Nghiên cứu ứng dụng phần mềm cisco packet tracer vào dạy học môn mạng máy tính tại trường cao đẳng nghề bách khoa hà nội

Trong môn học Mạng máy tính của các nghề Công nghệ thông tin mà mục tiêu chính là trang bị cho học viên các kỹ năng như xây dựng, cấu hình và triển khai hệ thống mạng LAN, WAN, khi áp dụ

NGUYỄN ĐỨC NAM

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CISCO PACKET TRACER

VÀO DẠY HỌC MÔN MẠNG MÁY TÍNH TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

CHUYÊN SÂU: SƯ PHẠM KỸ THUẬT CNTT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN TIẾN LONG

Mang l ■ i tr ■ nghi ■ m m ■ i m ■ cho ng ■■ i dùng, công ngh ■ hi ■ n th ■ hi ■ ■■ ■ n online không khác gì so v ■ i b ■ n g ■ c B ■ n có th ■ phóng to, thu nh ■ tùy ý.

LỜI CẢM ƠN

Với tình cảm chân thành và lòng biết ơn sâu sắc, cho phép tôi được gửi lời

cảm ơn đến TS Nguyễn Tiến Long, người đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tôi hoàn

thành luận văn này

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo Viện Sư phạm kỹ thuật, và các

cán bộ Viện Đào tạo sau đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tham gia

quản lý, giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các đồng nghiệp và các em

sinh viên khoa Công nghệ Thông tin Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội đã

tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệp sư phạm tại trường

Trong quá trình nghiên cứu, mặc dù rất cố gắng nhưng luận văn không tránh

khỏi thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý để đề tài được hoàn

thiện hơn

Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Đức Nam

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những gì mà tôi viết ra trong luận văn này là do sự tìm

hiểu và nghiên cứu của bản thân Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các

tác giả khác nếu có đều được trích dẫn đầy đủ

Luận văn này cho đến nay vẫn chưa được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo

vệ luận văn thạc sĩ nào trên toàn quốc cũng như nước ngoài và cho đến nay chưa hề

được công bố trên bất kỳ phương tiện thông tin nào

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan trên đây

Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Đức Nam

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH VẼ vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG PPMP TRONG DẠY HỌC 5

1.1 Tổng quan về phương pháp dạy học mô phỏng 5

1.1.1 Mô phỏng 5

1.1.2 Công nghệ mô phỏng 6

1.1.3 Phương pháp dạy học mô phỏng 7

1.1.4 Mô phỏng với sự trợ giúp của máy tính 7

1.2 Cơ sở khoa học để ứng dụng PPMP trong dạy học thực hành 10

1.3 Mục đích ứng dụng PPMP trong dạy học thực hành 11

1.4 Ứng dụng CNMP trong dạy học thực hành 17

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 21

CHƯƠNG II KHẢO SÁT VIỆC ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC MÔN MẠNG MÁY TÍNH TẠI TRƯỜNG CĐN BÁCH KHOA HÀ NỘI 22 2.1 Giới thiệu về Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội 22

2.2 Thực trạng cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên của khoa CNTT 24

2.3 Thực trạng dạy học môn Mạng máy tính 25

2.3.1 Chương trình môn học 25

2.3.2 Đặc điểm của môn học Mạng máy tính 25

2.3.3 Thực trạng dạy học môn Mạng máy tính tại khoa CNTT 26

2.4 Khảo sát thực trạng ứng dụng CNMP giảng dạy ở khoa CNTT 27

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 30

CHƯƠNG III SỬ DỤNG PHẦN MỀM CISCO PACKET TRACER SOẠN BÀI GIẢNG THỰC HÀNH MÔN MẠNG MÁY TÍNH 31

3.1 Nguyên tắc xây dựng 31

3.2 Công cụ, phương tiện cần thiết cho xây dựng chương trình mô phỏng 32

3.3 Trang bị PMMP trong dạy học thực hành môn Mạng máy tính 33

3.4 Sử dụng phần mềm Cisco Packet Tracer trong dạy học môn Mạng máy tính 41

3.5 Xây dựng bài giảng môn Mạng máy tính theo phương pháp mô phỏng 41

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 54

CHƯƠNG IV THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56

4.1 Mục đích, đối tượng thực nghiệm 56

4.1.1 Mục đích thực nghiệm 56

4.1.2 Đối tượng thực nghiệm 56

4.2 Nội dung và tiến trình thực nghiệm 57

4.2.1 Nội dung thực nghiệm 57

4.2.2 Chuẩn bị thực nghiệm 57

4.2.3 Tiến trình thực nghiệm 58

4.3 Kết quả thực nghiệm 58

4.4 Lấy ý kiến đánh giá của GV và SV tham gia thực nghiệm 60

4.5 Lấy ý kiến chuyên gia 62

4.5.1 Mục đích 62

4.5.2 Đối tượng khảo sát lấy ý kiến 62

4.5.3 Nội dung khảo sát 62

4.5.4 Kết quả khảo sát 62

KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

1 Kết luận 67

2 Kiến nghị 67

3 Hướng phát triển của đề tài 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 1 70

PHỤ LỤC 2 78

PHỤ LỤC 3 85

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1 Số lượng và trình độ GV 23

Bảng 2 2 Số lượng giảng viên theo độ tuổi của trường 24

Bảng 2 3 Số lượng giáo viên ứng dụng CNTT trong dạy học 24

Bảng 2 4 Nội dung chương trình môn học Mạng máy tính 25

Bảng 3 1 Tổng hợp các phần mềm mô phỏng 40

Bảng 4 1 Bảng phân nhóm sinh viên 56

Bảng 4 2 Kết quả kiểm tra của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng 59

Bảng 4 3 Ý kiến đánh giá của 10 GV tham gia thực nghiệm sư phạm 60

Bảng 4 4 Kết quả khảo sát ý kiến của nhóm thực nghiệm 61

Bảng 4 5 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học môn Mạng máy tính 63

Bảng 4 6 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học môn Mạng máy tính 64

Bảng 4 7 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính cần thiết của việc ứng dụng công nghệ mô phỏng trong dạy học môn Mạng máy tính 64

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Quá trình mô phỏng 8

Hình 1.2 Cấu trúc của phương pháp mô phỏng 14

Hình 1.3 Cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật 20

Hình 2 1 Cơ cấu tổ chức Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội 23

Hình 2 2 Đồ thị về việc Sử dụng phương tiện dạy học 27

Hình 2 3 Đồ thị về việc Thiết kế bài giảng có tính tương tác 28

Hình 2 4 Đồ thị về việc Sử dụng phương pháp dạy học mô phỏng 28

Hình 2 5 Đồ thị về việc Vận dụng dạy phương pháp dạy học tương tác 29

Hình 3 1 Phần mềm Boson NetSim Network Simulator & Router Simulator 35

Hình 3 2 Phần mềm GNS3 36

Hình 3 3 Network Simulator(NS2) 37

Hình 3 4 Phần mềm Cisco Packet Tracer 38

Hình 3 5 Quy trình xây dựng giáo án, bài giảng sử dụng Phương pháp Mô phỏng 42

Hình 3 6 Màn hình giao diện của Cisco Packet Tracer 43

Hình 3 7 Mô hình ghép nối DHCP server 44

Hình 3 8 Cấu hình DHCP server 44

Hình 3 9 Kiểm tra việc cấu hình và cấp phát IP cho các máy Client 45

Hình 3 10 Kiểm tra việc cấp phát IP bằng Simulation 45

Hình 3 11 Cấu hình Web Server 46

Hình 3 12 Cấu hình DNS Server 46

Hình 3 13 Kiểm tra Web Server từ host 47

Hình 3 14 Cấu hình Mail server 47

Hình 3 15 Cấu hình Mail client trên host 48

Hình 3 16 Kiểm tra gửi và nhận mail 48

Hình 4 1 Đồ thị Kết quả kiểm tra của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng 59

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Qua thực tế dạy và học hiện nay, chúng tôi nhận thấy phương pháp thuyết

trình chú trọng về truyền đạt kiến thức qua diễn giảng, đàm thoại là chưa phù hợp

với các môn học với thời lượng thực hành lớn Ngay cả khi sử dụng kết hợp các

phương tiện dạy học trực quan như tranh ảnh mô hình và các hình vẽ, video, đèn

chiếu và bài giảng điện tử để giảng dạy vẫn cho thấy hiệu quả là chưa cao, đặc biệt

là các môn học của các nghề thuộc nhóm nghề Công nghệ thông tin

Trong môn học Mạng máy tính của các nghề Công nghệ thông tin mà mục

tiêu chính là trang bị cho học viên các kỹ năng như xây dựng, cấu hình và triển khai

hệ thống mạng LAN, WAN, khi áp dụng phương pháp dạy học thuyết trình để

giảng dạy môn học này, với người dạy phải truyền thụ phần lớn khối lượng kiến

thức của môn học cho sinh viên qua mô tả, diễn giải, vẽ hình biểu diễn phương thức

hoạt động các thiết bị mạng…, nhìn chung là rất phức tạp trừu tượng và không

tường minh Với khả năng nhận thức bài học của sinh viên thì ghi chép thụ động,

khoảng thời gian tương tác giữa sinh viên với thiết bị thật là quá ít do không đủ kinh

phí trang bị cho mỗi ca thực hành, dẫn đến chất lượng học tập của sinh viên còn hạn

chế và chưa đạt hiệu quả cao Do vậy, phương pháp dạy học này đang dần bị thay

thế bằng phương pháp dạy học tích cực hơn, một trong số đó là phương pháp có

ứng dụng công nghệ mô phỏng (CNMP) trong dạy học

Ứng dụng CNMP trong dạy học, một mặt có thể mô phỏng các thiết bị mạng

thật (Router, Switch…), xây dựng mô phỏng các hệ thống mạng, biểu diễn trạng

thái hoạt động đường đi các gói tin khi chạy trên hệ thống mạng một cách sống

động mà người học không thể thấy được trong thực tế, đã biến cái phức tạp thành

đơn giản, cái khó hiểu thành dễ hiểu, cái trừu tượng thành cái cụ thể quan sát

được…; một mặt khác, người học có thể tương tác với mô hình mô phỏng để cấu

hình thiết bị, tìm hiểu, phát hiện và lĩnh hội kiến thức, nhờ vậy, phát huy được tính

tích cực, chủ động của sinh viên và nâng cao được chất lượng dạy học Ngoài ra,

ứng dụng CNMP trên máy tính vào việc dạy học sẽ giảm được đáng kể về kinh phí

đào tạo, khắc phục được tình trạng thiếu đồ dùng, thiết bị học tập, nhất là những

thiết bị đắt tiền khó mua

mềm Cisco Packet Tracer vào dạy học môn Mạng máy tính tại Trường Cao

đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội” làm đề tài luận văn thạc sĩ cho mình

2 Mục đích nghiên cứu

- Ứng dụng công nghệ mô phỏng vào quá trình dạy học, xây dựng một số bài

giảng thực hành môn Mạng máy tính bằng phương pháp mô phỏng trên máy tính

nhằm nâng cao chất lượng dạy và học của nhóm nghề Công nghệ thông tin tại

Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội

- Tiết kiệm chi phí mua sắm thiết bị thật, đặc biệt là thiết bị mạng luôn có giá

thành rất cao

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

3.1 Khách thể nghiên cứu:

Quá trình dạy học thực hành môn Mạng máy tính của nhóm nghề Công nghệ

thông tin tại Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội

3.2 Đối tượng nghiên cứu:

Phương pháp dạy học có ứng dụng CNMP đối với việc dạy học thực hành

môn Mạng máy tính của nhóm nghề Công nghệ Thông tin tại Trường Cao đẳng

nghề Bách Khoa Hà Nội

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu phương pháp mô phỏng (PPMP) và ứng dụng trong giảng dạy

- Đánh giá thực trạng dạy học thực hành môn Mạng máy tính của nhóm nghề

Công nghệ thông tin tại Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội

- Xây dựng bài giảng thực hành trong chương trình môn Mạng máy tính của

nhóm nghề Công nghệ thông tin tại Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội có

ứng dụng công nghệ mô phỏng

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết

5 Giả thuyết cơ sở

Hiện nay, tại khoa Công nghệ thông tin Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa

Hà Nội đang dạy học thực hành môn Mạng máy tính của tất cả các nghề theo

phương pháp thuyết trình, đàm thoại giữa GV và SV Ngoài ra, số lượng trang thiết

bị không đáp ứng đủ nhu cầu (1SV/1 bộ thiết bị (Router, Switch)) nên chất lượng

dạy học còn hạn chế và kết quả học tập của sinh viên chưa cao

Nếu ứng dụng phương pháp mô phỏng một cách khoa học, hợp lý trong dạy

học sẽ kích thích được hứng thú học tập, phát triển khả năng tư duy sáng tạo của

người học, giảm thiểu kinh phí và nâng cao được chất lượng dạy và học

6 Phạm vi nghiên cứu

Ứng dụng phần mềm mô phỏng vào việc xây dựng và dạy học thực hành cho

môn Mạng máy tính thuộc nhóm nghề Công nghệ thông tin tại Trường Cao đẳng

nghề Bách Khoa Hà Nội

7 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tham khảo sách báo, tạp chí, các tài liệu

chuyên ngành… về ứng dụng mô phỏng, để thực hiện nhiệm vụ của đề tài

* Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

- Điều tra bằng phiếu hỏi để thăm dò ý kiến chuyên gia, đồng nghiệp và sinh

viên trên cơ sở đó tổng hợp, rút ra kết luận

- Phương pháp chuyên gia: Trưng cầu ý kiến của các chuyên gia phương

pháp, trao đổi trực tiếp với GV và SV Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội để

đánh giá về việc ứng dụng công nghệ mô phỏng trong giảng dạy

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm để đối chứng,

phân tích kết quả, rút ra kết luận

* Phương pháp bổ trợ bằng toán học: Xử lý theo quy cách tính điểm được

quy định trong chương trình khung, để đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm

8 Kết quả nghiên cứu

Luận văn này đã ứng dụng phương pháp mô phỏng và phần mềm mô phỏng

Cisco Packet Tracer thông qua máy tính để biên soạn bài giảng và giáo án dạy học

thực hành môn Mạng máy tính của nhóm nghề Công nghệ thông tin tại Trường Cao

đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội đã đạt được một số kết quả nhất định Kết quả nghiên

cứu được đánh giá dựa trên phương pháp thực nghiệm sư phạm (Bảng 4.1) và

phương pháp chuyên gia (mục 4.4 - mục 4.5)

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG PPMP TRONG DẠY HỌC

1.1 Tổng quan về phương pháp dạy học mô phỏng

1.1.1 Mô phỏng

Mô phỏng từ lâu đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Kỹ

thuật, kinh tế, xã hội [2] 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 khi không thể, không cần hay không

nên thực nghiệm trên đối tượng thực [8] Có thể nói, mô phỏng là một trong những

phương pháp nghiên cứu khoa học đang được áp dụng rộng rãi Với sự phát triển

mạnh mẽ của công nghệ thông tin, hiệu quả của phương pháp nghiên cứu này càng

được nâng cao 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, hệ

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) [11]

Từ yếu tố trên có thể đưa ra một cách tổng quát (hiểu theo nghĩa thuật ngữ)

mô phỏng là: Thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình của đối

tượng khảo sát

Mô hình được hiểu là một thể hiện bằng thực thể hoặc bằng khái niệm – theo

một cách tiếp cận xác định – một số thuộc tính và quan hệ tiêu biểu của một đối

tượng nào đó (gọi là nguyên hình) nhằm một trong hai, hoặc cả hai, mục đích nhận

thức sau :

– Làm đối tượng quan sát (nhận dạng) thay cho nguyên hình,

– Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) về nguyên hình

Mô hình địa cầu trong Địa lý; mô hình nguyên tử (của Bohr) trong Vật lý;

mô hình cơ thể (toàn bộ hoặc một phần) trong cửa hàng thời trang; mô hình máy

bay trong thí nghiệm khí động lực học; các bản vẽ kỹ thuật là mô hình của một bộ

máy (đã thiết kế, có thể chưa chế tạo); mô hình đại số mệnh đề hoặc đại số tập

hợp,… của Đại số Boole; mô hình mặt cầu Euclid của Hình học Riemann phẳng;

mô hình toán kinh tế; mô hình làng văn hóa Việt Nam; v.v…là những ví dụ về mô

hình theo nghĩa trên đây

Theo cách hiểu nôm na “mô hình là sản phẩm của sự bắt chước”, có thể phân

biệt hai loại: mô hình diễn tả (bắt chước hay thể hiện đối phương, ở một số thuộc

tính và quan hệ tiêu biểu, như mô hình địa cầu, mô hình máy bay,…trên đây) và mô

hình chuẩn mực hay mô hình plato (là mẫu tham chiếu, tức là làm mẫu cho đối

phương bắt chước hay thể hiện, như mô hình làng văn hóa Việt Nam,…)

Mô phỏng tạo thuận lợi cho người sử dụng về mặt nhận thức trực quan hóa,

dễ tiếp cận và đo lường, lặp lại được nhiều lần theo ý muốn, gợi mở tiên đoán, sáng

tạo và thử nghiệm Về mặt công nghệ (thiết bị, phương pháp cũng như kỹ năng) khả

thi, an toàn, hiệu quả kinh tế, tiến kiệm thời gian, luyện kỹ năng trước khi tiếp xúc

với thực tế

1.1.2 Công nghệ mô phỏng

Định nghĩa

Công nghệ mô phỏng là một hệ thống phương tiện, phương pháp và kỹ năng

xây dựng mô hình cho một đối tượng khảo sát nào đó và tiến hành thí nghiệm cần

thiết trên mô hình này để qua đó nhận dạng thuộc tính và qui luật vận động của đối

tượng đã cho

Trong hệ thống này mô hình là đối tượng chịu tác động của phương tiện và

phương pháp mô phỏng, tạo ra thành quả mô phỏng, nhưng đối với toàn bộ hệ

thống nghiên cứu nguyên hình, thì mô hình là phương tiện thay thế, để thực thi mô

phỏng Chức năng vừa là đối tượng vừa là phương tiện chứng tỏ vai trò chủ chốt và

ý nghĩa đặc biệt của mô hình trong công nghệ mô phỏng

Vì mô hình hóa và mô phỏng là cơ sở phương pháp luận của nghiên cứu

khoa học và dạy học, cho nên từ sự phát triển qua nhiều thế kỷ của các lĩnh vực

khoa học, công nghệ và dạy học, có thể thấy thành tựu về lý luận và công nghệ mô

phỏng của nhân loại phong phú và đa dạng đến ngần nào

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Công nghệ mô phỏng

Như đã nói trên, mô phỏng có ý nghĩa lớn không chỉ về mặt phương pháp

luận, mà còn về mặt ứng dụng thực tế trong khoa học công nghệ, trong đó có công

nghệ dạy học

1.1.3 Phương pháp dạy học mô phỏng

 Phương pháp

Có thể hiểu là con đường, là cách thức để giải quyết một công việc, một nội

dung, một vấn đề cụ thể nhằm đạt được mục đích đã đề ra Nói chung đây là một

khái niệm rất trừu tượng vì nó không mô tả những trạng thái, những tồn tại tĩnh

trong thế giới hiện thực, mà nó chủ yếu mô tả phương hướng vận động của một quy

trình nhận thức và hoạt động thực tiễn của con người Trong bình diện rộng thì khái

niệm phương pháp được hiểu là phương pháp luận, ví dụ phương pháp biện chứng,

phương pháp siêu hình… Nó bao trùm lên toàn bộ các khoa học, tiếp đó là những

phương pháp cụ thể hơn như phương pháp lịch sử, phương pháp cấu trúc, phương

pháp phức hợp Rồi đến các phương pháp cụ thể nữa, như các phương pháp mô

phỏng, phương pháp toán học, phương pháp thực nghiệm, áp dụng cho một nhóm

khoa học và các phương pháp đặc thù cho mỗi khoa học cụ thể

 Phương pháp mô phỏng

PPMP trong dạy học là phương pháp tiếp cận nhận thức thế giới thực thông

qua mô hình tĩnh hoặc động Qua PPMP, sinh viên không chỉ tiếp thu kiến thức một

cách sâu sắc mà trong quá trình học họ còn có thể tìm ra cách tiếp cận vấn đề, con

đường cách thức để đạt mục tiêu bài học Đặc biệt sinh viên còn có thể tạo dựng và

điều khiển tại chỗ các đối tượng theo ý muốn, tìm tòi phát hiện một số quan niệm

mới cũng như rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp [4]

1.1.4 Mô phỏng với sự trợ giúp của máy tính

1.1.4.1 Quá trình mô phỏng: được biểu diễn như ở hình 1.1

Hình 1 1 Quá trình mô phỏng

Những bước chính của quá trình mô phỏng số bao gồm:

(1) 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)

(2) Xây dựng mô hình máy tính: tiến hành lập trình để xây dựng mô hình trên

máy tính (là những chương trình chạy trên máy tính) Các chương trình này được

(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 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 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 không Nếu cần, phải sửa chữa lại các lỗi lập trình Sau khi chạy

thử, nếu mô hình trên máy tính không đạt cần phải xây dựng lại mô hình nguyên lý

Để tiện lợi cho việc chế tạo và sử dụng mô hình, người ta đã phát triển nhiều

phần mềm chế tạo mô phỏng chuyên dụng gồm nhiều khối chuẩn Ví dụ trong nghề

Đối tượng cần nghiên cứu

Mô hình nguyên lý

Mô hình hóa trên máy tính

Kết quả Thử nghiệm và so sánh

1

2

3

4

Quản trị mạng sử dụng một số phần mềm mô phỏng như: Cisco Packet tracer,

GNS3 Ưu điểm của các ngôn ngữ mô phỏng là: Thời gian xây dựng chương trình

ngắn, dễ bổ sung và sửa chữa sai sót, các kết quả được sử lý tốt, thuận tiện cho việc

sử dụng, trực quan

1.1.4.2 Ưu, nhược điểm

a) Ưu điểm:

- PPMP giúp cho ta hiểu rõ đối tượng nghiên cứu Mô hình là vật đại diện,

trên đó ta sẽ tác động những thao tác logic và thực nghiệm Rất nhiều hiện tượng và

quá trình được giải thích rõ ràng thông qua mô hình

- Giảm chi phí so với thiết bị thật;

- Có thể sử dụng lặp đi lặp lại nhiều lần mà không cần quan tâm đến chi phí

khấu hao thiết bị vật tư

- Có thể dạy được ở nhiều nơi, chỉ cần có máy tính

b) Nhược điểm: Tuy phương pháp mô phỏng có tác dụng lớn lao được nhiều

nhà khoa học công nhận nhưng cũng có những hạn chế như tính gần đúng, tính tạm

thời của nó Các mô hình tuy phản ánh thế giới khách quan nhưng không thể thay

thế hoàn toàn hiện thực khách quan được.Thậm chí nhiều mô hình chỉ có giá trị

hoàn toàn như một phương tiện, công cụ Trong dạy học kỹ thuật, khi sử dụng các

chương trình mô phỏng cần cân nhắc một số điểm sau:

 Không thể sử dụng mô hình thay thế hoàn toàn nguyên hình Trước hoặc sau

khi sử dụng mô hình cần có sự liên hệ với đối tượng thực Chỉ có sự kết hợp hiệu

quả giữa mô hình – vật thực mới phát huy được kỹ năng – kỹ xảo cần thiết cho

người học

 Việc tạo và sử dụng mô hình cần có sự lựa chọn và có chủ ý (tính chủ quan),

tuỳ thuộc vào mục đích dạy học mà tạo ra những mô hình thích hợp

 Chú ý tính tương thích của mô hình với nguyên hình Trong khi nghiên cứu,

các kết quả thu được trên mô hình phải có khả năng chuyển thành các kết luận về

nguyên hình Trong quá trình dạy học, vấn đề đặt ra là các kết quả thu được trên mô

hình mang một ý nghĩa truyền đạt nội dung học tập nào đó về nguyên hình

 Mô hình trên máy tính không phải luôn luôn đúng với thực tế do tính lý

tưởng của mô hình tương đối cao Vì vậy phải thận trọng khi sử dụng các kết quả từ

mô hình, không tuyệt đối hoá mô hình trên máy tính

1.2 Cơ sở khoa học để ứng dụng PPMP trong dạy học thực hành

1.2.1 Cơ sở triết học

đã nói: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến

thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, nhận thức thực tại

khách quan” Mô phỏng cho phép người học có thể thấy một cách cụ thể và tương tác

được trên mô hình mô phỏng thay vì nhận thức trừu tượng bằng tư duy

1.2.2 Cơ sở tâm – sinh lý học

Theo thuyết nhận thức duy vật biện chứng, quá trình nhận thức gồm 3 giai

đoạn kế tiếp nhau: nhận thức cảm tính, nhận thức lý tính và tái sinh cái cụ thể trong tư

duy Trong quá trình dạy học, việc sử dụng các MHMP cho phép người học tái tạo ra

quá trình nhận thức cảm tính nảy sinh do kết quả của các tác động trực tiếp của sự vật

hiện tượng lên các giác quan của con người giúp người học quan sát và thu nhận

thông tin về những mặt, những thuộc tính, những mối liên hệ của sự vật [7]

1.2.3 Cơ sở giáo dục học

Bản thân quá trình dạy học thực hành là mang tính chất thực hành Trong quá

trình học tập, sinh viên phải nắm vững các kiến thức cơ bản như lý luận nguyên lý

làm việc, chức năng, hoạt động của hệ thống đồng thời rèn luyện kỹ năng thực hành,

lặp đi lặp lại nhiều lần các thao tác để hình thành kỹ năng tay chân cũng như kỹ năng

tư duy Do đó nó đòi hỏi có một phương pháp tư duy trừu tượng và khái quát hóa vấn

đề… từ đó cụ thể hóa lại Tương tác lên mô hình mô phỏng cho phép người học có

thể thực hiện được các thao tảc trên mô hình để hình thành kỹ năng [10]

Kết hợp phương pháp mô phỏng với các ứng dụng CNMP khác trong dạy

học:

Như đã xét ở trên: Không có ứng dụng CNMP trong dạy học nào là vạn năng,

để một giờ học đạt chất lượng tốt, người dạy phải phối hợp các ứng dụng CNMP

trong dạy học một cách hợp lý

Thực hành trên thiết bị thật:

Thực hành trên mô hình mô phỏng cũng chỉ có thể hình thành được những kỹ

năng ban đầu mà không thể thay thế được việc thao tác thực hành trên thiết bị thật

Do vậy, sau khi thực hành trên thiết bị mô phỏng, SV cần được thực hành với một

thời lượng cần thiết để có thể củng cố kỹ năng của mình

Phương pháp mô phỏng kết hợp với phương pháp nêu vấn đề:

Bản thân của dạy học nêu vấn đề là đặt ra cho sinh viên một hệ thống những

vấn đề nhận thức có chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết mà bằng

những kiến thức, kỹ năng đã có không đủ để giải quyết Mâu thuẫn này cần được

người học chấp nhận như một nhiệm vụ học tập và sẵn sàng đem sức lực trí tuệ ra

để giải quyết Dưới sự chỉ đạo của người dạy, người học tham gia giải quyết những

vấn đề mới về nhận thức và thực tiễn phù hợp với giáo dục

Khi kết hợp phương pháp mô phỏng với phương pháp nêu vấn đề trong quá

trình dạy học, tư duy của người học được phát triển trên cơ sở quan sát mô hình

Người dạy lựa chọn và xây dựng các tình huống có vấn đề, đưa ra các câu hỏi đàm

thoại gợi mở, kích thích quá trình tưởng tượng của người học từ các biểu tượng mà

họ vừa được tri giác và cảm giác trước đó dự đoán hiện tượng mới, lựa chọn giải

pháp, đề xuất giải pháp mới và kiểm chứng giả thuyết đã có Qua trình này đòi hỏi

một sự sáng tạo thực sự, người học cố gắng suy nghĩ và tích cực tìm tòi giải quyết

những vấn đề do nhiệm vụ học tập đề ra và kết quả là người học chiếm lĩnh kiến

thức và phát triển năng lực nhận thức của mình Điều này có tác dụng khẳng định

thêm giá trị nhận thức bằng phương pháp mô phỏng

1.3 Mục đích ứng dụng PPMP trong dạy học thực hành

1.3.1 Nhằm đổi mới ứng dụng PPMP trong dạy học

Như đã đề cập ở trên, trong mối quan hệ giữa: Mục đích - Nội dung - Phương

pháp có tính quy luật sẽ chi phối sự tiến triển của sự dạy học Ứng dụng PPMP

trong dạy học cần phải làm cho người học động não và suy nghĩ có phương pháp, sự

tích cực chủ động trong suy nghĩ, độc lập và sáng tạo để từ đó nâng cao chất lượng

hoạt động trí tuệ Để đáp ứng yêu cầu đối với sinh viên cao đẳng, nhất là đối với

sinh viên cao đẳng nghề kỹ thuật, đồng thời phát triển năng lực cá nhân và hướng

họ thích ứng với sự phát triển của xã hội Đó là đòi hỏi người dạy cần phải tìm ra

những ứng dụng CNMP trong dạy học tích cực nhất

Đổi mới ứng dụng PPMP trong dạy học nghĩa là tìm ra các phương pháp mới,

đồng thời kế thừa và kết hợp với các phương pháp truyền thống Trong khuôn khổ

luận văn tác giả muốn đề cập đến hai trong các phương pháp chính: Ứng dụng

phương pháp nghiên cứu khoa học và sử dụng công nghệ thông tin vào ứng dụng

PPMP trong dạy học để mô phỏng cho quá trình dạy học thực hành nhóm nghề

Công nghệ thông tin

1.3.2 Thực hiện nhiệm vụ dạy học

a Ứng dụng CNMP trong dạy học mô phỏng với nhiệm vụ phát triển

* PPMP kích thích nhận thức hứng thú của người học

Hứng thú nhận thức có vai trò rất quan trọng trong hoạt động học tập, nó là

động lực quan trọng trong việc học tập Hoạt động học tập có hứng thú sẽ trở lên

tích cực và sáng tạo, giúp người học vượt qua mọi trở ngại để cố gắng học tập

Hứng thú nhận thức là thái độ lựa chọn của cá nhân về đối tượng do ý nghĩa trong

đời sống và sự hấp dẫn cảm xúc của nó Đó là thái độ nhận thức bền vững của chủ

thể đối với đối tượng nhận thức

Một trong những giải pháp để kích thích hứng thú của người học là người

dạy phải biết sử dụng ứng dụng PPMP trong dạy học hợp lý Khi ứng dụng PPMP

trong dạy học, cần làm cho nội dung dạy học trở nên mới, hấp dẫn và làm cho người

học ý thức được ý nghĩa và giá trị của nội dung bài học Với sự kết hợp một cách

khoa học và logic giữa hình ảnh, mầu sắc, âm thanh minh họa những khái niệm kỹ

thuật trừu tượng kết hợp với lời giảng của người dạy gây sự hấp dẫn cho người học

Mặt khác, trong quá trình giảng bài người giáo viên phải biết kết hợp khéo léo các

PPDH tích cực khác để tạo ra những tình huống có vấn đề, lôi cuốn sự chú ý của

người học, tạo ra cho người học có nhu cầu được khám phá và giải quyết vấn đề để

tìm hiểu những mối liên hệ bên trong và đặc tính của đối tượng thông qua việc quan

sát mô hình Từ sự hứng thú với môn học dẫn người học đến yêu thích

 Đánh giá mức độ hứng thú nhận thức của người học thông qua:

- Sự tập trung chú ý cao của người học trong quá trình học

- Hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài

b Ứng dụng PPMP trong dạy học mô phỏng với nhiệm vụ giáo dục

- Học tập bằng phương pháp mô phỏng, người học được rèn luyện tính độc

lập, tự chủ, kiên trì, cần cù và chăm chỉ

- Dạy học bằng phương pháp mô phỏng sẽ làm cho hứng thú của người học trở

nên bền vững, biến hứng thú thành nhu cầu của bản thân, hình thành động cơ học tập

Nâng cao chất lượng dạy học

Chất lượng là một thuật ngữ đa nghĩa, nhiều chiều Một cách chung nhất

có thể hiểu chất lượng là cái tạo nên phẩm chất, giá trị của một sự vật, sự việc

hay một con người; nó là những tính chất cơ bản nhất của sự vật giúp phân biệt

nó với các sự vật khác Chất lượng dạy học thể hiện qua năng lực người học sau

khi hoàn thành chương trình môn học [3] Cụ thể: Khối lượng nội dung và trình

độ kiến thức, kỹ năng thực hành, năng lực nhận thức và năng lực tư duy, phẩm

chất nhân văn của người học Tùy theo cách xác định, đánh giá mà chất lượng

dạy học có thể được phát biểu khác nhau:

- Theo cách đánh giá trong, chất lượng dạy học là mức độ đạt được của người

học so với mục tiêu đề ra

- Theo cách đánh giá ngoài, chất lượng dạy học là mức độ đáp ứng nhu cầu

của cơ sở sử dụng

Như vậy dù cách đánh giá nào cũng cần phải xây dựng được những tiêu chí,

chỉ số cụ thể cho việc đánh giá chất lượng dạy học Chẳng hạn, theo cách đánh giá

trong, các tiêu chí đó có thể là: khối lượng và chất lượng kiến thức – kỹ năng mà

người học chiếm lĩnh, là khả năng hoạt động trí tuệ và phẩm chất nhân văn của

người học có được nhờ quá trình đào tạo

Qua phân tích ở trên, rõ ràng là phương pháp mô phỏng có tác dụng nâng cao

chất lượng dạy học vì nó thực hiện được cả ba nhiệm vụ dạy học, làm cho người

học có kiến thức vững vàng, có phương pháp tư duy và có lý tưởng niềm tin

1.3.3 Quy trình vận dụng phương pháp mô phỏng

Theo cấu trúc tổng quát của phương pháp mô phỏng (sơ đồ hình vẽ) xét từ

góc độ phương pháp nghiên cứu và nhận thức khoa học

Hình 1.2 Cấu trúc của quy trình vận dụng phương pháp mô phỏng

Căn cứ vào các đặc điểm của dạy học thực hành, khi vận dụng phương pháp

mô phỏng trong dạy học thực hành cũng tương tự như các bước của người nghiên

cứu khoa học, nhưng mức độ khác nhau ở chỗ là đòi hỏi phải có sự tác động sư

phạm của người giáo viên Các nhà khoa học thường tiến hành tất cả các bước của

quá trình mô phỏng Nhưng trong quá trình dạy học, sinh viên chưa đủ khả năng

xây dựng mô hình, do vậy người giáo viên phải thực hiện các bước mô hình hóa và

sau đó sử dụng mô hình với mục đích sư phạm như một phương tiện nhận thức

nhằm giúp sinh viên hiểu rõ một khái niệm hay một nguyên lý hoạt động nào đó

Về mô phỏng trong dạy học thực hành, những mô hình cần thiết tối thiểu

(nguyên lý, bản chất…) đã được trình bày trong các giáo trình về hướng dẫn thực

hành dưới dạng hình ảnh Tuy nhiên sự tư duy của các nhà xây dựng giáo trình và

sinh viên còn có một sự chênh lệch khác biệt, do vậy dẫn đến có sự hiểu biết một

cách máy móc, hay sai lệch nội dung Để truyền tải kiến thức đến cho sinh viên,

người giáo viên phải cụ thể hóa lại, tìm cách biến đổi những mô hình trong tài liệu

kỹ thuật sao cho sinh viên dễ hiểu hơn, sinh động hơn, phải tìm ra những mối liên

hệ trong đó Mặt khác quan sát bằng những hình ảnh sống động, gần với vật thật sẽ

làm bài giảng sinh động và hấp dẫn hơn, gây được sự hứng thú của người học

Đối tượng

(4) (3)

Xử lý

sư phạm

Tổ chức hoạt động dạy học

 Mô hình hoá - Xử lý sư phạm (bước 1 và bước 3)

Từ đối tượng nghiên cứu (đối tượng thật hoặc tranh vẽ, sơ đồ của đối tượng)

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 và các quan hệ đặc trưng), nên đơn

giản hoá thực tế đến mức nào và bỏ bớt những gì cho thích hợp Trên cơ sở đó tiến

hành xây dựng mô hình, mô hình được xây dựng để sinh viên quan sát và thí

nghiệm, qua đó mà bản thân nhận thức của sinh viên cũng vận động và biến đổi

theo nên khi mô hình hoá giáo viên cần chú ý đến:

+ Phù hợp với nội dung môn học, mục đích dạy học, trình độ lĩnh hội của

sinh viên

+ Phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý của sinh viên (đơn giản, mang tính phổ

biến- khái quát, dễ quan sát…)

Từ trước đến nay, việc xây dựng mô hình (bước 1) thường do các chuyên gia

thực hiện, để nâng cao chất lượng của một bài lên lớp Tuy nhiên giáo viên cũng có

thể 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 bảo đảm

tính toàn diện, khoa học và kịp thời Cần chú ý rằng mô hình đưa ra cho sinh viên

nghiên cứu (là phương tiện trực tiếp để dạy học) phải đảm bảo phản ánh chính xác

nội dung kiến thức, không được sai sót Do đó cần có bước chỉnh sửa mô hình

(bước 3 thực hiện ngay sau bước 1) sao cho hợp thức với nguyên hình, đây cũng là

một điểm khác với PPMP sử dụng trong nghiên cứu khoa học

 Tổ chức hoạt động dạy học: Cần chú ý đến khâu kích thích động viên, tổ

chức hoạt động và kiểm tra đánh giá

- Dạy theo phương pháp tư duy của các nhà khoa học

- Dạy qua các thao tác trên mô hình

1.3.4 Một số yêu cầu trong việc vận dụng

1.3.4.1 Nội dung mô phỏng

Trong chương trình nội dung dạy học thực hành nhóm nghề Công nghệ thông

tin quá trình mô phỏng trong giảng dạy không nhất thiết phải chọn tất cả nội dung các

bài để mô phỏng (nhất là mô phỏng trên máy tính), mà chỉ nên sử dụng cho một số

bài Việc xác định nội dung bài học để mô phỏng cần phải được xem xét kỹ cả về yêu

cầu cũng như mức độ triển khai để có hiệu quả thiết thực Trong một bài giảng chỉ

quan tâm đến mô phỏng những quá trình đặc trưng như: Khi không thể thực nghiệm

trên đối tượng thực, hay những quá trình có tính trừu tượng khó hình dung…Ví dụ:

Quá trình truyền tin, quá trình hội tụ thiết lập phụ cận giữa các Router, Switch…

1.3.4.2 Thiết bị mô phỏng

Thiết bị mô phỏng trong quá trình dạy học được chọn ở đây cần phải đáp ứng

được việc thiết kế và sử dụng mô hình theo đúng ý đồ sư phạm của người giáo viên,

góp phần tích cực vào quá trình nhân thức và phát triển năng lực nhận thức của sinh

viên Trong luận văn này phương tiện dạy học ở đây được chọn là máy tính

Yêu cầu của phần mềm xây dựng chương trình mô phỏng: Phần mềm dùng

thiết kế chương trình MP phải phát huy tính hiệu quả dạy học của nó và phải đảm

bảo các yêu cầu như tính khoa học; tính hiệu quả; tính sư phạm; tính thẩm mỹ và

tính kinh tế

Tính khoa học

Phải cho kết quả chính xác, nêu rõ bản chất vấn đề Các thông tin trong

chương trình phải phù hợp với nội dung chương trình và các giáo trình đang được

sử dụng trong nhà trường Nội dung thiết kế phải phát triển được tính tư duy sáng

tạo của sinh viên, đảm bảo tính vừa sức

Tính hiệu quả

+ Tiện dụng và dễ dùng

+ Phù hợp với trình độ tin học của giáo viên trong nhà trường hiện nay

Tính sư phạm

+ Nội dung có tính hấp dẫn, sinh động phù hợp với tâm sinh lý của sinh viên

+ Có tính trực quan cao, nội dung trình bày phải rõ ràng đầy đủ, có thể lặp lại

nhiều lần những nội dung cần thiết để sinh viên dễ quan sát và hiểu kỹ bài

+ Tạo khả năng giao tiếp dễ dàng giữa người và thiết bị

+ Phần mềm được viết theo chiều hướng phát triển tư duy của sinh viên

Tính thẩm mỹ

Mầu sắc sử dụng hài hòa, kích thước chữ và hình vẽ phải phải đảm bảo cho

sinh viên dễ quan sát, không gian bố trí hình và chữ thích hợp để tạo và duy trì sự

hứng thú học tập của sinh viên

Tính kinh tế

Sử dụng được nhiều lần, phạm vi sử dụng rộng, giá thành hạ, sử dụng được

trên nhiều loại máy

1.4 Ứng dụng CNMP trong dạy học thực hành

1.4.1 Dạy học thực hành

Dạy học thực hành là một quá trình sư phạm do giáo viên tổ chức và hướng

dẫn sinh viên vận dụng kiến thức để hình thành các kỹ năng tư duy nhằm giải quyết

các vấn đề, tình huống xẩy ra trong thực tiễn cũng như rèn luyện các thao tác tay

chân để hình thành các kỹ năng nghề nghiệp như lắp đặt, vận hành, sửa chưa các

thiết bị Tùy theo yêu cầu đào tạo của nghề mà xác định hệ thống các kỹ năng cơ

bản và chuyên nghiệp phù hợp với mục tiêu đào tạo

1.4.2 Nhiệm vụ

Hoàn thiện và vận dụng kiến thức kỹ thuật vào từng công việc cụ thể của

nghề Phát triển tư duy kỹ thuật, hình thành và phát triển kỹ năng tư duy cũng như

kỹ năng lao động tay chân Thực hiện các chức năng giáo dục (đạo đức, tác phong

lao động, lòng yêu nghề, an toàn lao động và vệ sinh môi trường …)

1.4.3 Các ứng dụng CNMP trong dạy học thực hành

a Phương pháp làm mẫu

Là sự biểu diễn các thao tác kỹ thuật kết hợp với giải thích, do giáo viên thực

hiện Mục đích của làm mẫu là giúp sinh viên hình dung rõ được quy trình thực hiện

những công việc của nghề và nhận thức được rõ ràng từng thao tác riêng lẻ để họ có

thể bắt chước và làm theo nhằm tạo cho họ khả năng lao động đã chỉ dẫn và tin

tưởng vào sự đúng đắn của nó Phương pháp làm mẫu yêu cầu giáo viên phải giải

thích cho sinh viên mục đích, yêu cầu, nhiệm vụ, ý nghĩa của từng hành động sắp

thực hiện Tạo động cơ hứng thú sẵn sàng chờ đợi sự làm mẫu của giáo viên

Khi làm mẫu giáo viên chuẩn bị và phát bản quy trình thực hành kỹ năng và

giải thích cho kỹ cho sinh viên, giáo viên phải làm mẫu theo đúng quy trình kỹ

thuật, chính xác trong từng thao động tác Quá trình làm mẫu phải được thực hiện

nhiều lần để giúp sinh viên nhớ được quy trình (tối thiểu 3 lần) Đồng thời phải tăng

cường kiểm tra khả năng nhận thức của sinh viên bằng cách nhắc lại các điểm chính

của quy trình và chỉ ra các điểm sai đồng thời uốn nắn kịp thời nếu có

Các giai đoạn làm mẫu:

* Chuẩn bị:

 Phân tích công việc cần làm mẫu để xác định xem công việc đó gồm các thao

tác, động tác và cử động nào, phải sắp xếp theo trình tự nào dự đoán các sai sót có

thể xáy ra và biện pháp khắc phục trong khi tập luyện

 Chuẩn bị đầy đủ chu đáo các phương tiện, mô hình và các điều kiện làm việc

(nguyên vật liệu, tình trạng máy móc, tài liệu kỹ thuật…) Chọn vị trí làm mẫu phù

hợp với yêu cầu quan sát

 Làm mẫu thử để xác định trạng thái của thiết bị, máy móc, dụng cụ và điều

chỉnh thời gian chi tiết giành cho việc làm mẫu Chọn lọc các thao tác cần nhấn

mạnh, các lời giải thích cần thiết khi làm mẫu

* Thực hiện làm mẫu

 Định hướng hoạt động của sinh viên bằng cách nêu rõ mục đích làm mẫu, tên

công việc, thiết bị, máy móc, công cụ, mô hình và trình tự các bước

 Làm mẫu với tốc độ bình thường trong điều kiện tiêu chuẩn Giúp sinh viên

có được biểu tượng khái quát về toàn bộ công việc

 Làm mẫu với tốc độ chậm, chia công việc thành các bước chuyển tiếp Coi

trọng việc giảng giải Bước này giúp cho sinh viên nắm chính xác từng thao động

tác và ghi nhớ trình tự

 Làm mẫu tóm tắt toàn bộ công việc với tốc độ bình thường để ghi lại ấn

tượng về tiến trình công việc

* Đánh giá kết quả

 Yêu cầu một hoặc vài sinh viên làm thử, các sinh viên khác quan sát và đưa

ra nhận xét sau đó giáo viên sẽ kết luận

b Phương pháp luyện tập và huấn luyện

* Phương pháp luyện tập

Luyện tập là một hành động lặp đi lặp lại một hoặc một số thao tác kỹ thuật

một cách có mục đích, có kế hoạch, có hệ thống nhằm hình thành và rèn luyện kỹ

năng - kỹ xảo Yêu cầu của phương pháp luyện tập: Sinh viên phải hiểu rõ mục đích

yêu cầu và cách thức tiến hành công việc; nội dung luyện tập phải đảm bảo tính vừa

sức, tính hệ thống, nâng dần lên mức độ luyện tập; phải được hướng dẫn chặt chẽ

những thao tác cơ bản ban đầu, cách thức sử dụng các phương tiện kỹ thuật… An

toàn cho người và thiết bị khi luyện tập; luyện tập phải thường xuyên, liên tục cho

đến khi hình thành được các kỹ năng đạt chuẩn quy định; tăng cường công tác kiểm

tra, đánh giá của giáo viên và quá trình tự kiểm tra của sinh viên

Trình tự của các thao tác: Giáo viên phải giải thích cho sinh viên toàn bộ các

thao tác cần luyện tập (giáo viên làm mẫu giúp sinh viên có biểu tượng đầy đủ về

thao tác) Chia nhỏ các thao tác phức tạp để sinh viên dễ hiểu

*Phương pháp huấn luyện

 Là ứng dụng CNMP trong dạy học thực hành kỹ thuật do giáo viên chỉ đạo

mà trong đó có sự luyện tập xảy ra

 Yêu cầu: Nâng cao hiệu quả của việc lĩnh hội tri thức kỹ thuật, hình thành và

rèn luyện hệ thống kỹ năng; phát hiện và khắc phục các sai sót kịp thời (tìm nguyên

nhân có thể do yếu tố khách quan: sai thiết, công cụ…); nếu sai sót trầm trọng mà

nhiều sinh viên gặp phải, có thể phải dừng quá trình học tập lại để phân tích nguyên

nhân gây ra sai sót; giáo viên cần theo dõi sinh viên có thực hiện đúng tiến trình

công việc hay không

+ Sử dụng hợp lý sức lực, thời gian, thiết bị, phương tiện kỹ thuật

+ An toàn lao động cho người và thiết bị

+ Theo dõi sự hình thành và phát triển kỹ năng kỹ xảo

+ Cần tạo ra lòng tin ở sinh viên về khả năng thực hiện tốt các thao tác

1.4.4 Cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật

Dựa trên quy luật hình thành kỹ năng có các giai đoạn như ở hình 1.3

Hình 1.3 Cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật

*Thu nhận thông tin: Giai đoạn này người học cần nắm các thông tin có liên

quan đến kỹ năng: Mục tiêu, yêu cầu của bài thực hành

- Các kiến thức có liên quan đến kỹ năng

- Các kiến thức cần thiết để thực hiện kỹ năng

- Khái quát trình tự công việc

*Quan sát giáo viên thực hiện kỹ năng:

- Làm cái gì ? Làm như thế nào ? (các bước thực hiện)

- Tiêu chuẩn của mỗi bước và với toàn bộ kỹ năng

- Chú ý an toàn cho người và thiết bị

- Các lỗi có thể hoặc thường mắc phải và cách khắc phục

* Bắt chước từng bước thực hiện

* Bắt chước thực hiện lại toàn bộ kỹ năng

* Thực hành kỹ năng nhiều lần

* Thực hành kỹ năng trong các tình huống và điều kiện khác nhau

* Vận dụng kỹ năng trong hoạt động nghề nghiệp

Sinh viên

Lĩnh hội về phương pháp thực hành

Quan sát bắt

Kết quả

Hiểu được phương pháp thực hành

Hình thành các thao tác

Hình thành

Kỹ năng

Giáo viên

Hướng dẫn ban đầu về thực hành

Làm mẫu hành

KẾT LUẬN CHƯƠNG I Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh của Khoa học kỹ thuật và

công nghệ đã làm cho PPMP ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên

cứu những hiện tượng có tính trừu tượng cao Nó là một trong những ứng dụng

CNMP trong dạy học hiện đại, đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi vì nó có

nhiều ưu điểm điều đó được thể hiện qua những lý luận và thực tiễn đã được áp

dụng ở nhiều nước trong khu vực và trên thế giới

Để góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nghề nói chung và dạy học thực

hành môn Mạng máy tính của nhóm nghề Công nghệ thông tin nói riêng, tác giả

nhận thấy cần phải có một sự đổi mới ứng dụng PPMP trong dạy học và khai thác

triệt để hiệu quả của các phương tiện dạy học hiện đại mà khoa được trang bị Cụ

thể là ứng dụng PPMP vào dạy thực hành môn Mạng máy tính của nghề Quản trị

mạng Việc vận dụng PPMP vào dạy học thực hành nghề sẽ rút ngắn thời gian lên

lớp của GV, tiết kiệm được nguyên vật liệu (sử dụng MHMP, PMMP trình chiếu sẽ

hỗ trợ cho quá trình thao tác mẫu của GV), rèn luyện cho SV khả năng quan sát

Nhưng quan trọng hơn, sử dụng PPMP trong dạy học sẽ phát huy tính tích cực, sự

say mê, hứng thú và phát triển tư duy kỹ thuật của SV Để vận dụng phương pháp mô

phỏng vào dạy học thực hành có hiệu quả, cần căn cứ vào cơ sở lý luận của ứng

dụng CNMP trong dạy học theo mô phỏng, thực hiện đúng quy trình và tuân thủ

những yêu cầu của việc vận dụng trên các mặt: Lựa chọn nội dung, lựa chọn

phương pháp và thiết bị mô phỏng phù hợp…

CHƯƠNG II KHẢO SÁT VIỆC ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC

MÔN MẠNG MÁY TÍNH TẠI TRƯỜNG CĐN BÁCH KHOA HÀ NỘI

2.1 Giới thiệu về Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội

Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội thành lập ngày 23/4/2009 theo

Quyết định 526/QĐ.BLĐTBXH của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội

Trụ sở chính của Trường đặt tại số 92 Lê Thanh Nghị, Bách Khoa, Hai Bà

Trưng, Hà Nội Hiện tại trường đào tạo nghề theo 1 cấp trình độ Cao đẳng nghề với

- Điện Công nghiệp;

- Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí;

- Kỹ thuật lắp đặt và điều khiển trong CN;

- Điện tử Dân dụng;

- Điện tử Công nghiệp;

- Kế toán doanh nghiệp;

- Quản trị doanh nghiệp vừa và nhỏ

Do có bề dạy kinh nghiệm và thành tích cao trong các hoạt động đào tạo mà hằng

năm trường thu hút một lượng đông đảo sinh viên theo học Tính đến tháng 3 năm

Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội như sau:

Hình 2 1 Cơ cấu tổ chức Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội

Một thế mạnh của trường là có đội ngũ giảng viên cơ hữu và thỉnh giảng, trong

đó có sự đóng góp về chuyên môn và kinh nghiệm giảng dạy của các giảng viên của

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tính đến tháng 1 năm 2014, tổng số giáo viên

tham gia giảng dạy tại trường như sau: (nguồn Phòng Hành chính)

Bảng 2 1 Số lượng và trình độ GV

Phân chia theo độ tuổi của giảng viên như sau: (nguồn Phòng Đào tạo)

Bảng 2 2 Số lượng giảng viên theo độ tuổi của trường

Qua các bảng số liệu trên cho thấy, các nghề đào tạo trong trường cần được ứng

dụng công nghệ thông tin trong dạy học

2.2 Thực trạng cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên của khoa CNTT

Trong những năm gần đây, Công nghệ Thông tin được coi là một trong những

ngành khoa học phát triển với tốc độ nhanh nhất, vì đây là một ngành khoa học

phục vụ và mang lại hiệu quả rõ rệt cho hầu hết các ngành nghề trong xã hội Với sự

đa dạng và phong phú của các phần mềm dạy học, các chương trình đào tạo từ xa,

hợp tác đào tạo quốc tế, phổ cập kiến thức thông qua mạng Internet, … và đã trở

thành một công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình dạy học Trường Cao đẳng nghề

Bách Khoa Hà Nội đã từng bước tiếp cận và ứng dụng những thành tựu trong lĩnh

vực còn khá mới mẻ này Được sự quan tâm và đầu tư của nhà trường, khoa Công

nghệ Thông tin đã được trang bị các thiết bị, phần mềm phục vụ dạy học Khoa

Công nghệ Thông tin Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội hiện tại có tổng số

12 giáo viên không những được đào tạo chuyên sâu mà còn có lòng nhiệt tình, đam

mê, yêu nghề và sáng tạo Nhiệm vụ của khoa không chỉ giảng dạy các môn chuyên

môn cho gần 1000 sinh viên của khoa gồm: 14 lớp hệ cao đẳng với các nghề Quản

trị mạng, Ứng dụng phần mềm, Thiết kế Đồ họa, Tin học văn phòng, Lập trình máy

tính và giảng dạy môn Tin căn bản cho gần 4000 sinh viên trong toàn trường

Tuy vậy, với cơ sở vật chất và số lượng giáo viên như trên vẫn chưa đáp ứng

được với nhiệm vụ đặt ra nên có nhiều thời điểm các giáo viên trong khoa tăng

thêm ca thực hành, đi dạy cả buổi tối và ngày nghỉ

2.3 Thực trạng dạy học môn Mạng máy tính

2.3.1 Chương trình môn học

Hiện nay môn Mạng máy tính đang giảng dạy tại Trường Cao đẳng nghề Bách

Khoa Hà Nội được áp dụng theo chương trình khung của Tổng cục dạy nghề với

85h trong đó có 45h lý thuyết, 40h thực hành [phụ lục 1]:

Bảng 2 4 Nội dung chương trình môn học Mạng máy tính

THỜI GIAN CỦA MÔN HỌC Tổng số Lý

thuyết

Thực hành

2.3.2 Đặc điểm của môn học Mạng máy tính

Là một môn học kỹ thuật, đối tượng nghiên cứu chính của nó chính là các

thiết bị mạng Đây là môn học rất quan trọng đối với nghề Quản trị mạng và là môn

cơ sở đối với các nghề khác Là một môn học vừa có tính cụ thể, vừa có tính trừu

tượng, vừa có tính thực hành và là môn học được đánh giá cao ở năng lực thực hiện

Bên cạnh đó môn Mạng máy tính sử dụng tương tác người và phần mềm mô phỏng

rất nhiều trong giảng dạy nhất là các bài kiểm tra, các bài thực hành

 Tính cụ thể

Nội dung môn học bao gồm các kiến thức về thiết bị mạng, các tác vụ Mạng

máy tính Với những nội dung này, người học được tiếp cận trực tiếp, qua các thao

tác thực hành với các thiết bị mạng Có nghĩa là để nắm được kiến thức đó người

học và các thiết bị mạng tương tác trực tiếp với nhau

 Tính trừu tượng

Môn học này còn có các kiến thức về các giao thức, các dịch vụ, các nguy cơ bị

tấn công của hệ thống, Đây là những kiến thức mang tính trừu tượng cao, để lĩnh

hội được những kiến thức này không những đòi hỏi sự tương tác trực tiếp với máy

tính mà còn yêu cầu người dạy phải có khả năng tưởng tượng, phân tích từ đó mô

phỏng ngay trên máy tính để mô tả các hoạt động diễn ra bên trong nó

 Tính thực hành

Đối với sinh viên học trong các trường nghề nói chung và trình độ Cao đẳng

nghề nói riêng, thực hành thường chiếm 60- 70% thời lượng học tập Học Công

nghệ thông tin nói chung và học Quản trị mạng nói riêng là luôn phải đi đôi lý

thuyết với thực hành và thực hành đóng vai trò quan trọng và chủ yếu trong nội

dung học Mọi tri thức đều được lĩnh hội một cách sâu sắc thông qua các bài thực

hành hay nói cách khác tất cả các kiến thức lý thuyết sẽ được chứng minh, thấm

nhuần và thông qua thực hành sẽ hình thành nên kỹ năng, kỹ xảo cho người học

Trên đây tôi đã nêu lên một số đặc điểm của môn Mạng máy tính, nói tóm lại

nó là môn học mà trong quá trình dạy học:

- Người học, người dạy tiếp cận trực tiếp với các thiết bị mạng

- Là môn học đánh giá năng lực thực hành

- Trong dạy học hiện đại, các phương tiện dạy học môn Mạng máy tính lại

chính là đối tượng nghiên cứu của môn học

2.3.3 Thực trạng dạy học môn Mạng máy tính tại khoa CNTT

Các bài thực hành chủ yếu trên hệ thống mạng, phần lớn là trên máy chủ, thiết bị

mạng Môn học này, chưa có điều kiện thực hành trên hệ thống mạng thật vì các

thiết bị này có giá thành rất cao, mỗi lần thực hành cấu hình các thiết bị thì phải xây

dựng hệ thống mạng phục vụ học tập và thiết lập lại hoạt động của toàn bộ hệ thống

mạng Nó phải cần đến các thiệt bị mạng, máy chủ, vật tư khác Điều này không

thể thực hiện được đối với các ca thực tập liên tục kéo dài trong cả học kỳ của nhiều

Các giáo viên trong khoa đã rất sáng tạo, sử dụng phần mềm Cisco Packet

Tracer để tạo và thiết lập hệ thống mạng ảo trên các máy tính thật để sinh viên

được tăng cường khả năng thực hành Tuy nhiên trong bảy phòng máy, chỉ có 02 bộ

các thiết bị mạng thật (Router, Switch) để cấu hình, nên người Quản trị mạng

thường thiết lập sẵn hệ thống mạng ảo trên mỗi máy Do đó, các bài thực hành về

cấu hình các thiết bị mạng và cài đặt các dịch vụ của nó, sinh viên sẽ chỉ được trực

tiếp thao tác trên những máy có phần mềm Cisco Packet Tracer Vấn đề này đặt ra

yêu cầu phải thiết kế các bài dạy thực hành có khả năng mô phỏng cao, có thể mô

phỏng quá trình cấu hình mạng để tạo ra một môi trường thực hành "ảo mà như

thật" Thông qua các thao tác và hướng dẫn của giáo viên ở trên lớp, người học có

thể tương tác với phần mềm, qua đó lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kỹ năng

2.4 Khảo sát thực trạng ứng dụng CNMP giảng dạy ở khoa CNTT

Để có những cơ sở cho việc vận dụng dạy học tương tác vào quá trình dạy học

môn Mạng máy tính nói riêng, các môn tin học nói chung Chúng tôi đã tiến hành

khảo sát thực trạng việc ứng dụng công nghệ mô phỏng giảng dạy tại khoa CNTT

theo phương pháp điều tra trực tiếp qua phiếu thăm dò với toàn thể 10 giáo viên của

khoa Từ 10 phiếu phản hồi, chúng tôi thu được kết quả như sau:

 10(100%) giáo viên đều cho rằng cơ sở vật chất của khoa CNTT hiện nay

chưa đáp ứng với nhu cầu thực tế

 9(90%) giáo viên ở khoa CNTT đã ứng dụng các phương tiện dạy học hiện

đại, nhưng mới chỉ ở mức dùng máy tính, máy chiếu kết hợp với Powerpoint để

trình chiếu bài giảng

Hình 2 2 Đồ thị về việc Sử dụng phương tiện dạy học

9

1 0

2 4 6 8 10

Đã sử dụng Chưa sử dụng

- 4 (40%) giáo viên thiết kế các bài giảng điện tử có tính tương tác, thiết kế các

mô hình, các phần mềm mô phỏng

Hình 2 3 Đồ thị về việc Thiết kế bài giảng có tính tương tác

- 7(70%) giáo viên hay sử dụng các phương pháp dạy học như thuyết trình, đàm

thoại và trực quan Chỉ có 3 (30%) giáo viên thỉnh thoảng sử dụng phương

BG có Tương Tác Chưa có Tương tác

3

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Có Mô phỏng Không có Mô phỏng

- 9 (90%) giáo viên cho rằng vận dụng phương pháp dạy học tương tác vào

giảng dạy các môn tin học rất phù hợp, vì nó sẽ phát huy được tối đa hứng thú

và tư duy kỹ thuật của từng sinh viên

Hình 2 5 Đồ thị về việc Vận dụng dạy phương pháp dạy học tương tác

9

1 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Có Tương tác Không có Tương tác

KẾT LUẬN CHƯƠNG II

Qua khảo sát trên, chúng tôi nhận thấy phần lớn giáo viên trong khoa CNTT

Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà Nội hiện nay vẫn đang thường xuyên sử

dụng các phương pháp giảng dạy thuyết trình, đàm thoại, trực quan Hầu hết,

giáo viên đều xác định được sự ưu việt của dạy học mô phỏng trong việc ứng dụng

vào giảng dạy các môn tin học Tuy nhiên, phương pháp này được một số rất ít

giáo viên áp dụng vì phần lớn họ chưa được tiếp cận và nghiên cứu về nó một

cách đầy đủ

Nhằm nâng cao chất lượng đào tạo, học tập của sinh viên, giáo viên dạy môn

Mạng máy tính, nghề Quản trị mạng tại Trường Cao đẳng nghề Bách Khoa Hà

Nội đã đặt ra nhiệm vụ trọng tâm là phải đổi mới phương pháp giảng dạy, rút

ngắn thời gian lên lớp của giáo viên, tăng thời gian thực hành của sinh viên Việc

ứng dụng công nghệ mô phỏng trong giảng dạy các môn tin học nói chung và môn

Mạng máy tính nói riêng sẽ phát huy tính tích cực, sự say mê, hứng thú học tập và

phát triển tư duy kỹ thuật của sinh viên Chính vì vậy yêu cầu đặt ra là phải có

một nghiên cứu khoa học về lý luận và công nghệ dạy học cũng như việc áp dụng

nó trong các môn học

CHƯƠNG III

SỬ DỤNG PHẦN MỀM CISCO PACKET TRACER SOẠN BÀI GIẢNG THỰC HÀNH MÔN MẠNG MÁY TÍNH

3.1 Nguyên tắc xây dựng

3.1.1 Phù hợp với mục tiêu, nội dung dạy học

Một chương trình mô phỏng được xây dựng phải có nội dung phản ánh phù

hợp với mục tiêu, nội dung bài giảng, chương trình nhằm làm sáng tỏ lý thuyết, từ

đó hình thành nên kỹ năng cần thiết cho người học Không tuân thủ điều kiện này

chương trình mô phỏng có thể không sát với lý thuyết bài học, xa rời trọng tâm bài

học hoặc không phù hợp với đối tượng học tập dẫn tới khó hiểu, phân tán tập trung

suy nghĩ của sinh viên

Nội dung mô phỏng cần được xác định phù hợp với tính chất, những thế

mạnh của mô phỏng Cần xác định rằng mô phỏng không thể thay thế hoàn toàn các

mô hình thật, tuy nhiên cũng cần khai thác triệt để những chương trình mô phỏng

với đối tượng quá phức tạp, khó quan sát, không thực hiện được hoặc chi phí quá

cao Đây là vai trò hữu ích được ghi nhận cho hình thức mô phỏng

Việc xác định nôi dung mô phỏng cần căn cứ kết quả của quá trình phân tích

cấu trúc, đặc điển, nội dung, điều kiện thực hiện một cách thận trọng có khoa học

3.1.2 Tính khả thi

Đơn giản trong sử dụng: Chương trình mô phỏng được xây dựng có thể dành

cho giáo viên áp dụng trong khi giảng dạy, thao tác mẫu hoặc cũng có thể cho chính

sinh viên nghiên cứu khai thác sau khi được hướng dẫn cơ bản Do vậy tính đơn

giản phải được xét tới trong quá trình xây dựng chương trình mô phỏng Nó được

thể hiện ở các khía cạnh:

+ Tính đơn giản của đối tượng, trang thiết bị tham gia vào quá trình làm mô phỏng

+ Tính đơn giản trong quy trình thực hiện

+ Tính đơn giản trong thao tác khảo sát

+ Tính đơn giản trong việc thể hiện kết quả khảo sát

3.1.3 Tính hiệu quả

Không giống với mô phỏng trên mô hình thực, mô phỏng với sự trợ giúp của

máy tính, quá trình mô phỏng được thể hiện qua mối quan hệ giữa tác động và kết

quả Nghĩa là nếu tác động đúng thì cho kết quả đúng, ngược lại nếu sai sót trong

một thao tác nào đó có thể dẫn tới kết quả không đúng

Vì mô phỏng số là quá trình xây dựng mô hình thông qua các phần mềm máy

tính để thay thế cho các mô hình thực nên các mô hình ảo này càng phản ánh chính

xác đối tượng trong thực tế thì kết quả thu được khi tác động lên nó càng gần với

thực tế Do đó việc xây dựng mô hình phải phù hợp với đối tượng của quá trình

3.2 Công cụ, phương tiện cần thiết cho xây dựng chương trình mô phỏng

3.2.1 Phần cứng

Như tác giả đã phân tích ở trên, luận văn này chủ yếu tập trung vào mô phỏng

trên máy vi tính có cấu hình phù hợp Thông thường cấu hình máy tính sử dụng cho

việc mô phỏng theo đề nghị tối thiểu và có thể nâng cấp như sau:

Thiết bị Cấu hình tối thiểu

Cấu hình hệ thống máy tính của trường CĐN Bách Khoa HN

Để khởi động và thực hiện các thao tác xử lý thông tin trên máy tính đòi hỏi

phải có các chương trình cài đặt được gọi là phần mềm (software) PM của máy tính

có nhiều loại khác nhau, thông thường chúng được chia thành các loại như sau: