NGUYỄN TRUNG CƯƠNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG

LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU
QUẢ GIẢNG DẠY MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TẠI TRƯỜNG
CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ GIỚI NINH BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
CHUYÊN SÂU: SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN

KHOÁ 2008 - 2010

Hà Nội – Năm 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIẢNG
DẠY MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
CƠ GIỚI NINH BÌNH

pháp mô phỏng để nâng cao hiệu quả giảng dạy môn học Kỹ thuật điện tại
trường CĐN Cơ giới Ninh Bình”.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trần Việt Dũng đã
trực tiếp hướng dẫn tận tình tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong khoa Sư
phạm Kỹ thuật, trung tâm đào tạo và bồi dưỡng sau đại học trường đại học
Bách khoa – Hà nội, các thầy trong ban giám hiệu và khoa Cơ điện Trường
CĐN Cơ giới Ninh bình đã giúp tôi rất nhiều kiến thức chuyên môn, tài liệu
nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Tuy đã rất cô gắng, nhưng luận văn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận
được sự góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn.
Hà nội, ngày

tháng

năm 2010

NGUYỄN TRUNG CƯƠNG

2


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................2
MỤC LỤC..................................................................................................................3
BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT...................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU ....................................................6
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................7
1/ Lý do chọn đề tài ...............................................................................................7

DẠY HỌC MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ
GIỚI NINH BÌNH, XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI GIẢNG CỤ THỂ THEO
PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG .............................................................................55
2.1 Khả năng vận dụng PPMP ...........................................................................55

3


2.1.1/ Thực trạng dạy môn kỹ thuật điện ở trường CĐN Cơ giới Ninh bình
...........................................................................................................................55
2.1.2/ Tính khả thi của việc áp dụng công nghệ thông tin vào dạy học môn
kỹ thuật điện ....................................................................................................57
2.1.3/ Đặc điểm tâm sinh lý sinh viên ............................................................58
2.2 Quy trình vận dụng.......................................................................................58
2.2.1/ Cơ sở cho việc xây dựng quy trình ứng dụng PPMP vào dạy học
môn kỹ thuật điện............................................................................................59
2.2.2/ Quy trình vận dụng...............................................................................59
2.3 Xây dựng một số bài giảng cụ thể theo phương pháp mô phỏng .............64
2.3.1 Bài Từ thông, cảm ứng điện từ .............................................................64
2.3.2/ Bài Động cơ không đồng bộ ba pha.....................................................72
2.3.3/ Ưu điểm của dạy học theo phương pháp mô phỏng so với phương
pháp thông thường. .........................................................................................76
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.......................................................78
3.1/ Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm ...............................................................78
3.1.1/ Mục đích.................................................................................................78
3.1.2/ Nhiệm vụ ................................................................................................78
3.2/ Kế hoạch thực nghiệm .................................................................................78
3.2.1/Địa điểm thời gian và đối tượng thực nghiệm .....................................78
3.2.2/ Cơ sở vật chất ........................................................................................79
3.3/ Nội dung và tiến trình thực nghiệm .......................................................79

:Phương pháp mô phỏng

5. PPDH

:Phương pháp dạy học

6. CĐN

:Cao đẳng nghề

5


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1-1:

MH dạy học theo Heiman

Hình 1-2:

MH dạy học theo Farank

Hình 1-3:

MH mối quan hệ dạy - học cơ bản theo Hortsch

Hình 1-4:

Tam giác quan hệ GV – Học viên – Nội dung dạy học


Hình 2-3:

Sơ đồ soạn bài giảng theo PPMP

Hình 3-1:

Biểu đồ so sánh Tần suất f(%) – Số SV đạt điểm xi
================================

Bảng 3-1:

Phân phối kết quả kiểm tra

Bảng 3-2:

Tần suất f(%) – Số % SV đạt điểm xi

6


MỞ ĐẦU
1/ Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang đứng trước xu thế mới của thời đại cũng như những yêu cầu
mới của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đó là sự toàn cầu
hóa, sự phát triển của công nghệ cao và đặc biệt là công nghệ thông tin, sự
tiếp cận nền kinh tế tri thức và đẩy mạnh xã hội học tập. Do đó nhiệm vụ của
sự nghiệp giáo dục hiện nay là đổi mới toàn diện nâng cao chất lượng và hiệu
quả đào tạo.
Trước tình hình đó, nhiệm vụ quan trọng hàng đầu đề ra cho nền giáo
dục nước nhà nói chung, các cơ sở đào tạo nghề nói riêng là phải làm sao sau

đồng thời tiết kiệm được thời gian cho việc chế tạo cũng như rút ngắn được
thời gian giảng bài trên lớp. Tư duy theo PPMP sẽ giúp cho người học hiểu
sâu hơn kiến thức và có khả năng đáp ứng được xu thế phát triển của khoa
học kỹ thuật sau khi ra trường.
Khả năng ứng dụng PPMP trên máy tính trong dạy học kỹ thuật nói
chung và trong các ngành điện nói riêng là rất lớn. Nhưng hiện nay tại Trường
CĐN Cơ giới Ninh bình với số lượng hơn 9 nghìn SV và học sinh việc sử
dụng vẫn còn rất ít và chỉ ở mức độ của một số bài tham gia hội giảng, chưa
có sự ứng dụng một cách hệ thống và chưa tận dụng được hết cơ sở vật chất
sẵn có. Hiện nay đã có một số chương trình mô phỏng ở nhiều lĩnh vực khác
nhau, tuy nhiên mục đích chính không phải dùng để giảng dạy trên lớp. Được
sự đồng ý của GV hướng dẫn tôi lựa chọn đề tài “Ứng dụng PPMP để nâng
cao hiệu quả giảng dạy môn học Kỹ thuật điện tại trường CĐN Cơ giới Ninh
Bình” với hy vọng tìm ra được giải pháp giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng
đào tạo tại trường.
2/ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

8


Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ứng dụng công nghệ dạy học hiện
đại vào dạy học môn Kỹ thuật điện tại trường CĐN Cơ giới Ninh bình
Phạm vi nghiên cứu là lý thuyết mô phỏng trong dạy học kỹ thuật, vận
dụng vào việc xây dựng và ứng dụng một số bài mô phỏng trên máy tính cho
môn học Kỹ thuật điện.
3/ Giả thuyết khoa học
Nếu ứng dụng PPMP một cách khoa học cho từng môn học, bài học sẽ
kích thích được hứng thú học tập, phát triển khả năng tư duy sáng tạo của
người học.
4/ Nhiệm vụ nghiên cứu


10


CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG TIỆN DẠY
HỌC VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VÀO TRONG
DẠY HỌC KỸ THUẬT.
1.1/ Phương tiện dạy học và vai trò của phương tiện dạy học
1.1.1/ Khái niệm phương tiện dạy học
Thuật ngữ “phương tiện” được dùng nhiều trong đời sống hàng ngày
như phương tiện giao thông, phương tiện nghe nhìn… và trong các cuộc hội
thảo khoa học thuật ngữ “phương tiện” cũng được sử dụng với rất nhiều nghĩa
khác nhau. Để tránh khả năng hiểu nhầm và mâu thuẫn. Trước khi đi vào
nghiên cứu tác giả xin trình bày rõ khái niệm “phương tiện dạy học” được sử
dụng trong luận văn.
Phương tiện theo từ điển bách khoa toàn thư Microsoft Encyclopedia
99 được hiểu là một thực thể trung gian hay một công cụ trung gian để thực
hiện giao tiếp. Nói một cách khác, phương tiện là thành phần trung gian giữa
hai hay nhiều thành phần giao tiếp với chức năng truyền đạt thông tin. Người
gửi thông tin cần sử dụng một phương tiện để truyền tải thông tin, còn người
nhận cũng sử dụng phương tiện để nhận và hiểu được thông tin từ người gửi.
Theo Tô Xuân Giáp [4, tr.6], phương tiện dạy học được hiểu trong mối
quan hệ giữa thông điệp và phương tiện, phương tiện chở thông điệp đi.
Thông điệp từ GV, tùy theo phương pháp dạy học(PPDH), được các phương
tiện chuyển đến SV.
Trung luận văn này, khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng
theo định nghĩa của Wolfgan Ihber [14, tr.5] là thiết bị có mang ký tín hiệu
được chế tạo ra có chủ ý về phương tiện dạy học và được sử dụng một cách
có lựa chọn nhằm truyền đạt một nội dung nào đó đến người học.

Phương
pháp
Như thế nào

Nội
dung

Cái g
ì

Mục
đích

Dạy và
học
Cho ai

Phương
tiện

Cấu trúc
xã hội

Cấu trúc
tâm lý

Hình 1.2: Mô hình dạy học theo Frank

Theo Hortsch [15, tr.19], MH mối quan hệ dạy – học cơ bản gồm các
chủ thể, đối tượng và hoạt động được biểu diễn như sau:


Học

Nội dung
học

Hình 1.4: Tam giác quan hệ Giáo viên – học viên – nội dung
d h
Từ sơ đồ mô tả tình huống dạy học này ta thấy nhiệm vụ của người GV
trong giờ học khá rõ ràng: giới thiệu nội dung học và điểu khiển hoạt động
học, sự chú ý và tính tích cực của học viên khi làm việc với nội dung học.
Điều khiển ở đây được thực hiện theo tương tác hai chiều với học viên. Trong
khi giới thiệu nội dung và điều khiển hoạt động học, người GV có thể sử dụng
ngôn ngữ nói hoặc ngôn ngữ khác. Việc sử dụng phương tiện cá nhân này
thực chất rất bị hạn chế và người ta phải sử dụng các phương tiện khác như
phấn bảng, chữ viết, tranh ảnh, sách giáo khoa và các phương tiện khác để đạt
được mục đích của mình.

14


Như vậy có thể nói vai trò của phương tiện dạy học là sự trợ giúp người
GV trong việc giới thiệu kiến thức, trong việc điều khiển hoạt động học tập
của học viên, như được thể hiện trong hình vẽ:
`5
Giáo viên

Điểu khiển

Giới thiệu

hợp này người ta phải sử dụng đến phương tiện đặc biệt là ký hiệu, chữ viết
và ngôn ngữ.
* Điều khiển giờ học
Một sự giới thiệu nội dung giờ học thuần túy, ví dụ như 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 khiển.
Người GV cần chiếm được sự chú ý của học viên và hướng sự chú ý đó đến
trọng tậm bài giảng, để cho việc học tập đạt được mục đích đề ra.
Nhiệm vụ cơ bản của người GV khi sử dụng phương tiện dạy học là
phải lựa chọn phương tiện phù hợp với nội dung học tập. Phương tiện dạy học
sẽ giúp cho người GV hướng sự chú ý của học viên tới những điểm quan
trọng trong bài mà không bị phân tán tư tưởng, giúp việc học của học viên có
hiệu quả hơn.
Trong các sách giáo khoa cũng thường chứa đựng sẵn các yếu tố điều
khiển như các câu hỏi hay các bài tập. Trong phương tiện dạy học hiện đại, ví
như các bộ phim video hay chương trình trên máy tính, khả năng điều khiển
hoạt động học của học viên được nâng cao và có tác dụng rõ rệt hơn thông
qua việc chuẩn bị của GV.
Phương tiện dạy học phục vụ cho bài giảng trực quan, tạo hứng thú học
cho học viên, làm cho nội dung trở nên sống động. Phương tiện dạy học tác
động lên nhiều giác quan, tạo sự tập trung và sẵn sàng học cái mới của học
viên, thúc đẩy động cơ học tập. Rất nhiều công việc mà GV tự mình không
thể làm được nếu không có phương tiện.
16


Phương tiện cũng có thể phản tác dụng đối với quá trình dạy học nếu
như việc sử dụng chúng không hợp lý, đơn điệu hoặc lạm dụng quá nhiều
phương tiện trong một lúc...
1.1.3.2/ Chức năng của phương tiện dạy học trong các giai đoạn của

phương tiện để đào sâu kiến thức của mình. Đặc biệt sử dụng mô phỏng trên
máy tính có thể giúp học viên tìm hiểu, vận dụng kiến thức vừa học để giải
thích các hiện tượng xảy ra trên MH.
* Giai đoạn kiểm tra đánh giá
Để đánh giá kết quả học tập của mỗi giờ học GV và học viên có thể sử
dụng cách kiểm tra miệng, kiểm tra viết hay kiểm tra bằng thực hành. Điều
này được thực hiện bằng cách đặt ra câu hỏi và bài tập, do đó cũng cần dùng
đến phương tiện dạy học: các bản câu hỏi và bài tập từ lâu đã thông dụng
trong dạy học; hiện nay sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm được lập trình sẵn
trên máy tính.
1.1.4/ Một số yêu cầu về nguyên tắc sư phạm trong việc tạo và sử
dụng phương tiện dạy học
1.1.4.1/ Nguyên tắc đơn giản
Hering [16, tr.27] đã đưa ra nguyên tắc đơn giản trong dạy học: Quá
trình đơn giản hóa một mệnh đề khoa học là một quá trình chuyển hóa một
mệnh đề phức tạp, mô tả nhiều đặc điểm riêng của sự vật hiện tượng, thành
mệnh đề khái quát, mô tả những đặc điểm chung nhất của các sự vật hiện
tượng mà vẫn giữ nguyên tính đúng đắn về khoa học. Quá trình đơn giản hóa
có thể tiến hành bằng cách:
- Loại bỏ những thành phần thứ yếu trong mệnh đề
- Thay thế những đặc điểm riêng bằng một khái niệm khái quát
Thực tế khách quan vô cùng đa dạng và phong phú. Mỗi MH chỉ phản
ánh được một mặt nào đó của thực tế. Nhiều khi một hệ thống thực thể khách
18


quan phải dùng MH để phản ánh. Trong khi xây dựng MH ta phải thực hiện
thao tác trừu tượng hóa, khái quát hóa những thao tác ấy và bao giờ cũng dẫn
đến một sự đơn giản hóa vì ta đã tước bỏ những chi tiết thứ yếu, chỉ còn giữ
lại những thuộc tính và những mối quan hệ bản chất nhất.

trực quan tĩnh và động. Trong dạy học, các đối tượng nhận thức (nội dung học
tập) có thể được xếp theo thứ tự tính trực quan giảm dần:
- Các sự vật hiện tượng tồn tại trong tự nhiên.
- Các sự vật hiện tượng được cụ thể hóa: MH mô tả bằng tranh ảnh, sơ
đồ
- Các khái niệm trừu tượng: mô tả bằng ngôn ngữ nói và viết
Một số đối tượng nhận thức có thể được coi là một hình ảnh trực quan
khi:
- Đối tượng có tính lưu giữ hình ảnh.
- Đối tượng đó cho phép liên kết được với các đối tượng đã biết
- Có thể mô tả bằng ngôn ngữ từ những khái niệm và hiện tượng mà
học viên đã hiểu rõ.
Vì thế trực quan trong dạy học có thể đạt được với các điều kiện:
- Người dạy và người học có thể tiến hành các tác động trực tiếp lên đối
tượng
- Có thể quan sát được toàn bộ đối tượng.
- Người dạy và người học tiến hành tác động lên đối tượng đã được cụ
thể hóa (ví dụ như MH)
- Có thể mô tả đối tượng bằng ngôn ngữ, khái niệm
Tuy nhiên, nếu chỉ dựa hoàn toàn vào phương tiện dạy học, thì mới chỉ
tạo ra được hình ảnh của đối tượng và tính trực quan chưa phải đã đạt được
trọn vẹn. Chỉ khi những hình ảnh đó trở thành điểm khởi đầu cho một quá
20


trình tư duy thì nguyên tắc dạy học trực quan mới được thực hiện một cách
trọn vẹn. Đó cũng chính là quan điểm tâm lý học nhận thức: từ nhận thức cảm
tính phải chuyển thành nhận thức lý tính và tái sinh cái cụ thể trong tư duy.
Với việc sử dụng phương tiện dạy học là MH:
Trước hết tính trực quan của MH thể hiện ở chỗ dễ dàng nhận biết được

hợp để thao tác với đối tượng.
Như vậy phương pháp bao giờ cũng được chủ thể xây dựng trên cơ sở
của những đối tượng nhất định, để đạt được mục đích nhất định. Có những
phương pháp có thể áp dụng cho nhiều đối tượng, nhưng không có phương
pháp vạn năng nào cho mọi đối tượng.
* Mô phỏng
Mô phỏng từ lâu đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như
kỹ thuật, kinh tế, xã hội … Ngày nay nhờ có sự trợ giúp của máy tính có tốc
độ tính toán nhanh, dung lượng bội nhớ lớn mà PPMP được phát triển mạnh
mẽ và đem lại hiệu quả lớn.
Mô phỏng được bắt đầu từ việc chú ý nhấn mạnh các quy tắc, quan hệ
và quy trình phát triển của đối tượng nghiên cứu cùng với sự thay đổi của
chúng. Các quan hệ này của đối tượng có thể tạo ra các tình huống mới, thậm
chí các quy luật mới, được phát hiện trong quá trình mô phỏng. Trong khoa
học và công nghệ, mô phỏng là con đường nghiên cứu thứ ba, song song với
nghiên cứu lý thuyết thuần túy và nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng
thực. Nó được sử dụng trong khi không thể, không cần hay không nên thực
nghiệm trên đối tượng thực.
Theo Rober. E. Stephenson [17] mô phỏng là nghiên cứu thực trạng của
MH để qua đó hiểu được hệ thống thực. Việc mô phỏng bắt đầu bằng việc tạo
ra một MH nhờ trí tưởng tượng (có suy nghĩ) của con người về những yếu tố
có liên qua đến hệ thống thực. Đôi khi người ta nhận thấy rằng, giữa MH
22


nhận được và thực tế có mâu thuẫn, song việc khảo sát được bổ sung và tiếp
tục cho đến khi thỏa mãn những yêu cầu mà giải quyết đề ra.
Một cách tổng quát, mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều
khiển được trên MH của đối tượng khảo sát
Mô phỏng tạo thuận lợi cho người sử dụng về các mặt: [7]