Luận văn thạc sĩ Ứng dụng Phương pháp Mô phỏng Vẽ kĩ thuật Cơ khí Cao Đẳng Công Nghiệp

Luận văn thạc sĩ Ứng dụng Phương pháp Mô phỏng Vẽ kĩ thuật Cơ khí Cao Đẳng Công Nghiệp

BQ GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI -

NGUYEN QUOC HUNG

DE TAI:

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRONG GIANG

DAY MON VE KY THUAT CHO HE CAO DANG CO KHi

TAI TRUONG CAO DANG CONG NGHIEP SAO DO

| CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM KỸ THUẬT

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những gì mà tôi viết trong luận văn này là do sự

tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý

tưởng của các tác giã khác nếu có đều được trích đẳn 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 chạu trách nhiệm về những gì mà tỏi đã cam đoan ở trên đây

Hà Nội, ngày 28 tháng 2 năm 2007

Nguyễn Quốc Hùng

————— eee

eee

LOI CAM ON

Sau sảu thắng nghiên cứu và làm việc khẩn trương với sự giúp đỡ, hướng

dẫn tận tỉnh của GS.TS Nguyễn Xuân Lạc (Trường dai hoc Bach Khoa — Ha

Nội, khoa Sư Phạm Kỹ Thuật) và Dipl.-Ing.-päd Simmert (trường đại học tông hợp kỹ thuật Dresden, khoa Khoa Học Giáo Dục, viện Sư Phạm Nghé) luận văn “Ứng dụng phương mô phỏng trong giảng dạy môn Vẽ kỹ thuật cho hệ cao đăng Cơ khí tại Trường Cao đẳng Công nghiệp Sao Đỏ” đã cơ bản hoàn thành

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Xuân Lạc và Dipl.-Ing.-Pad Simmert đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoản thành luận văn này,

Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong khoa

Su pham Kỹ thuật, trung tâm đào tạo va bồi dưỡng sau đại học trường đại học Bách Khoa = Hà Nội, các thầy trong ban giám hiệu và khoa Cơ khí Trường Cao

đăng Công nghiệp Sao Đỏ đã giúp đỡ tôi rất nhiều về kiến thức chuyên môn, tài

liệu nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn

Tuy đã rất cô gắng, nhưng luận văn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận

được sự góp ý đề đẻ tài được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 28 tháng 2 năm 2007

NGUYEN QUOC HUNG

UNG DUNG FHOONG PHAP MO PHONG TRONG GIANG DAY MON VE KY THUAT

CHO HE CAO DANG CO KH) TA TRUONG CAO DANG CONG WOWIEP S40 00

Trang 2 / 105

—-_-—-———————-——-— —-— -—— ——-—— — -———— —-—- —_—— ——-————— —-.-

MỤC LỤC

BANG CAG CAL VIET FAP eeeeennniiniiesrieekeeedioetieiysdi0661404660014460110503006 5

DANH MUC CAC HINH VE VA BANG BIEU vicssscccvscoscsccscorssosessesosvoosscssscuscessssonseconsovsennsonees 6

XD ưa ác tá áákG200202561612G4432G1008064142440,a4ka24634A1604238đsx6 7 IŸ ào chán HH le aeeiebesesodbsiiedrsksdksosiiässcktskkEgisd2seie 7

2 Đối tượng và phạm vỉ nghiên €Ứu o.-.-ss<ssessssssessshssssessssssee 9

4:1 im VỤ ng lÊD CN eeueeeseeenienerieaneeeionoeeeeeeseriorenoeeoaeeesororoaneeoreesse 9 Š PNƯỚNG DBẨD NGghIÊN COG ve cevecrenessvesevesseonrseecnuesncesarsseanssonseensanerceetstanenees 10

7, Cầu trúc của luận Văn Sun Hung gggrgserrerreee 10

GHUONGHTEG 2222 ¿xa uaaaswweaa 12 CƠ SỞ L Ý LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC VÀ ỨNG

DỤNG PHI“(NG PHÁP MÔ PHÒNG VÀO TRONG DẠY HỌC KỸ THIIẬT 12

F.1/ Phương tiện đạy học và vai trò của phương tiện đạy học 12

L.1.1⁄ Khái niệm phương tIỆH lẠy HỌC SH SH saesesse 12

1.1.2/ Vai tro cua phicong tiện dạy học trong giờ NOC sisscsseceeserseessesseeseees 13 1.1.3/ Chức năng của phương tiện trong giời hỌọc cccecieeeeesee ló

l_1.3.1/ Nhiệm vụ của phương tiện dạy học trong giờ học 16 1.1.3.2/ Chite nang cua phuong tién day hoc trong các giai doan của tiết TIẾT: co ssessvSpnvostonsspsaastSa99255382695.924000615800255009114995g 508600012460 90 9e.5020558895006 022201522 18 1.1.4/ M6t sé yéu cau vé nguyén tac sư phạm trong việc tạo và sử dụng phương (iỆH dạy hỌc eceằsesssesensssesesisisesasasnoasioasassass.nesssnssnsge 20

1.1.3 NguyÊN: tác đợh GIẢNH,‹:¡cocciciibiooeaiiilagitliioiBGilii006640 388 ung 20

š 129.271 (CW)lÊh: TC: CUOI: 642 214006062054ia4200003041900150006635/0646á40 20 1.2/ Phương pháp sử dụng mô phỏng trong đạy học kỹ thuật, khả năng áp dụng và giới hạn -eessesssseSiisne.e.nsiisnsnGAA.090500 0000.00000.0000% 23

Í3.1/ Tổng quan 0É PM cá sec 4422a0sal4S/ 22/6 23

I PĂN'lc s nn ne-(ddđđ(Í:-a ¬ 23 E251 BP KEO THINT euecseiseoosNOBAGSAEE004851056111Á-2601885460000093002400100 8E080 25 È:1.3/:0N 0T GHI QA HE: 0(vx0GG015200003662022363631ád8x400visbAi46NE436i3pu4u 27

———————— rễ

UNG DUNG PHUDNG PHAP MO PHONG TRONG GIANG DAY MON VE Kk? THUAT

CHO HE CAD DANG CO KH) TAI TRUONG CAO DANG CONG NQHIEP SAO 00

————————————————_-—— ——-—————— —-— —-—-—— -

Fh OER AOD AEN ci cassis esi 0 0000140002046 BRI 28

2.1.5 Phuong: phap M6 PHoney iii sciiciicisit ieee ioe eee binds 36

1.2.2/ Những khả năng ứng dụng và hạn chế của PPIMP dạy học kỹ

thuật, những chú ý khi sử dụng tơ pHỎNG,.G co cĂSẰẰỲĂSsieeesessss 42 1.3/ Cơ sở lý luận của việc ứng dụng PPMP vào trong đạy học mơn vẽ kỹ (hUẬT, co cccv6ocesonooncbscossecsesce40660036066606460s6212640346626656463 S44 656594660409ã8ànezns4u90904956% 44

1.3.1⁄ VỊ trí mơn học trong chương trình đào tạo ngành cao đẳng cơ khí tái TƯỜNG CC NHÀ ĐÃ ciocessseceissivcsinricunsessivessecanspumesspnenpsensareesevainenstias 44

1.3.1.1 Đối tượng nghiên cứu Của mIƠN hỌC à -.- sáo sterirrxres 44

?:5: 1.20: ATTIC GỊCH của HỒN BQ€:cp6i0iiccccácbiii6c4igidgsoeqaesgtsa 45 L.3.L.3⁄ Chương trình, nội dụng mơn hỌc cành 45 1.3.1.4/ Đặc điểm của mơn học và những phương pháp giảng dạy đặc NE R1 anne TH - =“—- Ặ- —-.—.—.——.^ 45 1.3.2/ Ung dung PPMP vao trong giảng dạy mơn Vẽ kỹ thuật nhằm đơi N1 TÀI Geesnerteestiiyvgarduaovtdg40605564003560609441460010/68506546000069900700010046014076 46

L.3.2, 11 PRUOUZ PREP BAY BOG coccecbigiieennidigisdssla0d1041 6251154408005) 46

1.3.2.2/ Ung dụng PPMP - phương pháp nghiên cứu khoa học vào dạy

"ƠN NOMEN OMe KHẨN: G(Gau/:Gi60i05À35up2À250ã08503108AA16ã04166 A0448 đÁi 47

1.3.2 3⁄ Ưng dụng PPMP theo hướng áp dụng cơng nghệ dạy học 48

1.3.3⁄.PP.MP với việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học 50

(3< 0/ 14-117 VO POE Vũ NH NIÊN: ws ssvecayyprexesreeraeenepmagasvarsenesensyents 50 Ì.3.3.4/ £ Ê ĐẤT, với nhiệm vụ ðláO GUC verses ssiseicavsasvessesavtsspessnnvaeiancesinnesss 59

1.3.4/ PP.MP với việc nâng cao chất lượng dạy ltọc ‹ ««‹e«<<« 59

}:2,X lJ Khái niệm Chất lưỢNG:-:ccicccs22200iAa02-00018.801-4yả06aả-64 59

12-4 ð/Chiốt ludng đảm Wan ois ENTIRE ATEN 59

CHỮ Äexskdkariidixkasdkkiaidesiokiitriogggi2004GGL-c30ItG2020G1028.0006380ui032054%6804 61 PHAN TICH KHA NANG UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG VAO DAY HOC MON VE K¥ THUAT 0 TRUONG CAO DANG CONG NGHIỆP SAO ĐỎ, XÂY DỰNG MOT SO BAI GIANG CU THẺ THEO PHƯƠNG PHÁP MƠ PHỊNG 61

0.1 608:i5ng vận: dụng PP ME sec 6 essickeseseblaxe 61

2.1.1⁄ Thực trạng dạy mơn vẽ kỹ thuật 6 trwéng CDCN Sao Đỏ 61

VI TN(A , nnnĂ 62 VN VI nan va 63 2.1.2/ Tinh khả thi của việc áp dụng cơng nghệ thơng tin vào dạy học PURO VERY FRE iiss C02 k1 ni<cccGi0G010G21606x09uy8663044G40a-:t2iaxkbpšokváei 63

3.1:3/ Đặc: tìm tầm Uf cla SV iccissscsccssiciacaseiascesccitaecsaiascacecacbaitnaabiton 64

UNG DUNG PHUOWE PHAP MO PHONG TRONG GIANG DAY MOW VE k? THUAT

CHO HE CAO DANG CO kil TAC TRUONG CAO DANG CONG NGHIEP SAO 02

Trang 4 / 105

——=— ———-—— -—————————-—-————-—————-— —-——- —- 1.3/.CQuY trình Vận TÙNG xocceosseetkeesteccGkscesevvececebesogikgeGsagys 65

2.2 1⁄ Cơ sở cho việc xây dựng quy trình ứng dụng PPIMP vào dạy học NINH VỀ EŸ KHHDStGGt 101 0000006055G00006206uG0058001G01G1G SE NNE 6$ 2.2.2/ Quy frLHh VẬN H o.e‹-oc<sosssesesesesoeoecoeesosorereonndsnriiona0i30083656406 66 2.2.2.1/ Cau tric PPMP trong dạy hỌc ào Si ei 66

2.2.2.2/ Xây dựng MHÍ và xử lý sư phạm - chi 66

2.3/ Xây dựng một số bài giảng cụ thể theo PPMP «-s<6 71 2.3.1⁄ Bài hình chiễu vuông góc XI nen To 72

Ác 1Á 1 TẾ ssctxyx:4c5cG3GV(655401000040X610046t43:498G3196446)356125614280 98 72

2.3.].2/ Bài giẢNg cc co HÀ HA HÀ an g4 72

2.3.A/.Bũi RÌHÂ CẮÊ :- S2 62-2 G e0 001.16 sssEbicssicosoldGkosErikdasiblaesgsee 79 222.8: 4U ::4 DRi5/022220001285A5X00A1A86100030/200g% WRIA 79 2.2.á 0 Di gÌ-NG, co ccd coi lsraissesksissersasrrrrcprertrsrsrnsrrsrisntsnsgst 80

2.3.3/ Uu điểm của đạy hoc theo PPMP so với phương pháp thông

SIEBER eexererrrereeesrenaaseasreaeoeve »5o)0960⁄0360)95591048330012//01/03286/838.9e40$402440 84

CHUONG III: THUC NGHIEM SU PHAM cossvsssssssosssnvsssscovsssosvosessnusoossonsessooessssadeussesesssonees 86

3.1/ Muc dich, nhiém vu thirc nghiém ccccssrcesrsesssssscscesesseeses King 86 SD A/SGIC CBCM is scinccnnsrsessranastopnececsabesansiicetveccesqesibensactiotedhestaseabsscsbserreoneepnene 86 @ 3.1.2/ NhiỆm vụ «.eeeessssnsnesaennnonsaseseiasseaiasnsasasasasslonsoese 86

3.2/ Kế hoạch thực nghiệm 1a 29000009900905002200009990409789090000000%070009039579 n0 86 3.2.1/ Địa điểm thời gian và đối tượng thực nghiệm ‹.-‹.-««- 86

3.3/ Nội đung và tiền trình thực nghiệm .«-csccesecsescssecsserssrree 87

3.4/ Đánh giá kết quả thực nghiệm . sec ©sscseveeecxereseerszrsseree 98

3.4.1 Phương pháp đánh giá kết quả thực ng ÌhiiỆH e«ccc<ccccve 98 3.4.2/ Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiỆm «.«<c«cc«-ce« 99

TQ -ằ-=-ằ ==ằ —_———.— 10

FAI LIỆU TIOAN KHẢ G3 001400000003AG6 00G 3204 A620AAÀ04/006G06 104

——ễễỄễ_——ễ————.—®—— B_ UNG DUNG PHUONG PHAP MD PHONG TRONG QUANG DAY MON VE k? THUAT

CHO HE CAD BANG CO KH TAI TRUONG CAD BANE CONG NOHIEP SAD 00

SSS SS

ee

BANG CHU CAI VIET TAT

Trang 6 / 105

DANH MUC CAC HINH VE VA BANG BIEU

Hinh 1-1: MH day hoc theo Heiman

Hinh 1-2: MH day hoc theo Frank

Hinh 1-3: MH méi quan hệ dạy - học cơ ban theo Hortsch

Hình ]I-4: Tam giác quan hệ GV - học viên - nội dung day hoc Hình 1-5: Vai trò của phương tiện day học trong tam giác quan hệ

Hinh 1-6: Phan loai MH theo tinh chat ctia MH

Hình 1-7: Phân loại MH theo lý thuyết xây dung MH Hình I-8: Quả trình mô phỏng

Hình 1-9: Quá trình mô phỏng số

g Hink 1-10: So đô bản chất công nghệ dạy học hiện đại

Hình 1-11: Sơ đồ cầu trúc tư duy ky thuật

Hình 2-1: Sơ đô cấu trúc PPMP trong dạy học

Hình 2-2: Sơ đô quy trình soạn giáo án món vẽ kỹ thuật theo PPMP

Hình 2-3: Sơ đô soạn bài giảng theo PP.MP

Hình 3-1: Biểu đồ so sánh Tân suất f2) - Số % SV đạt điểm x,

Bảng 3-1 : Phản phối kết kiểm tra

Bảng 3-2 - Tần suất K%) - Số %4 SV đạt điểm x,

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRONG GANG DAY MON VE £9 THUAT

CHO HE CAO BANG CO HI TA TRUONG CAO DANG CONG NGHIEP SAD 00

—===———EE=E=Ẽễ=ẼEẼễễễEEEEEEỀ£ễ

=>

MO DAU

1/ Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang đứng trước xu thể mới của thời đại cũng như nhưng yêu

cau mdi của sự nghiệp công rghiệp hoá, hiện đại hoả đất nước Đó là sự toản cầu

hoá, sự phát triển của công nghệ cao va đặc biệt là công nghệ thông tin, sự tiếp cận nên kinh tế trị thức và đây mạnh xã hội hoá học tập Do đó nhiệm vụ của sự

nghiệp giáo dục hiện nay là đôi mới toàn diện để nâng cao chất lượng vả hiệu

quả đảo tạo

Trước tình hình đó, nhiệm vụ quan trọng hàng đầu đẻ ra cho nền giáo dục

nước nhà nói chung, các cơ sở đảo tạo nghề nói riêng là phải làm sao sau khi tốt

nghiệp, người học có thê bắt tay ngay vào lao động sản xuất, hay hoạt động trong

một lĩnh vực khoa hoc nao đó có thể tiếp thu được những cái mới một cách mau chóng và thích ứng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật Muốn thé, ngoài việc

trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng kỹ xảo cần thiết, trong các môn

học cần phải tạo ra cho ho nhimg kha nang ty lap dé ho cớ thể nam bắt duge

những sâu hơn phát triển rộng hơn kiến thức mà họ thu nhận được khi còn ngồi

trên ghế nhà trường Đó chính là những vấn đề cần giải quyết mà họ sẽ gặp phải

trong cuộc sống, trong lao động sản xuất, trong nghiên cứu khoa hoc Van dé

đặt ra trong việc bồi dưỡng cho người học các phương pháp nhận thức khoa học đã trở thành nhiệm vụ quan trọng của các phương pháp giảng dạy trong nhà trường hiện nay

Đôi mới phương pháp đạy học (PPDH) trong nhà trường gắn liền với đôi

mới phương tiện dạy học và đổi mới trang thiết bị trong dạy học, dùng thiết bị

dạy học để đôi mới phương pháp Trong hơn một thập kỷ qua sự phát triển của

UNG DUNG FHUOWG PHAP MO PHONG TRONG CHANG DAY MON VE KY THUAT CHO HE CAD DANG CO kn) TA TRUONG CAO DANG CLNG WEHIEP SAD 80

viên (GV) đều phải tham gia chế tạo các đỏ dùng, học cụ phục vụ cho giảng dạy,

Các khoa đều được trang bị máy chiều đa năng và máy tính, nên tiềm năng sử dung may tinh lam phương tiện dạy học là rất lớn

Ứng dụng phương pháp mô phỏng (PPMP) trên máy tính vào việc đạy học kỹ thuật sẽ làm giảm được một cách đáng kẻ kinh phí dùrg để chế tạo các đổ

dùng học tập khác và đồng thời tiết kiểm được thời gian cho việc chế tạo cũng

như rút ngắn được thời gian giảng bài trên lớp Tư duy theo phương pháp mô

hình (MH) sẽ giúp cho người học hiểu sâu hơn kiến thức và có khả năng đáp ứng

được xu thể phát triển của khoa học kỹ thuật sau khi ra trường

Khả nang img dung PPMP trên máy tính trong dạy họ: kỹ thuật nói chung

và trong các ngành cơ khí nói riêng là rất lớn Nhưng hiện nay tại Irường CĐCN

Sao Do vai sé lượng hơn 10 nghìn sinh viên (SV) việc sử dụng vẫn còn rất ít và

chỉ ở mức độ của một số bài tham gia hội giảng, chưa có sự ửng dụng một cách

hệ thống và chưa tận dụng được hết cơ sở vật chất sẵn có Hiện nay đã có rột số

chương trình mô phỏng ở nhiều lĩnh vực khá: nhau, tuy nhiên mục đích chính

không phải là để dùng cho việc dạy học trên lép Được sự đồng ý của GV hướng

ẤÑ? DẠIHỆ FAN fMIÁP WO PHONE TRON MANE DAY 44 (2 tỷ THAAT

CHO HE GAO BANG CO kh Tat TRUONG CAO OANG CONG WGHIE? SAO D0

888, SS ——————————————————eeeeee eee dẫn tôi lựa chọn dé tai “Ứng dụng PPMP trong giảng dạy môn Vẽ kỹ thuật cho

hệ Cao đăng Cơ khi tại Trường CDCN Sao Đỏ” với hy vọng tìm ra được giải

pháp giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng đảo tạo tại trường

2/ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đổi tượng nghiên cứu của đề tải là ứng, dụng công nghệ dạy học hiện đại

vào đạy học môn Vẽ kỹ thuật tại Trường CĐCN Sao Đỏ

Phạm vi nghiên cứu là lý thuyết mô phỏng trong dạy học kỹ thuật, vận

dụng vào việc xây dựng và ứng dụng một số bài mô phỏng trên máy tính cho

môn học Vẻ kỹ thuật

3/ Giả thuyết khoa học ị

Nếu ứng dụng PPMP một cách khoa học cho từng môn học, bài học sẽ

kích thích được hứng thú học tập, phát triển khả năng tư duy sáng tạo của người

học

4/ Nhiệm vụ nghiên cứu

Tìm hiểu những cơ sở lý luận cña việc dạy học môn vẽ kỷ thuật theo

PPMP

Nghiên cứu một số phần mềm mô phỏng đề xây dựng một số bài giảng cụ thê cho môn học vẽ kỹ thuật hệ cao đăng ngành cơ khí tại trường CĐCN Sao Đỏ

Lập kẻ hoạch thực nghiệm để đánh giá kết quả nghiên cứu

GHG DUNG PHUONG PHAP MD PHONG TRONG CAN DAY MON VE KY THUAT CHO HE CAD DANG CO kul TA TRUGKE CAO DANG CONE NEHER SAD Đổ

nhà trường có liên quan đến van đề cần nghiên cứu

%, ot at Chuong trinh dao tao nganh cao dang cơ khí và các tài liệu về môn học vẽ kỹ thuật tại Trường CĐCN Sao Đỏ

+ Các tài liệu về giáo dục nghẻ nghiệp, lý luận và công nghệ dạy học có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu thực nghiệm:

Quan sát , điều tra và xây dựng chương trình thử nghiệm, các vỉ dụ minh

hog, lap kế hoạch thực nghiệm sư phạm ;

6/ Giới hạn phạm vỉ nghiên cứu

Dé tai tap trung nghiên cứu về ứng dụng PPMP trên máy tính cho môn học

Vẽ kỹ thuật hệ cao đăng ngành Cơ khí tại Trường CĐCN Sao Đỏ

7/ Cầu trúc của luận văn

Luận văn được chia làm 3 chương với nội dung như sau:

Chương I: Cơ sở lý luận của việc sử dụng các phương tiện dạy học và ứng

dụng PPMP vào trong dạy học kỹ thuật

———Ỷ—ỄễẺẺ—_Ẻ—Ẻ_——Ễ—_

UNG DUNG PHUOWE PHAP MO PHONE TRONG YANG DAY MON VE KY THUAT

CHO HE CAD DANG CO KH TA TRUONG CAO DANG CONG NQHIEP SAD 00

=————— ốốỏốŠssẩẫn— _

Chương II: Ứng dụng PPMP vào dạy học môn vẽ kỹ thuật ở Trường Cao đẳng Công nghiệp Sao Đỏ Xây dựng một số bài giảng mô phỏng trên máy tính

cho môn hạc vẽ kỹ thuật hệ cao đẳng ngành cơ khí

Chương II1: Kế hoạch thực nghiệm sư phạm

mvc=c7=——Ằễ

—

UNG DUNG PHdoWe ride MO PHONG TRONG CHANG OAY MON VE KP THOAT

CHO HE CAD BANG CO KH) TA TRUONG CAD DANG CONG NQHIEP SAO BO

Thuật ngữ “phương tiện” được dùng nhiều trong đời sông hàng ngày như

phương tiện giao thông, phương tiện nghe nhìn và trong các cuộc hội thảo khoa học thuật ngữ “phương tiện” cũng được sử dụng với rất nhiều nghĩa khác

nhau Để tránh khả năng hiểu lầm và mâu thuẫn Trước khi đi vào nghiên cứu

cân trình bày rõ khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng trong luận văn

nay

Phương tiện theo từ điển Bách khoa toàn thư Microsft Encyclopedia 99

được hiểu là một thực thể trung gian hay một công cụ trung gian để thực hiện

giao tiếp Nói một cách khác, phương tiện là thành phần trung gian giữa hai hay

nhiều thành phần giao tiếp với chức năng truyền đạt théng tin Người gửi thông

tún cần sử dụng một phương tiện để truyền tải thông tin, còn người nhận cũng phải sử dụng phương tiện để nhận và hiểu được thông tin từ người gửi

Theo Tô Xuân Giáp [4, tr.6], phương tiện dạy học được hiểu trong mối

quan hệ giữa thông điệp và phương tiện, phương tiện chở thông điệp đi Thông điệp từ GV, tuỳ theo PPDH, được các phương tiện chuyển đến SV

=——======== ——ễễỄễỄễ

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRON? GIANG DAY MON VE KY THUAT CHO HE CAO BANG CO KH TA TRUONG CAD BANG CONG NGHIEP SAD 02

————====E=ễE=E======ễễỶẼễỶễỶễễ

Trong luận văn này, khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng theo

định nghĩa của Wolfgang Ihber [14, tr.5] là thiết bị có mang ký tín hiệu được chế tạo ra có chủ ý về phương đện dạy học và được sử dụng một cách cỏ lựa chọn

nhằm truyền đạt một nội dung nào đó đến người học

1.1.2/ Vai trò của phương tiện day học trong giờ học

Mục tiêu của giờ học là “việc học của học viên”, đó có thể là học kiến

thức lý thuyết mới, hay một kỹ năng Quá trình học tập trong nhà trường là

một quả trình tương tác giữa người học và nội dung học tập

Trong các MH dạy vả học mới, phương tiện đạy học chiếm một vị trí kha quan trọng

- Trong MH dạy học theo lý thuyết học tập của Heimann và Schulz [15,

UNG DUNG PHUOWG PHA MB PHONG TRONG GANG DAY MON VE ££ 77/47

(M0 MÈ 040 ĐÁN/ (0 ti TẠI 7RNỆ ứA0 ĐH G21 AM? 40 02

Hinh 1-2: MH day hoc theo Frank

Theo Hortsch [15, tr.:9 ], MH mỗi quan hệ đạy - học cơ bản bao gồm các

chủ thể, đối tượng và hoạt động được biểu diễn như sau:

Người học

Hinh 1-3: MH mdi quan hé day - hoc co ban theo Hortsch

UNG DUNG PUDONG FHA ad PHONG TROWE Guy ond MON UE ke THAAT

CHO HE CAD BANG CO KH) TA TRUONG CAO BANG CONG NOHIEP SAO 00

S880 S555 55

Trong MH trên, người dạy (GV) là chủ thể của hoạt động dạy, còn người

học (học viên) vừa là đối tượng vừa là chủ thể: đối tượng của hoạt động dạy

được điều khiển bởi người dạy, mặt khác lại là chủ thể của hoạt động học (hoạt

động nhận thức) Như vậy hình thành một tam giác đạy học được biểu diễn như

sau:

Giáo viên

A

Điều khiển Giới thiệu

Hình 1-4: Tam giác quan hệ GV - học viên - nội dưng dạy học

Từ sơ đồ mô tả tình huồng dạy học này ta thấy nhiệm vụ của người GV

trong giờ học khá rõ ràng: giới thiệu nội dung học và điều khiển hoạt động học, sự chú ý và tính tích cực của học viên khi làm việc với nội dung học Điều khiển ở đây được thực hiện theo tương tác hai chiều với học viên Trong khi giới thiệu

nội dung và điều khiển hoạt động học người GV có thể sử dụng ngôn ngữ nói

hoặc ngôn ngữ khác Việc sử dụng phương tiện cá nhân này thực chất rất bị hạn chế và người ta phải sử dụng các phương tiện khá như phần bảng, chữ viết, trang

ảnh, sách giáo khoa và các phương tiện khác đẻ đạt được mục đích của mình

UNG DUNG FHUDWG PHAP MO PHONE TRONG GIANG DAY MON VE k@ THAT

CHO HE CAO DANG CO dt TA! TRUONG CAD BANG CONG NOME? SAD BD

Điều khiển —Gidi thigu

Cách truyền đạt nội dung học tập sơ khai nhất là sử dụng các đổi tượng

thực, ví dụ như cây cỗi, hay việc thao tác mẫu, như trong các giờ học rèn luyện

ky nang : GV làm trước, học viên làm theo Tuy nhiên có nhiều lý do mả không thể, không cần hay không nên đưa các đổi tượng thực vào giờ học, khi đó người

ta phải sử dụng đến các phương tiện dạy học như tranh ảnh, chữ viết miêu tả, băng từ hay phim ảnh

Phương tiện dạy học sử dụng trong các trường hợp này càng gân, giống

như vật thật cảng tốt, nó có thê là hình ảnh thu nhỏ của vật ây hay những mô tả UNG Die PHAONG PHAP MO PHONG TRONG GANG DAY MON VE 0 THUAT

CHO HE CAO DANG CO kil TAY TRUONG CAO BANG CONE NeHUEP SAO DO

— —— — —————-——_— —- -—_—_

chỉ tiết bằng ngôn ngữ Chiang han, khi dạy về một loại máy ngoài việc sử dụng

sơ đồ chức năng của máy ta cũng phải chú ý đến tranh ảnh mô tả bình dáng bên

ngoài của máy hay các chỉ tiết của máy

Ngoài ra, cũng có những nội dung học tập mà không thẻ tôn tại vật thật, ví

dụ như cac định luật vật ly hay những công thức toàn học Trong trường hợp này

người ta phải sử dụng đến phương tiện đặc biệt là kí hiệu, chữ viết và ngôn ngữ * Điều khiển giờ học

Một sự giới thiệu nội dung học tập thuần tuý, ví dụ như những nội dung

được trình bảy trong một cuốn từ điền, không thể coi là một giờ học Vì thé

ngoài việc giới thiệu nội dung thì phương tiện dạy học còn có nhiệm vụ điều

khiên Người GV cần chiếm duge su chi ÿ của học viên vả hướng sự chú ý đó đến trọng tâm bải giảng, đẻ cho việc học tập đạt được mục đích đề ra

Nhiệm vụ cơ bản của người GV khi sử dụng phương tiện dạy học là phải

lựa chọn phương tiện cho phù hợp với nội dung học tập Phương tiện dạy học sẽ giúp cho người GV hướng sự chú ý của học viên tới những điểm quan trọng trong bài học mà không bị phân tán tư tưởng, giúp việc học của học viên có hiệu

Trong các sách giáo khoa cũng thường chứa đựng sẵn các yếu tổ điều

khiển như các câu hỏi hay các bài tập Trong phương tiện dạy học hiện đại, ví dụ

như các b6 phim video hay chương trình trên máy tính, khả năng điều khiển hoạt

động học của học viên được nâng cao và có tác dụng rõ rệt hơn thông qua việc chuẩn bị của GV

Phương tiện dạy học phục vụ che bài giảng trực quan, tạo hứng thú học tập cho học viên, làm cho nội dung trở nên sống động Phương tiện dạy học tác

Trang 18/ 105

động lên nhiều giác quan, tạo sự tập trung và sẵn sàng học cái mới của học viên,

thúc đây động cơ học tập Rất nhiều công việc mà GV tự mình không thể làm

đượs nếu không có phương tiện

Phương tiện cũng có thể phản tác dụng đối với quá trình dạy học nếu như việc sử dụng chúng không hợp lý, đơn điệu hoặc lạm dụng quá nhiều phương

tiện trong triột lúc

1 1.3,2/ Chive năng của phương tiện dạy học trong các giai đoạn của tiết

họe

Trong lý luận dạy học có nhiều quan điểm khác nhau khi phân chia các giai đoạn của một giờ học Ở day sir dung mot MH giờ học đơn giản nhất như

sau:

* Giai đoạn định hướng, tạo hứng thú học tập

Trong mỗi giờ học người ta phả: quan tâm tới đặc điểm của học viên (tâm sinh lý, điều kiện xã hội, trình độ ) cĩng như hứng thú học tập và sự chú ý của

học viên với chủ đề của bài học, chỉ như thể thì một giờ học mới có thể thành công được Để làm được điều đó cần có những biện pháp kích thích hứng thú và

tập trung của học viên như:

- Nhắc lại những kiến thức vừa học của tiết trước

oe sae 4

- Đưa ra một nhiệm vụ cân phải giải quyết

- Đặt một tình tuông có vẫn đẻ ( tình huồng chứa đựng mâu thuẫn)

Sử dụng trong ziai đoạn này có thể là các phương tiện như các đoạn văn

bản mô tả nhiệm vụ, tranh ảnh, phim, MH ll

UNG DUNG PRONG PHAP MO HOW TRONG GANG DAY MON VE kK? THUAT CHO HE CAO ANG CO KY TAT TRUONG CAO DANY CONG WGHIEP SAO OG

———

* Giai đoạn làm việc với nội dụng mới

- Trong giai đoạn này học viên được tiếp cận với nội dung học mới GV sử dụng nhương tiện đạy học để giới thiệu, truyền đạt nôi dung học Mỗi một giờ

học đều có một nội dung học được quy định bởi chương trình môn học, những

nội dung đó cần được học viên tiếp thu nhờ chỉ dẫn và làm mẫu của GV, qua

việc thuyết giảng hay qua phương tiện dạy học Chức năng này là chức năng quan trọng nhất của phương tiện GV có thể sử dụng phim, tranh ảnh hay bing tu

để truyền tải phan lớn nội dung dưới nhiều dạng thông tin khác nhau như chuyển động, tiếng động, hình ảnh Trong dạy học đa phương tiện có thể kết hợp hình

ảnh và âm thanh đề tạo ra những hiệu quả học tập nhất định

* Giai đoạn củng cổ kiến thức

Trong giai đoạn này học viên cỏ thể thông qua việc tiếp xúc với các

phương tiện để đào sâu kiến thức của mình Đặc biệt sử dụng mô phỏng trên máy

tính có thể giúp học viên tìm hiểu, vận dụng kiến thức vừa học để giải thích các

hiện tượng xảy ra trẻn MH

* Giai đoạn kiểm tra đánh giá

Đề đánh giá kết quả học tập trong mỗi giờ học GV và học viên có thể sử dụng cách kiểm tra miệng, kiểm tra viết hay kiểm tra bằng thực hảnh Điều này

được thực hiện bằng cách đặt ra các câu hỏi và bài tập, dc đó cũng cần dùng đến

phương tiện dạy học: các bản câu hỏi và bài tập từ lâu đã thông dụng trong dạy

học; hiện nay sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm được lập trình sẵn trên máy tính

UNG DUNG FHUQNG PHAP MO PHONG TRONG GANG DAY MOK VE k9 THAAT CHO HE GAO BANG CO RH TẠI TRUDE CAO DANG CONG NGHIEP SAO 00

Trang 20 / 105

mmammmmmemmmmmmAAm=- a.aa-aaaaangzơnơn

1.1.4/ Một số yêu cầu về nguyên tắc sư phạm trong việc tạo và sử dụng

phương tiện dạy học

1.1.4.1/ Nguyên tắc đơn giản

Hering [16, tr.27 ] đã đưa ra nguyên tắc đơn giản trong dạy học: Quá trình

đơn giản hoá một mệnh đề khoa học là một quá trình chuyển hoá một mệnh đẻ

phức tạp, mô tả nhiều đặc điểm riêng của sự vật hiện tượng, thành mệnh đề khái

quát, mô tả những đặc điểm chung nhất của các sự vật hiện tượng mà vẫn giữ

nguyên tính đúag đắn về khoa học Quá trình đơn giản hoá có thể tiền hành bằng

cách:

- Loại bẻ những thành phân thứ yếu trong mệnh đề

- Thay thế những đặc điểm riêng bằng một khái niệm khái quát

Thực tế khách quan vô cùng đa dạng và phong phú Mỗi MH chỉ phản ánh

đỂợc một mặt nào đỏ của thực tế Nhiều khi một hệ thống thực thể khách quan

phải dùng MH để phản ánh Trong khi xây dựng MH ta phải thực hiện thao tác

trừu tượng hoá, khái quát hoá những thao tác ấy và bao giờ cũng dẫn đến một sự đơn giản hoá vì ta đã tước bỏ những chỉ tiết thứ yếu, chỉ còn giữ lại những thuộc

————————————————ễễễ ._ễ thuật và thao tác kỹ thuật cụ thể, tính trừu tượng được phản ánh trong hệ thống các khá: niệm kỹ thuật, các nguyên lý và quá trình kỹ thuật mà học viên không trực tiếp tri giác, cảm giác được Do đó, trong dạy học kỹ thuật, nguyên tắc đảm bảo sự thông nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tượng là rất quan trọng

Về mặt triết học, Lê Nin đã chỉ rõ: “Từ trực quan sinh động đến tư duy

trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn lả son đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, nhận thứ: thực tại khách quan” Theo quan điểm này, trực

quan là xuất phát điểm của nhận thức, tức trực quan là nguồn cung cấp tr thức

Theo tâm lý học nhận thức, quá trình nhậr thức bao gồm ba giai đoạn;

nhận thức cảm tính (bằng các giác quan), nhận thức ly tỉnh (tư duy trừu tượng)

và giai đoạn tái sinh cái cụ thé trong tư duy (vận dụng vào thực tiễn) Nhận thức

cảm tính nây sinh do tác động trực tiếp của các sự vật vả hiện tượng liên quan đến giác quan của con người ( thị giác, thính giác, xúc giác ) Nhận thức cảm tinh là giai đoạn thấp của quá trình nhận thức vì nó mới phản ánh cái bền ngoài,

cái không ban chất, song nó có vai trò rất quan trọng, tạo nên chất liệu cho tư

duy trừu tượng Không có nhận thức cảm tỉnh sẽ không có quá trình tư duy trừu

tượng Khả năng tiếp thu thông tin bằng thị giác rất lớn gấp khoảng 1C0 lần so

với thính giác, do đó sự tác động vào thị giác có hiệu quả hơn nhiều so với tác

động vào thính giác ( dùng ngần ngữ, tiếng động)

Trực quan là một tính chất của các hình ảnh chủ quan Các quá trình kỹ

thuật diễn ra quanh ta rất phong phú, đa dạng Để học viên hiểu rõ các quá trình này, người ta phải tìm cách trực quan hoá chúng bằng các phương tiện trực quan

tĩnh và động Trong dạy học, các đối tượng nhận thức (nội dung học tập) có thể

được xếp theo thứ tự tỉnh trực quan giảm dân:

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PRONG TRONG GANG DAY MON VE KY THUAT

CHO HE CAD BANG CO thi TAI TRUCE CAO DANG CONG WHER SAD nổ

Trang 22 / 105

- Các sự vật hiện tượng thực tôn tại trong tự nhiên

- Các sự vật hiện tượng đã được cụ thê hóa: MH mô tả bằng tranh ảnh, sơ

- Các khái niệm trừu tượng: mô tả bằng ngôn ngữ nói và viết,

Một đối tượng nhận thức có thê được coi là một hình ảnh trực quan khi; - Đồi tượng có tính lưu giữ hình ảnh

- Đồi tượng đỏ cho phép liên kết được với các đối tượng đã biết

- Có thê mô tả bằng ngôn ngữ từ những khái niệm và hiện tượng mà học viên đã hiểu rõ

Vì thể tính trực quan trong dạy học có thể đạt đượ: với các điều kiện:

- Người đạy vả người học có thể tiền hành các động tác trực tiếp lên đối

tựợtg

- Có thể quan sắt được toàn bộ đổi tượng

- Người dạy và người học tiễn hành tác động lên đối tượng đã được cụ thể

hoá (ví dụ như MH)

- Có thể mô tả đối tượng bằng ngôn ngữ, khái niệm

Tuy nhiên, nếu chỉ dựa hoàn toàn vào phương tiện dạy học, thì mới chỉ tạo ra được hình ảnh của đôi tượng và tính trực quan chưa phải đã đạt được trọn vẹn

Chỉ khi những hình ảnh đó trở thành điểm khởi đầu cho một quá trình tư duy thì

nguyên tắc trực quan trong dạy học mới được thực hiện một cách trọn vẹn Đó

cũng chính là quan điểm tâm lý học nhận thức: từ nhận thức cảm tính phải

chuyên thành nhận thức lý tính vả tái sinh cái cụ thê trong tư duy

==.-ỄỪ_ỪỄ_— Ầ —

die DUNG PRUDWG PHAR Mb PONE TRON tide DAY MY VE £0 THUAT

CHO HE CAO BANG CO KH TAI TRUONG CAD DAN? CONG NGMIEP SAD 00

——“

Nới việc sử dụng phương tiện day hoc la MH:

Trước hết, tính trực quan của MH thê hiện ở chỗ dễ dàng nhận biết được

bằng các giác quan Ta có thể cảm giác, tri giác trực tiếp trên MH, nhưng nhiều

khi khôag thể làm việc đó trên các hiện tượng thực tế

Tính trực quan cũng thẻ hiện ở chỗ ta đã vật chất hoá những tính chất,

những quan hệ không thê trực tiếp tri giác được Ví dụ như dòng điện chạy trong mạch được biểu diễn bằng các véc tơ ngắn và dài khác nhau chỉ cường độ, với các góc khác nhau chỉ độ lệch pha

Khái niệm trực quan còn được mở rộng trong trường hợp MH không trực

tiếp diễn tả hiện tượng thực tế mà so sánh với một hiện tượng thực tế khác mà ta

có thể tri giác được Ví dụ như dùng MH sóng nước để diễn tả sự giao thoa của sóng ánh sáng Làm như vậy ta có thể hình dung được một cách cụ thể hiện

tượng giao thoa của sóng ánh sáng mặc đủ sóng ánh sáng hoàn toàn khác với sóng nước

I.2/ Phương pháp sử dụng mô phỏng trong day học kỹ thuật, khả năng áp dụng và giới hạn

1.2.1/ Tang quan ve PPMP

1.2.1.1/ Khai niém:

* Phương pháp —

Những con đường, cách thức đề ra đề giải quyết những vẫn đề hay nhiệm

vụ nhất định nhằm đạt được mục đích đề ra thì được gọi là phương pháp

ding DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRONG GANG DAY MON VE KY THUAT

aH0 HE CAD DANG d0 KH TAL TRUONG CAD DANG CONG NGHIEP SAD 00

Trang 24 / 105

Phương pháp gồm có hai mặt là chủ quan và khách quan Mặt chủ quan là

những cách thức mà con người vận dụng những quy luật khách quan để nghiên

cứu và tìm hiểu đối tượng Mặt khách quan là tác động của những quy luật chỉ

phối sự tồn tại và phát triển của đối tượng (khách thể) được con người (chủ thể) nhận thức Con người là chủ thê của phương pháp, trước khi tác động vào đối

tượng phải có những hiểu biết cần thiết về đôi tượng Sau khi tìm hiểu về đối tượng, chủ thể tìm kiếm, lựa chọn những thao tác thích hợp để thao tác với đối

tượng

Như vậy phương pháp bao giờ cũng được chủ thê xây dựng trên cơ sở của những đối tượng nhất định, để đạt được mục đích nhất định Có những phương pháp có thể áp dụng cho nhiều đối tượng, nhưng không có phương pháp van

năng nào cho mọi đối tượng

*® Mô phỏng 2

Mô phỏng từ lâu đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như kỹ thuật, kinh tế, xã hội Ngày nay nhờ có sự trợ giúp của máy tỉnh có tốc độ tính

toán nhanh, dung lượng bộ nhớ lớn mà PPMP được phát triển mạnh mẽ và đem

lại hiệu quả lớn

Mô phỏng được bắt đầu từ việc chú ý nhắn mạnh các quy tắc, quan hé va quá trình phát triển của đối tượng nghiên cứu cùng với sự thay đổi của chúng

Các quan hệ này của đối tượng có thê tạo ra các tình huếng mới, thậm chí các

quy luật mới được phát hiện trong quá trình mô phỏng Trong khoa học và công nghệ, mô phỏng lả con đường nghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý

thuyết thuân tuý và nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng thực Nó được sử

dụng khi không thể, không cần hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực UNG DUN? PHUDWG PHAP MO PHONG TRONG (ANG DAY MOW VE KO THUAT

CHO HE CAO DANG CO KHL TA TRUONG CAD DANG CONG NGHEP SAD 02

——Ằễ——ỄễỄ—ẼỄ—————————_———

Theo Rober E Stephenson [17] mô phỏng là nghiên cứu thực trạng của MH để qua đó hiểu được hệ thống thực Việc mô phỏng bất đầu bằng việc tạo ra một MH nhờ trí tưởng tượng (cỏ suy nghĩ) của con người vẻ những yếu tổ có liên cuan đến hệ thông thực Đôi khi người ta nhận thấy rằng, giữa MH nhận

được và thực tế có mâu thuẫn, song việc khảo sát được bỗ sung và tiếp tục cho đến khi thoả mãn những yêu cầu mà giả thuyết đề ra

Một cách tông quát, mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên MH của đối tượng khảo sắt

Mô phỏng tạo thuận lợi cho người sử dụng về cóc mặt: [7]:

- Nhận thức: trực quan hoá, đễ tiếp cận và đo lường, lặp lại được nhiều lần

theo ý muốn, gợi mở tuyên đoán, sáng tạo và thử nghiệm

- Công nghệ (về thiết bị, phương pháp; cũng như kỹ năag): khả thi, an toàn,

hiệu quả kinh tế, tiết kiệm thời gian, luyện kỹ năng trước khi tiếp xúc với thực

tế

I2 ] 2/ Mâ hình

MH là một thuật ngữ được dung rộng rãi trong nhiều ngành khoa học MH

được coi là mẫu mà đối tượng cần nghiên cứu tương ứng ít nhiều với nó, đối

tượng cần nghiên cứu vả MH lại không hoàn toàn đồng nhất với nhau Mộ: MH chỉ phản ánh một số tính chất đặc trưng của đổi tượng Có những khi cùng một

đôi tượng được thê hiện bằng nhiều MH khác nhau Khi nghiên cứu MH, ta có

thể nhận được thông tin về vật đã được MH hoá và giúp ta hiểu biết được về vật

cần nghiên cứu Nhiều khi MH có khả năng nhận biết được cả những vẫn đề

chưa biết (MH tĩnh gồm các bản vẽ thiết kế về xây dựng cũng như chỉ tiết

a

HN? DUNG PRUNE PHAP AO PHONG TRONG GANG DAY MON VE &¢ THAAT CHO HE CAO DANG CO ki TA TRAING CAD DANG CONG NGHIE? SAD BD

Trang 26 / 105

máy ) Xét vẻ mặt tâm lý, MH kích thích ý nghĩ của người nghiên cứu và MH

được dụng với tư cách là cái trục tư duy

MH là công cụ đặc biệt của nghiên cứu thực nghiệm, trên cơ sở là lý

thuyết mô phỏng

Khải niệm về MH được sử dụng rộng rãi tronp ngôn ngữ thông thường hang ngay với những ý nghĩa rất khác nhau Trong các giờ khoa học tự nhiên học

sinh thường gặp MH tế bào, MH lò cao, MH động cơ đốt trong tức là vật có cấu

tạo không gian giống như vật thật mả ta cần nghiên cứu MH phân tử, MH nguyên tử là loại mô tả những vật thể mà ta chỉ biết được những tính chất của

chúng chứ không quan sát trực tiếp được MH quá trình dạy học lại không phản

ảnh quá trình nào cả mà là phản ánh một quá trình trưu tượng, MH cơn người

mới là MH mẫu mực mà ta phải vươn tới chứ không phải phỏng theo một thực

thể đang tôn tại

: Trong vật lí toc, V.A Stopho đã định nghĩa, “MH là một hệ thống được

hìrh dung trong óc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh

những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc

nghiên cứu MH sẽ cung cấp cho người ta những thông tin mới về đối tượng”

Định nghĩa này chưa nêu bật được tính chủ quan của MĩH Cùng một đổi tượng nghiên cứu chúng tz có thể xây dựng được nhiều MH khác nhau tuỳ thuộc vào

mục đích nghiên cứu và khả năng thực hiện của mỗi người Việc chọn thuộc tính

nảo và quan hệ nảo của đối tượng là đặc trưng tuỳ thuộc vào người nghiên cứu

Vì vậy, Geoffrey Gordon [18, :r.6] đã định nghĩa MH là hệ thống những

thêng tin về đối tượrg được thu thập nhằm mục đích nghiên cứu

—_————————————————————— r-r-r-y-rcvrcr-crF-rcr-rcr-crcrsrcrc—r-r-x-r=r=rn

UNG DUNG FHUONG PHAP MO PHONG TRON? (ANG DAY MON VE KY THOAT

CHO HE CPO BANG CO KH TAL TRUONG CAO DANG CONG NOHIEP SAD 00

=—=—ẼẼễẼEẼEEEEEEEEEEE£E£ẺÝ££££££§£§£ẽ4‹4‹:‹sasa:a:aaaa

Theo định nghĩa chung nhất, MH được hiểu là một thể hiện bằng thực thể hay bảng khái niệm một số thuộc tính và quan hệ đặc trưng của một đối tượng

nảo đó (gọi là nguyên hình) nhằm mục đích nhận thức sau [7]:

- Làm đối tượng quan sát thay cho nguyên hình

- Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy điển) về nguyên hình

1.2.1.3/ Tinh chat của MH

* Tính lý tưởng

Tính lý tưởng của MH khác với tính đơn giản ở chỗ, khi MH hoá người ta

không thê xây dựng được các tính chất giống hệt với nguyên hình, ví dụ như từ trường của dòng điện hay sóng của các loại ánh sáng Việc đơn giản hoá MH

lại là một hoạt động có chủ ý của người Xây đựng MH nhằm làm cho việc nghiên

cứu thuận lợi hơn Như vậy MH nào cũng có tính chất lý tưởng ít hay nhiều Nói

cách khác không có MH nảo giống hệt thực tiễn bởi nếu như vậy thì nó không

còn tính cách là vật đại diện, thay thế nữa

Tính chất lý tưởng của MĨH càng cao thì \MH càng khái quát và càng giúp

ta nhận thức được những nét chung nhất của hiện tượng và bao trùm được một số

càng lớn hiện tượng Nhưng càng khái quát, càng có tính lý tưởng cao thì khi sử dung MH để nghiên cứu thực thể càng gặp nhiều khó khăn vì MH càng rời xa

thực tế,

* Tinh chu quan

Mỗi khi tạo ra một MH đề nghiên cứu, người nghiên cứu cần phải có sẵn

sự hình dung trong óc về đối tượng cân nghiên cứu của họ theo những quan điểm —— _—_————_—_

UNG DUNG PHUDWG PHAP MO PHONG TRONG GIANG DAY MON VE 9 THUAT

CHO HE CAD DANG CO KHL TA TRUONG CAO DANG CONG NGHEP SAO 07

Trang 28 / 105

riêng của mình Trên thực tế mỗi người nhìn nhận một vấn đề trên những khía

cạnh, những góc độ khác nhau, do vậy sự quyết định tính chất và mối quan hệ

cơ bản của đôi tượng có khác nhau Điều này dẫn đến cùng một đôi tượng

nghiên cứu, mỗi người xây dựng cho mình một MH khác nhau, đó là tính chủ

quan của MH

1,2.1.4/ Phan loai MH

MH được sử dụng dé nghiên cứu hệ thống có thể được phân loại theo

nhiều cách khác nhau

Theo G Gordon [18, tr.9], MH duge phan loai trước hết thành MH vật lý

và MH toán học MH vật ly dựa trên sự tương tự giữa những hệ thống cơ và điện

hoặc hệ thống điện và thuỷ lực hay khí nén MH toán học :hì sử dụng những kí

hiệu vả phương trình toán học dé biéu thị một hệ thống, sác tính chất của hệ

thông được biểu diễn bằng các biến và hoạt động của hệ thống được biểu diễn bằng các hàm toán học gắn kết các biến,

O cap thir hai MH được phân thành MH tĩnh và MH động: MH tĩnh chỉ

cho những giá trị của hệ thông khi cân bằng, còn MH động có thể cho những giá trị của hệ thông thay đổi theo thời gian qua hoạt động của MH

Trong MH toán, cấp thứ ba trong phân loại MH được phân biệt theo cách

biểu diễn MH, đó là các biến đại diện cho đặc điểm của hệ thống, ta có MH

tương tự và MH sã

————_————

UNG DUNG PHAONG PHAP MO PHONG TRONG GANG DAY MON VE KY THUAT

CHO HE CAO DANG CO kil TAL TRUONG CAD DANG CONE WGHIEP SAD 0/2

Mo hinh vat ly Mô hình toán

Mô hình tĩnh | Mô hình động | | Mô hình tĩnh | Í Mô hình động

Mô hình số Mô hình tương tự | Mô hình số

[

MH hoa hé théng

Hinkh 1-6: Phan loai MH theo tỉnh chất của MXH

Trong luận văn này, có thể phân loại MH trên lý thuyết xây dựng MH đã

được Lẻ Thanh Nhu [10] tổng quát lại như trong hinh(1-8)

* MH vat ly) (MH thie thé)

MH vật lý là một hệ thông được hình dung trong óc hay được thực hiện

một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu MH sẽ cung cấp cho

ta những thông tin mới về đối tượng ví dụ như MH thang máy MH dao động

Noi chung cdc MH này được dùng trong quá trình thực nghiệm

did DUNG PHUG PHP WO PHONG TRON GIANG CHO HE CAD DANG CO MHI TAL TRUONG CAD BAY CONE MOE? SAD 00DAY MON UE £9 THUAT

MH vat ly MH khai niém

học lực hình

ø học học '

Hình ]-7: Phân loại MH theo lỷ thuyết xây dung MH

Dựa trên tiêu chuẩn cùng chất, giống nhau về chất, khác ahau vé chat gitta

nguyên hình và MH, MH thực thê được chia làm ba loại: MH trích mẫu, MH đồng dạng và MH tương tự

a/ MH trích mẫu

MH trích mẫu là một tập hợp những cá thể (thường gọi là tập mẫu) trích ra

từ một tông thể được xét Ở đây, MH là một thực thể cùng chất với nguyên hình,

lý thuyết MH là lý thuyết xác suất và thống kê toán học, cho phép chọn dung

ANG DUNG PRUE PHAP MO PHONG TRONG GUNG DAY MON VE £9 THUAT

CHO HE CAD DAW? CO kHi TAL TRUENE CAO BAVE CONG WEE? SAD 00

————————————————————

lượng tập mẫu theo độ chính xác và mức tin cậy cha trước, từ đó đánh giá thống

kê đúng đắn vẻ tổng thể MH trích mẫu được sử dung rộng rãi trong nhiều lĩnh

vực quen thuộc như: đánh giá chất lượng sản phẩm, điều tra xã hội học, nghiên

cứu mô trường sinh thai

Khi thiết lập MH trích mẫu, người ta dựa trên cơ sở lý thuyết mẫu, từ tông

thé cân nghiên cứu cho ra một số phân tử, gọi là tập mẫu, qua phân tích tập mẫu

người ta suy ra các kết luận về tông thể cần nghiên cứu Dựa trên lý thuyết xác

suất và thống kê toán học có thể tính được dung lrợng của tập mẫu đủ lớn để

thoả mãn độ chính xác và độ tin cậy cho trước vả tử các kết quả trên tập mẫu ta

sẽ được các đánh giá khác nhau về tông thé Ví dụ: để đánh giá độ ô nhiễm nước của một dòng sông, không thể mang cả dòng sôrg về phòng thí nghiệm dé

nghiên cứu, người ta phải lấy các mẫu nước ở các vị trí khác nhau, phân tích mẫu

nước và rút ra kết luận

b/ MH đông dạng

Hai thực thê gọi là đồng dạng khi các đại lượng vật lý cùng tên của chúng

tỷ lệ với nhau Đồng dạng hình học nếu chỉ có tỷ lệ về các chiều dải tương ứng,

đồng dạng động hình học nếu có tỷ lệ về các lực tương ứng Dễ dàng nhận thấy

rằng đồng dang động hình học thì cũng, dong dang hinh hoe va đồng dạrg động

lực học thì cũng đồng đạng độrg hình học

MI: đồng dạng là một thực thê có các thông số vật lý cùng tên với nguyên

hình (tức là giồng chất với nguyên hình) và được xác định theo lý thuyết đồng

dạng

—————————————————————

UNG DUNG PRUNE PHAR MO PHONG TROWG GANG OAY MON VE KO THUAT CHO HE CAO DANG CO kil Tar TRUtWe CAD DAVE CONG NOHEP SAO 00

Trang 32 / 105

==ễ==ễ=£ễ“——ễễễễễễ—ễẼEẼễẼễẼễẼẼễÏ]ẻ Theo lý thuyết đồng dạng, điều kiện cần và đủ để ha' thực thé đồng dạng

là mô tả toán hẹc của chúng chỉ khác nhau vẻ trị số của các đại lượng có thứ

nguyên (giống chất) và các chuẩn số của chúng bằng nhau từng đôi một

Mỗi chuẩn số này là một giá trị (không có thứ nguyên) của một nhóm biến đặc trưng cho thực thê

Ví dụ: các chuẩn số đồng dạng thường gặp trong động lực học chất lưu là: - Số Reynold Re = v//u Là tỷ số giữa lực quán tỉnh và lực nhớt

- Số Mach M = víc là tỷ số giữa lực đàn hồi và lực quán tính, đánh giá ảnh

hưởng của tính nắn được của chất lưu

Từ kết qu¿ nhận được trên MH có thể suy ra nguyên hình thông qua tỷ số

đồng dạng Tuỳ theo các chuẩn cứ đồng dạng: hình học, động hình học, hay

động lực học, cé những MH đồng dạng tương ứng Bản vẽ kỹ thuật, MH máy

ey MH lò cao là những ví dụ về MH đồng dạng hình học Loại MH này chỉ

sử dụng ở giai đoạn thấp của quá trình nhận thức khi cần hình thành những biểu tượng hoặc thu thập kiến thức có tính chất kinh nghiệm Những kiến thức thu

được trên MH là những tính chất bên ngoài của hiện tượng, của đối tượng thực

c( Mô hình tương tự

Hai thực thể khác nhau về bản chất vật lý được gọi là MH tương tự khi trạng thái của chúng được mô tả bằng cùng một hệ phương trình vi phân và

điều kiện đơn trị

MH tương tự là một thực thể có những thông số vật lý khác tên với

nguyên hình và được xác định theo lý thuyết tương tự MH này thường được gọi

UNG DUNG PHUOWG PHAP MO PHONG TRONG GAVE DAY MON VE KE THUAT

CHO bE CAO DANG CO KH TA TRUONG CAO BANE CONG NGHIEP SAO 02

—— — ¬ ————————— ees

tên theo chất liệu của MH và nguyên hình, ví dụ MH điện — cơ, trong đó quá

trình đao động cơ học ở nguyên hình (chẳng hạn một kết cầu thép) được mô tả

bằng cùng một phương trình vi phân với quá trình dao động điện ở MH (là một

mạch điện tương ứng) Từ đáp ứng tân số hay đáp ứng thời gian (dạng tín hiệu

tương tự) trên MH điện, theo thuyết tương tự, có the de dang suy ra trạng thái

dao động của nguyên hình cơ:

* MH khai niém

MH khái niệm là hệ thống những ký hiệu dùng với tư cách là MH: hình

vẽ, sơ đỏ, đồ thị, chữ cái, các công thức, phương trình toán học MH kkải niệm

khác với MH thực thẻ ở chỗ đây là các MH có tính chất hình thức, trừu tượng

Điền hình của loại MH này là các MH toán học

MH toán học là MH khái niệm dưới dạng một cấu trúc hay một hệ thức

toán học Như vậy MH toán học đùng các ngôn ngữ toán học đẻ khảo sát, nghiên

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRONG GIANCOAY MON VE KY THUAT

CHO HE CAO DANG CO thi TAI TRUONG CAD BANG CONG NOHEP SAD BO

Trang 34 / 105

-————————— —_———_——— cứu đối tượng Nguyên tắc của việc MH hoá toán học như sau: để nghiên cứu

nguyên hình mà không thẻ tiến hành đo đạc trực tiếp được, người ta tiến hành đơn giản hoá nguyên hình, chỉ giữ lại những yếu tổ cần thiết nhất và dùng các biểu thức toàn học để mô tả trạng thá: của nguyên hình Việc giải các phương

trình trạng thái trên được thực hiện bằng các MH toán học trên máy tính điện tử

(tương tự hoặc số) Cuối cùng, các kết quả thu được từ MH sẽ được phân tích, so

sánh và diễn giải với nguyên hình Nếu việc phân tích và so sánh cho thấy sự tương tự giữa nguyên hình và MH thì từ đây ta có thể thay đôi các tham số của MH và nghiên cứu rồi đưa ra các kết lận tương ửng đối với nguyên hình

Chăng hạn như tất cả các đại lượng q biến thiên thoả mãn phương trình

q+w*.q = 0 đều biển thiên theo một dao động điều hoà Bởi vậy có thể dùng công thức đỏ là MH của mọi loại dao động điều hoà không phụ thuộc vào bản chất

dao động ”

Mục đích của MH hoá là thay thế đối tượng nghiên cứu bằng phương trình

sao cho có thể thu được những thông tin cần thiết một cách để dàng nhất Bởi

vậy có thê ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức xuất phát từ những yếu tổ quan sát được (lực đàn hồi) để xây dựng MH dao động điện không quan sát trực

tiếp được MH khái niệm có thể phân chia thành hai loại như sau: Mõ hình hệ thức

Là MH dùng hệ thức hay phương trình toán học đẻ mô tả trạng thái của

đôi tượng nghiên cứu Chúng có thẻ là:

- Tất định: mô tả bằng các đại lượng có trị số xác định

———rFm

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRONG GIANG DAY MON VE KY THUAT

CHO HE CAD DAWG CO KHI TAI TRUONG CAD AWE CONG NOHIEP SAO 00

` ——m—m====—————————

- Ngẫu nhiên: mô tả bằng các đại lượng có giá trị ngẫu nhiên (theo lý

thuyết xác suất thống kê)

Mô hình cấu trúc

MH cấu trúc dùng cấu trúc toán học để mô tả cấu trúc và trạng thái bên

trong của nguyên hình Một tập hợp nào đó được trang bị một cầu trúc toán học

là một tập hợp trên đó đã cho một hoặc nhiều quan hệ, một hoặc nhiều luật hợp

thành trong hay ngoài, một hoặc nhiều topo với những tính chất cơ bản cho trước

phát biểu trong những mệnh đề gọi là tiên đề của cấu trúc

Có ba loại cầu trúc cơ bản:

- Cấu trúc thứ tự: có quan hệ trước sau, trên dưới ví dụ: dùng một graph

có hướng đề mô tả tiến trình của một công việc

- Cau tric đại số: có một luật hợp thành (trong hoặc ngoài) Ví dụ: các

mạch logic là MH của đại số logic

- Cau tric topo: có xác định lân cận bất biến trong các phép biến đổi liên

tục

Trong thực tế thường gặp những MH là kết hợp của các loại MH trên, ví dụ như MH lược tả MH lược tả là MH biểu diễn bằng hình học trực quan của những thuộc tính hay quan hệ nào đó (hình học hoặc phi hình học) của đối tượng

được xét Các lược đỗ cầu trúc của một hệ thống, lưu đồ lập trình cho máy tính,

lưu đồ vận hành của một thiết bị, biểu đỗ tiến độ của một quá trình là những ví dụ thường gặp của MH này MH lược tả ngoài lợi ích về quan sát, trong nhiều

trường hợp, giúp ích cho việc nghiên cứu phương án quy hoạch, phân bố hợp lý trên nguyên hình

UNG DUNG PHUONG PHAP MO PHONG TRONG GANG DAY MON VE KP THUAT

CHO HE CAO DANG CO tel Tar TaD CAO DANG COWIE NOME SAD OO

‘Trang 36 / 105

———————

1.2.1.5/ Phương pháp mô phỏng

Phương pháp dạy học (PPDH) có sử dụng mô phỏng là một trong những

phương pháp dạy và học, trước hết là các môn khoa học tự nhiên va kỹ thuật, có

hiệu quả cao về nhiều mặt, như trực quan, sinh động, gây hứng thú học tập và

nghiên cứu, phát huy tư duy sing tạo

Mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên MH, vì

thế PPMP cũng có tên gọi tương ứng theo MH được sử dụng, như: mô phỏng

hình học, mô phỏng tương tự, mô phỏng số, Cùng một đối tượng, tuỳ thuộc vào mục đích và điều kiện khảo sát, có thể MH hoá dưới những dạng khác nhau,

vi thé có thể có nhiều cách mô phỏng khác nhau tương ứng Trong công nghệ day hoe ở nước ta hiện nay, ngoài phương pháp quen thuộc là hình vẽ, đồ dùng, dạy học trực quan và các phương tiện nghe nhìn mà thảy trỏ khó tham gia tạo dựng, cải tiến, như đóng phim, băng hinh do may tinh ngày cảng phổ biển, các

PPMP bằng đồ hoạ vi tính đã trở thành hiện thực ở khá nhiều trường Tuy nhiên việc chọn phần mềm tin học nào phù hợp với thực tế trong nước, sản phẩm mô

phỏng nảo là thích hợp với thực tế trong nước, sản phẩm mô phỏng nào cần tạo trước và làm cụ thể như thể nào hiện nay đang là vấn để mà ngành SPKT va dạy nghề cần quan tâm nghiên cứu

SS

NG DUNG HUONG PuedP WO PHONG TRON GIANG DAY MON VE 9 THAAT

HO HE CAO GANG CO kit Te TRUONG GAO BANG CONG NHL? $0 80

* Cấu trúc của PPMP

PPMP tiến hành theo 3 bước:

(1) MH hod: Tir mye dich nghiên cứu, cần xác định, lựa chọn một số tính chất và mỗi quan hệ chính của đối tượng nghiên cứu đồng thời loại bỏ những tính chất và mối quan hệ thứ yếu để xây dựng MH

Bằng quan sát thực nghiệm người ta xác định được một tập hợp những

tính chất của đổi tượng nghiên cứu Thông thường, do kết quả của sự tương tự người ta đi đến hình dung sơ bộ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu, tức là đi đến một MH sơ bộ, chưa đầy đủ Trong giai đoạn này trí tưởng tượng và trực

itt vai trd quan trọng, nhờ đó người ta mới loại bỏ được những tính chất và

mỗi quan hệ thứ yếu của đối tượng nghiên cứu, thay nó bằng MH chỉ mang tính

chất và những mỗi quan hệ chính mà ta phải quan tâm MH lúc ban đầu mới có trong óc người nghiên cứu Nó trở thành mẫu dựa vào đó nhà nghiên cứu xây

đựng những MH thật (nếu nhà nghiên cứu dùng phương pháp MH vật chất) Trong trường hợp MH lý tưởng thì người ta đem đối chiếu trong óc MH với

những vật, những hiện tượng mả người ta đã quen biết

(2) Nghiên cứu MH (tính toán thực nghiệm ) để rút ra những hệ quả lý

thuyết,

luận về đối tượng nghiên cứu,

Ne Duke Pluto PuAP MO Pudive TRON Gide DAY MON UE +? THAT

HO HE C40 OAte C0 ke Ta TRatg CAD BAN CL AGH? SHO 07

Trang 38 / 105 ee

Sau khi MH được xây dựng, người ta áp dụng những phương pháp lý thuyết hoặc thực nghiệm khác nhau từ tư duy trên MH và thu được kết quả, những thông tin mới đối với các MH vật chất thì người ta làm thí nghiệm thực

trên MH Còn đối với các MH lý tưởng thì tiến hành thao tác trên MH trong óc,

tức là áp dụng những phép tính hay những phép phân tích logic trên các ký hiệu

Người ta coi công việc này như là một thí nghiệm đặc biệt gọi là thí nghiệm

tưởng tượng

Trong phương pháp MH khái niệm người ta đã biết trước được hành vi của MH trong những, điều kiện xác định Điều người ta muốn biết thêm là hệ quả của những hành vi đó như thé nao

(3) Đối chiến kết quả thu được trên MH với kết quả thực tiễn đồng thời

xét tính hợp thức của MH Trong trường hợp kết quả không phù hợp với thực

es phải chọn lại MH ,

Nếu bản thân MH là một phần tử cầu tạo của nhận thức thì cần phải kiểm

tra sự đúng đắn của nó bằng cách đối chiếu kết quả thu được từ MH với những kết quả thu được trực tiếp từ MH gốc Nếu sai lệch thì phải điều chỉnh ngay

chính MH, có trường hợp phải bỏ hắn MH đó bằng một MH khác

Nếu bản thân MH không phải là đối tượng của nhận thức mà chỉ là

phương tiện để nghiên cứu thì việc xử lý kết quả, hợp thức MH là phải phân tích

những kết quả trên MH thành những thông tỉn thực về đối tượng nghiên cứu (ví

dụ như MH kỹ thuật, MH toán học ) néu những thông tin ấy không phù hợp thì cũng phải chỉnh lý lại MH,

————cccc>Ƒ_—Ệ——_—

UNG DUNG PHONG PHAP MO PHONG TRONG (ANG DAY MON VE k? THUAT

CHO HE CAD DANG CO KH TAY TRUONG CA DAWG CONG WOHIEP SAO 00