Skkn sử dụng mô hình đồ họa 3d trong việc dạy học môn công nghệ 11 phần vẽ kỹ thuật

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM
TRƯỜNG THPT TRẦN PHÚ
---------------

ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

“SỬ DỤNG MƠ HÌNH ĐỒ HỌA 3D
TRONG VIỆC DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 11
– PHẦN VẼ KỸ THUẬT”

Giáo viên: Nguyễn Thanh Việt

--- 09/2020 ---

1


Mục lục

2


Phần I. Lý do chọn đề tài
Hiện nay với việc ứng dụng công nghệ thông tin, đặc biệt là phần mềm chuyên
dùng hỗ trợ giảng dạy đã thực sự có hiệu quả, góp phần phát triển kỹ năng tư duy và thực
hành cho người học. Đưa công nghệ thông tin vào bài giảng kết hợp giữa phương pháp
dạy học hiện đại với phương pháp dạy học truyền thống đã mang lại hiệu quả cao trong
mỗi giờ giảng.
Chương trình Cơng nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật có nhiều nội dung về chi tiết cơ khí,
kiến trúc có kết cấu hình dạng phức tạp làm học sinh khó tiếp thụ kiến thức. Nhiều học
sinh có trí tưởng tượng khơng gian khơng tốt chưa hiểu được bài học, đưa đến kết quả

học tập chưa tốt. Đây là mối quan tâm hàng đầu của mọi giáo viên khi dạy đến phần nội
dung Vẽ kỹ thuật.
Để giải quyết vấn đề trên, bên cạnh việc sử dụng bảng đen truyền thống hay hình
ảnh bất động, người viết đề xuất sử dụng thêm các mơ hình 3D trong bài giảng điện tử.
Mơ hình 3D hết sức trực quan, sinh động. Việc giảng dạy sử dụng mơ hình 3D sẽ giúp
học sinh mọi trình độ hiểu được hầu hết các khái niệm trong phần vẽ kĩ thuật một các dễ
dàng. Học sinh hiểu bài nhanh và sâu. Điều này làm tiền đề để học sinh thực hiện các
chuyên đề nâng cao hơn trong tương lai.
Trong chương trình Cơng nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật, có nhiều nội dung mang tính
đặc thù, trừu tượng, kênh hình nhiều hơn kênh chữ nên việc mơ tả các vật thể cơ khí, kiến
trúc phải được mô phỏng sinh động mới tạo được hứng thú cho học sinh. Việc mô tả bằng
ngôn ngữ khơng thể thay thế được mơ tả bằng hình vẽ ba chiều nhằm phát huy mạnh mẽ
tư duy sáng tạo, để nâng cao chất lượng giáo dục.
Vì lý do trên, tôi xin giới thiệu vài kinh nghiệm về việc “Sử dụng mơ hình đồ họa
3D trong việc dạy học mơn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật”.

3


Đề tài này được khảo sát tại 4 lớp 11B6, 11B7, 11B2 và 11B8 trường THPT Trần
Phú.

4


Phần II. Giải quyết vấn đề:
2.1. Những vấn đề lý luận chung:
Hiện nay, có rất nhiều chương trình để vẽ mơ hình 3D như AutoCAD 3D,
SolidWork, 3DSMax,... Các chương trình này thể hiện mơ hình cực tốt nhưng lại q khó
để sử dụng và tốn phí bản quyền cao. Người viết đề nghị sử dụng chương trình Sketch Up

Make của hãng Trimble. Đây là chương trình rất dễ sử dụng và hồn tồn miễn phí, hiện
được rất nhiều cơng ty cơ khí, kiến trúc sử dụng để phác thảo nhanh vật mẫu.
Dưới đây sẽ giới thiệu những các nội dung khái quát nhất của chương trình.
2.1.1. Giới thiệu phần mềm Sketch Up Make
SketchUp (SU) là phần mềm đồ họa 3D do hãng Trimble phát triển, chuyên ứng
dụng vào thiết kế sơ phác họa, xây dựng mơ hình trong các lĩnh vực kiến trúc, nội thất,
cảnh quan, xây dựng, thiết kế cảnh quay trong điện ảnh, thiết kế sân khấu. Ứng dụng đồ
họa 3D trong các giai đoạn thiết kế kiến trúc là xu hướng tất yếu.
Các phần mềm 3D nổi tiếng hiện nay rất chuyên nghiệp và xuất sắc ở giai đoạn thể
hiện chi tiết ý tưởng với hiệu quả chuyên sâu về ánh sáng, vật liệu. Nhưng ở giai đoạn sơ
phác ý tưởng, trình diễn sơ bộ với khách hàng hoặc thảo luận nội bộ nhóm thiết kế…
chúng trở nên nặng nề khơng cần thiết và kém thích ứng. Các phần mềm này thường
phức tạp và đòi hỏi đầu tư đào tạo rất cao. Đặc điểm nổi bật của SketchUp là:

− Đơn giản nhưng hiệu quả:
+ SketchUp là phần mềm 3D dễ học, tốn ít cơng học.
+ Để đơn giản và hiệu quả, SketchUp trực quan hóa mọi hoạt động tương tự như
khi vẽ tay. Thao tác cơ bản trong SketchUp là đường – mặt với chuỗi thao tác
vẽ, chia, nối, di chuyển, xoay, thu phóng, nâng khối, cắt khối, trượt dẫn, tơ
màu, áp vật liệu, vẽ địa hình, thêm cảnh quan, giả lập bóng đổ, xuất ảnh, làm
slide show … các hoạt động này đều trực quan trong mơi trường 3D. Mọi tính
năng chỉ được xây dựng vừa đủ dùng nhưng khả năng thể hiện ý tưởng phác
thảo khá hiệu quả.
5


− Nhanh nhưng chính xác:
+ Do đơn giản nên người dùng Sketch Up có thể vẽ rất nhanh, nhưng khơng có
nghĩa kém chính xác. SketchUp có khả năng dị điểm nội suy, nhập liệu tới
chính xác 6 số lẻ phần thập phân, giả lập bóng đổ theo thời gian thực, tạo mặt

cắt tương tác …
2.1.2. Một số thao tác sử dụng chương trình Sketch Up Make
* Địa chỉ download Trimble Sketch Up Make:
Có thể tải về chương trình theo đường dẫn sau:
/>* Cài đặt chương trình:

− Nhấp đúp chuột vào tập tin cài đặt.

− Bấm Next ở hộp thoại Wellcome.

6


− Bấm vào I accept the terms of this license agreement. Sau đó bấm Next.

− Nhấp vào nút Next để cài đặt SketchUp ở vị trí mặc định.

− Nhấn nút Cài Install để cài đặt.

− Nhấp vào nút Finish để hoàn thành việc cài đặt.

7


* Giao diện làm việc của chương trình:

8


* Các công cụ cơ bản:

9


10


2.2. Thực trạng của vấn đề:
Mơn Cơng Nghệ THPT nói chung và phần vẽ kỹ thuật có nhiều nội dung khó. Nội
dung kiến thức kỹ thuật vừa cụ thể vừa trìu tượng trìu tượng: Kiến thức kỹ thuật thường
là những khái niệm, cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy móc thiết bị. Học sinh rất khó
tiếp thu nếu khơng hiểu được các hình vẽ mang nhiều yếu tố của môn vẽ kỹ thuật.

Để học sinh hiểu nhanh bài học, giáo viên cần làm ra các mẫu vật thật hoặc
xây dựng những mơ hình 3D trên máy vi tính. Trong đó, mẫu vật thật ít có điều
kiện chế tạo và khó phổ biến rộng rãi, vì thế việc xây dựng mơ hình 3D được chú ý
hơn cả.
Việc đưa mơ hình 3D vào dạy học đặt ra cho giáo viên hai câu hỏi: Một là,
làm thế nào để tạo ra một mơ hình 3D? Hai là, nhà trường có điều kiện cơ sở vật
chất để thực hiện không?
Với câu hỏi thứ nhất, người viết cần tìm một phần mềm phù hợp để thiết kế.
Trên Internet có nhiều chương trình thiết kế mơ hình 3D như AutoCad 3D,
3DSMax,… nhưng chúng rất khó sử dụng và tốn kém chi phí mua bản quyền. May
mắn là hãng Trimble đã sản xuất ra một phần mềm vẽ kĩ thuật 3D miễn phí, dễ sử
dụng là Sketch Up Make. Người dùng chỉ mất khoảng hai ba ngày tìm hiểu là có
thể sử dụng được chương trình. Sử dụng chương trình này, giáo viên có thể tạo
được mơ hình 3D một cách nhanh chóng, thực tế mất khoảng 20 phút cho một mơ
hình.
Với câu hỏi thứ hai, mỗi lớp học cần có một thiết bị trình chiếu hình ảnh. Đa
số các trường học hiện nay đều đã có tivi gắn sẵn trong phịng học. Một số trường

trong có điều kiện gắn ti vi trong từng phịng học cũng có phịng thao giảng có gắn

11


máy chiếu sẵn. Nhờ đó, bài học sử dụng mơ hình 3D có thể dễ dàng được thực
hiện.
Vì những thực trạng trên, tơi xin giới thiệu một vài “Mơ hình đồ họa 3D
trong việc dạy học môn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật”.
2.3. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề
Người viết đã sử dụng chương trình Sketch Up để tạo ra các mơ hình 3D để thể
hiện các nội dung trọng tâm của chương trình học, như sau:
-

Mơ hình 3D thể hiện nội dung Hình Chiếu Vng Góc, Hình chiếu Trục Đo.

-

Mơ hình 3D Hình cắt và Mặt cắt.

-

Mơ hình 3D thể hiện phối cảnh nhà, mặt bằng, mặt cắt. Kết hợp mơ hình này
vào chương trình Active Inspire để trục quan bài học.

2.3.1. Mơ hình 3D thể hiện nội dung Hình Chiếu Vng Góc.
Đây là bài số 2 và 3 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải thực
hiện được các bước vẽ hình chiếu bao gồm:

− Bước 1: Xác định hướng chiếu

− Bước 2: Căn cứ vào mỗi hướng chiếu đã xác định xác định bề mặt nhìn thấy, nét
thấy, bề mặt khuất, nét khuất và tiến hành vẽ mờ theo thứ tự : Hình chiếu đứng,
Hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh.
− Bước 3: Tơ đậm và ghi kích thước.
Có thể sử dụng mơ hình 3D để giảng nội dung này như sau:

− Dạy trực tiếp bằng chương trình Sketch Up Make, tạo khối hình chữ nhật cơ sở
đầu tiên – xoay theo 3 hướng chiếu để học sinh vẽ được lần lượt hình chiếu đứng,
hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh.

12


− Cắt phần chi tiết đầu tiên cho học sinh quan sát trên phần mềm – Giáo viên xoay
nhiều hướng để học sinh tưởng được được khối vật thể nhưng khơng xoay 3
hướng chính – Học sinh tự vẽ hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh –
Giáo viên xoay 3 hướng chính để học sinh kiểm tra hình vẽ. Làm tương tư với chi
tiết thứ 2,3… cho đến khi vẽ xong.

− Yêu cầu học sinh tô đậm và ghi kích thước.
Một số hình minh hoạ:

13


Hình 1: Hình 3 – 1: Gá chữ V

Hình chiếu đứng

Hình chiếu bằng

Hình chiếu cạnh

Hình chiếu trục đo

14


Hình 2: Hình 3 – 2: Gá trượt dọc

Hình chiếu đứng

Hình chiếu bằng

Hình chiếu cạnh

Hình chiếu trục đo

15


Hình 3: Hình 3 – 3: Gá lỗ trịn

Hình chiếu đứng

Hình chiếu bằng

Hình chiếu cạnh

Hình chiếu trục đo

Hình 4: Hình 3 – 4: Gá trượt ngang
16


Hình chiếu đứng

Hình chiếu bằng

Hình chiếu cạnh

Hình chiếu trục đo

17


2.3.2. Mơ hình 3D thể hiện nội dung Hình Chiếu Trục Đo.
Đây là bài số 5 và 6 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải thực
hiện được các bước vẽ hình chiếu trục đo.
Với phần này, mơ hình 3D chỉ nên dùng khi học sinh đã vẽ xong với mục đích
kiểm tra lại đáp án của bài vẽ giúp các học sinh biết được các chi tiết vẽ khơng đúng và lí
do vì sao khơng đúng.
2.3.3. Mơ hình 3D thể hiện nội dung Hình Cắt – Mặt Cắt.
Đây là bài số 4 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải hiểu và vẽ
được mặt cắt và hình cắt.
Có thể sử dụng mơ hình 3D để giảng nội dung này như sau:

− Dạy trực tiếp bằng chương trình Sketch Up Make, giáo viên chuẩn bị trước mơ
hình 3D của vật thể.

− Giáo viên chỉ cho học sinh vị trí cần cắt và cho học sinh dự đốn hình dáng của
mặt cắt/ hình cắt.
− Giáo viên tách rời 2 phần của vật thể để lộ ra phần thể hiện mặt cắt cho học sinh
quan sát. Sau đó xoay sang hướng chiếu tạo thành hình cắt.
Một số mơ hình minh hoạ như sau:
Hình 5: Hình 4.2. Biểu diễn mặt cắt của cờ lê.

18


Hình 6: Hình 6.7.2 Gá mặt nghiêng (Hình chiếu và hình cắt tồn bộ)

2.3.4. Mơ hình 3D thể hiện Phối cảnh nhà, Mặt bằng, Mặt đứng, Hình cắt.
Đây là bài số 11 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải hiểu các
khái niệm mặt bằng, mặt đứng và hình cắt. Bài này yêu cầu học sinh phải tưởng tượng ra
vị trí cắt và cắt đứt cả căn nhà. Đây là u cầu khó, khơng phải học sinh nào cũng có thể
làm được
Có thể sử dụng mơ hình 3D để giảng nội dung này như sau:

− Giáo viên vẽ trước mơ hình 3D ngơi nhà, tạo thành một đoạn phim nói về
các khái niệm mặt đứng, mặt bằng, hình cắt – Trình chiếu cho học sinh
quan sát.
− Dùng mơ hình 3D trong phần mềm Sketch Up Make, xoay về hướng nhìn
tạo thành mặt đứng – Giảng giải về mặt đứng trong khi học sinh quan sát.
− Kết hợp mơ hình 3D vào phần mềm Active Inspire (bảng tương tác), tạo ra
một slide cách tạo thành mặt bằng – Dùng mặt phẳng cắt thể hiện cắt ngang
một ngôi nhà – bỏ phần ngôi nhà bị cắt – Giảng giải nội dung mặt bằng.
Làm tương tự với nội dung hình cắt.

19

Một số hình ảnh minh hoạ:
Hình 7: Phim sử dụng mơ hình 3D

Hình 8: Cách tạo thành mặt bằng

20


21


Hình 9: Cách tạo thành hình cắt

2.4. Hiệu quả của SKKN
Qua q trình áp dụng mơ hình 3D vào giảng dạy, tôi thấy rằng việc mô tả các vật
thể dễ dàng hơn rất nhiều. Tơi có thể chỉ ngay vào mơ hình, xoay vật thể để các em thấy
được các hình chiếu, hình cắt, giúp các em hiểu rõ được thế nào là nhìn từ trước, từ trên,
từ trái, việc cắt vật thể là như thế nào. Qua các hình ảnh trực quan này, các em hiểu bài
nhanh hơn, vẽ tốt hơn, từ đó thích học vẽ kĩ thuật hơn.
Trong năm học này, tôi khoả sát 4 lớp 11 đều là lớp ban A. Khi dạy bài 3: Thực
hành biểu diễn hình chiếu của vật thể đơn giản tơi dạy có sử dụng mơ hình 3D cho hai
hớp 11B6 và 11B7. hai lớp 11B2 và 11B8 tơi dạy như bình thường, chỉ sử dụng hình
trong sách giáo khoa. Bài kiểm tra 15 phút hôm sau với đề bài: Em hãy biểu diễn các
hình chiếu vng góc của hình 3.9.2 sách giáo khoa. Kết quả cho thấy hai lớp 11B6 và
11B7 có kết quả điểm bình qn cả lớp cao hơn so với hai lớp 11B2 và 11B8. Cụ thể:

22

Lớp Sĩ Số
11B6
11B7
11B2
11B8

46
46
46
46

SL
46
45
42
30

Giỏi
Tỉ lệ
100%
98%
91%
65%

Khá
SL Tỉ lệ
1
4
15

2%
9%
33%

Trung Bình
SL Tỉ lệ

1

Yếu
SL Tỉ lệ

Điểm bình quân
8.83
8.69
8.52
7.85

2%

Khi dạy bài 4: Hình cắt – mặt cắt và bài 6: Thực hành biểu diễn vật thể, tơi
cũng dạy có sử dụng mơ hình 3D cho hai hớp 11B6 và 11B7. Hai lớp 11B2 và
11B8 tôi tiếp tục dạy nhưng bình thường. Bài kiểm tra 1 tiết hơm sau với đề bài:
Từ hình chiếu đứng và hình chiếu bằng của hình 6.7.3 Gá lỗ chữ nhật, em hãy vẽ
hình cắt đứng và hình chiếu trục đo của vật thể. Lớp 11B6 và 11B7 làm bài kiểm
tra này rất tốt, các em làm kịp thời gian, ít thắc mắc. Các em học sinh lớp 11B2 và
11B8 còn gặp khó khăn khi làm đề bài này. Kết quả cụ thể như sau:
Lớp Sĩ Số
11B6

11B7
11B2
11B8

46
46
46
46

SL
45
44
39
39

Giỏi
Tỉ lệ
98%
96%
85%
85%

SL
1
2
7
7

Khá
Tỉ lệ

2%
4%
15%
15%

Trung Bình
SL Tỉ lệ

Yếu
SL Tỉ lệ

Điểm bình quân
9.0
8.87
8.48
8.59

Kết quả bài kiểm tra một tiết lại cho thấy điểm bình quân của các em lớp
11B6 và 11B7 vẫn tốt hơn điểm bình quân của các em lớp 11B2 và 11B8.
Hai kết quả kiểm tra trên đã cho thấy việc áp dụng mơ hình 3D lên bài dạy
đã mang lại những hiệu quả rất tốt trong quá trình dạy và học phần Vẽ kĩ thuật.

23


Phần III. Kết luận:
3.1. Kết luận:
Sau khi thử nghiệm và đánh giá qua các bài kiểm tra, tôi thấy rằng việc thiết kế và
đưa các mơ hình 3D được thiết kế bằng chương trình Sketch Up Make vào bài giảng đã
mang lại những hiệu quả rất tốt. Khi sử dụng những mơ hình này, giáo viên có thể mơ tả

trực tiếp những vật thể trong sách giáo khoa, học sinh dễ dàng tưởng tượng ra vật thể nhờ
đó các em có thể vẽ lại các hình chiếu dễ dàng hơn. Tiết học được nhẹ nhàng, bài học dễ
hiểu.
Trong thời đại công nghệ thông tin ngày nay, việc sử dụng các mơ hình 3D vào
giảng dạy rất phù hợp với ham thích của học sinh. Nhưng để vận dụng linh hoạt và tổ
chức dạy học bằng mơ hình 3D một cách sinh động hơn còn phụ thuộc nhiều vào kinh
nghiệm và khả năng nắm bắt chương trình Sketch Up và sự phối hợp nhiều chương trình
khác nhau vào bài giảng của từng giáo viên.
Trên đây chỉ là đôi chút kinh nghiệm rút ra từ thực tế giảng dạy của tôi, xin viết ra
để chia sẻ với các đồng nghiệp. Do thời gian và năng lực có hạn chắc chắn nội dung tơi
trình bày ở trên có nhiều thiếu sót. Rất mong sự cảm thơng của các đồng nghiệp và góp
thêm nhiều ý kiến để tơi hồn thiện nội dung trên.
3.2. Kiến nghị:
* Đối với nhà trường:
Trang bị đầy đủ máy vi tính, máy chiếu hoặc màn hình LCD và ln đảm bảo
chúng hoạt động tốt.
Tổ chức cho giáo viên bộ môn đi học tập nâng cao kiến thức và kỹ năng sử dụng
máy vi tính.
 

* Đối với giáo viên:
Khơng ngừng nâng cao kiến thức chuyên môn để nắm vững các bài học về phần

Vẽ Kĩ Thuật.
Rèn luyện và tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Sketch Up và các kỹ năng sử dụng
máy vi tính.
24


Thiết kế và chia sẽ nhiều mơ hình vẽ bằng Sketch Up để bản thân và các giáo viên

khác ứng dụng vào bài dạy.
Người

thực

Nguyễn Thanh Việt

25

hiện