Ứng dụng phần mềm sketchup giúp nâng cao hiệu quả dạy phần vẽ kỹ thuật trong môn công nghệ 8

Hình thành khái niệm hình hộp chữ nhật - Với phương pháp dạy truyền thống: Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát vật thật được chuẩn bị sẵn, tranh và mô hình hình hộp chữ nhật đã chuẩn bị

I MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Dạy học phần vẽ kĩ thuật môn Công Nghệ lớp 8 đòi hỏi học sinh cần có trí tưởng tượng không gian tốt, là môn học góp phần giúp học sinh tích cực, sáng tạo tiếp cận với tri thức khoa học - kĩ thuật và định hướng tốt hơn cho nghề nghiệp của học sinh sau này [4] Qua đó, học sinh nắm được phương pháp về các khối đa diện, các khối tròn xoay, các hình biểu diễn (hình chiếu, hình cắt, mặt cắt,…) để thể hiện, biểu diễn một vật thể, một chi tiết máy hay một sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh Thông qua đó giúp các em đọc được các bản vẽ kĩ thuật đơn giản, là cơ sở cho quá trình học tập lên cao sau này và giáo dục học sinh trong lao động, sản xuất

Vì tầm quan trọng nêu trên nên cần đi sâu nghiên cứu, đổi mới phương pháp sao cho việc truyền thụ kiến thức tới học sinh đạt hiệu quả cao nhất

Cách dạy truyền thống giáo viên sử dụng mô hình dạy học có sẵn từ các thiết bị của nhà trường kết hợp với sự mô tả bằng lời để truyền tải nội dung kiến thức đến học sinh Nhưng những tính năng của những mô hình có sẵn này chưa

đủ điều kiện để diễn tả hết được những kiến thức mà giáo viên cần hình thành cho học sinh

Phần mềm Sketchup có nhiều tính năng hay có thể tạo ra những mô hình dạy học trên máy tính giải quyết được những khó khăn trên Ngoài ra phần vẽ kĩ thuật ở bậc học THCS chứa đựng nhiều nội dung thuận lợi để khai thác phần mềm Sketchup nhằm hỗ trợ cho việc dạy học Bởi những yếu tố trên tôi quyết

định chọn đề tài:“ Ứng dụng phần mềm Sketchup giúp nâng cao hiệu quả dạy phần Vẽ kĩ thuật trong môn Công nghệ lớp 8”.

2 Mục đích nghiên cứu

Tìm hiểu, nghiên cứu một số tính năng, tác dụng của phần mềm Sketchup

để hỗ trợ học sinh hình thành các kiến thức về khối đa diện, khối tròn xoay và làm một số bài tập thực hành Từ đó dẫn tới học sinh dễ hiểu bài, hấp dẫn, tập trung hơn khi học tập, giáo viên thì có phương án dạy học đơn giản

3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu việc ứng dụng phần mềm Sketchup vào dạy học nội dung đọc bản vẽ các khối đa diện, khối tròn xoay phần vẽ kĩ thuật môn Công nghệ lớp 8

4 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu lí luận:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng phần mềm Sketchup trong việc dạy – học cấp Trung học cơ sở, trong dạy học phần vẽ kĩ thuật môn Công nghệ

- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học, những tài liệu liên quan

về phần vẽ kĩ thuật đặc biệt là bản vẽ các khối đa diện và khối tròn xoay

Trong mục I.1: Được tham khảo từ TLTK số 4.

* Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Khi giảng dạy bằng Sketchup tôi thấy rằng cần phải thử nghiệm cách dạy qua những lớp khác nhau thì mới rút ra những kinh nghiệm và cải tiến phù hợp cho các khối lớp sau

II NỘI DUNG

1 Cơ sở lí luận

Cơ sở tâm lý học: con người chỉ bắt đầu tư duy tích cực khi nảy sinh nhu cầu cần tư duy Tự mình đề xuất được hướng giải quyết vấn đề

Yêu cầu của thực tiễn: Đổi mới phương pháp dạy học theo tinh thần sách giáo khoa mới Thực hiện lấy học sinh làm trung tâm của quá trình dạy học Với tinh thần đổi mới của SGK hiện nay đòi hỏi học sinh phải tích cực, chủ động sáng tạo trong quá trình lĩnh hội tri thức Vai trò của người giáo viên không còn như trước, không chỉ đơn giản là hướng dẫn học sinh làm các bài tập,

mà giáo viên phải là người dẫn dắt học sinh khám phá, tìm đến tri thức và tự mình kiến tạo tri thức cho bản thân Với định hướng như vậy thì phương pháp dạy học của người giáo viên có vai trò rất lớn trong việc quyết định sự thành công của công tác giảng dạy và giáo dục Phương pháp dạy học của người giáo viên cần phải phát huy được tính chủ động tích cực, sáng tạo của học sinh Tuy nhiên, các phương pháp dạy học truyền thống lại đề cao vai trò trung tâm của giáo viên Người giáo viên truyền thụ tri thức một chiều, ít nhận được thông tin phản hồi từ học sinh, còn học sinh lại lĩnh hội tri thức một cách bị động, học sinh ít có cơ hội tư duy khám phá kiến tạo tri thức cho bản thân

2 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu.

a Thuận lợi.

Về cơ sở vật chất của nhà trường đã có sự đổi mới thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học: Như máy chiếu, phòng chức năng… Hiện nay trên mạng Internet có nhiều phần mềm, nhiều sách hướng dẫn phần mềm rất thuận lợi cho việc nghiên cứu

Phần vẽ kĩ thuật trong môn Công nghệ 8 có nhiều nội dung, bài học phù hợp với việc sử dụng phần mềm Sketchup để hỗ trợ dạy học, phát huy hiệu quả cao kết quả học tập

Đối với việc rèn luyện và phát triển tư duy cho học sinh: Phần mềm Sketchup có sức hấp dẫn, thu hút học sinh ham thích tìm tòi nghiên cứu, tự khám phá Trong môi trường đó học sinh được kích thích học tập hơn hẳn so với khi dạy học theo phương pháp truyền thống

b Hạn chế

Môn Công Nghệ 8, ở phần vẽ kĩ thuật là nội dung khó Nội dung kiến thức

kĩ thuật vừa cụ thể vừa trừu tượng: Kiến thức kĩ thuật thường là những khái niệm, cấu tạo Học sinh rất khó tiếp thu nếu không hiểu được nội dung các hình

vẽ mang nhiều yếu tố của môn vẽ kĩ thuật

Kênh hình trong sách giáo khoa ở nhiều môn học đều mang kiến thức của môn Vẽ kĩ thuật như các hình không gian môn Toán, hình cắt (cắt dọc, cắt

ngang) môn Sinh… Đặc biệt kênh hình của môn Công nghệ có rất nhiều hình vẽ liên quan tới hình vẽ kĩ thuật được ứng dụng trong thực tế

Trong thực tế hiện nay môn Công nghệ đang gặp nhiều khó khăn thiếu thốn

về cơ sở vật chất cho dạy học và thực hành: thiếu vật thể trực quan, thiếu mô hình dạy học, thiếu tranh vẽ, thiếu dụng cụ vẽ cho giáo viên dạy phần vẽ kĩ thuật….Chính vì những hạn chế đó làm cho học sinh khó tiếp thu kiến thức Để giải quyết vấn đề này giáo viên rất cần những mô hình dạy học trực quan có thể

hỗ trợ hiệu quả cho việc dạy

Năm học 2015 - 2016 tôi được phân công giảng dạy môn Công nghệ lớp 8 với cách dạy truyền thống qua bài kiểm tra tiết 16 kết quả đạt được như sau:

Qua kết quả kiểm tra tôi nhận thấy đa số học sinh còn thụ động, chưa tích cực trong việc tích luỹ, làm chủ kiến thức nội dung

3 Giải pháp tổ chức thực hiện.

Sketchup với các tính năng cơ bản của nó cùng với người giáo viên sẽ giúp học sinh tự khám phá tri thức Học sinh không những nắm được tri thức mà còn phát triển tư duy tích cực, độc lập, sáng tạo Ưu thế mạnh nhất của phần mềm Sketchup là khả năng tạo các mô hình dạy học trực quan sinh động, tạo môi trường dạy học tích cực Đặc biệt là khả năng dựng hình trực quan trong không gian với sự hỗ trợ của các công cụ thường dùng được tạo sẵn

Với những ưu thế của nó phần mềm Sketchup có tiềm năng rất lớn trong công tác đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hiện đại như hiện nay, đặc biệt hỗ trợ học sinh hình hành tri thức mới [1] Ở đây tôi khai thác một số tính

năng cơ bản của Sketchup để thiết kế các “tiến trình dạy học” một số nội dung

về khối đa diện và khối tròn xoay trong phần vẽ kĩ thuật môn Công nghệ lớp 8

3.1 Sử dụng phần mềm Sketchup thiết kế mô hình dạy hình thành khái niệm hình hộp chữ nhật và thực hành đọc bản vẽ các khối đa diện

a Hình thành khái niệm hình hộp chữ nhật

- Với phương pháp dạy truyền thống: Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát vật thật được chuẩn bị sẵn, tranh và mô hình hình hộp chữ nhật đã chuẩn bị sẵn

và đặt câu hỏi:

? Hình hộp chữ nhật được bao bởi các hình gì? Các cạnh và các mặt của hình hộp có đặc điểm gì?

2 Trong mục 3: Được tham khảo từ TLTK số 1.

Thông thường, khi giảng giáo viên phải đặt vật mẫu hình hộp chữ nhật trong mô hình 3 mặt chiếu bằng bìa cứng đã chuẩn bị trước do kho thiết bị của nhà trường không có Như vậy, việc giáo viên chuẩn bị đồ dùng sẽ rất vất vả, học sinh thì khó tưởng tượng trong không gian 3 chiều Đây chính là khó khăn của giáo viên khi muốn truyền đạt nội dung kiến thức cho học sinh Chính vì thế

nó sẽ không mang lại hiệu quả cao trong bài dạy

- Ngược lại, với phương pháp sử dụng phần mềm Sketchup thì bằng thao tác đơn giản giáo viên vẽ hình, tô màu khác nhau cho các mặt của hình hộp chữ nhật (Hình 1) và cho hình chuyển động để học sinh quan sát và hình thành được khái niệm Từ đó, học sinh có thể đưa ra được khái niệm, chỉ ra các hình chiếu

đã quan sát được trên hình

Hình 1 Đối với các khối đa diện còn lại như hình lăng trụ đều, hình chóp đều thì giáo viên vẽ hình ảnh một cách tương tự để học sinh quan sát và từ đó hình thành được khái niệm cũng như vẽ được các hình chiếu dễ dàng Giáo viên không phải khó khăn trong việc chuẩn bị đồ dùng trực quan

b Một số dạng bài tập về bản vẽ các khối đa diện

Dạng 1: Đọc bản vẽ hình chiếu và đối chiếu với các vật thể.

- Đọc các bản vẽ hình chiếu 1, 2, 3, 4 và đối chiếu với các vật thể A, B, C,

D bằng cách đánh dấu (x) vào bảng để chỉ rõ sự tương ứng giữa các bản vẽ và các vật thể

- Hãy vẽ các hình chiếu đứng, chiếu bằng và chiếu cạnh

Vật thể

Bản vẽ

1

2

3

4

- Cách dạy truyền thống: Học sinh quan sát hình ảnh SGK để tìm bản vẽ tương ứng với vật thể đã cho Với hình ảnh mà học sinh quan sát trên thì rất khó

để học sinh có thể nhận ra và vẽ được hình chiếu thứ 3

- Đây chính là khó khăn cho giáo viên khi muốn truyền đạt nội dung kiến thức cho học sinh mà phần mềm Sketchup với nhiều tính năng hay có thể giúp giải quyết vấn đề một cách nhẹ nhàng

* Các bước tiến hành bằng phần mềm Sketchup.

Bước 1: Giáo viên vẽ các hình vật thể

Bước 2: Tô màu cho các mặt của vật thể

Bước 3: Xoay các mặt của vật thể theo các hướng khác nhau

Hình A Hình B

Hình C Hình D Bước 4: Học sinh quan sát và hoàn thành các yêu cầu của đề bài

- Hoàn thành bảng:

Vật thể

Bản vẽ

A B C D

- Vẽ các hình chiếu đứng, chiếu bằng, chiếu cạnh của mỗi vật thể.

3 Trong mục 3.1.b: Dạng 1 được tham khảo từ TLTK số 1.

Như vậy với phần mềm Sketchup có tính năng chọn màu bắt mắt, cũng

như tính năng làm quay vật theo các hướng khác nhau Khi đó giáo viên giúp học sinh dễ tưởng tượng và xác định hình chiếu của vật thể một cách dễ dàng

Dạng 2: Tương quan giữa các hình chiếu với vật thể

Cho các hình chiếu đứng 1, 2, 3; hình chiếu bằng 4, 5, 6; hình chiếu cạnh 7, 8, 9 và các vật thể A, B, C Hãy điền số thích hợp vào bảng để chỉ rõ

sự tương quan giữa các hình chiếu với vật thể.

Vật thể

Hình chiếu

Hình chiếu đứng

Hình chiếu bằng

Hình chiếu cạnh

Đối với phương pháp dạy học truyền thống: Học sinh chỉ quan sát hình ảnh SGK và suy nghĩ trên cơ sở tưởng tượng Như vậy rất khó để xác định đúng hình, đặc biệt là đối với các em học sinh có học lực trung bình trở xuống

Khi sử dụng phần mềm Sketchup để thực hiện ta làm như sau:

Bước 1: Giáo viên vẽ hình của các vật thể

Bước 2: Tô màu cho các mặt của vật thể để học sinh có thể nhìn theo các hướng chiếu

Bước 3: Xoay hình theo các hướng khác nhau giúp học sinh tưởng tượng dễ dàng hơn

Hình A1 Hình A2

Hình B1 Hinh B2

Hình C1 Hình C2

- Bước 4: Học sinh hoàn thành bài tập

[3] Đáp án:

Vật thể

Hình chiếu

Với hình ảnh đẹp trong không gian học sinh dễ nhận ra được hình chiếu tương ứng với vật thể

Ta có thể xoay hình để học sinh nhìn mô hình ở nhiều góc nhìn khác nhau

4 Trong mục 3.1.b: Dạng 2 được tham khảo từ TLTK số 3.

3.2 Sử dụng phần mềm Sketchup thiết kế mô hình dạy hình thành khái niệm hình cắt và thực hành đọc bản vẽ các khối tròn xoay.

a Hình thành khái niệm hình trụ và khái niêm hình cắt.

- Phương pháp dạy học truyền thống:

Giáo viên cho học sinh quan sát hình từ đó nêu lên khái niệm về hình trụ và hình thành khái niệm hình cắt từ hình trụ được bổ đôi Với phương pháp này học sinh rất khó hình dung và chỉ đưa ra khái niệm một cách thụ động theo SGK

- Khi sử dụng phần mềm Sketchup giáo viên vẽ, tô màu hình trụ

Hình 2 Tương tự cách vẽ trên, giáo viên vẽ khối hình nón và hình cầu để học sinh quan sát, từ đó học sinh dễ dàng nhận biết được hình chiếu của các vật thể một cách trực quan, sinh động

Từ hình trụ, giáo viên dùng thanh công cụ trên phần mềm để cắt hình trụ giống hình 3 để học sinh quan sát

Hình 3

Qua hình đã quan sát được học sinh đưa ra khái niệm hình cắt

b Một số dạng bài tập về bản vẽ các khối tròn xoay

Dạng 1: Đọc bản vẽ hình chiếu, xác định vật thể được tạo ra từ các khối hình học.

Đọc các bản vẽ hình chiếu 1, 2, 3, 4 và đối chiếu với các vật thể A, B,

C, D và chỉ rõ sự tương ứng giữa các bản vẽ và các vật thể.

Vật

thể

Bản vẽ

1

2

3

4

Vật thể

Khối hình học

Hình trụ

Hình nón cụt

Hình hộp

Hình chỏm cầu

- Với phương pháp truyền thống giáo viên yêu cầu học sinh quan sát hình ảnh SGK và hoàn thành vào bảng Với phương pháp này giáo viên rất khó mô tả

để giúp học sinh tưởng tượng hình một cách dễ dàng Chính vì vậy học sinh sẽ làm việc một cách thụ động

3

4

- Đối với phương pháp dùng phần mềm Sketchup: Giáo viên vẽ hình, tô màu và quay hình ở các vị trí khác nhau để học sinh quan sát nhận diện được đúng hình dạng, phân tích hình dạng của vật thể được cấu tạo từ các khối hình học

Hình A Hình B

Hình C Hình D

Từ đó, học sinh dễ dàng hoàn thành được yêu cầu của đề bài vào bảng: [3]

Vật

thể

Bản vẽ

Vật thể

Khối hình học

5 Trong mục 3.2.b: Dạng 1 được tham khảo từ TLTK số 3.

Dạng 2 Cho vật thể, vẽ các hình chiếu của vật thể.

[2] Vẽ hình cắt (ở vị trí hình chiếu đứng) và hình chiếu bằng của các vật thể sau

- Với phương pháp dạy truyền thống: Học sinh chỉ quan sát hình ảnh SGK

để vẽ hình cắt ở vị trí hình chiếu đứng và hình chiếu bằng Qua bài dạy tôi nhận thấy chỉ một vài các em học sinh khá giỏi là có khả năng vẽ được Đối với học sinh trung bình trở xuống thì các em làm việc một cách thụ động, đa phần là vẽ lại hình theo sự hướng dẫn của giáo viên

- Đây chính là khó khăn cho giáo viên khi muốn truyền đạt kiến thức cho học sinh mà phần mềm Sketchup với nhiều tính năng hay có thể giúp giải quyết vấn đề một cách nhẹ nhàng

Các bước tiến hành hướng dẫn học sinh làm bài tập:

Bước 1: Giáo viên thao tác để vẽ hình 3 vật thể đã cho

Bước 2: Tô màu cho vật thể

Bước 3: Sau đó xoay hình ở vị trí chính diện, dùng công cụ cắt hình để di

chuyển và cắt đôi vật thể như hình vẽ dưới đây:

Hình A Hình cắt hình A

Hình B

Hình cắt hình B

Hình C

Hình cắt hình C

Từ đó, học sinh hoàn thành vẽ hình chiếu và hình cắt một cách dễ dàng

6 Trong mục 3.2.b: Dạng 2 được tham khảo từ TLTK số 3.

Nhận xét:

Cách dạy truyền thống bằng mô

hình sẵn có từ kho thiết bị của nhà

Sử dụng mô hình thiết kế bằng phần mềm Sketchup.

- Cách dạy truyền thống giáo viên sử

dụng hình ảnh có sẵn từ kho thiết bị

của nhà trường, hình ảnh SGK kết hợp

với mô tả bằng lời nói quá trình hình

thành Tuy nhiên mô tả bằng mô hình

nhưng không có hình ảnh rõ ràng tạo

thành các hình như phần mềm

Sketchup nên học sinh có học lực trung

bình và yếu chắc chắn sẽ không hình

dung ra vấn đề

- Mô hình thực tế không có hoặc có

sẵn trong trường học nhưng không có

những tính năng này

- Với chức năng vẽ hình và xoay hình ở các mặt khác nhau giáo viên không phải mô tả quá trình hình thành mà học sinh trực tiếp nhìn thấy diễn biến quá trình hình thành các hình này Với cách dạy này giáo viên hoàn toàn nhẹ nhàng khi hình thành khái niệm cho học sinh, còn học sinh

dễ dàng hình thành khái niệm một cách hết sức tự nhiên đúng theo quan điểm từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng

- Với chức năng tạo màu, học sinh dễ hiểu được hình dạng và hình chiếu của vật thể

- Ở không gian 3D hình vẽ nhìn rất thuận lợi giống như thực tế, phần mềm còn có chức năng chọn màu làm cho học sinh rất thích thú khi được tiếp xúc, phần mềm còn có chức năng quay tự động giúp học sinh nhìn vật thể ở nhiều góc nhìn khác nhau

- Rõ ràng nếu dạy hình thành khái niệm bằng phần mềm Sketchup thì hoàn toàn ưu việt so với dùng các mô hình truyền thống hiện đang có trong nhà trường trung học cơ sở Thành Kim

4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

Đánh giá giờ học có sự hỗ trợ bằng mô hình thiết kế từ phần mềm Sketchup

+ Học sinh tiếp cận kiến thức một cách nhẹ nhàng hơn, nắm vững kiến thức sâu hơn và có khả năng nhớ lâu hơn nhờ tác dụng của phần mềm tạo hình sinh động và khoa học

+ Đặc biệt khi sử dụng phần mềm Sketchup để dạy học giúp học sinh tiết kiệm thời gian, tăng khả năng ghi nhớ bài học tốt hơn

+ Do giao diện đẹp, kết hợp hình ảnh nhiều màu sắc, nhiều chuyển động hay làm cho học sinh tập trung cao vào tiết dạy Học sinh sẽ tự khám phá và khi

ý tưởng hoàn chỉnh được giáo viên và các bạn ngợi khen, các em sẽ phấn khởi rất nhiều và hứng thú hơn đối với môn học

Trong giới hạn sáng kiến kinh nghiệm tôi không thể đưa ra hết những mô hình thiết kế từ phần mềm Sketchup ứng dụng trong việc dạy phần vẽ kĩ thuật môn Công nghệ lớp 8 mà chỉ lấy những ví dụ đại diện Tuy nhiên với những tính năng có sẵn có ta hoàn toàn có thể thiết kế ra nhiều mô hình dạy học phù hợp cho dạy khái niệm, đọc bản vẽ khối đa diện, khối tròn xoay, bản vẽ ngôi nhà, hình thành khái niệm hình cắt của phần vẽ kĩ thuật môn Công nghệ lớp 8 một cách dễ dàng Thực tế khảo sát chất lượng tại Trường THCS Thành Kim trong bài kiểm tra định kì tiết 16 năm học 2016 – 2017 của học sinh khối 8 đạt được