó với các sự vật khác

Chất lượng dạy học thể hiện qua năng lực người học sau khi hoàn thành chương trình môn học Cụ thể: khối lượng nội dung và trình độ kiến thức, kỹ năng thực hành, năng lực nhận thức và năng lực tư duy, phẩm chất nhân văn của người học

Qua phân tích ở trên, ta thấysử dụng phần mềm mô phỏng có tác dụng nâng cao chất lượng dạy học vì nó thực hiện được cả ba nhiệm vụ dạy học, làm cho người học có hứng thú, có kiến thức vững vàng, có phương pháp tư duy và có lý tưởng niềm tin

Kỹ thuật số là môn học thuộc chuyên ngành kỹ thuật, đối tượng nghiên cứu

là các mạch điện tử số, người học phải hiểu rõ nguyên tắc thiết kế, xây dựng mạch cũng như nguyên lý hoạt động của mạch.Thực tế, kỹ thuật số là môn học có tính trực quan cao nhưng sự trực quan đó chỉ dừng lại trên giấy, nếu chỉ dùng các phương pháp giảng dạy truyền thống cần khá nhiều thời gian để người học có thể chiếm lĩnh và ghi nhớ kiến thức vì họ không nhìn thấy sự hoạt động của mạch cũng như kết quả của sự hoạt động Hơn thế trong quá trình dạy học giáo viên phải thường xuyên cập nhật các kiến thức mới bởi công nghệ kỹ thuật điện tử đặc biệt là cộng nghệ số thay đổi rất nhanh

Môn học kỹ thuật số có tính thực tiễn và tính ứng dụng: Đối tượng nghiên cứu

của môn học là các mạch điện tử số để tạo ra các thiết bị điện tử số phục vụ hoạt động thực tiễn của con người trong sinh hoat, trong công nghiệp, trong quân sự Bởi vậy, mục tiêu của môn học không chỉ đơn thuần là đạt mục đích hình thành

kiến thức chuyên môn nghề nghiệp cho học sinh mà cần chỉ ra các mối liên hệ giữa

kỹ thuật và thực tiễn ứng dụng

Môn học bao gồm cả kiến thức lý huyết và thực hành Trong quá trình thực hành một số mạch điện tử số rất khó khăn khi thực hiện việc lắp ráp mạch trong thực tế do nhiều nguyên nhân: Mất nhiều thời gian, chi phí cao, không tái sử dụng đƣợc, độ an toàn không cao … Sử dụng phần mềm Proteus trong môn học kỹ thuật số có khả năng khắc phục đƣợc những hạn chế trên

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong mỗi thời kỳ lịch sử, mục đích và nội dung dạy học luôn thay đổi cho phù hợp với sự thay đổi của xã hội Giáo dục trong thời đại tin học hóa và tự động hóa, với sự phát triển như vũ bão của Khoa học kỹ thuật và công nghệ đã làm cho PPDH ngày càng đổi mới Các chuyên ngành học khác nhau với các trang thiết bị dạy, học hiện đại ra đời là động lực để ngành giáo dục đưa ra giải pháp mang tính chiến lược về sự thay đổi PPDH cho phù hợp với từng cơ sở, từng chuyên ngành và từng môn học

Sử dụng phần mềm để mô phỏng mạch điện là một sự đổi mới trong phương pháp dạy học hiện đại được ứng dụng ngày càng phổ biến bởi những ưu điểm của

nó được thể hiện qua những lý luận và thực tế đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới và tại Việt Nam

Dạy học bằng phần mềm mô phỏng là hướng đi đúng đắn và vô cùng hiệu quả vì các bài giảng có ứng dụng công nghệ mô phỏng sẽ tạo cho sinh viên nhiều

kỹ năng như: Kỹ năng quan sát, kỹ năng thao tác trên đối tượng, kỹ năng tự do phát triển tư duytừ đó phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo làm chủ kiến thức của người học Bên cạnh đó việc ứng dụng phần mềm mô phỏng sẽ khắc phục được tình trạng thiếu vật tư, thiết bị, đồ dùng học tập, đặc biệt là những thiết bị đắt tiền khó mua và giảm đáng kể kinh phí, thời gian đào tạo

Qua quá trình nghiên cứu tìm hiểu tôi nhận thấy, trong dạy học kỹ thuật nói chung mô phỏng với nhứng trang thiết bị ảo được đánh giá là một trong những phương pháp quan trọng của quá trình dạy học Một trong những nguyên lý giáo dục cơ bản là học phải đi đôi với hành, lý luận phải gắn liền với thực tiễn thì mô phỏng mang lại kết quả gần với thực tế và như thực tếlà một phần không thể thiếu trong dạy học kỹ thuật đặc biệt là trong dạy thực hành PMMP là công cụ hỗ trợ hiệu quả cho nhiêm vụ dạy học Sử dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học kỹ -thuật là tất yếu bởi nó có vai trò:

1/ Kích thích hứng thú học tập của người học

2/ Phát triển tư duy kỹ thuật

3/ Giúp người học học theo nhịp độ bản thân

4/ Tác động tích cực tới động cơ học tâp của người học

5/ Khắc phục được tình trạng thiếu vật tư, thiết bị, đồ dùng học tập

Để vận dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học có hiệu quả, cần căn cứ vào cơ sở

lý luận của phương pháp dạy học theo mô phỏng, thưc hiện đúng nguyên tắc, quy trình và tuân thủ những yêu cầu của việc vận dụng

CHƯƠNG 2 THỰC TRẠNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS

MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TRONG MÔN HỌC KỸ THUẬT SỐ TẠI

TRƯỜNG ĐHCN VIỆT – HUNG

2.1 Tổng quan về trường ĐHCN Việt – Hung

Trường ĐHCN Việt Hung, tiền thân là trường Công nhân kỹ thuật Việt - Hung được thành lập ngày 25 tháng 11 năm 1977 là kết quả của sự hợp tác giữa

Đoàn thanh niên hai nước Việt Nam – Hunggari Trong những ngày đầu thành lập, được sự quan tâm của bộ GD và ĐT và Bộ Công Thương, trường được xây dựng trên khuôn viên 7 ha theo kế hoạch hợp tác, xây dựng và triển khai thực hiện một cách khoa học, chặt chẽ Là công trình đã thực hiện với tiến độ nhanh, không gian kiến trúc khoa học, hợp lý, chất lượng, công trình đạt tiêu chuẩn đã tạo nên một không gian môi trường sư phạm hài hòa, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác đào tạo và giáo dục của nhà trường

Năm đầu tiên đi vào hoạt động, trường chỉ có trên 30 cán bộ, giáo viên, công nhân viên, nhà trường được giao nhiệm vụ đào tạo công nhân cho ngành công nghiệp trong cả nước với hai ngành đào tạo mũi nhọn là cơ khí chế tạo, điện công nghiệp và dân dụng,với sự phát triển và trưởng thành nhà trường đã từng bước gây dựng thương hiệu Trường Việt – Hung có uy tín trong cả nước

Ngày 15 tháng 10 năm 1998 trường CNKT Việt Hung được nâng cấp thành trường Trung Học Công Nghiệp Việt Hung theo quyết định 13/1998 của bộ GD - -

ĐT và Bộ Công Nghiệp(nay là Bộ Công Thương)

Ngày 15 tháng 10 năm 2005 với sự nỗ lực không ngừng của các cán bộ, giáo viên, công nhân viên Trường Trung học Công nghiệp Việt Hung được nâng cấp - thành Trường Cao đẳng Công nghiệp Việt - Hung theo quyết định1765/QĐ-BGD-

ĐT và Bộ Công Thương

Ngày 25/11/2010, Trường CĐCN Việt – Hung tổ chức Lễ và kỷ niệm 33

năm ngày thành lập Trường và công bố Quyết định thành lập Trường ĐHCN Việt

-Cùng với đà phát triển của nhà trường, quy mô đào tạo và đội ngũ giáo viên cũng phát triển cả về số lượng và trình độ chuyên môn với trên 300 cán bộ, viên chức.Trong đó có 80 là giáo viên: Gần 100% giáo viên tốt nghiệp đại học, 90giáo viên đã và đang hoàn thành chương trình đào tạo sau đại học Trong những năm qua, cơ sở vật vật chất của nhà trường không ngừng được bổ sung và hoàn thiện Thứ nhất, khai thác và sử dụng trang thiết bị hiện có một cách tối đa vào công tác đào tạo Thực hiện tốt việc sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng Thứ hai, nâng cấp trang thiết bị cũ, đầu tư mua sắm mới các trang thiết bị đáp ứng yêu cầu sản xuất và phát triển công nghệ Thứ ba, tăng cường công tác quản lý, xây dựng ý thức, tác phong công nghiệp cho giáo viên, học sinh Vì vậy, mặc dù đã qua 10 năm vận hành sử dụng nhưng các trang thiết bị dạy học vẫn hoạt động tốt

Để nâng cao chất lượng đào tạo, nhà trường đã chú trọng đến xây dựng các định mức vật tư, cung ứng đầy đủ vật tư thực hành cho học sinh, gắn thực hành, thực tập với sản phẩm xã hội để học sinh làm quen với sản xuất

Trong 36 năm qua Trường ĐHCN Việt Hung đã đào tạo và cung cấp cho xã hội hàng trăm ngàn lao động, trong đó đào tạo dài hạn cho gần 50.000 học sinh, đào tạo ngắn hạn, nâng cao tay nghề cho gần 5.000 lao động Qua các kỳ thi học sinh giỏi nghề quốc gia, nhà trường đã có 30 SV được công nhận và đạt giải Nhiều năm liền giáo viên đạt các giải cao trong hội thi giáo viên giỏi nghề quốc gia và hội thi thiết bị tự làm và sáng cải tiến

Nhà trường có một đội ngũ cán bộ giáo viên trẻ, nhiệt tình, luôn nêu cao tinh thần trách nhiệm, khiêm tốn, chịu khó học tập kinh nghiệm chuyên môn; lực lượng học sinh năng nổ, tích cực chủ động, vượt khó trong học tập và rèn luyện Nhiều năm qua, tập thể sư phạm nhà trường được công nhận là tập thể lao động xuất sắc; nhiều giáo viên được công nhận là Chiến sĩ thi đua cấp tỉnh, cấp cơ sở, Lao động tiên tiến; các tổ chuyên môn đều là Tập thể lao động tiên tiến; nhiều năm liền Chi bộ đạt danh hiệu trong sạch vững mạnh, Công Đoàn đạt danh hiệu vững mạnh xuất sắc

Với những thành tích đạt được trong nhiêu năm qua, trường đã được nhận bằng khen của chủ tịch nước, huân chương lao động hạng 3 năm 2012.v.v

2.2.Thực trạng dạy học ngành kỹ thuật điện tử.

2.2.1 Thực trạng đội ngũ giáo viên – Học sinh, sinh viên

Đội ngũ giáo viên

Khoa Điện, Điện tử trường ĐHCN Việt – Hung tiền thân là Ban điện nổ được thành lập từ năm 1977 trải qua hơn 35 năm phát triển và trưởng thành với số giáo viên ban đầu chỉ là 6 giáo viên hầu hết là trình độ trung cấp đã đào tạo nhiều lớp công nhân lành nghề ra trường có thu nhập ổn định Đến nay Khoa Điện, Điện

tử có tổng số giáo viên trực tiếp tham gia giảng dạy là 37 giáo viên trong đó gần 100% giáo viên có trình độ đại học và trên đại học Có 98% giáo viên có thâm niên công tác từ 5 năm trở lên, có kinh nghiệm và kiến thức chuyên môn vững vàng, có phẩm chất đạo đức tốt, có tinh thần đoàn kết cao Đội ngũ giáo viên từng bước đảm nhận tốt công tác đào tạo của nhà trường nói chung và của khoa Điện – Điện tử& CNTT nói riêng, cụ thể các giờ giảng của khoa luôn đạt chất lượng cao, hàng năm đều có giáo viên đạt giáo viên dạy giỏi cấp Thành phố và đã có 04 giáo viên đạt giáo viên dạy giỏi cấp toàn quốc Với trình độ tin học của các giáo viên đang tham gia giảng dạy trong khoa đều đạt chuẩn Giáo viên tham gia giảng dạy thực hành của khoa đều có kinh nhiệm, tâm huyết với nghề nghiệp

Khoa Điện, Điện tử & CNTT được nhà trường giao nhiện vụ tổ chức quản lý

và đào tạo Cử nhân Đại học, Cử nhân Cao đẳng, Kỹ thuật viên trung cấp, Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề các chuyên ngành Điện; Điện tử; CNTT; Tin kế toán Tổ chức sản xuất kết hợp đào tạo tăng cường cơ sở vật chất nâng cao đời sống cho cán

bộ giáo viên và HS SV Tổ chức quản lý và đào tạo nâng bậc thợ cho công nhân các công ty, xí nghiệp Tư vấn chuyển giao công nghệ, nghiên cứu khoa học và thực nghiệm

-Giáo viên thuộc tổ môn điện tử của trường ĐHCN Việt - Hung có 01 nghiên cứu sinh, 07 Thạc sỹ và 02 giáo viên đang hoàn thiện chương trình Thạc sỹ với 90% giáo viên có tuổi đời từ 35 đến 40, có lòng yêu nghề và sự nhiệt tình,có phẩm chất đạo đức tốt, tinh thần đoàn kết cao,có kinh nghiệm và kiến thức chuyên môn cũng như nghiệp vụ sư phạm vững vàng

Tuy nhiên cùng với sự phát triển chung của xã hội, từ khi trường nâng cấp

lên thành trường Đại học thì các giáo viên cũng phải tự hoàn thiện cho phù hợp với yêu cầu phát triển của nhà trường, một số giáo viên vừa phải hoàn thành công tác giảng dạy vừa phải hoàn thiện chương trình thạc sỹ nên chưa đầu tư thời gian,trí tuệ cho những môn được phân công một cách triệt để.

Giải pháp: Để phát huy hết thế mạnh của đội ngũ giáo viên, nhà trường nói chung

và khoa nói riêng, đã tập trung tạo mọi điều kiện để các giáo viên dạy lý thuyết kết hợp dạy thực hành nhằm tự củng cố nâng cao kiến thức về lý thuyếtchuyên môn cũng như tay nghề, mặt khác tiếp tục nâng cao trình độ như học cao học, nghiên cứu sinh

Ngoài ra nhà trường con cử một số giáo viên có kinh nghiêm, nhạy bén đi thực tế tại các trường bạn, tại các nhà máy để tiếp thu, tích lũy kiến thức về sự phát triển thực tế của khoa học kỹ thuật đảm bảo đưa cái mới, cái tiến bộ vào công tác giảng dạy của nhà trường

Năng lực sư phạm của đội ngũ giáo viên:

Năng lực dạy học thể hiện trước hết ở khả năng đánh giá, chế biến tài liệu học tập một cách sáng tạo khi soạn bài theo trình tự logic sư phạm, theo tài liệu chuyên môn phù hợp với khả năng tiếp thu của học sinh

Năng lực còn thể hiện ở khả năng truyền đạt, sự kết hợp khéo léo giữa phương pháp dạy học truyền thống và phương pháp dạy học tiến tiến

Đội ngũ giáo viên Khoa Điện, Điện tử được tuyển dụng từ nhiều nguồn đào tạo khác nhau như: Tốt nghiệp các trường sư phạm (Đại học sư phạm Hà Nội, Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên), các trường đại học kỹ thuật (Đại học Bách Khoa, Đại học Thái Nguyên, Học viện kỹ thuật Quân sự do vậy đội ngũ này không đồng đều về trình độ chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm

Giải pháp: Để khắc phục sự khác biệt trên, đối với những người chưa được

đào tạo nghiệp vụ sư phạm, hàng năm nhà trường kết hợp với các trường sư phạm (Đại học sư phạm Hà Nội, Đại học Quốc Gia Hà Nội Tổ chức các lớp bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm cho số giáo viên tuyển mới và yêu cầu các giáo viên này phải

có chứng chỉ nghiệp vụ sư phạm trong năm đầu tiên thử việc Do vậy hầu hết các

giáo viên mới sau khi kết thúc một năm thử việc đều đã có chứng chỉ nghiệp vụ sư phạm.

Hàng năm, khoa đào tạo khoảng 1000 học sinh, sinh viên với nhiều hệ đào tạo: Đại học, Cao đẳng chuyên nghiệp, Trung cấp chuyên nghiệp, Cao đẳng nghề

và Trung cấp cơ sở với nhiều chuyên ngành đào tạo Sinh viên bậc Đại học thuộc đối tượng thi tuyển đầu vào còn các bậc khác được nhà trường xét tuyển theo hướng dẫn của Bộ giáo dục & Đào tạo Phần lớn học sinh – sinh viên vào trường đều là học sinh vừa tốt nghiệp trung học phổ thông và khoảng 150% là đối tượng học liên thông các hệ nên nhìn chung khá thuận lợi cho việc quản lý cũng như xây dựng kế hoạchvà triển khai đào tạo

Thời điểm mới nhập trường do tâm sinh lý của các em đang ở độ tuổi phát triển nên rất nhậy cảm và dễ bị dao động, kích động nên đầu khóa học nhà trường

có các buổi đối thoại, tư vấn nghề v.v của Hiệu trưởng nhà trường và các trưởng khoa với học sinh sinh viên, bước đầu tạo cho người học sự tự tin và định hướng - ban đầu về cách thức chiếm lĩnh tri thức về chuyên môn, văn hóa, xã hội trong môi trường học tập mới

Chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử hàng năm đào học sinh, sinh viên từ bậc trung cấp chuyên nghiệp trở lên bởi đặc thù của một số môn học yêu cầu phải có kiến thức chuẩn trình độ trung học phổ thông

Trước khi học thực hành , HS/SV đều được trang bị về các kiến thức lý thuyết cơ bản, chuyên ngành, kiến thức tin học, đại cương.Trong quá trình học tập phần lớn học sinh sinh viên đều hăng hái tham gia với ý thức cao đặc biệt trong - các giờ học thực hành, thí nghiệm và luôn sáng tạo tìm tòi nghiên cứu nên đã từng bước tạo ra các sản phẩm có thể ứng dụng trong đời sống: Lắp ráp, chế tạo các bộ nguồn, các mạch số, mạch khuếch đại và các mạch vi điều khiển …

2.2.2 Cơ sở vật chất và phương tiện dạy học

Trong những năm qua, cơ sở vật vật chất của nhà trường không ngừng được

bổ sung và hoàn thiện

Thứ nhất, khai thác và sử dụng trang thiết bị hiện có một cách tối đa vào công tác đào tạo Thực hiện tốt việc sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng.

Thứ hai, nâng cấp trang thiết bị cũ, đầu tư thiết kế, mua sắm mới các trang thiết bị đáp ứng yêu cầu sản xuất và phát triển công nghệ

Thứ ba, tăng cường công tác quản lý, xây dựng ý thức, tác phong công nghiệp cho giáo viên, học sinh

Được sự quan tâm của Đảng, nhà nước, của Bộ công thương và định hướng của Đảng ủy, Ban giám hiệu nhà trường, trong thời gian qua Khoa Điện Điện tử -

& CNTT đã từng bước được đầu tư về trang thiết bị dạy học: Ngoài các phòng học

lí thuyết, tính tới năm 2013 ngành Điện Điệntử đã được đầu tư, 0 phòng thực - 3 hành điện tử cơ bản, 04 phòng thực hành điện công nghiệp và dân dụng, 01 phòng thực hành kỹ thuật số, 02 phòng thực hành PLC& vi điều khiển, 02 phòng thí nghiệm cảm biếnvà đo lường Các phòng học thí nghiệm đều được trang bị máy tính giáo viên, máy tính học viên, máy chiếu … đã đáp ứng được các nhu cầu dạy

và học thực hành trong các ngành do khoa phụ trách đào tạo

2.2.3 Nhận thức của giáo viên về việc ứng dụng phần mềm MP trong dạy học

Đặc điểm của các môn thuộc chuyên ngành kỹ thuật thường rất trừu tượng thể hiện như: Phân tích, thiết kế mạch, các phần truyền và biến đổi chuyển động, cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị, máy móc, các bản vẽ kỹ thuật …Với phương pháp dạy học truyền thống để thể hiện được các nội dung trên giáo viên phải mất rất nhiều thời gian để vẽ hình trên bảng hoặc sử dụng bản vẽ trên giấy A0, tuy nhiên tất cả các hình đó đều là hình “ tĩnh”, khó có sức thuyết phục và không tạo được sự hứng thú trong sinh viên

Phương pháp dạy học sử dụng PMMP có nhiều ưu điểm Trước hết, nó vẫn duy trì được ưu điểm của phương pháp giảng dạy truyền thống là phát huy vai trò chủ đạo của người Thầy, bên cạnh đó công nghệ mô phỏng lại có thế mạnh mà phương pháp giảng dạy truyền thống không thể có như sử dụng hình ảnh động , mô phỏng hình ảnh động “như thật” của các mạnh điện tử, thực hành ảo, các bộ phận chuyển động, bản vẽ kỹ thuật…các hoạt động của thiết bị sinh viên có thể trực tiếp

“can thiệp” vào tiến trình bài giảng như thay đổi các thông số kỹ thuật của thiết bị ảo….giúp học sinh nhanh chóng nắm vững kiến thức Thông qua PMMP giáo viên

có thể tiết kiệm được thời gian vì không cần phải thể hiện trên bảng và thời gian còn lại giáo viên làm việc trực tiếp với học sinh để nâng cao hiệu quả giảng dạy

Phương pháp dạy học sử dụng PMMP đã đổi mới được phương thức dạy, chuyển việc giáo viên truyền thụ kiến thức cho sinh viên sang giáo viên hướng dẫn sinh viên tìm kiếm tri thức, tìm cách khám phá khoa học

Trong tình hình nền giáo dục ngày càng phát triển và đổi mới cả về nội dung

và hình thức, để đào tạo được nguồn nhân lực đáp ứng sự nghiệp công nghiệp hóahiện đại hóa đất nước thì trong quá trình đào tạo nghề nói chung cần phải có sự đổi mới về PPDH, đặc biệt là dạy thực hành

Để có những cơ sở cho việc vận dụng P MP vào dạy học môn kỹ thuật số Mcủa ngành kỹ thuật điện tử tại Trường, tác giả luận văn đã tiến hành khảo sát thực trạng nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của việc ứng dụng PMMP nhằmđổi mới phương pháp dạy học với việc điều tra bằng phiếu hỏi một cách ngẫu nhiênđối với 10 giáo viên dạy chuyên ngành kỹ thuật và 5 cán bộ quản lý (xem phụ lục

2, mẫu phiếu số 6)

Kết quả khảo sát:

Đối tượng khảo sát

Mức độ đánh giá và tỷ lệ (%) Rất quan

trọng

Quan trọng

Ít quan trọng

Không quan trọng

B ng 2.1 Nh n thả ậ ức của giáo viên v t m quan trề ầ ọng c a PMMP trong d y h c ủ ạ ọ