Ứng dụng phương pháp mô phỏng để nâng cao hiệu quả giảng dạy môn học kỹ thuật điện tại trường cao đẳng nghề cơ giới ninh bình

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG

LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU
QUẢ GIẢNG DẠY MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TẠI TRƯỜNG
CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ GIỚI NINH BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
CHUYÊN SÂU: SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN

KHOÁ 2008 - 2010

Hà Nội – Năm 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIẢNG
DẠY MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
CƠ GIỚI NINH BÌNH

CHUYÊN SÂU: SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. TRẦN VIỆT DŨNG

Hà Nội – Năm 2010


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 tìm hiểu và nghiên cứu của bản
thân, mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác giả khác đều được
trích dẫn 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 chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan
trên đây.

1


LỜI CẢM ƠN
Sau sáu tháng nghiên cứu và làm việc khẩn trương với sự giúp đỡ, hướng dẫn
của PGS.TS. Trần Việt Dũng. Tôi đã hoàn thành luận văn “Ứng dụng phương

pháp mô phỏng để nâng cao hiệu quả giảng dạy môn học Kỹ thuật điện tại
trường CĐN Cơ giới Ninh Bình”.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trần Việt Dũng đã
trực tiếp hướng dẫn tận tình tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong khoa Sư
phạm Kỹ thuật, trung tâm đào tạo và bồi dưỡng sau đại học trường đại học
Bách khoa – Hà nội, các thầy trong ban giám hiệu và khoa Cơ điện Trường
CĐN Cơ giới Ninh bình đã giúp tôi rất nhiều kiến thức chuyên môn, tài liệu
nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Tuy đã rất cô gắng, nhưng luận văn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận
được sự góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn.
Hà nội, ngày

tháng

năm 2010

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG

2


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................2
MỤC LỤC..................................................................................................................3
BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT...................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU ....................................................6
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................7
1/ Lý do chọn đề tài ...............................................................................................7

2/ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................................8
3/ Giả thuyết khoa học ..........................................................................................9
4/ Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................9
5/ Phương pháp nghiên cứu .................................................................................9
6/ Giới hạn phạm vi nghiên cứu...........................................................................9
7/ Cấu trúc luận văn............................................................................................10
CHƯƠNG I ..............................................................................................................11
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VÀO TRONG DẠY HỌC
KỸ THUẬT..............................................................................................................11
1.1/ Phương tiện dạy học và vai trò của phương tiện dạy học ........................11
1.1.1/ Khái niệm phương tiện dạy học...........................................................11
1.1.2/ Vai trò của phương tiện dạy học trong giờ học..................................11
1.1.3/ Chức năng của phương tiện trong giờ học .........................................15
1.1.4/ Một số yêu cầu về nguyên tắc sư phạm trong việc tạo và sử dụng
phương tiện dạy học........................................................................................18
1.2/ Phương pháp sử dụng mô phỏng trong dạy học kỹ thuật, khả năng áp
dụng và giới hạn ..................................................................................................21
1.2.1/ Tổng quan về PPMP .............................................................................21
1.2.2/ Những khả năng ứng dụng và hạn chế của phương pháp mô phỏng
dạy học kỹ thuật, những chú ý khi sử dụng mô phỏng................................38
1.3/ Cơ sở lý luận của việc ứng dụng PPMP vào dạy học môn điện kỹ thuật40
1.3.1/ Vị trí môn học trong chương trình đào tạo ngành cao đẳng (nghề
điện) tại Trường CĐN Cơ giới Ninh bình.....................................................40
1.3.2/ Ứng dụng phương pháp mô phỏng vào trong giảng dạy kỹ thuật
nhằm đổi mới phương pháp dạy học.............................................................41
1.3.3/ Phương pháp mô phỏng với việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học ..45
1.3.4/ Phương pháp mô phỏng với việc nâng cao chất lượng dạy học. ......53
CHƯƠNG 2..............................................................................................................55
PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VÀO

DẠY HỌC MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ
GIỚI NINH BÌNH, XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI GIẢNG CỤ THỂ THEO
PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG .............................................................................55
2.1 Khả năng vận dụng PPMP ...........................................................................55

3


2.1.1/ Thực trạng dạy môn kỹ thuật điện ở trường CĐN Cơ giới Ninh bình
...........................................................................................................................55
2.1.2/ Tính khả thi của việc áp dụng công nghệ thông tin vào dạy học môn
kỹ thuật điện ....................................................................................................57
2.1.3/ Đặc điểm tâm sinh lý sinh viên ............................................................58
2.2 Quy trình vận dụng.......................................................................................58
2.2.1/ Cơ sở cho việc xây dựng quy trình ứng dụng PPMP vào dạy học
môn kỹ thuật điện............................................................................................59
2.2.2/ Quy trình vận dụng...............................................................................59
2.3 Xây dựng một số bài giảng cụ thể theo phương pháp mô phỏng .............64
2.3.1 Bài Từ thông, cảm ứng điện từ .............................................................64
2.3.2/ Bài Động cơ không đồng bộ ba pha.....................................................72
2.3.3/ Ưu điểm của dạy học theo phương pháp mô phỏng so với phương
pháp thông thường. .........................................................................................76
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.......................................................78
3.1/ Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm ...............................................................78
3.1.1/ Mục đích.................................................................................................78
3.1.2/ Nhiệm vụ ................................................................................................78
3.2/ Kế hoạch thực nghiệm .................................................................................78
3.2.1/Địa điểm thời gian và đối tượng thực nghiệm .....................................78
3.2.2/ Cơ sở vật chất ........................................................................................79
3.3/ Nội dung và tiến trình thực nghiệm .......................................................79

Giáo án 1: .........................................................................................................79
Giáo án 2: .........................................................................................................83
3.4/ Đánh giá kết quả thực nghiệm ....................................................................88
3.4.1/ Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm .....................................88
3.4.2/ Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm .......................................88
KẾT LUẬN ..............................................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................93
Phần tài liệu tiếng việt.........................................................................................93
Phần tài liệu tiếng nước ngoài............................................................................93
PHỤ LỤC .................................................................................................................95
Phụ lục 1: Các bài kiểm tra đánh giá chất lượng giảng dạy theo PPMP .............95

4


BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT
1. GV

:Giáo viên

2. SV

:Sinh viên

3. MH

:Mô hình

4. PPMP

:Phương pháp mô phỏng

5. PPDH

:Phương pháp dạy học

6. CĐN

:Cao đẳng nghề

5


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1-1:

MH dạy học theo Heiman

Hình 1-2:

MH dạy học theo Farank

Hình 1-3:

MH mối quan hệ dạy - học cơ bản theo Hortsch

Hình 1-4:

Tam giác quan hệ GV – Học viên – Nội dung dạy học

Hình 1-5:

Vai trò của phương tiện dạy học trong tam giác quan hệ

Hình 1-6:

Phân loại MH theo tính chất của MH

Hình 1-7:

Phân loại MH theo lý thuyết xây dựng MH

Hình 1-8:

Quá trình mô phỏng

Hình 1-9:

Quá trình mô phỏng số

Hình 1-10: Sơ đồ bản chất công nghệ dạy học hiện đại
Hình 1-11: Sơ đồ cấu trúc tư duy kỹ thuật
Hình 2-1:

Sơ đồ cấu trúc PPMP trong dạy học

Hình 2-2:

Sơ đồ quy trình soạn giáo án môn kỹ thuật điện theo PPMP

Hình 2-3:

Sơ đồ soạn bài giảng theo PPMP

Hình 3-1:

Biểu đồ so sánh Tần suất f(%) – Số SV đạt điểm xi
================================

Bảng 3-1:

Phân phối kết quả kiểm tra

Bảng 3-2:

Tần suất f(%) – Số % SV đạt điểm xi

6


MỞ ĐẦU
1/ Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang đứng trước xu thế mới của thời đại cũng như những yêu cầu
mới của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đó là sự toàn cầu
hóa, sự phát triển của công nghệ cao và đặc biệt là công nghệ thông tin, sự
tiếp cận nền kinh tế tri thức và đẩy mạnh xã hội học tập. Do đó nhiệm vụ của
sự nghiệp giáo dục hiện nay là đổi mới toàn diện nâng cao chất lượng và hiệu
quả đào tạo.
Trước tình hình đó, nhiệm vụ quan trọng hàng đầu đề ra cho nền giáo
dục nước nhà nói chung, các cơ sở đào tạo nghề nói riêng là phải làm sao sau

khi tốt nghiệp, người học có thể bắt tay ngay vào lao động sản xuất, hay hoạt
động trong một lĩnh vực khoa học nào 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 thế, 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 họ những khả năng tự lập
để họ có thể nắm bắt được những kiến thức sâu hơn, phát triển rộng hơn kiến
thức mà họ thu nhận được khi 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 học… Vấn để 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.
Đổi mới PPDH trong nhà trường gắn liền với đổi mới phương tiện dạy
học và đổi mới trang thiết bị trong dạy học, dùng thiết bị dạy học để đổi mới
phương pháp. Trong hơn một thập kỷ qua sự phát triển của công nghệ thông
tin nói chung và công nghệ dạy học nói riêng đã và đang được ứng dụng một
cách mạnh mẽ vào trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo. Có rất nhiều phần mềm
tin học trợ giúp cho học tập đã ra đời nó đã chứng tỏ là một công cụ hỗ trợ
7


đắc lực cho quá trình giảng dạy cũng như học tập và tạo điều kiện cho khả
năng mở rộng, đào sâu kiến thức của người học. Với sự phát triển rộng khắp
và mạnh mẽ của công nghệ thông tin, công nghệ dạy học đã và đang cung cấp
những phương tiện và phương pháp hỗ trợ rất hiệu quả cho quá trình dạy học.
Tại trường Cao đẳng nghề (CĐN) Cơ giới Ninh bình, hàng năm mọi
GV đều phải tham gia chế tạo đồ dùng dạy học, học cụ phục vụ cho giảng
dạy. Các khoa đều được trang bị máy chiếu đa năng và máy tính, nên tiềm
năng sử dụng máy tính làm phương tiện dạy học là rất lớn.
Ứng dụng PPMP trên máy tính vào việc dạy học kỹ thuật sẽ làm giảm
được một cách đáng kể kinh phí dùng để chế tạo các đồ dùng học tập khác và

đồng thời tiết kiệm được thời gian cho việc chế tạo cũng như rút ngắn được
thời gian giảng bài trên lớp. Tư duy theo PPMP sẽ giúp cho người học hiểu
sâu hơn kiến thức và có khả năng đáp ứng được xu thế phát triển của khoa
học kỹ thuật sau khi ra trường.
Khả năng ứng dụng PPMP trên máy tính trong dạy học kỹ thuật nói
chung và trong các ngành điện nói riêng là rất lớn. Nhưng hiện nay tại Trường
CĐN Cơ giới Ninh bình với số lượng hơn 9 nghìn SV và học sinh việc sử
dụng vẫn còn rất ít và chỉ ở mức độ của một số bài tham gia hội giảng, chưa
có sự ứng dụng một cách hệ thống và chưa tận dụng được hết cơ sở vật chất
sẵn có. Hiện nay đã có một số chương trình mô phỏng ở nhiều lĩnh vực khác
nhau, tuy nhiên mục đích chính không phải dùng để giảng dạy trên lớp. Được
sự đồng ý của GV hướng dẫn tôi lựa chọn đề tài “Ứng dụng PPMP để nâng
cao hiệu quả giảng dạy môn học Kỹ thuật điện tại trường CĐN Cơ giới Ninh
Bình” với hy vọng tìm ra được giải pháp giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng
đào tạo tại trường.
2/ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

8


Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ứng dụng công nghệ dạy học hiện
đại vào dạy học môn Kỹ thuật điện tại trường CĐN Cơ giới Ninh bình
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 Kỹ thuật điện.
3/ Giả thuyết khoa học
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 cơ sở lý luận của việc dạy môn học Kỹ thuật điện theo PPMP.
Nghiên cứu một số phần mềm mô phỏng để xây dựng một số bài giảng
cụ thể cho môn học Kỹ thuật điện hệ cao đẳng nghề cơ điện tại Trường CĐN
Cơ giới Ninh bình.
Lập kế hoạch thực nghiệm để đánh giá kế quả nghiên cứu.
5/ Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận
+ Các văn kiện của Đảng và nhà nước, của Bộ lao động thương binh
và xã hội, của nhà trường có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu.
+ Chương trình đào tạo ngành Điện xí nghiệp và các tài liệu về môn
học Kỹ thuật điện tại trường CĐN Cơ giới Ninh bình
+ Các tài liệu về giáo dục nghề nhiệp, lý luận về 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 ví dụ
minh họa, lập kế hoạch thực nghiệm sư phạm.
6/ Giới hạn phạm vi nghiên cứu
9


Đề tài tập trung nghiên cứu về ứng dụng PPMP trên máy tính cho môn
học Kỹ thuật điện hệ cao đẳng Điện xí nghiệp tại trường CĐN Cơ giới Ninh
bình
7/ Cấu trúc luận văn
Luận văn chia làm 3 chương với nội dụng 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.
Chương II: Ứng dụng PPMP vào dạy học môn Kỹ thuật điện ở trường
CĐN Cơ giới Ninh bình. Xây dựng một một số bài giảng cụ thể
Chương III: Thực nghiệm sư phạm

10


CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG TIỆN DẠY
HỌC VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VÀO TRONG
DẠY HỌC KỸ THUẬT.
1.1/ Phương tiện dạy học và vai trò của phương tiện dạy học
1.1.1/ Khái niệm phương tiện dạy học
Thuật ngữ “phương tiện” được dùng nhiều trong đời sống 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 nhầm và mâu thuẫn. Trước khi đi vào
nghiên cứu tác giả xin trình bày rõ khái niệm “phương tiện dạy học” được sử
dụng trong luận văn.
Phương tiện theo từ điển bách khoa toàn thư Microsoft 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 thông tin. Người
gửi thông tin cần sử dụng một phương tiện để truyền tải thông tin, còn người
nhận cũng 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, tùy theo phương pháp dạy học(PPDH), được các phương
tiện chuyển đến SV.
Trung luận văn này, khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng
theo định nghĩa của Wolfgan Ihber [14, tr.5] là thiết bị có mang ký tín hiệu
được chế tạo ra có chủ ý về phương tiện dạy học và được sử dụng một cách
có lựa chọn nhằm truyền đạt một nội dung nào đó đến người học.

1.1.2/ Vai trò của phương tiện dạy học trong giờ học
11


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 quá trình tương tác giữa người học và nội dung học tập.
Trong các MH dạy và học mới, phương tiện dạy học chiếm một vị trí
khá quan trọng.
- Trong MH dạy học theo lý thuyết học tập của Heimann và Schulz
[15, tr.7]

Dự định

Chủ đề

Phương pháp

Phương tiện

Điều kiện con người

Điều kiện văn hóa – xã hội

Hình 1.1: Mô hình dạy học theo Heiman
- Trong MH dạy học của Frank [14, tr.11]

12

Phương
pháp
Như thế nào

Nội
dung

Cái g
ì

Mục
đích

Dạy và
học
Cho ai

Phương
tiện

Cấu trúc
xã hội

Cấu trúc
tâm lý

Hình 1.2: Mô hình dạy học theo Frank

Theo Hortsch [15, tr.19], MH mối quan hệ dạy – học cơ bản gồm các
chủ thể, đối tượng và hoạt động được biểu diễn như sau:

Hoạt động
dạy
Người dạy

Người học
Người học

Hoạt động
Học
Nội dung
học tập

Hình 1.3: MH mối quan hệ dạy – học cơ bản theo Hortsch

13


Trong MH trên, người dạy (Giáo viên) là chủ thể 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 dạy học
được biểu diễn như sau:
Giáo viên

Điểu khiển

Học viên

Giới thiệu

Học

Nội dung
học

Hình 1.4: Tam giác quan hệ Giáo viên – học viên – nội dung
d h
Từ sơ đồ mô tả tình huống dạy học này ta thấy nhiệm vụ của người GV
trong giờ học khá rõ ràng: giới thiệu nội dung học và điểu 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 khác như
phấn bảng, chữ viết, tranh ảnh, sách giáo khoa và các phương tiện khác để đạt
được mục đích của mình.

14


Như vậy có thể nói vai trò của phương tiện dạy học là sự trợ giúp người
GV trong việc giới thiệu kiến thức, trong việc điều khiển hoạt động học tập
của học viên, như được thể hiện trong hình vẽ:
`5
Giáo viên

Điểu khiển

Giới thiệu

PTDH hỗ trợ

Học viên

Học

Nội dung
học

Hình 1.5: Vai trò của phương tiện dạy học trong tam giác quan hệ
1.1.3/ Chức năng của phương tiện trong giờ học
1.1.3.1/ Nhiệm vụ của phương tiện dạy học trong giờ học
* Truyền đạt nội dung học tập
Cách truyền đạt nội dung học tập sơ khai nhất là sử dụng các đối tượng
thực, ví dụ như cây cối, hay việc thao tác mẫu, như trong các giờ học rèn
luyện kỹ năng: GV làm trước, học viên làm theo. Tuy nhiên có nhiều lý do
mà không thể, không cần hay không nên đưa các đối tượng thực vào giờ học,
khi nó 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 trong các trường hợp này càng gần, càng giống
như vật thật càng tốt, nó có thể là hình ảnh thu nhỏ của vật ấy hay những mô
tả chi tiết bằng ngôn ngữ. Chẳng hạn, khi dạy về một loại máy ngoài việc sử
15


dụng sơ đồ chức năng của máy ta cũng phải chú ý đến tranh ảnh mô tả hình
dáng bên ngoài của máy hay các chi tiết máy.
Ngoài ra, cũng có những nội dung học tập mà không thể tồn tại vật thật,
ví dụ như các định luật, định lý hay những công thức toán học. Trong trường

hợp này người ta phải sử dụng đến phương tiện đặc biệt là ký hiệu, chữ viết
và ngôn ngữ.
* Điều khiển giờ học
Một sự giới thiệu nội dung giờ học thuần túy, ví dụ như nội dung được
trình bày trong một cuốn từ điển, không thể coi là một giờ học. Vì thế ngoài
việc giới thiệu nội dung thì phương tiện dạy học còn có nhiệm vụ điều khiển.
Người GV cần chiếm được sự chú ý của học viên và hướng sự chú ý đó đến
trọng tậm bài giảng, để 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 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 mà không bị phân tán tư tưởng, giúp việc học của học viên có
hiệu quả hơn.
Trong các sách giáo khoa cũng thường chứa đựng sẵn các yếu tố điều
khiển như các câu hỏi hay các bài tập. Trong phương tiện dạy học hiện đại, ví
như các bộ 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 cho bài giảng trực quan, tạo hứng thú học
cho học viên, làm cho nội dung trở nên sống động. Phương tiện dạy học tác
động lên nhiều giác quan, tạo sự tập trung và sẵn sàng học cái mới của học
viên, thúc đẩy động cơ học tập. Rất nhiều công việc mà GV tự mình không
thể làm được nếu không có phương tiện.
16


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 một lúc...
1.1.3.2/ Chức năng của phương tiện dạy học trong các giai đoạn của

tiết học
Trong lý luận dạy học có nhiều quan điểm khác nhau khi phân chia các
giai đoạn của giờ học. Ở đây sử dụng một MH giờ học đơn giản nhất như sau:
* Giai đoạn định hướng, tạo hứng thú học tập
Trong mỗi giờ học người ta phải quan tâm tới đặc điểm của học viên
(tâm sinh lý, điều kiện xã hội, trình độ…) cũng như hứng thú học tập và sự
chú ý của học viên với chủ đề bài học, chỉ như thế 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 sau:
- Nhắc lại kiến thức vừa học của tiết trước
- Đưa ra một nhiệm vụ cần phải giải quyết
- Đặt một tình huống có vấn đề (tình huống chứa đựng mâu thuẫn).
Sử dụng trong giai đoạn này có thể là phương tiện như các đoạn văn
bản mô tả nhiệm vụ, tranh ảnh, phim, mô hình…
* Giai đoạn làm việc với nội dung mới
- Trong giai đoạn này học viện được tiếp cận với nội dung học mới. GV
sử dụng phương tiện dạy học để giới thiệu, truyền đạt nội 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 băng từ để truyền tải phần lớn nội dung dưới nhiều dạng thông tin
khác nhau như chuyển động, tiếng động, hình ảnh… Trong dạy học đa
17


phương tiện có thể kết hợp hình ảnh và âm thanh để tạo ra những hiệu quả
học tập nhất định.
* Giai đoạn củng cố kiến thức
Trong giai đoạn này học viên có 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 trên MH.
* Giai đoạn kiểm tra đánh giá
Để đánh giá kết quả học tập của mỗi giờ học GV và học viên có thể sử
dụng cách kiểm tra miệng, kiểm tra viết hay kiểm tra bằng thực hành. Điều
này được thực hiện bằng cách đặt ra câu hỏi và bài tập, do 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.
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 hóa một mệnh đề khoa học là một quá trình chuyển hóa một
mệnh đề 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 đúng đắn về khoa học. Quá trình đơn giản hóa
có thể tiến hành bằng cách:
- Loại bỏ những thành phần 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 được một mặt nào đó của thực tế. Nhiều khi một hệ thống thực thể khách
18


quan phải dùng MH để phản ánh. Trong khi xây dựng MH ta phải thực hiện
thao tác trừu tượng hóa, khái quát hóa những thao tác ấy và bao giờ cũng dẫn
đến một sự đơn giản hóa vì ta đã tước bỏ những chi tiết thứ yếu, chỉ còn giữ
lại những thuộc tính và những mối quan hệ bản chất nhất.

1.1.4.2/ Nguyên tắc trực quan
Có thể nói, đối tượng nghiên cứu của khoa học kỹ thuật là vật phẩm kỹ
thuật, các quá trình kỹ thuật và các thao tác kỹ thuật. Với đối tượng nghiên
cứu như vậy, nội dung môn học kỹ thuật vừa mang tính cụ thể, vừa mang tính
trừu tượng: Tính cụ thể thể hiện ở nội dung của nó nghiên cứu các vật phẩm
kỹ thuật và thao tác kỹ thuật cụ thể, tính trừu tượng được phản ánh trong hệ
thống các khái 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 thống nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tượng là rất quan
trọng.
Về mặt triết học, Lê Nin đã nói: “ Từ trực quan sinh động đến tư duy
trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn là con đường biện chứng của sự
nhận thức chân lý, nhận thức thực tại khách quan” Theo quan điểm này, trực
quan là xuất phát điểm của nhận thức, từ trực quan là nguồn cung cấp tri thức.
Theo tâm lý học nhận thức, quá trình nhận thức bao gồm ba giai đoạn:
Nhận thức cảm tính (bằng các giác quan), nhận thức lý tính (tư duy trừu
tượng) và giai đoạn tái sinh cái cụ thể trong tư duy (vận dụng vào thực tiễn).
Nhận thức cảm tính là giai đoạn thấp của quá trình nhận thức vì nó mới phản
ánh cái bên ngoài, cái không bản chất, song nó có vai trò rất quan trọng, tạo
nên chất liệu cho tư duy trừu tượng. Khả năng tiếp thu thông tin bằng thị giác
rất lớn gấp khoảng 100 lần so với thính giác, do đó sự tác động vào thị giác có

19


hiệu quả hơn nhiều so với tác động vào thính giác (dùng ngôn 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 hóa 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 tính trực quan giảm dần:
- Các sự vật hiện tượng tồn tại trong tự nhiên.
- Các sự vật hiện tượng được cụ thể hóa: MH mô tả bằng tranh ảnh, sơ
đồ
- Các khái niệm trừu tượng: mô tả bằng ngôn ngữ nói và viết
Một số đối tượng nhận thức có thể được coi là một hình ảnh trực quan
khi:
- Đối tượng có tính lưu giữ hình ảnh.
- Đối tượng đó cho phép liên kết được với các đối tượng đã biết
- Có thể mô tả bằng ngôn ngữ từ những khái niệm và hiện tượng mà
học viên đã hiểu rõ.
Vì thế trực quan trong dạy học có thể đạt được với các điều kiện:
- Người dạy và người học có thể tiến hành các tác động trực tiếp lên đối
tượng
- Có thể quan sát được toàn bộ đối tượng.
- Người dạy và người học tiến hành tác động lên đối tượng đã được cụ
thể hóa (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 đối 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
20


trình tư duy thì nguyên tắc dạy học trực quan 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 chuyển thành nhận thức lý tính và tái sinh cái cụ thể trong tư duy.
Với việc sử dụng phương tiện dạy học là MH:
Trước hết tính trực quan của MH thể hiện ở chỗ dễ dàng nhận biết được

bằng giác quan. Ta có thể cảm giác, tri giác trực tiếp trên MH, nhưng nhiều
khi không thể làm việc đó trên các hiện tượng thực tế.
Tính trực quan cũng thể hiện ở chỗ ta đã vật chất hóa những tính chất,
những quan hệ không thể trực tiếp tri giác được. Ví dụ như dòng điện chạy
trong dây dẫn 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 MH sóng nước để diễn tả sự giao
thoa 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 dù sóng ánh sáng hoàn toàn khác
với sóng nước.
1.2/ Phương pháp sử dụng mô phỏng trong dạy học kỹ thuật, khả
năng áp dụng và giới hạn
1.2.1/ Tổng quan về PPMP
1.2.1.1/ Khái niệm:
* Phương pháp
Những con đường, cách thức đề ra những giải quyết những vấn đề hay
nhiệm vụ nhất định nhằm đạt được mục đích đề ra thì được gọi là phương
pháp
Phương pháp gồm hai mặt là chủ quan và khách quan. Mặt chủ quan là
là những cách thức mà con người vận dụng những quy luật khách quan để
21


nghiên cứu và tìm hiểu đối tượng. Mặt khác khách quan là tác động của
nhưng quy luật chỉ sự tồn tại và phát triển của đối tượng (khách thể) được con
người (chủ thể) nhận thức. Con người là chủ thể của phương pháp, trước khi
tác động vào đối tượng phải có những hiểu biết cần thiết về đối 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 thể 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 vạn năng nào cho mọi đối tượng.
* Mô phỏng
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 tính có tốc
độ tính toán nhanh, dung lượng bội nhớ lớn mà PPMP được phát triển mạnh
mẽ và đem lại hiệu quả lớn.
Mô phỏng được bắt đầu từ việc chú ý nhấn mạnh các quy tắc, quan hệ
và quy trình phát triển của đối tượng nghiên cứu cùng với sự thay đổi của
chúng. Các quan hệ này của đối tượng có thể tạo ra các tình huống mới, thậm
chí các quy luật mới, được phát hiện trong quá trình mô phỏng. Trong khoa
học và công nghệ, mô phỏng là con đường nghiên cứu thứ ba, song song với
nghiên cứu lý thuyết thuần túy và nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng
thực. Nó được sử dụng trong khi không thể, không cần hay không nên thực
nghiệm trên đối tượng thực.
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 bắt đầu bằng việc tạo
ra một MH nhờ trí tưởng tượng (có suy nghĩ) của con người về những yếu tố
có liên qua đến hệ thống thực. Đôi khi người ta nhận thấy rằng, giữa MH
22


nhận được và thực tế có mâu thuẫn, song việc khảo sát được bổ sung và tiếp
tục cho đến khi thỏa mãn những yêu cầu mà giải quyết đề ra.
Một cách tổng quát, mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều
khiển được trên MH của đối tượng khảo sát
Mô phỏng tạo thuận lợi cho người sử dụng về các mặt: [7]

- Nhận thức: Trực quan hóa, dễ 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 năng): khả thi, an
toàn, hiệu quả kinh tế, tiết kiệm thời gian, luyện kỹ năng trước khi tiếp xúc
với thực tế…
1.2.1.2/ Mô hình
MH là một thuật ngữ được dùng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học.
MH được coi là mâu thuẫn mà đối tượng cần nghiên cứu tương ứng ít nhiều
với nó, đối tượng cần nghiên cứu và MH lại không hoàn toàn đồng nhất với
nhau. Một MH chỉ phản ánh một số tính chất đặc trưng của đối tượng. Có
những khi cùng một đối tượng được thể hiện bằng nhiều MH khác nhau. Khi
nghiên cứu MH, ta có thể nhận được thông tin về vật đã được MH hóa và
giúp ta hiểu biết được về vật cần nghiên cứu. Nhiều khi MH có khả năng nhận
biết được cả những vấn đề chưa biết (MH tĩnh gồm các bản vẽ thiết kế về xây
dựng cũng như chi tiết máy…). Xét về mặt tâm lý, MH kích thích ý nghĩ của
con người nghiên cứu, và MH được sử dụng với tư cách là cái trục của tư duy.
MH là công cụ đặc biệt của nghiên cứ thực nghiệm, trên cơ sở là lý
thuyết mô phỏng.
Khái niệm về MH được sử dụng rộng rãi trong ngôn ngữ thông thường
hàng ngày với những ý nghĩa 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 mà ta cần nghiên cứu. MH phân tử,
23