CHƯƠNG III: DẠY HỌC MÔN THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH
3.1. Xây dựng bài giảng môn thiết kế mạch bằng máy tính theo mô hình lớp học đảo ngược
3.1.1 Tiêu chí xây dựng bài giảng.
Xây dựng bài giảng môn học thiết kế mạch bằng máy tính phải đạt được các tiêu chí sau:
- Phải là bài giảng được biên soạn thành một hệ thống kiến thức, kỹ năng logic. Các chương mục phải rõ ràng, không những có thể giảng dạy trực tiếp mà có thể đưa lên internet để tham khảo trực tuyến.
- Phải là bài giảng có tính chất chuẩn mực, các thư viện đa phương tiện: hình ảnh, âm thanh đa dạng, sinh động, đủ để kích thích người học.
- Phải hình thành được cho người học một vốn kiến thức đủ rộng, đủ sâu;
không chỉ những kiến thức, kĩ năng chuyên môn về thiết kế mạch bằng máy tính mà còn là kiến thức, kĩ năng sử dụng công nghệ thông tin, kĩ năng tổ chức làm việc nhóm, kỹ năng mềm và năng lực sáng tạo cho người học.
- Mỗi bài giảng phải được thiết kế hoàn thiện; thực hiện hết mục tiêu đặt ra.
Người học sau mỗi bài giảng, phải đạt được đầy đủ kiến thức, kĩ năng, thái độ của một người làm nghề chuyên môn.
- Bài tập thực hành vận dụng nhiều bài tập đa dạng, sinh động, các trang thiết bị hiện có thể phát huy được sự sáng tạo và thu hút sự tập trung để hình thành kiến thức, kĩ năng cho người học.
- Các phương pháp sư phạm trong bài giảng được sử dụng linh động, thích hợp với từng bài giảng và phù hợp với mục tiêu cần đạt được.
3.1.2.Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch [7]
Ngày nay, việc sử dụng máy tính để thiết kế các mạch điện là rất phổ biến, nó giúp cho công việc nhanh chóng hơn và độ chính xác là rất cao; hơn nữa chúng ta có thể
51
chỉnh sửa đến khi mạch điện tối ưu trước khi làm mạch chính thức. Chính vì vậy, chúng ta sử dụng một số phần mềm thiết kế mạch thông dụng.
Phần mềm thiết kế mạch điện tử Orcad của tập đoàn Cadence® được các chuyên viên đánh giá là một trong những phần mềm thiết kế mạch mạnh nhất hiện nay.
Orcad đã có mặt và hỗ trợ cho các kỹ thuật viên thiết kế mạch từ rất sớm. Từ Orcad phiên bản 3.2 chạy trên nền DOS cho tới phiên bản 4.0 đã có những cập nhật đáng kể. Tiếp đó là phiên bản 7.0 chạy trên nền Window đã làm say mê người thiết kế mạch in chuyên nghiệp, sau đó đã có phiên bản 9.0, 9.2, 10.5 và mới nhất hiện nay là phiên bản 15.7.
Orcad là một phần mềm chuyên dụng rất mạnh với giao diện rất thân thiện, cách sử dụng đơn giản. SV có thể vẽ mạch nguyên lý với Orcad Capture, chạy mô phỏng với Pspice, đặc biệt là chức năng vẽ mạch in rất mạnh với Orcad layout, cùng với một thư viện linh kiện khổng lồ được hầu hết các nhà sản xuất linh kiện điên tử cung cấp cho Orcad. Có lẽ chúng ta không cần phải bàn tới sức mạnh của nó mà phải quan tâm tới việc làm sao khai thác và sử dụng Orcad hiệu quả trong việc thiết kế mạch.
Với mục đích hướng dẫn sử dụng và giúp SV thuận lợi hơn trong việc thiết kế mạch, chúng tôi đã xây dựng nên tài liệu “Thiết kế mạch bằng máy tính dùng phần mềm Orcad 9.2”. Trong bài ho ̣c, SV sẽ thấy sự tiện lợi cùng kết quả của chương trình Orcad 9.2 đối với người thiết kế.
Để cài đặt và chạy Orcad hệ thống máy của SV phải thỏa mãn những yêu cầu sau:
- Với ít nhất 640KB bộ nhớ.
- Bộ máy IBM Pentiumhoặc máy tính cá nhân tương thích có một đĩa chứa Chương trình cài đặt.
- Hệ điều hành WinXP, win7, win8…
- Không gian đĩa trống đủ cho trình ứng dụng mà SV muốn cài đặt.
- Trước khi cài đặt phần mềm các bạn cần biết loại Card màn hình mà các bạn đang dùng, Orcad Capture tương thích hơn cả với chuẩn VGA.
52
3.1.3. Cơ sở khoa học lựa chọn “lớp học đảo ngược” dạy môn “thiết kế mạch bằng máy tính
3.1.3.1 Mục tiêu học phần “thiết kế mạch bằng máy tính” phù hợp với lớp học đảo ngược.
Mục tiêu dạy học môn học này là :
*Về kiến thức:
- Hiểu được phương pháp thiết kế mạch.
- Biết lựa chọn linh kiện trong thư viện để vẽ mạch điện.
*Về kỹ năng:
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện theo các yêu cầu kỹ thuật.
- Thiết kế sơ đồ mạch in theo sơ đồ nguyên lý - Mô phỏng các mạch điện cơ bản và nâng cao
* Về thái độ:
- Rèn luyện cho sinh viênthái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc.
Để SV sau khi học đạt được các mục tiêu trên, GV không chỉ giải mẫu cho SV mà cần yêu cầu SV phải thảo luận, tạo điều kiện cho SV được làm bài tập ngay tại lớp. Như vậy mục tiêu bài giảng trên phù hợp với việc sử dụng videoclip để SV tự học ở nhà và đến lớp làm bài tập, thảo luận là phù hợp mô hình lớp học đảo ngược.
3.1.3.2 Phương tiện dạy học và kỹ năng sử dụng phương tiện dạy học của GV & SV [8]
Do GV dạy môn “Thiết kế mạch bằng máy tính” là GV ngành công nghệ điện tử nên có đủ kỹ năng để sử dụng các phương tiện dạy học bằng máy tính. SV ngay từ đầu đã chọn học nghề IT nên rất đam mê sử dụng các phương tiện hiện đại IT trong học tập, dễ dàng truy cập mạng tìm tài liệu tham khảo để đáp ứng nhu cầu, hứng thú, năng lực, sở trường học trên mạng. SV hiện tại ở lớp truyền thống đã có thể khai thác các video bài giảng trên mạng, có thể chủ động sử dụng thiết bị di động ghi lại những bài giảng của thầy cô để về xem lại. GV và SV có điều kiện
53
chọn lọc những Video bài giảng có chất lượng nhất để bổ sung vào tài liệu học trước ở nhà cho SV khóa sau.
Như vậy, cùng với kỹ năng sử dụng IT của GV & SV ngày càng được nâng cao, khả năng biên soạn video clip bài giảng của GV, kỹ năng sử dụng thiết bị di động khi thu bài giảng ngày cảng hoàn thiện là cơ sở để chung ta tin tưởng rằng, sử dụng videoclip bài giảng để tự học ở nhà của SV là hoàn toàn khả thi.
3.1.3.3. Môn “Thiết kế mạch bằng máy tính” có nhiều Video clip bài giảng.
Trên cơ sở phát triển và kế thừa các kết quả đã được công nhận của các công trình nghiên cứu về ứng dụng CNTT trong giảng dạy môn học của các tác giả trước;
cùng với sự phát triển của kỹ thuật đồ họa, kỹ thuật truyền thông; để xây dựng bài giảng môn học thiết kế mạch bằng máy tính theo mô hình lớp học đảo ngược.
Đề cương và nội dung “thiết kế mạch bằng máy tính” ở các trường Cao đẳng nghề là đồng nhất, được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. “thiết kế mạch bằng máy tính” là môn học được dạy ở nhiều trường Cao đẳng nghề, các trung tâm tin học ... Vì vậy đã có nhiều Video bài giảng của các GV có kinh nghiệm. Ví dụ : [Hướng dẫn] Thiết kế mạch in với OrCAD ( [Tutor] Design PCB with OrCAD) https://www.youtube.com/watch?v=bgRY2EaQKrk
Hướng dẫn sử dung ORCAD cơ bản
https://www.youtube.com/watch?v=0yPejJd3kyw
Nội dung video bài giảng bám sát chương trình khung, ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Vì vậy có thể sử dụng các videoclip này làm tài liệu tham khảo khi SV nghiên cứu bài giảng ở nhà. Đây cũng được xem là phương pháp dạy học tích cực mới theo quan điểm mới, không bó hẹp bài giảng trong khuôn viên nhà trường. Dựa vào tài liệu có sẵn, GV & SV có điều kiện chọn lọc nội dung phù hợp, sẽ rút ngắn được thời gian dạy lý thuyết trên lớp mà thay vào đó để GV có thể hướng SV đi sâu hơn vào việc làm bài tập nhóm hoặc thảo luận, làm thành thạo các bài tập liên quan đến môn thiết kế mạch bằng máy tính. SV xem, nghiên cứu Video bài giảng này ở nhà, có thể tua đi tua lại những nội
54
dung khó hiểu… Nếu không hiểu nội dung nào thì đặt ra câu hỏi để đến lớp thảo luận cùng các SV khác trong lớp dưới sự hướng dẫn của GV.