ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT 3D TRONG GIẢNG DẠY MÔN HỌC VẼ KỸ THUẬT

Cơ sở lý luận của việc ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các chi tiết trong giảng dạy môn học Vẽ kỹ thuật Tại trường trung cấp nghề Cơ Khí I Hà Nội .... Hiệu quả ứng dụng phần mềm So

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

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CHUYÊN SÂU: SƯ PHẠM KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ TRUNG DŨNG

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Kiều Thị Liên

Sinh ngày: 08/10/1982

Nghề nghiệp: Giáo viên

Hiện công tác tại trường Trung cấp nghề cơ khí I Hà Nội

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 tác giả khác nếu có đều được trích dẫn đầy đủ Các hình vẽ thiết kế và quá trình soạn giáo

án điện tử nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai thực hiện trong các công trình nào khác

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

Hà nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả

Kiều Thị Liên

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành:

Thầy hướng dẫn: PGS TS Lê Trung Dũng đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác

giả hoàn thành luận văn này

Khoa Sư phạm kỹ thuật, Viện đào tạo sau đại học, tập thể các thầy cô giáo Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu luận văn của tác giả được hoàn thành đúng thời hạn

Gia đình và toàn thể anh em, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Hà nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả

Kiều Thị Liên

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan 01

Lời cảm ơn 02

Mục lục 03

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 06

Danh mục các bảng 07

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 08

MỞ ĐẦU 11

Chương 1- TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Cơ sở khoa học về lý luận và phương pháp dạy học 13

1.1.1 Công nghệ dạy học hiện đại 13

1.1.2 Phương pháp dạy học chuyên nghành kỹ thuật 15

1.1.2.1 Phương pháp dạy học trực quan 15

1.1.2.2 Tổng quan về phương pháp mô phỏng 16

1.2 Tổng quan về công nghệ CAD/CAM 21

1.2.1 Giới thiệu về CAD/CAM 21

1.2.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM 22

1.2.3 Ứng dụng và phát triển công nghệ CAD/ CAM tại Việt Nam 23

1.2.4 Tổng quan về Solidworks 26

1.3 Cơ sở lý luận của việc ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các chi tiết trong giảng dạy môn học Vẽ kỹ thuật Tại trường trung cấp nghề Cơ Khí I Hà Nội 27

1.3.1 Sơ lược quá trình hình thành và phát triển trường trung cấp nghề Cơ khí

I Hà Nội 27

1.3.2 Chương trình khung môn học Vẽ kỹ thuật cơ khí 28

1.3.3 Nhiệm vụ môn học Vẽ kỹ thuật 34

1.3.4 Đặc điểm môn học Vẽ Kỹ thuật 35

1.3.5 Thực trạng dạy học môn học Vẽ kỹ thuật 36

1.3.6 Hiệu quả ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các chi tiết 3D trong

giảng dạy môn học Vẽ kỹ thuật 37

1.3.6.1.Kích thích hứng thú học tập của học sinh, sinh viên 37

1.3.6.2 Phát triển tư duy kỹ thuật 37

1.3.6.3 Giúp học sinh, Sinh viên học theo nhịp độ bản thân 37

Chương 2 - ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS THIẾT KẾ CỤM CHI TIẾT TAY QUAY TA RÔ 2.1 Các bước khởi động phần mềm Solidworks 39

2.2 Giao diện của Solidworks 40

2.3 Khái niệm về mặt phẳng vẽ phác 41

2.4 Thiết kế thân Tay quay Ta rô 43

2.5 Thiết kế Tấm kẹp động 54

2.6 Thiết kế tay nắm 56

2.7 Thiết kế Trục xiết 57

2.8 Vẽ chốt Φ3 58

2.9 Bản vẽ lắp cụm chi tiết Tay quay ta rô 58

2.10 Quy trình tháo cụm chi tiết Tay quay Ta rô 60

2.11 Quy trình lắp cụm chi tiết Tay quay Ta rô 61

Chương 3 - THIẾT KẾ MINH HỌA BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ MÔN HỌC VẼ KỸ THUẬT CHO CHUYÊN NGHÀNH CẮT GỌT KIM LOẠI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CƠ KHÍ I HÀ NỘI 3.1 Khái niệm bài giảng điện tử 63

3.2 Các bước thiết kế xây dựng bài giảng điển tử 63

3.2.1 Xác định mục tiêu của bài học 63

3.2.2 Lựa chọn kiến thức cơ bản và trọng tâm của bài học 64

3.2.3 Hình thành ý tưởng 64

3.2.4 Sử dụng các chương trình công cụ để thiết kế bài giảng điện tử 64

3.2.5 Lưu đồ tiến trình bài học 66

3.2.6 Thể hiện bài dạy thành chương trình chạy thử, sửa chữa hoàn chỉnh bài dạy 66

3.2.7 Chạy thử, sửa chữa hoàn chỉnh bài dạy 66

3.3.Tác dụng của bài giảng điện tử 67

3.4 Các tiêu chí đánh giá bài giảng điện tử 67

3.5 Xây dựng minh hoạ bài giảng điện tử môn Vẽ kĩ thuật tại Trường Trung cấp nghề Cơ khí I Hà Nội 68

3.6 Kết quả thực nghiệm sư phạm 78

3.6.1 Đánh giá định tính 78

3.6.2 Đánh giá định lượng 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 83

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

- CAD: Computer Aided Design

- CAM: Computer Aided Manufacturing

- CAE: Computer Aided Engineering

- CIM: Computer Intergrated Manufacturing

- NC: Numerical Control

- CNC: Computer Numerical Control

- QTDH: Quá trình dạy học

- CNDH: Công nghệ dạy học

- CNTT: Công nghệ thông tin

- NCKH: Nghiên cứu khoa học

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Đánh giá hiệu quả sử dụng mô phỏng các chi tiết 3D trong bộ môn

Vẽ kỹ thuật trong bài giảng

Bảng 3.2 Đánh giá hiệu quả sử dụng phương pháp dạy học môn Vẽ kỹ thuật(HS) Bảng 3.3 Đánh giá hiệu quả sử dụng phương pháp dạy học môn Vẽ kỹ thuậ(GV)

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Sơ đồ phân loại mô hình [5]

Hình 1.2: Cấu trúc của phương pháp mô phỏng[5]

Hình 2.1: Giao diện làm việc của máy tính

Hình 2.2: Giao diện làm việc của solidworks

Hình 2.3: Hộp thoại New Solidworks Document

Hình 2.4: Giao diện làm việc của Solidworks

Hình 2.5: Các mặt phẳng vẽ phác

Hình 2.6: Thanh công cụ Sketch

Hình 2.7a: Gọi một số lệnh trên Contex Menu

Hình 2.7b: Gọi một số lệnh trên Menu Tools

Hình 2.8: Hộp thoại Cirde

Hình 2.9: Vẽ phác Thân tay quay

Hình 2.10a.Hộp thoại Modify

Hình 2.10b: Sau khi gán kích thước

Hình 2.11a: Hộp thoại Trim

Hình 2.11b: Sau khi Trim

Hình 2.12a: Hộp thoại Extrude

Hình 2.12b: Sau khi Extrude

Hình 2.13: Vẽ phác hốc trong

Hình 2.14: Gán kích thước hốc trong

Hình 15a: Hộp thoại Cut Extrude

Hình 2.16: Trụ ngoài được tạo bằng Extrude

Hình 2.17: Tạo lỗ trong

Hình 2.18a: Hộp thoại Chamfer

Hình 2.18b Sauk hi Chamfer

Hình2.15b: Sau khi Cut Extrude

Hình 2.15: Đặc tính cơ sở được tạo bằng Extrude

Hình 2.19a: Hộp thoại Heli/Spiral

Hình 2.25: Tạo ren trong

Hình 2.26a: Hộp thoại Fillet

Hình 2.26b:Sau khi Fillet

Hình 2.27: Thân tay quay ta rô

Hình 2.43: Vẽ tách các chi tiết

Hình 2.44: Mô phỏng quá trình lắp ghép

Hình 3.1: Các bước thiết kế bài giảng điện tử

Hình 3.2 Trang giáo án điều kiện tiên quyết

Hình 3.3 Trang giáo án mục tiêu

Hình 3.4 Trang giáo án nội dung bản vẽ lắp

Hình 3.5 Trang giáo án bản vẽ lắp “Tay quay ta rô”

Hình 3.6 Trang giáo án kích thước lắp đặt

Hình 3.7 Trang giáo án kích thước giới hạn

Hình 3.8 Các quy ước về bản vẽ lắp

Hình 3.9 Trang giáo án minh họa quy ước vát mép

Hình 3.10 Trang giáo án phân tích các chi tiết

Hình 3.11 Mô phỏng tháo cụm chi tiết “Tay quay ta rô ”

Hình 3.12 Mô phỏng lắp cụm chi tiết “Tay quay ta rô ”

Hình 3.13 Mô phỏng nguyên lý làm việc “Tay quay ta rô” khi kẹp chặt chi tiết Hình 3.14 Mô phỏng nguyên lý làm việc “Tay quay ta rô” khi tháo chi tiết Hình 3.15 Trang giáo án vẽ tách chi tiết

Hình 3.16 Mô phỏng 3D chi tiết “Tấm kẹp động”

Hình 3.17 Trang giáo án câu hỏi ôn tập

Hình 3.18 Trang giáo án bài tập về nhà

Hình 3.19 Trang giáo án tài liệu tham khảo

MỞ ĐẦU

Trong những năm qua, nền kinh tế nước ta đã đạt được tốc độ tăng trưởng cao,

cơ cấu kinh tế có bước chuyển dịch mạnh mẽ theo hướng công nghiệp hóa Quá trình Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa và hội nhập kinh tế quốc tế ở nước ta yêu cầu phải đáp ứng đủ số lượng lao động kỹ thuật chất lượng cao cho các ngành kinh tế, nhất là các nghành công nghiệp mũi nhọn, công nghệ cao: tin học, tự động hóa, điện, cơ điện tử , chế biến xuất khẩu v.v… Và đòi hỏi lao động phải được qua đào tạo các nghành trên có như vậy các doanh nghiệp mới đủ sức cạnh tranh trên thị trường trong nước và quốc tế

Để đáp ứng được yêu cầu đó, hệ thống đào tạo kỹ thuật thực hành phải thường xuyên được bổ sung, cập nhập hoàn thiện các chương trình dạy nghề hoặc xây dựng các chương trình dạy nghề mới, đổi mới sâu sắc và toàn diện, nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên, cán bộ quản lý Đầu tư, đổi mới trang thiết bị giảng dạy, đặc biệt chú trọng đổi mới phương pháp đào tạo, khai thác các thiết bị kỹ thuật các phương tiện kỹ thuật đào tạo

Ngày nay với sự phát triển của công nghệ thông tin cùng với những lợi ích mà các ứng dụng của nó mang lại đã làm thay đổi hẳn diện mạo xã hội nước ta Đặc biệt việc áp dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong giáo dục và đào tạo đã làm cho hệ thống giáo dục Việt Nam có những bước phát triển nhảy vọt so với các nước trong khu vực Tuy vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin của nước ta so với các nước trên thế giới còn nhiều hạn chế Vì vậy việc đổi mới phương pháp dạy học và ứng dụng công nghệ thông tin vào việc đổi mới phương pháp dạy học là việc làm cần thiết và quan trọng của ngành giáo dục trong giai đoạn hiện nay

1 Tên đề tài:“Ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các chi tiết 3D trong giảng

dạy môn học Vẽ kỹ thuật”

2 Lý do chọn đề tài:

Trong quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy đòi hỏi người giáo viên lựa chọn phương tiện, phương pháp giảng dạy sao cho phù hợp với từng đối tượng học sinh khác nhau Các môn học có tính trừu tượng, phức tạp rất khó chỉ diễn tả bằng lời nói như môn

vẽ kỹ thuật…Thì việc mô phỏng các hình không gian rất cần thiết trong giờ học Giúp

học sinh dễ nhận biết các đối tượng, tạo hứng thú trong quá trình học, nâng cao hiệu quả

trong giờ học Từ thực trạng đó và được sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Trung Dũng

học viên lựa chọn đề tài luận văn thạc sĩ: “Ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các

chi tiết 3D trong giảng dạy môn học Vẽ kỹ thuật”

3 Mục đích :

Nghiên cứu tính năng của phần mềm Solidworks trên cơ sở đó thiết kế các bài giảng cho môn học Vẽ kỹ thuật Góp phần nâng cao hiệu quả trong giờ học

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: phần mềm Solidworks và bộ môn Vẽ kỹ thuật chuyên ngành cắt gọt kim loại

• Phạm vi nghiên cứu: đề tài tập trung nghiên cứu ứng dụng phần mềm

Solidworks tử đó thiết kế bài giảng điện tử của bộ môn Vẽ kỹ thuật chuyên nghành cắt gọt kim loại tại trường Trung cấp nghề Cơ khí I Hà Nội

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Ý nghĩa khoa học: Với đề tài này góp phần vào đổi mới phương pháp giảng dạy

và nâng cao chất lượng trong giờ học Đặc biệt là các môn học mang tính trừu

tượng như môn học Vẽ kỹ thuật

Áp dụng ngay vào quá trình đào tạo nghề Cơ khí (Chuyên ngành cắt gọt kim loại) tại trường Trung cấp nghề Cơ khí I Hà nội

6 Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp thu thập thông tin: nghiên cứu lý thuyết (nghiên cứu cơ sở lý luận, tổng hợp phân tích tài liệu có liên quan về phương pháp sư phạm dạy học trực quan,

mô phỏng, bài giảng điện tử )

Nghiên cứu phần mềm thông qua trợ giúp trực tuyến của các phần mềm trên trang Web www.Solidworks.com và các tài liệu bằng tiếng việt của các tác giả được bán trên thị trường

Phương pháp thực hành: nghiên cứu thực nghiệm (quan sát, xây dựng chương trình, bài giảng minh họa)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

1.1.1 Công nghệ dạy học hiện đại

“Công nghệ giáo dục là khoa học về giáo dục, nó xác lập nguyên tắc hợp lý của công tác dạy học và những điều kiện thuận lợi nhất để tiến hành quá trình đào tạo, cũng như xác lập các phương pháp và phương tiện có kết quả nhất để đạt được mục đích đào tạo…”[1]

Công nghệ dạy học có thể được xem như một quá trình công nghệ đặc biệt, một quá trình sản xuất những sản phẩm cao cấp, tinh vi nhất (con người) HS không còn là đối tượng thụ động của quá trình tác động của giáo viên mà họ vừa là khách thể, vừa là chủ thể của quá trình dạy học

1.1.1.3 Bản chất của công nghệ dạy học hiện đại

Bản chất của công nghệ dạy học hiện đại là sự kết hợp của thành tựu của khoa học giáo dục (giáo dục học, kinh tế học…) và thành tựu của các khoa học liên quan (sinh học, tin học…) để tổ chức khoa học quá trình dạy học gồm: đầu ra (mục tiêu), đầu vào (học sinh), điều kiện, phương tiện dạy học, nội dung đào tạo, hệ thống

phương pháp và tiêu chuẩn đánh giá nhằm đạt mục đích đào tạo với chi phí tối ưu

1.1.1.4 Đặc điểm của công nghệ dạy học hiện đại

Tính hiện đại: thường xuyên áp dụng vào thực tiễn dạy học những đổi mới về giáo dục một cách có căn cứ khoa học và được kiểm tra bằng thực nghiệm

Tối ưu hoá: chi phí thấp nhất về thời gian, tiền của, sức lực nhưng đạt kết quả cao nhất trong quá trình đào tạo

Tính lặp lại kết quả: cùng một quá trình đào tạo phải đạt được những kết quả

mong muốn gần giống nhau

Tính khoa học: vận dụng các tri thức khoa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn đào tạo

Tính khách quan: có các tiêu chí đánh giá kết quả học tập rõ ràng để việc đánh giá được khách quan, kịp thời về định lượng và định tính

Tính phương tiện: sử dụng phương tiện truyền thông và đồ dùng dạy học Tính tích hợp: sử dụng thành tựu của nhiều khoa học vào việc đào tạo

Hệ thống hoá: chương trình hoá hoạt động từ lúc thăm dò nhu cầu xã hội, tuyển sinh, học tập đều được tiến hành theo những quy trình nhất định

1.1.1.5 Tác dụng của công nghệ dạy học

Ưu điểm:

- Nâng cao năng suất và hiệu quả của dạy học

- Cho phép cá thể hóa giáo dục: người học có thể mọi lúc mọi nơi

- Tăng cường sự bình đẳng trong giáo dục

- Góp phần làm phong phú và hoàn thiện hơn cơ sở khoa học của dạy học, tạo cho nó những nền tảng khoa học vững chắc

Nhược điểm:

- Phụ thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất và con người

- Chỉ áp dụng được cho một số môn học cụ thể

1.1.1.6.Một số điểm lưu ý về công nghệ dạy học hiện đại:

Theo GS-TS Nguyễn Xuân Lạc, một công nghệ dạy học chỉ có tác dụng tốt khi được sử dụng trong những điều kiện hoàn toàn xác định, theo quan điểm công nghệ

• Theo quan điểm công nghệ

- Phải có phương tiện (máy tính, máy chiếu…) thích hợp và điều kiện vận hành tương ứng

- Người dạy có tay nghề (phương pháp và kỹ năng về tin học, về ngoại ngữ

và chuyên môn giảng dạy…) đủ để làm chủ được quá trình dạy học, như ứng dụng các linh hoạt trong các tình huống đột xuất: trục trặc kỹ thuật, thiếu hoặc thừa thời gian so với dự kiến trong giáo án…

- Người học phải có học liệu thích hợp và biết ứng xử ngang tầm với những thuận lợi do công nghệ hiện đại mang lại

• Theo quan điểm hệ thống

Công nghệ dạy học hiện đại là một hệ thống con trong hệ thống công nghệ dạy học nói chung, vì thế phải được sử dụng trong mối tương quan với công nghệ dạy học truyền thống, theo phương châm đúng lúc, đúng chỗ và đúng độ, để đảm bảo cho việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học không chỉ khả thi mà còn hiệu quả

1.1.2 Phương pháp dạy học chuyên ngành kỹ thuật ( phương pháp dạy học trực quan, phương pháp mô phỏng)

1.1.2.1 Phương pháp dạy học trực quan

a Khái niệm:

Khái niệm về phương pháp dạy học trực quan được nhiều chuyên gia và tổ chức quốc tế quan tâm Theo TS Lê Thanh Nhu khái niệm phương pháp dạy học trực quan được định nghĩa như sau:

“Phương pháp dạy học trực quan là phương pháp dạy học trong đó sử dụng những phương tiện trực quan, những phương tiện kỹ thuật, nhằm giúp học sinh trực tiếp cảm giác tri giác tài liệu mới Trên cơ sở đó nắm được các thuộc tính đối tượng

kỹ thuật” [6]

b Yêu cầu đối với phương tiện trực quan khi sử dụng

- Phù hợp với mục tiêu dạy học

- Phù hợp với khả năng nhận thức của học sinh

- Phản ánh đúng bản chất kỹ thuật của vật thật

- Đảm bảo cả lớp quan sát được

- Thuận tiện khi sử dụng: sử dụng đúng lúc, đúng chỗ, đúng độ

- Đảm bảo tính kỹ thuật, mỹ thuật, sư phạm, kinh tế

c Cơ sở khoa học của phương pháp trình bày trực quan

+ Cơ sở triết học:

Lý luận về nhận thức coi thực tiễn là cơ sở, là động lực, là mục đích đồng thời

là tiêu chuẩn để kiểm tra kiến thức như Lênin đã chỉ rõ: “từ trực quan sinh động đến

tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn, đó là con đường nhận thức chân lý Nhận thức thực tại khách quan” Vậy trực quan là xuất phát điểm của nhận thức

- Tái sinh cái cụ thể trong tư duy

Trong dạy học, việc sử dụng phương tiện trực quan chính là tạo ra quá trình nhận thức cảm tính Từ đó giúp học sinh quan sát và thu nhận thông tin về những mặt, những thuộc tính, những mối liên hệ của vật thực

1.1.2.2 Tổng quan về phương pháp mô phỏng

1.1.2.2.1 Khái niệm

a Mô phỏng (Simulation)

Có nhiều quan điểm xung quanh khái niệm mô phỏng: theo từ điển tiếng việt mô phỏng là phỏng theo Một cách tổng quát (có thể hiểu theo nghĩa thuật ngữ) mô phỏng là thực nghiệm quan sát được và điều khiển trên mô hình của đối

tượng khảo sát

Phương pháp mô phỏng trong dạy học là phương pháp nhận thức thế giới thực thông qua nghiên cứu mô hình mà ta quan tâm [6]

b Mô hình( Model)

Theo từ điển tiếng việt mô hình là vật cùng hình dạng nhưng được thu nhỏ mô phỏng cấu tạo và hoạt động của một vật khác để trình bày và nghiên cứu

Có hai loại mô hình: Mô hình thực thể và mô hình khái niệm

* Mô hình thực thể (Substantial model)

Mô hình thực thể là những mô hình vật chất hoặc vật chất hóa được.Ví dụ như

mô hình động cơ đốt trong, mô hình dao động Nói chung các mô hình này hay được dùng trong quá trình thực nghiệm

Dựa trên tiêu chuẩn cùng chất, giống về chất khác nhau giữa nguyên hình và

mô hình thực thể chia làm 3 loại: mô hình trích mẫu, mô hình đồng dạng và mô hình tương tự

Hình 1.1 Sơ đồ phân loại mô hình

+ Mô hình trích mẫu: (Samplingmodel)

Từ tổng thể nghiên cứu (nguyên hình) người ta chọn ra một số phần tử (gọi là tập mẫu hay mô hình trích mẫu), qua phân tích tập mẫu người ta suy ra các kết luận

về tổng thể nghiên cứu Mô hình trích mẫu cùng chất với nguyên hình

+ Mô hình tương tự:

Hai thực thể khác nhau về bản chất vật lý đựơc gọi là tương tự khi trạng thái của chúng được mô tả cùng một hệ phương trình vi phân với cùng một điều kiện đơn trị

Mô hình tương tự là một thực thể có những thông số vật lý khác tên với nguyên hình ( tức khác chất với nguyên hình) và được xác định theo lý thuyết tương tự

+ Mô hình đồng dạng (Similar model)

Hai thực thể được gọi là đồng dạng khi các đại lượng vật lý cùng tên của chúng tỷ lệ với nhau:

• Nếu kích thước tương ứng của chúng tỉ lệ nhau, ta có đồng dạng hình học

• Nếu các vận tốc tương ứng của chúng tỉ lệ nhau, ta có đồng dạng động hình học

• Nếu các lực tương ứng tác động lên chúng tỉ lệ nhau, ta có đồng dạng động lực học

- Mô hình đồng dạng hình học:

Mô hình đồng dạng hình học là hình ảnh của đối tượng tại thời điểm quan sát Chúng ta nhận thức đựơc thế giới xung quanh cơ bản nhờ thị giác, mà trực giác hình học có quan hệ chặt chẽ với thị giác Vì vậy mô hình hình học (mô tả trạng thái tĩnh) đựơc dùng rất phổ biến trong dạy học.Ví dụ: các bản vẽ kỹ thụât

* Mô hình khái niệm (Conceptual model)

Mô hình khái khái niệm khác mô hình thực thể ở chỗ đây là mô hình có tính chất hình thức, trừu tượng Trong các ngành khoa học kỹ thuật, mô hình toán học

(Mathematical model) là điển hình của loại mô hình này Mô hình toán học dùng ngôn ngữ toán học để mô tả đối tượng Việc nghiên cứu mô hình toán học thường dựa trên cơ sở vận dụng các lý thuyết toán học hiện đại kết hợp công nghệ thông tin

Phân loại mô hình toán học

trong những mệnh đề gọi là tiên đề của cấu trúc [12]

1.1.2.2.2 Cấu trúc của phương pháp mô phỏng

Phương pháp mô phỏng được tiến hành theo ba bước:

Hình 1.2 Cấu trúc của phương pháp mô phỏng

(1) Mô hình hoá: từ mục đích nghiên cứu, cần xác định, lựa chọn một số tính chất và mối quan hệ chính của đối tượng nghiên cứu đồng thời trừu xuất những tính chất và mối quan hệ thứ yếu để xây dựng mô hình

(2) Nghiên cứu mô hình (tính toán, thực nghiệm ) để rút ra những hệ quả lý thuyết, kết luận về đối tượng nghiên cứu

(3) Từ kết quả thu được trên mô hình suy ra các kết quả thực tiễn.[6]

Do đó, các yếu tố cấu trúc của PPMP gồm: đối tượng cần nghiên cứu, mô hình, kết quả nghiên cứu mô hình

Để việc mô hình hoá đạt hiệu quả, cần lưu ý một số nguyên tắc khi xây dựng

1.1.2.3 Vận dụng PPMP vào dạy học môn kỹ thuật

Theo TS Lê Thanh Nhu viết: phối hợp phương pháp mô phỏng với các phương pháp dạy học tích cực [6]:

Không có phương pháp dạy học nào là vạn năng để một giờ học đạt chất lượng tốt giáo viên cần phối hợp các phương pháp dạy học một cách hợp lý Dùng PPMP để triển khai các phương pháp dạy học tích cực (angorit hoá và giải quyết vấn đề) nhằm tạo thành một phân hệ phương pháp dạy học chuyên biệt hoá trong đó PPMP trên máy tính giữ vai trò nòng cốt, liên kết các phương pháp thành một thể tích hợp nhằm phát huy tốt nhất các ưu điểm của các phương pháp này, thực hiện có kết quả mục đích dạy học KTCN

- Phương pháp mô phỏng kết hợp với phương pháp angorit hoá

Sử dụng hình vẽ mô phỏng trên máy tính kết hợp phương pháp dạy học angorit giúp học sinh nắm vững khái niệm về đối tượng nghiên cứu, trên cơ sở đó vận dụng các thao tác trí tuệ để so sánh, phân tích, khái quát hoá thành lời giải tổng quát cho các bài toán cùng loại

Vai trò của phương pháp mô phỏng khi vận dụng angorit vào dạy học không chỉ theo một hướng dạy angorit cho học sinh mà còn của bản thân việc dạy học (con

đường dẫn đến kiến thức), giúp học sinh tránh việc nhận thức một cách máy móc áp đặt mà hình thành cho họ một lời giải tổng quát cho một lớp các bài toán

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

Khi kết hợp PPMP với phương pháp nêu vấn đề trong quá trình dạy học, tư duy của học sinh được phát triển trên cơ sở quan sát mô hình, giáo viên lựa chọn và xây dựng các tình huống có vấn đề, đưa ra các câu hỏi đàm thoại gợi mở (Phân chia các bước nhảy lớn về chất lượng trong nghiên cứu khoa học thành những bước nhỏ trong vùng phát triển gần của học sinh), kích thích quá trình tưởng tượng của học sinh từ các biểu tưởng mà họ vừa 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 Quá trình này đòi hỏi một sự sáng tạo thực sự, học sinh cần cố gắng và suy nghĩ và tích cực tìm tòi giải quyết những vấn đề do nhiệm vụ học tập đề ra và kết quả học là sinh chiếm lĩnh kiến thức và phát triển năng lực nhận thức của mình

1.2 Tổng quan về công nghệ CAD/CAM

1.2.1 Giới thiệu về CAD/CAM

Công nghệ CAD/CAM đã và đang đi sâu vào trong các lĩnh vực sản xuất cơ khí, chế tạo máy như một tất yếu của nền sản xuất hiện đại nhằm mục đích nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành và tạo ra các sản phẩm đạt chất lượng cao Với những ưu điểm đó, công nghệ CAD/ CAM ngày càng được ứng dụng rông rãi như: Chế tạo khuôn mẫu, thiết kế các sản phẩm dân dụng, chế tạo ô tô, máy bay….Vì vậy công nghệ CAD/CAM được coi là chìa khóa để nền sản xuất cơ khí nói chung cũng như công nghệ chế tạo máy nói riêng tiếp cận với trình độ tiên tiến của khu vực và trên thế giới

Thực tế, CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ cho phép biến một ý tưởng trừu tượng thành một vật thể thật và được phân biệt bởi kết quả của nó

Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng Các

phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được chia làm hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ

Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hóa

đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí

Các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiến là liên kết các thành phần của quá trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều khiển bởi máy tính điện tử (computer Integrated Manufacturing – CIM)

CIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD

Kết quả của quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân tích

kỹ thuật, lập quy trình chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều kiện số như các loại máy công cụ, người máy, tay máy, công nghiệp và các thiết bị phụ trợ khác

CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định

1.2.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM

Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiến là liên kết các thành phần của qui trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều khiển bởi máy tính điện tử (Computer Integrated Manufacturing - CIM)

Cơ sở dữ liệu của CIM phải toàn diện và đồng bộ, nghĩa là phải có toàn bộ

dữ liệu liên quan đến quá trình sản xuất, từ khi chuẩn bị, bắt đầu, đến khi kết thúc sản xuất

Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành bất

kỳ một sản phẩm cơ khí nào Công việc này bao gồm:

- Chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy.v.v )

- Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập qui trình công nghệ)

- Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ v.v

- Kế hoạch hoá quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu

Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời

lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất lượng

CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế

và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định

CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: thiết kế và chế tạo

Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người

kỹ sư thiết kế, mô phỏng, phân tích và tối ưu hoá các giải pháp thiết kế

Tự động hoá chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hoá, điều khiển và kiểm tra các nguyên công gia công

1.2.3 Ứng dụng và phát triển công nghệ CAD/CAM tại Việt Nam

Công nghệ CAD/CAM/CNC giúp cho con người sản xuất ra các sản phẩm đạt được năng xuất cao, chất lượng tốt kéo theo giá thành hạ, đồng thời nó còn thỏa mãn được những yêu cầu khắt khe của con người về những sản phẩm chuyên dụng, phức tạp mà với công nghệ gia công cổ điển trên các máy công cụ cắt gọt trước đây không thể thực hiện được

Một đất nước phát triển phải được dựa trên nền tảng của một nền công nghiệp phát triển, với vai trò tiên phong, chủ chốt và mũi nhọn của nghành Cơ khí

Nhận thức được xu hướng phát triển và tầm quan trọng của công nghệ hiện đại, mà

cụ thể là ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong sản xuất, đảng và nhà nước ta

từ những năm 90 của thế kỷ trước đã có những hành động cụ thể nhằm tiếp cận và dần đưa công nghệ CAD/CAM/CNC vào trong sản xuất Trải qua hơn một thập niên xây dựng và phát triển, có thể nói công nghệ CAD/CAM/CNC đã dần phát triển, đi vào thực tế sản xuất mang lại hiệu quả và những lợi ích vốn có của nó Góp phần nâng cao năng xuất, tạo ra những sản phẩm chất lượng, đạt độ chính xác cao, thỏa mãn yêu cầu người sử dụng Có tác động tích cực trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, thúc đẩy cho nền công nghiệp nói chung và sản xuất cơ khí nói riêng phát triển sau một thời gian dài khó khăn bởi các nguyên nhân chủ quan và khách quan

Các doanh nghiệp nhà nước và tư nhân cũng đã mạnh dạn đầu tư các trang thiết bị máy móc đắt tiền phục vụ sản xuất Cách đây chục năm, sở hữu một chiếc máy CNC là một điều hiếm có và khá xa xỉ đối với bất kỳ doanh nghiệp nào, bởi ngoài những khó khăn về vấn đề chi phí nhập khẩu, chi phí bảo dưỡng thiết bị, các doanh nghiệp còn gặp phải những vấn đề về trình độ vận hành, khai thác quản lý, sử dụng máy móc và cũng đã có những thời điểm doanh nghiệp làm dự án, nhập một loạt các trang thiết bị, máy móc hiện đại nhưng lại không hợp lý trong quá trình khai thác sản xuất dẫn đến tình trạng lãng phí lớn Nhưng ngày nay, có thể thấy được các nhà máy, xí nghiệp đã có thể trang bị được những trung tâm CAD/CAM hiện đại với số lượng máy móc và thiết bị lên tới con số hàng chục Việc đầu tư hợp

lý có hệ thống với mục đích và chiến lược rõ ràng đã mang lại nhiều hiệu quả cho doanh nghiệp Giúp cho họ ngày càng tự tin hơn trong sản xuất, tiếp thị phân phối sản phẩm và cạnh tranh với hàng ngoại nhập vốn có ưu thế cao về chất lượng, giá cả cũng như tâm lý sử dụng của khách hàng

Không tách rời với xu hướng phát triển đó, lĩnh vực CAD/CAM cũng đi vào công tác đào tạo như là một nhu cầu tất yếu Các trung tâm đào tạo CAD/CAM/CNC được mở ra ngày càng nhiều nhằm đạo tạo ra đội ngũ nhân lực kỹ thuật chất lượng đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, thiết kế và sản xuất các sản phẩm Cơ khí Sự quan tâm của

lớp trẻ đối với lĩnh vực mới, công nghệ cao ngày càng gia tăng Hình thành nên các nhóm diễn đàn, trao đổi, tranh luận sôi nổi về lĩnh vực CAD/CAM/CNC trong các trường đại học, cao đẳng, Qua các diễn đàn trên mạng internet đã giúp cho những người chưa có kinh nghiệm như đối tượng học sinh, sinh viên có được cơ hội tìm hiểu

và nắm bắt những kiến thức cơ bản, nền tảng, Giúp cho những nhà chuyên môn có cơ hội được tiếp xúc, trao đổi kinh nghiệm từ đó cùng nhau hợp tác và đưa ra những hướng đi chiến lược cho việc phát triển công nghệ CAD/CAM

Các thành tựu đạt được sau hơn một thập niên xây dựng và phát triển là không thể phủ nhận Tuy nhiên cũng phải thừa nhận một điều là công nghệ CAD/CAM trong nước mới đang ở những bước đầu tiên, tiếp cận dần với trình độ phát triển mạnh mẽ của công nghệ CAD/CAM trên thế giới Trên thực tế thì lĩnh vực CAD/CAM/CNC cũng đang gặp phải những khó khăn đến từ cả những nguyên nhân chủ quan và khách quan

Nguyên nhân khách quan thể hiện trước hết ở vấn đề chi phí Công nghệ càng hiện đại bao nhiêu thì cũng đồng nghĩa với việc phải bỏ ra một chi phí lớn để

có thể sở hữu được nó Đi kèm với nó là những chi phí về vận hành, bảo dưỡng thiết bị Và các cơ sở vật chất khác như phòng máy, nhà xưởng… Cũng phải đạt tiêu chuẩn để có thể phục vụ tốt nhất cho quá trình khai thác trang thiết bị Đây là vấn đề mà đại đa số các doanh nghiệp nhà nước và tư nhân đang gặp phải “Thực tế cho thấy, khi vấn đề vốn đã được giải quyết tức là các doanh nghiệp đã được đầu tư kinh phí từ nhà nước hay các doanh nghiệp tư nhân chủ động bỏ vốn để trang bị cơ sở vật chất và trang thiết bị máy móc Thì một câu hỏi lớn được đặt ra lại là vấn đề: nên sản xuất cái gì? Đây là vấn đề mà rất nhiều doanh nghiệp đang gặp phải Việc tìm hướng đi cho một sản phẩm mới có khả năng cạnh tranh trên thị trường với hàng ngoại nhập trên phương diện chất lượng và giá cả không phải là vấn đề đơn giản Bởi lợi thế về vốn, chất xám, công nghệ cũng như kinh nghiệm trong sản xuất hay khai thác thị trường đang nằm trong tầm tay của các doanh nghiệp nước ngoài Sản xuất chính là quá trình tạo ra những sản phẩm tốt nhằm thỏa mãn yêu cầu của người sử dụng, của thị trường tiêu dùng Nhưng ở một mức độ nào đó, có thể nói thị trường tiêu

dùng trong nước nói chung, thị trường tiêu dùng các sản phẩm cơ khí nói riêng vẫn đang chỉ dừng lại ở mức sử dụng các sản phẩm, các chi tiết đơn giản với chất lượng và

độ chính xác chưa cao, mẫu mã sản phẩm chưa đa dạng Những sản phẩm đó thì lại hoàn toàn có thể được sản xuất ra trên các máy móc thiết bị cổ điển, chứ không nhất thiết phải sử dụng trên một hệ CAD/CAM/CNC hiện đại nhưng lại tốn kém Khi điều kiện và tâm lý tiêu dùng chỉ dừng lại để thỏa mãn ở mức độ đó, điều này sẽ gây ra những hạn chế và khó khăn trong việc ứng dụng, phát triển công nghệ cao trong sản xuất Vậy bản chất vấn đề ở đây nằm ở tính đồng bộ trong nền sản xuất cơ khí Bởi để tạo ra một sản phẩm có chất lượng thì sản phẩm đó phải được tạo ra từ các chi tiết chất lượng Một công ty sản xuất sản phẩm hoàn chỉnh thì xung quanh nó là một tổ hợp các công ty vệ tinh để sản xuất các chi tiết đơn lẻ Sự liên lạc gắn bó giữa các công ty dựa trên cơ sở trao đổi thông tin liên lạc, thống nhất và hợp lý hóa quá trình sản xuất theo thời gian và theo tiến độ dựa trên chiến lược quản lý vòng đời của sản phẩm Quá trình chuyên môn hóa đảm bảo rằng mỗi một công ty sẽ chỉ sản xuất một chi tiết đảm bảo năng xuất và chất lượng Để thực hiện được điều đó thì các công ty phải không ngừng nâng cao năng lực và kế hoạch tổ chức sản xuất cùng chất lượng của đội ngũ kỹ thuật

và trang thiết bị sản xuất Trên thực tế chúng ta vẫn chưa tạo ra được những điều kiện cần và đủ, đầu vào và đầu ra cho quá trình sản xuất Do vậy việc tập trung sáng tạo, nghiên cứu, đa dạng hóa sản phẩm theo hướng phát triển các sản phẩm mang tính công nghệ cao, có tính đồng bộ sẽ là một môi trường tốt để công nghệ CAD/CAM đi sâu vào lĩnh vực sản xuất’’[12]

1.2.4 Tổng quan về SOLIDWORKS

Phần mềm SOLIDWORKS do công ty SolidWorks phát triển là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất thế giới cho phép người sử dụng xây dựng mô hình 3D cho các chi tiết, lắp ghép chúng thành những sản phẩm hoàn chỉnh, kiểm tra động học, cung cấp thông tin về vật liệu, Hơn thế nữa, tính mở và tính tương thích của phần mềm SolidWorks cho phép nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó, SolidWorks cũng kết xuất ra các file dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác mô hình trong môi trường các

phần mềm khác Ví dụ: các phần mềm phân tích ANSYS, MSC , có thể kiểm tra

mô hình về phương diện ứng suất, biến dạng, nhiệt độ, xác định tần số dao động riêng,

mô phỏng tương tác của dòng chảy thủy khí (hoặc chất lỏng) với mô hình Những nhà sản xuất, họ không những sử dụng máy gia công CNC mà sử dụng kết hợp với nó

là các phần mềm thiết kế mạnh có tính công nghệ CAD/CAM như: Engineer, Cimatron, MasterCam là những phần mềm khá phổ biến đang được dùng nhiều ở nước ta hiện nay Những phần mềm như: Cimatron, MasterCam, có tính năng tốt với công nghệ CAD/CAM nhưng lại có tính năng thiết kế 3 chiều không mạnh như PROEngineer Theo phản ánh của các kĩ sư thiết kế thì giao diện của PRO/E làm chậm quá trình thiết kế và thậm chí làm rối các nhà thiết kế vì sự xuất hiện quá nhiều cửa sổ Chính vì vậy, các nhà sản xuất trên thế giới đang dần chyển sang phần mềm SolidWorks, phần mềm này ra đời ở Mĩ vào năm 1995 và đã được bán ra cho các công

PRO-ty với một số lượng lớn trên 250000 bản, đối với nước ta hiện nay phần mềm đã được sao chép và bày bán rất nhiều trên thị trường Ứng dụng thiết kế: là vận dụng các công

cụ của SolidWorks trong thiết kế cơ khí, xây dựng, kiến trúc… Để tạo được các chi tiết hoặc sản phẩm có bề mặt và biên dạng phức tạp mà các phần mềm cơ bản như CAD khó có thể thực hiện được Có thể dùng để thiết kế mẫu sản phẩm có những đường nét và hoa văn phức tạp (trong các công ty gỗ, các công ty thiết kế các trang thiết bị nội thất… ) Có thể dùng tạo mẫu và tách khuôn cho sản phẩm đồng thời tạo

được hoạt cảnh cho mô hình

1.3 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKD THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT 3D TRONG GIẢNG DẠY MÔN HỌC VẼ KỸ THUẬT

1.3.1 Sơ lược quá trình hình thành và phát triển trường Trung cấp nghề Cơ khí I Hà Nội

Trường trung cấp nghề Cơ khí I Hà Nội tiền thân là Trường Đào tạo Công nhân Kỹ thuật Cơ khí I được thành lập theo quyết định số 1311/QĐ – TC ngày 15/11/1974 của UBND Thành phố Hà Nội Trường được xây dựng tại số 28, tổ 47, Thị trấn Đông Anh Hà Nội Lúc mới ra đời trường có nhiệm vụ đào tạo công nhân

kỹ thuật các nghề Cơ khí và Điện… Cung cấp nguồn nhân lực lành nghề cho các khu công nghiệp trong và ngoài Thành phố Hà Nội

Từ năm 2007, Trường được UBND Thành phố Hà Nội ra quyết định số 1819/QĐ-UBND ngày 9 tháng 5 năm 2007 nâng cấp, đổi tên trường thành Trường Trung cấp Nghề Cơ Khí I Hà nội với chức năng nhiệm vụ đào tạo hệ Trung cấp nghề

Quy mô đào tạo: 850 hs dài hạn/năm Học sinh sau khi tốt nghiệp được cấp bằng Trung cấp nghề

- Điện: Sửa chữa điện dân dụng, Sửa chữa điện xí nghiệp

- Nguội: Nguội chế tạo khuôn mẫu, Nguội sửa chữa thiết bị công nghiệp

- Sửa chữa lắp ráp ôtô và xe máy

- Kỹ thuật máy tính, tin học kế toán, tin học văn phòng

Trước nhiệm vụ to lớn được cấp trên giao phó, bên cạnh sự nỗ lực của giáo viên, các bộ quản lý và học sinh trường trung cấp nghề Cơ khí I Hà nội luôn được Đảng, Nhà nước, Bộ nội vụ, Sở Lao động Thương Binh Xã hội Hà Nội hết sức quan tâm và đầu tư xây dựng, nâng cấp Hiện nay trường đang tập trung vào bồi dưỡng nâng cấp đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý, đổi mới nội dung chương trình và phương pháp giảng dạy để đáp ứng ngày một tốt hơn yêu cầu nhiệm vụ mới

1.3.2 Chương trình khung môn học Vẽ kỹ thuật cơ khí

(Theo nguồn chương trình khung của tổng cục dạy nghề)

tạo chuyên môn nghề: tiện cơ bản, tiện trục dài không dùng giá đỡ, tiện kết hợp,

tiện côn, tiện ren, tiện định hình, phay - bào mặt phẳng…

II MỤC TIÊU MÔN HỌC: Học xong môn học này, sinh viên có khả năng:

- Thực hiện bản vẽ phác, bản vẽ tiêu chuẩn của chi tiết máy đủ điều kiện để chế tạo chi tiết đó

- Đọc và hiểu được chức năng làm việc của chi tiết máy

III NỘI DUNG MÔN HỌC:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Phân phối thời gian

III Hình chiếu vuông góc

- Hình chiếu vuông góc của một điểm, đường

- Cách xây dựng hình chiếu trục đo vật thể

VII Vẽ quy ước một số mối ghép

- Vẽ quy ước ren và cơ cấu truyền động

- Vẽ quy ước các mối ghép

* Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính vào giờ lý thuyết, kiểm tra thực

hành được tính vào giờ thực hành

2 Nội dung chi tiết:

Chương 1: Tiêu chuẩn Việt Nam về cách trình bày bản Vẽ kỹ thuật

Mục tiêu:

Hoàn chỉnh bản vẽ một chi tiết máy đơn giản với đầy đủ nội dung theo yêu cầu

của tiêu chuẩn Việt Nam: Kẻ khung bản vẽ, kẻ khung tên, ghi nội dung khung, biểu

diễn các đường nét, ghi kích thước

Nội dung: Thời gian: 6h (LT: 4h; TH: 2h)

1 Tiêu chuẩn về cách trình bày bản vẽ Thời gian: 2h

1.1 Khái niệm về tiêu chuẩn

1.2 Khổ giấy

1.3 Khung vẽ, Khung tên

2 Tiêu chuẩn về tỷ lệ và nét vẽ Thời gian: 1h

2.1 Tỷ lệ

2.2 Các nét vẽ

3 Tiêu chuẩn về chữ viết và quy định ghi kích thước trình bày bản vẽ Thời gian: 3h

- Vẽ được e líp bằng các phương pháp khác nhau

Nội dung: Thời gian: 7h (LT: 4h; TH: 3h)

1 Vẽ hình học Thời gian: 4h

1.1 Chia đều một đoạn thẳng

1.2 Chia đường tròn thành 5, 7 phần bằng nhau

1.3 Vẽ nối tiếp hai đường thẳng

1.4 Vẽ nối tiếp đường thẳng và cung tròn

1.5 Vẽ nối tiếp các cung tròn

2 Vẽ Elip Thời gian: 3h

2.1 Phương pháp 4 điểm

2.2 Phương pháp 8 điểm

2.3 Phương pháp đường kính liên hợp

Chương 3: Hình chiếu vuông góc

Mục tiêu:

- Lập hình chiếu vuông góc của điểm, đường, mặt phẳng trên các mặt phẳng hình chiếu theo tiêu chuẩn Việt Nam Tìm hình chiếu thứ 3 của điểm, đường thẳng, mặt phẳng khi biết 2 hình chiếu của chúng

- Lập hình chiếu của các khối hình học cơ bản trên các mặt phẳng hình chiếu theo tiêu chuẩn việt Nam, Tìm hình chiếu thứ 3 của các khối hình học khi biết 2 hình chiếu của chúng bằng các dụng cụ vẽ thông dụng: Thước thẳng, com pa, ê ke, thước cong…

Nội dung: Thời gian: 6h (LT: 4h; TH: 1h; KT: 1h)

1 Hình chiếu vuông góc của một điểm, đường thẳng, mặt phẳng Thời gian: 1h

1.1 Hình chiếu vuông góc của một điểm

1.2 Hình chiếu vuông góc của một đường thẳng

1.3 Hình chiếu vuông góc của một mặt phẳng

2 Hình chiếu vuông góc của các khối hình học Thời gian: 2h

2.1 Hình lăng trụ

2.2 Hình chóp

2.3 Hình nón

2.4 Hình cầu

3 Giao tuyến Thời gian: 3h

3.1 Giao tuyến mặt phẳng và các khối hình học

3.2 Giao tuyến giữa các khối hình học với nhau

Chương 4: Hình chiếu trục đo

Mục tiêu:

- Trình bày được đặc điểm các loại hình chiếu trục đo của vật thể

- Xây dựng được hình chiếu trục đo của vật thể

Nội dung: Thời gian: 4h (LT: 4h; TH: 0h;)

1.Các loại hình chiếu trục đo Thời gian: 2h

1.1 Khái niệm về hình chiếu trục đo

1.2 Hình chiếu trục đo xiên cân

1.3 Hình chiếu trục đo vuông góc đều

2 Cách xây dựng hình chiếu trục đo của vật thể Thời gian: 2h

2.1 Phương pháp tọa độ

2.2 Phương pháp hình học

Chương 5: Hình chiếu của vật thể

Mục tiêu:

- Lập hình chiếu vuông góc của vật thể, bố trí các hình chiếu, chọn tỷ lệ phù hợp

- Tìm hình chiếu thứ 3 khi biết hai hình chiếu của vật thể

Nội dung: Thời gian: 6h (LT: 4h; TH: 2h;)

1 Hình chiếu của vật thể Thời gian: 3h

1.1 Các loại hình chiếu

1.2 Cách vẽ hình chiếu của vật thể

2 Ghi kích thước và cách đọc các hình chiếu vật thể Thời gian: 3h

2.1 Cách ghi kích thước trên các hình chiếu vật thể

2.2 Đọc bản vẽ hình chiếu của vật thể

Chương 6: Hình cắt và mặt cắt

Mục tiêu:

- Xác định vị trí mặt cắt hợp lý, biểu diễn các loại mặt cắt, hình cắt trên bản vẽ

theo tiêu chuẩn Việt Nam

- Đọc và vẽ các bản vẽ chi tiết từ vật thật bằng các dụng cụ vẽ cầm tay thông dụng

Nội dung: Thời gian: 3h (LT: 3h; TH: 0h;)

Biểu diễn các mối ghép: ren then, chốt, then hoa, đinh tán, hàn… và các cơ

cấu truyền động: Bánh răng, bánh đai, bánh vít – trục vít theo tiêu chuẩn Việt Nam

Nội dung: Thời gian: 4h (LT: 2h; TH: 1h; KT: 1h)

1.Vẽ quy ước ren và cơ cấu truyền động Thời gian: 2h

1.1 Vẽ quy ước ren

1.2 Vẽ quy ước bánh răng, bánh đai trục vít – bánh vít

1.3 Vẽ quy ước lò xo

2.Vẽ quy ước các mối ghép Thời gian: 2h

2.1 Vẽ quy ước mối ghép then, then hoa

- Vẽ tách được các chi tiết từ bản vẽ lắp bằng các dụng cụ thông dụng

- Vẽ được sơ đồ truyền động của các bộ phận truyền động đơn giản

Nội dung: Thời gian: 7h (LT: 7h; TH: 0h; KT: 0h)

1.Bản vẽ chi tiết Thời gian: 3h

1.1 Cách đọc và lập bản vẽ chi tiết

1.2 Quy ước ghi dung sai kích thước

1.3 Ghi sai lệch vị trí, nhám bề mặt và các yêu cầu kỹ thuật

2.Bản vẽ lắp Thời gian: 3h

2.1 Nội dung bản vẽ lắp

2.2 Đọc bản vẽ lắp

2.3 Vẽ tách chi tiết

3 Sơ đồ hệ thống truyền động cơ khí, điện, thủy lực khí nén Thời gian: 1h

3.1 Sơ đồ hệ thống truyền động cơ khí

3.2 Sơ đồ hệ thống điện

3.3 Sơ đồ hệ thống thủy lực khí nén

1.3.3 Nhiệm vụ môn học vẽ kỹ thuật

Nhiệm vụ giáo dưỡng: trang bị cho sinh viên hệ thống kiến thức cơ bản về trình

bày vẽ, sử dụng các dụng cụ, thiết bị vẽ thông thường và đọc các bản vẽ cơ khí

Nhiệm vụ phát triển: hình thành và phát triển tư duy kỹ thuật, năng lực kỹ thuật cho sinh viên thông qua việc tổ chức hoạt động học tập, rèn luyện một cách tích cực, tự lực chủ động

Nhiệm vụ giáo dục:

9 Giáo dục ý thức công nghiệp, ý thức trật tự, bảo vệ môi trường và an toàn

9 Giáo dục thế giới quan khoa học và niềm tin

1.3.4 Đặc điểm môn học vẽ kỹ thuật

Vẽ kỹ thuật là ngôn ngữ giao tiếp của kỹ thuât Trong sản xuất công nghiệp phương tiện thông tin giữa người thiết kế và người chế tạo sản phẩm là bản vẽ kỹ thuật

Vẽ kỹ thuật là môn học trong chương trình học ngành Cơ khí Hàn, Cắt gọt kim loại, Động lực tại trường Trung cấp nghề Cơ khí I Hà nội Vẽ kỹ thuật là môn học vừa có tính cụ thể, vừa có tính trừu tượng đặc biệt mang nhiều tính thực tiễn

• Tính cụ thể:

Nội dung môn học này bao gồm các kiến thực tế cho ngành cơ khí … Với các nội dung học này, tốt nhất người học được trực tiếp thao tác tháo lắp chi tiết hoặc cụm chi tiết thật, Nhưng sẽ rất tốn kém Trong trường hợp này người học có thể quan sát quy trình tháo lắp trực tiếp với máy tính thông qua các cụm chi tiết ảo, chi

tiết ảo nếu có

• Tính trừu tượng:

Trong vẽ kỹ thuật có nhiều đối tượng không thể nhìn thấy hoặc sờ thấy được, đòi hỏi phải biết tưởng tượng, hình dung phán đoán,… Ví dụ như ta không thể nhìn thấy được những phần bị khuất của vật thể, không thể thấy được toàn bộ các mặt của vật thể từ một vị trí xác định,… Như vậy yêu cầu đặt ra là: Với người dạy phải

mô phỏng hóa, trực quan hóa các đối tượng trừu tựơng, còn với người học phải có khả năng phân tích, tưởng tượng, khả năng sử dụng mô hình ngay trên máy tính thông qua sử dụng các phần mềm chuyên dụng

• Tính thực hành:

Muốn giao tiếp thì phải có ngôn ngữ, mà ngôn ngữ giao tiếp giữa người thiết

kế và người chế tạo lại chính là các bản Vẽ kỹ thuật, vì vậy Vẽ kỹ thuật là môn đòi hỏi luôn luôn phải thực hành (bài tập) Chỉ có thực hành mới đưa người học tiếp cận được với ngôn ngữ giao tiếp chung trong kỹ thuật, giúp người học có được kỹ năng,

1.3.5 Thực trạng dạy học môn Vẽ kỹ thuật

Môn học Vẽ kỹ thuật được giảng dạy tại trường Trung cấp nghề Cơ khí I Hà Nội từ những ngày đầu thành lập trường Trải qua 40 năm đào tạo, môn học này vẫn luôn được cập nhật, thay đổi nội dung cho phù hợp với sự phát triển của khoa học công nghệ cũng như thực tiễn sản xuất

Vẽ kỹ thuật là môn học có vị trí quan trọng trong ngành nghề đào tạo của nhà trường, đặc biệt là đối với học sinh chuyên ngành Cơ khí chế tạo, Cơ khí hàn, …Trong những năm qua được sự hỗ trợ của Tổng cục dạy nghề và Bộ lao động Thương binh

Xã hội Hà Nội trong các dự án đào tạo và phát triển nghề về các trang thiết bị phục vụ cho công tác dạy học nên chất lượng đào tạo nghề được nâng lên một cách dõ dệt Tuy nhiên để nâng cao được nguồn nhân lực đáp ứng sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa thì trong quá trình đào tạo nghề cần phải có sự đổi mới

Để có những cơ sở cho việc ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các chi tiết 3D vào giảng dạy môn học Vẽ kỹ thuật Tác giả đã tiến hành khảo sát thực trạng dạy môn Vẽ kỹ thuật theo phương pháp điều tra trực tiếp qua phiếu trưng cầu ý kiến giáo viên dạy bộ môn vẽ kỹ thuật, giáo viên chuyên ngành cắt gọt kim loại và trên

phiếu điều tra học sinh về thực trạng giảng dạy môn học Vẽ kỹ thuật tại các lớp Cắt gọt Kim loại K33

1.3.6 Hiệu quả ứng dụng phần mềm Solidworks thiết kế các chi tiết 3D trong giảng dạy môn học vẽ kỹ thuật

1.3.6.1 Kích thích hứng thú học tập của học sinh, sinh viên

Tập trung cao độ sự chú ý trong bài giảng

Phát huy tính tích cực khi học, làm nảy sinh khát vọng học tập và học tập sáng tạo, từ đó làm phát triển khả năng lĩnh hội kiến thức

1.3.6.2 Phát triển tư duy kỹ thuật

Rèn luyện và phát triển khả năng quan sát, phân tích vấn đề, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa và khái quát hóa các hiện tượng, vấn đề nảy sinh trong bài học

để đưa ra những kết luận nhanh nhất, chính xác nhất về đối tượng quan sát

Kích thích quá trình tưởng tượng của học sinh từ các biểu tượng mà họ vừa tri giác và cảm giác trước đó dự đoán hiện tượng mới, lựa chon giải pháp, đề xuất giải pháp mới và kiểm chứng giả thuyết đã có

Hình thành và rèn luyện kỹ năng vận dụng vốn kiến thức vào hoạt động học tập

Nghiên cứu tình hình thực tế, linh hoạt đề ra các phương pháp thực hiện và lựa chọn các phương pháp tối ưu

1.3.6.3 Giúp học sinh, sinh viên học theo nhịp độ bản thân

Ứng dụng phần mềm Solidworks sẽ giúp học sinh, sinh viên dễ nhận biết đối tượng từ đó sẽ gây hứng thú trong giờ học

Vốn kiến thức và kỹ năng của mỗi học sinh, sinh viên là khác nhau nhưng với những hình ảnh trực quan dễ nhận biết đối tượng thì tất cả các học sinh, sinh viên

dù kém cũng có thể hiểu được những kiến thức cơ bản nhất Ngoài ra học sinh, sinh viên có thể mượn đĩa, thẻ, usb có nội dung bài học để nghiên cứu ngoài giờ chính khóa, sử dụng internet để thu thập thông tin, tạo điều kiện cho quá trình lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kỹ năng của học sinh, sinh viên

Kích thích hứng thú học tập, phát triển tư duy, học tập theo nhịp độ bản thân của học sinh, sinh viên sẽ góp phần nâng cao chất lượng học tập môn vẽ kỹ thuật nói riêng cũng như các môn học khác nói chung

CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS THIẾT KẾ

“CỤM CHI TIẾT TAY QUAY TA RÔ”

2.1 Các bước khởi động phần mềm solidworks 2007

- Kích đúp chuột vào biểu tượng trên Desktop

Hình 2.1 Giao diện làm việc của máy tính

- Sau khi khởi động, màn hình làm việc đầu tiên của Solidworks như hình 2.2

Hình 2.2 Giao diện làm việc của Solidworks