Ứng dụng phương pháp mô phỏng để xây dựng bài giảng trong ngành công nghệ ô tô của trường cao đẳng công nghệ việt hung
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.77 MB, 107 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
.......................................
PHÙNG VĂN HẢO
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ĐỂ
XÂY DỰNG BÀI GIẢNG TRONG NGÀNH
CÔNG NGHỆ ÔTÔ CỦA TRƯỜNG CĐCN
VIỆT – HUNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN : GS.TS. PHẠM MINH TUẤN
HÀ NỘI – 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 nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác
giả khác nếu có 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 sỹ 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 ở trên
đây.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2010
Phùng Văn Hảo
1
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian nghiên cứu và làm việc nghiêm túc, khẩn trương với sự giúp đỡ
hướng dẫn tận tình của GS.TS. Phạm Minh Tuấn (Viện trưởng Viện Cơ khí Động
lực, trường Đại học Bách khoa Hà Nội) cùng với sự chỉ bảo chăm lo của các thầy,
cô trong khoa Sư phạm kỹ thuật - Đại học Bách khoa Hà Nội, luận văn “Ứng dụng
phương pháp mô phỏng để xây dựng bài giảng trong ngành công nghệ ô tô của
trường CĐCN Việt - Hung” đã cơ bản hoàn thành.
Bởi vậy, tôi xin chân thành biết ơn GS.TS. Phạm Minh Tuấn đã trực tiếp
hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô giáo trong khoa Sư
phạm kỹ thuật, Viện đào tạo sau đại học Bách khoa Hà Nội, các thầy trong Ban
Giám hiệu và khoa Động lực trường Cao đẳng công nghiệp Việt - Hung đã giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Tuy đã rất nỗ lực phấn đấu, nhưng luận văn còn nhiều hạn chế, tôi rất mong
được sự quan tâm đóng góp để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn !
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2010
Phùng Văn Hảo
2
MỤC LỤC
Bảng chữ cái viết tắt
7
Danh mục các hình vẽ và bảng biểu
8
Phần Mở đầu
10
1. Lý do chọn đề tài
11
2. Lịch sử nghiên cứu
12
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
13
4. Phương pháp nghiên cứu
13
5. Cấu trúc của luận văn
13
CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG
TIỆN DẠY HỌC VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ĐỂ
DẠY HỌC KỸ THUẬT
14
1.1. Phương tiện dạy học và vai trò của phương tiện dạy học
14
1.1.1. Khái niệm phương tiện dạy học
14
1.1.2. Vai trò của phương tiện dạy học trong giờ học
15
1.1.3. Chức năng của phương tiện trong giờ học
18
1.1.3.1. Nhiệm vụ của phương tiện dạy học trong giờ học
18
1.1.3.2. Chức năng của phương tiện dạy học
20
1.1.4. Một số yêu cầu về nguyên tắc sư phạm trong việc tạo và sử dụng
phương tiện dạy học
21
1.1.4.1. Nguyên tắc đơn giản
21
1.1.4.2. Nguyên tắc trực quan
22
1.2. Phương pháp mô phỏng trong dạy học kỹ thuật
1.2.1. Tổng quan về phương pháp mô phỏng
23
23
1.2.1.1. Khái niệm
23
1.2.1.2. Mô hình
25
1.2.1.3. Tính chất của mô hình
26
1.2.1.4. Phân loại mô hình
27
1.2.1.5. Phương pháp mô phỏng
30
3
1.2.1.6. PPMP với sự trợ giúp của máy tính (mô phỏng số)
32
1.2.2. Khả năng ứng dụng và hạn chế của PPMP dạy học kỹ thuật
34
1.3. Cơ sở lý luận của việc ứng dụng PPMP để dạy học các môn của
ngành công nghệ ô tô
36
1.3.1. ứng dụng PPMP để dạy học các môn của ngành công nghệ ô tô
nhằm đổi mới PPDH
36
1.3.1.1. Phương pháp dạy học
36
1.3.1.2. ứng dụng PPMP - Phương pháp nghiên cứu khoa học
vào trong dạy học các môn của ngành Công nghệ ô tô
37
1.3.1.3. ứng dụng PPMP theo hướng áp dụng công nghệ dạy học
37
1.3.1.4. ứng dụng PPMP - Dạy học tương tác
38
1.3.2. PPMP với việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học
39
1.3.3. PPMP với việc nâng cao chất lượng dạy học
43
1.3.3.1. Khái niệm chất lượng
43
1.3.3.2. Chất lượng dạy học
44
CHƯƠNG II. PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP
MÔ PHỎNG VÀO DẠY HỌC CÁC MÔN TRONG NGÀNH CÔNG
NGHỆ Ô TÔ TẠI TRƯỜNG CĐCN VIỆT – HUNG
45
2.1. Lịch sử phát triển Trường CĐCN Việt – Hung
45
2.2. Khả năng vận dụng PPMP
49
2.2.1. Thực trạng dạy các môn trong ngành ô tô của trường CĐCN
Việt - Hung
49
2.2.1.1. Giảng viên
49
2.2.1.2. Học sinh, sinh viên
50
2.2.2. Vị trí môn học trong chương trình đào tạo chuyên ngành ô tô
tại trường CĐCN Việt – Hung
51
2.2.2.1 Đối tượng nghiên cứu của môn học
51
2.2.2.2. Mục đích của môn học
51
2.2.2.3. Chương trình, nội dung môn học
52
4
2.2.3. Tính khả thi của việc áp dụng công nghệ thông tin...
52
2.2.4. Đặc điểm tâm lý của học sinh, sinh viên
53
2.3. Quy trình vận dụng
53
2.3.1. Cơ sở cho việc xây dựng quy trình ứng dụng PPMP
53
2.3.2. Quy trình vận dụng
54
2.3.2.1. Cấu trúc PPMP trong dạy học
54
2.3.2.2. Xây dựng MH và xử lý sư phạm
55
CHƯƠNG III. XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI GIẢNG CỤ THỂ THEO PPMP 59
3.1. Bài : bơm xăng cơ khí kiểu màng
59
3.1.1. Công dụng
59
3.1.2. Cấu tạo
59
3.1.2.1. Nắp bơm
59
3.1.2.2. Thân bơm
60
3.1.2.3. Ruột bơm
61
3.1.3. Nguyên lý làm việc
61
3.1.3.1. Bơm máy
61
3.1.3.2. Bơm tay
62
3.2. Bài: Hệ thống đánh lửa bán dẫn
63
3.2.1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn
63
3.2.2. Nguyên lý hoạt động
64
3.2.2.1. Khi động cơ chưa hoạt động
64
3.2.2.2. Khi động cơ hoạt động
65
3.3. Bài: Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng 4 kỳ
67
3.3.1. Sơ đồ cấu tạo
67
3.3.2. Nguyên lý hoạt động
68
3.3.2.1. Kỳ hút
68
3.3.2.2. Kỳ nén
68
3.3.2.3. Kỳ nổ (cháy, giãn nở, sinh công)
69
3.3.2.4. Kỳ xả
70
5
3.4. Ưu điểm của bài giảng ứng dụng PPMP
71
CHƯƠNG IV. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
73
4.1. Mục tiêu, nhiệm vụ thực nghiệm
73
4.1.1. Mục tiêu
73
4.1.2. Nhiệm vụ
73
4.2. Kế hoạch thực nghiệm
73
4.2.1. Địa điểm, thời gian và đối tượng thực nghiệm
73
4.2.2. Cơ sở vật chất
74
4.3. Nội dung và tiến trình thực nghiệm
74
4.3.1. Giáo án số: 01
74
4.3.2. Giáo án số: 02
78
4.3.3. Giáo án số: 03
80
4.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm
83
4.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm
83
4.4.2. Phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm
83
Phần Kết luận và kiến nghị
87
Phụ lục 1
89
Phụ lục 2
95
Tóm tắt luận văn Thạc sỹ
99
Summary
103
Tài liệu tham khảo
105
6
BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT
1. CĐCN
: Cao đẳng công nghiệp
2. GV
: Giáo viên
3. MH
: Mô hình
4. PPDH
: Phương pháp dạy học
5. PPMP
: Phương pháp mô phỏng
6. SPKT
: Sư phạm kỹ thuật
7. HS
: Học sinh
8. SV
: Sinh viên
9. TN
: Thực nghiệm
10. ĐC
: Đối chứng
11. BCHK
: Bộ chế hoà khí
12. ĐCT
: Điểm chết trên
13. ĐCD
: Điểm chết dưới.
7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1-1: MH dạy học theo Heiman và Schulz
Hình 1-2: MH dạy học theo Frank
Hình 1-3: MH mối quan hệ dạy học - 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
Bảng 1-1: Trạng thái dao động của nguyên hình cơ
Hình 2-1: Ban giám hiệu nhà trường ký kết hợp tác đào tạo với Hungary
Hình 2-2: Chuyên gia Hungary với sinh viên Trường CĐCN Việt - Hung
Hình 2-3: Ngày khai giảng năm học mới
Hình 2-4: Sơ đồ cấu trúc PPMP trong dạy học
Hình 2-5: Sơ đồ quy trình soạn giáo án
Hình 2-6: Sơ đồ soạn bài giảng theo PPMP
Hình 3-1: Bơm xăng cơ khí kiểu màng
Hình 3-2: Nắp bơm
Hình 3-3: Ruột bơm
Hình 3-4: Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn
Hình 3-5: Sơ đồ nguyên lý khi động cơ chưa hoạt động
Hình 3-6: Sơ đồ nguyên lý khi động cơ hoạt động
Hình 3-7: Sơ đồ nguyên lý khi động cơ hoạt động
8
Hình 3-8: Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 4 kỳ
Hình 3-9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động kỳ hút của động cơ xăng 4 kỳ
Hình 3-10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động kỳ nén của động cơ xăng 4 kỳ
Hình 3-11: Sơ đồ nguyên lý hoạt động kỳ nổ của động cơ xăng 4 kỳ
Hình 3-12: Sơ đồ nguyên lý hoạt động kỳ xả của động cơ xăng 4 kỳ
Bảng 4-1: Phân phối kết quả kiểm tra
Bảng 4-2: Tần suất f(%) - Số % SV đạt điểm xi
Hình 4-1: Biểu đồ so sánh tần suất f(%) - Số % SV đạt điểm xi
9
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật thì càng đòi
hỏi ngành Giáo dục và Đào tạo nước nhà phải có sự phát triển vượt bậc để đáp ứng
nhu cầu trong nước và hội nhập quốc tế. Gánh nặng liên tục đặt lên vai những người
thầy nói riêng và những người làm công tác giáo dục, đào tạo nói chung. Học tập,
nghiên cứu tự nâng cao trình độ để dáp ứng với tình hình mới là nhiệm vụ của nhà
giáo.
Công cuộc đổi mới của đất nước đã giúp cho nhân dân ta nâng cao được mọi
mặt của đời sống vật chất và tinh thần, như điều mà Bác Hồ vĩ đại hằng mong ước
“nhân dân ta ai cũng có cơm ăn áo mặc, ai cũng được học hành”.
Trong nghị quyết Trung Ương tại Đại hội IX của Đảng cộng sản Việt Nam
nêu rõ: “…đưa đất nước ta ra khỏi tình trạng kém phát triển, nâng cao rõ rệt đời
sống vật chất, văn hoá, tinh thần của nhân dân, tạo nền tảng để đến năm 2020 nước
ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại hoá. Con đường
công nghiệp hoá - hiện đại hoá của nước ta cần và có thể rút ngắn thời gian so với
các nước đi trước, vừa có những bước tuần tự, vừa có những bước nhảy vọt”.
Việc phát triển nguồn nhân lực, phát hiện, đào tạo và bồi dưỡng nhân tài là
sứ mệnh cao quý của nhà giáo. Có những người thầy tâm huyết cả đời cống hiến vì
sự nghiệp giáo dục, đào tạo của nước nhà. Đây chính là tinh hoa của nhân loại và là
nguyên khí của quốc gia. Đảng và nhà nước ta đã coi giáo dục là “quốc sách hàng
đầu” và luôn tôn vinh nghề giáo, nhà giáo “nghề sư phạm là nghề cao quý nhất
trong các nghề cao quý, sáng tạo nhất trong các nghề sáng tạo”.
Để đáp ứng được nhu cầu xã hội thì hiện nay hầu hết các nhà trường đều
phải đổi mới tư duy, đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới công tác phục vụ và
quản sinh… Trong đó việc đổi mới phương pháp, phương tiện dạy học là nhiệm vụ
10
cấp bách luôn mang tính thời sự. Với mục tiêu là để dạy tốt nhất và người học dễ
hiểu nhất, tiếp thu được và làm được sau khi tốt nghiệp.
Trên thế giới hiện nay có nhiều xu thế phát triển giáo dục đó là: đổi mới về
tư duy giáo dục; đổi mới nội dung, phương pháp giáo dục; hiện đại hoá giáo dục,
phổ cập công nghệ thông tin; học không tập trung, học tập từ xa; học tập thường
xuyên và suốt đời…
Trong những xu thế trên thì “đổi mới phương pháp giáo dục” được đánh giá
là một biện pháp hữu hiệu để nâng cao chất lượng giáo dục và đang được tiến hành
rộng rãi trong các trường. Đặc biệt là các trường Trung học chuyên nghiệp, Cao
đẳng và Đại học, một thành phần rất quan trọng trong hệ thống giáo dục có vai trò
đào tạo nguồn nhân lực cho đất nước.
Đổi mới phương pháp dạy học lấy người học làm trung tâm, ứng dụng
phương pháp dạy học mới vào quá trình dạy học, người học biết cách chiếm lĩnh
thông tin tuỳ theo nhu cầu của mình, đánh giá và chuyển chúng thành kiến thức
thông qua quá trình tương tác. Lúc đó, người học không chỉ vận dụng những kiến
thức đã học vào trong thực tiễn mà họ có thể đến được những con đường nghiên
cứu khoa học có sự hướng dẫn, giúp đỡ của giáo viên.
Tại Trường CĐCN Việt - Hung, hàng năm mọi giáo viên đều phải tham gia
chế tạo đồ dùng, học cụ phục vụ cho giảng dạy và tham gia hội giảng rút kinh
nghiệm, chọn giáo viên giỏi đi thi các cấp. Các khoa đều được trang bị máy chiếu
đa năng và máy tính nên tiềm năng sử dụng sử máy tính làm phương tiện dạy học
là rất lớn.
Do nhu cầu xã hội và xu thế phát triển của nền kinh tế nước ta nên trong
những năm gần đây số người đăng ký vào học ngành công nghệ ô tô tại trường
CĐCN Việt - Hung tăng nhanh đáng kể. Hiện nay, khoa Động lực có khoảng 1200
học sinh, sinh viên và có thể tăng lên gấp đôi trong những năm tới đây. Theo kế
hoạch đến năm 2011, Trường CĐCN Việt - Hung nâng cấp thành Trường Đại học
công nghiệp Việt - Hung thì khoa Động lực là một trong những khoa sẽ đảm nhận
đào tạo khóa sinh viên đại học đầu tiên của nhà trường. Chính vì vậy việc đổi mới
11
phương pháp dạy học là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu người học, nâng cao chất
lượng đào tạo.
Ứng dụng PPMP trên máy tính vào việc dạy học kỹ thuật sẽ giảm được đáng
kể kinh phí dùng để chế tạo các thiết bị học tập, nhất là những thiết bị đắt tiền khó
mua. Đồng thời mô phỏng được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các chi tiết máy
một cách sống động, biến cái phức tạp thành đơn giản, cái khó hiểu thành dễ hiểu,
cái trừu tượng thành cái cụ thể quan sát được… Tư duy theo phương pháp mô hình
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 tốt nghiệp.
Thực trạng việc ứng dụng PPMP vào dạy học tại Trường CĐCN Việt - Hung
còn rất hạn chế. Khả năng ứng dụng công nghệ thông tin để xây dựng bài giảng tại
các khoa ngành thuộc khối kỹ thuật còn yếu nên việc nghiên cứu đề tài “ứng dụng
phương pháp mô phỏng để xây dựng bài giảng trong ngành công nghệ ô tô của
trường CĐCN Việt - Hung” là rất phù hợp với tình hình thực tế trong đơn vị công
tác của tác giả. Được sự đồng ý của thầy hướng dẫn, tôi lựa chọn đề tài đó nhằm
mục đích tìm ra giải pháp đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng
đào tạo tại Trường.
Tuy nhiên do thời gian làm luận văn có hạn tác giả chỉ chọn đối tượng ứng
dụng vào các môn của ngành công nghệ ô tô.
2. Lịch sử nghiên cứu
Luận văn được tiến hành nghiên cứu từ tháng 2 năm 2010 đến tháng 9 năm
2010 cụ thể như sau.
Từ tháng 2/2010 đến tháng 3/2010, đăng ký tên đề tài và đề cương luận văn.
Từ tháng 4/2010 đến tháng 6/2010, nghiên cứu tài liệu về cơ sở lý luận để
thực hiện đề tài. Nghiên cứu và thực hiện nội dung chương 1 và chương 2.
Từ tháng 7/2010 đến tháng 9/2010, nghiên cứu và thực hiện nội dung chương
3 và chương 4. Thực nghiệm sư phạm tại cơ quan công tác là Trường CĐCN Việt –
Hung.
12
Tháng 10/2010 hoàn thành luận văn, nộp hồ sơ học viên, làm thủ tục xin bảo
vệ luận văn Thạc sỹ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là ứng dụng công nghệ dạy học hiện đại
vào dạy học các môn của ngành Công nghệ ô tô tại Trường CĐCN Việt - Hung.
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 các môn của
ngành Công nghệ ô tô.
4. Phương pháp nghiên cứu
* Nghiên cứu lý luận
Các văn kiện của Đảng và nhà nước, của Bộ giáo dục và Đào tạo, Trường
CĐCN Việt - Hung có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu.
Chương trình đào tạo ngành công nghệ ô tô và tài liệu về các môn học thuộc
ngành Công nghệ ô tô tại trường CĐCN Việt - Hung.
Các tài liệu về giáo dục nghề nghiệp, lý luận và công nghệ dạy học có liên
quan đến đề tài luận văn.
Nghiên cứu các phần mềm ứng dụng Công nghệ thông tin như flash,
powerpoint…
* Nghiên cứu thực nghiệm
Quan sát, điều tra và xây dựng chương trình thử nghiệm, các ví dụ minh hoạ
và lập kế hoạch thực nghiệm sư phạm.
5. Cấu trúc của luận văn
Luận văn được chia làm 4 chương như sau:
Chương I. Cơ sở lý luận của việc sử dụng các phương tiện dạy học và ứng dụng
phương pháp mô phỏng trong dạy học kỹ thuật
Chương II. Phân tích khả năng ứng dụng phương pháp mô phỏng vào dạy học các
môn trong ngành Công nghệ ô tô tại trường CĐCN Việt - Hung
Chương III. Xây dựng một số bài giảng cụ thể theo PPMP
Chương IV. Thực nghiệm sư phạm
13
CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG TIỆN
DẠY HỌC VÀ ỨNG DỤNG PPMP TRONG DẠY HỌC KỸ THUẬT
Để sử dụng các phương tiện dạy học và ứng dụng PPMP trong dạy học kỹ
thuật chúng ta phải nghiên cứu cơ sở lý luận. PPMP ngày nay đã được các nhà khoa
học ứng dụng rộng rãi có cơ sở lý luận, có phương pháp và có phương tiện nên có
thể gọi là Công nghệ mô phỏng. Trong dạy học ngày nay, một trong những cách đổi
mới phương pháp dạy học, người giáo viên ứng dụng PPMP để xây dựng bài giảng
và dạy học tương tác đã trở nên phổ biến ở rất nhiều cấp học khác nhau. Với mục
đích ứng dụng phương pháp mô phỏng để xây dựng bài giảng trong ngành công
nghệ ô tô của trường CĐCN Việt - Hung, nên tác giả đã nghiên cứu cơ sở lý luận
với những nội dung sau.
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 lầm và mâu thuẫn, trước khi đi vào nghiên cứu cần trình bày rõ
khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng trong luận văn này.
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 phải 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, chuyển thông điệp đi. Thông
điệp từ giáo viên, tuỳ theo PPDH, được các phương tiện chuyển đến sinh viên.
Trong luận văn này khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng theo
định nghĩa của Wolfgang Ihber [18, tr.5] “là thiết bị có mang ký tín hiệu được chế
14
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
Quá trình học tập trong nhà trường là một quá trình tương tác giữa người học
và nội dung học tập, thể hiện chính trong giờ học. 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…
Trong các mô hình dạy và học mới, phương tiện dạy học chiếm một vị trí
khá quan trọng trong giờ học.
Trong MH dạy học theo lý thuyết học tập của Heiman và Schulz [19, tr.7],
hình 1-1, thì phương tiện dạy học là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình dạy
học và tác động qua lại với phương pháp, chủ đề, dự định.
Dự định
Chủ đề
Phương pháp
Phương tiện
Điều kiện con người
Điều kiện văn hóa - xã hội
Hình 1-1: MH dạy học theo Heiman và Schulz
Trong mô hình dạy học của Frank [18, tr.11] như hình 1-2, thì mục đích việc
dạy và học để làm gì, từ đó quyết định nội dung học cái gì, sau đó phải lựa chọn
15
phương pháp dạy như thế nào và phương tiện dạy học bằng cái gì và dạy cho ai để
phù hợp với tâm lý người học, dạy ở đâu để phù hợp với cấu trúc xã hội. Như vậy ở
đây phương tiện dạy học rất quan trọng cho việc dạy và học và có mối quan hệ như
các yếu tố khác trong hình 1-2. Phương tiện dạy học sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết
quả của việc dạy và học, nếu có phương tiện tốt phục vụ cho dạy học sẽ góp phần
nâng cao được chất lượng dạy và học.
Phương
pháp
Nh− thÕ nµo
Nội dung
C¸ i g
Dạy
và
học
×
lµ
§Ó
×
mg
ë®
©u
Cho ai
Phương
Tiện
g
ng
»
B
×
Mục
đích
Cấu trúc
xã hội
Cấu trúc
tâm lý
Hình 1-2: MH dạy học theo Frank
Theo Hortsch [19, tr.19], MH mối quan hệ dạy - học cơ bản bao gồm các chủ
thể, đối tượng và hoạt động được biểu diễn như hình 1 - 3.
Người dạy
Người học
Người học
16
Nội dung
học tập
Hình 1- 3 : MH mối quan hệ dạy học - học cơ bản theo Hortsch
Trong MH trên, người dạy (GV) là chủ thể của 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 trên hình 1-4.
Giáo viên
Điều khiển
Học viên
Giới thiệu
Học
Nội dung học
Hình 1- 4: Tam giác quan hệ GV- học viên - nội dung dạy học
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 điều khiển hoạt động học, sự chú ý
và 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 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.
17
Như vậy có thể nói vai trò của phương tiện dạy học là sự trợ giúp người giáo
viên trong việc truyền đạt kiến thức, trong việc điều khiển hoạt động học tập của
học viên, được thể hiện như hình 1 - 5. Phương tiện dạy học sẽ hỗ trợ người giáo
viên điều khiển học viên, hỗ trợ người giáo viên giới thiệu nội dung học tới người
học và phương tiện dạy học còn hỗ trợ học viên tiếp thu nội dung học tập được tốt
hơn.
Giáo viên
Điều 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
Trên đây tác giả đã nghiên cứu về phương tiện dạy học và vai trò của phương
tiện dạy học mà các nhà khoa học nổi tiếng đã xây dựng trên cơ sở lý thuyết. Sau
đây tác giả phân tích chức năng, nhiệm vụ của phương tiện dạy học trong giờ học.
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
18
cần hay không nên đưa các đối tượng thực vào giờ học, khi đó người ta sử dụng đến
các phương tiện dạy học như ảnh, chữ viết miêu tả, băng từ hay phim ảnh…
Phương tiện dạy học sử dụng trong các trường hợp này càng gần, 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 dụng sơ đồ chức
năng của các máy ta cũng phải chú ý đến tranh ảnh mô tả hình dáng bên ngoài của
máy hay các chi tiết của máy. Ngoài ra cũng có những nội dung học tập mà không
thể tồn tại vật thật, ví dụ như các định luật vật 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
Nhiệm vụ cơ bản của người GV khi sử dụng phương tiện dạy học là phải lựa
chọn phương tiện cho phù hợp với nội dung học tập. Phương tiện dạy học sẽ giúp
cho người giáo viên hướng sự chú ý của học viên tới những điểm quan trọng trong
bài học 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 dụ như các
bộ phim video hay các 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 giáo viên.
Phương tiện dạy học phục vụ cho bài giảng trực quan, tạo hứng thú học tập
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.
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
19
Trong lý luận dạy học có nhiều quan điểm khác nhau khi phân chia các giai
đoạn của một giờ học. ở đây sử dụng một mô hình 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 của 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: nhắc lại những 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 các 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 viên 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 giáo viên qua việc giảng
bài 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 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 hiểu rõ kiến thức bài học, nhất là những nội dung trìu tượng được thể hiện rõ
ràng, người học quan sát được, điều khiển được. Đặc biệt là sử dụng mô phỏng trên
máy tính có thể giúp học sinh tìm hiểu, vận dụng kiến thức vừa học để giải thích
hiện tượng xảy ra trên mô hình hoặc vật thật.
* Giai đoạn kiểm tra đánh giá
20
Để đánh giá kết quả học tập trong mỗi giờ học GV và học viên có thể sử
dụng cách kiểm tra miệng, kiểm tra viết, kiểm tra trắc nghiệm hay kiểm tra bằng
thực hành. Điều này được thực hiện bằng cách đặt ra các câu hỏi và bài tập, do đó
cũng cần dùng đến phương tiện dạy học. Ngoài các bản câu hỏi và bài tập từ lâu đã
thông dụng trong dạy học thì hiện nay còn sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm được
lập trình sẵn trên máy tính.
Khi đã phân tích chức năng, nhiệm vụ của phương tiện dạy học xong, tác giả
tìm hiểu một số yêu cầu về nguyên tắc sư phạm trong việc tạo và sử dụng phương
tiện dạy học mà các nhà khoa học đã nghiên cứu.
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 [20, 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 một 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 hai 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 mô hình chỉ phản
ánh được một mặt nào đó của thực tế. Nhiều khi một hệ thống thực thể khách quan
phải dùng mô hình để phản ánh. Trong khi xây dựng MH ta phải thực hiện thao tác
trìu 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 các 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 trìu tượng:
21
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 trìu 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 trìu tượng là rất quan trọng.
Về mặt triết học Lênin đã chỉ rõ: “từ trực quan sinh động đến tư duy trìu
tượng, từ tư duy trìu 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, tức trực quan là nguồn cung cấp của tri thức.
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 xếp theo
thứ tự tính trực quan giảm dần: các sự vật hiện tượng thực tồn tại trong tự nhiên;
các sự vật hiện tượng đã 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 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 tính trực quan trong dạy học có thể đạt được với các điều kiện: người
dạy và người học có thể tiến hành các động tác 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 trình tư duy thì nguyên
tắc trực quan trong dạy học mới được thực hiện một cách trọn vẹn. Đó cũng chính
22
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 các giác quan. Ta có thể cảm giác,
tri giác trực tiếp trên MH, nhưng nhiều khi không thể làm việc đó trên 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
mạch 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 dùng MH sóng nước để diễn tả sự giao thoa của 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.
Như vậy, việc nghiên cứu phương tiện dạy học đã được tác giả đề cập đến
những vấn đề cơ bản là vai trò, chức năng, nhiệm vụ và một số yêu cầu về nguyên
tắc sư phạm trong việc tạo và sử dụng phương tiện dạy học. Đó chính là cơ sở lý
luận của phương tiện dạy học. Sau đây tác giả nghiên cứu vào vấn đề phương pháp
mô phỏng trong dạy học kỹ thuật.
1.2. Phương pháp mô phỏng trong dạy học kỹ thuật
1.2.1. Tổng quan về phương pháp mô phỏng
1.2.1.1. Khái niệm
* Phương pháp
Phương pháp là những con đường, cách thức đề ra để giải quyết những vấn
đề hay nhiệm vụ nhất định nhằm đạt được mục đích đề ra.
Phương pháp gồm có hai mặt là chủ quan và khách quan. Mặt chủ quan là
những cách thức mà con người vận dụng những quy luật khách quan để nghiên cứu
và tìm hiểu đối tượng. Mặt khách quan là tác động của những quy luật chi phối sự
tồn tại và phát triển của đối tượng (khách thể) được con người (chủ thể) nhận thức.
23
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 lựa chọn 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
Theo Rober. E. Stephenson [21] mô phỏng là nghiên cứu thực trạng của mô
hình để qua đó hiểu được hệ thống thực. Việc mô phỏng bắt đầu từ việc tạo ra một
MH nhờ trí tưởng tượng (có suy nghĩ) của con người về những yếu tố có liên quan
đến hệ thống thực. Đôi khi người ta nhận thấy rằng, giữa mô hình 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 giả thuyết đề ra.
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 tốc độ cao, dung
lượng bộ 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 quá 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 khi không thể, không cần
hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực.
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, tiên đoán, sáng tạo và thử nghiệm… Công nghệ (về
24
