Dạy học môn thiết kế bằng máy tính theo phương pháp đảo ngược tại trường cao đẳng nghề kinh tế kỹ thuật bắc ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THỊ HIỀN DẠY HỌC MÔN THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH THEO PHƯƠNG PHÁP ĐẢO NGƯỢC TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH : LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHUYÊN SÂU : SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN NGƯỜI HƯỚNG DẪN TS LÊ THỊ MINH THANH PGS.TS NGÔ TỨ THÀNH Hà Nội – Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành vào tháng năm 2017 Viện Sư phạm kỹ thuật, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy, TS Lê Thị Minh Thanh – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng PGS.TS Ngơ Tứ Thành - Viện Sư Phạm kỹ thuật – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội người trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ, bảo tơi suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cám ơn thầy cô Viện Sư phạm kỹ thuật, Viện Điện Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ suốt thời gian học tập, nghiên cứu trường cho ý kiến đóng góp sâu sắc phương hướng nghiên cứu luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu, cán bộ, giáo viên sinh viên Trường Cao Đẳng Nghề Kinh tế- Kỹ thuật Bắc Ninh tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ tơi q trình nghiên cứu làm việc, thu thập thơng tin để hồn thành luận văn Trong trình nghiên cứu, cố gắng khơng tránh khỏi thiếu sót định Rất mong nhận dẫn đóng góp ý kiến hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp, bạn đọc quan tâm đến đề tài luận văn để bổ sung cho đề tài hoàn thiện Hà nội, ngày10 tháng năm 2017 Tác giả Lê Thị Hiền LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tơi viết luận văn tìm hiểu nghiên cứu thân Mọi kết nghiên cứu ý tưởng tác giả khác, có, trích dẫn cụ thể Đề tài luận văn chưa bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ toàn quốc nước chưa công bố phương tiện thơng tin truyền thơng Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm tơi cam đoan Hà nội, ngày 10 tháng năm 2017 Người cam đoan Lê Thị Hiền MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC ĐẢO NGƯỢC 14 1.1 Tổng quan dạy học đảo ngược 14 1.1.1 Thực trạng sử dụng ICT dạy học vào đổi phương pháp dạy học 14 1.1.2 Mô hình lớp học đảo ngược (flipped classroom) 16 1.1.3 Tổng quan kết nghiên cứu lớp học đảo ngược 18 1.1.4 Các ưu, nhược điểm mơ hình lớp học đảo ngược 20 1.2 Các nguyên tắc thực lớp học đảo ngược 21 1.2.1 Cơ sở lý luận chung mơ hình lớp học đảo ngược 21 1.2.2 Phương pháp dạy học đảo ngược tảng ICT q trình truyền thơng 22 1.2.3 Chuyển từ cách dạy “một cho tất cả” sang “cá nhân hóa” người học 24 1.2.4 Học nhà, làm tập lớp 24 1.2.5 Khai thác mạnh ICT lớp học trực tuyến ưu điểm lớp học truyền thống “dạy học đảo ngược” 25 1.2.6 Xây dựng câu hỏi TNKQ dạy học tương tác lớp học đảo ngược 26 1.3 Xây dựng quy trình thực lớp học “đảo ngược” 28 1.3.1 Một số bước chuẩn bị giảng ghi hình 28 1.3.2 Các bước thực lớp học đảo ngược 29 Mơ hình người GV dạy học đảo ngược (gọi tắt GV đảo ngược) 31 CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG DẠY HỌC MƠN THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ-KỸ THUẬT BẮC NINH 34 2.1 Giới thiệu khái quát trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật 34 Bắc Ninh 34 2.1.1 Khái quát Nhà trường: 34 2.1.2 Công tác đào tạo, chức năng, nhiệm vụ Nhà trường 34 Công tác đào tạo 34 2.1.3 Cơ sở vật chất cho đào tạo, đào tạo nghề Điện tử công nghiệp 36 2.2 Chương trình đào tạo mơn học thiết kế mạch máy tính trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Ninh 37 2.2.1.Vị trí, tính chất điều kiện thực môn học thiết kế mạch máy tính 37 2.2.2 Mục tiêu môn học thiết kế mạch máy tính 38 2.2.3 Nội dungcủa mơn học thiết kế mạch máy tính 38 2.2.4 Hướng dẫn thực chương trình mơn học thiết kế mạch máy tính 40 2.3 Bài giảng phương pháp dạy học môn học thiết kế mạch máy tính trường CĐN kinh tế - kỹ thuật Bắc Ninh 42 2.3.1 Bài giảng môn học thiết kế mạch máy tính nghề Điện tử cơng nghiệp 42 2.3.2 Phương pháp dạy học môn học thiết kế mạch máy tính Nhà trường 43 2.3.3 Phương tiện, trang thiết bị cho dạy họcmơn học thiết kế mạch máy tính 44 2.3.4 Kiểm tra, đánh giá mơn học thiết kế mạch máy tính 46 2.3.5 Thực trạng thái độ học tập mơn học thiết kế mạch máy tính sinh viên 46 2.4 Đánh giá chung dạy học môn học thiết kế mạch máy tính trường CĐN kinh tế - kỹ thuật Bắc Ninh 47 CHƯƠNG III: DẠY HỌC MÔN THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH THEO MƠ HÌNH LỚP HỌC ĐẢO NGƯỢCTẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ-KỸ THUẬT BẮC NINH 50 3.1 Xây dựng giảng mơn thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược 50 3.1.1 Tiêu chí xây dựng giảng 50 3.1.2.Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch 50 3.1.3 Cơ sở khoa học lựa chọn “lớp học đảo ngược” dạy mơn “thiết kế mạch máy tính 52 3.2 Các giải pháp nâng cao chất lượng dạy học môn “Thiết kế mạch máy tính” theo mơ hình đảo ngược 54 3.2.1 Giải pháp chung: Khắc phục nhược điểm lớp học đảo ngược 54 3.2.2 Xây dựng câu hỏi cho SV nghiên cứu nhà học lớp 55 3.3 Xây dựng số giảng cho mơn “Thiết kế mạch máy tính” 56 3.4 Kiểm chứng đánh giá giảng môn “Thiết kế mạch máy tính” theo mơ hình lớp học đảo ngược 83 3.4.1 Mục đích việc kiểm chứng giảng “Thiết kế mạch máy tính” theo mơ hình lớp học đảo ngược 83 3.4.2 Đối tượng thời gian tiến hành kiểm chứng 83 3.4.3 Cách thức tiến hành kiểm chứng 84 3.4.4 Kết kiểm chứng đánh giá 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC 98 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ICT, CNTT: công nghệ thông tin KHCN: khoa học công nghệ CĐN: cao đẳng nghề ĐTCN: điện tử công nghiệp QTDH: trình dạy học MTDH: mục tiêu dạy học PPDH: phương pháp dạy học PTDH: phương tiện dạy học NDDH: nội dung dạy học 10 HTTC: hình thức tổ chức 11 TNKQ: trắc nghiệm khách quan 12 HS: học sinh 13 GV: giáo viên 14 SV: Sinh viên 15 CSSX: sở sản xuất 16 CNDH: công nghệ dạy học 17 NL : Năng lực 18 DHTT: Dạy học tương tác DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ Hình 1.1 Thang đo tư Bloom 17 Hình1.2 Mơ hình người học trung tâm 23 Hình1.3 Các bước thực lớp học đảo ngược SV 29 H2.6 H2.7: Hình ảnh Bàn thực tập mơn Thiết kế mạch máy tính 46 Hình 3.1 Lỗicài đặt phần mềm 58 Hình 3.2 Giao diện cài phần mềm Orcad 9.2 cho Win 59 Hình 3.3 Giao diện Crack 59 Hình 3.4.IC 74LS138 60 Hình 3.5 đến hình 3.18 Tạo linh kiện mới: IC 74LS138 60 Hình 3.19 Mạch dao động đa hài 71 Hình 3.20 đến hình 3.40 Thiết kế mạch in: Mạch dao động đa hài 71 DANH MỤC BẢNG BIỂU B2.1: Bảng nội dung tổng quát phân phối thời gian môn học thiết kế mạch máy tính nghề ĐTCN 40 B2.2: Bảng đánh giá mức độ khó mơn học thiết kế mạch máy tính nghề ĐTCN 41 B2.3: Bảng đánh giá mức độ quan trọng mơn học thiết kế mạch máy tính nghề ĐTCN 42 B2.4:Bảng đánh giá mức độ vận dụng kiến thức môn học thiết kế mạch máy tính nghề ĐTCN vào thực tiễn sản xuất 42 B2.5: Bảng đánh giá mức độ sử dụng PPDH GV giảng dạy môn học 43 B2.8: Bảng khảo sát mức độ hứng thú đối môn học thiết kế mạch máy tính SV 47 B2.9: Bảng khảo sát mức độ lĩnh hội nội dung giảng môn học thiết kế mạch máy tính SV 47 B2.10: Bảng khảo sát thái độ tham gia xây dựng giảng môn học thiết kế mạch máy tính SV 47 B3.41: Cặp lớp thực nghiệm - đối chứng 84 PHIẾU KHẢO SÁT THỰC TRẠNG VỀ NHẬN THỨC, THÁI ĐỘ CỦA SV ĐỐI VỚI MÔN HỌC Thân gửi GV bạn sinh viên Trường, Nhằm thu thập ý kiến đóng góp phản hồi vềnhận thức, thái độ SV môn học, đồng thời nâng cao chất lượng giảng dạy học tập Trường cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Ninh gửi phiếu đến bạn, mong bạn vui lịng cung cấp thơng tin theo nội dung cách đánh X vào ô chọn lựa điền thông tin vào khoảng trống Nhà trường đảm bảo thông tin cá nhân phiếu khảo sát hoàn toàn bảo mật (Chú ý: Các bạn khơng cần ghi tên phiếu này) Học kỳ: Năm học: Họ tên Giảng viên: Khoa/Bộ môn: Họ tên Sinh viên: Lớp (của bạn): - Mức độ hứng thú SV với môn học: Mức độ Rất hứng thú Hứng thú Ít hứng thú Khơng hứng hứng thú thú SV Bảng khảo sát mức độ hứng thú đối môn học thiết kế mạch máy tính SV - Mức độ lĩnh hội nội dung kiến thức qua giảng Mức độ lĩnh hội Trên 50% Dưới 50% SV Bảng khảo sát mức độ lĩnh hội nội dung giảng môn học thiết kế mạch máy tính SV - Thái độ tham gia vào việc xây dựng giảng SV Thái độ Nhiệt tình Bình thường Khơng nhiệt tình SV Bảng khảo sát thái độ tham gia xây dựng giảng mơn học thiết kế mạch máy tính SV 101 Theo bạn, để nâng cao nhận thức, thái độ SV mơn học Giảng viên; Khoa; Nhà trường cần làm gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Chân thành cảm ơn hỗ trợ bạn 102 PHỤ LỤC Xây dựng số câu hỏi trắc nghiệm khách quan hình ảnh cho 1: “Cài đặt phần mềm máy tính” “Thiết kế mạch in” Dạng câu hỏi - sai STT Câu hỏi Đây cửa sổ làm việc Orcad Capture Đây phép đặt tham số khung vẽ Đây lỗi yêu cầu nên tắt hết chương trình diệt virut 103 Đúng Sai Các bước khởi động chương trình Bước chọn đơn vị đo kích thước cho vẽ vẽ Ở tab Colors/Print bạn lựa chọn m màu sắc hiển thị cho chức vàà linh ki kiện 104 Bước đặt tham số định dạng khung cho vẽ Khung tên vẽ bạn thay đổi nội dung nằm hai dấu ngặc Màn hình khởi động Chương trình Capture CIS 105 10 Nếu xuất dịng thông báo “ Fixed Patch finished – Success: All patches applied “ hình trình cài Crack thành cơng 11 Màn hình làm việc Layout Plus 12 Hộp thoại Load Netlist Source yêu cầu bạn chọn file netlist có MNL tạo OrCAD Capture Nhấp Open để chọn mở file Netlist 106 13 Tại hộp thoại Save File As bạn nhập vào đường dẫn tên file mà bạn muốn lưu thiết kế Mặc định Layout Plus đặt tên file mặc định trùng với file netlist lưu thư mục chứa project 14 Quay lại hình làm việc Layout xuất hộp thoại sau: 107 15 Hộp thoại Footprint for DIODE xuất hiện, lần sử dụng bạn phải add thư viện vào cách nhấp chuột trái vào nút Add 16 Hộp thoại Edit Component xuất hiện, bạn sửa lại tên giá trị linh kiện, Nhấp chuột vào Footprint để thay đổi footprint 17 Từ hộp thoại Select Footprint ta lựa chọn footprint thích hợp Tuy nhiên khơng tìm thấy footprint phù hợp ta phải tạo fooprint cho phù giợp với linh kiện 108 18 Ở hộp thoại Create New Footprint Nhập tên linh kiện mục Name of footprint, 19 Điền tên footprint tạo, sau click vào Create New Library để tạo thư viện 20 Để thiết lập luật khoảng cách cho pads, tracks vias Bạn chọn View Spreedsheet từ Toolbar Chọn Strategy -> Route Spacing 109 PHỤ LỤC PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN GIÁO VIÊN Để hỗ trợ cho việc nghiên cứu đề tài “Dạy học môn Thiết kế mạch máy tính theo phương pháp đảo ngược trường Cao dẳng nghề Kinh tế- Kỹ thuật Bắc Ninh”, mong Thầy, Cô cộng tác cách trả lời câu hỏi cách đánh X vào ô chọn lựa điền thông tin vào khoảng trống Tính khả thi đề tài Khả chuẩn bị GV nội dung kiến thức, nội dung kiểm tra, phương tiện kĩ thuật dạy học… Tiêu chí GV Tốt Bình thường Khó thực Khơng thực Khả vận dụng đề tài để thiết kế hoạt động GV SV phối hợp hoạt động này: Tiêu chí GV Tốt Bình thường Khó thực Khơng thực Khả áp dụng kết hợp hình thức kiểm tra đánh giá GV với việc SV tự đánh giá lực thân kết học tập sau học: 110 Tiêu chí GV Tốt Bình thường Khó thực Khơng thực Đánh giá giảng sử dụng giảng theo mơ hình lớp học đảo ngược dạy học: GV cho đạt Tiêu chí HS tham gia thực hành nhiều Kích thích hứng thú học tập SV Truyền đạt nhiều kiến thức HS dễ hiểu bài, tiếp thu nhanh Chất lượng học nâng cao Đánh giá dạy sử dụng giảng theo mơ hình lớp học đảo ngược Tiêu chí GV Tốt Bình thường Khơng tốt Sử dụng giảng theo mơ hình lớp học đảo ngược vào môn học, module khác để kết cao nhất? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các khó khăn thực dạy học giảng theo mô hình lớp học đảo ngược: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 111 Dạy học sử dụng giảng theo mơ hình lớp học đảo ngược có đáp ứng nhu cầu đổi phương pháp dạy học không? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Chân thành cảm ơn hỗ trợ bạn 112 PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN SINH VIÊN Để hỗ trợ cho việc nghiên cứu đề tài “Dạy học mơn Thiết kế mạch máy tính theo phương pháp đảo ngược trường Cao dẳng nghề Kinh tế- Kỹ thuật Bắc Ninh”, mong bạn cộng tác cách trả lời câu hỏi cách đánh X vào ô chọn lựa điền thông tin vào khoảng trống (thang điểm - thấp nhất; - cao nhất) TT Điểm số đánh giá tỷ lệ (%) Nội dung câu hỏi 01 Dạy học môn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược cần thiết? 02 Khi học môn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược có hứng thú khơng? 03 Tính chủ động học tập có cải tiến khơng? 04 Mức độ hiểu bài? Ýkiến khác: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Chân thành cảm ơn hỗ trợ bạn 113 PHIẾU XIN Ý KIẾN CHUYÊN GIA Để đánh giá hiệu việc dạy học môn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược Mong q thầy, vui lịng cho biết ý kiến theo nội dung ghi phiếu (xin vui lịng đánh dấu (x) vào phù hợp) Xin cảm ơn quý thầy, cô ! Đánh giá tỷ lệ (%) TT Đồng ý Nội dung câu hỏi Không Không có ý đồng ý kiến Dạy học theo mơn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược phù hợp? Quá trình thiết kế giảng theo mơ hình lớp học đảo ngược dễ áp dụng để dạy học môn Thiết kế mạch máy tính? Dạy học theo mơn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược gây hứng thú cho học sinh, sinh viên học tập? Dạy học môn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược có tính thực tiễn cao? Dạy học mơn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược phát triển tư sáng tạo học sinh, sinh viên ? Đánh giá tính cần thiết việc dạy học môn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược 114 Đánh giá tỷ lệ (%) Nội dung câu hỏi Rất cần thiết Tương đối cần thiết Không cần thiết Dạy học mơn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược cần thiết? Đánh giá tính khả thi việc dạy mơn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược Đánh giá tỷ lệ (%) Nội dung câu hỏi Rất khả thi Dạy học môn Thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược khả thi? 115 Khả thi Không khả thi ... trạng dạy học môn thiết kế mạch máy tính trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Ninh Chương III: Dạy học mơn thiết kế mạch máy tính theo mơ hình lớp học đảo ngược trường Cao đẳng nghề Kinh tế. .. PPDH Trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Ninh trình bày chương 49 CHƯƠNG III: DẠY HỌC MƠN THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH THEO MƠ HÌNH LỚP HỌC ĐẢO NGƯỢCTẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ-KỸ THUẬT... THỰC TRẠNG DẠY HỌC MÔN THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ-KỸ THUẬT BẮC NINH 34 2.1 Giới thiệu khái quát trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật 34 Bắc Ninh