Vận dụng phương pháp sơ đồ hóa trong dạy học học phần ứng dụng động cơ đốt trong

Bài viết này đề xuất quy trình sơ đồ hóa nhằm chuyển các hình vẽ từ phức tạp về sơ đồ đơn giản, có minh họa bằng một số ví dụ cụ thể. Quy trình này có thể vận dụng vào quá trình sơ đồ hóa nhiều hình vẽ phức tạp trong các môn học kĩ thuật khác.

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci 2012, Vol 57, No 9, pp 104-110 VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ HÓA TRONG DẠY HỌC HỌC PHẦN ỨNG DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nguyễn Trọng Khanh∗ , Nguyễn Thị Thanh Huyền Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Email: ∗ khanhnt57@yahoo.com.vn Tóm tắt Trong nội dung dạy học kĩ thuật, kênh hình khơng đóng vai trị minh họa cho kênh chữ mà thường nội dung kiến thức, đối tượng cần nghiên cứu, lĩnh hội người học Trong nội dung học phần “Ứng dụng động đốt trong” có nhiều hình vẽ phức tạp cần chuyển sơ đồ đơn giản nhằm tạo thuận lợi cho trình giảng dạy học tập học phần Bài viết đề xuất quy trình sơ đồ hóa nhằm chuyển hình vẽ từ phức tạp sơ đồ đơn giản, có minh họa số ví dụ cụ thể Quy trình vận dụng vào q trình sơ đồ hóa nhiều hình vẽ phức tạp mơn học kĩ thuật khác Từ khóa: động đốt trong, sơ đồ hóa, kênh hình, kênh chữ Mở đầu Phương pháp sơ đồ hóa hiểu cách thức chuyển hình vẽ từ sơ đồ phức tạp sơ đồ đơn giản nhằm giúp trình nghiên cứu, trình bày nhận thức đối tượng mơ tả hình vẽ thuận tiện, dễ dàng Trong nội dung học phần “Ứng dụng động đốt trong” thuộc chương trình đào tạo khoa Sư phạm kĩ thuật, có nhiều hình vẽ cấu, hệ thống, thiết bị, sơ đồ cấu tạo phức tạp Khi giảng dạy, để giúp sinh viên lĩnh hội kiến thức cách dễ dàng hơn, giảng viên thường phải thực việc sơ đồ hóa để chuyển hình vẽ cấu tạo phức tạp thành sơ đồ đơn giản Tuy nhiên, thực sơ đồ hóa khơng đảm bảo ngun tắc quy trình nên đơi sơ đồ đơn giản lại có sai sót đáng tiếc, chí sai sót nghiêm trọng Xin dẫn hai ví dụ minh họa sau: * Ví dụ 1: Trên sơ đồ cấu tạo vòi phun hệ thống nhiên liệu động diezen (Hình 1) mắc sai sót là: đầu kim phun 11 dài nên khó mở lỗ phun mặt cắt thân vòi phun thể thân ghép hai nửa Đây sai sót nghiêm trọng áp suất nhiên liệu phun lớn nên thân vòi phun tiết liền khối 104 Vận dụng phương pháp sơ đồ hóa dạy học phần ứng dụng Hình Sơ đồ cấu tạo vịi phun Hình Sơ đồ li hợp ô tô * Ví dụ 2: Trên sơ đồ li hợp tơ (Hình 2) mắc sai sót nghiêm trọng là: moay-ơ đĩa bị động phải vẽ lắp khớp then hoa với trục li hợp lại vẽ quay trơn điểm tựa địn mở phải nằm vỏ li hợp lại vẽ lắp điểm tựa cố định Những sai sót người vẽ khơng ý nên vơ tình mắc phải, người vẽ không am hiểu sâu sắc đối tượng nên vẽ sai Và thật đáng tiếc cịn khơng sai sót tương tự chưa ý để chỉnh sửa Để nhanh chóng phát khắc phục sai sót nêu sử dụng sơ đồ có sẵn thực sơ đồ hóa, người giảng viên phải biết ngun tắc quy trình sơ đồ hóa Để hỗ trợ cho người giảng viên, tiến hành nghiên cứu, đề xuất nguyên tắc quy trình sơ đồ hóa hình vẽ phức tạp sơ đồ đơn giản 2.1 Nội dung nghiên cứu Nguyên tắc sơ đồ hóa Khi thực sơ đồ hóa cần đảm bảo nguyên tắc sau: - Đáp ứng nguyên tắc cấu tạo Khi sơ đồ hóa, phải định số qui ước phải tuân theo qui ước Trong cấu, hệ thống hay thiết bị kĩ thuật thường có nhiều chi tiết ghép với theo quan hệ khác (lắp cố định, lắp khớp then hoa, chuyển động tịnh tiến, quay trơn v.v ) nên sơ đồ hóa phải đảm bảo thể quan hệ - Đáp ứng quan hệ động học, động lực học Trong cấu, hệ thống hay thiết bị kĩ thuật có số chi tiết có quan hệ động học động lực học với nên sơ đồ phải thể mối quan hệ - Đáp ứng nguyên tắc làm việc Đảm bảo nguyên tắc làm việc có nghĩa hình vẽ, sơ đồ phải thể xác phù hợp với nguyên lí làm việc đối tượng 105 Nguyễn Trọng Khanh, Nguyễn Thị Thanh Huyền - Đáp ứng yêu cầu phương tiện trực quan dạy học Các sơ đồ, hình vẽ cần đảm bảo yêu cầu phương tiện trực quan 2.2 Quy trình sơ đồ hóa Trên sở nghiên cứu lí luận thực tiễn, xác định quy trình sơ đồ hóa bao gồm bước theo trình tự sau: * Bước Nghiên cứu hình vẽ Khi nghiên cứu hình vẽ cần xem xét yếu tố sau: - Chức năng, nhiệm vụ hình vẽ Nghiên cứu xem hình vẽ nội dung kiến thức mà người học cần lĩnh hội hay để minh họa cho nội dung kiến thức trình bày kênh chữ - Nghiên cứu, xem xét đặc điểm cấu tạo, nguyên tắc cấu tạo nguyên tắc làm việc đối tượng hình vẽ Từ xác định loại sơ đồ dự kiến vẽ thuộc loại nào: sơ đồ động (sơ đồ cấu tạo, sơ đồ nguyên lí) hay sơ đồ cấu trúc (sơ đồ khối) - Nghiên cứu xem xét mức độ quan trọng phần hình vẽ để xác định tất phần quan trọng hay có phần phần phụ Nếu có phần phụ nghiên cứu xem có cần vẽ khơng cần vẽ đầy đủ hay vẽ phác v.v * Bước Xác định hình dạng, kích thước Ngồi sơ đồ khối, loại sơ đồ khác cần phải đảm bảo kích thước hợp lí chấp nhận qua quan sát mắt thường, không dẫn đến hiểu sai cấu tạo diễn biến nguyên lí làm việc Ở bước cần thực việc sau: - Nghiên cứu hình vẽ nhằm xác định hình dạng, kích thước quan hệ phận, chi tiết chính; xác định loại quan hệ: quan hệ động học, quan hệ liên kết hay quan hệ nhân + Quan hệ động học quan hệ vị trí chi tiết có liên quan chuyển vị với + Quan hệ liên kết quan hệ lắp ghép chi tiết, phận với + Quan hệ nhân mối liên hệ mà chi tiết, phận chịu tác động chi tiết, phận khác - Xác định kích thước phận, chi tiết chính; xác định quan hệ kích thước nhằm đảm bảo hình vẽ “cân đối” * Bước Nghiên cứu kí hiệu thay Để chuyển hình vẽ cấu tạo phức tạp sơ đồ đơn giản cần phải thống số 106 Vận dụng phương pháp sơ đồ hóa dạy học phần ứng dụng kí hiệu để người vẽ người đọc hiểu kí hiệu Trong hình vẽ nội dung học phần “Ứng dụng động đốt trong” thường sử dụng số kí hiệu qui ước như: kí hiệu lắp ghép bánh răng; kí hiệu mối lắp ghép truyền lực; kí hiệu biểu diễn phận, chi tiết sơ đồ; kí hiệu vật liệu thể qua mặt cắt, v.v * Bước Vẽ phác Vẽ phác nhằm đơn giản phận, chi tiết, nét vẽ không cần thiết; kiểm tra quan hệ động học, nguyên tắc kết cấu nguyên tắc làm việc Đây bước sơ đồ hóa để có sơ đồ đơn giản mà đảm bảo nguyên tắc định * Bước Hồn thiện Đây cơng việc cuối q trình sơ đồ hóa Nội dung bước xem xét toàn sơ đồ, kiểm tra theo nguyên tắc kết cấu nguyên tắc làm việc; kiểm tra hoàn thiện nét vẽ tồn sơ đồ 2.3 Ví dụ minh họa Theo quy trình này, tác giả tiến hành sơ đồ hóa nhiều hình vẽ cấu tạo phức tạp nội dung học phần “Ứng dụng động đốt trong” Dưới xin trình bày quy trình kết sơ đồ hóa số hình vẽ làm ví dụ minh họa 2.4 Sơ đồ tổng van phanh Tổng van phanh thiết bị quan trọng hệ thống dẫn động phanh tơ khí nén (phanh hơi) Quy trình sơ đồ hóa tiến hành theo bước sau: * Bước Nghiên cứu hình vẽ - Chức năng, nhiệm vụ hình vẽ: Hình 3a vừa minh họa cho phần lời mô tả cấu tạo nguyên lí làm việc vừa nội dung kiến thức mà người học cần lĩnh hội - Đặc điểm cấu tạo, nguyên tắc cấu tạo nguyên tắc làm việc đối tượng: + Cấu tạo tổng van phanh phức tạp, có nhiều chi tiết làm vật liệu khác nhau, lắp ghép với theo quan hệ khác + Nguyên tắc cấu tạo tổng van phanh thể số điểm là: van nạp, van xả nối cứng với nhau; đế van xả lắp màng van; cốc tì có đĩa lị xo ln tì vào đế van xả; lị xo ln có xu hướng đẩy hai van màng van bên trái, + Nguyên tắc làm việc tổng van phanh thể số điểm là: chưa đạp phanh, cốc tì chưa tác động vào đế van xả, nhờ lò xo nên van xả mở, van nạp đóng, cơng tắc đèn phanh mở, Khi phanh, cốc tì dịch sang phải, đẩy đế van xả màng van sang phải, van xả đóng trước, sau van nạp mở để khí nén từ bình chứa khí 107 Nguyễn Trọng Khanh, Nguyễn Thị Thanh Huyền nén tới bầu phanh để phanh bánh xe; áp suất khí tổng van lớn làm màng cơng tắc đèn phanh bị đẩy xuống, cơng tắc đóng, đèn phanh sáng Như vậy, sơ đồ cần vẽ loại sơ đồ cấu tạo - Xem xét mức độ quan trọng phần hình vẽ: chi tiết hình vẽ có mức độ quan tương đương nên không lược bỏ chi tiết Mặc dù hình dạng cấu tạo chi tiết khác chuyển sơ đồ đơn giản cần vẽ nét đơn, trừ phần đế van xả cần vẽ mặt cắt để thể rõ mặt côn lỗ thơng v.v Hình Sơ đồ tổng van phanh * Bước Xác định hình dạng, kích thước - Hình dạng: sơ đồ thể theo hình dạng hình vẽ - Quan hệ động học: chi tiết cốc tì, đế van xả, van nạp van xả, đĩa công tắc đèn phanh chuyển động tịnh tiến - Quan hệ liên kết: đế van lắp cố định màng, đĩa công tắc đèn phanh lắp cố định cách điện với màng công tắc; van nạp, van xả nối cứng với nhau; lò xo thuộc loại lò xo đẩy - Quan hệ nhân quả: tương tự nội dung trình bày nguyên tắc làm việc - Xác định kích thước bản: nhìn chung, kích thước chi tiết cần tương tự kích thước hình vẽ * Bước Nghiên cứu kí hiệu thay Kí hiệu thay sơ đồ gồm: kí hiệu vẽ lị xo; kí hiệu thể cốc tì chuyển động tịnh tiến ống dẫn hướng; kí hiệu mặt cắt màng van vật liệu phi kim loại, kí hiệu mặt cắt đế van vật liệu kim loại, v.v 108 Vận dụng phương pháp sơ đồ hóa dạy học phần ứng dụng * Bước Vẽ phác Vẽ phác sơ đồ tổng van nhằm đơn giản chi tiết; kiểm tra quan hệ động học, nguyên tắc kết cấu nguyên tắc làm việc tổng van * Bước Hồn thiện Như vậy, theo quy trình nêu trên, ta sơ đồ hóa hình vẽ cấu tạo tổng van phanh (Hình 3a) để có sơ đồ đơn giản (Hình 3b) 2.5 Sơ đồ trợ lực tay lái thủy lực Bộ trợ lực tay lái cịn gọi cường hóa lái có nhiệm vụ hỗ trợ lực điều khiển vôlăng để giảm nhẹ cường độ làm việc cho lái xe Tương tự tổng van phanh, theo quy trình bước ta chuyển hình vẽ cấu tạo (Hình 4a) sơ đồ đơn giản (Hình 4b) Trong hình này, phận cần làm rõ để sinh viên hiểu nguyên lí làm việc trợ lực tay lái van phân phối dầu tới khoang xilanh lực Vì thế, sơ đồ phận trọng cần vẽ to Còn phận khác bơm dầu, cầu xe vô lăng lại phận dễ nhận thức nên vẽ nhỏ đơn giản tối đa Hình Sơ đồ hệ thống lái có trợ lực tay lái Kết luận Trong học phần “Ứng dụng động đốt trong” có nhiều hình vẽ phức tạp, gây khó khăn cho q trình nhận thức sinh viên Theo qui trình sơ đồ hóa nêu, giảng 109 Nguyễn Trọng Khanh, Nguyễn Thị Thanh Huyền viên tiến hành sơ đồ hóa hình vẽ cấu tạo phức tạp sơ đồ cấu tạo đơn giản Các sơ đồ đơn giản nhiều so với hình vẽ cấu tạo chúng giáo trình, tạo điều kiện thuận lợi cho giảng viên vẽ bảng cho sinh viên nghiên cứu, học tập Qua việc sơ đồ hóa hình vẽ nêu cho thấy qui trình sơ đồ hóa tác giả đề xuất hợp lí, vận dụng vào q trình sơ đồ hóa khơng cho học phần “Ứng dụng động đốt trong” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Khôi (Tổng chủ biên), Nguyễn Văn Ánh, Nguyễn Trọng Bình, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Trọng Khanh, Trần Hữu Quế, 2007 Công nghệ 11 Nxb Giáo dục, Hà Nội [2] Hoàng Minh Tác, 2003 Động đốt Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội [3] Hoàng Minh Tác, Nguyễn Cảnh Đức, Nguyễn Trọng Khanh, 1993 Ôtô - Máy kéo Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội [4] Nguyễn Tất Tiến, 2008 Nguyên lí làm việc Động đốt Nxb Giáo dục, Hà Nội [5] Nguyễn Khắc Trai, 1996 Hệ thống gầm ôtô Nxb Khoa học Kỹ thuật [6] Từ điển bách khoa Việt Nam Tập 3, 2003 Nxb Từ điển Bách khoa, 2003 ABSTRACT Using diagrams when teaching internal combustion engine repair When teaching physical technology, a picture is worth a thousand words, and the picture represents the object that needs to be understood Regarding the internal combustion engine, complex drawings need to be simplified in order to improve teaching and learning This article proposes redesigning diagrams and replacing complex drawings with those which are fairly simple and are illustrated with specific examples This same need for simplification exists in many other technology subjects 110 ... tạp sơ đồ đơn giản cần phải thống số 106 Vận dụng phương pháp sơ đồ hóa dạy học phần ứng dụng kí hiệu để người vẽ người đọc hiểu kí hiệu Trong hình vẽ nội dung học phần ? ?Ứng dụng động đốt trong? ??.. .Vận dụng phương pháp sơ đồ hóa dạy học phần ứng dụng Hình Sơ đồ cấu tạo vịi phun Hình Sơ đồ li hợp tơ * Ví dụ 2: Trên sơ đồ li hợp tơ (Hình 2) mắc sai sót nghiêm trọng là: moay-ơ đĩa bị động. .. viên nghiên cứu, học tập Qua việc sơ đồ hóa hình vẽ nêu cho thấy qui trình sơ đồ hóa tác giả đề xuất hợp lí, vận dụng vào q trình sơ đồ hóa khơng cho học phần ? ?Ứng dụng động đốt trong? ?? TÀI LIỆU