LV phan mem mo phong dien

Luận văn thạc sỹ

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan

4

Lời cảm ơn

5

Danh mục các các cụm từ viết tắt

6

Danh mục các bảng biểu

7

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

8

MỞ ĐẦU

9

1. Lý do chọn đề tài

9

2. Mục đích nghiên cứu

11

3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

11

4. Giả thuyết khoa học

11

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

11

6. Giới hạn của đề tài

11

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
8. Phương pháp nghiên cứu

12

9. Bố cục của luận văn

12

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ ỨNG DỤNG PHẦN
MỀM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN 1
1.1. Tổng quan về mô phỏng trong dạy học kỹ thuật
1.1.1. Khái lược sự phát triển của mô phỏng
1.1.2. Khái lược nghiên cứu về mô phỏng trong dạy học
1.2. Một số vấn đề lý luận về mô phỏng
1.2.1. Một số khái niệm
1.2.2. Phân loại mô phỏng
1.2.3. Phương pháp mô phỏng trong dạy học
-1Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

1.2.4. Tiến trình mơ phỏng
1.3. Mơ phỏng trong dạy học mô đun Trang bị điện 1
1.3.1. Tổng quan về Trang bị điện 1
1.3.2. Sử dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học trang bị điện
1.4. Thực trạng dạy học môn Trang bị điện 1 tại trường Cao đẳng nghề Yên
Bái
1.4.1. Giới thiệu vài nét về trường Cao đẳng Nghề Yên Bái
1.4.2. Cơ sở vật chất
1.4.3. Thực trạng về thái độ của sinh viên
1.4.4. Thực trạng dạy học mô đun Trang bị điện tại trường CĐN Yên Bái
CHƯƠNG II: SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG

CADE SIMU

TRONG DẠY HỌC MƠ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN 1
2.1. Vị trí, tính chất môn học Trang bị điện 1
2.2. Phần mềm CADE SIMU
2.3. Quy trình mơ phỏng Trang bị điện 1 với phần mềm

CADE SIMU

2.4. Xây dựng mô phỏng trong dạy học Trang bị điện 1 với CADE SIMU
2.5. Sử dụng mô phỏng trong dạy học mô đun Trang bị điện 1
CHƯƠNG III: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
3.1. Mục đích, nội dung kiểm nghiệm
3.2. Phương pháp, nội dung, tiến trình và kết quả kiểm nghiệm
3.2.1. Phương pháp chuyên gia
3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.3. Kết quả kiểm nghiệm đánh giá
KẾT LUẬN VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHỊ

104

TÀI LIỆU THAM KHẢO

106
-2-

Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020

Luận văn thạc sỹ

PHỤ LỤC

107
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những gì mà tơi 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 thơng
tin nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những gì mà tơi đã cam đoan ở trên
đây.
Hà nội, tháng 6 năm 2020
Học viên

Nguyễn Thị Phương Thúy

-3Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Khoa sư phạm kỹ thuật, Viện đào

tạo sau đại học - Trường Đại hoc Sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện để tác giả
hoàn thành luận văn này.
Đặc biệt, với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy
giáo PGS.TS. Lê Huy Hoàng người trực tiếp hướng dẫn tác giả làm luận văn
này.
Xin cảm ơn Ban giám hiệu và các đồng nghiệp trường Cao đẳng nghề Yên
Bái, quý thầy cô, bạn bè, các đồng nghiệp cùng các anh chị và các bạn trong lớp
cao học Sư phạm Kỹ thuật khóa 2018-2020 đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ, cộng
tác, động viên, chia sẻ để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Do trình độ bản thân cịn hạn chế, luận văn khơng tránh khỏi những thiếu
sót. Tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của Hội đồng
chấm luận văn tốt nghiệp và bạn đọc để luận văn được hoàn thiện hơn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Phương Thúy

-4Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

CNTT

Công nghệ thông tin

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

DH

Dạy học

PTDH

Phương tiện dạy học

NDDH

Nội dung dạy học

GD

Giáo dục

ĐT

Đào tạo

GD  ĐT

Giáo dục và đào tạo

PMMP

Phần mềm mô phỏng

-5Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.2.
Bảng 2.3
Bảng 2.4
Bảng 2.5
Bảng 2.6
Bảng 4.1

-6Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1

Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 4.1

-7Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Thế giới hôm nay đang chứng kiến những đổi thay mạnh mẽ trong mọi
hoạt động phát triển kinh tế - xã hội nhờ những thành tựu của công nghệ thông
tin (CNTT). CNTT đã góp phần quan trọng cho việc tạo ra những nhân tố năng
động mới, cho quá trình hình thành nền kinh tế tri thức và xã hội thông tin.
Công nghệ thông tin mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới các phương pháp
và hình thức dạy học. Những phương pháp dạy học theo cách tiếp cận kiến tạo,
phương pháp dạy học theo dự án, dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề càng có
nhiều điều kiện để ứng dụng rộng rãi công nghệ thông tin. Các hình thức dạy học

như dạy học đồng loạt, dạy theo nhóm, dạy cá nhân cũng có những đổi mới nhờ
sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông.
Học tập, cập nhật những tri thức mới đã trở thành nhu cầu cần thiết cho
mọi người và cho sự phát triển của xã hội. Thực hiện “học để làm việc”, “học để
cống hiến”, “học để hành nghề”, và học để nâng cao trình độ đáp ứng nhu cầu
ln ln biến đổi và đòi hỏi khắt khe của thị trường lao động trong và ngồi
nước là địi hỏi, là u cầu cấp thiết hiện nay. Quá trình đào tạo với kế hoạch
cứng nhắc đã trở nên lỗi thời và kém hiệu quả. Để thực hiện được vấn đề này cần
phải quan tâm, đổi mới phương pháp sư phạm dạy nghề, đổi mới nội dung dạy
và học phù hợp với yêu cầu thực tế sản xuất, phù hợp với sự phát triển của khoa
học kỹ thuật. Đại hội đại biểu toàn quốc của Đảng lần thứ IX đã xác đinh rõ
nhiệm vụ của ngành giáo dục là: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học, khắc
phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học.
Từng bước áp dụng các phương pháp dạy học tiên tiến và phương tiện hiện đại
vào quá trình dạy học…”
-8Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

Cùng với đó, Bộ LĐTB&XH đã ban hành các chương trình đào tạo Trung cấp
nghề và Cao đẳng nghề kết hợp giữa module và môn học thống nhất trong cả
nước. Tuy nhiên, đề cương, giáo trình, nội dung môn học cần trang bị cho học
sinh, sinh viên là vấn đề khó khăn, là thách thức đối với các trường dạy nghề của
Việt Nam trong đó có trường Cao Đẳng nghề Yên Bái trực thuộc UBND tỉnh
Yên Bái
Trải qua thời gian dài phấn đấu xây dựng đội ngũ giáo viên và cơ sở vật
chất, ngày 27/5/2009 Trường cao đẳng Nghề Yên Bái được thành lập trên cơ sở

nâng cấp Trường trung cấp Nghề tỉnh Yên Bái. Với nhiệm vụ đào tạo nghề theo
3 trình độ: cao đẳng nghề, trung cấp nghề và sơ cấp nghề; bồi dưỡng nâng cao
trình độ kỹ thuật nghề cho người lao động theo yêu cầu của cơ sở sản xuất, kinh
doanh, dịch vụ và người lao động. Trong đó ngành Điện cơng nghiệp là một
trong những ngành mũi nhọn của nhà trường và trong hệ thống các môn học của
ngành Điện công nghiệp thì mơ đun Trang bị điện 1 là trong những mơ đun
chun ngành có tầm quan trọng khơng nhỏ. Là một giáo viên hiện đang công
tác tại nhà trường, tôi nhận thấy chất lượng đào tạo có ý nghĩa vơ cùng quan
trọng đến sự tồn tại và phát triển của nhà trường trong thời gian tới. Để phát huy
tối đa khả năng tư duy sáng tạo trong dạy và học kỹ thuật thì các phần mềm mơ
phỏng được khai thác tối đa trong giảng dạy. Do đó, mục tiêu cuối cùng của việc
ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học là nâng cao một bước cơ bản chất
lượng học tập cho học sinh, tạo ra một môi trường giáo dục mang tính tương tác
cao chứ khơng đơn thuần chỉ là “thầy đọc, trò chép” như kiểu truyền thống, học
sinh được khuyến khích và tạo điều kiện để chủ động tìm kiếm tri thức, sắp xếp
hợp lý quá trình tự học tập, tự rèn luyện của bản thân mình.

-9Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

Nhận thức được vấn đề cấp bách trên tác giả lựa chọn nghiên cứu đề tài “Ứng
dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học mô đun Trang bị điện 1 ngành điện
công nghiệp tại trường Cao Đẳng Nghề ” làm đề tài nghiên cứu luận văn tốt
nghiệp thạc sỹ chuyên ngành “Lý luận và phương pháp dạy học bộ mơn kỹ
thuật cơng nghiệp” .
2. Mục đích nghiên cứu

Ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học mô đun trang bị điện 1 ngành
điện công nghiệp nhằm nâng cao chất lượng dạy và học

tại trường cao đẳng

nghề
3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu: Q trình đào tạo nghề điện cơng nghiệp đối với học
sinh trình độ cao đẳng.
3.2. Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng phần mêm mô phỏng trong dạy học mô
đun trang bị điện 1 ngành điện công nghiệp tại trường cao đẳng nghề.
3.3. Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết mô phỏng trong dạy học kỹ thuật và xây dựng bài giảng
mơ phỏng trên máy tính sử dụng phần mềm CADE SIMU cho mô đun trang bị
điện 1 tại trường cao đẳng nghề
4. Giả thuyết khoa học
Sử dụng phần mềm mô phỏng một cách khoa học trong dạy học mô đun trang bị
điện 1 ở trường cao đẳng nghề sẽ nâng cao tính trực quan của bài học, giúp
người học rèn luyện khả năng tự học, phát triển tư duy sáng tạo từ đó góp phần
nâng cao được chất lượng dạy học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về mô phỏng trong dạy học mô đun trang bị điện 1
- 10 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

- Khảo sát thực trạng dạy học mô đun trang bị điện 1 cho sinh viên hệ cao đẳng

tại trường cao đẳng nghề Yên Bái
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng CADE SIMU và để xây dựng một
số bài giảng cụ thể cho môn trang bị điện 1 tại trường cao đẳng nghề Yên Bái.
- Tổ chức thực nghiệm sư phạm để đánh giá kết quả nghiên cứu
6. Giới hạn của đề tài
Đề tài tập trung nghiên cứu về ứng dụng phần mêm mô phỏng trong dạy học mô
đun trang bị điện 1 ngành điện công nghiệp tại trường cao đẳng nghề
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Vận dụng lý luận về dạy học đổi mới nội dung vào việc thiết kế nội dung cần
trang bị cho môn học trang bị điện 1 tại trường trường Cao đẳng nghề Yên Bái
trực thuộc UBND tỉnh Yên Bái
Nâng cao chất lượng dạy học nghề điện cho học sinh – sinh viên trường Cao
đẳng nghề điện Yên Bái trực thuộc UBND tỉnh Yên Bái
8. Phương pháp nghiên cứu
8.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận.
- Phân tích và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu để xây
dựng cơ sở lý luận của đề tài.
- Ứng dụng phần mềm mô phỏng xây dựng bài giảng môn trang bị điện 1 tại
trường Cao Đẳng Nghề Yên Bái, nâng cao mức độ sinh động, tạo sự hấp dẫn, thu
hút sự chú ý của sinh viên, từ đó nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình
dạy học
8.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp điều tra giáo dục để đánh giá thực trạng bằng bằng các kỹ thuật
phỏng vấn, quan sát giờ học hay bảng hỏi
- 11 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

- Phương pháp thực nghiệm để đánh giá tính khả thi, kết quả nghiên cứu của đề
tài
9. Bố cục của luận văn
Nội dung chính của luận văn gồm có 3 chương:
- Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về ứng dụng phần mềm mô phỏng trong
dạy học mô đun Trang bị điện 1
- Chương 2: Sử dụng phần mềm mô phỏng CADE SIMU trong dạy học mô đun
Trang bị điện 1
- Chương 3: Kiểm nghiệm và đánh giá

- 12 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ ỨNG DỤNG PHẦN
MỀM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN 1
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC KỸ THUẬT
1.1.1. Khái lược sự phát triển của mô phỏng
Mô phỏng đã được biết đến từ 2000 năm trước. Tôn Tử nhà chiến
lược của Trung Hoa cổ đại đã viết trong binh pháp của mình là: Trước mỗi
trận chiến, người cầm quân hãy suy nghĩ cho chín muồi trước khi đưa ra
bất kỳ quyết định nào. Đó chính là ỷ tưởng chủ đạo của khái niệm mơ
phỏng ngày nay.
Các trị chơi mơ phỏng chiến tranh đã có lịch sử trong thê kỷ XVII và
XVIII ở nước Phổ, xuất phát từ trò chơi cờ tướng để mô phỏng các nguyên
tắc sử dụng lực lượng quân sự đối kháng. Thế kỷ 19 đã chứng kiến sự cải

tiến của những trị chơi mơ phỏng dựa trên các nghiên cứu cẩn thận về các
hoạt động quân sự. Mục đích là để mơ hình hóa các hoạt động qn sự một
cách thực tế nhất có thể. Người ta đã thay thế bàn cờ bằng các bảng cát và
sau đó thay thế bảng cát bằng các bản đồ tỷ lệ lớn. Mô phỏng đã được đưa
vào huấn luyện sỹ quan quân đội Đức trong việc lập kế hoạch và thử
nghiệm các hoạt động quân sự. Thành công quân sự của Đức trong thế kỷ
19 một phần là nhờ sử dụng mô phỏng để dạy chiến thuật và luyện tập ra
quyết định cho sỹ quan và binh lính trước khi bước vào chiến đấu thật.
Quân đội Đức đã sử dụng mô phỏng để tiến hành huấn luyện thực tế với các
thiết bị và hệ thống vũ khí mơ phỏng trong Thế chiến II. Sau thế chiến II,
quân đội Hoa Kỳ tập trung nỗ lực mơ phỏng của mình vào hoạt động nghiên
cứu và phân tích hệ thống. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông
tin (CNTT), từ thập niên 1980 các nước phát triển bắt đầu phát triển các ứng
- 13 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

dụng mơ phỏng khơng chỉ đáp ímg u cầu to lớn của ngành cơng nghiệp
giải trí mà còn phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của đào tạo và giáo dục
trong cả quân sự và dân sự.
Mô phỏng đã ra đời một cách tự nhiên, đáp ứng yêu cầu thực tế của
cuộc sống nó như phần tất yếu trong quy luật của sự phát triển khoa
học kỹ thuật. Phần mềm mơ phỏng tương tác vói thời gian thực thường
được sử dụng từ các trò chơi (games) đến các ứng dụng trong công
nghiệp, quân sự để giảm bớt các chi phí hoạt động thật rất tốn kém. Mơ
phỏng dùng để huấn luyện các phi công tập lái máy bay, các nhà khai
thác vận hành nhà máy điện hạt nhân, mô phỏng thời gian thực của các

phàn ứng vật lý, hóa học... đào tạo thực hành trong các mơi trường độc
hại, rủi ro...
Mơ phịng mang lại lợi ích to lớn: Tiết kiệm thời gian, kinh phí,
nguyên vật liệu, tránh được những trường hợp rủi ro, nguy hiểm trong điều
kiện thực, giảm tác động xấu tới mơi trường..., thậm chí mơ phỏng có thể làm
được cái khơng thể làm trong điều kiện thực tế.
1.1.2. Khái lược nghiên cứu về mô phỏng trong dạy học
1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu và áp dụng mô phỏng trong dạy học trên thế
giới
Mô phỏng và thực hành là một khoa học, đã đưọc nghiên cứu triển
khai tại các quốc gia phát triển trên thế giới. Đây là công nghệ đang được ứng
dụng phát triển mạnh mẽ trong giai đoạn hiện nay. Mặc dù vậy do tính chất
phức tạp của hệ, hiện tại khơng phải cơ sở đào tạo nào cũng có điều kiện
(về cơ sở vật chất) áp dụng mơ phỏng ở mức độ hồn hảo vào lĩnh vực thí
nghiêm, thực hành trong dạy học kỹ thuật. Do đó tác giả khơng đi sâu phân
- 14 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020

“


Luận văn thạc sỹ

tích, thiết kế mà chỉ nghiên cứu cơng nghệ này ứng dụng trong q trình
dạy học kỹ thuật đem lại hiệu quả tác động tích cực đối với người học
nhằm giải quyết vấn đề đạt ra của luận văn này. Ở mức độ đơn giản mô
phỏng số. Đó là phần mềm chạy trên các máy tính đơn lẻ hay mạng máy
tính, chúng giả lập phần nào thế giới thực (được thể hiện trong luận văn
này). Từ đó giúp người sử dụng thao tác với môi trường giả lập, các đối

tượng, q trình, do chương trình đó tạo ra nhằm khám phá, phát hiện các
quy luật, kiểm nghiệm khoa hoc. Khi đề cập đến những phần mềm đó thuật
ngữ mô phỏng được sử dụng. Trong thực tế đã có nhiều phần mềm được
gọi là cơng cụ mơ phỏng số, do các cá nhân, tổ chức xây dựng từ nghiệp
dư đến chuyên nghiệp, một trong số đó là: Proteus, CircuitMaker, EAG,
OrCad, LabViev, S7-PLCSÍM Simulating, PC- Simu, SPS-VISU... Đây là
các phần mềm hỗ trợ người sử dụng trong thiết kế mạch điện tử, hệ thống
dây chuyền sản xuất...,phần mềm cung cấp đầy đủ linh kiện, môi trường
lắp ráp, các dụng cụ đo, các đối tượng mô phỏng trong hệ thống dây
chuyền. Các mạch điện được thiết kế trong môi trường đó cũng hoạt động
phù hợp với những yếu tố cơ bản mạch điện thực
giổng nó. Có thể coi đó là mạch điện mô phỏng.
Các phần mềm hỗ trợ thiết kế các chi tiết hệ thống cơ khí như Inventer,
SolidWorks, Catia, MasterCam... Với các phần mềm này, người sử dụng
chỉ cần thiết kế, lựa chọn các chi tiết, xác định kiểu ghép nối, liên kết
chúng lại, việc cịn lại hồn tồn do chương trình sử lí, tính tốn và cho ra
kết quả phù hợp với thực tế. Đây cũng chính là hệ thống chi tiết, nối ghép
mang tính mơ phỏng.

- 15 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

Trên Internet một số trang web đã giới thiệu các bài thí nghiệm(TN),
thực hành có tính mơ phỏng cao, bất cứ ai truy cập vào các trang web đó
đều có thể làm TN, TH đã được chuẩn bị sẵn, đó là các chương trình MP
được viết bằng ngơn ngữ lập trình JaVa Applet cụ thể là :

- Phịng thí nghiệm về vật lý của tác giả Fu - Kwun Hwang tại địa
chỉ www.didaktik.physik.unierlangen.de/quantumlab/english/frames/left.html
bao gồm nhiều TN khác nhau.
- Trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử, thí nghiệm thiết kế mạch logic cũng
được xây dựng loại này tại địa chỉ http :
/>- Ngồi ra cịn nhiều lĩnh vực khác như tốn học, hóa học, địa lý, ngoại ngữ
đưọc tích hợp tại địa chi . Người học đều có thể TN ờ các
cấp độ khác nhau.
Những ví dụ về các bài MP có tại nhiều địa chỉ Web nói trên cho chúng ta
thấy vai trị quan trọng của nó trong dạy hoc nói chung, trong dạy và học qua
mạng nói riêng.
1.1.2.2 Tình hình ứng dụng mơ phỏng trong dạy học tại Việt Nam.

CNTT ngày một phát triển, tốc độ của các máy vi tính ngày càng nhanh,
khả năng lưu trữ dữ liệu của máy vi tính ngày một lớn, nhiều cơng cụ lập trình
mới và thuận tiện ra đời như : Matlap, Java, Visual, Nastran…. Các công cụ này
đã nhanh chóng được đưa vào sử dụng để mơ phỏng các thiết bị, hệ thống điều
khiển . . . phục vụ cho các công tác nghiên cứu khoa học. Nhiều trường đại học,
cao đẳng khối kỹ thuật trong nước đã sử dụng các phần mềm mô phỏng trên để
phục vụ cho giảng dạy.

- 16 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

Ví dụ đề tài cấp bộ “Xây dựng tiến trình dạy học phần các máy điện trong
chương trình Vật lí THPT 12 và phần mềm mơ phỏng hỗ trợ dạy học phần này

nhằm nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh” của tác giả Phạm Xuân Quế
giảng viên cao cấp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội chủ nhiệm đề tài. Mã số:
B-2004-75-96 />Ngồi ra mơ phỏng còn được đề cập rất nhiều trong các bài báo khoa học
như bài báo “Thiết kế một số mô phỏng q trình hóa học bằng phần mềm
Microsoft Powerpoint” của nhóm tác giả Đinh Thị Xuân Thảo, Trần Lưu Phúc
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội: />articleid=2630
Bộ môn Phương pháp giảng dạy Khoa Sư phạm kỹ thuật trường Đại học
sư phạm Thành phố HCM đã đưa vào chương trình đào tạo học phần “ứng
dụng công nghệ thông tin trong kỹ thuật”, trong đó có dạy các kỹ thuật mơ
phỏng, các nguyên tắc thiết kế phần mềm mô phỏng phục vụ giảng dạy... Nhờ
sự hỗ trợ của các phần mềm mô phỏng trong giảng dạy, đã làm cho quá trình
truyền thụ kiến thức được thuận tiện hơn. Tuy nhiên, nếu sử dụng các phần
mềm mô phỏng chỉ nhằm minh họa các thiết bị, hiện tượng, qui trình nào đó . . .
một cách tường minh hơn, thì phương pháp giảng dạy vẫn chưa có thay đổi về
chất. Vì vậy nội dung bài viết là xây dựng cơ sở lý luận nhằm đổi mới phương
pháp giảng dạy theo mơ hình, mơ phỏng trong nghiên cứu khoa học và áp dụng
vào giảng dạy chun ngành kỹ thuật.
- Cơng trình phịng thí nghiệm mơ phỏng hóa học của thầy Ngơ Hồng Ân hiệu
phó trường THCS Chi Lăng tỉnh Khánh Hòa tại Web thư viện tư liệu giáo dục
có địa chỉ Tại phịng thí nghiệm
mơ phỏng trên có sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry 6.5, xây dựng những
- 17 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

thí nghiệm hóa học, nhằm kiểm tra nội dung kiến thức đã học. Tuy vậy nghiên
cứu này chưa đề cập một cách sâu sắc đến cơ sở lý luận thực tiễn của việc xây

dựng phòng TN, TH mơ phỏng trong dạy học.
Ngồi ra cịn có một số cơng trình nghiên cứu chi tiết về phạm trù
này : Luận án Tiến sỹ " Thí nghiệm thực hành ảo - ứng dụng trong dạy học
kỹ thuật công nghiệp lớp 12 trung học phổ thông" mã số 5.07.02 của tác
giả Lê Huy Hoàng Trường đại học Sư phạm Hà nội. Tuy nhiên các cơng
trình trên đều đi sâu vào lĩnh vực mơ phỏng thí nghiệm, TH của bậc học
trung học phổ thông mà chưa đề cập đến việc dạy học ở bậc cao hơn. Từ
vấn đề còn tồn tại trên, luận văn này được thực hiện với mục tiêu khái quát
hóa về mặt cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng mơ phỏng trong dạy
học nói chung, trong dạy học hệ đào tạo CĐ và THCN nói riêng. Trên cơ
sở đó tác giả xây dựng thử nghiệm một số bài mơ phỏng điển hình.
1.2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ LUẬN VỀ MÔ PHỎNG
1.2.1. Một số khái niệm
Hiện nay đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về cơng nghệ mơ phỏng
[Tham khảo]. Do đó cũng đã có nhiều định nghĩa về mô phỏng. Các định nghĩa
này vẫn chưa thực sự thống nhất. Nhìn chung có hai cách hiểu khác nhau:
Quan điếm thứ nhất mô phỏng được thực hiện thông qua các định nghĩa
như sau:
Sự đại diện các thuộc tính chọn lọc của một hệ thống bằng một hệ thống khác.
Hay sự đại diện về mặt hoạt động hay các đặc điểm của một quá trình hay hệ
thống thơng qua việc sử dụng q trình hệ thống khác.
Hoặc “Mơ phỏng là một chương trình tin học, sử dụng thuật toán hoặc lý luận
logic đế tái tạo các đặc điếm chọn lọc của một hệ theo cách mà hiệu ứng do sự
- 18 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

thay đồi giá trị các biến riêng biệt có thế quan sát được. Thuật tốn logic phải
quan hệ cơ bản với hệ đang xét và không chỉ dùng để chọn những quan sát khác
nhau được chuẩn bị trước”[ Tham khảo].'Theo cách hiểu này mô phỏng là một
đối tượng hệ thống các thuộc tính có thể đại diện cho một đối tượng hệ thống
thực.
Quan điểm thứ hai cho rằng mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu về
đối tượng, hệ thống thực thơng qua mơ hình của nó. Đó là:
“Q trình thiết kế một mơ hình của một hệ thống thực và thực nghiệm với mơ
hình đó nhằm mục đích tìm hiểu về hoạt động của hệ thống”.
“Một thực nghiệm trên mơ hình của đối tượng thực”.
“Tồn bộ các q trình liên quan tới việc xây dựng mơ hình hệ thống cùng
nghiên cứu nó gọi là mơ hình hóa hệ thống. Việc tiến hành nghiên cứu mơ hình
hố có sử dụng mơ hình gọi là mơ phỏng;”[ Tham khảo].
Như vậy mơ phỏng có thể hiểu là q trình "bắt chước” một hiện tượng có
thực với một tập các cơng thức tốn học. Các chương trình máy tính có thể mô
phỏng các điều kiện thời tiết, các phản ứng hóa học, thậm chí các q
trình sinh học. Mơi trường IT (mơi trường CNTT) cũng có thế mơ
phỏng được. Gần với mơ phỏng là hoạt hình (animation). Một hoạt hình là
sự mô phỏng một chuyển động bằng cách thế hiện một tập các ảnh, hoặc các
frame. Có những cơng cụ hồn hảo dùng cho việc tạo các hoạt hình và các
mô phỏng của môi trường IT. Với các công cụ như vậy, có thế ghi và điều
chỉnh các sự kiện diễn ra trên màn máy tính. Với hoạt hình chỉ là ghi lại các
sự kiện một cách thụ động, tức là học sinh chỉ xem được những hành động gì
diễn ra mà không thế tương tác với các hành động đó. Với cơng cụ mơ phỏng
bạn có thề tương tác với các hành động.
- 19 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020

Luận văn thạc sỹ

Như vậy mơ phỏng có thế hiếu là: Quá trình thực nghiệm quan sát
được và điều khiển được từ đó cho nhũng kết quả thơng qua mơ hình của đối
tượng khảo sát..
Mơ 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 tốn nhanh, dung lượng bộ nhó' lớn mà phương pháp mơ phỏng được
phát triển mạnh mẽ và đem hiệu quả lớn.
* Vai trò của mô phỏng
Về mặt nhận thức: trực quan, dễ tiếp cận và đo lường, lặp lại nhiều lần
theo ý muốn, gợi mở tuyên đoán sáng tạo và thử nghiệm.
Về mặt công nghệ (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. Có thế nói, mơ phỏng là một trong những phương pháp nghiên cứu
khoa học đang được áp dụng rộng rãi. Với sự phát triển mạnh mẽ của CNTT,
hiệu quả của phương pháp nghiên cứu này càng được nâng cao.
Mô phỏng giúp nghiên cứu của hệ thống một cách chủ động, giải quyết
những khó khăn khi tiến hành nghiên cứu với mơ hình thực (những đối tượng,
hệ thống khó hoặc khơng thế trực tiếp nghiên cứu được do những nguyên nhân
khác nhau như tính kinh tế, điều kiện khách quan, tính nguy hiếm, thời gian diễn
biến quá ngắn hoặc quá dài...).
1.2.2. Phân loại mơ phỏng
Có nhiều tiêu chí để phân loại mơ phỏng như mục đích sử dụng trên lớp,
cách thức thao tác với thí nghiệm thực hành (TNTH)... Trong luận văn này,
tác giả phân loại mô phỏng dựa trên tiêu chí về cách thức tương tác với

- 20 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020

Luận văn thạc sỹ

TNTH và hình thức biểu diễn kết quả của TNTH. Theo đó mơ phỏng được
thể hiện như sau:
* TNTH mô phỏng cho kết quả thực:
TNTH mô phỏng loại này dựa trên công nghệ mô phỏng số điều khiển
hoạt động của các thiết bị thực thông qua các giao tiếp. Việc thao tác với mơ
hình số thể hiện bài TNTH được tiến hành thông qua giao diện của máy tính (bàn
phím, chuột) tác động tới các đối tượng, chức năng của TNTH. Kết quả của
TNTH được gửi tới các giao tiếp và điều khiển các đối tượng thật (đồng
hồ đo, máy hiện sóng, mạch hiển thị tín hiệu, âm thanh...) Các bài TNTH loại
này được dùng để thể hiện khả năng thay thế chức năng của đối tượng, hệ thống
thực bằng máy tính và chủ yếu dùng vào chức năng điều khiển hệ thống chấp
hành.
* TNTH mô phỏng cho kết quả phù hợp (Hình 1.1)
Đây là loại TNTH mô phỏng được xây dựng với công nghệ đơn giản nhất,
khơng địi hỏi các trang thiết bị kèm theo, đó là mơ phỏng sổ (mơ phỏng điện
tốn) chủ yếu là sử dụng các phần mềm mô phỏng không cần thiết bị thực. Các
TNTH loại này thường sử dụng các hình ảnh gần giống thực hoặc các ký hiệu
tượng trưng để thể hiện các đổi tượng của hệ thống. Khi thực nghiệm trên mơ
hình, sẽ cho kết quả phù hợp với hệ thống thực. Thao tác với TNTH được tiến
hành giống như đối với TNTH cho kết quả thực. Nội dung thê hiện cũng như
kết quả của TNTH được hiển thị ngay trên màn hình của máy tính.

- 21 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020

Luận văn thạc sỹ

Hình 1.1. Mơ hình thể hiện TNTH mô phỏng cho kết quả phù họp
Mức độ TNTH mô phỏng này được sử dụng nhiều trong minh hoạ, chứng
minh, thiết kế, sáng tạo... Nhờ nó, hàng loạt các vấn đề về khoa học, kỹ thuật...
được giải quyết một cách thuận lợi và kinh tế.
1.2.3. Phương pháp mô phỏng trong dạy học
Phương pháp có thể hiểu là con đường, là cách thức để giải quyết một
công việc, một nội dung, một vấn đề cụ thể, nhằm đạt được mục đích đã đặt ra.
Nói chung đây là một khái niệm trừu tượng vì nó khơng mơ tả những trạng thái,
những tồn tại tĩnh trong thế giới hiện thực, mà nó chủ yếu mơ tả phương hướng
vận động của một q trình nhận thức và hoạt động thực tiễn của con người.
Trong bình diện rộng thì khái niệm phương pháp được hiểu là phương pháp
luận, ví dụ như phương pháp biện chứng, phương pháp siêu hình...nó bao trùm
lên tồn bộ các khoa học, tiếp đó là các phương pháp cụ thể, như phương pháp
mơ phỏng, phương pháp tốn học, phương pháp thực nghiệm, áp dụng cho một
nhóm khoa học, và các phương pháp đặc thù cho mỗi khoa học cụ thể.
Theo quan điêm của Iu.K.Babanski(Babanski Iu.K. – Tối ưu hóa q trình
dạy học - NXB Matxcơva 1982) thì phương pháp dạy học là cách thức tương tác
giữa thầy và trò nhằm giải quyết các nhiệm vụ giáo dục và phát
triển quá trình dạy học.
- 22 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

Theo tác giả I.Ia.Lecne(Lecne.I.Ia.Craepxki B.B - cơ sở lý luận của nội

dung học vấn phổ thông NXB Matxcơva 1983) thì phương pháp dạy học là một
hệ thống những hành động có mục đích của giáo viên nhằm tổ chức các hoạt
động nhận thức và thực hành của học sinh, đảm bảo học sinh lĩnh hội tri thức.
Ngoài ra cịn nhiều định nghĩa khác có thể tóm tắt trong các dạng cơ bản sau:
-Theo quan điểm điều khiển học, phương pháp là cách thức tổ chức hoạt
động nhận thức của học sinh và điều khiển hoạt động này.
-Theo quan điểm logic phương pháp là những thủ thuật logic được sử
dụng để giúp học sinh nắm kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo một cách chính xác.
-Theo bản chất của nội dung, phương pháp là sự vận động của nội dung
dạy học.
Phương pháp dạy học có các đặc điểm sau:
- Phản ánh sự vận động của nội dung đã được nhà trường quy định.
- Phản ánh cách thức trao đổi thơng tin giữa thầy và trị.
- Phản ánh cách thức điều khiển hoạt động nhận thức và kiểm tra đánh giá
kết quả hoạt động.
Phương pháp bao giờ cũng được xây dựng trên cơ sở của những đối tượng
cụ thể, từ đó nhằm đạt được mục đích nhất định hay nói cách khác với từng đối
tượng khác nhau ta có những phương pháp khác nhau.
Phương pháp mô phỏng trong dạy học là phương pháp nhận thức thế
giới thực thông qua nghiên cứu mơ hình của đối tượng mà ta quan tâm, đây là
phương pháp dạy học có hiệu quả cao về nhiều mặt, như trực quan, sinh động,
gây hứng thú học tập và nghiên cứu phát huy tư duy sáng tạo.
Mô phỏng trong dạy học là q trình dạy học có thực nghiệm quan sát
được và điều khiển được trên mô hình, vì thế phương pháp mơ phỏng cũng có
- 23 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

tên gọi tương ứng theo mơ hình được sử dụng như: Mơ phỏng hình học, mơ
phỏng tương tự, mô phỏng số...Cùng một đối tượng, tùy thuộc vào mục đích và
điều kiện khảo sát, có thể mơ hình hóa dưới những dạng khác nhau, vì thế
có thể có nhiều cách mơ phỏng khác nhau tương ứng.
1.2.4. Tiến trình mơ phỏng
Phương pháp dạy học có sử dụng mơ phỏng dùng trong các môn
khoa học tự nhiên và kỹ thuật có hiệu quả cao về nhiều mặt như trực quan, sinh
động, gây hứng thú trong học tập và nghiên cứu từ đó phát huy tính tích cực, chủ
động, tư duy và sáng tạo.
Tiến trình mơ phỏng được thực hiện qua 3 bước

Đối tượng
nghiên cứu

(2)

(1)

Mô phỏng

Kết quả

(3)

(1) Đối tượng nghiên cứu: Từ mục đích nghiên cứu, cần xác định, lựa chọn một
số tính chất và mối quan hệ chính của đối tượng nghiên cứu đồng thời loại bỏ
những tính chất và mối quan hệ thứ yếu để xây dựng mô phỏng.
Bằng quan sát thực nghiệm người ta xác định được một tập hợp những
tính chất của đối tượng nghiên cứu. Thơng thường, do kết quả của sự tương tự

người ta đi đến hình dung sơ bộ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu, tức là đi
đến một mơ hình sơ hộ chưa đầy đủ. Trong giai doạn này trí tưởng tượng và trực
giác giữ vai trị quan trọng, nhờ đó người ta mới loại bỏ dược những tính chát và
mối quan hệ thứ yếu của đối tượng nghiên cứu, thay nó bằng mơ hình chỉ mang
lính chất và những mối quan hệ chính mà ta phải quan tâm. Mơ hình lúc ban dầu

- 24 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020


Luận văn thạc sỹ

mới có ở trong não bộ người nghiên cứu. Nó trở thành mẫu, dựa vào đó người
nghiên cứu xây dựng mơ hình thật (nếu người nghiên cứu dùng phương pháp mơ
hình vật chất).
(2) Mơ phỏng là nghiên cứu mơ hình dể rút ra những hệ quả lý thuyết, kết luận
.

về đối tượng nghiên cứu. Sau khi mô hình được xây dựng ngừơi ta áp dụng

những phần mềm mô phỏng thực hiện, thực nghiệm khác nhau từ tư duy trên
mơ hình và thu được kết quả, những thơng tin mới. Đối với mơ hình vật chât
người nghiên cứu làm thí nghiệm thực trên mơ hình. Trong phương pháp mơ
hình khái niệm người nghiên cứu đã biết trước hành vi của mơ hình trong
những điều kiện xác định. Điều người nghiên cứu muốn biết thêm đó là hệ
quả của những hành vi đó như thê nào.
(3) Kết quả là công đoạn đối chiếu kết quả thu được trên mô hình với kết quả
tiễn đồng thời xét tính hợp thức của mơ hình. Trong trưởng hợp kết quả khơng
phù hợp với thực tiễn phải chọn lại mơ hình.

Nếu bản thân mơ hình là một phần tử cấu trúc của nhận thức thì cần
phải kiểm tra sự đúng đắn của nó bằng cách đối chiếu kết quả thu được từ mơ
hình với những kết quả thu được từ mơ hình gốc, nếu sai lệch thì phải điều
chỉnh ngay chính mơ hình, nhiều khi cịn phải thay mơ hình mới. Nếu bản thân
mơ hình chỉ là đối tượng, phương tiện để nghiên cứu thì việc xử lý kết quả, hợp
thức mơ hình là phải phân tích những kết q trên mơ hình thành những thông
tin thực về đối tượng nghiên cứu. Trong nhiều trường hợp mơ hình chỉ phản ánh
được một hay một vài đặc tính của đối tượng nghien cứu cịn nhiều đặc tính
khơng phản ánh được thậm chí phản ánh sai lệch. Để việc mơ hình hóa đạt hiệu
quả cao, ngồi u cầu về tính đơn giản và trực quan của mơ hình, cần phải chú
ý đến tính hợp thức của mơ hình so với ngun hình. Trong phạm vi nghiên cứu
- 25 Học viên: Nguyễn Thị Phương Thúy

Lớp cao học SPKT 2018 - 2020