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

NGUYỄN QUỐC HÙNG
ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG TRONG GIẢNG
DẠY MÔN VẼ KỸ THUẬT CHO HỆ CAO ĐẲNG CƠ KHÍ
TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP SAO ĐỎ
CHUN NGÀNH: SƯ PHẠM KỸ THUẬT

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1 - GS. TS. NGUYỄN XUÂN LẠC
2 - DIPL.-ING.-PÄD. SIMMERT

Hà nội – 2007


1

LỜI CẢM ƠN
Sau sáu tháng nghiên cứu và làm việc khẩn trương với sự giúp đỡ, hướng
dẫn tận tình của GS.TS. Nguyễn Xuân Lạc (Trường đại học Bách Khoa – Hà
Nội, khoa Sư Phạm Kỹ Thuật) và Dipl.-Ing.-päd. Simmert (trường đại học tổng
hợp kỹ thuật Dresden, khoa Khoa Học Giáo Dục, viện Sư Phạm Nghề) luận văn
“Ứng dụng phương mô phỏng trong giảng dạy môn Vẽ kỹ thuật cho hệ cao đẳng
Cơ khí tại Trường Cao đẳng Cơng nghiệp Sao Đỏ” đã cơ bản hồn thành.
Nhân dịp này, tơi xin chân thành cảm ơn GS.TS. Nguyễn Xuân Lạc và

2

26T

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 7
T
6
2

26T

1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................7
T
6
2

26T

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................. 9
T
6
2

T
6
2

3. Giả thuyết khoa học ...................................................................................9
T
6

T
6
2

T
6
2

CHƯƠNG I ..........................................................................................................................12
T
6
2

26T

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 ...................12
T
6
2

T
6
2

1.1/ Phương tiện dạy học và vai trò của phương tiện dạy học .................. 12
1.1.1/ Khái niệm phương tiện dạy học...................................................... 12
1.1.2/ Vai trò của phương tiện dạy học trong giờ học .............................. 13
1.1.3/ Chức năng của phương tiện trong giời học ................................... 16
1.1.3.1/ Nhiệm vụ của phương tiện dạy học trong giờ học ..................... 16

T
6
2

T
6
2

26T

T
6
2

26T

26T

T
6
2

26T

26T

T
6
2


26T

26T

26T

T
6
2

Øng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


3

1.2.1.4/ Phân loại MH. .......................................................................... 28
1.2.1.5/ Phương pháp mô phỏng ............................................................ 36
1.2.2/ Những khả năng ứng dụng và hạn chế của PPMP dạy học kỹ
thuật, những chú ý khi sử dụng mô phỏng .............................................. 42
26T

T
6
2

26T

T
6

1.2.4.2/Chất lượng dạy học.................................................................... 59
T
6
2

26T

T
6
2

T
6
2

26T

T
6
2

26T

T
6
2

26T

T

6
2

T
6
2

26T

T
6
2

26T

T
6
2

T
6
2

T
6
2

26T

T

2.1.1.2/ Sinh viên ................................................................................... 63
2.1.2/ Tính khả thi của việc áp dụng công nghệ thông tin vào dạy học
môn vẽ kỹ thuật......................................................................................... 63
2.1.3/ Đặc điểm tâm lý ca SV .................................................................. 64
T
6
2

T
6
2

T
6
2

T
6
2

26T

26T

26T

26T

T
6

2

T
6
2

26T

T
6
2

T
6
2

26T

T
6
2

26T

T
6
2

2.3. Xây dựng một số bài giảng cụ thể theo PPMP .................................... 71
2.3.1. Bài hình chiếu vng góc. .............................................................. 72


T
6
2

26T

26T

26T

26T

26T

T
6
2

26T

CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .......................................................................86
T
6
2

T
6
2


T
6
2

T
6
2

T
6
2

T
6
2

26T

3.3. Nội dung và tiến trình thực nghiệm ..................................................... 87
T
6
2

T
6
2

3.4/ Đánh giá kết quả thực nghiệm ............................................................. 98
3.4.1/ Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm ................................. 98
3.4.2/ Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm ................................... 99


TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................104
T
6
2

26T

Øng dông ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


5

BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT
1. CĐCN

Cao đẳng Công nghiệp

2. GV

Giáo viên

3. MH

Mơ hình

4. PPDH

Phương pháp dạy học

MH mối quan hệ dạy – học cơ bản theo Hortsch

Hình 1-4:

Tam giác quan hệ GV – hoc viên – nội dung dạy học

Hình 1-5:

Vai trị của phương tiện dạy học trong tam giác quan hệ

Hình 1-6:

Phân loại mơ hình theo tính chất của MH

Hình 1-7:

Phân loại MH theo lý thuyết xây dựng MH

Hình 1-8:

Quá trình mơ phỏng

Hình 1-9:

Q trình mơ phỏng số

Hình 1-10:

Sơ đồ bản chất cơng nghệ dạy học


R

ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


7

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang đứng trước xu thế mới của thời đại cũng như nhưng u
cầu mới của sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước. Đó là sự tồn cầu
hố, 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 hố học tập. Do đó nhiệm vụ của sự
nghiệp giáo dục hiện nay là đổi mới toàn diện để 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 khi tốt
nghiệp, người học có thể bắt tay ngay vào lao động sản xuất, hay hoạt động trong
một lĩnh vực khoa học nào đó có thể tiếp thu được những cái mới một cách mau
chóng và thích ứng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Muốn thế, ngoài việc
trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng kỹ xảo cần thiết, trong các môn
học cần phải tạo ra cho họ những khả năng tự lập để họ có thể nắm bắt được
những sâu hơn phát triển rộng hơn kiến thức mà họ thu nhận được khi cịn ngồi
trên ghế nhà trường. Đó chính là những vấn đề cần giải quyết mà họ sẽ gặp phải
trong cuộc sống, trong lao động sản xuất, trong nghiên cứu khoa học… Vấn đề
đặt ra trong việc bồi dưỡng cho người học các phương pháp nhận thức khoa học
đã trở thành nhiệm vụ quan trọng của các phương pháp giảng dạy trong nhà
trường hiện nay.
Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) trong nhà trường gắn liền với đổi

chương trình mơ phỏng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, tuy nhiên mục đích chính
khơng phải là để dùng cho việc dạy học trên lớp. Được sự đồng ý của GV hướng

Øng dông ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


9

dẫn tôi lựa chọn đề tài “Ứng dụng PPMP trong giảng dạy môn Vẽ kỹ thuật cho
hệ Cao đẳng Cơ khí tại Trường CĐCN Sao Đỏ” 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
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ứng dụng công nghệ dạy học hiện đại
vào dạy học môn Vẽ kỹ thuật tại Trường CĐCN Sao Đỏ.
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 mơ phỏng trên máy tính cho
mơn học Vẽ kỹ thuật.

3. Giả thuyết khoa học
Nếu ứng dụng PPMP một cách khoa học cho từng mơn 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
Tìm hiểu những cơ sở lý luận của việc dạy học môn vẽ kỹ thuật theo
PPMP.
Nghiên cứu một số phần mềm mô phỏng để xây dựng một số bài giảng cụ
thể cho môn học vẽ kỹ thuật hệ cao đẳng ngành cơ khí tại trường CĐCN Sao Đỏ.



11

Chương II: Ứng dụng PPMP vào dạy học môn vẽ kỹ thuật ở Trường Cao
đẳng Công nghiệp Sao Đỏ. Xây dựng một số bài giảng mơ phỏng trên máy tính
cho môn học vẽ kỹ thuật hệ cao đẳng ngành cơ khí.
Chương III: Kế hoạch thực nghiệm sư phạm.

Øng dơng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


12

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 lầm và mâu thuẫn. Trước khi đi vào nghiên cứu
cần trình bày rõ khái niệm “phương tiện dạy học” được sử dụng trong luận văn
này.
Phương tiện theo từ điển Bách khoa toàn thư Microsft Encyclopedia 99
được hiểu là một thực thể trung gian hay một công cụ trung gian để thực hiện


Phương pháp

Phương tiện

Điều kiện con người

Điều kiện văn hố – xã hội

Hình 1-1: MH dạy học theo Heiman
U

U

ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


14

- Trong MH dạy học của Frank [14, tr.11 ]

Phương
pháp
Nội dung

Mục đích
Dạy và
học



Øng dông ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


15

Trong MH trên, người dạy (GV) là chủ thể của hoạt động dạy, còn người
học (học viên) vừa là đối tượng vừa là chủ thể: đối tượng của hoạt động dạy
được điều khiển bởi người dạy, mặt khác lại là chủ thể của hoạt động học (hoạt
động nhận thức). Như vậy hình thành một tam giác dạy học được biểu diễn như
sau:

Giáo viên

Điều khiển

Học viên

Giới thiệu

Học

Nội dung học

Hình 1-4: Tam giác quan hệ GV - học viên - nội dung dạy học
U

U


Hình 1-5: Vai trò của phương tiện dạy học trong tam giác quan hệ
U

U

1.1.3/ Chức năng của phương tiện trong giời học
1.1.3.1/ Nhiệm vụ của phương tiện dạy học trong giờ học
* Truyền đạt nội dung học tập
Cách truyền đạt nội dung học tập sơ khai nhất là sử dụng các đối tượng
thực, ví dụ như cây cối, hay việc thao tác mẫu, như trong các giờ học rèn luyện
kỹ năng : GV làm trước, học viên làm theo. Tuy nhiên có nhiều lý do mà không
thể, không cần hay không nên đưa các đối tượng thực vào giờ học, khi đó người
ta phải sử dụng đến các phương tiện dạy học như tranh ảnh, chữ viết miêu tả,
băng từ hay phim ảnh…
Phương tiện dạy học sử dụng trong các trường hợp này càng gần, giống
như vật thật càng tốt, nó có thể là hình ảnh thu nhỏ của vật ấy hay những mụ t
ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


17

chi tiết bằng ngôn ngữ. Chẳng hạn, khi dạy về một loại máy ngoài việc sử dụng
sơ đồ chức năng của máy ta cũng phải chú ý đến tranh ảnh mơ tả hình dáng bên
ngồi của máy hay các chi tiết của máy.
Ngồi ra, cũng có những nội dung học tập mà khơng thể tồn tại vật thật, ví
dụ như các định luật vật lý hay những cơng thức tốn học. Trong trường hợp này
người ta phải sử dụng đến phương tiện đặc biệt là kí hiệu, chữ viết và ngôn ngữ.
* Điều khiển giờ học
Một sự giới thiệu nội dung học tập thuần tuý, ví dụ như những nội dung

học
Trong lý luận dạy học có nhiều quan điểm khác nhau khi phân chia các
giai đoạn của một giờ học. Ở đây sử dụng một MH giờ học đơn giản nhất như
sau:
* Giai đoạn định hướng, tạo hứng thú học tập
Trong mỗi giờ học người ta phải quan tâm tới đặc điểm của học viên (tâm
sinh lý, điều kiện xã hội, trình độ…) cũng như hứng thú học tập và sự chú ý của
học viên với chủ đề của bài học, chỉ như thế thì một giờ học mới có thể thành
cơng được. Để làm được điều đó cần có những biện pháp kích thích hứng thú và
tập trung của học viên như:
- Nhắc lại những kiến thức vừa học của tiết trước.
- Đưa ra một nhiệm vụ cần phải giải quyết.
- Đặt một tình huống có vấn đề ( tình huống chứa đựng mâu thuẫn).
Sử dụng trong giai đoạn này có thể là các phương tiện như các đoạn văn
bản mô tả nhiệm vụ, tranh ảnh, phim, MH
ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


19

* Giai đoạn làm việc với nội dung mới
- Trong giai đoạn này học viên được tiếp cận với nội dung học mới. GV sử
dụng phương tiện dạy học để giới thiệu, truyền đạt nội dung học. Mỗi một giờ
học đều có một nội dung học được quy định bởi chương trình mơn học, những
nội dung đó cần được học viên tiếp thu nhờ chỉ dẫn và làm mẫu của GV, qua
việc thuyết giảng hay qua phương tiện dạy học. Chức năng này là chức năng
quan trọng nhất của phương tiện. GV có thể sử dụng phim, tranh ảnh hay băng từ
để truyền tải phần lớn nội dung dưới nhiều dạng thơng tin khác nhau như chuyển
động, tiếng động, hình ảnh… Trong dạy học đa phương tiện có thể kết hợp hình

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

1.1.4.2/ Nguyên tắc trực quan
Có thể nói, đối tượng nghiên cứu của khoa học kỹ thuật là các vật phẩm
kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật và các thao tác kỹ thuật. Với đối tượng nghiên
cứu như vậy, nội dung mơn học kỹ thuật vừa mang tính cụ thể, vừa mang tính
trừu tượng: tính cụ thể thể hiện ở nội dung của nó nghiên cứu các vật phm k
ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


21

thuật và thao tác kỹ thuật cụ thể, tính trừu tượng được phản ánh trong hệ thống
các khái niệm kỹ thuật, các nguyên lý và quá trình kỹ thuật mà học viên không
trực tiếp tri giác, cảm giác được. Do đó, trong dạy học kỹ thuật, nguyên tắc đảm
bảo sự thống nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tượng là rất quan trọng.
Về mặt triết học, Lê Nin đã chỉ rõ: “Từ trực quan sinh động đến tư duy
trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn là con đường biện chứng của sự
nhận thức chân lý, nhận thức thực tại khách quan” Theo quan điểm này, trực
quan là xuất phát điểm của nhận thức, tức trực quan là nguồn cung cấp tri thức.
Theo tâm lý học nhận thức, quá trình nhận thức bao gồm ba giai đoạn:
nhận thức cảm tính (bằng các giác quan), nhận thức lý tính (tư duy trừu tượng)
và giai đoạn tái sinh cái cụ thể trong tư duy (vận dụng vào thực tiễn). Nhận thức
cảm tính nảy sinh do tác động trực tiếp của các sự vật và hiện tượng liên quan

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
hố (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.
Chi khi những hình ảnh đó trở thành điểm khởi đầu cho một quá trình tư duy thì
nguyên tắc trực quan trong dạy học 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 t duy.
ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại trường cđcn sao đỏ


23

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
bằng các giác quan. Ta có thể cảm giác, tri giác trực tiếp trên MH, nhưng nhiều
khi khơng thể làm việc đó trên các hiện tượng thực tế
Tính trực quan cũng thể hiện ở chỗ ta đã vật chất hố những tính chất,
những quan hệ khơng thể trực tiếp tri giác được. Ví dụ như dịng điện chạy trong
mạch được biểu diễn bằng các véc tơ ngắn và dài khác nhau chỉ cường độ, với
các góc khác nhau chỉ độ lệch pha…
Khái niệm trực quan còn được mở rộng trong trường hợp MH không trực
tiếp diễn tả hiện tượng thực tế mà so sánh với một hiện tượng thực tế khác mà ta
có thể tri giác được. Ví dụ như dùng MH sóng nước để diễn tả sự giao thoa của
sóng ánh sáng. Làm như vậy ta có thể hình dung được một cách cụ thể hiện
tượng giao thoa của sóng ánh sáng mặc dù sóng ánh sáng hồn tồn khác với

thuật, kinh tế, xã hội… Ngày nay nhờ có sự trợ giúp của máy tính có tốc độ tính
tốn nhanh, dung lượng bộ 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
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. được phát hiện trong q trình mơ 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 thc nghim trờn i tng thc.
ỉng dụng ppmp trong giảngdạy môn vẽ kỹ thuật
cho hệ cao đẳng cơ khí tại tr­êng c®cn sao ®á