BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT - ĐỨC

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG MÔ PHỎNG
3D QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG MÁY TIỆN VẠN NĂNG PHỤC VỤ CÔNG
TÁC ĐÀO TẠO TẠI CÁC TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP Mã số: 51.10RD/HĐ-KHCN

Chủ nhiệm đề tài: Thạc sỹ Phạm Mạnh Tản


Người chủ trì thực hiện nhiệm vụ: Thạc sỹ Phạm Mạnh Tản

Danh sách các thành viên tham gia:
1. Ông Phạm Mạnh Tản Hiệu trưởng – Chủ nhiệm đề tài
2. Ông Vũ Xuân Vượng Phó hiệu trưởng – Phó chủ nhiệm đề tài
3. Ông Lê Hồng Phương Phó hiệu trưởng - Ủy viên
4. Ông Phạm Văn Thắng Phó hiệu trưởng - Ủy viên
5. Ông Nguyễn Đức Sinh Trưởng phòng QLKH-HTQT - Ủy viên thư ký
6. Ông Phạm Đình Thọ Trưởng Khoa cơ khí chế tạo - Ủy viên
7. Ông Lê Quang Khánh P.Trưởng phòng QLKH-HTQT - Ủy viên
8. Bà Nguyễn Thị Xuân Trưởng phòng Tài chính - kế toán - Ủ
y viên
9. Ông Bùi Trung Hiền Trưởng Khoa Công nghệ kỹ thuật máy - Ủy viên
10. Bà Trần Thị Hảo Phó trưởng phòng đào tạo - Ủy viên
11. Ông Nguyễn Thanh Long Trưởng Khoa cơ khí cắt gọt. - Ủy viên
12. Ông Trần Kiên Phó trưởng khoa công nghệ thông tin - Ủy viên

Đơn vị chủ trì thực hiện đề tài Chủ nhiệm đề tài
(Ký tên, ghi rõ họ tên) (Ký tên, ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU
Nâng cao chất lượng đào tạo là mục tiêu hàng đầu của ngành giáo dục.
Nâng cao chất lượng bằng việc đổi mới phương pháp dạy học là biện pháp có
hiệu quả cao vì đó là con đường cho việc tổ chức quá trình học tập của học sinh-
sinh viên. Hiện nay trước sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin và
truyền thông; dạy học cần phải ứng dụng công nghệ thông tin và truy
ền thông để
hỗ trợ cho việc đổi mới phương pháp qua đó nâng cao chất lượng đào tạo.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy góp phần tích cực trong
hoạt động đổi mới phương pháp dạy học, tạo ra sự hứng thú học tập cho học sinh-
sinh viên và mang lại hiệu quả thiết thực (tiết kiệm chi phí, tạo lập môi trường
học tập phong phú đa dạng). Vi
ệc ứng dụng các phần mềm hỗ trợ cho việc dạy và
học thông qua việc xây dựng mô phỏng 3D để mô phỏng cấu tạo, nguyên lý làm
việc, cách thức điều chỉnh và vận hành máy móc, thiết bị cũng không ngoài ý
nghĩa trên.
Đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng các phần mền chuyên dụng mô phỏng 3D
quá trình hoạt động của máy tiện vạn năng phục vụ công tác đào tạo tại các
trường cao đẳ
ng công nghiệp” do trường Cao đẳng Công nghiệp Việt Đức thực
hiện không chỉ góp phần cho việc đổi mới phương pháp giảng dạy nâng cao chất
lượng đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Việt Đức nói riêng mà còn có thể
ứng dụng tại các trường cao đẳng công nghiệp khác.
Sự thành công của đề tài không thể tách rời sự tạo điều kiện, giúp đỡ, hợp
tác của các tổ chứ
c, cá nhân. Nhân dịp này Ban chủ nhiệm đề tài xin chân thành
cảm ơn: Vụ Khoa học Công nghệ (Bộ Công Thương) các nhà quản lý, các thày
(cô) giáo, các chuyên gia trong lĩnh vực đào tạo đã tạo điều kiện, tư vấn, giúp đỡ
chúng tôi hoàn thành đề tài này.

………… … 19
2. Thực trạng của việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô phỏng trong
dạy học
……………………………………………………………………………… 20
2.1 Trên thế giới
…………………………………………………………… …… 20
2.2 Tại Việt Nam
………………………………………………… …………… 21
2.2.1 Một số văn bản chỉ đạo, hướng dẫn
…………………………………………………… 21
2.2.2 Tình hình nghiên cứu mô phỏng 3D
………………………………………………. 22
2.2.3 Kết quả khảo sát
………………………………….……………………………………………. 22
Chương 2 : Xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận
hành máy tiện vạn năng tại trường CĐCN Việt Đức
29
1. Các yếu tố xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận
hành máy tiện vạn năng.
24
1.1. Chương trình đào tạo
24
1.1.1 Đề cương chi tiết học phần Máy cắt kim loại
24
1.1.2 Chương trình mô đun đào tạo: Tháo máy có độ phức tạp R ≥10
32
1.1.3 Chương trình mô đun đào tạo: Lắp và điều chỉnh máy có độ phức
tạp R ≥10
36
1.1.4 Chương trình mô đun đào tạo: Bảo dưỡng cơ cấu an toàn


3
4.2. Lập bản vẽ lắp ráp các chi tiết mô phỏng 3D theo cụm, hộp, toàn
máy.
62
4.3. Mô phỏng 3D cấu tạo, nguyên lý làm việc máy tiện vạn năng 1A62
64
4.3.1 Giới thiệu chung
66
4.3.2 Hộp tốc độ
67
4.3.3 Hộp bước tiến
88
4.3.4 Hộp chạy dao
98
4.3.5 Điều chỉnh máy
111
5. Xây dựng bài giảng có mô phỏng 3D máy tiện vạn năng 1A62 phục
vụ đào tạo

123
5.1 Các bài giảng theo phương pháp truyền thống

123
5.2 Phương pháp xây dựng bài giảng có sử dụng mô phỏng 3D

123
5.3 Xây dựng bài giảng có sử dụng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng
1A62 phục vụ đào tạo


127
2.4 Phân tích, đánh giá kết quả lấy ý kiến chuyên gia
127
Chương 4 : Kết quả và kiến nghị
129
1. Kết quả
………………………………………………………………………… 129
2. Kết luận
130
3. Kiến nghị
130
Tài liệu tham khảo
131
Phụ lục
1324
KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
- CĐCN : Cao đẳng công nghiệp
- CN : Công nghiệp
- CNTT : Công nghệ thông tin
- ĐHCN : Đại học công nghiệp
- ĐTLK : Đào tạo liên kết
- GDĐT : Giáo dục đào tạo
- GV : Giáo viên
- HS-SV : Học sinh-sinh viên
- MH : Mô hình
- PPDH : Phương pháp dạy học
- PPNC : Phương pháp nghiên cứu

điện tử (PowerPoint).
- Đánh giá thực trạng về việc ứng dụng CNTT và truyền thông trong việc hỗ trợ
xây dựng các bài giảng điện tử sử dụng mô phỏng 3D tại một số tr
ường ĐH,
CĐCN.
- Nghiên cứu chương trình đào tạo ngành cơ khí (các bậc đào tạo: TCN, CĐN,
Cao đẳng chuyên nghiệp) tại các trường cao đẳng công nghiệp: các môn học. mô
đun có nội dung về máy tiện vạn năng.
- Xây dựng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng
- Xây dựng bài giảng điện tử sử dụng mô phỏng 3D máy tiện vạn năng cho đào
tạo ngành/nghề cơ khí (Công nghệ kỹ thuậ
t cơ khí, Cắt gọt kim loại, Nguội sửa
chữa máy công cụ)
- Áp dụng thử nghiệm giảng dạy tại trường CĐCN Việt Đức.

Phương pháp nghiên cứu:
- Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tài liệu, tra cứu văn
bản nhằm xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài:
+ Nghiên cứu lý luận về các phương pháp dạy học tích cực, trong đó chú
trọng tới phương pháp sử d
ụng mô hình trong dạy-học.
+ Phân tích đặc điểm, công dụng và lựa chọn phần mềm phù hợp để xây
dựng mô phỏng 3D cấu tạo, các thao tác vận hành máy tiện vạn năng.
+ Nghiên cứu chương trình đào tạo để: Lựa chọn bậc đào tạo, ngành nghề,
môn học, bài giảng có sử dụng mô hình 3D máy tiện vạn năng. Lựa chọn máy
tiện vạn năng để xây dựng mô phỏng.

6
- Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm : Quan sát, khảo sát, thử
nghiệm nội dung cụ thể như sau:

đối
tượng chịu sự tác động sư phạm đó mà còn là chủ thể nhận thức, chủ thể của hoạt
động học tập. Chỉ khi thực sự là chủ thể nhận thức thì HS-SV mới tiếp thu một
cách có ý thức và có hiệu quả sự tác động sư phạm. Vai trò chủ thể nhận thức đòi
hỏi HS-SV phải tự giác, tích cực, độc lập trong hoạt động h
ọc tập của mình.
Theo quan niệm điều khiển học: có thể coi QTDH là một hệ điều chỉnh.
Trong đó, GV là bộ phận điều chỉnh; HS-SV là bộ phận bị điều chỉnh nhưng
đồng thời tự điều chỉnh. Sự điều chỉnh và tự điều chỉnh này dựa trên nguyên lý
của điều khiển học, có mối liên h
ệ ngược, bao gồm: liên hệ ngược ngoài (từ HS-
SV đến GV- chủ yếu giúp cho sự điều chỉnh của GV), liên hệ ngược trong (ở
trong bản thân HS-SV) chủ yếu giúp cho sự điều chỉnh của HS-SV. Các mối liên
hệ ngược trong được tạo ra không chỉ thông qua việc kiểm tra, đánh giá kết quả
học tập do GV tiến hành, mà còn thông qua sự tự kiểm tra, đánh giá của chính
HS-SV để họ
tự điều chỉnh và học tập một cách tự giác, tích cực và độc lập, tức
là làm cho học tập trở thành một hệ kín-mạch điều chỉnh.
Theo thuyết angôrít: thì trình tự các hoạt động của HS-SV nhằm thu nhận,
xử lý và vận dụng các thông tin được truyền đạt được gọi là angôrít chuyển vận,
chính là sự học tập. Nó cần phải được kiểm tra, theo dõi chặ
t chẽ và uốn nắn kịp
thời, liên tục để không chệch ra khỏi đường chuẩn, tức là nó được điều khiển bởi
một trình tự các hành động điều khiển nhất định mà ta gọi là angôrít điều khiển.
Khi angôrít chuyển vận được GV xây dựng lồng với angôrít điều khiển và được
thể hiện đầy đủ trong một tài liệu dạy học cung c
ấp cho HS-SV, ta sẽ có một tài
liệu dạy học chương trình hoá. Trong QTDH chương trình hoá, HS-SV được học
không những các hành động chấp hành, mà còn học được các hành động kiểm
tra, điều khiển mà thực chất là tự kiểm tra, tự điều khiển, tự điều chỉnh.

quả dạy học tốt được.
Nhiệm vụ của dạy học
Nhiệm vụ cơ bản của quá trình dạy học trong các trường chuyên nghiệp là dạy
nghề và dạy người. Cụ thể gồm các nội dung sau:
- Nhiệm vụ giáo dưỡng: Làm cho HS-SV nắm vững hệ thống tri thức văn hóa,
khoa học kỹ thuật và công nghệ, tri thức về chuyên môn, nghiệp vụ, hình thành
các kỹ năng, kỹ xảo lao động nghề nghiệp (dạy nghề)
- Nhiệm vụ phát triển trí tuệ: Phát triể
n ở HS-SV năng lực hoạt động trí tuệ,
nững kỹ năng và thói quen tổ chức hoạt động của cá nhân (dạy phương pháp)
- Nhiệm vụ giáo dục các phẩm chất nhân cách: Hình thành ở HS-SV những cơ
sở thế giới quan khoa học, lý tưởng cách mạng và những phẩm chất đạo đức của
người lao động mới (còn gọi là nhiệm vụ dạy người)
Các nguyên tắc dạy học:
Nguyên t
ắc thống nhất biện chứng giữa tính khoa học và tính giáo dục trong
dạy học:
Tính khoa học trong dạy học được thể hiện trước hết bằng nội dung dạy học.
Dạy học là trang bị cho HS-SV một hệ thống kiến thức toàn diện, hiện đại và
chính xác về các lĩnh vực cuộc sống của con người, được chọn lọc từ những hiểu
biết củ
a loài người về tự nhiên, về xã hội và tư duy, về kỹ thuật công nghệ và
nghệ thuật.
Tính khoa học được thể hiện trong phương pháp dạy học. Bản thân phương
pháp dạy học đã là một hệ thống các biện pháp sư phạm đặc biệt: có tính khoa
học, tính kỹ thuật và tính nghệ thuật. Phương pháp dạy học được lựa chọn và rút

9
ra từ mục đích và nội dung dạy học, dựa vào trình độ phát triển trí tuệ, khả năng
nắm vững kiến thức của HS-SV và dựa vào qui luật nhận thức chung của loài

khi xây dựng nội dung dạy học. Nội dung dạy học phải thể hiện được mối liên hệ
hữu cơ giữa những kiến thức lý thuyết với thực tiễn sản xuất của đất nước. Mối
quan hệ này ch
ặt chẽ hơn nhiều so với mối liên quan giữa khoa học cơ bản với
ứng dụng vào thực tế.
Nguyên tắc thống nhất biện chứng giữa hoạt động dạy và hoạt động học:
Nguyên tắc này chỉ ra rằng, trong quá trình dạy học, GV là chủ thể tổ chức,
điều khiển quá trình học tâp của HS-SV và HS-SV là chủ thể tích cực chủ động
và sáng tạo của quá trình học t
ập. Cả hai được phối hợp nhịp nhàng, một mặt là
sự cải tiến thường xuyên phương pháp giảng dạy để nâng cao và hoàn thiện nghệ
thuật sư phạm, mặt khác phải thúc đẩy tính tích cực nhận thức và sự cải tiến
không ngừng phương pháp học tập của HS-SV. Sự cải tiến này cần được thực
hiện ở hai phía vì chúng ảnh hưởng qua lại biện chứng vớ
i nhau và đó chính là
con đường nâng cao chất lượng dạy học.
Nguyên tắc thống nhất biện chứng giữa cái cụ thể và cái trừu tượng: Sự
khác nhau giữa cái cụ thể và cái trừu tượng chỉ là tương đối. Trong mối liên hệ
này, mỗi sự vật, hiện tượng có thể là cụ thể nhưng trong mối liên hệ khác nó lại là
trừu tượng. Tiêu chẩn cơ bản để phân biệt cái cụ th
ể với cái trừu tượng là ở sự đối
lập giữa tính toàn vẹn với tính bộ phận của hai đối tượng mà ta so sánh. cái này

10
có thể là cụ thể so với cái kia, nếu cái thứ nhất là cái toàn vẹn, cái đã hoàn thiện
so với cái kia. ngược lại cái thứ hai là cái trừu tượng so với cái thứ nhất nếu nó là
cái bộ phận, cái được cô lập được tách ra từ cái thứ nhất.
Nguyên tắc phát huy tính tích cực, độc lập và sáng tạo của HS-SV: HS-SV
là chủ thể của quá trình học tập. Vì vậy, học tập chỉ có kết quả khi HS-SV là
người có ý thức ch

òi hỏi trong quá trình dạy học
phải vận dụng nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học phù hợp với
trình độ phát triển chung của HS-SV trong lớp, đồng thời cũng phù hợp với trình
độ phát triển của từng HS-SV nhằm đảm bảo cho từng HS-SV đều có thể phát
triển ở mức tối đa so với khả năng của mình.
Trong quá trình dạy học, cần nắm vững đặc điểm riêng của HS-SV cũng như
đặc điểm chung của họ về các mặt nhất là năng lực nhận thức, thái độ, động cơ
tinh thần học tập. Trên cơ sở đó lựa chọn, vận dụng nội dung phương pháp và
hình thức tổ chức cho phù hợp với trình độ HS-SV. Việc dạy học tùy tiện không
chú ý đến trình độ của HS-SV là không thể chấp nhận
được.
Trong khi dạy học phải thực hiện theo nguyên lý từ đơn giản đến phức tạp,
từ gần đến xa từ nắm tri thức đến rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, từ vận dụng tri thức
trong những tình huống tương tự như tình huống đã học đến vận dụng tri thức
vào những tình huống mới. 11
1.1.2 Các phương pháp dạy học
Phương pháp dạy học là một trong những thành tố quan trọng nhất của quá
trình dạy học, luôn luôn là trung tâm chú ý của các nhà giáo dục và lý luận dạy
học. Nó phụ thuộc rất nhiều vào khả năng của GV và điều kiện dạy học cụ thể.
Có rất nhiều cách khác nhau về phân loại phương pháp dạy học, dưới đây là
một số cách phân loại phương pháp dạy họ
c:
- Hệ thống các PPDH phân loại theo nguồn kiến thức và địa điểm tri giác
thông tin (S.I.Petrovski, F.Ia.Golan), gồm: dùng lời, trực quan, thực hành.
- Hệ thống các PPDH phân loại theo các nhiệm vụ lý luận dạy học cơ bản
(M.A.Danilov; B.P.Esipov), gồm: truyền thụ kiến thức, hình thành kỹ năng kỹ
xảo, ứng dụng tri thức, hoạt động sáng tạo, củng cố, kiểm tra.

+ Củng cố mối liên hệ lý thuyết và thực tiễn
+ Hiệu suất hứng thú, nhớ lâu
Nhược điểm: + Cần nhiều thời gian để chuẩn bị bài học, cần thiế bị, vật tư
+ Mất nhiều thời gian trên lớp
- PPDH tái hiện:

Ưu điểm: + Truyền đạt thông tin nhanh và có hệ thống, củng cố trí nhớ
+ Hình thành kĩ năng kĩ xão
Nhược điểm: +Tính độc lập tư duy kém
- PPDH chương trình hóa:12
Ưu điểm: + Cá nhân hóa việc lĩnh hội kiến thức
+ Kiểm tra thường xuyên quá trình lĩnh hội
+ Điều khiển hợp lý và nhanh chóng quá trình lĩnh hội
Nhược điểm:+ Thời gian cần nhiều hơn so với phương pháp giảng giải minh
họa
+ Hạn chế tính giáo dục của bài học
+ Hạn chế việc phát triển tư duy độc lập kĩ năng tìm tòi nghiên cứu
- PPDH nêu vấn
đề:
Ưu điểm: + Phát triển kỹ năng hoạt động nhận thức sáng tạo, kỹ năng nắm
kiến thức độc lập
+ Có thể sử dụng khi kiến thức không hoàn toàn mới và phát triển
một cách lô gic những cái đã biết.
+ Có thể sử dụng khi học sinh nắm được nội dung bằng hoạt động
độc lập
Nhược điểm: + Cần nhiều thờ
i gian, không dùng được khi rèn luyện kỹ năng, kỹ

- Thời gian

1.2.1 Mô phỏng và phương pháp dạy học mô phỏng
Mô phỏng (Simulation)

13
Mô phỏng có thể hiều là Quá trình thực nghiệm quan sát được và điều khiển
được từ đó cho những kết quả thông qua mô hình của đối tượng khảo sát.
Mô phỏng được bắt đầu từ việc chú ý 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, đượ
c
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 tuý 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.
Mô phỏng giúp nghiên cứu hệ thống một cách chủ động, giải quyết những
khó khăn khi tiến hành nghiên cứu với mô hình thực (những đối tượng, h
ệ thống
khó hoặc không thể trực tiếp nghiên cứu được do những nguyên nhân khác nhau
như tính kinh tế, điều kiện khách quan, tính nguy hiểm, thời gian diễn biến quá
ngắn hoặc quá dài )
Phương pháp mô phỏng trong dạy học là phương pháp nhận thức thế giới
thực thông qua nghiên cứu mô 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…


(3)
(2) (1)

14
1.2.2 Mô hình và phương tiện trong dạy học mô phỏng
Mô hình (Model)
Khái niệm: " mô hình là một thể hiện bằng thực thể hay bằng khái niệm một số
thuộc tính và quan hệ đặc trưng của một đối tượng nào đó (gọi là đối tượng được
mô hình hoá hay nguyên hình), với mục đích nhận thức, làm đối tượng quan sát
thay cho nguyên hình hoặc làm đối tượng nghiên cứu về nguyên hình”
Phân loại:
Mô hình được phân loại tr
ước hết thành mô hình vật lý và mô hình toán học.
Mô hình vật lý dựa trên sự tương tự giữa những hệ thống cơ và điện hoặc hệ
thống điện và thuỷ lực hay khí nén. Mô hình toán học thì sử dụng những kí hiệu
và phương trình toán học để biểu thị một hệ thống, các tính chất của hệ thống
được biểu diễn bằng các biến và hoạt động của hệ th
ống được biểu diễn bằng các
hàm toán học gắn kết các biến.
Mô hình được phân thành mô hình tĩnh và mô hình động: Mô hình tĩnh chỉ cho
những giá trị của hệ thống khi cân bằng, còn mô hình động có thể cho những giá
trị của hệ thống thay đổi theo thời gian qua hoạt động của mô hình.
Trong mô hình toán, cấp thứ ba trong phân loại mô hình được phân biệt theo
cách biểu diễn mô hình, đó là các biến đại diện cho đặc điểm của hệ
thống, ta có
mô hình tương tự và mô hình số.


MH
động
hình
học
MH
động
lực
học
MH vật lý
MH
cấu
trúc
MH
hệ
thức
MH
tương
tự
MH
đồng
dạng

15
Mô hình vật lý
Mô hình vật lý là một hệ thống được hình dung trong óc hay được thực hiện
một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng
nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu mô hình sẽ cung cấp cho ta
những thông tin mới về đối tượng. ví dụ như mô hình thang máy, mô hình dao
động… Nói chung các mô hình này được dùng trong quá trình thực nghiệm.
Dựa trên tiêu chuẩn cùng chất, giống nhau về

Mô hình khái niệm
Mô hình khái niệm là hệ th
ống những ký hiệu dùng với tư cách là mô hình:
hình vẽ, sơ đồ, đồ thị, chữ cái, các công thức, phương trình toán học. Mô hình
khái niệm khác với mô hình thực thể ở chỗ đây là các mô hình có tính chất hình
thức, trừu tượng.
Mục đích của mô hình hoá là thay thế đối tượng nghiên cứu bằng phương trình
sao cho có thể thu được những thông tin cần thiết một cách dễ dàng nhất. Bởi vậy
có thể ở giai đoạ
n đầu của quá trình nhận thức xuất phát từ những yếu tố quan sát
được (lực đàn hồi) để xây dựng mô hình dao động điện không quan sát trực tiếp
được. Mô hình khái niệm có thể phân chia thành hai loại như sau:
+ Mô hình hệ thức

16
Là mô hình dùng hệ thức hay phương trình toán học để mô tả trạng thái của
đối tượng nghiên cứu.
+ Mô hình cấu trúc
Dùng toán học để mô tả cấu trúc và trạng thái bên trong của nguyên hình.
Trong thực tế thường gặp những mô hình là kết hợp của các loại mô hình trên,
ví dụ như mô hình lược tả. Mô hình lược tả là mô hình biểu diễn bằng hình học
trực quan của những thuộc tính hay quan hệ nào đó của đối tượng được xét. Các
lược đồ cấu trúc của một hệ thống, lưu đồ lập trình cho máy tính, lưu đồ vận hành
của một thiết bị, biểu đồ tiến độ của một quá trình… là những ví dụ thường gặp
của mô hình này. Mô hình lược tả ngoài lợi ích về quan sát còn giúp ích cho việc
nghiên cứu phương án quy hoạch, phân bổ hợp lý… trên nguyên hình.
Tính chất của mô hình
* Tính giống với “vật gốc” theo một nghĩa nào đó
M
ột hệ thống chỉ có thể được coi là mô hình của vật gốc khi có thể chuyển

viên, tuỳ theo phương pháp dạy học, được các phương tiện chuyển đến học sinh.
Mục tiêu của giờ học là “việc học của học viên”, đ
ó có thể là học kiến thức lý
thuyết mới, học một kỹ năng kỹ xảo hay học để xây dựng một quan điểm… Quá
trình học tập trong nhà trường là một quá trình tương tác giữa người học và nội
dung học tập.

17
Vai trò phương tiện
Trong các mô hình mới về dạy và học, phương tiện dạy học chiếm một vị trí
khá quan trọng
- Trong mô hình lý luận dạy học theo lý thuyết học tập (Lerntheoretische
Didaktik) của Heimann và Schulz (Didaktik der beruflichen Aus – und
Wieterbildung. WS2000. Hanno Host, Merkblatter) ta có:



Phương pháp Phương tiện
Điều kiện con người
Điều kiện văn hoá – xã hội
Phương pháp
Nội dung
Cấu trúc tâm l
ý
Mục tiêu
Phương tiện
Cấu trúc xã h
ộ
i
Dạy & học
Ở đâu?
Bằng gì?
Cho ai?
Để làm gì?
N
hư th
ế
nào?
Cái gì?

18
Như vậy có thể nói vai trò của phương tiện dạy học là sự trợ giúp người giáo
viên trong việc giới thiệu kiến thức, trong việc điều khiển hoạt động học tập của
học viên, được thể hiện trong hình vẽ:
- Điều khiển giờ học
Sự giới thiệu nội dung học tập thuần tuý, ví dụ như những nội dung được trình
bày trong một cuốn từ điển, không thể coi là một giờ học. Vì thế ngoài việc giới
thiệu nội dung thì phương tiện dạy học còn có nhiệm vụ điều khiể
n. Người giáo
viên cần chiếm được sự chú ý của học viên và hướng sự chú ý đó đến trọng tâm
bài giảng, để cho việc học tập đạt được mục đích đề ra.
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 tậ
p trung và sẵn sàng học cái mới của học viên, thúc
đẩy động cơ học tập. Rất nhiều công việc mà giáo viên tự mình không thể làm
được nếu không có phương tiện.
Phương tiện cũng có thể tác dụng ngược đối với quá trình dạy học nếu như
việc sử dụng chúng không hợp lý, đơn điệu hoặc quá nhiều
Nội dung học
Học
Học viên
Giới thiệu
Giáo viên
Điều khiển
Phương tiện dạy học 19
Nguyên tắc sử dụng phương tiện trong dạy học
+Nguyên tắc đơn giản
Quá trình đơn giản hoá một mệnh đề khoa học là một quá trình chuyển hoá
một mệnh đề phức tạp, mô tả nhiều đặc điểm đặc biệt của sự vật hiện tượng thành
mệnh đề khái quát, mô tả những đặc điểm chung nhất của các sự vật hiện tượng

Quá trình mô phỏng số
Đối tượng cần nghiên cứu
Kết quả
Thử nghiệm và so sánh
Mô hình hóa trên máy tính
Mô hình nguyên lý

20
Những bước chính của quá trình mô phỏng số bao gồm:
+ Từ mục đích nghiên cứu ta thu thập các thông tin, dữ liệu cần thiết của đối
tượng và các yếu tố tác động (môi trường), trên cơ sở đó xây dựng mô hình
nguyên lý (phản ánh bản chất của đối tượng nghiên cứu).
+ Mô hình hóa trên máy tính: tiến hành vẽ thiết kế để xây dựng mô hình trên
máy tính và lập trình/tạo hiệu ứng chạy trên máy tính (quan hệ lắp ghép, điề
u
chỉnh…).
+ 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 yêu cầu.

Trên Internet, một số trang web đã giới thi
ệu các bài thí nghiệm, thực hành
ảo, theo đó bất cứ ai truy cập vào các website đó đều thao tác được với các bài thí
nghiệm, thực hành đã được chuẩn bị sẵn. Ví dụ như:
Về lĩnh vực cơ học (Mechanics): Súng phóng (The Cannon); động năng
(Kinetic energy); ma sát, lực và các mặt nghiêng (Friction, Forces and Inclined
Planes).
Về lĩnh vực nhiệt động lực học (Thermodynamics): Định lý về khí lý tưởng
(Ideal Gas Law), sự cân bằng nhiệt động lực học (thermodynamic Equilibrium),
sự
phân bố vận tốc Maxwell (Maxwellia Velocity Distribution)

21
Về vật lý thiên văn (Astrophysics): Quang kế thiên hà (Galaxy
Photometery), định luật Hubble và kích thước thiên hà (Galaxy Sizes and Hubble
Law).
Về điện học: Định luật ôm (Ohms law). Ví dụ thí nghiệm về định luật ôm
được thể hiện bằng cách thiết lập mạch điện điều khiển một bóng đèn ảo với sự
kết hợp khác nhau giữa các cặp giá trị của hiệu điện thế và điện trở.
Những ví dụ về các bài mô phỏng, thực hành ảo đề cập ở trên cho phép
khẳng định vai trò quan trọng của nó trong dạy học.
Tuy nhiên, qua nghiên cứu và tìm hiểu cho thấy từ những năm 90 của thế kỷ
trước, các nước có nền công nghiệp hiện đại trên thế giới đã sử dụng các phần
mềm CAD (computer Ad Design) hiện đại có chức năng mô phỏng 3D. Các
doanh nghiệp sử dụng các phần mề
m hỗ trợ thiết kế cơ khí như autodesk
Inventor, SolidWork vào công tác thiết kế, thử nghiêm và sản xuất (đặc biệt
trong dây chuyền sản xuất tự động). Ngoài mục đích trên doanh nghiệp còn sử
dụng chức năng mô phỏng 3D vào hoạt động quảng bá sản phẩm, quảng bá
thương hiệu. Với các phần mềm này trong giáo dục đào tạo, người sử dụng chỉ

về tăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành
giáo dục giai đoạn 2008-2012. Cụ thể là :

22
‘’ Triển khai áp dụng CNTT trong dạy và học, hỗ trợ đổi mới phương
pháp giảng dạy, tích hợp ứng dụng CNTT ngay trong mỗi môn học một cách hiệu
quả và sáng tạo ở những nơi có điều kiện thiết bị tin học.’’;
‘’ Khuyến khích giáo viên, giảng viên soạn bài trình chiếu, bài giảng điện
tử và giáo án trên máy tính’’.
‘’ Việc hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy bằng ứng d
ụng CNTT phải
được thực hiện một cách hợp lý, tránh lạm dụng, tránh bệnh hình thức chỉ ứng
dụng CNTT tại một số giờ giảng trong cuộc thi, trong khi không áp dụng trong
thực tế hàng ngày.’’
2.2.2 Tình hình nghiên cứu mô phỏng 3D
Trong thiết kế, chế tạo, mô phỏng 3D đã được các doanh nghiệp áp dụng,
đặc biệt là các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài. Việc áp dụng mô phỏng
3D vào trong giáo dục đào tạo đã
được một số trường quan tâm, tìm hiểu nghiên
cứu và đã đạt được thành quả nhất định. Cụ thể là:
Trường Đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo một số mô hình
mô phỏng cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong.
Vụ giáo dục quốc phòng – Bộ Giáo dục Đào tạo, đã xây dựng một số mô
hình mô phỏng 3D về cấu tạo, nguyên lý ho
ạt động của một số vũ khí thông
thường phục vụ cho giáo dục quốc phòng.
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã ứng dụng phần mền solidwork và
autodesk Inventor giao đề tài cho sinh viên xây dựng mô phỏng 3D cấu tạo hộp
tốc độ máy tiện vạn năng. Như vậy, với việc mô phỏng cấu tạo hộp tốc độ máy
tiện vạn năng, mới chỉ là một phần nh