Nguồn xoay chiều 220V AC, 50Hz, điện áp trên Thyristor khi dẫn là 2V. Vẽ dạng sóng điện áp nguồn vào và điện áp ra trên tải, dòng điện tải trong hai trường hợp:
- Tải R-L với R = 10, L = 0 H. - Tải R-L với R = 10, L = 0,01H. Với sơ đồ nguyên lý:
Hình 3.63: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển điện áp xoay chiều một pha
Thực hiện:
Bước 1, 2: làm tương tự như ví dụ 1
Bước 3: Vẽ mạch:
- Lấy nguồn xoay chiều hình sin một pha, Thyristor T1, T2, tải R-L đưa vào cửa sổ soạn thảo như ví dụ 1.
Kích đúp vào ký hiệu nguồn sin, T1, T2 và RL rồi gán thông số: T2
R T1
U~
59
Hình 3.64: Đặt thông số cho nguồn sin, T1, T2
Dùng bút vẽ dây điện nối mạch điện, ta được hình như sau:
Hình 3.65: Sơ đồ mạch điều khiển điện áp xoay chiều một pha sau khi kết nối
- Lấy cảm biến điện áp, bộ so sánh, bộ điều khiển góc mở cho Thyristor, một nguồn áp một chiều làm tín hiệu điều khiển góc mở, lấy nguồn bước nhảy Step, lấy tín hiệu nối đất GROUND như ví dụ 1.
- Gán thông số cho bộ điều khiển và góc mở VDC với góc mở của Thyristor là = 30o như ví dụ 1.
- Thêm các đồng hồ đo điện áp tại đầu vào nguồn và đầu ra tải (làm tương tự như ví dụ 1).
60
Hình 3.66: Sơ đồ mạch điều khiển điện áp xoay chiều một pha sau khi kết nối cảm biến điện áp, bộ so sánh, bộ điều khiển góc mở
Bước 4: Lưu file chứa mạch nguyên lý vừa tạo bằng cách vào File -> Save
as, đặt tên file là untitled3.
Bước 5: Mô phỏng:
- Làm tương tự ví dụ 1.
- Cửa sổ cho phép chọn sóng muốn hiển thị hiện ra, sau đó kích đúp lên Vn và Vtai để hiển thị sóng áp vào và ra trên cùng một đồ thị
Hình 3.67: Chọn sóng điện áp nguồn và điện áp tải muốn hiển thị
rồi chọn OK.
- Chọn nút , hoặc vào Screen -> chọn Add Screen để hiển thị thêm sóng dòng điện chạy qua tải, kích đúp lên I(RL1), rồi ấn OK. Khi đó sóng điện áp nguồn
61
Vs (màu đỏ) và sóng điện áp trên tải Vtai (màu xanh) và sóng dòng điện chạy qua tải sẽ hiển thị trên cùng một đồ thị như sau:
Hình 3.68: Giản đồ sóng dòng điện tải, điện áp nguồn và điện áp tải
- Thay đổi tải R = 10, L = 0,01H. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trở lại trang soạn thảo mạch, kích đúp lên tải RL rồi gán thông số cho L Nhấn F8 để chạy mô phỏng lại ta được kết quả khi tải có L = 0,01 H như sau:
Hình 3.69: Giản đồ sóng dòng điện tải, điện áp nguồn và điện áp tải sau khi thay đổi L
62
3.4 Thực nghiệm sƣ phạm
3.4.1 Mục đích và đối tƣợng thực nghiệm 3.4.1.1 Mục đích
Trên cơ sở của chương trình mô phỏng đã xây dựng, áp dụng vào quá trình giảng dạy, tiến hành thực nghiệm đối với sinh viên cao đẳng chuyên ngành trang bị điện – điện tử tại trường Cao đẳng công nghiệp Phúc Yên nhằm khẳng định giả thuyết của luận văn là đúng đắn: Áp dụng mô phỏng trong dạy học nhằm kích thích hứng thú học tập, phát tư duy kỹ thuật nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả đào tạo nghề.
Thu nhận và xử lý thông tin phản hồi về phương pháp và chương trình mô phỏng thông qua ý kiến chuyên gia, giáo viên và sinh viên từ đó rút ra kinh nghiệm cụ thể để đánh gia khả năng áp dụng các kết quả nghiên cứu của luận văn.
3.4.1.2 Đối tƣợng
Thực nghiệm được tiến hành trên 2 hệ đào tạo: Cao đằng và trung học chuyên nghiệp ngành trang bị điện – điện tử tại Trường Cao đẳng công nghiệp Phúc Yên. Cụ thể là các lớp:
Giáo viên dạy thực nghiệm: Trần Thị Thu Hường. - Lớp thực nghiệm CĐ4 K46 ( 25 sinh viên). - Lớp đối chứng CĐ5 K46 (25 sinh viên). Giáo viên Đối chứng: Trần Thị Thu Hà
- Lớp thực nghiệm A3 T46 ( 25 sinh viên). - Lớp đối chứng A5 T46 (25 sinh viên).
3.4.2 Nội dung và tiến trình thực nghiệm 3.4.2.1 Nội dung thực nghiệm 3.4.2.1 Nội dung thực nghiệm
Trong quá trình thực nghiệm đã sử dụng phần mềm mô phỏng.
- Tại các lớp đối chứng giáo viên dạy theo phương pháp cũ (sử dụng sơ đồ dạng bản vẽ...).
63
- Tại các lớp thực nghiệm giáo viên tiên hành giảng dạy theo giáo án có sử dụng mô phỏng đã được xây dựng.
Để đảm bảo thu được kết quả chính xác các bài giảng thực nghiệm và đối chứng đều được tiến hành giảng dạy theo các quy tắc cũng như quy trình đã nêu ra. Nội dung bài học được trình bày đầy đủ, cặn kẽ, giáo viên dùng phương pháp thuyết trình, đàm thoại, nêu vấn đề, thao tác mẫu. Các bài thực nghiệm được kết hợp với máy tính, máy chiếu trong quá trình mô phỏng.
3.4.2.2 Tiến trình thực nghiệm
Để nhận được các kết quả đánh giá có độ tin cậy và đảm bảo việc thu nhận và xử lý thông tin phản hồi một cách kịp thời và có hiệu quả. Quá trình thực nghiệm được tiến hành làm hai đợt:
- Đợt 1 được tiến hành thực nghiệm vào tháng 12 năm 2013 tại hai lớp CĐ4 và CĐ5 K46 ( hệ đào tạo Cao đẳng ngành trang bị điện – điện tử tại trường Cao đẳng công nghiệp Phúc Yên). Mục tiêu đợt thực nghiệm này là áp dụng thử tiến trình thực nghiệm, hoàn thiện kế hoạch bài thực nghiệm từ đó đưa ra những thay đổi và điều ch nh cho chương trình mô phỏng, trong đợt này không tiến hành đánh giá về mặt định lượng mà chủ yếu đề cập mặt định tính của kết quả thực nghiệm.
- Đợt 2 được tiến hành thực nghiện tháng 2 năm 2014 tại lớp A3 và A5 T46 (Hệ trung học ngành trang bị điện – điện tử tại trường Cao đẳng công nghiệp Phúc Yên) Mục tiêu đợt này là thu nhập tối đa các thông tin phản hồi phản ánh về chương trình đã nghiên cứu ( các mặt tích cực, cũng như các vấn đề còn hạn chế). Việc đáng giá trong giai đoạn này được đề cập trên cả hai phương diện là định tính và định lượng.
Quá trình thực nghiệm được tiến hành cụ thể như sau:
- Làm việc với giáo viên tham gia giảng dạy: Thảo luận kỹ các ý đồ của mô phỏng, ch rõ nội dung, cách thao tác các mô hình được mô phỏng, cùng phân tích những điểm khác nhau cơ bản giữa việc vận dụng mô phỏng và không vận dụng mô phỏng.
64
- Đề nghị các giáo viên tham gia giảng dạy thực nghiệm nghiên cứu kỹ nội dung và tiến trình thao tác mô phỏng, đặc biệt là thời điểm sử dụng và đối tượng và tiến trình thao tác mô phỏng, đặc biệt là thời điểm sử dụng và đối tượng được mô phỏng, cùng tham gia đóng góp ý kiến trong công tác hoàn thiện bào giảng. Đóng góp ý kiến về việc kết hợp các phương pháp dạy học tích cực trong quá trình thực nghiệm và đối chứng.
- Hướng dẫn thao tác trên máy tính, dự kiến các tình huống sư phạm sảy ra và cách khắc phục.
3.4.2.3 Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm
Để đánh giá kết quả thực nghiệm, tác giả đã tiến hành thu thập thông tin qua các hoạt động sau:
- Dự giờ lớp học (cả lớp thực nghiệm và đối chứng)
- Quan sát và nghi nhận thông tin phản hồi của giáo viên, sinh viên ( về mặt: sự hứng thú, tập trung, không khí lớp học, các ý kiến tham gia bài và các ý kiến sau giờ học....) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tiến hành kiểm tra kết thúc buổi thực nghiệm ( cùng một đề cho cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng)
- Xử lý kết quả thực nghiệm. Đánh giá định tính
Qua các hoạt động thu thập và xử lý thông tin trong quá trình thực nghiệm sư phạm về mặt định tính có thể đưa ra một số nhận định sơ bộ như sau:
- Chương trình mô phỏng đều thể được chức năng và nội dung đúng với mục tiêu đã đặt ra.
- Nội dung mô phỏng được liên kết chặt chẽ với nội dung bài .
- Việc thao tác trên PMMP để khảo sát đối tượng trực quan và thuận tiện - Qua bài mô phỏng sinh viên đễ dàng tư duy hơn.
- Giáo viên tham gia đều hứng thú trong việc truyền đạt và làm chủ được nội dung bài.
65
Trong thực nghiệm sư phạm có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu, một trong số đó là việc kiểm tra với cùng một nội dung đề cho cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng.
Đề kiểm tra. (Phụ lục )
Qua bài kiểm tra ta đáng giá định lượng qua phương pháp thống kê. - Lớp đối chứng SV làm bài kiểm tra có kết quả như sau:
Điểm Yếu Kém Trung bình Khá Giỏi Phần trăm % 10 30 30 25 5
- Lớp thực nghiệm SV làm bài kiểm tra có kết quả như sau:
Điểm Yếu Kém Trung bình Khá Giỏi Phần trăm % 5 10 35 40 10
Bảng 3.1: Biểu đồ kết quả điểm kiểm tra lớp thực nghiệm và đối chứng 3.5 Kết quả nhận đƣợc qua phƣơng pháp chuyên gia
3.5.1 Mục đích
Cùng với phương pháp thực nghiệp sư phạm, để khẳng định các giả thuyết khoa học và đánh giá tình khả thi, hiệu quả của đề tài tác giả áp dụng phương pháp chuyên gia. % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Yếu Kém TB Khá Giỏi Đối chứng Thực nghiệm Xếp loại
66
3.5.2 Đối tƣợng xin ý kiến chuyên gia
Để đảm bảo các yêu cầu mà đề tài đặt ra chúng tôi đã tiến hành tham khảo ý kiến của các chuyên gia:
- Nhà khoa học có kinh nghiệm và chuyên môn trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ thông tin và dạy học.
- Các kỹ sư có kinh nghiệm trong lĩnh vực trang bị điện – điện tử
- Các giáo viên có trình độ chuyên môn và kinh nghiệm giảng dạy chuyên ngành trang bị điện – điện tử.
3.5.3 Nội dung và phƣơng pháp tiến hành
Quá trình lấy ý kiến chuyên gia được tiến hành qua các hội giảng thương xuyên của khoa Điện, các hội nghị khoa học, hội nghị bồi dưỡng, trao đổi chuyên môn nghiệp vự sư phạm tại trường Cao đẳng công nghiệp Phúc Yên
Tham khảo ý kiến chuyên gia (30 người). Kết quả được đánh giá thông qua tổng hợp và phân tích theo phiếu điều tra “Phiếu điều tra đánh giá hiệu quả của việc sử dụng phần mềm mô phỏng trong giảng dạy môn Điện tử công suất”
3.5.4 Đánh giá kết quả
3.5.4.1 Định tính
Các ý kiến chuyên gia qua trao đổi trực tiếp và phiếu điều tra nhìn chung đều thống nhất một số nhận định sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Việc áp dụng phương pháp mô phỏng và giảng dạy là một hướng nghiên cứu mới, phù hợp với định hướng đổi mới phương pháp dạy học và ướng dụng công nghệ thông tin và dạy học.
- Với thực trạng dạy học chuyên ngành hiện nay thì áp dụng mô phỏng trong giảng giạng là khả thi.
- Dạy học bằng phương pháp mô phỏng thông qua máy tính sẽ tiết kiệm thời gian, trang thiết bị, tăng tính trực quan và hiệu quả trong đào tạo,
67
- Áp dụng phương pháp mô phỏng còn có tác dụng kích thích hứng thú học tập, phát triển tư duy sáng tạo, tư duy kỹ thuật của sinh viên.
- Nên nghiên cứu và áp dụng rỗng rãi một cách hợp lý
3.5.4.2 Định lƣợng.
- Khả năng áp dụng mô phỏng trong dạy học ngành trang bị điện – điện tử là khả thi 94% đồng ý,6% không đồng ý.
- Mô phỏng trong dạy học chuyên ngành là rất cần thiết 67%, tương đối cần thiết 19%, ý kiến khác 14%
- Nội dung mô phỏng đảm bảo tính khoa học và phù hợp với nội dung dạy học: 80% đồng ý, 20% khống có ý kiến.
- Phần mềm mô phỏng dễ sử dụng: 95% đồng ý, 5 % không đồng ý.
- Sử dụng mô phỏng kích thích sinh viên học tập: 89 % đồng ý, 3% không đồng ý, 8% không có ý kiến.
- Có tính trực quan cao 100% đồng ý
- Phát triển tư duy kỹ thuật của sinh viên: 80% đồng ý, 20 % không có ý kiến.
- Áp dụng phương pháp mô phỏng trong dạy học chuyên ngành đảm bảo tính kinh tế trong đào tạo: 80% đồng ý, 5 % không có ý kiến, 15% không đồng ý. Qua các ý kiến nhận định, đánh gia trên có thể thấy rằng việc áp dụng phương pháp mô phỏng trong dạy học chuyên ngành có nhiều ưu điểm, tính khả thi cao, việc áp dụng hợp lý sẽ phát huy tính tích cực, kích thích khả năng nghiên cứu và khả năng phát triển tư duy kỹ thuật, tính chủ động, sáng tạo của sinh viên.
68
Kết luận chƣơng 3:
Chương 3 đã giới thiệu chi tiết PMMP Psim 9.3, các bước xây dựng các phần tử cũng như sơ đồ mạch điện tử công suất được mô phỏng; đưa các tham số của các phần tử trong hệ thống; chạy mô phỏng và khai thác kết quả nhận được.
Qua ba ví dụ sử dụng phần mềm cho chúng ta thấy phần mềm này có thể đáp ứng được cho việc giảng dạy hầu hết các bài học trong modu điện tử công suất.
Nhờ PSim việc thay đổi sơ đồ mạch đơn giản cho chúng ta kết quả mô phỏng nhanh, chính xác làm cho việc giảng dạy của giáo viên sinh động và đa dạng theo mục đích của từng môn học sau những kiến thức cơ bản đã được truyền tải cho sinh viên.
Trong quá trình giảng dạy cũng như kiểm tra đánh giá giữa kỳ cũng như cuối kỳ của từng môn học trong module, giáo viên có thể giao bài tập cho lớp học với mỗi sinh viên là một sơ đồ với các số liệu khác nhau, nhằm tránh việc sao chép cũng như đánh giá kết quả được khách quan, chính xác. Giáo viên dễ dàng kiểm tra kết quả trên phần mềm.
Sử dụng PSim, giáo viên có điều kiện cho sinh viên làm nghiên cứu hoặc thực tập trên phần mềm sau từng môn học của module hoặc thực tập tốt nghiệp. Tạo niềm say mê học tập và nghiên cứu trong sinh viên
69
KẾT LUẬN VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Do điều kiện thời gian hạn chế, nội dung môn học và PMMP PSim chưa được áp dụng vào thực tế giảng dạy tại trường CĐ công nghiệp Phúc Yên. Đối chiếu với mục đích nghiên cứu và các nhiệm vụ đặt ra của đề tài, luận văn “Nghiên cứu sử dụng phần mềm chuyên dụng trong giảng dạy môn Điện tử công suất tại
trường Cao đẳng công nghiệp Phúc Yên” là một luận văn có tính thực tiễn cao và
cơ sở khoa học thực tiễn:
- Luận văn đã ch rõ vai trò của đổi mới nội dung chương trình dạy học trong điều kiện hiện đại phù hợp với thực tiễn và sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đã góp phần đổi mới phương pháp dạy học hiện nay từ đó thấy rằng sử dụng PMMP trong dạy học là sự phát triển tất yếu, là yêu cầu cấp bách nhằm thực hiện mục tiêu nâng cao chất lượng ĐT.
- Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và thực tiễn tác giả nghiên cứu và đánh giá về thực trạng ĐT của môn học ĐTCS tại trường CĐ công nghiệp Phúc Yên, đánh giá được đặc điểm, yêu cầu, các mặt hạn chế và đưa ra các hướng giải quyết.
- Tiến hành cấu trúc lại môn học ĐTCS theo hướng bám sát mục tiêu ĐT gắn liền với thực tiễn sản xuất trong hệ thống điện và sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Tác giả đã khảo sát lấy ý kiến chuyên gia về tính cần thiết và khả năng áp dụng các bài học theo môn học ĐTCS mới ở trường CĐ công nghiệp Phúc Yên. Kết quả cho thấy sự đồng thuận cao về tính cần thiết và khả năng áp dụng các bài học theo môn học ĐTCS mới mà tác giả đã xây dựng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tác giả cũng tiến hành xây dựng hướng dẫn sử dụng PMMP PSim, thiết kế