Sử dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học mô đun trang bị điện tại trường trung cấp nghề số 18 bộ quốc phòng

Việc sử dụng phương pháp mô phỏng trong dạy học mô đun Trang bị điện sẽ giúp người học làm quen với nhiều mạch điện hơn, tăng khả năng tư duy, tìm tòi đồng thời người học có thể hiểu rõ

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 4

LỜI CAM ĐOAN 5

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ 7

MỞ ĐẦU 8

1 Lý do chọn đề tài 8

2 Mục đích nghiên cứu 9

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 9

4 Phạm vi nghiên cứu 9

5 Giả thuyết khoa học 9

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

7 Phương pháp nghiên cứu 9

8 Cấu trúc luận văn 9

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC MÔ ĐUN 10

1.1 Lý luận dạy học 10

1.2 Công nghệ dạy học 13

1.1.1 Khái niệm về công nghệ 13

1.1.2 Công nghệ dạy học 14

1.3 Mô hình hóa và mô phỏng 16

1.3.1 Mở đầu 16

1.3.2 Định nghĩa 19

1.3.3 Tính chất của mô hình 20

1.3.4 Lí thuyết mô hình hóa 22

1.4 Công nghệ mô phỏng 27

1.4.1 Định nghĩa 27

1.4.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Công nghệ mô phỏng 28

1.5 Thực trạng dạy học của mô đun Trang bị điện của trường Trung cấp nghề số 18/ BQP 30

1.5.1 Vài nét sơ lược về trường Trung cấp nghề số 18 30

1.5.2 Đặc điểm của học sinh học nghề và của mô đun Trang bị điện 31

1.5.3 Thực trạng dạy học của mô đun Trang bị điện của trường 32

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 34

CHƯƠNG II XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ PHỎNG TRONG MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN CỦA NGÀNH KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ 35

2.1 Nguyên tắc thiết kế bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng 35

2.1.1 Những yêu cầu chung về thiết kế bài giảng 35

2.1.2 Nguyên tắc thiết kế bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng 35

2.2 Quy trình thiết kế bải giảng mô đun Trang bị điện với công nghệ mô phỏng 37

2.2.1 Những điều kiện cần thiết để thiết kế bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng 37

2.2.2 Quy trình thiết kế bài giảng mô đun Trang bị điện 38

2.3 Tiêu chí đánh giá sự hỗ trợ của công nghệ mô phỏng trong dạy học 47

2.4 Xây dựng các bài giảng mô đun Trang bị điện sử dụng CNMP 50

2.4.1 Giáo án thứ nhất 50

2.4.2 Giáo án thứ hai 57

2.4.3 Giáo án thứ ba 64

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 71

CHƯƠNG III KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 72

3.1 Tiến hành kiểm nghiệm và đánh giá 72

3.1.1 Mục đích, đối tượng kiểm nghiệm 72

3.1.2 Chuẩn bị các điều kiện để tiến hành kiểm nghiệm 72

3.1.3 Nội dung và tiến hành kiểm nghiệm 73

3.1.4 Đánh giá kết quả 73

3.2 Lấy ý kiến chuyên gia 76

3.3 Đánh giá hiệu quả của bài giảng theo phương pháp mới, ảnh hưởng của nó đến chất lượng đào tạo nghề 77

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 79

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 1 83

PHỤ LỤC 2 86

PHỤ LỤC 3 89

PHỤ LỤC 4 90

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện, luận văn “Sử dụng công nghệ

mô phỏng trong dạy học mô đun “Trang bị điện” tại Trường Trung cấp nghề số 18 –

Bộ quốc phòng” đã được hoàn thành tháng 3 năm 2016 tại Viện Sư phạm kỹ thuật – trường Đại học Bách khoa Hà Nội với sự hướng dẫn tận tình của GS.TS Nguyễn Xuân Lạc, cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô Viện Sư phạm kỹ thuật, bạn

bè đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp này, tác giả xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS Nguyễn Xuân Lạc đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu và gợi mở ý tưởng để tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Viện Sư phạm kỹ thuật, các thầy cô là cộng tác viên của Viện, Viện Đào tạo sau đại học, các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ về mọi mặt về kiến thức, tài liệu và thời gian để tác giả hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tác giả gửi lời cảm ơn tới gia đình đã luôn là nguồn động viên lớn cho tác giả trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Do các điều kiện thực hiện có hạn, luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến cho các thiếu sót và ý tưởng phát triển để đề tài được hoàn thiện hơn

Tác giả

Nguyễn Thị Hằng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những gì được trình bày 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 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 sĩ nào và chưa được công bố trên bất kỳ một phương tiện thông tin nào

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những điều đã cam đoan ở trên đây

Hà Nội, ngày tháng 3 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Thị Hằng

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

Bảng 1 1 Bảng tương tự điện – cơ 266

Bảng 3 1 Kết quả khảo sát đối tượng là người học 76

Bảng 3 2 Kết quả khảo sát bình quân với đối tượng người học 76

Bảng 3 3 Kết quả khảo sát bình quân qua lấy ý kiến chuyên gia 77

Hình 1 1 Lược đồ cấu trúc của quá trình dạy học 11

Hình 1 2 Mô hình điện -cơ 25

Hình 2 1 Quy trình xây dựng bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng 40

Hình 2 2 Quy trình thiết kế bài giảng bằng phần mềm CADe- SIMU 43

Hình 2 3 Quy trình xây dựng bài giảng bằng phần mềm Powerpoint 46

Hình 2 4 Tiêu chí đánh giá hỗ trợ của CNMP trong dạy học 49

Hình 2 5 Mạch điện điều khiển động cơ ba pha quay một chiều 55

Hình 2 6(a,b) Mô phỏng mạch điện điều khiển động cơ ba pha quay một chiều bằng phần mềm CADe-SIMU 56

Hình 2 7 Mạch điện điều khiển tự động 2 động cơ 3 pha làm việc theo thứ tự (dùng rơle thời gian) 61

Hình 2 8 (a,b,c) Mô phỏng mạch điện điều khiển tự động 2 động cơ 3 pha làm việc theo thứ tự (dùng rơle thời gian) bằng phần mềm CADe-SIMU 63

Hình 2 9 Mạch điện đảo chiều quay động cơ ba pha dùng nút bấm 68

Hình 2 10 (a,b,c,d) Mô phỏng mạch điện đảo chiều quay động cơ ba pha dùng nút bấm bằng phần mềm CADe-SIMU 70

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Sự phát triển khoa học kỹ thuật mạnh mẽ trong thập niên trở lại đây không chỉ góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các nền kinh tế mà đã và đang quay trở lại tác động lớn vào quá trình giáo dục và đào tạo Các kiến thức khoa học mới, các yêu cầu mới của từng ngành, nghề đang trở thành mục tiêu của quá trình dạy học, đồng thời góp phần phát triển các công cụ dạy học mang tính trực quan và đạt hiệu quả sư phạm cao hơn

Công nghệ phần mềm phát triển, khả năng tái tạo và mô phỏng lại các hiện tượng thực tế với độ chính xác và tương tác cao đang trở thành xu thế mới trong việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào trong dạy học Bài giảng sẽ trở nên sinh động hơn, người học có cái nhìn trực quan và “gần” hơn với các hiện tượng, khoảng cách giữa giáo viên và người học được thu hẹp lại, tương đương với những “đồng nghiệp” nghiên cứu khoa học, tăng cường khả năng trao đổi và truyền dạy kiến thức

Đối với Nhà trường, nhiệm vụ quan trọng hàng đầu đề ra là phải làm sao sau khi tốt nghiệp, người học có thể bắt tay ngay vào lao động sản xuất, hay hoạt động một lĩnh vực khoa học nào đó có thể tiếp thu một cách mau chóng và thích ứng với

sự phát triển của khoa học kỹ thuật

Việc giảng dạy mô đun Trang bị điện tại Trường Trung cấp nghề số 18 tuy đã đáp ứng được mục tiêu của mô đun đề ra song vẫn chỉ dừng lại ở việc hiểu và lắp ráp được một số mạch điện cơ bản Việc sử dụng phương pháp mô phỏng trong dạy học mô đun Trang bị điện sẽ giúp người học làm quen với nhiều mạch điện hơn, tăng khả năng tư duy, tìm tòi đồng thời người học có thể hiểu rõ hơn và trực quan

dễ hơn về nguyên lý hoạt động của các mạch trong mô đun

Nhằm nâng cao chất lượng đào tạo tại Nhà trường, tác giả đã lựa chọn để tài:

Sử dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học mô đun “Trang bị điện” tại

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng bài giảng cụ thể cho mô đun Trang bị điện sử dụng công nghệ mô phỏng nhằm nâng cao chất lượng của quá trình dạy học

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học mô đun Trang bị điện

- Đối tượng nghiên cứu: Dạy học mô đun Trang bị điện tại các trường Trung

cấp nghề

4 Phạm vi nghiên cứu

Dạy học mô đun Trang bị điện tại trường Trung cấp nghề số 18/BQP

5 Giả thuyết khoa học

Sử dụng công nghệ mô phỏng vào việc dạy mô đun Trang bị điện do tác giả đề xuất sẽ góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Hệ thống hóa những vấn đề về lý luận liên quan đến đề tài

- Tìm hiểu quá trình dạy học mô đun Trang bị điện tại Trường Trung cấp nghề

số 18 và các phần mềm có liên quan

- Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dạy học mô đun Trang bị điện

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

8 Cấu trúc luận văn

Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc áp dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học mô đun

Chương II: Xây dựng bài giảng mô phỏng trong mô đun Trang bị điện của ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí tại Trường Trung cấp nghề

Chương III: Kiểm nghiệm và đánh giá

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC ÁP DỤNG

CÔNG NGHỆ MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC MÔ ĐUN

Ngày nay, mô hình hóa và mô phỏng được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực và dạy học là một trong các lĩnh vực đó Để một giờ học đạt hiệu quả cao cần tạo được cho học sinh sự hứng thú trong học tập, cũng như phát huy tính tự học,

tự tìm tòi nghiên cứu của học sinh Vì vậy, sử dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học là một giải pháp ngày càng được nhiều trường áp dụng Nhất là đối với các môn khó trừu tượng như các môn trong lĩnh vực điện, nếu chỉ sử dụng phương pháp thuyết trình thì học sinh sẽ rất khó hình dung và khó hiểu được bài

Do đó sử dụng công nghệ mô phỏng trong giảng dạy sẽ đem lại kết quả cao hơn Bên cạnh việc sử dụng những phần mềm mô phỏng thì ngày nay người ta còn kết hợp giữa việc sử dụng các phần mềm mô phỏng với phần mềm dạy học phổ thông như PowerPoint giúp học sinh hiểu bài dễ hơn

1.1 Lý luận dạy học

Lý luận là một hệ thống tri thức về:

1) Một đối tượng nghiên cứu xác định, trong tự nhiên, xã hội hoặc tư duy Trong đó đối tượng nghiên cứu là quá trình dạy học

Quá trình dạy học là một quá trình xã hội

Về hình thức, đó là quá trình hoạt động tương tác giữa người dạy (hoạt động dạy) và người học (hoạt động học)

Về bản chất, quá trình dạy học là quá trình học tập (nhận thức và thực hành) độc đáo của người học được tiến hành dưới sự tổ chức, hướng dẫn của người dạy

nhằm thực hiện tốt nhiệm vụ dạy học

Nét độc đáo trong quá trình học tập của người học thể hiện ở : người học, bằng công nghệ (phương tiện, phương pháp và kỹ năng) học của mình, vừa học tri thức (học để biết những cái mới chủ quan từ kho tàng văn hóa của nhân loại), vừa tập kỹ năng (học để làm và phát hiện những cái mới chủ quan qua hoạt động thực hành)

Quá trình dạy học đại học, về bản chất, là quá trình học tập chuyên ngành

(được quy định trong danh mục chuyên ngành đào tạo nhân lực của mỗi nước, nói

đơn giản là học nghề) có tính nghiên cứu (chú trọng cách tự học, thói quen tìm tòi

để phát hiện và sáng tạo cái mới, cả chủ quan và khách quan) của người học, được

tiến hành dưới sự tổ chức, hướng dẫn của người dạy, nhằm thực hiện tốt nhiệm vụ

dạy học: đào tạo nhân lực, phát hiện và bồi dưỡng nhân tài

2) Một hệ thống khái niệm cơ bản và quan hệ cơ bản (giữa các khái niệm) về nhận dạng (định nghĩa hay mô tả) đối tượng đã được mô hình hóa

Các khái niệm cơ bản là học, dạy, người học, người dạy, môi trường, v.v…, có quan hệ cấu trúc và tương tác như hình 1.1

Hình 1 1 Lược đồ cấu trúc của quá trình dạy học

3) Một hệ thống thuô ̣c tính và quy luật về sự tồn tại và vận động (biến đổi trạng

thái theo thời gian,…) của đối tượng

Các quy luật của quá trình dạy học (nói chung):

 Ở cấp độ môi trường, quá trình dạy học là một quá trình xã hội, vận hành theo quy luật của hệ thống điều khiển kín, phụ thuộc quy luật tồn tại và phát triển của môi trường xã hội cụ thể;

 Ở cấp độ hệ thống, là quy luật thống nhất biện chứng

– Giữa hai hoạt động cơ bản học và dạy (trong hoạt động dạy học) Đây là

quy luật cơ bản, bao hàm và chi phối các quy luật khác của quá trình

– Giữa logic nhận thức và logic sư phạm (trong logic dạy học),

– Giữa mục tiêu đào tạo, công nghệ dạy – học và kết quả học tập,

– v.v…

 Ở cấp độ hệ thống con, là quy luật thống nhất biện chứng

– Giữa mục tiêu, nội dung và công nghệ dạy học (trong bộ điều khiển),

– Giữa nhu cầu học tập và trình độ học tập (trong đối tượng điều khiển),

– v.v…

Trong đó, quy luật cơ bản là quy luật thống nhất biện chứng giữa hoạt động

học và hoạt động dạy

4) Một hệ thống luận điểm (nguyên tắc hay phương pháp luận) chỉ đạo quá

trình nghiên cứu và vận dụng các kết quả đạt được vào thực tiễn

Nguyên tắc dạy học đại học là những luận điểm cơ bản có tính phương pháp

luận của lý luận dạy học đại học, chỉ đạo toàn bộ tiến trình dạy học đại học, nhằm

đạt kết quả dạy và học tốt nhất Đó là những nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất biện chứng giữa các mặt khác biệt (hoặc đối lập) trong quá trình dạy học:

 Sự thống nhất giữa khoa học (học để biết thuộc tính và qui luật của thế giới khách quan, hướng tới những phát minh khả thi) và công nghệ (học để làm lợi ích cho con người, dẫn đến những sáng chế hiệu quả), giữa lý luận (xây dựng

trên cơ sở mô hình hóa đối tượng nghiên cứu, trừu xuất và khái quát, theo tiếp

cận chủ quan của người nghiên cứu) và thực tiễn (tồn tại cụ thể và vận hành theo quy luật khách quan), giữa học (tích lũy vốn kiến thức,…cho bản thân) và hành (tập luyện và phát huy kĩ năng kiểm chứng và vận dụng kiến thức,…vì lợi ích

của bản thân và cộng đồng);

 Sự thống nhất giữa tính tổng hợp (cơ bản, rộng,…) và tính chuyên ngành

(chuyên môn, hẹp, sâu,…) trong nội dung và phương pháp luận dạy học;

 Sự thống nhất giữa học tập (đòi hỏi tuân thủ qui tắc tổ chức dạy học, tuân thủ

chân lý khoa học, nguyên tắc công nghệ và quy trình thực hành,… trong học tập

những cái mới chủ quan) và nghiên cứu (đòi hỏi độc lập, sáng tạo trong tìm tòi,

phát hiện, thử nghiệm và ứng dụng những cái mới khách quan), phản ánh thuộc

tính bản chất của dạy học đại học và phương pháp luận chung (mô hình hóa và

mô phỏng) của nghiên cứu khoa học và dạy học;

 Sự thống nhất giữa tập thể và cá thể, chung và riêng (trong học tập và hoạt

động hợp tác, trong đào tạo nhân lực và bồi dưỡng nhân tài,…)

1.2 Công nghệ dạy học

1.1.1 Khái niệm về công nghệ

Thuật ngữ “công nghệ” (Technology) trong tiếng Anh có nguồn gốc từ chữ

“Tekhnologia” trong tiếng Hy Lạp Từ này trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là cách xử

lý, thủ thuật hay kỹ năng xử lý một cách có hệ thống

Theo từ điển mở Wikipedia, công nghệ là “một thuật ngữ rộng ám chỉ đến các công cụ và mưu mẹo của con người” Tùy theo từng ngữ cảnh mà công nghệ có thể được hiểu là các công cụ máy móc hay là các phương pháp, tiến trình để giải quyết một vấn đề Ngày nay, khái niệm công nghệ thường được hiểu là quá trình cho ra

các sản phẩm hàng loạt và giống nhau, có chất lượng cao và giá thành hạ

Uỷ ban Kinh tế và Xã hội khu vực Châu Á - Thái Bình Dương (ESCAP) định nghĩa: Công nghệ là kiến thức có hệ thống về quy trình và kỹ thuật dùng để chế biến vật liệu và thông tin Nó bao gồm kiến thức, thiết bị, phương pháp và các hệ

thống dùng trong việc tạo ra hàng hoá và cung cấp dịch vụ

Theo GS.TS Nguyễn Xuân Lạc, khái niệm công nghệ được hiểu là “một hệ thống các phương tiện, phương pháp và kỹ năng nhằm vận dụng quy luật khách

quan, tác động vào một đối tượng nào đó, đạt một thành quả xác định cho con

người” [1]

Theo các định nghĩa nêu trên, khái niệm công nghệ thể hiện một trình độ cao trong hoạt động của con người, ở đó các kỹ năng đã trở thành kỹ xảo và cho ra các sản phẩm có chất lượng cao trong khi tiết kiệm được công sức của con người Mỗi công nghệ bao giờ cũng phải bao gồm 4 thành phần chính: Kỹ thuật (phương tiện – thành phần cốt lõi của bất kỳ công nghệ nào), Thông tin (phương pháp – biểu thị các tri thức được tích lũy trong công nghệ, trả lời câu hỏi “làm cái gì” và “làm như thế nào”), Con người (bao gồm kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng tích lũy được và khả năng sáng tạo) và Tổ chức (sử dụng công nghệ được tiến hành theo một hệ thống và tiến trình nhất định, đảm bảo hiệu quả của việc sử dụng ba yếu tố trước nó

trong việc tạo ra sản phẩm theo mong muốn của con người)

1.1.2 Công nghệ dạy học

Thời Hy Lạp cổ đại, một nhóm các nhà giáo tinh hoa uyên bác (nhóm Sophists) nổi tiếng có những lý lẽ tranh luận thông minh, sắc sảo và tài hùng biện thường đi dạy học cho các nhóm trẻ biết sử dụng thuật hùng biện đúng cách thức Các bài giảng của nhóm Sophists đã gây ảnh hưởng lớn đến các nhà Triết học như Socrate, Plato, Aristotle và đã góp phần tạo nền tảng triết học cơ bản cho tư tưởng phương Tây sau này Do đó, có thể xem họ chính là những nhà công nghệ dạy học đầu tiên của thế giới, truyền dạy kinh nghiệm của mình để biến thành kỹ năng của học sinh

một cách bài bản và có mục đích

Khái niệm công nghệ dạy học và công nghệ giáo dục - đào tạo ngày nay cũng

được định nghĩa theo nhiều cách tiếp cận khác nhau:

“Công nghệ đào tạo là quá trình sử dụng vào giáo dục và dạy học các phương tiện kỹ thuật và các phương tiện hỗ trợ, nhằm nâng cao chất lượng học tập của học

sinh”

“Công nghệ dạy học là quá trình sử dụng những thành tựu của khoa học, kỹ thuật, công nghệ vào quá trình dạy học nhằm thực hiện mục đích dạy học với hiệu

quả kinh tế cao”

"Công nghệ dạy học là khoa học về giáo dục, nó xác lập các nguyên tắc hợp lý của công tác dạy học và những điều kiện thuận lợi nhất để tiến hành quá trình đào tạo cũng như xác lập các phuơng pháp và phương tiện có kết quả nhất để đạt mục đích đào tạo đề ra, đồng thời tiết kiệm được sức lực của thầy và trò" (UNESCO

5/1976)

Các khái niệm nêu trên theo nhiều cách tiếp cận khác nhau đã chỉ ra cách thức

tổ chức cho quá trình dạy học nhằm nâng cao hiệu quả nhưng mới chỉ hướng tới một khía cạnh riêng hoặc chú trọng vào quá trình hơn là đối tượng của việc dạy học Nhiều khái niệm khác lại đưa ra cách tiếp cận không phù hợp khi chỉ cho rằng quá trình dạy học nào có áp dụng các thành tựu khoa học, phương tiện kỹ thuật mới được gọi là công nghệ dạy học Các tiếp cận này vô hình thu hẹp và làm mất đi bản

chất tính công nghệ của quá trình dạy học mà các nhà Sophists đã đặt nền móng

Trong nhiều thập niên trước đây, người thầy đóng vai trò trung tâm của quá trình dạy học, mọi phương pháp, cách thức giảng dạy đều do thầy đưa ra và học sinh học tập theo định hướng đó một cách thụ động Đến ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ thông tin và các lĩnh vực khác, người học có nhiều cách tiếp cận với các vấn đề khoa học hơn, yêu cầu đối với quá trình dạy học đẩy lên một trình độ cao hơn hẳn trước đây Do đó, tương tự như quy luật thể hiện mối quan hệ thay đổi giữa lượng và chất, vị trí trung tâm của quá trình dạy học hiện đại đã chuyển sang người học Người thầy lúc này chỉ đóng vai trò hướng dẫn, định hướng cho hoạt động của người học, hoạt động dạy học cũng theo đó mà thay đổi theo

Như vậy, định nghĩa công nghệ dạy học cũng cần có sự thay đổi cho phù hợp

Theo GS.TS Nguyễn Xuân Lạc, công nghệ dạy học là một hệ thống phương tiện, phương pháp và kỹ năng, nhằm vận dụng quy luật khách quan, tác động vào

người học, hình thành một nhân cách xác định [1]

Định nghĩa này đã chỉ ra được bản chất công nghệ của quá trình dạy học thông qua các yếu tố “phương tiện”, “phương pháp”, “kỹ năng” và nhấn mạnh vào đối tượng cũng như mục tiêu của quá trình dạy học Tương ứng với việc sử dụng phương tiện, phương pháp khác nhau chúng ta sẽ có các công nghệ dạy học khác

nhau, do đó nó đảm bảo tính tương thích ngược khi mô tả các khái niệm trước đây

Từ định nghĩa này, công nghệ dạy học có thể được chia thành hai nhóm chính dựa trên việc sử dụng các phương tiện, phương pháp và kỹ năng phù hợp:

Công nghệ dạy học truyền thống: sử dụng các phương pháp, phương tiện và kỹ năng truyền thống Ví dụ như dạy học sử dụng phấn bảng, tranh vẽ…

Công nghệ dạy học hiện đại: sử dụng các phương pháp, phương tiện và kỹ năng trong thời đại công nghệ thông tin và truyền thông Việc dạy học được tiến hành bằng máy tính là điều kiện tốt để phát triển môi trường học tập với ứng dụng CNMP vào giảng dạy

Cùng với sự bùng nổ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là khoa học máy tính, công nghệ dạy học hiện đại đang chiếm ưu thế lớn và là định hướng của hầu hết các

cơ sở giáo dục trong việc nâng cao hiệu quả dạy học, theo kịp với sự phát triển của khoa học công nghệ Các khái niệm trước đây vốn còn xa lạ như CAI (Computer Aided/Assisted Instruction – Dạy học có sự hỗ trợ của máy tính), CBT (Computer Based Training – Đào tạo bằng máy tính)… nay đã trở nên quen thuộc Việc sử dụng công nghệ dạy học hiện đại cũng đã trở thành một tiêu chí quan trọng trong việc đánh giá trình độ của người dạy

1.3 Mô hình hóa và mô phỏng

1.3.1 Mở đầu

Tìm hiểu thuộc tính và quy luật vận động của những gì hiện hữu ở xung quanh cũng như ở bản thân, để thích nghi và cải thiện cuộc sống vật chất cũng như tinh thần của mình, là bản năng cá thể của con người Đồng thời bản năng cộng đồng

để có thể lưu trữ, chuyển giao và phát triển Đó chính là quá trình hình thành và phát triển không ngừng cả về lí thuyết và thực tiễn của khoa học và công nghệ Lịch sử phát triển của khoa học cho thấy con người chưa thể xây dựng được

những lí thuyết khoa học cho thế giới thực vô cùng kỳ vĩ và đa dạng, mà chỉ có thể xây dựng được lí thuyết khoa học cho những mô hình của thế giới khách quan, được tạo dựng theo hiểu biết và kinh nghiệm chủ quan (ngày càng đúng đắn, sâu rộng và phong phú qua trải nghiệm thực tiễn) của mình Chẳng hạn, chưa thể có Cơ học vật liệu thực, nói chung, mà chỉ có Cơ học cho một số mô hình của vật liệu đã được quan tâm nghiên cứu, như Lý thuyết đàn hồi (cho vật liệu đồng chất, đàn hồi tuyến tính), hoặc rộng hơn ở mức độ nhất định, như Cơ học môi trường liên tục, Cơ học môi trường rời, v.v…, nhưng nhờ vận dụng phù hợp, linh hoạt và sáng tạo, con

người cũng đã thành công trong việc kiến tạo cả một thế giới vĩ đại những máy móc nông nghiệp và công nghiệp, phương tiện giao thông và công trình xây dựng, v.v…,

vô cùng hiệu quả, văn minh và bền vững như ngày nay

Do đó, nhìn chung, mọi quá trình nghiên cứu khoa học nhằm tìm hiểu thuộc tính và quy luật của thế giới khách quan đều là quá trình :

– Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu về đối tượng thực, khách quan,

– Mô hình hóa đối tượng nghiên cứu và phát biểu bài toán trên mô hình theo một quan điểm hay cách tiếp cận xác định, bằng ngôn ngữ tương ứng, tức là đặt bài toán hay đặt vấn đề nghiên cứu trên mô hình (có tính chủ quan),

– Vận dụng những tri thức và sử dụng những phương tiện, phương pháp và kĩ năng hiện có để giải bài toán (giải quyết vấn đề) trên mô hình và kiểm chứng theo luật thống kê mức độ đáp ứng của kết quả đạt được so với dữ liệu hay yêu cầu thực tiễn; nếu mức độ đó chấp nhận được (ví dụ, không có sai số – khi đối tượng áp dụng hoàn toàn giống với mô hình, hoặc sai số không quá giới hạn cho phép – khi đối tượng áp dụng không khác nhiều so với mô hình), kết quả nghiên cứu sẽ được ứng dụng và phổ biến, để: 1) làm cơ sở khoa học cho việc vận dụng

các thuộc tính hay quy luật khách quan vào những hoạt động sáng tạo vì lợi ích

vật chất hoặc tinh thần của cộng đồng; 2) làm tiền đề, luận cứ,… cho những

nghiên cứu tiếp theo Khi mức độ đó không chấp nhận được, công việc phải được làm lại với những mô hình mới ngày càng sát thực hơn Quá trình giải

quyết vấn đề đặt ra với đối tượng thực bằng cách giải bài toán trên mô hình

tương ứng, được gọi là mô phỏng

Vì thế mô hình hóa và mô phỏng là quan điểm cơ bản (hay cơ sở) của phương pháp luận nghiên cứu khoa học

Dạy học là quá trình học tri thức – học để biết những cái mới chủ quan từ kho

tàng văn hóa của nhân loại (vốn là sản phẩm mô hình hóa và mô phỏng của các nhà nghiên cứu khoa học) dưới sự tổ chức và hướng dẫn, theo công nghệ dạy học cụ thể,

của người dạy, và tập kỹ năng – học để làm và phát hiện những cái mới chủ quan (hoặc khách quan, nếu có) qua hoạt động thực hành của người học, cũng dưới sự tổ

chức và hướng dẫn của người dạy Hoạt động thực hành này, nói chung, được thiết

kế theo cách tiếp cận của người hướng dẫn và cũng chỉ có thể diễn ra trong bối cảnh

cụ thể cho phép (cơ sở vật chất, điều kiện xã hội,…) của cơ sở dạy học và do đó

cũng chỉ có thể mô hình hóa và mô phỏng thế giới khách quan Từ đó có thể nói

rằng mọi phương tiện và phương pháp tương ứng,…khi được sử dụng trong dạy học

ở nhà trường đều là những mô hình với mức độ sát thực khác nhau, của những thực thể và quá trình tương ứng,… trong thế giới khách quan Ví dụ, khi học vận hành

một thiết bị thật, như một động cơ đốt trong thật chẳng hạn, thì động cơ này cũng vẫn chỉ là một mô hình (sát thực hơn so với mô hình động cơ đốt trong được làm bằng chất dẻo hoặc được mô phỏng 3D trên giao diện máy tính, v.v…) vì nó không hoạt động trong môi trường làm việc thực, đa dạng và biến động của nó

Những hình thức tổ chức học tập quen thuộc như tham quan, kiến tập, thực tập,

học tập tại hiện trường, nghiên cứu trường hợp, v.v…đều mang tính bổ sung, nhằm nâng cao tối đa mức độ sát thực trong điều kiện cho phép của cơ sở giáo dục và đào

tạo cụ thể

Như vậy có thể thấy, từ nội dung lý thuyết, với những thí nghiệm kiểm chứng, cho đến bài tập thực hành, rèn luyện kỹ năng,…trong các nhà trường, phổ thông

cũng như chuyên nghiệp, đều minh chứng sự thật khách quan : mô hình hóa và mô phỏng cũng là cơ sở của phương pháp luận dạy học

Mô hình hóa và mô phỏng có ý nghĩa lớn không chỉ về mặt phương pháp luận như vừa nói, mà còn về mặt ứng dụng thực tế trong khoa học công nghệ, trong đó

có công nghệ dạy học : mô hình, mô hình hóa và mô phỏng là phương tiện và phương pháp tất yếu trong các phòng thực hành và phòng thí nghiệm, trong mọi

phương thức dạy học mô phỏng, đặc biệt là mô phỏng số

Chính vì thế, để hiểu rõ công nghệ dạy học hiện đại, cần phải có những kiến

thức tối thiểu sau đây về mô hình và tính chất của mô hình, lý thuyết mô hình hóa,

mô phỏng và công nghệ mô phỏng,…

– Làm đối tượng quan sát (nhận dạng) thay cho nguyên hình,

– Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) về nguyên hình

 Mô hình hóa

Biểu diễn một đối tượng nghiên cứu bằng mô hình tương ứng theo một cách

tiếp cận nào đó, gọi là mô hình hóa đối tượng theo cách tiếp cận ấy

Ví dụ, một vật rắn thực khi chịu tác dụng của lực có thể vừa chuyển động vừa biến dạng Nếu chỉ xét chuyển động do lực gây ra, mà bỏ qua biến dạng – nghĩa là

khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ (thuộc vật) được xem như không đổi trong quá

trình chuyển động – thì vật rắn thực đã được mô hình hóa dưới dạng vật rắn tuyệt

đối Khi đó lực chỉ có tác dụng cơ học ngoài [2] [3] (không làm biến đổi trạng thái

cơ học trong lòng vật thể) Đó chính là cách tiếp cận của Cơ học vật rắn tuyệt đối Hơn thế nữa, nếu chỉ xét chuyển động đơn thuần mà không quan tâm nguyên nhân biến đổi chuyển động (là lực), thì còn có thể bỏ qua cả tính vật chất (như: không có khối lượng – là đại lượng đặc trưng cho quán tính của vật khi chịu tác dụng của lực – và các vật có thể xuyên qua nhau khi chuyển động,…) Đó là cách tiếp cận của Động hình học (trong Cơ học) và Hình học Mô hình tương ứng là mô hình hình học quen thuộc [4]

 Mô phỏng

Thí nghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình của đối tượng khảo sát,

được gọi là mô phỏng

1.3.3 Tính chất của mô hình

 Về mặt phương pháp luận, mô hình có những đặc điểm sau :

- Mô hình là sản phẩm do và vì nhu cầu nhận thức của người nghiên cứu; một

nguyên hình có thể có nhiều mô hình tương ứng khác nhau, tùy thuộc cách tiếp cận khác nhau trong việc lựa chọn thuộc tính và quan hệ tiêu biểu;

- Mô hình có tính chất:

+ Phản xạ : mọi đối tượng đều là mô hình của chính nó, ví dụ, khi cần có

thể dùng sản phẩm thực làm mẫu trưng bày hoặc thí nghiệm;

+ Đối xứng : với tập hợp thuộc tính và quan hệ tiêu biểu được xét, nếu đối tượng A là mô hình của đối tượng B thì B cũng là mô hình của A, ví dụ, trong Toán học thường gọi một cấu trúc thể hiện cụ thể các tiên đề của một lí thuyết là mô hình

của hệ tiên đề hay lí thuyết đó (như các ví dụ về Đại số và Hình học trên đây),

ngược lại, trong Vật lí, lại thường xem hệ tiên đề (hay định luật) là mô hình lí thuyết (trừu xuất) của các cấu trúc cụ thể tương ứng;

+ Bắc cầu : với tập hợp thuộc tính và quan hệ tiêu biểu được xét, nếu đối tượng A là mô hình của đối tượng B và B là mô hình của đối tượng C thì A cũng là

mô hình của C, ví dụ, phương trình vi phân là mô hình toán học của mạch điện (hình 1.2a), mạch điện này là mô hình tương tự của bộ giảm chấn (hình 1.2b), thì

phương trình vi phân đó cũng là mô hình toán học của bộ giảm chấn

 Về mặt công nghệ, mô hình cần thỏa mãn những yêu cầu sau :

- Hợp thức

Một mô hình được gọi là hợp thức (hay nôm na là “đủ tư cách đại diện” cho

nguyên hình) nếu nó thể hiện được một số thuộc tính và quan hệ tiêu biểu của nguyên hình và những kết quả khảo sát trên mô hình đủ để rút ra những kết luận

hợp lí đáp ứng yêu cầu nhận thức đề ra đối với nguyên hình

Tính hợp thức của một số loại mô hình thông dụng trong khoa học tự nhiên, công nghệ (trong đó có công nghệ dạy học) và những bộ môn khoa học xã hội và nhân văn thuộc vùng tương giao với khoa học tự nhiên và công nghệ (như thống kê

xã hội học, thống kê ngôn ngữ học, kinh tế lượng, điều khiển học kinh tế,…) thường

được xác định bởi những lí thuyết mô hình hoá tương ứng

- Quan sát được và điều khiển được

Trong trường hợp thông thường, với mô hình thực thể, đó chính là tính trực quan của mô hình Với mô hình trừu tượng như mô hình toán học (phương trình vi phân mô tả quan hệ nhập xuất của hệ điều khiển, chẳng hạn), quan sát được nếu trạng thái T o của đối tượng khảo sát ở thời điểm t o bất kỳ có thể xác định theo nhập

tố và xuất tố (ví dụ, qua số đo của các đại lượng vào, ra) trong khoảng thời gian hữu hạn [t o ,t i ], điều khiển được nếu luôn chọn được nhập tố thích hợp, cho phép chuyển đối tượng khảo sát từ trạng thái T 0 tới trạng thái T i trong khoảng thời gian [t o ,t i] cho trước

- Tương tác tham biến

Mô phỏng trong môi trường nghiên cứu hay dạy học tương tác co ̀n đòi hỏi điều khiển đươ ̣c ở mức đô ̣ có thể tùy biến nhập tố theo ý muốn của người quan sát (qua thao tác trực tiếp và liên tục) – gọi là tương tác tham biến hay tương tác tùy biến –

dẫn đến biến thiên tương ứng của xuất tố (thể hiện trạng thái của đối tượng nghiên

cứu), hơn thế nữa, các tương tác này còn có thể thực hiện được vào mọi lúc, ở mọi chỗ và với mọi (mức) độ để tạo thuận lợi cho nghiên cứu tình huống và tự học

- Khả thi và hiệu quả

Theo định nghĩa, mô hình chỉ thể hiện một số thuộc tính và quan hệ tiêu biểu của nguyên hình, vì thế thường được xem là đơn giản hơn nguyên hình, tuy nhiên, ít

hơn về thuộc tính và quan hệ tiêu biểu, không luôn luôn đồng nhất với đơn giản hơn

về cấu trúc hoặc cấu tạo, bởi vậy nói chung không nên xem tính đơn giản là một đặc

điểm của mô hình Đối với người nghiên cứu, không phải đơn giản hơn mà khả thi hơn và hiệu quả hơn mới là yêu cầu, là mục đích của việc thay nguyên hình bằng

mô hình tương ứng

Trong trường hợp thông thường, khi mô hình thể hiện các thuộc tính và quan hệ tiêu biểu về cấu trúc thì đơn giản cũng có nghĩa là khả thi và hiệu quả, nhưng nói chung thì không như vậy Chẳng hạn, mạch dao động điện hoặc bộ giảm chấn cơ (hình 1.2) khi được mô phỏng trên máy tính tương tự [5] [6] thì mô hình tương ứng

trên máy tính là một mạch điện gồm các bộ thuật toán, như: bộ cộng, bộ nhân, bộ

tích phân, bộ tạo hàm, v.v…được ghép theo mô hình toán học (phương trình vi phân

cấp 2) mô tả dao động cươ ̃ng bức theo thời gian của xuất tố tương ứng Mặc dầu

mô hình dạng thuật toán này có cấu trúc phức tạp hơn các nguyên hình cơ và điện, nhưng lại khả thi và hiệu quả hơn, vì các bộ thuật toán đã được chuẩn hóa, sắp sẵn,

có thể lẳp ráp nhanh chóng theo dạng phương trình, không phụ thuộc cấu trúc cụ thể của nguyên hình

1.3.4 Lí thuyết mô hình hóa

Lí thuyết mô hình hóa là cơ sở lí luận để xây dựng mô hình, cụ thể là:

– Xác định mô hình thoả mãn các yêu cầu đặt ra của bài toán khảo sát nguyên hình,

khoa học công nghệ, theo các cơ sở lý thuyết này, có các loại mô hình sau đây :

(Phân loại mô hình theo chất liệu)

 Mô hình trích mẫu

Để xác định một thuộc tính hay một quan hệ nào đó ở một tổng thể (là một tập

hợp những cá thể hay một môi trường cá thể hóa được theo một nghĩa nhất định)

mà vì một lí do nào đó, không thể tiến hành thực nghiệm trên mọi cá thể của nó,

như : đánh giá chất lượng bia lon hay bia tươi của nhà máy bia X, đánh giá mức độ

ô nhiễm của nước sông Y, v.v…, ta chỉ có thể và cũng chỉ cần khảo sát một tập hợp

cá thể (mẫu bia, mẫu nước,…) được trích ra từ tổng thể đó, gọi là mô hình trích mẫu (hay tập mẫu), rồi từ kết quả có được trên mô hình suy ra kết luận hợp thức đối với

nguyên hình

Trong trường hợp này, mô hình là thực thể vật lí tách ra một cách ngẫu nhiên và đồng khả năng từ nguyên hình (để tiện trình bày, có thể nói : mô hình cùng chất với nguyên hình), lý thuyết mô hình hóa là Lý thuyết xác suất và thống kê toán học đã

được xây dựng từ cuối thế kỉ 17, cho phép :

– chọn mô hình hợp thức – là tập mẫu có dung lượng (hay kích thước) đáp ứng độ chính xác và độ tin cậy cho trước của tiêu thức (thuộc tính hoặc quan hệ tiêu biểu)

cần xét, ví dụ: trung bình, phương sai,…

Chẳng hạn, có thể dùng công thức xác định dung lượng n của tập mẫu [7]:

trong đó,  – độ lệch chuẩn, u – phân vị mức (1- β)/2, β – độ tin cậy, ε – độ chính

xác;

ví dụ u = 1,64 khi  = 90% ; u = 1,96 khi  = 95%

u = 2,33 khi  = 98% ; u = 2,58 khi  = 99%

Mô hình trích mẫu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quen thuộc, liên quan tớ i Thống kê, như: điều tra xã hội học, thống kê ngôn ngữ học, kiểm soát chất lượng, quy hoạch thực nghiệm, v.v…

Lý thuyết xác suất, như vừa nói ở trên, đã được xây dựng từ cuối thế kỷ 17 và được nhà toán học Nga A.N Kolmogorov xây dựng theo phương pháp tiên đề vào những năm 30 của thế kỷ 20, là một trong những lĩnh vực Toán học có tầm quan

trọng hàng đầu cả về lý thuyết và ứng dụng [8] Lý thuyết xác suất và thống kê toán học thường được dạy cho hầu hết các ngành không chuyên về Toán ở các trường đại học như một môn Toán học ứng dụng, nghiên cứu những quy luật phổ biến của các hiện tượng ngẫu nhiên Môn học này chưa từng được đề cập trong khuôn khổ của lý thuyết tổng quát về mô hình hóa và mô phỏng, với cách phân loại theo chất của mô

hình, như trong sách này

 Mô hình đồng dạng

Hai thực thể được gọi là đồng dạng khi các đại lượng vật lý cùng tên của

chúng tỉ lệ với nhau, đồng dạng hình học nếu chỉ có tỉ lệ về các chiều dài tương ứng, đồng dạng động hình học nếu có tỉ lệ về các vận tốc tương ứng, đồng dạng động lực học nếu có tỉ lệ về các lực tương ứng Dễ dàng thấy rằng đồng dạng động

hình học thì cũng đồng dạng hình học và đồng dạng động lực học thì cũng đồng dạng động hình học

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

Theo Lí thuyết đồng dạng, điều kiện cần và đủ để hai quá trình nào đó đồng dạng là mô tả toán học của chúng chỉ khác nhau về trị số của các đại lượng có thứ

nguyên (giống chất) và các chuẩn số của chúng bằng nhau đôi một (định lý đồng dạng thứ ba)

 Mô hình tương tự

Hai thực thể khác nhau về bản chất vật lý được gọi là tương tự khi trạng thái

của chúng được mô tả bằng cùng một hệ phương trình (vi phân, đại số,…) và điều kiện đơn trị (điều kiện đầu và điều kiện biên)

Mô hình tương tự là một thực thể có những thông số vật lý khác tên với nguyên

hình (nghĩa là khác chất với nguyên hình) và được xác định theo Lý thuyết tương tự

Mô hình này thường được gọi tên theo chất liệu của mô hình và nguyên hình, ví dụ :

mô hình điện-cơ (hình 1.2) trong đó quá trình dao động cơ học ở nguyên hình 1.2b

(bộ giảm chấn) được mô tả bằng cùng một dạng phương trình vi phân với quá trình

dao động điện ở mô hình 1.2a (mạch điện eRCL)

a) b)

Hình 1 2 Mô hình điện -cơ

Bảng 1 1 Bảng tương tự điện – cơ

Đại lượng cơ Đại lượng điện

Ba mô hình nói trên là những mô hình thực thể (vật lý) Mô hình toán học là mô

hình khái niệm dưới dạng một cấu trúc toán học hoặc một hệ thức toán học Ví dụ:

một trong những mô hình toán học để nghiên cứu các tổ chức tinh thể, hoa văn trang trí, chuyển động của vật rắn, biến hình (hình học) trong mặt phẳng, v.v… là

cấu trúc nhóm [8]; tập hợp các phép hội, tuyển, phủ định (cg và, hoặc, bù) trong một hệ phần tử hai trị: đóng, mở (hệ tiếp điểm) hoặc đúng, sai (hệ mệnh đề),… có thể mô hình hoá bằng cấu trúc đại số Boole; một mô hình toán học cơ bản của Cơ học là hệ thức F m a (định luật Newton), của mạch dao động điện hoặc cơ là phương trình vi phân (hình 1.2, mô hình tương tự), của dòng chảy chất lỏng là hệ phương trình đạo hàm riêng (mô hình đồng dạng), v.v

Mô hình toán học có ý nghĩa rất lớn trong việc xây dựng các lý thuyết khoa học

bằng phương pháp nghiên cứu suy diễn, trong đó tiền đề là những hệ tiên đề (như

hệ tiên đề của hình học Euclid,…), những nguyên lý (không chứng minh, như

nguyên lý cực đại Pontryagin hay nguyên lí qui hoạch động Bellman, trong lý

thuyết điều khiển tối ưu,…), những hệ thức hoặc những phương trình thể hiện những quy luật cơ bản của hiện thực khách quan (như định luật Newton trên đây,…) Mô hình toán học cũng đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học,

công nghệ, bằng phương pháp thực nghiệm, trong đó có phương pháp mô phỏng

Chẳng hạn, trạng thái dao động của các hệ (1.2a) hoặc (1.2b) trên đây nói chung không thể xác định được bằng cách tìm nghiệm tường minh của phương trình vi phân với vế phải tùy ý, mà chỉ có thể giải gần đúng bằng máy tính tương tự [11] (hoặc máy tính số) nhằm hiển thị gần đúng trạng thái dao động của hệ, với độ chính xác cho trước Quá trình này được gọi là mô phỏng tương tự (hoặc mô phỏng số) Trong thực tế, còn thường dùng những dạng kết hợp của các mô hình trên Mô hình lược tả là một ví dụ về mô hình kết hợp (như cấu trúc thứ tự, graph với đồng dạng vật lý, v.v…) Đây là mô hình biểu diễn bằng hình học trực quan những thuộc

tính hay quan hệ nào đó (hình học hoặc phi hình học) của đối tượng được xét Các

lược đồ cấu trúc của một hệ thống, lưu đồ tiến trình của một quá trình (như lưu đồ

lập trình một phần mềm, quy trình thiết kế mô ̣t bài giảng, lưu đồ vận hành của một thiết bị, ) là những ví dụ thường gặp của mô hình này Nhiều loa ̣i sơ đồ, giản đồ,

ho ̣a đồ, phác đồ (có khi còn gọi là bản đồ, như bản đồ tư duy,…) thông dụng, cũng

có thể xem như vậy Ngoài lợi ích về quan sát, trong nhiều trường hợp, các mô hình này giúp ích cho việc nghiên cứu phương án phân bổ hợp lý trên nguyên hình

1.4 Công nghệ mô phỏng

1.4.1 Định nghĩa

Những khái niệm mô hình, mô phỏng và lý thuyết mô hình hóa trên đây là nội

dung cơ bản của hệ thống tri thức về nhận dạng, nghiên cứu và ứng dụng mô phỏng trong thực tế khoa học, công nghệ, tức là Lý luận mô phỏng

Gắn liền với Lý luận mô phỏng là Công nghệ mô phỏng, được xây dựng tương

tự như mọi công nghệ quen biết khác:

Công nghệ mô phỏng là một hệ thống phương tiện, phương pháp và kỹ năng xây dựng mô hình cho một đối tượng nhận thức nào đó và tiến hành thí nghiệm cần thiết trên mô hình này để qua đó nhận dạng thuộc tính và qui luật vận động của đối

tượng đã cho

Trong hệ thống này mô hình là đối tượng chi ̣u tác đô ̣ng của phương tiê ̣n và

phương pháp mô phỏng, ta ̣o ra thành quả mô phỏng, nhưng đối với toàn bộ hê ̣ thống

nghiên cứu nguyên hình, thì mô hình là phương tiê ̣n thay thế, để thực thi mô phỏng

Chứ c năng vừa là đối tượng vừa là phương tiê ̣n chứng tỏ vai trò chủ chốt và ý nghĩa

đă ̣c biê ̣t của mô hình trong công nghệ mô phỏng

Vì mô hình hóa và mô phỏng là cơ sở phương pháp luận của nghiên cứu khoa học và dạy học, cho nên từ sự phát triển qua nhiều thế kỷ của các lĩnh vực khoa học, công nghệ và dạy học, có thể thấy thành tựu về lý luận và công nghệ mô phỏng của nhân loại phong phú và đa dạng đến ngần nào

1.4.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Công nghệ mô phỏng

Như đã nói ở đầu chương này, mô phỏng có ý nghĩa lớn không chỉ về mặt phương pháp luận, mà còn về mặt ứng dụng thực tế trong khoa học công nghệ,

trong đó có công nghệ dạy học

Trong khoa học và công nghệ nói chung, mô phỏng là con đường nghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý thuyết thuần túy (nghiên cứu suy diễn) và nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng thực Nó được sử dụng khi :

 Không thể hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực, vì những lí do khác

nhau, như :

– Nguyên hình là đối tượng chỉ xuất hiện một lần, hoặc hy hữu, không mong đợi, như mô phỏng vụ ám sát tổng thống Mỹ J.F.Kennedy, mô phỏng hội nghị ASEM (2012), mô phỏng động đất hay bão lụt trên máy tính,…;

– Nguyên hình chưa có, đang được thiết kế hoặc đang nghiên cứu thi công, như lâ ̣p

bản vẽ chế tạo máy, diễn tâ ̣p quân sự,…;

– Nguyên hình sẵn có, nhưng điều kiện kích cỡ (quá lớn hoặc quá bé), tốc độ (quá nhanh hoặc quá chậm), chi phí (quá đắt), tiếp cận (quá khó), an toàn (quá nguy hiểm) hoặc đạo đức, v.v…không cho phép;

– Nguyên hình không thể có thực, chỉ là tưởng tượng, nhưng cần thiết cho việc mở rộng khái niệm, giả thiết tình huống,…để biện luận về mọi trường hợp có thể có và xây dựng lí thuyết tổng quát,…ví dụ mô phỏng cơ hệ có tham số vật lý (độ dài, khối lượng,…) biến thiên liên tục từ không tới vô cùng trong qúa trình chuyển động,…

 Không cần thực nghiệm trên đối tượng thực, nếu mô phỏng khả thi hơn và hiệu quả hơn, đối với :

– Hoạt động nhận thức : như mô phỏng bằng mô hình máy bay hay mô hình đập

nước (đã nói ở trên) để nghiên cứu tải trọng xung trên máy bay hay đập nước thực,

đã có hoặc đang trong quá trình lựa chọn phương án; mô phỏng trên mô hình máy CNC hay rôbôt để kiểm chứng hiệu quả của một thuật toán điều khiển mới đề xuất;

mô phỏng ảo bằng máy tính, nhằm giả lập tình huống (tương tự như trường hợp nguyên hình không thể có thực, trên đây) để dò nghiệm theo kiểu “thử – sai”, với

số lần tùy ý, nhằm tìm phương án tốt nhất cho một bài toán kỹ thuật,…

– Rèn luyện kĩ năng : thực hành ảo trước khi triển khai ứng dụng một phương tiện hay một phương pháp đắt tiền hoặc đòi hỏi năng lực chuyên môn cao, như tập lái

trong buồng lái mô phỏng (máy bay hay ôtô,…), hoặc tập mổ nội soi (trong y tế) trên thiết bị mô phỏng, v.v…

Ngoài ra không thể không nhắc đến vai trò của mô phỏng số trong lĩnh vực văn

hóa giáo dục thông qua giải trí như trò chơi điện tử, thưởng thức như phim hoặc du

lịch thực tại ảo 3D, 4D, v.v…

Như sẽ thấy, phương tiện và phương pháp mô phỏng hiện diện mọi lúc, mọi nơi, trong các phòng thực hành, phòng thí nghiệm và các lớp học, trong mọi phương thức dạy học, nhất là dạy học tương tác ảo

1.5 Thực trạng dạy học của mô đun Trang bị điện của trường Trung cấp nghề

số 18/ BQP

1.5.1 Vài nét sơ lược về trường Trung cấp nghề số 18

Ngày 21/11/2003, Bộ trưởng Bộ Quốc phòng ra Quyết định số BQP thành lập Trường Dạy nghề số 18 trên cơ sở nâng cấp Trường Huấn luyện chuyên ngành Binh đoàn 11 – TCHC Đến ngày 05/4/2007 được nâng cấp thành Trường Trung cấp nghề số 18 theo Quyết định số 53/2007/QĐ-BQP của Bộ trưởng

280/2003/QĐ-Bộ Quốc phòng

Nhà trường có chức năng, nhiệm vụ: 1) Dạy nghề chính quy, theo hai cấp độ Trung cấp nghề và sơ cấp nghề, bồi dưỡng và nâng cao trình độ nghề nghiệp cho quân nhân xuất ngũ và các đối tượng chính sách xã hội; 2) Tổ chức giới thiệu việc làm; cung ứng lao động cho các tổ chức, cá nhân có nhu cầu sử dụng lao động hợp pháp trong nước; 3) Tổ chức sản xuất tạo việc làm tại chỗ; 4) Liên kết đào tạo; 5) Xuất khẩu lao động; 6) Thực hiện các nhiệm vụ khác do Bộ Quốc phòng giao Nhà trường gồm 2 cơ sở đào tạo: Cơ sở chính tại 186 đường Phan Trọng Tuệ – Thanh Trì – Hà Nội với tổng diện tích 1,8ha gồm 28 phòng học, phòng chuyên dùng và 12 xưởng thực hành với trang thiết bị hiện đại đáp ứng được thực hành, thực tập tại xưởng Cơ sở 2 tại Xuân Mai – Hà Nội với tổng diện tích 1,6ha gồm sân bãi tập và phòng học lý thuyết, thực hành Phương châm đào tạo: Với phương châm đào tạo chất lượng là ưu tiên số 1 cùng với sự quản lý rèn luyện học viên của nhà trường đã

trong lao động sản xuất được các doanh nghiệp, cơ sở sản xuất tiếp nhận đánh giá cao Đào tạo gắn với việc làm sau đào tạo cũng là tiêu chí tuyển sinh của nhà trường Nhà trường luôn xây dựng quan hệ mật thiết lâu dài với các tổ chức dịch vụ, sản xuất, các doanh nghiệp trong và ngoài quân đội Các ngành nghề đào tạo với 12 nghề đào tạo hệ Trung cấp và 14 nghề đào tạo hệ Sơ cấp

1.5.2 Đặc điểm của học sinh học nghề và của mô đun Trang bị điện

a Đặc điểm của học sinh học nghề

Hiện nay, hầu hết các cơ sở đào tạo nghề trong cả nước không tổ chức thi tuyển đầu vào để đào tạo trình độ TCN, CĐN Chủ yếu các cơ sở này nhận hồ sơ và xét tuyển đầu vào thông qua học bạ THCS và THPT Học sinh học nghề chủ yếu là những học sinh không có khả năng học tập lên cao, trình độ đầu vào thấp Đối với trường Trung cấp nghề số 18 nói riêng đối tượng học nghề chủ yếu là bộ đội xuất ngũ nên tâm lý học sinh khi vào trường nghề không hứng thú với những môn lý thuyết, phải tính toán, nhất là khi giáo viên chỉ sử dụng phương pháp thuyết trình để giảng dạy, mà học sinh chỉ muốn được bắt tay vào thực hành ngay Vì vậy, việc tạo hứng thú học tập cho các em, làm cho các em có thái độ đúng đắn trong học tập,

phấn đấu rèn luyện là một việc làm hết sức quan trọng

Dạy học với sự hỗ trợ của CNMP là một giải pháp quan trọng, giúp tạo hứng

thú học tập, giảm sự nhàm chán, kích thích sự tò mò, tư duy sáng tạo của học sinh

b Đặc điểm của mô đun Trang bị điện

Mô đun Trang bị điện là mô đun nằm trong chương trình đào tạo của nhiều nghề như nghề Điện công nghiệp, Điện tử công nghiệp và Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí của hệ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề Với nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí mà tác giả đề cập trong luận văn, kiến thức chủ yếu

của mô đun được tập trung vào các vấn đề:

- Trình bày khái quát về các loại khí cụ và thiết bị điện dùng trong công nghiệp hay hệ thống máy lạnh và điều hòa không khí

- Trình bày về các mạch điều khiển động cơ hay các loại máy trong hệ thống lạnh theo yêu cầu đặt ra

Mô đun Trang bị điện nằm trong chương trình đào tạo nghề tại trường Trung cấp nghề số 18, trên cơ sở đã giảng dạy mô đun tác giả thấy nó có các đặc điểm sau:

- Tính cụ thể và trừu tượng: Nội dung bao gồm các kiến thức tổng quát của

nghề, người học tri giác trực tiếp thông qua mô hình thực tế, các sản phẩm, các bài luyện tập bên cạnh đó cũng có những kiến thức yêu cầu học sinh phải có các tư duy trừu tượng như các nguyên lý, quá trình hoạt động của các mạch điều khiển động cơ…

- Tính tổng hợp và tích hợp: Môn học được xây dựng trên cơ sở kiến thức lý

thuyết nghề, các quá trình, nguyên lý hoạt động, lý giải đầy đủ và chính xác nội dung cụ thể của nghề Việc phân tích được nguyên lý hoạt động của các mạch đòi hỏi người học cần nắm vững được các kiến thức cơ sở có liên quan như hoạt động của các thiết bị điện trong mạch điện đó…

- Tính logic và chuyên sâu: Môn học được xây dựng theo trình tự nhất định,

theo một khía cạnh của nghề, được phân bổ hợp lý về mặt thời gian, các kiến thức

cơ sở học trước, các kiến thức chuyên sâu học sau

1.5.3 Thực trạng dạy học của mô đun Trang bị điện của trường

Khi giảng dạy một bài thực hành mô đun Trang bị điện như trước đây, giáo viên

sẽ tiến hành theo trình tự sau:

+ Đưa ra yêu cầu công nghệ của một hệ thống điều khiển

+ Phân tích tìm giải pháp của một hệ thống điều khiển

+ Vẽ mạch điều khiển

+ Phân tích hoạt động của mạch

+ Lắp ráp, vận hành

+ Kết luận, rút ra bài học kinh nghiệm

Việc giảng dạy theo các bước trên dẫn đến một số hạn chế như sau:

+ Học sinh không thầy được hoạt động của mạch điện do đó không phát hiện được các lỗi của mạch mà chỉ đến khi lắp ráp và vận hành mới phát hiện ra lỗi, nhưng khi phát hiện ra lỗi thì học sinh cũng gặp khó khăn trong việc khắc phục sự

cố do không có cơ sở để kiểm chứng ngay mạch điện vừa thiết kế

+ Giờ giảng kém sinh động do không trực quan dẫn đến sự thiếu tập trung của học sinh

+ Mạch điện là do giáo viên vẽ nên học sinh không rèn luyện được kỹ năng thiết kế hệ thống điều khiển

Để khắc phục các hạn chế trong việc giảng dạy mô đun trang bị điện như

đã nêu, tác giả có kế hoạch sử dụng công nghệ mô phỏng vào giảng dạy mô đun này để nâng cao hiệu quả giảng dạy cũng như giúp các em học sinh hiểu sâu và vận dụng tốt kiến thức môn học vào việc thiết kế và vận hành một hệ thống điều khiển tự động

Thông qua khảo sát thực tế về việc giảng dạy tại Trường Trung cấp nghề số 18- BQP cho thấy việc ứng dụng CNTT trong dạy học còn hạn chế, giáo viên đã sử dụng công nghệ mô phỏng trong giảng dạy các môn học/ mô đun tuy nhiên chưa nhiều, mà tập trung trong các giờ giảng, tiết dạy dự giờ hay kiểm tra đánh giá, các cuộc thi giáo viên dạy giỏi cấp Khoa, cấp Trường do điều kiện chưa cho phép Hiện nay, Nhà trường đã và đang đầu tư về cơ sở vật chất, số lượng phòng thực hành máy tính tại Nhà trường là 02 phòng với 15 máy tính/ 1 phòng Việc sử dụng CNTT nói chung và sử dụng CNMP nói riêng đang dần được đưa vào các tiết dạy hàng ngày nhằm nâng cao chất lượng đào tạo

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Sử dụng CNMP trong dạy học là một hướng áp dụng có hiệu quả đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Đặc biệt ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của KHKT, CNTT đã làm cho CNMP trở thành vô cùng hữu ích và hiệu quả trong các nghiên cứu trừu tượng, có độ phức tạp khá cao, nghiên cứu mang tính chất nguy hiểm, độc hại… Trong phạm vi chương I, luận văn đã đề cập đến một số khía cạnh của lý luận dạy học, công nghệ dạy học, CNMP, sử dụng CNMP trong dạy học mô đun Trang bị điện tại trường Trung cấp nghề số 18/BQP cụ thể:

- Khái quát về lý luận nói chung, các khái niệm liên quan đến QTDH, các quy luật cơ bản của QTDH và nguyên tắc dạy học để từ đó đưa ra định nghĩa về lý luận dạy học

- Làm rõ các khái niệm về công nghệ dạy học, phương tiện, phương pháp, kỹ năng khi sử dụng CNMP

- Phân tích được các khái niệm liên quan đến mô phỏng và CNMP trong dạy học Hệ thống hóa, phân loại một cách hợp lý các dạng mô phỏng

- Nêu bật được ý nghĩa khoa học và thực tiễn của CNMP, đưa ra thực trạng về việc sử dụng CNMP trong giảng dạy tại trường Trung cấp nghề số 18/BQP

CHƯƠNG II XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ PHỎNG TRONG MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN CỦA NGÀNH KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA

KHÔNG KHÍ TẠI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ 2.1 Nguyên tắc thiết kế bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng

2.1.1 Những yêu cầu chung về thiết kế bài giảng

- Thể hiện được đầy đủ nội dung dạy học

- Đảm bảo tính quan sát được

- Đảm bảo tính tương tác

- Đảm bảo tính hợp thức

- Đảm bảo tính khả thi

- Đảm bảo tính hệ thống

- Đảm bảo tính logic khoa học

2.1.2 Nguyên tắc thiết kế bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng

Để thiết kế bài giảng và dạy học có sử dụng công nghệ mô phỏng đạt hiệu quả

và phát huy tính tư duy của người học, ngoài những yêu cầu chung ở trên bài giảng

có sử dụng CNMP còn phải tuân thủ một số nguyên tắc khác căn cứ vào phạm vi của luận văn tác giả chỉ đề cập đến việc thiết kế bài giảng sử dụng CNMP trên cơ sở máy tính và phần mềm hỗ trợ trong dạy học, cụ thể là:

a Đảm bảo tính chất đặc trưng của mô phỏng: phù hợp, quan sát và điều khiển được, khả thi và hiệu quả

Sự phù hợp thể hiện khả năng và năng lực của người thiết kế bài giảng, khi tiến hành một bài giảng sử dụng CNMP cần phải xác định rõ mục tiêu của bài, xác định được khối lượng kiến thức trọng tâm cần thiết của bài dạy, lựa chọn nội dung để mô phỏng dùng phần mềm hỗ trợ theo trình tự logic của quá trình nhận thức và QTDH Cần phải có sự lựa chọn các nội dung cần mô phỏng, các nội dung, chi tiết mang

tính chất trừu tượng, học sinh cần ghi nhớ sau bài học này Các mô hình khi thiết kế cần đảm bảo phù hợp với đối tượng nghiên cứu, thể hiện đầy đủ các đặc trưng của đối tượng nghiên cứu, bên cạnh đó cần tạo ra những tình huống tạo điều kiện cho học sinh tìm tòi, trao đổi xây dựng nhằm phát triển khả năng tư duy của học sinh, sau đó so sánh với kết quả mẫu

Nội dung dạy học cần tuân thủ theo chương trình của môn học, phù hợp với nhiều đối tượng khác nhau trong cùng một lớp học, một khóa học, việc lựa chọn các hình thức mô phỏng hay hiệu ứng màu sắc tương phản trong khi mô phỏng như thế nào để khi mô phỏng có thể thể hiện được một cách rõ ràng các ý tưởng cần truyền đạt, các nội dung dạy học cần thiết, đảm bảo việc quan sát và điều khiển được Sau

đó lựa chọn phần mềm hỗ trợ tương tích

Sự phù hợp còn thể hiện khả năng lượng hóa, kiểm tra đánh giá được mức độ nhận thức của học sinh trong QTDH

b Đảm bảo tính sư phạm khi thiết kế các mô phỏng

Nhằm tránh người thiết kế quá lạm dụng các mô phỏng dẫn đến nhàm chán, biến tiết dạy thành một bộ phim hay hướng dẫn sử dụng phương tiện kỹ thuật thì nguyên tắc này không thể thiếu trong quá trình thiết kế bài giảng sử dụng CNMP Nếu không tôn trọng nguyên tắc này sẽ rất nguy hiểm, sẽ gây ra sự phản tác dụng của CNMP trong dạy học, làm người học trở nên thụ động, phụ thuộc vào phương tiện kỹ thuật dạy học

Đảm bảo tính sư phạm ở đây thể hiện việc lựa chọn nội dung trọng tâm khi thiết

kế mô phỏng, trình chiếu các mô phỏng hợp lý theo trình tự của nhận thức đảm bảo

sử dụng các mô phỏng phải đúng lúc như phù hợp với tiến trình nội dung bài giảng, không gây phân tán cho học sinh trong quá trình sử dụng và đúng nơi, phải đủ độ

c Đảm bảo tính sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học tương tác

- Bài mô phỏng cần có các kiến thức mở để học sinh có thể thay đổi các thông số hay các trang thiết bị, thay đổi cách thiết kế mạch nhằm phát triển khả

năng tư duy kỹ thuật và tư duy logic của người học, tạo điều kiện cho người học có thể tự học mọi lúc, mọi nơi khi cần Người học có thể phát huy khả năng tư duy sáng tạo của mình theo nhiều hướng khác nhau bằng việc thay đổi các thông số, trạng thái hay cách thiết kế mạch để từ đó đưa ra những so sánh, nhận xét và kết luận Đây là yếu tố quan trọng nhất thể hiện tính hiệu quả của việc sử dụng CNMP trong dạy học

- Phải xác định rõ mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ mà học sinh cần đạt được thông qua bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng

- Lựa chọn các hiệu ứng cho công nghệ mô phỏng phải phù hợp và hiệu quả cao, màu sắc phải rõ ràng Tránh hiện tượng trùng lặp nhiều lần, tạo nên sự phong phú về nội dung, sinh động, tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh nhằm đạt mục đích học tập đề ra

d Đảm bảo tính an toàn trong quá trình sử dụng

Đảm bảo sự án toàn về điện, thị giác và thính giác trong quá trình sử dụng các thiết bị hệ thống phục vụ cho mô phỏng

2.2 Quy trình thiết kế bải giảng mô đun Trang bị điện với công nghệ mô phỏng

2.2.1 Những điều kiện cần thiết để thiết kế bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng

- Trình độ chuyên môn kỹ thuật của người thiết kế: Đây là yếu tố quan trọng

nhất trong quá trình thiết kế bài giảng Một bài giảng với đầy đủ nội dung chuyên môn, kiến thức cần trang bị được sắp xếp một cách logic, kỹ thuật phù hợp với trình

độ của người học thể hiện khả năng và trình độ chuyên môn của người thiết kế

- Kiến thức cơ bản về mô phỏng trong dạy học của người thiết kế: Người thiết

kế cần am hiểu, có kiến thức về mô phỏng và biết cách sử dụng một cách linh hoạt CNMP trong dạy học Có như vậy thì bài giảng sử dụng CNMP mới hoàn thiện và được khai thác một cách triệt để khả năng của mô phỏng trong dạy học

- Kinh nghiệm sư phạm và trình độ tin học của người thiết kế: Đây là điều kiện

quan trọng trong việc thiết kế, xây dựng bài giảng sử dụng CNMP Bài giảng có hợp lý, đúng trình tự logic, phù hợp với người học hay không đều phụ thuộc vào kinh nghiệm sư phạm của người thiết kế

- Lựa chọn phần mềm mô phỏng: Người thiết kế cần phải biết lựa chọn các

phần mềm mô phỏng một cách phù hợp đối với từng môn học, đối tượng người học

và thuận lợi nhất trong quá trình thiết kế

- Khả năng tương tác khi mô phỏng: Khả năng tương tác vào mạch điện khi mô

phỏng là một yếu tố rất quan trọng Quá trình mô phỏng sẽ tạo được sự chú ý của người học tạo điểm nhấn và trọng tâm của bài học, tạo hứng thú cho người học, kíchthích tư duy logic và tư duy kỹ thuật cho người học

- Phối hợp giữa các thiết bị và phương tiện khác: Để bài giảng đạt được hiệu

quả cao thì cần kết hợp linh hoạt giữa các phần mềm mô phỏng với các phương tiện dạy học khác như hệ thống âm thanh, màu sắc, hình ảnh để cùng lúc tác động vào nhiều giác quan của người học Sự phối hợp này nhằm hoàn thiện các nội dung mô phỏng, nâng cao hiệu quả của mô phỏng trong dạy học Có thể nhúng nội dung mô phỏng vào các phần mềm đa phương tiện như Powerpoint, Frontpage tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận dụng CNMP vào QTDH

- Nguồn tài chính cho thiết kế và dạy học ứng với CNMP: Thiết kế bài giảng sử

dụng CNMP cũng phải chú ý đến cơ sở vật chất phục vụ cho việc dạy học như việc

sử dụng các bài mô phỏng dùng chung cho cả lớp học thông qua máy chiếu (Projector), cũng có thể dùng chung máy tính cá nhân trong mạng LAN, hay dùng

để dạy học từ xa, dạy học qua mạng…

2.2.2 Quy trình thiết kế bài giảng mô đun Trang bị điện

Quy trình thiết kế bài giảng cần phải đáp ứng được yêu cầu chung khi thiết kế bài giảng sử dụng CNMP

 Quy trình tổng quát

Bước 1: Xác định mục tiêu bài học: Đây là bước quan trọng nhất của quá

trình thiết kế bài giảng sử dụng CNMP Từ nội dung chương trình môn học được khống chế, dựa trên khả năng, trình độ và nhu cầu của người học, bằng kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm sư phạm của mình, người thiết kế phải xác định đúng mục tiêu bài học rõ ràng, chính xác về các mặt kiến thức, kỹ năng và thái độ

Bước 2: Lập đề cương chi tiết nội dung bài học: Từ mục tiêu học tập vừa xác

định ở trên, căn cứ vào nội dung chương trình học tập của môn học, lập đề cương chi tiết cho nội dung bài học cần thiết kế sử dụng CNMP Từ đây xác định được đâu

là khối kiến thức trọng tâm của bài học, xác định các khối kiến thức cơ bản Đồng thời thông qua đây xác định các nội dung trừu tượng, nội dung cần thiết để thiết kế các mô phỏng

Trên cơ sở nội dung chi tiết bài học và mục tiêu dạy học, bằng kinh nghiệm sư phạm của người thiết kế lựa chọn PPDH và phương tiện hỗ trợ từng nội dung học tập Chú ý đưa các PPDH hiện đại, ứng dụng đa phương tiện vào bài giảng nhằm tích cực hóa tư duy người học

Bước 3: Lựa chọn phần mềm mô phỏng: Hình thức mô phỏng được lựa chọn có

thể là mô phỏng theo tính chất và đặc điểm của nội dung bài dạy Ngoài ra còn lựa chọn mô phỏng theo đồ họa 2D hay 3D, lựa chọn phần mềm mô phỏng tương thích

để xây dựng các mô phỏng

Bước 4 Xây dựng các mô phỏng: Trên cơ sở nội dung, hình thức và phần mềm

mô phỏng đã lựa chọn ở trên, kết hợp trình độ chuyên môn, tin học và sư phạm, chúng ta tiến hành xây dựng các mô phỏng trên máy tính Các mô phỏng trên máy tính với mô đun Trang bị điện, có thể sử dụng phần mềm mô phỏng hỗ trợ như Cade- Simu, ESKT, Fluidsim…

Hình 2 1 Quy trình xây dựng bài giảng sử dụng công nghệ mô phỏng

Bước 5 Soạn giáo án và thiết kế bài giảng điện tử: Sau khi đã xây dựng xong

các mô phỏng, ta tiến hành soạn giáo án nhằm bố trí các mô phỏng vào bài giảng một cách hợp lý, đúng trình tự nhận thức và trình tự logic của bài dạy Sau khi đã có các mô phỏng, giáo án bài giảng, ta tiến hành thiết kế bài giảng điện tử trên nền sản phẩm của phần mềm Powerpoint hay Frontpage

5 Soạn giáo án và thiết kế bài giảng điện tử

6 Liên kết các mô phỏng vào bài