Công nghệ mô phỏng và ứng dụng trong dạy học môn quản trị

Trong môn học Quản trị thiết bị mạng của ngành Quản trị mạng 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

i

LỜI CẢM ƠN

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

ơn đến Thầy giáo, PGS.TS Ngô Hồng Sơn, 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 học

sinh khoa Công nghệ thông tin Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội đã tạo điều

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

Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè và những người thân trong gia

đình đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

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 năm

Tác giả

Dương Ngọc Việt

ii

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 hề 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 năm

Tác giả

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG CNMP TRONG DẠY HỌC 4

1.1 Tổng quan về phương pháp dạy học mô phỏng 4

1.1.1 Mô phỏng 4

1.1.2 Phương pháp dạy học mô phỏng 4

1.2 Cơ sở khoa học để ứng dụng CNMP trong dạy học thực hành 7

1.3 Mục đích ứng dụng PPMP trong dạy học thực hành 9

1.4 Ứng dụng CNMP trong dạy học thực hành 14

1.5 Kết luận 18

CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG GIẢNG DẠY CỦA NGHỀ QUẢN TRỊ MẠNG 19

2.1 Giới thiệu về Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội 19

2.2 Thực trạng cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên của khoa CNTT 19

2.3 Thực trạng dạy học môn Quản trị thiết bị mạng 20

2.3.1 Chương trình môn học 20

2.3.2 Đặc điểm của môn học Quản trị thiết bị mạng 20

2.3.3 Thực trạng dạy học môn Quản trị thiết mạng tại khoa CNTT 22

2.4 Khảo sát thực trạng ứng dụng CNMP giảng dạy ở khoa CNTT 22

2.5 Kết luận 24

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG CÓ ỨNG DỤNG CNMP 26

3.1 Nguyên tắc xây dựng 26

3.2 Công cụ, phương tiện cần thiết cho xây dựng chương trình mô phỏng 27

3.3 Trang bị PMMP trong dạy học thực hành môn QTTBM 28

3.4 Sử dụng phần mềm Packet Tracer trong dạy học môn QTTBM 35

iv

3.5 Xây dựng bài giảng môn QTTBM theo phương pháp mô phỏng 36

3.5.1 Bài 9: Virtual LAN ( VLAN ) 36

3.5.2 Một số hình ảnh của bài giảng 36

3.6 Kết luận 42

CHƯƠNG IV: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 44

4.1 Mục đích, đối tượng thực nghiệm 44

4.1.1 Mục đích thực nghiệm 44

4.1.2 Đối tượng thực nghiệm 44

4.2 Nội dung và tiến trình thực nghiệm 45

4.2.1 Nội dung thực nghiệm 45

4.2.2 Chuẩn bị thực nghiệm 45

4.2.3 Tiến trình thực nghiệm 46

4.3 Kết quả thực nghiệm 46

4.4 Lấy ý kiến đánh giá của GV và SV tham gia thực nghiệm 48

4.5 Lấy ý kiến chuyên gia 50

4.5.1 Mục đích 50

4.5.2 Đối tượng khảo sát lấy ý kiến 51

4.5.3 Nội dung khảo sát 51

4.5.4 Kết quả khảo sát 51

4.6 Kết luận 54

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 1 59

PHỤ LỤC 2 66

PHỤ LỤC 3 71

PHỤ LỤC 4 75

Bảng 4.1 Kết quả kiểm tra của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng

Bảng 4.3 Ý kiến đánh giá của 10 GV tham gia thực nghiệm sƣ phạm

Bảng 4.4 Kết quả khảo sát ý kiến của nhóm thực nghiệm

Bảng 4.5 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính hiệu quả

Bảng 4.6 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính khả thi

Bảng 4.7 Kết quả khảo sát ý kiến chuyên gia về tính cần thiết

Bảng C Bảng quy trình thực hiện

vii

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Quá trình mô phỏng

Hình 1.2 Cấu trúc của phương pháp mô phỏng

Hình 1.3 Cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật

Hình 3.1 Phần mềm Boson NetSim Network Simulator & Router Simulator Hình 3.2 Phần mềm GNS3

Hình 3.3 Network Simulator(NS2)

Hình 3.4 Phần mềm Packet Tracer

Hình 3.5 Giới thiệu nội dung của bài giảng(Slide 1-2)

Hình 3.6 Giới thiệu nội dung của bài giảng (Slide 3-4)

Hình 3.7 Giới thiệu nội dung của bài giảng ( Slide 5 – 6 )

Hình 3.8 Kết nối PC đến từng port trên Switch

Hình 3.9 Kết nối PC đến từng port trên Switch

Hình 3.10 Cấu hình VLAN trên Switch

Hình 3.11 Kiểm tra thông tin VLAN trên Switch

Hình 3.12 Quá trình gửi gói tin(ICMP) PC3 cho PC4 cùng Vlan 20

Hình 3.13 Quá trình gửi gói tin(ICMP) PC3 cho PC4 cùng Vlan 20

Trong môn học Quản trị thiết bị mạng của ngành Quản trị mạng 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 giáo viên 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

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

3.1 Khách thể nghiên cứu:

Quá trình dạy học thực hành môn Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng

tại Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội

3.2 Đối tượng nghiên cứu:

Phương pháp dạy học có ứng dụng CNMP đối với việc dạy học thực hành môn Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng tại Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp

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 Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng tại Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội

- Xây dựng bài giảng thực hành trong chương trình môn Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng tại Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp 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 Công nghiệp Hà Nội đang dạy học thực hành môn Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng theo phương pháp thuyết trình, đàm thoại giữa GV và SV Ngoài ra, số lượng trang thiết bị

6 Phạm vi nghiên cứu

Ứng dụng phần mềm mô phỏng vào việc xây dựng và dạy học thực nghiệm cho môn Quản trị thiết bị mạng thuộc chuyên ngành Quản trị mạng tại Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp 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 Công nghiệp 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 Packet Tracer thông qua máy tính để biên soạn bài giảng và giáo án dạy học thực hành môn Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng tại Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp 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)

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) [16]

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 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 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 [9] 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

1.1.3 Mô phỏng với sự trợ giúp của máy tính

1

2

3

4

6

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 viết bằng các ngôn ngữ cao cấp thông dụng như: visual Basic, visua C++, pascal…

(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 chuyên ngành Quản trị mạng sử dụng một số phần mềm mô phỏng như: 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

1.1.3.2 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 Ví dụ như mô hình khí lý tưởng giải thích các định luật thực nghiệm về chất khí

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

7

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 CNMP trong dạy học thực hành

1.2.1 Cơ sở triết học

Lý luận về nhận thức coi trực quan là xuất phát điểm của nhận thức, như Lênin 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 [10]

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 [8]

8

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 [14]

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

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 học sinh 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

9

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 CNMP 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 CNMP 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 ngành 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 giáo viên cần phải tìm ra những ứng dụng CNMP trong dạy học tích cực nhất

Đổi mới ứng dụng CNMP 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 CNMP trong dạy học

để mô phỏng cho quá trình dạy học thực hành nghề Quản trị mạng

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

10

Một trong những giải pháp để kích thích hứng thú của người học là người dạy phải biết sử dụng ứng dụng CNMP 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 CNMP 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

11

- 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

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 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

Đối tượng

(4) (3)

Xử lý

sư phạm động dạy học Tổ chức hoạt

12

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

 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 học sinh quan sát và thí nghiệm, qua đó mà bản thân nhận thức của học sinh 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 học sinh + Phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý của học sinh (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 học sinh 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

13

 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 nghề Quản trị mạng 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

+ 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

1.4.2 Nhiệm vụ

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

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 tóm tắt toàn bộ công việc với tốc độ bình thường để ghi lại ấn tượng về tiến trình công việc

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

17

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 1.4

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

Sinh viên

Lĩnh hội về phương pháp thực hành

Quan sát bắt chước Luyện tập

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 động Huấn luyện

18

* 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

1.5 Kết luận

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 Quản trị thiết bị mạng của nghề Quản trị mạng nói riêng, tác giả nhận thấy cần phải

có một sự đổi mới ứng dụng CNMP 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 Quản trị thiết bị mạng 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, thưc 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…

Một thế mạnh của trường là có đội ngũ gồm 156 (03 Tiến sỹ, 36 thạc sỹ, 117 cử nhân và kỹ sư) giáo viên yêu nghề và năng động

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 Công nghiệp 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 CĐN Công nghiệp Hà Nội hiện tại có tổng số 19 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 500 học sinh của khoa gồm: 11 lớp hệ cao đẳng với 3 chuyên ngành Quản trị mạng, Quản trị cơ sở dữ liệu, Thiết kế Đồ họa và giảng dạy môn Tin cơ bản cho gần 2500 học sinh 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 ca thực hành,

đi dạy cả buổi tối và ngày nghỉ

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm Tra*

6 Định tuyến và các giao thức định tuyến 21 6 15 0

7 Giao thức định tuyến theo Vector khoảng cách 10 5 5 0

Bảng 2.1 Nội dung chương trình môn học Quản trị thiết bị mạng

2.3.2 Đặc điểm của môn học Quản trị thiết bị mạng

Là một môn học kỹ thuật, đối tƣợng nghiên cứu chính của nó chính là các thiết bị mạng Đây là môn học rất quan trọng đối với chuyên ngành Quản trị mạng Nó là một môn học vừa có tính cụ thể, vừa có tính trừu tƣợng, vừa có tính thực hành và là môn học

21

được đánh giá cao ở năng lực thực hiện Bên cạnh đó môn Quản trị thiết bị mạng 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 quản trị thiết

bị mạng 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

Trên đây tôi đã nêu lên một số đặc điểm của môn Quản trị thiết bị mạng, 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 Quản trị thiết bị mạng lại chính là đối tượng nghiên cứu của môn học

22

2.3.3 Thực trạng dạy học môn Quản trị thiết mạng tại khoa CNTT

Môn học Quản trị thiết bị mạng với thời lượng thực hành chiếm tới 67% thời gian 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 liêu Điều này không thể thực hiện được đối với các

ca thực tập

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

và thiết lập hệ thống mạng ảo trên các máy tính thật để học sinh 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, học sinh sẽ chỉ được trực tiếp thao tác trên những máy có phần mềm 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 Quản trị thiết bị mạng 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 19 giáo viên của khoa Từ

19 phiếu phản hồi, chúng tôi thu được kết quả như sau:

 19(100%) giáo viên đều cho rằng cơ sở vật chất của khoa CNTT hiện nay chưa đáp ứng với nhu cầu thực tế

23

 18(94,75%) 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

Đồ thị 2.1 Ứng dụng cntt

 4(22%) giáo viên thiết kế các bài giảng điện tử có tính tương tác, thiết kế các mô hình, các phần mềm mô phỏng

Đồ thị 2.2.Thiết kế bài giảng có tính tương tác

- 14(72,25%) giáo viên hay sử dụng các phương pháp dạy học như thuyết trình, đàm thoại và trực quan Chỉ có 4 (22%) giáo viên thỉnh thoảng sử dụng phương pháp dạy học mô phỏng

Ứng dụng CNTT

Ứng dụng Chưa ứng dụng

Phù hợp 78%

Ý kiến khác 23%

Thiết kế bài giảng có tính tương tác

Phù hợp 78%

Ý kiến khác 23%

Other 23%

Sử dụng các phương pháp dạy học

Phù hợp 78%

Ý kiến khác 23%

Dạy học tương tác

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 nhƣ việc áp dụng nó trong các môn học

26

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG CÓ ỨNG DỤNG CNMP

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

27

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 thiêu Cấu hình hiện nay

Thiết bị khác (Phím, chuột…)

3.2.2 Phần mềm

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:

- Phần mềm hệ thống:

Đây chính là các hệ điều hành của máy tính, nó có trách nhiệm quản lý toàn bộ hệ thống máy tính, các thiết bị vào ra, tạo điều kiện kết nối các thiết bị phần cứng lại với nhau để chúng có thể vận hành một đồng bộ và hoàn hảo nhất Phần mềm hệ thống hiện nay chủ yếu là hệ điều hành windows của hãng Microsoft

- Các phần mềm lập trình

3.3 Trang bị PMMP trong dạy học thực hành môn QTTBM

Hiện nay CNTT phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là sự phát triển của công nghệ phần mềm Việc khai thác và ứng dụng những phần mềm đó đã đem lại những hiệu quả

to lớn và thiết thực trong việc nâng cao chất lượng ĐT

3.3.1 Ưu điểm của PMMP

Ứng dụng PMMP trong dạy học thu được một số ưu điểm sau :

 Tăng cường khả năng quan sát của sinh viên

Quan sát tình huống: Các đối tượng trong một tình huống sẽ được xem xét ở nhiều

góc độ khác nhau, ở nhiều vị trí tương đối khác nhau Những tác động của các giả thiết trong tình huống sẽ được quan sát đầy đủ hơn

Quan sát mối liên hệ: SV sẽ quan sát mối liên hệ, ràng buộc giữa các đối tượng dễ

dàng hơn, từ đó SV có thể đưa ra những dự đoán, giả thuyết để kiểm chứng

Quan sát khám phá: Với thế mạnh của phần mềm động, có thể định lượng các yếu tố

để có những kết luận Từ các định lượng đó và với tính chất “động” của giá trị, SV có thể phát hiện những bất biến, các quy luật hoặc các đối tượng được quan sát

 Làm những thực nghiệm nhanh, chính xác, ít tốn kém

Thực nghiệm nhanh chóng: SV có thể tiến hành thực nghiệm những ý tưởng của

mình thông qua những công cụ dựng sẵn của phần mềm động Những thực nghiệm này rất nhanh chóng và với số lượng đủ lớn

Điều kiện thực nghiệm ổn định: Với những thực nghiệm mang tính vật lý, các điều

kiện về các đối tượng phải được bảo đảm trong suốt quá trình thực nghiệm Đối với thực

29

nghiệm trên phần mềm động, điều đó là hiển nhiên có được

Thực nghiệm có độ chính xác cao: Những thực nghiệm mà SV tiến hành có độ

chính xác rất cao do dựa trên những công cụ đã được kiểm nghiệm và tính chính xác của các phép tính trên máy tính

Thực nghiệm ít tốn kém: Với phần mềm động, những chi phí tốn kém cho thực

nghiệm sẽ được giảm thiểu nhưng vẫn bảo đảm tính khách quan, chính xác

 Làm việc trên một số lượng lớn các kết quả

Khả năng xử lý một số lượng lớn dữ liệu: Với một tập hợp lớn các dữ liệu thu thập

được, SV có thể nhanh chóng có ngay các kết quả cần thiết của mình dưới sự hỗ trợ của phần mềm động

Trích xuất các kết quả dưới những dạng khác nhau: Dựa trên những số liệu thu

được, SV có thể có được những kết quả được thể hiện ở những dạng khác nhau, chứa đựng nhiều thông tin cần thiết theo thế mạnh của những dạng đó

Những thay đổi tương ứng: Với dữ liệu đầu vào thay đổi, những kết quả đã có

cũng tương ứng thay đổi theo, giúp cho SV có ngay những kết luận cho mình

3.3.2 Lựa chọn PMMP trong dạy học thực hành môn QTTBM

Trong lĩnh vực công nghệ thông tin (CNTT), cụ thể là chuyên ngành Quản trị mạng nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học chính là thực hành Có thực hành, người học mới tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc kiến thức lý thuyết Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành cũng được đặt lên hàng đầu Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang thiết bị như hiện nay, người học, đặc biệt là sinh viên, ít có điều kiện thực hành thực tế, đặc biệt đối với các thiết bị đắc tiền như Switch, Router chuyên dụng Đồng thời, việc thiết kế và chạy thử nghiệm các hệ thống mạng lớn cũng không khả thi Chính vì vậy, người học rất cần những công cụ hỗ trợ học tập, từ đơn giản đến chuyên sâu Sau đây tác giả xin giới thiệu những phần mềm giả lập thiết bị và mạng máy tính mà tác giả biết đó là: Phần mềm Packet Tracer, GNS3, Network Simulator(NS2) , Boson NetSim Network Simulator & Router Simulator

30

a) Phần mềm Boson NetSim Network Simulator & Router Simulator

Hình 3.1.Phần mềm Boson NetSim Network Simulator & Router Simulator

Chương trình mô phỏng mạng Boson NetSim là một ứng dụng giả lập phần cứng

và phần mềm mạng của hệ thống Cisco và được thiết kế để hỗ trợ người dùng trong việc học cấu trúc lệnh Cisco IOS.Boson NetSim cung cấp mô phỏng các giáo trình CCIE, CCNA và CCNP Mỗi mô phỏng hỗ trợ các công nghệ và kỹ năng cần thiết cho đào tạo tương ứng

31

b) Phần mềm GNS3

Hình 3.2.Phần mềm GNS3

GNS3 là một trình giả lập mạng có giao diện đồ hoạ cho phép dễ dàng thiết kế các

mô hình mạng và sau đó chạy giả lập trên chúng Tại thời điểm hiện tại GNS3 hỗ trợ các IOS của Router, ATM/Frame Relay/Ethernet, Switch và Hub GNS 3 liên kết chặt chẽ với Dynamips và Dynagen Dynamips là một chương trình giả lập Cisco Router được viết bởi Christophe Fillot.Chương trình này có thể giả lập các Router 1700, 2600, 3600, 3700,

và 7200, và chạy các IOS chuẩn Dynagen tạo cấu hình mạng cho Dynamips

- Cấu hình với Dynamips khá khó khăn cho người dùng cơ bản

- GNS3 mỗi Router trước khi xét phải load cấu hình

- Cấu hình thông lượng từ nút A đến nút B trong mạng ( Mbps )

- Dùng giao thức để truyền là hiệu quả hơn cả

- Có thể để số gói tin rơi đạt cực tiểu

*Nhược điểm:

- NS2 sẽ gây trở ngại ít nhiều cho người mới bắt đầu

- Chạy ổn định trên Linux

33

d) Phần mềm Packet Tracer

Hình 3.4.Phần mềm Packet Tracer

Packet Tracer là một phần mềm giả lập mạng dùng trong học tập sử dụng các thiết

bị mạng (Router/Switch) của Cisco Nó được hãng Cisco cung cấp miễn phí cho các trường lớp, sinh viên đang giảng dạy, theo học chương trình mạng của Cisco Sản phẩm cung cấp một công cụ để nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của mạng và các kỹ năng làm việc với hệ thống Cisco Ngoài ra, trong phần Help của Packet Tracer cũng được hãng

Cisco trình bày rất chi tiết Đặc biệt, với mục Help/Tutorials, các đoạn video hướng dẫn

một cách trực quan theo các tình huống cụ thể Qua đó, có thể nhanh chóng hiểu và khai thác tối đa khả năng của Packet Tracer để phục vụ một cách hiệu quả cho nhu cầu học tập

* Ưu điểm:

- Với công cụ giả lập này, người học sở hữu một tập hợp khá lớn các thiết bị thực hành mạng như: Routers, Switches, Wireless Devices, End Devices (PC, Laptop, IP Phone…)