Thực trạng nhận thức của giáo viên về đổi mới phương pháp dạy học
Để có những cơ sở cho việc vận dụng PPMP vào dạythực hành, tác giả luận văn đã tiến hành khảo sát thực trạng nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học, tác giả đã tiến hành điều tra bằng phiếu hỏi đối với 12 giáo viên và 5 cán bộ quản lý với mẫu phiếu số 1 (xem phụ lục 2).
36
Đối tượng khảo sát
Mức độ đánh giá và tỷ lệ (%) Rất quan trọng Quan trọng Ít quan
trọng Không quan trọng Cán bộ quản lý 05/05 100% 0 0 0 Giáo viên 09/12 75% 03/12 25% 0 0
Bảng 2.1. Nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của việc đổi mới PPDH
Nhận xét: Như vậy qua kết quả khảo sát bằng phiếu hỏi cán bộ quản lý và giáo viên của trường cho thấy rằng đa số các cán bộ quản lý và giáo viên đều thấy được tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học do đó việc áp dụng phần mềm vào thiết kế bài giảng theo phương pháp mô phỏng là rất phù hợp và có tính khả thi. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Rất quan trọng Quan trọng ít quan trọng Không quan trọng Cán bộ quản lý 100 0 0 0 Giáo viên 75 25 0 0
37
Thực trạng về mức độ sử dụng các phương pháp và kỹ thuật dạy họcvới mẫu phiếu số 2 (xem phụ lục 2): TT Phương pháp thực hiện Mức độ đánh giá và tỷ lệ (%) Thường xuyên Thỉnh thoảng Không thực hiện 1 Phương pháp thuyết trình 12/12 0 0 2 Phương pháp trực quan 0 12/12 0 3 Phương pháp nêu vấn đề 0 12/12 0
4 Phương pháp dạy học thảo
luậntheo nhóm 0 8/12 04/10
5 Phương pháp angorit hoá 0 0 12/12
6 Phương pháp chương trình hoá 0 0 12/12
7 Phương pháp dự án 0 0 12/12
8 Phương pháp mô phỏng 0 06/12 06/12
Bảng 2.2. Thực trạng vềmức độ sử dụng các phương pháp dạy học
Về thực trạng mức độ sử dụng các phương pháp và kỹ thuật dạy học, tác giả đã tiến hành khảo sát 12 GV đã và đang giảng dạy trong bộ môn CNTT của
100 0 0 0 0 0 0 100 100 60 0 0 0 0 0 60 100 100 0 20 40 60 80 100 120 PP thuyết trình PP trực quan PP nêu vấn đề PP dạy học thảo luận theo nhóm PP angorit PP chương trình hóa
38
trườngvề nhận thức và mức độ sử dụng các phương pháp và kỹ thuật dạy học. Mẫu
phiếu số 2 (xem phụ lục 2). Kết quả điều tra được thể hiện ở bảng 2.2
Nhận xét: Thực tế cho thấy đa số các giáo viên thường xuyên sử dụng phương pháp thuyết trình để lên lớp, đôi khi có sử dụng phương pháp trực quan. Các phương pháp dạy học tích cực như: Phương pháp mô phỏng, phương pháp đàm thoại, phương pháp nêu vấn đề, ứng dụng CNTT trong dạy học…. các giáo viên chưa áp dụng thường xuyên, thậm chí không thực hiện. Điều đó chứng tỏ rằng các giáo viên vẫn chưa thực sự quan tâm đến việc đổi mới phương pháp dạy học mặc dù đã xác định việc đó là rất quan trọng.
Đặc biệt các GV chưa thường xuyên thực hiện dạy học theo phương pháp mô phỏng. Do vậy chưa phát huy được ưu thế của công nghệ thông tin trong dạy học, chưa kích thích và chưa gây được hứng thú học tập của sinh viên. Sinh viên không có cơ hội tự học. Đặc biệt chưa giảm được kinh phí trong đào tạo và chưa khắc phục được tình trạng thiếu thiết bị, lãng phí thời gian và chất lượng dạy học không cao. 2.3. XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC
2.3.1. Nguyên tắc xây dựng
2.3.1.1. Phải phù hợp với mục tiêu, nội dung dạy học
Một bài mô phỏng được xây dựng phải có nội dung phản ánh phù hợp với mục tiêu, nội dung từng bài giảng, bài giảng đó phải nhằm làm sáng tỏ lý thuyết, từ đó hình thành nên kỹ năng cần thiết cho người học. Không tuân thủ điều kiện này bài mô phỏng có thể không sát với lý thuyết bài học, xa rời trọng tâm bài học hoặc không phù hợp với đối tượng học tập dẫn tới khó hiểu, phân tán tập trung suy nghĩ của người học.
Nội dung mô phỏng cần được xác định phù hợp với tính chất, những thế mạnh của mô phỏng. Cần xác định rằng mô phỏng không thể thay thế hoàn toàn các mô hình thật, tuy nhiên cũng cần khai thác triệt để những chương trình mô phỏng với đối tượng quá phức tạp, khó quan sát, không thực hiện được hoặc chi phí quá cao. Đây là vai trò hữu ích được ghi nhận cho hình thức mô phỏng.
39
Việc xác định nội dung mô phỏng cần căn cứ kết quả của quá trình phân tích cấu trúc, đặc điển, nội dung, điều kiện thực hiện một cách thận trọng có khoa học.
2.3.1.2. Phải có tính khả thi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đơn giản trong sử dụng: bài mô phỏng được xây dựng có thể dành cho người áp dụng trong khi giảng dạy, thao tác mẫu hoặc cũng có thể cho chính người học nghiên cứu khai thác sau khi được hướng dẫn cơ bản. Do vậy tính đơn giản phải được xét tới trong quá trình xây dựng chương trình mô phỏng. Nó được thể hiện ở các khía cạnh:
Tính đơn giản của đối tượng, trang thiết bị tham gia vào quá trình làm mô phỏng
Tính đơn giản trong quy trình thực hiện
Tính đơn giản trong thao tác khảo sát
Tính đơn giản trong việc thể hiện kết quả khảo sát 2.3.1.3. Phải có hiệu quả
Không giống với mô phỏng trên mô hình thực, mô phỏng với sự trợ giúp của máy tính, quá trình mô phỏng được thể hiện qua mối quan hệ giữa tác động và kết quả. Nghĩa là nếu tác động đúng thì cho kết quả đúng, ngược lại nếu sai sót trong một thao tác nào đó có thể dẫn tới kết quả không đúng.
Vì mô phỏng số là quá trình xây dựng mô hình thông qua các phần mềm máy tính để thay thế cho các mô hình thực nên các mô hình ảo này càng phản ánh chính xác đối tượng trong thực tế thì kết quả thu được khi tác động lên nó càng gần với thực tế. Do đó việc xây dựng mô hình phải phù hợp với đối tượng của quá trình.
2.3.2. Công cụ, phương tiện cần thiết cho xây dựng bài mô phỏng 2.3.2.1. Phần cứng 2.3.2.1. Phần cứng
Như tác giả đã phân tích ở trên, luận văn này chủ yếu tập trung vào xây dựng mô hình mô phỏng trên máy vi tính có cấu hình phù hợp. Thông thường cấu hình máy tính sử dụng cho việc mô phỏng hiện nay là máy vi tính có bộ vi xử lý Pentum IV hoặc cao hơn, tốc độ 2.0GHZ trở lên, Ram 1GB, video Ram 64MB, HDD
40
80GHZ, các thiết bị vào ra (bàn phím, chuột, máy quét, máy in, màn hình, máy chiếu…). Các thiết bị này có tên gọi khác là phần cứng máy tính (hardware).
2.3.2.2. Phần mềm
Để khởi động và thực hiện các thao tác xử lý thông tin trên máy tính đòi hỏi phải có các chương trình cài đặt được gọi là phần mềm (sofware). Phần mềm của máy tính có nhiều loại khác nhau, thông thường chúng được chia thành các loại như sau:
Phần mềm hệ thống:Đây chính là các hệ điều hành của máy tính, nó có trách
nhiệm quản lý toàn bộ hệ thống máy tính, các thiết bị vào ra, tạo điều kiện kết nối các thiết bị phần cứng lại với nhau để chúng có thể vận hành một đồng bộ và hoàn hảo nhất. Phần mềm hệ thống hiện nay chủ yếu là hệ điều hành Windows XP; Windows 7, Windows 8 của hãng Microsoft.
Các phần mềm ứng dụng: đây là các phần mềm phục vụ người dùng thực
hiện các công việc khác nhau của mình. Phần mềm ứng dụng trong quá trình dạy học gọi là phần mềm dạy học. Phần mềm dạy học đơn giản là các phần mềm hỗ trợ cho quá trình dạy học. Các phần mềm dạy học có thể hỗ trợ cho việc thiết kế xây dựng bài giảng, có thể trình diễn nội dung bài giảng, có thể kiểm tra kiến thức của người học, có thể làm thí nghiệm mở…
Các phần mềm hỗ trợ ứng dụng: đây là các phần mềm dùng làm nền tảng để
các phần mềm ứng dụng có thể thực thi được, ví dụ như :SQL sever , Java plugin….
Hiện nay CNTT phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là sự phát triển của công nghệ phần mềm. Việc khai thác và ứng dụng những phần mềm đó đã đem lại những hiệu quả to lớn và thiết thực trong việc nâng cao chất lượng đào tạo.
2.3.3.1. Ưu điểm của PMMP
Ứng dụng PMMP trong dạy học thu được một số ưu điểm sau đây.
41
Quan sát tình huống: Các đối tượng trong một tình huống sẽ được xem xét ở
nhiều góc độ khác nhau, ở nhiều vị trí tương đối khác nhau. Những tác động của các giả thiết trong tình huống sẽ được quan sát đầy đủ hơn.
Quan sát mối liên hệ: Người học sẽ quan sát mối liên hệ, ràng buộc giữa các
đối tượng dễ dàng hơn, từ đó người học có thể đưa ra những dự đoán, giả thuyết để kiểm chứng.
Quan sát khám phá: Với thế mạnh của phần mềm động, có thể định lượng
các yếu tố để có những kết luận. Từ các định lượng đó và với tính chất "động" của giá trị, SV có thể phát hiện những bất biến, các quy luật hoặc các đối tượng được quan sát.
*Làm những thực nghiệm nhanh, chính xác, ít tốn kém: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thực nghiệm nhanh chóng: Người học có thể tiến hành thực nghiệm những ý
tưởng của mình thông qua những công cụ dựng sẵn của phần mềm động. Những thực nghiệm này rất nhanh chóng và với số lượng đủ lớn.
Điều kiện thực nghiệm ổn định: Với những thực nghiệm mang tính vật lý, các
điều kiện về các đối tượng phải được bảo đảm trong suốt quá trình thực nghiệm. Đối với thực nghiệm trên phần mềm động, điều đó là hiển nhiên có được.
Thực nghiệm có độ chính xác cao: Những thực nghiệm mà người học tiến
hành có độ chính xác rất cao do dựa trên những công cụ đã được kiểm nghiệm và tính chính xác của các phép tính trên máy tính.
Thực nghiệm ít tốn kém: Với phần mềm động, những chi phí tốn kém cho
thực nghiệm sẽ được giảm thiểu nhưng vẫn bảo đảm tính khách quan, chính xác.
*Làm việc trên một số lượng lớn các kết quả:
Khả năng xử lý một số lượng lớn dữ liệu:Với một tập hợp lớn các dữ liệu thu
thập được, người học có thể nhanh chóng có ngay các kết quả cần thiết của mình dưới sự hỗ trợ của phần mềm động.
Trích xuất các kết quả dưới những dạng khác nhau: Dựa trên những số liệu
42
dạng khác nhau, chứa đựng nhiều thông tin cần thiết theo thế mạnh của những dạng đó.
Những thay đổi tương ứng: Với dữ liệu đầu vào thay đổi, những kết quả đã
có cũng tương ứng thay đổi theo, giúp cho người học có ngay những kết luận cho mình.
2.3.3.2. Mộ sốphần mềm mô phỏng trong dạy học
Để có thể mô phỏng được các dạng mạch tương tự, mạch số trong hệ thống nhúnghiện nay có một số phần mềm đang được sử dụng nhiều mà tác giả biết đó làphần mềmElectronics Workbench, phần mềm Tina, phần mềm Proteus, Ptolemy….
a) Phần mềm Electronics Workbench
Với sự hỗ trợ của máy tính việc thử nghiệm và mô phỏng các mạch điện trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Đây là một phần mềm mô tả trực quan về điện, điện tử dễ thao tác với người sử dụng, phần mềm này cho phép vẽ ra các mạch điện cơ bản, chạy thử, kiểm tra tín hiệu vào/ra,… với nguồn linh kiện tương đối phong phú.
*Ưu điểm:
Vẽ các mạch điện tương đối dễ dàng, linh kiện phong phú, giao diện đơn giản.
Có thể xây dựng các bài thực hành, thí nghiệm ảo.
Phần mềm này chủ yếu dùng để mô phỏng các hiện tượng trong mạch điện, điện tử.
*Nhược điểm:
Nếu yêu cầu mô phỏng sâu, phần mềm không đáp ứng được. b) Phần mềm Proteus VSM: (Vitual Simulation Microcessor)
Là chương trình tạo và chạy các mạch điện, các mạch có vi xử lý và mô phỏng quá trình làm việc của mạch nguyên lý, giúp cho người học điện tử hình dung trực quan hơn vào thực tế của các linh kiên điện tử. Phần mềm Proteus VSM được viết bởi công ty Lab center Electronics. Proteus đã được sử dụng khá rộng rãi trên 35
43
quốc gia. Proteus đã tự khặng định thế mạnh của nó về mô phỏng các mạch nguyên lý sát với thực tế.
Proteus cung cấp cho người sử dụng hầu như toàn bộ các linh kiện điện tử để người dùng có thể tạo ra được các mạch nguyên lý và sau cùng là chạy thử và so sánh với kết quả thực tế. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Proteus có thể tạo và chạy được các mạch đơn giản cũng như các mạch phức tạp nên có thể dùng nó trong giảng dạy, trong các phòng thí nghiệm điện tử cũng như trong thực hành kỹ thuật số, vi xử lý…
Phần mềm Proteus chạy trong môi trường Window 32 bit, yêu cầu của nó về phần cứng đơn giản CPU 300MHZ trở lên.
*Ưu điểm:
Các phần mềm mô phỏng thường bị giới hạn bởi linh kiện. Trong khi đó thì ISIS mô phỏng được rất nhiều linh kiện, kể cả các IC lập trình được như vi điều khiển. Đây là ưu điểm nổi bật nhất của ISIS.
Hình ảnh mô phỏng sinh động; biểu tượng đều rõ ràng và giúp cho người làm dễ dàng hơn; mô phỏng được nhiều loại mạch khác nhau.
Có thể thay đổi được màu nền để phù hợp trong các trường hợp khác nhau.
Dễ dàng tạo ra một sơ đồ nguyên lý đơn giản từ các mạch điện đơn giản đến các mach có bộ lập trình vi xử lý.
Dễ dàng chỉnh sửa các đặc tính của linh kiện trên sơ đồ nguyên lý: Chỉnh sửa nguồn nuôi cho mạch, thay đổi tần số, tham số của linh kiện…
Công cụ hỗ trợ kiểm tra lỗi thiết kế trên sơ đồ nguyên lý, xem và lưu lại phần báo lỗi.
Chạy mô phỏng và phân tích các tính chất của mạch điện cơ bản. Công cụ hỗ trợ cho việc chạy mô phỏng rất mạnh và chính xác. Các công cụ và đồ thị hỗ trợ mạnh cho việc phân tích tần số, sóng, âm thanh…, không những thế phần mềm còn có thêm các máy phân tích từ đơn giản như: đồng hồ đo Vôn, Ampe, đến các máy đo dao động, máy tạo sóng dao động…
44
Ngoài ra Proteus còn cung cấp cho người sử dụng các công cụ mạnh mà các phần mềm khác hầu như không có. Chẳng hạn thư viện LED với các loại màu sắc khác nhau kể cả led 7 đoạn. Nhưng phần hiển thị mạnh nhất mà Proteus cung cấp là LCD, nó có thể mô phỏng cho rất nhiều CD từ đơn giản đến phức tạp.
*Nhược điểm:
Một số linh kiện là các vi mạch tích hợp các cổng logic nếu dùng đúng IC đó để mô phỏng thì nó sẽ báo lỗi.
Diện tích thiết kế chưa đáp ứng với các mạch đòi hỏi nhiều linh kiện. c) Phần mềm Tina
TINA là một trong những gói phần mềm mạnh dùng để phân tích, thiết kế, mô phỏng mạch tín hiệu số, tương tự... và kết hợp các mạch điện tử hay các mạch in của chúng. Phần mềm cũng có thể dùng để phân tích các mạch quang điện, kiểm tra và gỡ lỗi các ứng dụng vi điều khiển và vi xử lý. Một tính năng đặc biệt của phần mềm là cho phép đưa mạch ra thực tế thông qua cổng USB được điều khiển bởi phần cứng TINAlabII.
*Ưu điểm:
Vẽ các mạch điện tương đối dễ dàng, linh kiện phong phú, giao diện đơn giản.
Phần mềm được xây dựng với nhiều phần tương tác với nhau, người thiết kế có thể vẽ mạch bằng sơ đồ nguyên lý và chuyển sang dạng mạch in, quan sát mạch in dưới dạng 3D và xuất ra tập tin hình ảnh.
Phần mềm TINA là một công cụ hữu dụng trong việc hỗ trợ thiết kế mạch điện tử, và sản xuất mạch in.
*Nhược điểm:
Phần mềm này hạn chế trong việc đáp ứng được yêu cầu mô phỏng mạch động lực của điện tử công suất.
45
Ptolemy là phần mềm mã nguồn mở, nó được ứng dụng dùng để mô phỏng thiết kế hệ thống nhúng. Ptolemy là phần mềm mới, nó có ưu điểm có thể mô phỏng