Xây dựng phòng thực hành ảo phục vụ dạy học môn kỹ thuật số cho sinh viên ngành sư phạm kỹ thuật công nghiệp khoa sư phạm kỹ thuật trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

- NGUYỄN THỊ CÚC ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG PHÒNG THỰC HÀNH ẢO PHỤC VỤ DẠY HỌC MÔN KĨ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN NGHÀNH SƯ PHẠM KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA SƯ PHẠM KĨ THUẬT TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: SƯ PHẠM KĨ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: NGUYỄN TRỌNG BÌNH HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành: Thầy hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trọng Bình đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.
- Khoa Sư phạm Kỹ thuật và Viện đào tạo Sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu, tiến hành luận văn.
- Đồng nghiệp ở trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã giúp đỡ tác giả trong quá trình xây dựng các bài thực hành Kỹ thuật số.
- Tập thể sinh viên khóa 5 ngành Sư phạm Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ tác giả trong quá trình hoàn thiện các bài TNTH.
- Thực trạng dạy học thực hành của sinh viên ngành Sư phạm Kỹ thuật Công nghiệp khoa Sư phạm Kỹ thuật .
- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU III.
- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU IV.
- NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU VI.
- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VII.
- CẤU TRÚC LUẬN VĂN Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHÒNG THỰC HÀNH ẢO TRONG DẠY HỌC MÔN KỸ THUẬT SỐ.
- TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ PHÒNG THỰC HÀNH ẢO .
- CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG PHÒNG THỰC HÀNH ẢO MÔN KỸ THUẬT SỐ .
- Một số khái niệm liên quan đến TNTH ảo .
- Một số ứng dụng chính của thực tại ảo Kết luận về thực tại ảo Thí nghiệm thực hành ảo .
- Khái niệm TNTH ảo .
- Đặc điểm TNTH ảo .
- Phân loại TNTH ảo .
- Mối liên hệ giữa TNTH ảo với mô phỏng .
- Yếu tố tương tác với mô hình trong TNTH ảo .
- So sánh TNTH thật với TNTH ảo .
- Hạn chế của TNTH ảo .
- Phòng thực hành ảo .
- Dạy học thực hành thực hành kỹ thuật .
- Cơ sở dạy học thực hành kỹ thuật .
- Cấu trúc bài thực hành .
- CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG DẠY HỌC KỸ THUẬT SỐ .
- Khả năng áp dụng TNTH ảo trong dạy học thực hành Kỹ thuật số .
- Đặc điểm môn học chuyên ngành Kỹ thuật số .
- KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương 2: XÂY DỰNG PHÒNG THỰC HÀNH ẢO TRONG DẠY HỌC MÔN KỸ THUẬT SỐ .
- PHÂN TÍCH CHUNG MÔN KỸ THUẬT SỐ .
- Chương trình thực hành .
- XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH ẢO TRONG CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT SỐ .
- Nguyên tắc xây dựng .
- Công cụ, phương tiện cần thiết cho việc xây dựng bài thực hành .
- Quy trình xây dựng bài TH ảo Chương 3: THIẾT KẾ MINH HỌA MỘT SỐ BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO KỸ THUẬT SỐ CHO SINH VIÊN NGÀNH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN .
- BÀI THỰC HÀNH SỐ 7: THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP MẠCH ĐẾM TIẾN ĐỒNG BỘ SỬ DỤNG TRIGƠ RỜI RẠC .
- SỬ DỤNG TNTH ẢO TRONG DẠY HỌC THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ .
- Nguyên tắc sử dụng .
- Phù hợp với thời lượng của bài thực hành .
- Phù hợp với các nguyên tắc sử dụng trực quan trong bài dạy .
- Đảm bảo tính tương tác trong các bài TNTH ảo .
- Quy trình sử dụng TNTH ảo trong dạy học thực hành Kỹ thuật số KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I.
- PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CNH – HĐH: Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa TNTH: Thí nghiệm thực hành TH: Thực hành TN: Thí nghiệm CNXH: Chủ nghĩa xã hội CNTT: Công nghệ thông tin CNTT&TT: Công nghệ thông tin và truyền thông PTDH: Phương tiện dạy học KHKT: Khoa học kỹ thuật GD – ĐT: Giáo dục – Đào tạo GV: Giảng viên SV: Sinh viên 88 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MINH HỌA Hình 1.1: Khuôn viên của TOPICA trên Second Life Hình 1.2: Một phần khu giảng đường của TOPICA trên Second Life Hình 1.3: Phòng học thực hành môn Kế toán vật tư Hình 1.4: Phòng học thực hành các kỹ năng thực tế của ngành đào tạo Cử nhân Tài chính kế toán Hình 1.5: Hệ thống HDM (Head- Muonted Display) Hình 1.6: BOOM Hình 1.7: Mô hình thể hiện TNTH ảo giống như thật Hình 1.8: Mô hình thể hiện TNTH ảo cho kết quả thực Hình 1.9: Mô hình thể hiện TNTH ảo cho kết quả phù hợp Hình 1.10: Sơ đồ mối liên hệ giữa TNTH ảo với mô phỏng Hình 1.11: Sơ đồ cấu trúc của hoạt động Hình 1.12: Sơ đồ phân tích quá trình công nghệ Hình 1.13: Sơ đồ quá trình hình thành kỹ năng ban đầu Hình 1.14: Sơ đồ cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật với 3 giai đoạn Hình 2.1.a: Hình ảnh minh họa sản phẩm của thao tác lắp ráp mạch ghi dịch 4 bít dùng trigơ JK.
- Hình 2.1.b: Hình ảnh minh họa sản phẩm của thao tác lắp ráp mạch ghi dịch 4 bít dùng trigơ D.
- Hình 2.1.c: Hình ảnh minh họa sản phẩm của thao tác lắp ráp mạch ghi dịch 4 bít nối tiếp hoặc song song tích hợp trên một mạch.
- Hình 2.2.a: Hình ảnh minh họa sản phẩm kết quả mạch ghi dịch 4 bít song song khi D1=1 Hình 2.2.b: Hình ảnh minh họa sản phẩm kết quả mạch ghi dịch 4 bít song song khi D1=0 Hình 2.2.c: Hình ảnh minh họa sản phẩm kết quả mạch ghi dịch 4 bít nối tiếp khi D1 = 1 khi tác động 1 xung nhịp.
- 99Hình 2.2.d: Hình ảnh minh họa sản phẩm kết quả mạch ghi dịch 4 bít nối tiếp khi D1 = 1 khi có 2 xung nhịp.
- Hình 2.2.e: Hình ảnh minh họa sản phẩm kết quả mạch ghi dịch 4 bít nối tiếp khi D1 = 1 khi tác động 3 xung nhịp.
- Hình 2.2.f: Hình ảnh minh họa sản phẩm kết quả mạch ghi dịch 4 bít nối tiếp khi D1 = 1 khi tác động 4 xung nhịp.
- Hình 2.3: Máy đo đa năng trong Mutisim Hình 2.4: Máy tạo dao động trong Mutisim Hình 2.5: Máy đo công suất trong Mutisim Hình 2.6: Máy đo dao động 2 kênh trong Mutisim Hình 2.7: Máy đo dao động 4 kênh trong Mutisim Hình 2.8: Máy đo đáp ứng tần số trong Mutisim Hình 2.9: Máy đo tần số trong Mutisim Hình 2.10: Máy phân tích lôgíc trong Mutisim Hình 2.11a: Hình vẽ mô tả quá trình chuyển đổi bảng trạng thái của máy chuyển đổi lôgíc trong Mutisim Hình 2.11b: Hình vẽ mô tả quá trình chuyển đổi bảng trạng thái sang công thức Boolean của máy chuyển đổi lôgíc trong Mutisim Hình 2.11c: Hình vẽ mô tả quá trình chuyển đổi bảng trạng thái sang công thức Boolean đơn giản của máy chuyển đổi lôgíc trong Mutisim Hình 2.11d: Hình vẽ mô tả quá trình chuyển đổi từ công thức Boolean tìm bảng trạng thái và mạch lôgíc tương ứng của máy chuyển đổi lôgíc trong Mutisim Hình 2.11e: Hình vẽ mô tả quá trình chuyển đổi từ công thức Boolean tìm mạch lôgíc tương ứng mà chỉ sử dụng cổng NAND của máy chuyển đổi lôgíc trong Mutisim Hình 2.12: Máy phân tích dòng điện - điện thế trong Mutisim Hình 2.13: Máy phân tích nhiễu trong Mutisim Hình 2.14: Máy phát sóng của hãng Agilent trong Mutisim Hình 2.15: Máy đo đa năng của hãng Agilent trong Mutisim 1010Hình 2.16: Dao động nghiệm của hãng Agilent trong Mutisim Hình 2.17: Dao động nghiệm của hãng Tektronix trong Mutisim Hình 2.18: Que dò giá trị trong Mutisim Hình 2.19: Quy trình xây dựng bài TNTH ảo.
- Hình 2.20.a: Nội dung sơ đồ mạch đếm tiến của bài TNTH ảo.
- Hình 2.20.b: Nội dung nguyên lý làm việc của mạch đếm tiến của bài TNTH ảo.
- Hình 2.21: Hình ảnh kết quả của mạch đếm thể hiện bằng đèn hiển thị và Oscillosope.
- Hình 3.1: Sơ đồ mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ Hình 3.2: Kí hiệu và bảng chân lý của trigơ RS không đồng bộ Hình 3.3: Sơ đồ mạch lôgíc của trigơ RS đồng bộ Hình 3.4: Kí hiệu và bảng chân lý của trigơ RS đồng bộ Hình 3.5: Bước 1: Thực hiện vẽ mạch lôgíc trên phần mềm Mutisim cho mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ.
- Hình 3.6 a: Hướng dẫn vẽ mạch lôgíc trên phần mềm Mutisim cho mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ.
- Hình 3.6 b: Hình ảnh minh họa cho phần hướng dẫn các thao tác vẽ mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ.
- Hình 3.7 a: Thực hành lắp ráp mạch lôgíc trên phần mềm Mutisim cho mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ.
- Hình 3.7 b: Hình ảnh minh họa cho phần thực hành mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ.
- Hình 3.8: Hình ảnh minh họa cho bước 2 và bước 3 mạch lôgíc của trigơ RS không đồng bộ.
- Hình 3.10 a: Hướng dẫn thao tác lắp ráp mạch lôgíc của trigơ RS đồng bộ.
- Hình 3.10 b: Hình ảnh minh họa cho phần hướng dẫn lắp ráp mạch lôgíc của trigơ RS đồng bộ.
- 1111Hình 3.11 a: Thực hành thao tác lắp ráp mạch lôgíc của trigơ RS đồng bộ.
- Hình 3.11b: Hình ảnh minh họa cho phần thực hành mạch lôgíc của trigơ RS đồng bộ.
- Hình 3.12 a: Hình ảnh minh họa cho trạng tháo trigơ RS đồng bộ khi S = 1, R = 0.
- Ck=1 Hình 3.12 b: Hình ảnh minh họa cho trạng tháo trigơ RS đồng bộ khi S = 0, R = 1.
- Ck=1 Hình 3.12 c: Hình ảnh minh họa cho trạng thái của trigơ RS đồng bộ khi S = 0, R = 0.
- Ck=1 Hình 3.13 a: Bảng báo cáo phần thực hành vẽ mạch bài số 3.
- Hình 3.13 b: Bảng báo cáo phần kết quả khảo sát mạch bài số 3.
- Hình 3.13 c: Bài tập mở rộng của bài số 3.
- Hình 3.14: Sơ đồ mạch đếm tiến đồng bộ sử dụng 4 trigơ JK.
- Hình 3.15: Nguyên lý làm việc của mạch đếm tiến đồng bộ sử dụng 4 trigơ JK Hình 3.16 a: Bước 1 lắp ráp mạch đếm tiến đồng bộ sử dụng 4 trigơ JK trên phần mềm Mutisim Hình 3.16 b: Bước 2, bước 3 kiểm tra kết quả mạch đếm tiến đồng bộ sử dụng 4 trigơ JK trên phần mềm Mutisim Hình 3.17 a: Hình ảnh minh họa của báo cáo kết quả thực hành bài 7 Hình 3.17 b: Hình ảnh minh họa của báo cáo kết quả thực hành bài 7 Hình 3.18: Mạch đếm từ 0 đến 999 từ IC 74LS90N có hiện thị LED 7 thanh Hình 3.
- 22a: Bước 1 bài thực hành mạch ghi dịch nhập tin 4 bít nối tiếp Hình 3.
- 22b: Bước 2 bài thực hành mạch ghi dịch nhập tin 4 bít nối tiếp Hình 3.
- 22c: Bước 3 bài thực hành mạch ghi dịch nhập tin 4 bít nối tiếp Hình 3.
- 23: Báo cáo bài thực hành số 10 Hình 3.
- 24: Quy trình sử dụng TN, TH ảo 1212MỞ ĐẦU I.
- Với mục tiêu xây dựng con người mới, đào tạo thế hệ trẻ có đạo đức trong sáng, có tri thức khoa học, có tư tưởng sáng tạo, có năng lực thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có sức khoẻ.
- Từng bước áp dụng các phương pháp dạy học tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học…”[4],[5.
- Chỉ thị số 22/2005 ngày 27/9/2005 về nhiệm vụ toàn ngành giáo dục năm học cũng nêu: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học.
- Trong đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hiện đại hóa, việc phát triển và ứng dụng CNTT&TT, môi trường dạy học đa phương tiện vào quá trình dạy học là yêu cầu bắt buộc.
- Với phương pháp học tập mới này, học sinh sẽ đóng vai trò trung tâm trong hoạt động dạy học.
- Thực trạng dạy học thực hành của sinh viên ngành Sư phạm Kỹ thuật Công nghiệp khoa Sư phạm Kỹ thuật Đặc điểm của sinh viên ngành Sư phạm Kỹ thuật Công nghiệp là: 1313+ Sinh viên do khoa quản lý.
- Không có phòng thực hành riêng cho khoa.
- Thời gian sinh viên tham gia các phòng thực hành rất ngắn.
- Khoa chưa có phòng thực hành Kỹ thuật số, nơi mà mỗi sinh viên có thể thực hành để tự mình khảo sát các mạch lôgíc, các cổng lôgíc...Để khắc phục tình trạng đó tôi mạnh dạn chọn đề tài “Xây dựng phòng thực hành ảo phục vụ dạy môn Kỹ thuật số cho sinh viên ngành Sư phạm Kỹ thuật Công nghiệp khoa Sư phạm Kỹ thuật trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên”.
- Các hình thức đào tạo mới định hướng vào lựa chọn nội dung, định hướng về phương pháp dạy học.
- Có tác dụng hình thành những phương pháp, cách thức học tập và nghiên cứu.
- Phát triển chương trình và phương pháp dạy học được cấu trúc đa dạng hơn, phong phú hơn, dãn rộng hơn tầm hạn giữa học vấn tối thiểu và học vấn tối đa, mở rộng các lĩnh vực học tập (học theo bài, theo modul, theo chủ đề, theo dự án.
- Định hướng về phương pháp dạy học, xu thế dạy học hiện nay đã chuyển dần sang định hướng dạy học, theo đó người học được học một cách tích cực, độc lập sáng tạo, người học thực hiện các nhiệm vụ nhận thức qua các hình thức hoạt động, tạo thời cơ và điều kiện để họ thích nghi và năng động giải quyết những vấn đề đặt ra trước hết trong học tập, ứng dụng và sau đó là các vấn đề của xã hội, kinh tế đất nước.
- Những phương pháp dạy học triển vọng nhất chính là những phương pháp dựa vào người học và hoạt động của người học, đó chính là phương pháp dạy học lấy người học làm trung tâm.
- Học tập từ xa sẽ là một xu thế mạnh mẽ trong dạy học.
- Cần phải phát triển các chương trình học tự chọn, chuyển sang đào tạo, dạy học theo tín chỉ học phần, theo modul,… Toàn cầu hóa kinh tế dẫn tới hội nhập, do đó dẫn tới xu thế quốc tế hóa văn bằng chứng chỉ, kỹ thuật thiết kế và cấu trúc chương trình dạy học, công nghệ đo 1515lường và đánh giá dạy học, đòi hỏi quốc tế hóa trong lĩnh vực chuẩn học vấn, chuẩn kỹ năng của nhiều lĩnh vực học tập.
- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu cách thức xây dựng và sử dụng phòng TNTH ảo trong dạy học thực hành.
- Trên cơ sở đó, tiến hành xây dựng một số bài TNTH ảo trong chương trình thực hành Kỹ thuật số nhằm hỗ trợ TNTH thực đồng thời bổ xung những bài TNTH mà trong thực tế khó hoặc không thể thực hiện được.
- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu của đề tài là phòng TNTH ảo.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đề tài nghiên cứu về phòng TNTH ảo trong dạy học thực hành, trên cơ sơ đó xây dựng và sử dụng một số bài thực hành TNTH ảo cho chương trình thực hành Kỹ thuật số.
- GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nghiên cứu và xây dựng phòng TNTH ảo trong dạy học thực hành sẽ góp phần nâng cao hứng thú trong học tập, phát huy tính tích cực học tập của người học, người học học ở mọi lúc mọi nơi, do đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học thực hành.
- NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng phòng TNTH ảo trong dạy học thực hành.
- Đề xuất cách thức xây dựng và sử dụng phòng TNTH ảo.
- xây dựng một số bài TNTH ảo cho phòng TNTH ảo Kỹ thuật số trong chương trình thực hành Kỹ thuật số cho sinh viên ngành Sư phạm Kỹ thuật Công nghiệp của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt