Skkn sử dụng mô hình đồ họa 3d trong việc dạy học môn công nghệ 11 phần vẽ kỹ thuật

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM TRƯỜNG THPT TRẦN PHÚ - ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM “SỬ DỤNG MƠ HÌNH ĐỒ HỌA 3D TRONG VIỆC DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 11 – PHẦN VẼ KỸ THUẬT” Giáo viên: Nguyễn Thanh Việt - 09/2020 - Mục lục Phần I Lý chọn đề tài Hiện với việc ứng dụng công nghệ thông tin, đặc biệt phần mềm chuyên dùng hỗ trợ giảng dạy thực có hiệu quả, góp phần phát triển kỹ tư thực hành cho người học Đưa công nghệ thông tin vào giảng kết hợp phương pháp dạy học đại với phương pháp dạy học truyền thống mang lại hiệu cao giảng Chương trình Cơng nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật có nhiều nội dung chi tiết khí, kiến trúc có kết cấu hình dạng phức tạp làm học sinh khó tiếp thụ kiến thức Nhiều học sinh có trí tưởng tượng khơng gian khơng tốt chưa hiểu học, đưa đến kết học tập chưa tốt Đây mối quan tâm hàng đầu giáo viên dạy đến phần nội dung Vẽ kỹ thuật Để giải vấn đề trên, bên cạnh việc sử dụng bảng đen truyền thống hay hình ảnh bất động, người viết đề xuất sử dụng thêm mơ hình 3D giảng điện tử Mơ hình 3D trực quan, sinh động Việc giảng dạy sử dụng mơ hình 3D giúp học sinh trình độ hiểu hầu hết khái niệm phần vẽ kĩ thuật dễ dàng Học sinh hiểu nhanh sâu Điều làm tiền đề để học sinh thực chuyên đề nâng cao tương lai Trong chương trình Cơng nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật, có nhiều nội dung mang tính đặc thù, trừu tượng, kênh hình nhiều kênh chữ nên việc mơ tả vật thể khí, kiến trúc phải mô sinh động tạo hứng thú cho học sinh Việc mô tả ngôn ngữ thay mơ tả hình vẽ ba chiều nhằm phát huy mạnh mẽ tư sáng tạo, để nâng cao chất lượng giáo dục Vì lý trên, xin giới thiệu vài kinh nghiệm việc “Sử dụng mơ hình đồ họa 3D việc dạy học môn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật” Đề tài khảo sát lớp 11B6, 11B7, 11B2 11B8 trường THPT Trần Phú Phần II Giải vấn đề: 2.1 Những vấn đề lý luận chung: Hiện nay, có nhiều chương trình để vẽ mơ hình 3D AutoCAD 3D, SolidWork, 3DSMax, Các chương trình thể mơ hình cực tốt lại khó để sử dụng tốn phí quyền cao Người viết đề nghị sử dụng chương trình Sketch Up Make hãng Trimble Đây chương trình dễ sử dụng hồn tồn miễn phí, nhiều cơng ty khí, kiến trúc sử dụng để phác thảo nhanh vật mẫu Dưới giới thiệu nội dung khái quát chương trình 2.1.1 Giới thiệu phần mềm Sketch Up Make SketchUp (SU) phần mềm đồ họa 3D hãng Trimble phát triển, chuyên ứng dụng vào thiết kế sơ phác họa, xây dựng mơ hình lĩnh vực kiến trúc, nội thất, cảnh quan, xây dựng, thiết kế cảnh quay điện ảnh, thiết kế sân khấu Ứng dụng đồ họa 3D giai đoạn thiết kế kiến trúc xu hướng tất yếu Các phần mềm 3D tiếng chuyên nghiệp xuất sắc giai đoạn thể chi tiết ý tưởng với hiệu chuyên sâu ánh sáng, vật liệu Nhưng giai đoạn sơ phác ý tưởng, trình diễn sơ với khách hàng thảo luận nội nhóm thiết kế… chúng trở nên nặng nề khơng cần thiết thích ứng Các phần mềm thường phức tạp đòi hỏi đầu tư đào tạo cao Đặc điểm bật SketchUp là: − Đơn giản hiệu quả: + SketchUp phần mềm 3D dễ học, tốn cơng học + Để đơn giản hiệu quả, SketchUp trực quan hóa hoạt động tương tự vẽ tay Thao tác SketchUp đường – mặt với chuỗi thao tác vẽ, chia, nối, di chuyển, xoay, thu phóng, nâng khối, cắt khối, trượt dẫn, tô màu, áp vật liệu, vẽ địa hình, thêm cảnh quan, giả lập bóng đổ, xuất ảnh, làm slide show … hoạt động trực quan mơi trường 3D Mọi tính xây dựng vừa đủ dùng khả thể ý tưởng phác thảo hiệu − Nhanh xác: + Do đơn giản nên người dùng Sketch Up vẽ nhanh, khơng có nghĩa xác SketchUp có khả dị điểm nội suy, nhập liệu tới xác số lẻ phần thập phân, giả lập bóng đổ theo thời gian thực, tạo mặt cắt tương tác … 2.1.2 Một số thao tác sử dụng chương trình Sketch Up Make * Địa download Trimble Sketch Up Make: Có thể tải chương trình theo đường dẫn sau: http://www.sketchup.com/download * Cài đặt chương trình: − Nhấp đúp chuột vào tập tin cài đặt − Bấm Next hộp thoại Wellcome − Bấm vào I accept the terms of this license agreement Sau bấm Next − Nhấp vào nút Next để cài đặt SketchUp vị trí mặc định − Nhấn nút Cài Install để cài đặt − Nhấp vào nút Finish để hoàn thành việc cài đặt * Giao diện làm việc chương trình: * Các công cụ bản: 10 2.2 Thực trạng vấn đề: Mơn Cơng Nghệ THPT nói chung phần vẽ kỹ thuật có nhiều nội dung khó Nội dung kiến thức kỹ thuật vừa cụ thể vừa trìu tượng trìu tượng: Kiến thức kỹ thuật thường khái niệm, cấu tạo nguyên lý làm việc máy móc thiết bị Học sinh khó tiếp thu khơng hiểu hình vẽ mang nhiều yếu tố môn vẽ kỹ thuật Để học sinh hiểu nhanh học, giáo viên cần làm mẫu vật thật xây dựng mơ hình 3D máy vi tính Trong đó, mẫu vật thật có điều kiện chế tạo khó phổ biến rộng rãi, việc xây dựng mơ hình 3D ý Việc đưa mơ hình 3D vào dạy học đặt cho giáo viên hai câu hỏi: Một là, làm để tạo mơ hình 3D? Hai là, nhà trường có điều kiện sở vật chất để thực không? Với câu hỏi thứ nhất, người viết cần tìm phần mềm phù hợp để thiết kế Trên Internet có nhiều chương trình thiết kế mơ hình 3D AutoCad 3D, 3DSMax,… chúng khó sử dụng tốn chi phí mua quyền May mắn hãng Trimble sản xuất phần mềm vẽ kĩ thuật 3D miễn phí, dễ sử dụng Sketch Up Make Người dùng khoảng hai ba ngày tìm hiểu sử dụng chương trình Sử dụng chương trình này, giáo viên tạo mơ hình 3D cách nhanh chóng, thực tế khoảng 20 phút cho mơ hình Với câu hỏi thứ hai, lớp học cần có thiết bị trình chiếu hình ảnh Đa số trường học có tivi gắn sẵn phịng học Một số trường có điều kiện gắn ti vi phịng học có phịng thao giảng có gắn 11 máy chiếu sẵn Nhờ đó, học sử dụng mơ hình 3D dễ dàng thực Vì thực trạng trên, xin giới thiệu vài “Mơ hình đồ họa 3D việc dạy học mơn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật” 2.3 Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề Người viết sử dụng chương trình Sketch Up để tạo mơ hình 3D để thể nội dung trọng tâm chương trình học, sau: - Mơ hình 3D thể nội dung Hình Chiếu Vng Góc, Hình chiếu Trục Đo - Mơ hình 3D Hình cắt Mặt cắt - Mơ hình 3D thể phối cảnh nhà, mặt bằng, mặt cắt Kết hợp mơ hình vào chương trình Active Inspire để trục quan học 2.3.1 Mơ hình 3D thể nội dung Hình Chiếu Vng Góc Đây số SKG, nội dung trọng tâm học sinh phải thực bước vẽ hình chiếu bao gồm: − Bước 1: Xác định hướng chiếu − Bước 2: Căn vào hướng chiếu xác định xác định bề mặt nhìn thấy, nét thấy, bề mặt khuất, nét khuất tiến hành vẽ mờ theo thứ tự : Hình chiếu đứng, Hình chiếu hình chiếu cạnh − Bước 3: Tơ đậm ghi kích thước Có thể sử dụng mơ hình 3D để giảng nội dung sau: − Dạy trực tiếp chương trình Sketch Up Make, tạo khối hình chữ nhật sở – xoay theo hướng chiếu để học sinh vẽ hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh 12 − Cắt phần chi tiết cho học sinh quan sát phần mềm – Giáo viên xoay nhiều hướng để học sinh tưởng được khối vật thể khơng xoay hướng – Học sinh tự vẽ hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh – Giáo viên xoay hướng để học sinh kiểm tra hình vẽ Làm tương tư với chi tiết thứ 2,3… vẽ xong − Yêu cầu học sinh tơ đậm ghi kích thước Một số hình minh hoạ: 13 Hình 1: Hình – 1: Gá chữ V Hình chiếu đứng Hình chiếu Hình chiếu cạnh Hình chiếu trục đo 14 Hình 2: Hình – 2: Gá trượt dọc Hình chiếu đứng Hình chiếu Hình chiếu cạnh Hình chiếu trục đo 15 Hình 3: Hình – 3: Gá lỗ trịn Hình chiếu đứng Hình chiếu Hình chiếu cạnh Hình chiếu trục đo Hình 4: Hình – 4: Gá trượt ngang 16 Hình chiếu đứng Hình chiếu Hình chiếu cạnh Hình chiếu trục đo 17 2.3.2 Mơ hình 3D thể nội dung Hình Chiếu Trục Đo Đây số SKG, nội dung trọng tâm học sinh phải thực bước vẽ hình chiếu trục đo Với phần này, mơ hình 3D nên dùng học sinh vẽ xong với mục đích kiểm tra lại đáp án vẽ giúp học sinh biết chi tiết vẽ khơng lí khơng 2.3.3 Mơ hình 3D thể nội dung Hình Cắt – Mặt Cắt Đây số SKG, nội dung trọng tâm học sinh phải hiểu vẽ mặt cắt hình cắt Có thể sử dụng mơ hình 3D để giảng nội dung sau: − Dạy trực tiếp chương trình Sketch Up Make, giáo viên chuẩn bị trước mơ hình 3D vật thể − Giáo viên cho học sinh vị trí cần cắt cho học sinh dự đốn hình dáng mặt cắt/ hình cắt − Giáo viên tách rời phần vật thể để lộ phần thể mặt cắt cho học sinh quan sát Sau xoay sang hướng chiếu tạo thành hình cắt Một số mơ hình minh hoạ sau: Hình 5: Hình 4.2 Biểu diễn mặt cắt cờ lê 18 Hình 6: Hình 6.7.2 Gá mặt nghiêng (Hình chiếu hình cắt tồn bộ) 2.3.4 Mơ hình 3D thể Phối cảnh nhà, Mặt bằng, Mặt đứng, Hình cắt Đây số 11 SKG, nội dung trọng tâm học sinh phải hiểu khái niệm mặt bằng, mặt đứng hình cắt Bài yêu cầu học sinh phải tưởng tượng vị trí cắt cắt đứt nhà Đây u cầu khó, khơng phải học sinh làm Có thể sử dụng mơ hình 3D để giảng nội dung sau: − Giáo viên vẽ trước mơ hình 3D ngơi nhà, tạo thành đoạn phim nói khái niệm mặt đứng, mặt bằng, hình cắt – Trình chiếu cho học sinh quan sát − Dùng mơ hình 3D phần mềm Sketch Up Make, xoay hướng nhìn tạo thành mặt đứng – Giảng giải mặt đứng học sinh quan sát − Kết hợp mơ hình 3D vào phần mềm Active Inspire (bảng tương tác), tạo slide cách tạo thành mặt – Dùng mặt phẳng cắt thể cắt ngang nhà – bỏ phần nhà bị cắt – Giảng giải nội dung mặt Làm tương tự với nội dung hình cắt 19 Một số hình ảnh minh hoạ: Hình 7: Phim sử dụng mơ hình 3D Hình 8: Cách tạo thành mặt 20 21 Hình 9: Cách tạo thành hình cắt 2.4 Hiệu SKKN Qua trình áp dụng mơ hình 3D vào giảng dạy, tơi thấy việc mô tả vật thể dễ dàng nhiều Tơi vào mơ hình, xoay vật thể để em thấy hình chiếu, hình cắt, giúp em hiểu rõ nhìn từ trước, từ trên, từ trái, việc cắt vật thể Qua hình ảnh trực quan này, em hiểu nhanh hơn, vẽ tốt hơn, từ thích học vẽ kĩ thuật Trong năm học này, khoả sát lớp 11 lớp ban A Khi dạy 3: Thực hành biểu diễn hình chiếu vật thể đơn giản tơi dạy có sử dụng mơ hình 3D cho hai hớp 11B6 11B7 hai lớp 11B2 11B8 dạy bình thường, sử dụng hình sách giáo khoa Bài kiểm tra 15 phút hôm sau với đề bài: Em biểu diễn hình chiếu vng góc hình 3.9.2 sách giáo khoa Kết cho thấy hai lớp 11B6 11B7 có kết điểm bình quân lớp cao so với hai lớp 11B2 11B8 Cụ thể: 22 Lớp Sĩ Số 11B6 11B7 11B2 11B8 46 46 46 46 SL 46 45 42 30 Giỏi Tỉ lệ 100% 98% 91% 65% Khá SL Tỉ lệ 15 2% 9% 33% Trung Bình SL Tỉ lệ Yếu SL Tỉ lệ Điểm bình quân 8.83 8.69 8.52 7.85 2% Khi dạy 4: Hình cắt – mặt cắt 6: Thực hành biểu diễn vật thể, tơi dạy có sử dụng mơ hình 3D cho hai hớp 11B6 11B7 Hai lớp 11B2 11B8 tiếp tục dạy bình thường Bài kiểm tra tiết hơm sau với đề bài: Từ hình chiếu đứng hình chiếu hình 6.7.3 Gá lỗ chữ nhật, em vẽ hình cắt đứng hình chiếu trục đo vật thể Lớp 11B6 11B7 làm kiểm tra tốt, em làm kịp thời gian, thắc mắc Các em học sinh lớp 11B2 11B8 gặp khó khăn làm đề Kết cụ thể sau: Lớp Sĩ Số 11B6 11B7 11B2 11B8 46 46 46 46 SL 45 44 39 39 Giỏi Tỉ lệ 98% 96% 85% 85% SL 7 Khá Tỉ lệ 2% 4% 15% 15% Trung Bình SL Tỉ lệ Yếu SL Tỉ lệ Điểm bình quân 9.0 8.87 8.48 8.59 Kết kiểm tra tiết lại cho thấy điểm bình quân em lớp 11B6 11B7 tốt điểm bình quân em lớp 11B2 11B8 Hai kết kiểm tra cho thấy việc áp dụng mơ hình 3D lên dạy mang lại hiệu tốt trình dạy học phần Vẽ kĩ thuật 23 Phần III Kết luận: 3.1 Kết luận: Sau thử nghiệm đánh giá qua kiểm tra, thấy việc thiết kế đưa mơ hình 3D thiết kế chương trình Sketch Up Make vào giảng mang lại hiệu tốt Khi sử dụng mơ hình này, giáo viên mơ tả trực tiếp vật thể sách giáo khoa, học sinh dễ dàng tưởng tượng vật thể nhờ em vẽ lại hình chiếu dễ dàng Tiết học nhẹ nhàng, học dễ hiểu Trong thời đại công nghệ thông tin ngày nay, việc sử dụng mơ hình 3D vào giảng dạy phù hợp với ham thích học sinh Nhưng để vận dụng linh hoạt tổ chức dạy học mơ hình 3D cách sinh động cịn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm khả nắm bắt chương trình Sketch Up phối hợp nhiều chương trình khác vào giảng giáo viên Trên đôi chút kinh nghiệm rút từ thực tế giảng dạy tôi, xin viết để chia sẻ với đồng nghiệp Do thời gian lực có hạn chắn nội dung tơi trình bày có nhiều thiếu sót Rất mong cảm thơng đồng nghiệp góp thêm nhiều ý kiến để tơi hồn thiện nội dung 3.2 Kiến nghị: * Đối với nhà trường: Trang bị đầy đủ máy vi tính, máy chiếu hình LCD đảm bảo chúng hoạt động tốt Tổ chức cho giáo viên môn học tập nâng cao kiến thức kỹ sử dụng máy vi tính   * Đối với giáo viên: Khơng ngừng nâng cao kiến thức chuyên môn để nắm vững học phần Vẽ Kĩ Thuật Rèn luyện tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Sketch Up kỹ sử dụng máy vi tính 24 Thiết kế chia nhiều mơ hình vẽ Sketch Up để thân giáo viên khác ứng dụng vào dạy Người thực Nguyễn Thanh Việt 25 ... thiệu vài “Mơ hình đồ họa 3D việc dạy học môn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật? ?? 2.3 Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề Người viết sử dụng chương trình Sketch Up để tạo mơ hình 3D để thể nội... thay mô tả hình vẽ ba chiều nhằm phát huy mạnh mẽ tư sáng tạo, để nâng cao chất lượng giáo dục Vì lý trên, tơi xin giới thiệu vài kinh nghiệm việc ? ?Sử dụng mơ hình đồ họa 3D việc dạy học môn công. .. tơi dạy có sử dụng mơ hình 3D cho hai hớp 11B6 11B7 hai lớp 11B2 11B8 tơi dạy bình thường, sử dụng hình sách giáo khoa Bài kiểm tra 15 phút hôm sau với đề bài: Em biểu diễn hình chiếu vng góc hình