Ứng dụng phần mềm Proteus mô phỏng mạch điện trong môn học kỹ thuật số

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO
TRƯờNG ĐạI HọC BáCH KHOA Hµ NéI
---------------------------------------

VŨ THỊ HIẾU

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS
MƠ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TRONG MÔN HỌC KỸ
THUẬT SỐ

CHUYÊN SÂU: SƢ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC

Ng-êi h-íng dÉn khoa häc
PGS. TS. NGƠ TỨ THÀNH

Hµ Néi - 2013


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan những gì đƣợc viết trong luận văn này là do sự tìm hiểu và
nghiên cứu của bản thân. Mọi kết quả nghiên cứu cũng nhƣ ý tƣởng của các tác giả
khác, nếu có đều đƣợc trích dẫn từ nguồn gốc cụ thể.
Luận văn này cho đến nay chƣa đƣợc bảo vệ tại bất kỳ một Hội đồng bảo vệ
luận văn Thạc sỹ nào và chƣa đƣợc công bố trên bất kỳ một phƣơng tiện thơng tin nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những gì mà tơi đã cam đoan trên đây.
Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2013
Tác giả luận văn

Vũ Thị Hiếu

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian nghiên cứu và làm việc nghiêm túc, khẩn trƣơng với sự hƣớng
dẫn tận tình của PGS.TS. Ngô Tứ Thành (Viện SPKT- ĐHBK Hà Nội) cùng với sự
chỉ dẫn của các thầy, cô trong Viện Sƣ Phạm Kỹ Thuật - Đại học Bách Khoa Hà Nội,
tác giả đã hoàn thành luận văn “Ứng dụng phần mềm Proteus mô phỏng mạch điện
trong môn học Kỹ thuật số”
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Ngô Tứ Thành đã tận tình hƣớng dẫn tơi
trong suốt q trình thực hiện luận văn này.
Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể thầy, cô giáo trong Viện Sƣ
phạm Kỹ thuật, Viện đào tạo sau đại học - Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy trong
ban Giám hiệu, lãnh đạo khoa và tập thể giáo viên khoa Điện- Điện tử & CNTT
Trƣờng ĐHCN Việt Hung cùng tập thể bạn bè đồng nghiệp ở các trƣờng bạn đã đã
nhiệt tình góp ý và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tơi nghiên cứu, thực hiện để hồn
thành luận văn đúng tiến độ.
Tuy đã nghiêm túc, nỗ lực để nghiên cứu và thực hiện, nhƣng do thời gian có
hạn cũng nhƣ khả năng lý luận của bản thân còn hạn chế nên luận văn khơng tránh
khỏi những thiếu sót và hạn chế. Tác giả mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp, bổ
sung của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp và bạn đọc để luận văn đƣợc hoàn thiện
hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHẦN
MỀM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC ............................................................ 5
1.1. Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học. 5
1.2. Tổng quan về công nghệ mô phỏng ................................................................... 6
1.2.1. Mô phỏng ................................................................................................ 6
1.2.2. Công nghệ mô phỏng .............................................................................. 7
1.2.3. Mô phỏng số .......................................................................................... 11
1.3. Phƣơng pháp dạy học với mô phỏng ............................................................... 13
1.31. Phƣơng pháp dạy học ............................................................................. 13
1.3.2. Dạy học với mô phỏng .......................................................................... 15
1.3.3. Mục tiêu cần đạt khi dạy học bằng mô phỏng ...................................... 16
1.4. Cơ sở lý luận về việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong môn học
Kỹ thuật số............................................................................................................... 16
1.4.1. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng phần mềm mơ phỏng trong dạy học . 16
1.4.2. Tính tất yếu của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong dạy
học kỹ thuật.............................................................................................................. 17
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .................................................................................... 23
CHƢƠNG 2. THỰC TRẠNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
PROTEUS MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TRONG MÔN HỌC KỸ THUẬT SỐ
TẠI TRƢỜNG ĐHCN VIỆT –HUNG.............................................................. 25
2.1. Tổng quan về trƣờng ĐHCN Việt – Hung. ...................................................... 25
2.2.Thực trạng dạy học ngành kỹ thuật điện tử. ...................................................... 27
2.2.1. Thực trạng đội ngũ giáo viên – Học sinh, sinh viên ............................ 27
2.2.2. Cơ sở vật chất và phƣơng tiện dạy học ................................................. 29


2.2.3. Nhận thức của giáo viên về việc ứng dụng phần mềm MP trong dạy học
......................................................................................................................... 30
2.2.4. Thực trạng sử dụng các PMMP của giáo viên ...................................... 32

2.2.5.Thực trạng giảng dạy mơn kỹ thuật số. .................................................. 33
2.3. Tính khả thi khi dùng phần mềm Proteus trong dạy học môn Kỹ thuật số ...... 34
2.3.1. Đề cƣơng môn học Kỹ thuật số............................................................. 34
2.3.2. Đặc điểm môn học kỹ thuật số .............................................................. 34
2.3.3. Tính khả thi ........................................................................................... 35
2.4.Các điều kiện cần thiết để ứng dụng PMMP. .................................................... 38
2.4.1. Trình độ của ngƣời thiết kế ................................................................... 38
2.4.2. Phƣơng tiện kỹ thuật ............................................................................. 38
2.5. Đề xuất quy trình thiết kế bài giảng dùng PMMP .......................................... 39
2.5.1.Quy trình vận dụng mơ phỏng trong dạy học ........................................ 39
2.5.2. Đề xuất quy trình thiết kế bài giảng ...................................................... 40
2.6. Một số phần mềm mô phỏng trong dạy học kỹ thuật, ƣu điểm và hạn chế. ... 44
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 .................................................................................... 47
CHƢƠNG 3. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN
TRONG MÔN HỌC KỸ THUẬT SỐ TẠI TRƢỜNG ĐHCN VIỆT - HUNG ..... 48
3.1. Nguyên tắc thiết kế bài giảng ứng dụng PMMP .............................................. 48
3.2. Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm Proteus ........................................................... 49
3.2.1. Tổng quan về phần mềm Proteus .......................................................... 49
3.2.2. Cách khởi động phần mềm. .................................................................. 50
3.2.3. Môi trƣờng làm việc và các nút lệnh chính .......................................... 50
3.3. Xây dựng bài giảng mơn kỹ thuật số ứng dụng phần mềm Proteus ................ 53
Bài 1. CÁC BỘ GIẢI MÃ .............................................................................. 53
Bài 2. KHẢO SÁT MẠCH ĐẾM THẬP PHÂN............................................ 62
3.4. Đánh giá sơ bộ .................................................................................................. 78
CHƢƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................................... 80
4.1. Mục đích, yêu cầu của thực nghiệm ........................................................ 80
4.1.1. Mục đích................................................................................................ 80
4.1.2. Yêu cầu .................................................................................................. 80
4.2. Kế hoạch thực nghiệm ....................................................................................... 81

4.2.1. Thời gian và đối tƣợng tham gia thực nghiệm ......................................... 81
4.2.2. Cơ sở vật chất và phƣơng tiện thực nghiệm ............................................ 81
4.3. Nội dung và tiến trình thực nghiệm.................................................................. 81
4.3.1. Nội dung ................................................................................................ 81
4.3.2. Tiến trình thực nghiệm .......................................................................... 82
4.4. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................ 83
4.5. Đánh giá của GV và SV tham gia thực nghiệm ............................................... 85
4.6. Ý kiến chuyên gia ............................................................................................. 87
4.6.1. Nội dung và đối tƣợng khảo sát ............................................................ 87
4.6.2. Kết quả khảo sát .................................................................................... 88
4.6.3. Đánh giá kết quả ................................................................................... 89
KẾT LUẬN CHƢƠNG 4 .................................................................................... 91
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 94
PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................ 95
PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................ 98


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT
SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
TT

Tƣ, cụm từ viết tắt

Nghĩa đầy đủ

1

CNMP

Công nghệ mô phỏng

2

CNTT

Công nghệ thông tin

3

HS - SV

Học sinh- Sinh viên

4

GV

5

ĐHSP

Đại học sƣ phạm

6

ĐHQG

Đại học quốc gia

7

ĐHCN

Đại học công nghiệp

8

CNKT

Công nhân kỹ thuật

9

MP

10

PPMP

Phƣơng pháp mô phỏng

11

PMMP

Phần mềm mô phỏng

12

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

13

GD - ĐT

Giáo dục – Đào tạo

14

TH/ TN

Thực hành/ Thí nghiệm

15

CH

Giáo viên

Mô phỏng

Câu hỏi


DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Bảng 2.1. Nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của PMMP trong dạy học ....... 31

Bảng 2.2. Thực trạng về mức độ sử dụng các phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học ..... 32
Bảng 4.1. Kết quả kiểm tra bài lý thuyết ................................................................. 83
Bảng 4.2. Kết quả kiểm tra bài thực hành................................................................ 84
Bảng 4.3. Ý kiến đánh giá của GV tham gia thực nghiệm. ....................................... 85
Bảng 4.5. Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về hiệu quả của phần mềm mô phỏng
Proteus trong dạy học môn kỹ thuật số ................................................................... 88
Bảng 4.6. Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính khả thi của việc ứng dụng phần
mềm mô phỏng Proteus trong môn kỹ thuật số ........................................................ 89
Bảng 4.7. Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính cần thiết của việc sử dụng phần
mềm Proteus mô phỏng mạch điện trong môn kỹ thuật số........................................ 89
Biểu đồ 4.1. Kết quả kiểm tra bài lý thuyết.............................................................. 83
Biểu đồ 4.2. Kết quả kiểm tra bài thực hành ............................................................ 84


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ
Hình 1.1. Cấu trúc của q trình mơ phỏng ........................................................... 7
Hình 1.2. Cấu trúc của q trình mơ phỏng số ..................................................... 12
Hình 2.1. Cấu trúc q trình mơ phỏng trong dạy học.......................................... 39
Hình 2.2. Quy trình thiết kế bài giảng dùng phần mềm mơ phỏng ....................... 41
Hình 3.1. Giao diện của ISIS 7 Professional ........................................................ 51
Hình 3.2. Cửa sổ thƣ viện linh kiện ..................................................................... 58
Hình 3.3. Sơ đồ mạch giải mã .............................................................................. 59
Hình 3.4. Sơ đồ mạch giải mã dùng cách vẽ Bus wire ......................................... 60
Hình 3.5. Sơ đồ mạch đếm thập phân từ 0 đến 99 ................................................ 67
Hình 3.6. Giao diện ISSI 7 Professional .............................................................. 70
Hình 3.7. Sơ đồ kết nối Oscillocope .................................................................... 75


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Trong quá trình cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nƣớc, Giáo dục và đào tạo
có sứ mệnh nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dƣỡng nhân tài, góp
phần quan trọng trong công cuộc xây dựng, phát triển đất nƣớc, văn hoá và con
ngƣời Việt Nam. Phát triển giáo dục và đào tạo gắn liền với phát triển khoa học và
công nghệ.Đầu tƣ cho giáo dục và đào tạo là đầu tƣ cho phát triển.
Tại Việt Nam, Đảng và nhà nƣớc ta xác định “giáo dục là quốc sách” nên
việc đổi mới phƣơng pháp dạy học nhằm nâng cao chất lƣợng đào tạo luôn đƣợc
quan tâm . Theo nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX: “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 …” nhằm tạo ra nguồn nhân lực có
trình độ làm chủ đƣợc khoa học kỹ thuật và làm chủ tƣơng lai.
Văn kiện Đại hội Đảng lần thứ XI cũng chỉ rõ “ Phát triển giáo dục là quốc
sách hàng đầu. Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng
chuẩn hoá, hiện đại hoá, xã hội hố, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế, … Tập
trung nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo, coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống,
năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, khả năng lập nghiệp…”
Đảng ta đã định hƣớng "…tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện,
đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học…thực hiện phương châm học đi đôi với
hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, nhà trường gắn liền với xã hội…".
“Đổi mới phương pháp dạy học” đƣợc đánh giá là giải pháp hữu hiệu để
nâng cao chất lƣợng giáo dục, góp phần tạo ra nguồn nhân lực phát triển toàn diện
cả về kiến thức, kỹ năng và thái độ có thể làm chủ cơng nghệ,đáp ứng đƣợc nhu cầu
trong nƣớc và hội nhập quốc tế.
Nếu trƣớc kia ngƣời ta thƣờng quan tâm nhiều đến khả năng ghi nhớ kiến
thức và thực hành kỹ năng vận dụng, thì nay chú trọng đặc biệt đến phát triển năng
lực sáng tạo của học sinh.

1

Trong giáo dục kỹ thuật hiện nay cần phải tăng tính chủ động sáng tạo cho
sinh viên, giáo viên đóng vai trị cố vấn các hoạt động có mục đích của sinh viên để
họ tiếp thu kiến thức mới một cách tích cực. Diễn giảng của giáo viên cần tăng dần
mức độ sử dụng các phƣơng thức giảng dạy hiện đại nhƣ tăng cƣờng sử dụng đa
phƣơng tiện, chuẩn bị các bài giảng điện tử và trình chiếu để diễn đạt nội dung mới
sinh động hơn, giúp các em có phƣơng pháp phù hợp chủ động tiếp thu các nội
dung với xu huớng kiến thức mở.
Trên thực tế, PPDH tích cực có sự ứng dụng của các phần mềm hỗ trợ quá
trình dạy học với phƣơng châm lấy học sinh làm trung tâm đang dần thay thế
PPDH truyền thống, nặng về thuyết trình, học sinh học thụ động khơng chủ động
sáng tạọ trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Rất nhiều PPDH đã đƣợc nghiên cứu
và ứng dụng, môt trong số đó là phƣơng pháp dạy học có sự trợ giúp của phần mềm
mô phỏng đang đƣợc áp dụng rộng rãi.
Phƣơng pháp dạy học ứng dụng công nghệ mô phỏng giúp ngƣời học, ngƣời
nghiên cứu, quan sát đƣợc cấu tạo bên trong, nguyên lý hoạt động của các cơ cấu
máy hoặc nguyên tắc làm việc của các mạch điện mà ngƣời học không thể quan sát
đƣợc trong thực tế hoặc bằng mơ hình thực thể. Về bản chất đó là PPDH trực quan
có thể biến cái khó hiểu, trừu tƣợng thành cái dễ hiểu, cụ thể, quan sát đƣợc.
Dạy học ứng dụng PMMP là xu hƣớng dạy học mới, hiện đại đã và đang
đƣợc nghiên cứu, áp dụng rộng rãi. Các bài giảng có ứng dụng PMMP mơ phỏng
sẽ tạo cho sinh viên nhiều kỹ năng như: Kỹ năng quan sát, kỹ năng thao tác trên
đối tượng, kỹ năng tự do phát triển tư duy từ đó phát huy được tính tích cực, chủ
động, sáng tạo của họ. Bên cạnh đó việc ứng dụng phần mềm mơ phỏng sẽ khắc
phục được tình trạng thiếu vật tư, thiết bị, đồ dùng học tập, đặc biệt là những thiết
bị đắt tiền khó mua và giảm đáng kể kinh phí, thời gian đào tạo.
Trong ngành Điện tử mô phỏng giúp ta quan sát mạch hoạt động nhƣ thế
nào?Giúp phát hiện lỗi và sai sót để khắc phục và chỉnh sửa mạch, khi thực hiện thi
cơng mạch thực tế tránh đƣợc những hỏng hóc cho mạch đồng thời tiết kiệm chi
phí, thời gian khi thi công.

2


Trƣờng Đại học cơng nghiệp Việt – Hung ln tích cực thực hiện chủ trƣơng
đổi mới phƣơng pháp dạy học bằng cách tổ chức hội thảo, hội giảng cấp khoa, cấp
trƣờng về ứng dụng và đổi mới phƣơng pháp dạy học, tham gia hội thi giáo viên
giỏi các cấp để trao đổi, học hỏi kinh nghiệm về chuyên môn cũng nhƣ PPDH mới
nhằm nâng cao chất lƣợng đào tạo. Mặc dù vậy, khả năng ứng dụng công nghệ mô
phỏng trên máy tính để xây dựng bài giảng thuộc khối chuyên ngành kỹ thuật còn
nhiều hạn chế.
Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao
gồm mạch số và mạch tƣơng tự với thƣ viện linh kiện phong phú giúp ngƣời thiết
kế dễ dàng thực hiện mô phỏng các loại mạch. Nghiên cứu ƢD phần mềm Proteus
nhằm góp phần xây dựng và sử dụng hiệu quả các sản phẩm dùng trong dạy học
nhằm cải tiến nâng cao chất lƣợng dạy và học môn học Kỹ thuật số tại trƣờng
ĐHCN Việt – Hung.
Từ những lý do trên, đƣợc sự đồng thuận của giảng viên hƣớng dẫn PGS.TS
Ngô Tứ Thành, tác giả đã lựa chọn và thực hiện đề tài:
“Ứng dụng phần mềm Proteus mô phỏng mạch điện trong môn học kỹ
thuật số”
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Phƣơng pháp dạy học ứng dụng phần mềm mô phỏng
đối với việc dạy học môn kỹ thuật số của ngành Công nghệ kỹ thuật Điện tử tại
trƣờng Đại học công nghiệp Việt – Hung.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lí luận về mơ phỏng trong dạy học,
vận dụng lý thuyết mô phỏng vào việc xây dựng và dạy học thực nghiệm 2 bài
trong môn học kỹ thuật số thuộc chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện tử
3. Giả thuyết khoa học
Hiện tại, trƣờng Đại học công nghiệp Việt – Hung đang áp dụng phƣơng

pháp truyền thống trong dạy học môn kỹ thuật số nên chƣa phát huy đƣợc các kỹ
năng cần có và sự sáng tạo của ngƣời học nên chƣa nâng cao hiệu quả của quá trình
dạy học.

3


Nếu ứng dụng phần mềm mô phỏng một cách khoa học, hợp lý trong dạy học
sẽ phát huy nhiều kỹ năng của sinh viên nhƣ: Kỹ năng quan sát, kỹ năng thao tác
trên đối tƣợng, kỹ năng tự do phát triển tƣ duy từ đó phát huy đƣợc tính tích cực, chủ
động, sáng tạo của họ nhằm nâng cao hiệu quả dạy học . Bên cạnh đó việc ứng dụng
phần mềm mơ phỏng sẽ khắc phục đƣợc tình trạng thiếu vật tƣ, thiết bị, đồ dùng học
tập, đặc biệt là những thiết bị đắt tiền khó mua và giảm đáng kể kinh phí, thời gian
đào tạo.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc xây dựng và ứng dụng phần mềm
Proteus mô phỏng mạch điện trong môn học Kỹ thuật số.
 Đánh giá thực trạng dạy học môn kỹ thuật số của ngành Công nghệ kỹ
thuật Điện tử tại trƣờng Đại học công nghiệp Việt – Hung và khả năng
ứng dụng phần mềm mô phỏng vào môn học này.
 Xây dựng 01 bài giảng lý thuyết, 01 bài giảng thực hành trong chƣơng
trình mơn Kỹ số có ứng dụng phần mềm Proteus.
 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết
khoa học đề ra.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phương pháp nghiên cứu lý luận:
Các tài liệu về giáo dục nghề nghiệp, lý luận và công nghệ dạy học hiện
đại, các cơng trình nghiên cứu; các văn kiện, nghị quyết của Đảng và nhà
nƣớc, … có liên quan đến nội dungnghiên cứu của đề tài.
 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm để đối chứng, phân tích kết
quả, rút ra kết luận.
Dùng phiếu hỏi:Trƣng cầu ý kiến của các chuyên gia phƣơng pháp, thăm dò
ý kiến đồng nghiệp và học sinh, sinh viên trên cơ sở đó tổng hợp, rút ra kết luận để
kiểm tra tính đúng đắn giả thuyết đề tài.

4


CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG
PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC
1.1. Một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy
học.
Việc nghiên cứu về mô phỏng và ứng dụng CNMP trong các ngành kinh tế
xã hội đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới sử dụng. Mơ phỏng chính thức đƣợc đƣa ra
thảo luận và đánh giá lần đầu tiên vào tháng 8 năm 1978 tại viện khoa học
Weizmann Rehovot của Israel [1]
Ngày nay CNMP đã đƣợc ứng dụng trong hầu hết các ngành kinh tế xã hội,
trong giáo dục, y tế, trong phịng thí nghiệm…Các nghiên cứu, đánh giá của các
nhà khoa học sử dụng MP với các mức độ khác nhau, điều kiện khác nhau nhằm đi
đến nhận xét, kết luận.
Tại Việt nam: Trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc, việc
nghiên cứu và ứng dụng công nghệ thông tin đã và đang trở thành một công nghệ
mũi nhọn nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực (nghiên cứu và công
nghiệp, giáo dục và đào tạo, du lịch, dịch vụ bất động sản, thƣơng mại và giải trí).
Đến nay rất nhiều kết quả nghiên cứu và ứng dụng phần mềm đƣợc công bố
nhƣ: Cơng trình “nghiên cứu khoa học và phát triển Công nghệ thông tin và
truyền thông”, đề tài khoa học cấp nhà nƣớc KC – 01 – 14 do PGS.TS Vũ Trọng
Rỹ và các cộng sự tại Viện chiến lƣợc và chƣơng trình giáo dục kết hợp với các

chuyên gia tin học của Viện CNTT thuộc trƣờng ĐHQG Hà Nội hợp tác xây dựng
thành cơng phần mềm gồm 20 thí nghiệm ảo phục vụ cho dạy học các môn vật lý
8,9; Hóa học 9; sinh học 8,9.
Đề tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu xây dựng phần mềm MP nhằm đánh giá
và đảm bảo chất lƣợng dịch vụ IPTV” của tác giả Phạm Văn Lanh, năm 2011.
Năm 2012, nhằm đáp ứng nhu cầu tài liệu trực quan phục vụ giảng dạy,
huấn luyện môn học kỹ thuật tên lửa S-75M3 các tác giả của Học viện Phịng
khơng – Khơng qn đã sử dụng phần mềm Powerpoint để mô phỏng hoạt động
chức năng đài điều khiển SNR-75V3; sử dụng phần mềm Macromedia Flash và

5


Powerpoint 2003 để mô phỏng hoạt động chức năng rút gọn của tổ hợp tên lửa
phịng khơng S-75M3.
Trong giáo dục, các cơng trình nghiên cứu và ứng dụng cơng nghệ MP trên máy
tính đƣợc đánh giá rất cao bởi tính khoa học và tính hiệu quả mà nó mang lại. Luận
văn này đƣợc thực hiện với mục tiêu khái quát hóa về mặt cơ sở lý luận và thực tiễn
của việc xây dựng và ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học. Trên cơ sở đó,
xây dựng thử nghiệm một số bài mơ phỏng số điển hình.
1.2. Tổng quan về công nghệ mô phỏng
1.2.1. Mô phỏng
Mô phỏng là thực nghiệm quan sát đƣợc và điều khiển đƣợc trên mô hình của
đối tƣợng khảo sát. Mơ phỏng là nghiên cứu thực trạng của mơ hình qua đó hiểu
đƣợc hệ thống thực [2]. Mô phỏng đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
nhƣ: kỹ thuật, quân sự, kinh tế, xã hội, y tế ... . Trong khoa học và công nghệ, mô
phỏng là con đƣờng nghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý thuyết thuần túy
( phƣơng pháp suy diễn) và nghiên cứu thực nghiệm trên đối tƣợng thực. Nó đƣợc sử
dụng khi khơng thể, khơng cần hay khơng nên thực nghiệm trên đối tƣợng thực.
Ta có thể thực hiện việc mô phỏng từ những phƣơng tiện đơn giản nhƣ giấy,

bút đến các nguyên vật liệu để tái tạo lại ngun mẫu nhƣ mơ hình bằng gỗ, sắt và
hiện đại hơn là MP máy tính. Mơ phỏng tạo thuận lợi cho ngƣời sử dụng về các mặt:
+ Nhận thức: Trực quan hóa, dễ tiếp cận và đo lƣờng, lặp lại đƣợc nhiều lần
theo ý muốn, gợi mở tiên đốn, sáng tạo và thử nghiệm.
+ Cơng nghệ (về thiết bị, phƣơng pháp cũng nhƣ kỹ năng): Khả thi, an toàn,
hiệu quả kinh tế, tiến kiệm thời gian, luyện kỹ năng trƣớc khi tiếp xúc với thực tế.
Mô phỏng là một trong những phƣơng pháp nghiên cứu khoa học đang đƣợc
áp dụng phổ biến bởi nó góp phần giải quyết những khó khăn khi tiến hành nghiên
cứu với mơ hình thực (những đối tƣợng, hệ thống khó hoặc khơng thể trực tiếp
nghiên cứu đƣợc do những nguyên nhân khác nhau nhƣ tính kinh tế, điều kiện
khách quan, tính nguy hiểm, tính thời gian). Với sự phát triển mạnh mẽ của công
nghệ thông tin, hiệu quả của phƣơng pháp nghiên cứu này càng đƣợc nâng cao.

6


1.2.2. Công nghệ mô phỏng
Công nghệ là một hệ thống phương pháp, phương tiện, kỹ năng nhằm lợi
dụng quy luật khách quan để tác động vào một đối tượng nào đó, đạt thành quả xác
định cho con người[3]
Cơng nghệ mơ phỏng là một hệ thống phƣơng tiện, phƣơng pháp và kỹ năng mô
phỏng. Trong nhiều lĩnh vực, các nhà nghiên cứu đã dùng công nghệ mô phỏng để
nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm nên nó là phƣơng pháp tổng quát của nhiều
ngành khoa học khác nhau.
Đối với quá trình dạy, cơng nghệ mơ phỏng theo hƣớng chuyển hóa từ
phƣơng pháp nghiên cứu sang phƣơng pháp dạy học đang và sẽ trở thành một trong
các phƣơng pháp dạy học có hiệu quả cao về nhiều mặt nhƣ: Trực quan, sinh động,
gây hứng thú học tập và nghiên cứu, phát huy tƣ duy sáng tạo.
Mô phỏng là thực nghiệm quan sát đƣợc và điều khiển đƣợc trên mơ hình, vì
thế cơng nghệ mơ phỏng cũng có những tên gọi tƣơng ứng theo mơ hình nhƣ: mơ

phỏng hình học, mơ phỏng động hình học, mơ phỏng số. Ở nƣớc ta hiện nay các
phƣơng pháp mơ phỏng bằng đồ họa vi tính đã trở thành hiện thực ở khá nhiều
trƣờng, tuy nhiên, việc lựa chọn sản phẩm nào phù hợp với tình hình cụ thể nơi
đào tạo, đơn vị hiện đang là những vấn đề mà ngành sƣ phạm kỹ thuật cần quan
tâm nghiên cứu.
Cấu trúc của CNMP
Đối tƣợng
nghiên cứu

(1)

Mơ hình

(2)

Kết quả

(3)

Hình 1.1 Cấu trúc của q trình mơ phỏng
* Q trình mơ phỏng tiến hành theo ba bƣớc:
Bƣớc 1: Mơ hình hóa: Từ mục đích nghiên cứu, cần xác định, lựa chọn một
số tính chất và mối quan hệ chính của đối tƣợng nghiên cứu đồng thời loại bỏ
những tính chất và mối quan hệ thứ yếu để xây dựng mơ hình.

7


Bằng quan sát thực nghiệm ngƣời ta xác định đƣợc một tập hợp những tính
chất của đối tƣợng nghiên cứu. Thông thƣờng, do kết quả của sự tƣơng tự ngƣời ta

đi đến hình dung sơ bộ về sự vật, hiện tƣợng cần nghiên cứu, tức là đi đến một mơ
hình sơ bộ, chƣa đầy đủ. Trong giai đoạn này trí tƣởng tƣợng và trực giác giữ vai
trò quan trọng, nhờ đó ngƣời ta mơi loại bỏ đƣợc những tính chất và mối quan hệ
thứ yếu của đối tƣợng nghiên cứu, thay nó bằng mơ hình chỉ mang tính chất và
những mối quan hệ chính mà ta phải quan tâm. Mơ hình lúc ban đầu mới có trong
óc ngƣời nghiên cứu. Nó trở thành mẫu dựa vào đó nhà nghiên cứu xây dựng
những mơ hình thật (nếu nhà nghiên cứu dùng phƣơng pháp mơ hình vật thật).
Trong trƣờng hợp mơ hình lý tƣởng thì ngƣời ta đem đối chiếu trong óc mơ hình
với những vật, những hiện tƣợng mà ngƣời ta đã quen biết.
Bƣớc 2: Nghiên cứu mơ hình (tính tốn thực nghiệm …) để rút ra những hệ
quả lý thuyết, kết luận về đối tƣợng nghiên cứu.
Sau khi mơ hình đƣợc xây dựng, cần áp dụng những phƣơng pháp lý thuyết
hoặc thực nghiệm khác nhau từ tƣ duy trên mô hình và thu đƣợc kết quả, những thơng
tin mới. Đối với các mơ hình vật chất thì ngƣời ta làm thí nghiệm thực trên mơ hình.
Cịn đối với các mơ hình lý tƣởng thì tiến hành thao tác trên mơ hình trong óc, tức là
áp dụng những phép tính hay những phép phân tích logic trên các ký hiệu. Ngƣời ta
coi cơng việc này nhƣ là một thí nghiệm đặc biệt gọi là thí nghiệm tƣởng tƣợng (ảo).
Thí nghiệm tƣởng tƣợng tuy khơng có thật nhƣng có thể thực hiện đƣợc và có vai trị
rất lớn trong khoa học. Những thí nghiệm đó đƣợc sáng tạo để giải thích những vấn đề
đặc biệt quan trọng, bất kể là trong thí nghiệm đó có thể thực hiện đƣợc về nguyên tắc,
mặc dù kỹ thuật thực nghiệm của nó có thể rất phức tạp.
Trong phƣơng pháp mơ hình khái niệm ngƣời ta đã biết trƣớc đƣợc hành vi
của mơ hình trong những điều kiện xác định. Điều ngƣời ta muốn biết thêm là hệ
quả của những hành vi đó nhƣ thế nào.
Bƣớc 3: Đối chiếu kết quả thu đƣợc trên mơ hình với kết quả thực tiễn đồng
thời xét tính hợp thức của mơ hình. Trong trƣờng hợp kết quả khơng phù hợp với
thực tiễn phải chọn lại mơ hình.
Nếu bản thân mơ hình là một phần tử cấu tạo của nhận thức thì cần phải kiểm
tra sự đúng đắn của nó bằng cách đối chiếu kết quả thu đƣợc từ mô hình với những kết

8


quả thu đƣợc trực tiếp từ mơ hình gốc. Nếu sai lệch thì phải điều chỉnh ngay chính mơ
hình, có trƣờng hợp phải bỏ hẳn mơ hình đó và thay bằng một mơ hình khác.
Nếu bản thân mơ hình khơng phải là đối tƣợng của nhận thức mà chỉ là
phƣơng tiện để nghiên cứu thì việc xử lý kết quả, hợp thức mơ hình là phải phân
tích những kết quả trên mơ hình thành những thơng tin thực về đối tƣợng nghiên
cứu (ví dụ nhƣ mơ hình kỹ thuật, mơ hình tốn học …) nếu những thơng tin ấy
khơng phù hợp thì cũng phải chỉnh lý lại mơ hình.
Trong nhiều trƣờng hợp mơ hình chỉ phản ánh đƣợc một hay một số mặt của
đối tƣợng nghiên cứu, còn nhiều mặt khác thì khơng phản ánh đƣợc, thậm chí phản
ánh sai lệch.
Những mơ hình đã đƣợc kiểm nghiệm trong thực tế là những mơ hình thích
hợp và dùng để phản ánh một số mặt của thực tế khách quan. Nó có thể thay đổi,
hoàn chỉnh thêm hoặc bị bác bỏ khi ngƣời ta có thêm thơng tin chính xác hơn về
đối tƣợng gốc (ngun hình).
Để việcmơ hình hố đƣợc 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: có
thể chuyển các kết quả nhận đƣợc khi nghiên cứu mơ hình sang đối tƣợng nghên cứu.
Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn tác giả tiến hành đi nghiên cứu và
xây dựng hệ thống mô phỏng số (mô phỏng thông qua sự trợ giúp của phần mềm và
máy vi tính).
Trong nhiều trƣờng hợp mơ hình chỉ phản ánh đƣợc một hay một số mặt của
đối tƣợng nghiên cứu, còn nhiều mặt khác thì khơng phản ánh đƣợc, thậm chí phản
ánh sai lệch.
Những mơ hình đã đƣợc kiểm nghiệm trong thực tế là những mơ hình thích
hợp và dùng để phản ánh một số mặt của thực tế khách quan. Nó có thể thay đổi,
hoàn chỉnh thêm hoặc bị bác bỏ khi ngƣời ta có thêm thơng tin chính xác hơn về
đối tƣợng gốc (ngun hình).

Để việc mơ hình hố đƣợc 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: có
thể chuyển các kết quả nhận đƣợc khi nghiên cứu mô hình sang đối tƣợng nghên cứu.
Mơ hình:là một mơ phỏng bằng thực thể hay bằng khái niệm một số thuộc
tính và quan hệ đặc trƣng của một đối tƣợng nào đó (gọi là ngun hình hay đối

9


tƣợng đƣợc mơ hình hố) với mục đích nhận thức, làm đối tƣợng quan sát thay cho
nguyên hình hoặc làm đối tƣợng nghiên cứu về ngun hình.
Mơ hình là một thuật ngữ đƣợc dùng rộng rãi trong nhiều nghành khoa học.
Thơng thƣờng, mơ hình đƣợc coi nhƣ là cái mẫu mà các đối tƣợng cần nghiên cứu
tƣơng ứng ít nhiều với nó, nhƣng khơng hồn tồn đồng nhất với. Một mơ hình chỉ
phản ánh một số tính chất của đối tƣợng, nhiều khi cùng một đối tƣợng phải dùng
nhiều mô hình mới giải thích đƣợc.
Phương pháp mơ hình hố gồm các bước:
- Nghiên cứu đối tƣợng gốc để xây dựng mơ hình thay thế (mơ hình thƣờng
đơn giản, khái qt, trực quan hơn đối tƣợng thật nhƣng phải bảo đảm các yêu cầu:
phản ánh đúng bản chất của đối tƣợng thật, dễ khảo sát hơn trên đối tƣợng thật);
- Nghiên cứu trên mơ hình để thu nhận kết quả; và
- Gán kết quả thu đƣợc trên mơ hình cho đối tƣợng gốc (hợp thức hố mơ
hình).
Tính chất của mơ hình:
Theo quan điểm cơng nghệ mơ hình có những tính chất sau:
- Quan sát đƣợc và điều khiển đƣợc trên đối tƣợng cần nghiên cứu.
- Tƣơng tác đƣợc ( thay đổi các thông số theo ý muốn của ngƣời quan sát)
- Có tính khả thi và hiệu quả tạo điều kiện thuận lợi cho ngƣời sử dụng nhƣ
dễ quan sát, dễ tiếp cận, lặp lại nhiều lần theo ý muốn, thử nghiệm ý tƣởng sáng tạo
và tiên đoán. Đảm bảo an tồn , hiệu quả, giảm cơng sức và kinh tế và rèn luyện kỹ

năng cần thiết trƣớc khi áp dụng thực tế.
Mô phỏng là thực nghiệm quan sát đƣợc và điều khiển đƣợc trên mơ hình, vì
thế cơng nghệ mơ phỏng cũng có những tên gọi tƣơng ứng theo mơ hình nhƣ: mơ
phỏng hình học, mơ phỏng động hình học, mơ phỏng số….tùy mục đích, điều kiện
khảo sát và sự chi phối bởi các tính chất của mơ hình nên cùng một đối tƣợng, có
thể mơ hình hóa dƣới nhiều dạng khác nhau, vì thế có nhiều cách mơ phỏng khác
nhau tƣơng ứng. Trong công nghệ dạy học ở nƣớc ta hiện nay, ngồi các phƣơng
pháp quen thuộc là hình vẽ, đồ dùng dạy học trực quan và các phƣơng tiện nghe
nhìn mà thầy trị tham gia tạo dựng cải tiến nhƣ phim, băng hình,….do máy tính
ngày càng phổ biến, các phƣơng pháp mô phỏng bằng phần mềm máy vi tính đã
đƣợc áp dụng ở khá nhiều trƣờng, tuy nhiên, việc lựa chọn sản phẩm phù hợp với

10


tình hình cụ thể nơi đào tạo, đơn vị hiện đang là những vấn đề mà ngành sƣ phạm
kỹ thuật cần quan tâm nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn tác giả tiến hành đi nghiên cứu và
xây dựng hệ thống mô phỏng số (mô phỏng thông qua sự trợ giúp của phần mềm và
máy vi tính).
1.2.3. Mơ phỏng số
Khái niệm: Mơ phỏng trên máy tính là sử dụng mơ tả tốn học, mơ hình của
hệ thống thực ở dạng chƣơng trình máy tính để mơ tả một q trình hoặcmột tập
hợp các trạng thái vi mơ của hệ vật lý theo một mơ hình cho trƣớc. Mơ phỏng số
đƣợc sử dụng rất có hiệu quả trong quá trình nghiên cứu trạng thái động của
nguyên mẫu trong những điều kiện nếu nghiên cứu trên vật thật sẽ khó khăn, tốn
kém và khơng an tồn.
Mơ phỏng trên máy tính là hiển thị một chuỗi các hình ảnh hoặc khung hình
trên màn hình phỏngtheo một chuyển động nào đó. Đó là một hệ thống giao diện
cấp cao giữa ngƣời sử dụng và máy tính. Hệ thống này mơ phỏng các sự vật và

hiện tƣợng theo thời gian thực và tƣơng tác với ngƣời sử dụng qua tổng hợp các
kênh cảm giác.
Phân loại:
* Phƣơng pháp mơ phỏng liên tục: Tín hiệu vào là liên tục và việc mô phỏng
trƣớc đây thƣờng thực hiện trên máy tính tƣơng tự thì hiện nay việc mơ phỏng này
đƣợc thực hiện trên máy tính số. Mơ hình tốn học đƣợc biểu diễn bằng phƣơng trình
vi tích phân, phƣơng trình tốn học hoặc mơ tả thơng qua các hoạt hình có lập trình.
* Phƣơng pháp mơ phỏng rời rạc: các biến liên tục đƣợc rời rạc hố, nhận các giá
trị gián đoạn theo thời gian. Mơ hình đƣợc biểu diễn bằng phƣơng trình sai phân.

11


Q trình mơ phỏng số:
Q trình mơ phỏng số có thể đƣợc biểu diễn nhƣ ở hình 1.3
Đối tƣợng cần nghiên cứu
1

Mơ hình ngun lý
2

Mơ hình trên máy tính
3

Sai

Thử nghiệm và sosánh

4

Đúng
Kết quả

Hình 1.2. Cấu trúc của q trình mơ phỏng số
Những bƣớc chính của q trình mơ phỏng số bao gồm:
(1) Từ mục đích nghiên cứu ta thu thập các thông tin, dữ liệu cần thiết của
đối tƣợng và các yếu tố tác động (môi trƣờng), trên cơ sở đó xây dựng mơ hình
ngun lý (phản ánh bản chất của đối tƣợng nghiên cứu).
(2) Xây dựng mơ hình máy tính: tiến hành lập trình để xây dựng mơ hình trên
máy tính (là những chƣơng trình chạy trên máy tính). Các chƣơng trình này đƣợc
viết bằng các ngơn ngữ cao cấp thông dụng nhƣ: visual Basic, visua C++, pascal,…
(3) Lập kế hoạch thực nghiệm (số lần thử nghiệm, thời gian mô phỏng), hiệu
chỉnh kế hoạch thực nghiệm để đảm bảo độ chính xác theo u cầu. Thử nghiệm
mơ phỏng: cho chƣơng trình chạy để lấy kết quả. Kết quả có thể đƣợc biểu diễn
dƣới dạng số liệu hoặc đồ thị. Cần lƣu ý rằng kết quả sẽ mang tính “ đánh giá”
chính xác nếu bƣớc tính tăng lên đủ lớn.
(4) Sau khi cài đặt chƣơng trình, chạy thử xem mơ hình có phản ánh đúng các
đặc tính của đối tƣợng không. Nếu cần, phải sửa chữa lại các lỗi lập trình. sau khi chạy
thử, nếu mơ hình trên máy tính khơng đạt cần phải xây dựng lại mơ hình ngun lý.

12


Để tiện lợi cho việc chế tạo và sử dụng mơ hình, ngƣời ta đã phát triển nhiều
phần mềm chế tạo mơ phỏng chun dụng gồm nhiều khối chuẩn. Ví dụ trong điều
khiển học ngƣời ta thƣờng sử dụng chƣơng trình Matlab Simulink để mơ phỏng,
ngƣời sử dụng chỉ việc chọn các khối có sẵn, thay đổi tham số trong đó và dùng các
kết nối khối, cho mơ hình chạy trong thời gian cần thiết và nhận đƣợc kết quả ở
dạng đồ thị, ma trận….Trong việc tạo các phim hoạt hình mơ phỏng cũng có nhiều
phần mềm chun dụng nhƣ 3D Studio, Media Studio Pro của Ulead….

Ƣu điểm của các ngôn ngữ mô phỏng là: Thời gian xây dựng chƣơng trình
ngắn, dễ bổ sung và sửa chữa sai sót, các kết quả đƣợc sử lý tốt, thuận tiện cho việc
sử dụng.
1.3. Phƣơng pháp dạy học với mô phỏng
1.31. Phương pháp dạy học:
- Phương pháp có thể hiểu là con đƣờng, là cách thức để giải quyết một
công việc, một vấn đề cụ thể nhằm đạt đƣợc mục đích đã đề ra.
- Dạy học là sự kết hợp giữa quá trình tái hiện lại tri thức của ngƣời đi trƣớc đã
đƣợc tích lũy truyền lại cho thế hệ sau với sự tiếp thu, gia tăng bền vững về nhận
thức và ứng xử của mỗi cá nhân thông qua sự tƣơng tác giữa ngƣời với ngƣời.
Dạy học là một hình thức đặc biệt của giáo dục, phối hợp chặt chẽ với các hoạt
động khác trong quá trình giáo dục nhằm thực hiện mục đích và nhiệm vụ giáo dục.
- Phương pháp dạy học:
Có nhiều định nghĩa khác nhau về phƣơng pháp dạy học:
Theo quan điểm của Iu.K.Babanski thì phƣơng pháp dạy học là cách thức
tƣơng tác giữa thầy và trò nhằm giải quyết các nhiệm vụ giáo dƣỡng, giáo dục và
phát triển quá trình dạy học.
Theo tác giả I.Ia.Lecne (Lecne.I.Ia. Craepxki B.B - Cơ sở lý luận của nội
dung học vấn phổ thơng) [5] thì phƣơng 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 học vấn.
Theo PGS – TS Ngô Tứ Thành PPDH là tổng hợp của phƣơng pháp khoa
học và phƣơng pháp sƣ phạm [6].

13


Theo GS-TS Nguyễn Xuân Lạc PPDH là tổng hợp các cách thức hoạt động
(tƣơng tác) giữa ngƣời dạy và ngƣời học trong quá trình dạy học nhằm thực hiện tốt
nhiệm vụ dạy học. Có nhiều định nghĩa khác nhau có thể tóm tắt trong ba dạng cơ

bản sau đây:
+ Theo quan điểm điều khiển học, phƣơng pháp dạy học là cách thức tổ chức
của ngƣời dạy để hƣớng dẫn, điều khiển hoạt động của học sinh trong quá trình tìm
hiểu, khám phá và lĩnh hội kiến thức, hình thành kỹ năng.
+ Theo quan điểm logic, phƣơng pháp dạy học là những thủ thuật logic đƣợc
sử dụng để giúp học sinh nắm kiến thức, kỹ năng một cách chính xác.
+ Theo bản chất của nội dung, phƣơng pháp là sự vận động của nội dung dạy
học.
* Phương pháp dạy học có các đặc trưng sau:
+ Nó phản ánh sự vận động của quá trình nhận thức của học sinh nhằm đạt
đƣợc mụa đích đặt ra.
+ Phản ánh sự vận động của nội dung.
+ Phản ánh cách thức trao đổi thông tin giữa thầy và trò.
+ Phản ánh cách thức quản lý điều khiển hoạt động nhận thức và kiểm tra
đánh giá kết quả hoạt động của ngƣời thầyđối với với ngƣời học.
Phƣơng pháp bao giờ cũng đƣợc xây dựng trên cơ sở của những đối tƣợng cụ
thể, từ đó nhằm đạt đƣợc những mục đích nhất định hay nói cách khác với từng đối
tƣợng khác nhau ta có những phƣơng pháp khác nhau.
Trong dạy học có thể có những phƣơng pháp có thể áp dụng cho nhiều đối
tƣợng (đƣợc gọi là phƣơng pháp chung) nhƣng khơng có phƣơng pháp nào là vạn
năng có thể áp dụng cho mọi đối tƣợng. Việc lựa chọn và áp dụng phƣơng pháp
dạy học nhằm đạt đƣợc hiệu quả trong giảng dạy ln địi hỏi ngƣời giáo viên phải
dày công nghiên cứu trên những cơ sở khoa học cũng nhƣ những phân tích cụ thể
của bài học, đối tƣợng tiếp thu, điều kiện cơ sở vật chất (điều kiện chủ quan và điều
kiện khách quan của q trình dạy học).
- Phương pháp mơ phỏng trong dạy học: Là phƣơng pháp nhận thức thế giới
thực thông qua nghiên cứu mơ hình của đối tƣợng mà ta quan tâm, đây là phƣơng

14

pháp dạy học có hiệu quả cao về nhiều mặt, nhƣ trực quan, sinh động, gây hứng thú
học tập và nghiên cứu, phát huy tƣ duy sáng tạo... .
Mô phỏng trong dạy học là q trình dạy học có thực nghiệm quan sát đƣợc
và điều khiển đƣợc trên mơ hình, vì thế phƣơng pháp mơ phỏng cũng có tên gọi
tƣơng ứng theo mơ hình đƣợc sử dụng nhƣ: Mơ phỏng hình học, mơ phỏng tƣơng
tự, mơ phỏng số… Cùng một đối tƣợng, tùy thuộc vào mục đích và điều kiện khảo
sát, có thể mơ hình hóa dƣới những dạng khác nhau, vì thế có thể có nhiều cách mơ
phỏng khác nhau tƣơng ứng.
1.3.2. Dạy học với mơ phỏng
1.3.2.1.Tính tất yếu của mô phỏng trong dạy học
Cùng với sự phát triển của cơng nghệ thơng tin, việc đƣa máy tính vào các
trƣờng học đã tạo ra một bƣớc ngoặt lớn trong việc dạy học. Sử dụng mơ phỏng
trên máy tính là phƣơng pháp dạy học tích cực phát huy cao độ tính độc lập, khả
năng làm việc trí tuệ của học sinh, tạo ra một nhịp độ phong cách trạng thái tâm lý
mới làm thay đổi phƣơng pháp và hình thức dạy học. Đặc biệt, mơ phỏng diễn tả
những q trình động bên trong các quá trình, các thiết bị mà trƣớc đây không thể
thực hiện trong phạm vi nhà trƣờng.
Công nghệ mô mỏng trong dạy học là phƣơng pháp tiếp cận nhận thức thế
giới thực thơng qua mơ hình tĩnh hoặc động. Bằng phƣơng pháp mô phỏng , sinh
viên không chỉ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc mà trong q trình học họ có thể
tìm ra cách tiếp cận vấn đề, con đƣờng cách thức để đạt đƣợc mục tiêu bài học. Đặc
biệt SV cịn có thể tạo dựng và điều khiển tại chỗ các đối tƣợng theo ý muốn,tìm tịi
và phát hiện một số quan niệm mới cũng nhƣ rèn luyện kỹ năng nghề.
1.3.2.2.Ưu điểm của việc dạy học bằng mô phỏng
Dạy học bằng mô phỏng cung cấp cho sinh viên kinh nghiệm học tập cụ thể
về đối tƣợng theo hình thức trải nghiệm gián tiếp, từ những kinh nghiệm đó sinh
viên có thể tự điều tiết về tƣ duy, hành vi, ứng xử.
Mô phỏng đƣợc dùng để hình thành kỹ năng ban đầu cho sinh viên trƣớc
khi thực hành thực tế do vậy khi trải nghiệm thực tế sinh viên cơ bản đã nắm rõ

15


các quy trình, nguyên tắc nên giảm thiểu đƣợc vấn đề mất an tồn cho ngƣời và
thiết bị.
Mơ phỏng và đặc biệt là phần mềm mơ phỏng có khả năng cung cấp kiến
thức một cách tổng hợp, sâu sắc vì sinh viên phải huy động mọi khả năng xử lý
thông tin, có thể học theo nhịp độ riêng, tự điều chỉnh cách học và rèn luyện tính
kiên trì.
Sử dụng cơng nghệ mô phỏng giúp giáo viên phát huy khả năng sƣ phạm,
khả năng sáng tạo trong quá trình thiết kế bài giảng, rút ngắn đƣợc thời gian diễn
giải vì vậy có thể tăng chủ đề và thời gian thảo luận.
1.3.3. Mục tiêu cần đạt khi dạy học bằng mô phỏng
Giáo viên phải tạo cơ hội, kích thích tƣ duy sáng tạo của sinh viên, rèn luyện
khả năng quan sát, phân tích và tổng hợp vấn đề củasinh viên
Thơng qua bài giảng rèn luyện kỹ năng thực hành của sinh viên trong các giờ
thực hành, thí nghiệm từ đó họ tự mình tiến hành mơ phỏng đảm bảo đúng nội
dung, quy trình mà giáo viên yêu cầu.
Giáo dục nhân cách của sinh viên thơng qua việc rèn luyện tính độc lập, kiên
trì, tự chủ trong quá trình học tập.
1.4. Cơ sở lý luận về việc ứng dụng phần mềm mô phỏng mạch điện trong môn
học Kỹ thuật số.
1.4.1. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học
Cơ sở triết học
Lý luận về nhận thức coi trực quan là xuất phát điểm của nhận thức, nhƣ Lênin
đã nói: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến
thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, nhận thức thực tại
khách quan”. Mô phỏng dùng phần mềmcho phép ngƣời học có thể nhận thức đối
tƣợng một cách sinh động, cụ thể và thao tác đƣợc trên mơ hình mơ phỏng để kiểm

chứng lý thuyết.
Cơ sở tâm – sinh lý học
Theo thuyết nhận thức duy vật biện chứng, quá trình nhận thức gồm 3 giai
đoạn kế tiếp nhau: nhận thức cảm tính, nhận thức lý tính và tái sinh cái cụ thể trong

16