Luận văn Sử dụng tranh tĩnh - động trong dạy học

Mục lục Lời nói đầu phần mở đầu I.lý do chọn đề tài 1. Vai trò của phương tiện dạy học trong quá trình dạy học hiện nay 2. ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin vào quá trình dạy học là một trong những hướng nâng cao chất lượng dạy học. II. Mục đính nhiệm vụ, đối tượng, phạm vi, nội dung nghiên cứu của đề tài. II.1 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu II.2 Đối tượng nghiên cứu II.3 Phạm vi nghiên cứu II.4 Nội dung nghiên cứu gồm các chương sau. Chương I : phương tiện dạy học I.1 Tổng quan về phương tiện dạy học I.1.1 Khái niệm phương tiện I.1.2 Phân loại phương tiện dạy học I.1.2.1 Phân loại theo tính chất I.1.2.2 Phân loại theo cách sử dụng I.2.2.3 Phân loại theo mức độ chế tạo phức tạp I.1.3 Vai trò của phương tiện dạy học trong việc dạy học I.1.4 Chức năng chính của phương tiện dạy học trong dạy học a.Chức năng chứa đựng ,truyền tải , tiếp nhận thông tin b.Chức năng trung gian c.Chức năng trực quan d.Chức năng giao tiếp và phối hợp: e.Chức năng bị điều khiển và điều khiển f. Chức năng tổ chức I.1.5. Một số điểm cần lưu ý khi lựa chọn và sử dụng phương tiện dạy học I.1.5.1. Lựa chọn hợp lý phương tiện dạy học I.1.5.2. Sử dụng phương tiện dạy học Chương II: Tranh tĩnh - Tranh động II.1. Tổng quan về mô hình. II.1.1. Khái niệm II.1.2. Phân loại II.1.2.1. Mô hình thực thể (Mô hình vật lý). II.1.2.2. Mô hình khái niệm (Mô hình toán học). I.2. Khái niệm tranh tĩnh _ động II.3. Phân loại tranh II.4. Các chức năng riêng biệt của tranh tĩnh-động II.4.1. Chức năng kích thích cảm nhận. II.4.2. Chức năng diễn tả thực theo dạng phẳng. II.5 Quy tắc chung của việc sử dụng và phát triển tranh tĩnh động trong dạy học II.6 Ưu nhược điểm của tranh tĩnh- tranh động : II.6.1 Ưu điểm của tranh tĩnh - động II.6.2. Nhược điểm của tranh tĩnh- động . Chương III : Phương Pháp Mô Phỏng III.1 Các khái niệm III.1.1 Phương pháp là gì ? III.1.2 Mô phỏng là gì ? III.2 Cấu trúc phương pháp mô phỏng số III.3 Phương pháp mô phỏng số III.3.1 Bản chất của mô phỏng số III.3.2 Quá trình mô phỏng số III.3.3 Ưu khuyết điểm của phương pháp mô phỏng số Chương IV: sử dụng tranh tĩnh_động trong dạy học IV.1 Đặc điểm chung của những môn học thuộc lĩnh vực điện tử IV.2 Đề xuất quy trình vận dụng chung IV.2.1 Cấu trúc PPMP trong dạy học IV.2.1.1 Mô hình hóa – Xử lý sư phạm, (1); (3) IV.2.1.2 Vận dụng vào bài dạy Các hệ thống Trigger (Flip Flop) IV.3 Bài giảng minh họa Bài dạy: Hệ thống Tigger (FF) IV.3.1 Phân tích IV.3.1.1 Mục đích yêu cầu bài giảng. IV.3.1.2 Những vấn đề cần chú ý trong giảng dạy. IV.3.2 Giáo án thực nghiệm Bài dạy : Hệ thống Tigger (FF) A. Mục tiêu bài giảng B. Chuẩn bị dạy học C. Tiến trình bài giảng. Mở Đầu I. Lý do chọn đề tài 1. Vai trò của phương tiện dạy học trong quá trình dạy học hiện nay Bước vào thế kỷ 21, sự phát triển mạnh của cách mạng khoa học kỹ thuật đòi hỏi nền giáo dục phải đổi mới . Một trong những hướng đi cơ bản mà Đảng và Nhà nước ta chú ý là “ Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại vào quá trình dạy học nhằm nâng cao chất lượng”. Ngày nay khối lượng kiến thức mà học sinh cần tiếp thu là rất lớn, tuy nhiên thời gian học ở trường bị hạn chế. Chính vì thế mà nhà trường cần đổi mới trong việc thiết kế và sử dụng phương tiện dạy học, lựa chọn phương pháp dạy học nhằm giúp cho học sinh lĩnh hội , hiểu và làm chủ nhanh chóng đối tượng . Với lý do đó, nhà nước khuyến khích đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối rèn luyện một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của học sinh. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương pháp dạy học vào quá trình dạy học. Như chúng ta đã biết “Hoạt động dạy học là một quá trình thống nhất giữa giáo viên và học sinh thông qua các phương tiện trung gian nhằm đạt được những mục tiêu ban đầu đặt ra. Để thực hiện được tốt mục tiêu của quá trình dạy học , giáo viên cần phải lựa chọn nội dung ,lựa chọn phương pháp, các phương tiện để thực hiện quá trình dạy học sao cho có hiệu quả cao nhất đúng với mục tiêu của quá trình dạy học. Cụ thể, yêu cầu đặt ra với người giáo viên là : Chủ động thiết kế và chế tạo các phương tiện trực quan, sử dụng thiết bị trực quan khoa học và hợp lý phục vụ cho việc dạy học . Sự phát triển mạnh mẽ của các nghành khoa học và công nghệ, cùng với những bước tiến bộ vượt bậc của ngành công nghệ thông tin đã hỗ trợ đắc lực cho công nghệ dạy học hiện đại. Cung cấp những công cụ, phương pháp, phương tiện dạy học ngày càng hiệu quả hơn trong công việc nâng cao chất lượng dạy học. 2. ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin vào quá trình dạy học là một trong những hướng nâng cao chất lượng dạy học. Trong những thập kỷ gần đây, công nghệ thông tin đã phát triển với tốc độ rất nhanh. Một trong những lĩnh vực khó khăn nhất mà công nghệ thông tin đang dần chiếm lĩnh là trí tuệ nhân tạo. Những thành tựu to lớn đó của ngành công nghệ thông tin đang và sẽ được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo. Vì thế công nghệ thông tin góp phần đảm bảo cơ sở vật chất cho việc thực hiện đổi mới phương pháp dạy học một cách căn bản. Ngày nay, với một khối lượng thông tin khoa học đồ sộ. Thế hệ trẻ thường xuyên phải tiếp nhận mọi thông tin từ văn hoá xã hội đến khoa học trong từng ngày. Chính vì thế mà cần phải có phương pháp, thiết bị mạnh để giúp họ tiếp nhận kiến thức trong một thời gian nhanh nhất . Một trong các giải pháp đó là sử dụng máy tính trong quá trình dạy học. II. Mục đính nhiệm vụ, đối tượng, phạm vi, nội dung nghiên cứu của đề tài. II.1 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu về phương tiện dạy học ứng dụng tranh tĩnh động trên máy tính để dạy học Xây dựng một bài giảng điện tử dùng tranh tĩnh_động trên máy tính II.2 Đối tượng nghiên cứu Sử dụng tranh tĩnh động trong vai trò các môn học điện tử trong trường học II.3 Phạm vi nghiên cứu Sử dụng tranh tĩnh động trên máy tính để dạy học II.4 Nội dung nghiên cứu gồm các chương sau. Chương I : Phương tiện dạy học Chương II: Tranh tĩnh - Tranh động Chương III : Phương pháp Mô phỏng Chương IV: Sử dụng tranh tĩnh_động trong dạy học Chương I : phương tiện dạy học I.1 Tổng quan về phương tiện dạy học I.1.1 Khái niệm phương tiện Phương tiện theo tiếng La tinh là “ Medium” có nghĩa là trung gian, liên kết giữa người gửi và người nhận. Phương tiện vừa nói lên sự hàm chứa, tính vị trí vừa có chức năng chuyển giao liên kết giữa người gửi và người nhận. Phương tiện nói chung là một kết cấu chứa đựng và thể hiện các tín hiệu nhằm chuyển giao nội dung nhất định giữa người gửi và người nhận bằng hệ thống các tín hiệu thông qua các giác quan cảm nhận của con người . Khi xem xét phương tiện dạy học về mặt cấu trúc hoặc tổ chức thực thể, thì phương tiện dạy học được xem như là vật mang tin. Nhưng khi xem xét về quan điểm giáo dục học thì phương tiện dạy học là đại diện khách quan của đối tượng nhận thức ẩn chứa trong đó đầy đủ những ý định, hoạch định ban đầu cả về nội dung truyền đạt và nhận thức, phương pháp truyền đạt của giáo viên và lĩnh hội của học sinh . I.1.2 Phân loại phương tiện dạy học Theo tài liệu “phương tiện dạy học “của Tô Xuân Giáp viết : Các nhà giáo dục phân loại phương tiện dạy học thành hai phần : Phần cứng (hardware) và phần mềm (software). Phần cứng (hardware) là các phương tiện chiếu, radio, cassetter, máy tính … được dùng làm cơ sở thực hiện các nguyên lý thiết kế. Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, phần cứng đã cơ giới hoá điện tử hoá quá trình dạy học . Nhờ đó mà thầy giáo có thể dạy cho nhiều học sinh cùng một lúc , truyền đạt nội dung phong phú, tốn ít thời gian và sức lực hơn. Phần mềm (software) là chương trình môn học, sách vở, tạp chí, tài liệu giáo khoa…Phần mềm được xây dựng trên các nguyên tắc sư phạm, tâm lý học và khoa học để cung cấp cho học sinh một khối lượng kiến thức hay cải thiện nhận thức thế giới khách quan cho học sinh. Sự phân loại trên đây mang tính tổng quát, khi đi sâu vào các loại phương tiện dạy học cụ thể mà chúng ta có thể phân loại phương tiện dạy học theo tính chất, cấu tạo, mức độ phức tạp chế tạo v..v… I.1.2.1 Phân loại theo tính chất Phương tiện dạy học là một vật mang tin, chính vì thế mà phương tiện dạy học có tính chất mang tin và truyền tin. Nhóm truyền tin : Nó cung cấp cho các giác quan của học sinh thông tin dưới dạng tiếng hoặc hình ảnh hoặc cả hai cùng một lúc. VD: - Máy chiếu qua đầu - Máy thu hình - Máy chiếu qua slide - Máy dạy học - Máy chiếu phim - Máy tính - Máy chiếu dương bản - Máy camera - Máy ghi âm - Máy truyền ảnh - Máy quay đĩa - Phòng dạy tiếng - Máy thu thanh - Các phương tiện ghi chép b. Nhóm mang tin: Đó là nhóm tự bản thân mỗi phương tiện đều chứa đựng một khối lượng tin nhất định. Nó tồn tại trên các vật liệu khác nhau và dưới các dạng riêng biệt. Dựa vào sự nhận biết của các giác quan mà ta có thể chia phương tiện mang tin thành các loại sau : Phương tiện mang tin thính giác . Phương tiện mang tin thị giác. Phương tiện mang tin nghe nhìn: là loại phương tiện mang tin cả tiếng lẫn hình. Nó có thể cùng lúc tác động lên thính giác và thị giác giúp cho việc hình thành những khái niệm và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn. Các tài liệu in: VD: Tài liệu chép tay, tài liệu hướng dẫn , sách giáo khoa… Những phương tiện mang tin dùng cho sự hình thành khái niệm và thực hành . Những phương tiện này thường dưới dạng các mô hình, giúp học sinh tạo khả năng hình thành những thói quen nghề nghiệp, kĩ năng, kĩ xảo và năng lực ứng xử theo yêu cầu đào tạo, Ví dụ: Các nguyên vật liệu độc đáo ( Đồ vật , chế phẩm…). Mô hình (Tĩnh - Động). Tranh lắp hoặc dán. Phương tiện và vật liệu thí nghiệm. Các phương tiện sản xuất. I.1.2.2 Phân loại theo cách sử dụng a.Phương tiện trực tiếp dùng để dạy học Các phương tiện này gồm : Các phương tiện truyền thông, đã được sử dụng từ lâu và ngày nay từng lúc từng nơi vẫn còn được sử dụng kết hợp cùng các phương tiện nghe nhìn được hình thành do sự phát triển của các nghành khoa học, công nghệ. b.Phương tiện dùng để chuẩn bị và điều khiển lớp học Nhóm này gồm các phương tiện hỗ trợ (Các loại bảng viết , thiết bị bổ trợ trong trình chiếu…); Các phương tiện ghi chép (Giấy, bút…) và các phương tiện khác (Máy vi tính , máy chiếu…) .Các phương tiện này nhằm giúp cho việc giảng dạy được thông suốt không bị gián đoạn, lưu trữ tài liệu và kiểm tra kết quả học tập của học sinh nhanh chóng và dễ dàng. Ngày nay máy tính được coi như một phương tiện có thể dùng trực tiếp để dạy học vừa có thể dùng cho việc lưu trữ tài liệu, kiểm tra và chuẩn bị bài giảng. Hình(I.1): Phân loại PTDH theo cách sử dụng I.1.2.3 Phân loại theo mức độ chế tạo phức tạp Loại chế tạo không phức tạp Loại này có những đặc điểm chính sau: Do giáo viên tự nghiên cứu, sản phẩm làm ra chỉ thích hợp với từng giáo viên Chi phí về thời gian , sức lực , tài chính thấp Dễ dàng cải tiến và tuổi thọ thấp (dưới 2 năm) Loại chế tạo phức tạp Loại này có những đặc điểm chính sau: Do một người , một tập thể nghiên cứu . Sản phẩm do họ làm ra được dùng phổ biến. Chi phí về thời gian, sức lực, tài chính cao. Thường là sản phẩm hoàn hảo và có tuổi thọ cao ( 2á5 năm) I.1.3 Vai trò của phương tiện dạy học trong việc dạy học Trong hoạt động dạy học mối quan hệ giữa Nội dung_ Giáo viên_ Học sinh được thể hiện như sơ đồ hình (). Hình(I.2) : Tam giác quan hệ Giáo viên_ Học sinh_ Nội dung trong dạy học Theo hình(), ta nhận thấy nhiệm vụ của người giáo viên khi dạy học là :Giới thiệu nội dung học và điều khiển hoạt động học của học sinh. Trong khi giới thiệu nội dung học và điều khiển hoạt động học người giáo viên sử dụng các các phương tiện cá nhân ( đIửu bộ, giọng nói…) vàphương tiện phi cá nhân( bảng phấn, máy chiếu...) để đạt được mục tiêu của bài học . Như vậy vai trò của phương tiện dạy học là : Trợ giúp giáo viên khi giới thiệu kiến thức, khi điều khiển hoạt động học của học sinh. NgoàI ra phương tiện dạy học còn có vai trò: Rút ngắn thời gian giảng dạy của giáo viên . Sự lĩnh hội tri thức của học sinh nhanh hơn và nhớ lâu hơn nhờ việc giảng dạy có phương tiện trực quan và cụ thể . Đồng thời có thể dễ dàng kiểm tra khả năng của học sinh. I.1.4 Chức năng chính của phương tiện dạy học trong dạy học a. Chức năng chứa đựng ,truyền tải , tiếp nhận thông tin Mỗi phương tiện dạy học đều chứa đựng một thông tin nhất định về đối tương nhận thức theo một cấu trúc và dung lượng nhất định. Vì thế, ý tưởng của giáo viên được phương tiện dạy học thực hiện để truyền tải tri thức đến học sinh. b. Chức năng trung gian Từ mục “I.1.3” ta nhận thấy phương tiện dạy học làm cầu nối giữa Giáo viên_Học sinh. Vì vậy phương tiện dạy học có chức năng trung gian trong việc dạy học. c. Chức năng trực quan Phương tiện dạy học là một thực thể đại diện cho đối tượng nhận thức. Có thể là những đặc trưng nhất định về đối tượng nhận thức ( hình dáng , chất liệu …), giúp cho học sinh có hình ảnh khách quan về đối tượng nhận thức. d.Chức năng giao tiếp và phối hợp Trong tam giác quan hệ Giáo viên_Học sinh_Nội dung thì giáo viên sử dụng các phương tiện dạy học để truyền đạt tri thức. Vì thế, phương tiện dạy học đã tác động lên Giáo viên và Học sinh. Giáo viên thông qua phương tiện dạy học để giới thiệu nội dung điều khiển hoạt động học . Học sinh cũng thông qua phương tiện dạy học để phản ánh tri thức mà mình nhận được. e. Chức năng bị điều khiển và điều khiển Khi giáo viên sử dụng phương tiện dạy học tức là phương tiện dạy học bị điều khiển. Ngoài ra phương tiện dạy học còn có chức năng điều khiển bởi chính giáo viên thông qua phương tiện dạy học gián tiếp điều khiển hoạt động học của học sinh, còn phương tiện dạy học trực tiếp điều khiển hoạt động học của học sinh. f. Chức năng tổ chức Phương tiện dạy học với vai trò là trung gian khách quan cùng tham gia vào trong quá trình dạy học. Phương tiện dạy học cùng giáo viên tổ chức hoạt động dạy học với vai trò gián tiếp. I.1.5. Một số điểm cần lưu ý khi lựa chọn và sử dụng phương tiện dạy học I.1.5.1. Lựa chọn hợp lý phương tiện dạy học Khi lựa chọn một phương tiện dạy học chúng ta cần phải xét đén các yếu tố ảnh hưởng sự lựa chọn đó. Ví dụ: _ Phương pháp dạy học: mỗi loại phương tiện dạy học thích hợp với từng phương pháp dạy học khác nhau. _ Nhiệm vụ, mục tiêu học tập: Khi học về kỹ năng, kỹ xảo dùng phương tiện dạy học (Mô hình hay vật thật) là công cụ hỗ trợ đắc lực. _ Đặc tính của người học: trình độ nhận thức khách quan của học sinh là không giống nhau về cùng một vấn đề. Ví dụ: học sinh nông thôn không thể có biểu tượng rõ ràng về máy điều hoà nhiệt độ, về các loại ôtô… _ Thái độ và kỹ năng của giáo viên: Đây là một nhân tố rất quan trọng, dù giáo viên trong một số trường hợp chỉ đóng vai trò hướng dẫn. Nếu giáo viên không nhiệt tình với công việc, thì dù cho phương tiện dạy học có hiện đại và thích hợp với nội dung đến đâu thì hiệu quả sử dụng nó cũng rất thấp thậm chí phương tiện cũng không được mang ra dùng. _ Cơ sở vật chất: đây là một nhân tố không thể thiếu trong quá trình lựa chọn phương tiện. Người giáo viên phải quan tâm đến không gian sử dụng phương tiện, môi trường sử dụng phương tiện (ánh sáng, phòng rộng , hẹp…), cùng giá thành của các phương tiện phụ trợ khác… Giáo viên phải tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng trên và xuất phát từ thực tế của nhà trường mà lựa chọn các phương tiện dạy học thích hợp nhất mới đảm bảo hiệu quả sử dụng cao. Các nhân tố nêu trên đều có tầm quan trọng như nhau . I.1.5.2. Sử dụng phương tiện dạy học Khi sử dụng phương tiện dạy học thì phải đúng lúc, đúng chỗ, đủ cường độ. _ Đúng lúc: sử dụng phương tiện dạy học đúng thời điểm học sinh mong muốn được quan sát nhất, đúng lúc học sinh có trạng thái tâm lý tốt nhất. Ngoài ra phải cân đối việc sử dụng phương tiện dạy học hợp lý, thuận lợi trong một giờ học, một ngày, một tuần… _ Đúng chỗ: Khi sử dụng phương tiện dạy học phải chú ý đến môi trường tác động xung quanh, phải lắp đặt phương tiện dạy học sao cho tất cả học sinh đều quan sát rõ ràng. Sử dụng phương tiện dạy học phù hợp với hoàn cảnh hiện tại không để bị ảnh hưởng tới lớp khác, tránh sự phân tán tư tưởng của học sinh. _ Đủ cường độ: Sử dụng phương tiện dạy học đủ cường độ. Ví dụ những mô hình phức tạp, chi tiết thì không nên trình diễn cho học sinh nhỏ tuổi hay trình độ thấp nếu không sẽ phản tác dụng, sẽ làm chán nản cho học sinh chán nản, đồng thời với mỗi loại phương tiện mức độ sử dụng là khác nhau. Nếu sử dụng một phương tiện quá nhiều lần trong một buổi giảng thì làm giảm hiệu quả của phương tiện. Chương II: Tranh tĩnh - Tranh động II.1. Tổng quan về mô hình. II.1.1. Khái niệm Theo định nghĩa chung nhất, mô hình được hiểu là một thể hiện bằng thực thể (Substance) hay bằng khái niệm một số thuộc tính và quan hệ đặc trưng của một đối tượng nào đó (gọi là nguyên hình) nhằm mục đích nhận thức : Làm đối tượng quan sát thay cho nguyên hình. Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) về nguyên hình. Trên thực tế ta gặp rất nhiều loại mô hình như: mô hình tế bào, mô hình lò cao, mô hình động cơ đốt trong…. Mô hình nguyên tử, phân tử mô tả một số tính chất của đối tượng mà ta không quan sát được. Mô hình quá trình cháy nổ thì lại phản ánh một sự kiện. II.1.2. Phân loại Mô hình(MH) MH vật lý MH khái niệm MH trích mẫu MH đồng dạng MH tương tự MH hệ thức MH cấu trúc MH hình học MH động hình học MH động lực học Hình (II.1). Phân loại mô hình theo lý thuyết xây dựng mô hình II.1.2.1. Mô hình thực thể (Mô hình vật lý). Mô hình thực thể là một hệ thống được hình dung trong óc hay được thể hiện bằng vật chất, hệ thống đó tái tạo và phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu, bởi vậy việc nghiên cứu mô hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin về đối tượng. Dựa vào tiêu chuẩn sự giống nhau và khác nhau về chất của nguyên hình và mô hình, người ta chia mô hình thực thể thành 3 loại: mô hình trích mẫu, mô hình đồng dạng, mô hình tương tự. a. Mô hình trích mẫu Mô hình trích mẫu là mô hình cùng chất với nguyên hình. Lý thuyết dùng cho việc mô hình hóa là lý thuyết xác suất và thống kê. ở đây, từ một tổng thể cần nghiên cứu người ta rút ra một tập các phần tử (gọi là tập mẫu), nghiên cứu trên tập mẫu để rút ra kết luận về tổng thể cần nghiên cứu. Ví dụ: để đánh giá chât lượng của một lô sản phảm, người ta lấy một tập mẫu các sản phẩm từ lô hàng đó, rồi rút ra kết luận và đánh giá. b. Mô hình đồng dạng Hai thực thể được gọi là đồng dạng khi các đại lượng vật lý cùng tên của chúng tỷ lệ với nhau. Đồng dạng hình học nếu chỉ có tỷ lệ về các kích thước tương ứng, đồng dạng động hình học nếu có tỷ lệ về các vận tốc tương ứng, đồng dạng động lực học nếu có tỷ lệ về các lực tương ứng. Dễ dàng nhận thấy rằng đồng dạng động hình học thì cũng đồng dạng hình học và đồng dạng động lực học thì cũng đồng dạng động hình học. Tuỳ theo những chuẩn cứ về đồng dạng: Hình học, động hình học, hay động lực học mà ta có những mô hình đồng dạng tương ứng. Mô hình đồng dạng hình học: Là hình ảnh của đối tượng tại thời điểm quan sát. Chúng ta nhận thức được thế giới xung quanh cơ bản là nhờ thị giác, mà trực quan hình học có quan hệ chặt chẽ với thị giác. Vì vậy mà mô hình đồng dạng được dùng rất nhiều trong dạy học. Ví dụ: Mô hình cấu tạo động cơ, chi tiết máy, các bản vẽ kỹ thuật... Mô hình động hình học là mô hình mô tả hình ảnh của nguyên hình trong trạng thái động. Trong đời sống, nhất là trong trường học, mô hình động hình học đang được chú ý phát triển. Nó làm cho quá trình dạy học trở nên trực quan hơn, sống động và hứng thú hơn. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, mô phỏng động hình học với sự trợ giúp của máy vi tính và các phần mềm hỗ trợ (Power Poit, matlab…) sẽ rrở thành một công cụ đắc lực trợ giúp cho quá trình dạy học. Mô hình động hình học sẽ được sử dụng trong đồ án tốt nghiệp này. Nó được áp dụng để thiêt kế một bài giảng trên phần mềm Power Poit. Mô hình động lực học: động lực học có nghĩa là sự thay đổi trạng thái bên trongcủa vật dưới tác dụng của môi trường. Ví dụ: mô hình sức cản của gió đối với máy bay trong phòng thí nghiệm. c. Mô hình tương tự Mô hình tương tự là một thực thể (mô hình) khác chất với nguyên hình (có các thông số vật lý khác tên với nguyên hình) mà trạng thái của mô hình và nguyên hình được mô tả bằng cùng một hệ phương trình vi phân và cùng một điều kiện đơn trị. Mô hình tương tự được gọi tên theo chất liệu của mô hình và nguyên hình. Ví dụ: Mô hình tương tự điện cơ, điện nhiệt, điện thuỷ lực, khí thuỷ lực… II.1.2.2. Mô hình khái niệm (Mô hình toán học). Khác với mô hình thực thể, mô hình khái niệm có tính phi vật chất, thương mang tính hình thức. Điển hình của loại mô hình này là mô hình toán học. Mô hình toán dùng các ngôn ngữ toán học để khảo sát, nghiên cứu đối tượng. Việc giải các phương trình trình toán học này được thực hiện bằng các mô hình toán học trên máy tính điện tử (tương tự hoặc số). Kết quả thu được từ mô hình sẽ được so sánh và phân tích. Mô hình khái niệm có thể phân chia thành 2 loại như sau: a. Mô hình hệ thức Là mô hình dùng hệ thức hay phương trình toán học để mô tả trạng thái của đối tượng nghiên cứu. Chúng có thể là: Tất định: mô tả bằng các đại lượng có trị số xác định. Ngẫu nhiên: mô tả bằng các đại lượng có giá trị ngẫu nhiên (theo lý thuyết xác xuất và thống kê). b. Mô hình cấu trúc Mô hình cấu trúc dùng toán học để mô tả cấu trúc và trạng thái bên trong của nguyên hình . Trên đây chúng ta đã tìm hiểu về mô hình. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một cách cụ thể hơn, đó là mô hình tranh tĩnh và động. Tranh tĩnh - động là một mô hình thực thể (mô hình vật lý). Tranh tĩnh tương ứng với mô hình đồng dạng hình học. Tranh động tương ứng với mô hình đồng dạng động hình học. I.2. Khái niệm tranh tĩnh _ động Tranh tĩnh: Tranh tĩnh miêu tả trạng thái tĩnh (hình ảnh không thay đổi) của sự vật, hiện tượng với mức độ chân thực và trừu tượng về một đối tượng theo một cấu trúc nhất định, bằng hệ thống màu sắc, mức độ tương phản và sáng tối nhất định được sản xuất từ những công cụ xác định theo ý định diễn tả, mô tả riêng của tác giả. Tranh vẽ tĩnh bao gồm các bức ảnh, hình vẽ và đồ hoạ.Ví dụ các bản vẽ kỹ thuật, bản đồ một vùng địa lý… được dùng trong dạy học. Tranh động : Tranh động miêu tả động (hình ảnh thay đổi) của đối tượng với quá trình hoạt động biến đổi, tác động ảnh hưởng và liên quan với môi trường xung quanh của nó theo thời gian. Tranh động bao gồm phim, video… Thực chất tranh động là sự trình chiếu một cách liên tục và có thứ tự một loạt các tranh tĩnh theo một tốc độ nhất định. II.3. Phân loại tranh Sơ đồ: Hình (II.2): Sơ đồ phân loại tranh a. Phân loại tranh theo mức độ mô tả thực. Có hai loại tranh tĩnh biểu hiện mức độ mô tả thực. + Dạng mô tả các bước thực trong các dạng tri giác một cách tương tự : ảnh màu hoặc đen trắng (sát thực), truyền thần (bớt đi một số phần tử hình thức của đối tượng ), phác hoạ dạng nét, phác hoạ sơ đồ (chỉ còn là sự mô tả qua các kí hiệu, quy ước). + Dạng mô tả ảo, mô tả không trực tiếp, không rõ ràng sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các phần tử. Ví dụ : biểu đồ giá trị, giản đồ. b. Phân loại tranh tĩnh theo mức độ điều khiển quan sát. Dưới quan điểm chủ tâm hướng sự chú ý của người quan sát qua các đặc điểm, tính chât của tranh. Ví dụ: độ sáng tối, vùng nhấn mạnh, dẫn hướng trong quan sát _ Tranh động có âm thanh và không có âm thanh. Ngoài tranh động không có âm thanh (phim câm…) còn có tranh động được ghép âm thanh. Nhờ có tranh động có âm thanh mà học sinh cùng một lúc sử dụng nhiều giác quan để nhạn thức. Chính vì thế nhận thức về đối tượng sẽ nhanh chóng và sâu sắc. II.4. Các chức năng riêng biệt của tranh tĩnh-động Ngoài chức năng cơ bản là một phương tiện dạy học thì trnh tĩnh-động còn có các chức năng sau: II.4.1. Chức năng kích thích cảm nhận. Đây là sự phản ánh của tranh vào tri giác và tác động vào quá trình nhận thức. Mỗi loại tranh có những nét tả thực hoặc nghệ thuật khác nhau, nhưng đều chung là sự thể hiện mức độ trực quan và trừu tượng của nó. Chính vì vậy, tranh kích thích người xem về sự phản ánh của mình. II.4.2. Chức năng diễn tả thực theo dạng phẳng. Thông thường tranh tĩnh-động chỉ là không gian hai chiều, nên đảm bảo tốt nguyên tắc bình đẳng không mất thời gian trình bày và thể hiện quá trình vận động của đối tượng nhận thức. Ngày nay với sự tiến bộ vượt bậc của ngành công nghệ thông tin và kỹ thuật đồ hoạ việc sản xuất tranh tĩnh - động không bị hạn chế trong không gian phẳng nữa mà đã dần thể hiện được theo không gian ba chiều. Máy tính và chương trình đồ hoạ đã làm cho các bức tranh ngày càng sinh động, sát với thực tế ( có âm thanh kèm theo) từ đó việc nhận thức của sinh viên diễn ra nhanh hơn, trong quá trình đó tranh tĩnh_động kích thích tư duy học sinh giúp họ học tập hứng thú hơn và hiệu quả lĩnh hội cao hơn. II.5. Quy tắc chung của việc sử dụng và phát triển tranh tĩnh động trong dạy học _Quy trình lựa chọn và sử dụng tranh _Quy trình thiết kế phát triển nhanh : - Sự phối hợp tranh tĩnh và tranh động : Để hiểu được đối tượng, con người dùng các giác quan để cảm nhận về sự vật theo các hướng và từ bậc thấp đến bậc cao hơn : + Hình thức : cho ta biết kích thước, mầu sắc, độ tương phản, tối sáng biểu hiện . + Nội dung: Dạng vật chất định lượng và tính chất các phần tử tạo thành . + Cấu trúc: Cho ta biết cấu trúc, mật độ quan hệ giữa các phần tử … + Vận động biến đổi bên trong : Sự tương tác giữa các phần tử, khả năng ổn định , nhiệt độ …Tính qui luật của quá trình biến đổi và chuyển hoá tự nhiên cũng như bị tác dộng bên ngoài + Vận động tiếp xúc bên ngoài: Quan hệ của đối tượng với môi trường xung quanh theo khoảng cách và vị trí, theo tác động ảnh hưởng, tốc độ chuyển động tương đối, tính quy luật của chuyển động . Tuỳ theo ý định trình bày mà sự vật hiện tượng được mô tả một cách trực quan qua các tranh, sơ đồ…(mô tả dạng tĩnh) cùng với quá trình vận động, biểu đồ của nó dưới dạng phim video…(mô tả dạng động). Thường thì đối tượng nhận thức được tiếp cận một cách toàn diện dưới nhiều phương diện khác nhau. Vì thế cần có sự phối hợp giứa tranh tĩnh và tranh động . II.6 Ưu nhược điểm của tranh tĩnh- tranh động : II.6.1 Ưu điểm của tranh tĩnh - động - Tranh tĩnh có thể chuyển các ý nghĩ trừu tượng thành các dạng hiện thực. Cho phép chuyển quá trình dạy học từ mức biểu tượng sang lời nói cụ thể hơn. - Tranh tĩnh dễ thiết kế, chi phí rẻ, dễ sử dụng và không cần thiết bị hỗ trợ . - Tranh tĩnh dễ bảo quản, dùng trong nhiều môn học khác nhau. - Tranh động ngoài ưu điểm vốn có của tranh tĩnh (Bởi tranh động là sự trình chiếu liên tiếp các tranh tĩnh theo một vận tốc nhất định và có thứ tự ). Thì tranh động có tác dụng làm cho học sinh hiểu rõ được bản chất của đối tượng nắm bắt đối tượng một cách nhanh chóng và sâu sắc trong thời gian ngắn. II.6.2. Nhược điểm của tranh tĩnh- động . - Tranh tĩnh thường là hai chiều(2D) nên khó bộc lộ hết những bản chất của đối tượng tìm hiểu. Làm chậm tiến trình tiếp nhận tri thức từ đối tượng của sinh viên. - Khi dùng hình tĩnh trên lớp giáo viên phải chuẩn bị chỗ treo, chỗ cất (Khi giải lao). Như vậy giáo viên phải dừng giảng trong một vài phút gây ảnh hưởng tới sự chú ý liên tục của sinh viên. - Tranh động nếu sử dụng không phù hợp với bài học với môi trường xung quanh sẽ không phát huy tác dụng : Ví dụ trong một phòng học lớn ta không nên sử dụng hình ảnh động có tốc độ cao. Khi đó học sinh sẽ 0không kịp tiếp nhận những thông tin từ tranh động v.v… Chương III : Phương Pháp Mô Phỏng III.1 Các khái niệm III.1.1 Phương pháp là gì ? Một cách chung nhất, phương pháp nghĩa là con đường, cách thức để giải quyết những nhiệm vụ nhất định và đạt mục đích đề ra. Trong dạy học thì phương pháp có thể hiểu là: Phương thức làm việc của giáo viên và học sinh, nhờ đó mà học sinh có thể nắm vững kiến thức , kỹ năng , kỹ xảo, hình thành thế giới quan và phát triển năng lực. III.1.2 Mô phỏng là gì ? Theo Robert.E.Stephenson, Mô phỏng là nghiên cứu trạng thái của mô hình để qua đó hiểu được hệ thống thực. Việc mô phỏng bắt đầu bằng việc tạo ra một mô hình nhờ trí tưởng tượng (có suy nghĩ ) của con người về những yếu tố có liên quan đến hệ thống thực. Đôi khi người ta nhận thấy rằng, giữa mô hình nhận được và thực tế có mâu thuẫn, song việc khảo sát được bổ sung và tiếp tục cho đến khi thoả mãn yêu cầu mà giả thiết đề ra. Như vậy, Mô phỏng là con đường nghiên cứu song song với nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm trên đối tượng thực . Nó được sử dụng khi không thể, không cần hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực. Tóm lại Phương pháp mô phỏng là phương pháp nhận thức thế giới thực thông qua nghiên cứu, thực nghiệm trên mô hình mà ta quan tâm III.2 Cấu trúc phương pháp mô phỏng số Hình (III.1) : Quá trình mô phỏng Phương pháp mô phỏng được tiến hành theo ba bước: (1) Mô hình hóa : Từ mục đích nghiên cứu, cần xác định , lựa chọn một số tính chất và mối quan hệ chính của đối tượng nghiên cứu đồng thời loại bỏ những tính chất và mối quan hệ thứ yếu để xây dựng mô hình. Bằng quan sát thực nghiệm người ta xác định được một tập hợp những tính chất của đối tượng nghiên cứu. Thường thì do kết quả của sự tương tự mà người ta đi đến hình dung sơ bộ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu, tức là đi đến một mô hình sơ bộ, chưa đầy đủ. Trong giai đoạn này, trí tưởng tượng và trực quan giữ vai trò quan trọng, nhờ đó mà người ta mới loại bỏ được những tính chất và mối quan hệ thứ yếu, thay nó bằng mô hình chỉ mang tính chất và những mối quan hệ chính mà ta phải quan tâm. Mô hình lúc đầu mới có trong óc người nghiên cứu, nó trở thành mẫu để dựa vào đó nhà nghiên cứu xây dựng những mô hình thật. (2) Nghiên cứu mô hình (tính toán, thực nghiệm) để rút ra những hệ quả lý thuyết, kết luận về đối tượng nghiên cứu. Sau khi mô hình được xây dựng, người ta áp dụng những phương pháp lý thuyết hoặc thực nghiệm khác nhau để thu được những thông tin mới. Đối với các mô hình vật chất thì người ta làm thí nghiệm thực trên mô hình. Còn đối với những mô hình lý tưởng thì tiến hành thao tác trên mô hình trong óc, tức là áp dụng những phép tính hay những phép phân tính logic trên các ký hiệu. Người ta coi công việc này như là một thí nghịêm đặc biệt gọi là thí nghiệm tưởng tượng, tuy không có thật nhưng nó có vai trò rất lớn trong khoa học. (3) Đối chiếu kết quả thu được trên mô hình với kết quả thực tiễn đồng thời xét tính hợp thức của mô hình. Trong trường hợp kết quả không phù hợp với thực tiễn phải chọn lại mô hình. Những mô hình đã được kiểm nghiệm trong thực tế là những mô hình hợp thức và dùng để phản ánh một số mặt thực tế khách quan. Nó có thể thay đổi hoàn chỉnh thêm hoặc bị bác bỏ khi người ta có thêm thông tin chính xác hơn về đối tượng gốc. Qua những phân tích trên, ta nhận thấy để việc mô hình hóa đạt hiệu quả thì phải quan tâm đến tính đơn giản, trực quan và hợp thức của mô hình so với nguyên hình: có thể chuyển các kết quả nhận được khi nghiên cứu mô hình sang đối tượng nghiên cứu. III.3 Phương pháp mô phỏng số III.3.1 Bản chất của mô phỏng số Nhờ các máy tính có tốc độ tính toán cao, dung lượng lớn, các phần mềm chuyên dụng ... mà người ta có thể xây dựng được các mô hình có tính hợp thức cao với đối tượng cần nghiên cứu. Đặc biệt PPMP số là phương pháp hữu hiệu để nghiên cứu những đối tượng có cấu trúc phức tạp, các đối tượng mà trong đó có các biến ngẫu nhiên. Ví dụ: Mô hình hàng đợi về số khách mua vé tầu. Bản chất của PPMP số là xây dựng một mô hình số (mô hình thể hiện bằng chương trình máy tính) đại diện cho đối tượng cần nghiên cứu (nguyên hình), sau đó người ta tiến hành các thực nghiệm trên mô hình, kết quả nhận được cần hợp thức với nguyên hình. III.3.2 Quá trình mô phỏng số Quá trình mô phỏng số có gồm 4 bước sau: Hình (III.2) Quá trình mô phỏng số (1) Từ mục đích nghiên cứu ta thu nhập 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). (2) Xây dựng mô hình máy tính: tiến hành lập trình để xây dựng mô hình máy tính (là những chương trình chạy trên máy tính). Các chương trình này được viết bằng ngôn ngữ cấp cao thông dụng như Fortran, Pascal, C++ hay các phần mềm chuyên dụng khác. Ngoài ra còn dùng cả những chương trình hoạt hình khác. (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 yêu cầu. Thử nghiệm mô phỏng: cho chương trình chạy để lấy kết quả (các kết quả thường có tính thống kê mang tính chất đánh giá theo xác suất). Kết quả có thể được biểu diễn dưới dạng số liệu hoặc đồ thị. Cần lưu ý rằng kết quả sẽ mang tính “đánh giá” chính xác nếu số bước tính tăng lên đủ lớn. (4) Sau khi cài đặt chương trình, chạy thử xem mô hình có phản ánh đúng các đặc tính của đối tượng hay không. Nếu cần, phải sửa chữa các lỗi về lập trình. Sau khi chạy thử, nếu mô hình trên máy tính không đạt yêu cầu thì cần phải xây dựng lại III.3.4 Ưu khuyết điểm của phương pháp mô phỏng số a. Ưu điểm: Có khả năng nghiên cứu các hệ thống phức tạp. Có thể đánh giá các đặc tính của hệ thống làm việc trong các điều kiện dự kiến trước. Có thể nghiên cứu trong một thời gian ngắn đối với hoạt động dài như hệ thống kinh tế, hệ thống xã hội. Trong dạy học thì phương pháp mô phỏng số có những ưu điểm chính sau: + Mô phỏng được những sự vật hiện tượng trong thực tế không thể quan sát + Phương pháp mô phỏng số thích hợp với nhiều môn học như điện, điện tử ...vì những môn học này ít trực quan bằng vật thật được. + Từ phương pháp mô phỏng số ta sẽ xây dựng được một bài giảng hoàn chỉnh, sinh động lôi cuốn học sinh. Không những thế bài giảng này có thể nâng cấp, sửa chữa, phát triển dễ dàng. + Giáo viên đỡ tốn thời gian giảng, có điều kiện mở rộng bài học. Học sinh tiếp thu bài một cách nhanh chóng và chính xác. b. Nhược điểm Sản phẩm mô phỏng chỉ là các đánh giá không cho giá trị chính xác. Phương pháp mô phỏng đòi hỏi công cụ mô phỏng đắt tiền. Phương pháp mô phỏng đòi hỏi người giáo viên thiết kế không những phải có trình độ về sư phạm mà họ còn phải có cả kiến thức về máy tính. Giáo viên thiết kế phải biết được nhiều ngôn ngữ mô phỏng, các phần mềm đồ họa tạo hoạt hình ... để có thể lựa chọn phần mềm nào, ngôn ngữ nào áp dụng cho đối tượng (sự vật, hiện tượng, bài giảng ...) một cách hợp lý nhất. Chương IV: sử dụng tranh tĩnh_động trong dạy học IV.1 Đặc điểm chung của những môn học thuộc lĩnh vực điện tử. Những môn học thuộc lĩnh vực điện tử ở trường Trung học chuyên nghiệp và dạy nghề có nội dung rất rộng và trừu tượng, thời gian dành cho môn học ít nên việc tiếp thu kiến thức của học sinh sẽ gặp khó khăn. Do thời gian dành cho môn học hạn chế nên SGK trình bày nội dung ngắn gọn bỏ qua những yêu cầu về tính lô gíc trong việc trình bày nội dung , các kháI niệm phức tạp. Đa số nội dung SGK chỉ dừng lại ở mức công nhận kết quả . Nhiều mạch điện chỉ đưa ra sơ đồ mạch, chưa có giả thích phù hợp. Hơn nữa, nội dung thực hành đối với những môn thuộc lĩnh vực điện tử hết sức quan trọng. Vì vậy, người giáo viên phải tận dụng phương pháp mô phỏng để đạt được những mục đích yêu cầu của môn học đề ra: _ Cung cấp những kiến thức cơ bản về điện tử,các mạch điện tử cơ bản và một số thiết bị điện tử thông dụng. _ Phát triển tư duy và khả năng sáng tạo của học sinh, góp phần đào tạo con người lao động mới cho xã hội. IV.2 Đề xuất quy trình vận dụng chung IV.2.1 Cấu trúc PPMP trong dạy học Hình (IV.1): Cấu trúc PPMP trong dạy học IV.2.1.1 Mô hình hóa – Xử lý sư phạm, (1); (3) Từ đối tượng nghiên cứu (đối tượng thật hoặc tranh vẽ, sơ đồ của đối tượng ( đối với các môn thuộc lĩnh vực điện tử thì sơ đồ thường là mạch điện). Phân tích nội dung kiến thức cần truyền đạt, xác định mục tiêu mô phỏng, mô phỏng cái gì là cơ bản (lựa chọn các thuộc tính vào các quan hệ đặc trưng), nên đơn giản hóa thực tế đến mức nào và bỏ bớt những gì cho thích hợp. Trên cơ sở đó tiến hành xây dựng mô hình. Thực tế, việc xây dựng mô hình (bước 1) thường do các chuyên gia thực hiện, trong đồ án này để nâng cao chất lượng, tác giả của đồ án đề xuất quy trình xây dựng mô hình trên phần mềm đơn giản, phổ cập. Sau đó, từ mô hình mô phỏng, các giáo viên chủ động tiến hành soạn bài giảng đảm bảo tính toàn diện, khoa học, kịp thời. ở đây mô hình đưa ra cho học sinh nghiên cứu cũng chính là phương tiện trực tiếp để dạy học. Do đó phải đảm bảo phản ánh chính xác nội dung kiến thức và cần chỉnh sửa lại ngay sau khi xây dựng mô hình. Khi vận dụng PPMP vào dạy học môn điện tử theo hướng tiếp cận công nghệ dạy học hiện đại, quá trình mô hình hóa – xử lý sư phạm được chia thành các bước nhỏ theo sơ đồ sau: