Skkn sử dụng mô hình đồ họa 3d trong việc dạy học môn công nghệ 11 phần vẽ kỹ thuật

Việc giảng dạy sử dụng mô hình 3D sẽ giúphọc sinh mọi trình độ hiểu được hầu hết các khái niệm trong phần vẽ kĩ thuật một các dễdàng.. Trong chương trình Công nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật, c

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM

-M c l c ụ ụ

2

Phần I Lý do chọn đề tài

Hiện nay với việc ứng dụng công nghệ thông tin, đặc biệt là phần mềm chuyêndùng hỗ trợ giảng dạy đã thực sự có hiệu quả, góp phần phát triển kỹ năng tư duy và thựchành cho người học Đưa công nghệ thông tin vào bài giảng kết hợp giữa phương phápdạy học hiện đại với phương pháp dạy học truyền thống đã mang lại hiệu quả cao trongmỗi giờ giảng

Chương trình Công nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật có nhiều nội dung về chi tiết cơ khí,kiến trúc có kết cấu hình dạng phức tạp làm học sinh khó tiếp thụ kiến thức Nhiều họcsinh có trí tưởng tượng không gian không tốt chưa hiểu được bài học, đưa đến kết quảhọc tập chưa tốt Đây là mối quan tâm hàng đầu của mọi giáo viên khi dạy đến phần nộidung Vẽ kỹ thuật

Để giải quyết vấn đề trên, bên cạnh việc sử dụng bảng đen truyền thống hay hìnhảnh bất động, người viết đề xuất sử dụng thêm các mô hình 3D trong bài giảng điện tử

Mô hình 3D hết sức trực quan, sinh động Việc giảng dạy sử dụng mô hình 3D sẽ giúphọc sinh mọi trình độ hiểu được hầu hết các khái niệm trong phần vẽ kĩ thuật một các dễdàng Học sinh hiểu bài nhanh và sâu Điều này làm tiền đề để học sinh thực hiện cácchuyên đề nâng cao hơn trong tương lai

Trong chương trình Công nghệ 11 phần Vẽ kĩ thuật, có nhiều nội dung mang tínhđặc thù, trừu tượng, kênh hình nhiều hơn kênh chữ nên việc mô tả các vật thể cơ khí, kiếntrúc phải được mô phỏng sinh động mới tạo được hứng thú cho học sinh Việc mô tả bằngngôn ngữ không thể thay thế được mô tả bằng hình vẽ ba chiều nhằm phát huy mạnh mẽ

tư duy sáng tạo, để nâng cao chất lượng giáo dục

Vì lý do trên, tôi xin giới thiệu vài kinh nghiệm về việc “Sử dụng mô hình đồ họa3D trong việc dạy học môn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật”

Đề tài này được khảo sát tại 4 lớp 11B6, 11B7, 11B2 và 11B8 trường THPT TrầnPhú.

4

Phần II Giải quyết vấn đề:

Dưới đây sẽ giới thiệu những các nội dung khái quát nhất của chương trình

2.1.1 Giới thiệu phần mềm Sketch Up Make

SketchUp (SU) là phần mềm đồ họa 3D do hãng Trimble phát triển, chuyên ứngdụng vào thiết kế sơ phác họa, xây dựng mô hình trong các lĩnh vực kiến trúc, nội thất,cảnh quan, xây dựng, thiết kế cảnh quay trong điện ảnh, thiết kế sân khấu Ứng dụng đồhọa 3D trong các giai đoạn thiết kế kiến trúc là xu hướng tất yếu

Các phần mềm 3D nổi tiếng hiện nay rất chuyên nghiệp và xuất sắc ở giai đoạn thểhiện chi tiết ý tưởng với hiệu quả chuyên sâu về ánh sáng, vật liệu Nhưng ở giai đoạn sơphác ý tưởng, trình diễn sơ bộ với khách hàng hoặc thảo luận nội bộ nhóm thiết kế…chúng trở nên nặng nề không cần thiết và kém thích ứng Các phần mềm này thườngphức tạp và đòi hỏi đầu tư đào tạo rất cao Đặc điểm nổi bật của SketchUp là:

− Đơn giản nhưng hiệu quả:

− Nhanh nhưng chính xác:

+ Do đơn giản nên người dùng Sketch Up có thể vẽ rất nhanh, nhưng không cónghĩa kém chính xác SketchUp có khả năng dò điểm nội suy, nhập liệu tớichính xác 6 số lẻ phần thập phân, giả lập bóng đổ theo thời gian thực, tạo mặtcắt tương tác …

2.1.2 Một số thao tác sử dụng chương trình Sketch Up Make

* Địa chỉ download Trimble Sketch Up Make:

Có thể tải về chương trình theo đường dẫn sau:

http://www.sketchup.com/download

* Cài đặt chương trình:

− Nhấp đúp chuột vào tập tin cài đặt

− Bấm Next ở hộp thoại Wellcome

6

− Bấm vào I accept the terms of this license agreement Sau đó bấm Next.

− Nhấp vào nút Next để cài đặt SketchUp ở vị trí mặc định

− Nhấn nút Cài Install để cài đặt

− Nhấp vào nút Finish để hoàn thành việc cài đặt

* Giao diện làm việc của chương trình:

8

* Các công cụ cơ bản:

10

Việc đưa mô hình 3D vào dạy học đặt ra cho giáo viên hai câu hỏi: Một là, làm thế nào để tạo ra một mô hình 3D? Hai là, nhà trường có điều kiện cơ sở vật chất để thực hiện không?

Với câu hỏi thứ nhất, người viết cần tìm một phần mềm phù hợp để thiết kế Trên Internet có nhiều chương trình thiết kế mô hình 3D như AutoCad 3D, 3DSMax,… nhưng chúng rất khó sử dụng và tốn kém chi phí mua bản quyền May mắn là hãng Trimble đã sản xuất ra một phần mềm vẽ kĩ thuật 3D miễn phí, dễ sử dụng là Sketch Up Make Người dùng chỉ mất khoảng hai ba ngày tìm hiểu là có thể sử dụng được chương trình Sử dụng chương trình này, giáo viên có thể tạo được mô hình 3D một cách nhanh chóng, thực tế mất khoảng 20 phút cho một mô hình.

Với câu hỏi thứ hai, mỗi lớp học cần có một thiết bị trình chiếu hình ảnh Đa

số các trường học hiện nay đều đã có tivi gắn sẵn trong phòng học Một số trường trong có điều kiện gắn ti vi trong từng phòng học cũng có phòng thao giảng có gắn

máy chiếu sẵn Nhờ đó, bài học sử dụng mô hình 3D có thể dễ dàng được thực hiện.

Vì những thực trạng trên, tôi xin giới thiệu một vài “Mô hình đồ họa 3D trong việc dạy học môn công nghệ 11 – phần vẽ kỹ thuật”.

2.3 Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề

Người viết đã sử dụng chương trình Sketch Up để tạo ra các mô hình 3D để thểhiện các nội dung trọng tâm của chương trình học, như sau:

- Mô hình 3D thể hiện nội dung Hình Chiếu Vuông Góc, Hình chiếu Trục Đo

- Mô hình 3D Hình cắt và Mặt cắt

- Mô hình 3D thể hiện phối cảnh nhà, mặt bằng, mặt cắt Kết hợp mô hình nàyvào chương trình Active Inspire để trục quan bài học

2.3.1 Mô hình 3D thể hiện nội dung Hình Chiếu Vuông Góc.

Đây là bài số 2 và 3 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải thựchiện được các bước vẽ hình chiếu bao gồm:

− Bước 1: Xác định hướng chiếu

− Bước 2: Căn cứ vào mỗi hướng chiếu đã xác định xác định bề mặt nhìn thấy, nétthấy, bề mặt khuất, nét khuất và tiến hành vẽ mờ theo thứ tự : Hình chiếu đứng,Hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh

− Bước 3: Tô đậm và ghi kích thước

Có thể sử dụng mô hình 3D để giảng nội dung này như sau:

− Dạy trực tiếp bằng chương trình Sketch Up Make, tạo khối hình chữ nhật cơ sởđầu tiên – xoay theo 3 hướng chiếu để học sinh vẽ được lần lượt hình chiếu đứng,hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh

12

− Cắt phần chi tiết đầu tiên cho học sinh quan sát trên phần mềm – Giáo viên xoaynhiều hướng để học sinh tưởng được được khối vật thể nhưng không xoay 3hướng chính – Học sinh tự vẽ hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh –Giáo viên xoay 3 hướng chính để học sinh kiểm tra hình vẽ Làm tương tư với chitiết thứ 2,3… cho đến khi vẽ xong.

− Yêu cầu học sinh tô đậm và ghi kích thước

Một số hình minh hoạ:

Hình chiếu đứng

Hình chiếu bằng

Hình chiếu cạnh

Hình chiếu trục đo

2.3.2 Mô hình 3D thể hiện nội dung Hình Chiếu Trục Đo.

Đây là bài số 5 và 6 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải thựchiện được các bước vẽ hình chiếu trục đo

Với phần này, mô hình 3D chỉ nên dùng khi học sinh đã vẽ xong với mục đíchkiểm tra lại đáp án của bài vẽ giúp các học sinh biết được các chi tiết vẽ không đúng và lí

do vì sao không đúng

2.3.3 Mô hình 3D thể hiện nội dung Hình Cắt – Mặt Cắt.

Đây là bài số 4 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải hiểu và vẽđược mặt cắt và hình cắt

Có thể sử dụng mô hình 3D để giảng nội dung này như sau:

− Dạy trực tiếp bằng chương trình Sketch Up Make, giáo viên chuẩn bị trước môhình 3D của vật thể

− Giáo viên chỉ cho học sinh vị trí cần cắt và cho học sinh dự đoán hình dáng củamặt cắt/ hình cắt

− Giáo viên tách rời 2 phần của vật thể để lộ ra phần thể hiện mặt cắt cho học sinhquan sát Sau đó xoay sang hướng chiếu tạo thành hình cắt

Một số mô hình minh hoạ như sau:

Hình 5: Hình 4.2 Biểu diễn mặt cắt của cờ lê.

18

Hình 6: Hình 6.7.2 Gá mặt nghiêng (Hình chiếu và hình cắt toàn bộ)

2.3.4 Mô hình 3D thể hiện Phối cảnh nhà, Mặt bằng, Mặt đứng, Hình cắt.

Đây là bài số 11 SKG, nội dung trọng tâm của bài này là học sinh phải hiểu cáckhái niệm mặt bằng, mặt đứng và hình cắt Bài này yêu cầu học sinh phải tưởng tượng ra

vị trí cắt và cắt đứt cả căn nhà Đây là yêu cầu khó, không phải học sinh nào cũng có thểlàm được

Có thể sử dụng mô hình 3D để giảng nội dung này như sau:

− Giáo viên vẽ trước mô hình 3D ngôi nhà, tạo thành một đoạn phim nói vềcác khái niệm mặt đứng, mặt bằng, hình cắt – Trình chiếu cho học sinhquan sát

− Dùng mô hình 3D trong phần mềm Sketch Up Make, xoay về hướng nhìntạo thành mặt đứng – Giảng giải về mặt đứng trong khi học sinh quan sát

− Kết hợp mô hình 3D vào phần mềm Active Inspire (bảng tương tác), tạo ramột slide cách tạo thành mặt bằng – Dùng mặt phẳng cắt thể hiện cắt ngangmột ngôi nhà – bỏ phần ngôi nhà bị cắt – Giảng giải nội dung mặt bằng.Làm tương tự với nội dung hình cắt

Một số hình ảnh minh hoạ:

Hình 7: Phim sử dụng mô hình 3D

Hình 8: Cách tạo thành mặt bằng

20

Hình 9: Cách tạo thành hình cắt

2.4 Hiệu quả của SKKN

Qua quá trình áp dụng mô hình 3D vào giảng dạy, tôi thấy rằng việc mô tả các vậtthể dễ dàng hơn rất nhiều Tôi có thể chỉ ngay vào mô hình, xoay vật thể để các em thấyđược các hình chiếu, hình cắt, giúp các em hiểu rõ được thế nào là nhìn từ trước, từ trên,

từ trái, việc cắt vật thể là như thế nào Qua các hình ảnh trực quan này, các em hiểu bàinhanh hơn, vẽ tốt hơn, từ đó thích học vẽ kĩ thuật hơn

Trong năm học này, tôi khoả sát 4 lớp 11 đều là lớp ban A Khi dạy bài 3: Thựchành biểu diễn hình chiếu của vật thể đơn giản tôi dạy có sử dụng mô hình 3D cho haihớp 11B6 và 11B7 hai lớp 11B2 và 11B8 tôi dạy như bình thường, chỉ sử dụng hìnhtrong sách giáo khoa Bài kiểm tra 15 phút hôm sau với đề bài: Em hãy biểu diễn cáchình chiếu vuông góc của hình 3.9.2 sách giáo khoa Kết quả cho thấy hai lớp 11B6 và11B7 có kết quả điểm bình quân cả lớp cao hơn so với hai lớp 11B2 và 11B8 Cụ thể:

22

Lớp Sĩ Số Giỏi Khá Trung Bình Yếu Điểm bình quân

Từ hình chiếu đứng và hình chiếu bằng của hình 6.7.3 Gá lỗ chữ nhật, em hãy vẽ hình cắt đứng và hình chiếu trục đo của vật thể Lớp 11B6 và 11B7 làm bài kiểm tra này rất tốt, các em làm kịp thời gian, ít thắc mắc Các em học sinh lớp 11B2 và 11B8 còn gặp khó khăn khi làm đề bài này Kết quả cụ thể như sau:

Lớp Sĩ Số Giỏi Khá Trung Bình Yếu Điểm bình quân

Hai kết quả kiểm tra trên đã cho thấy việc áp dụng mô hình 3D lên bài dạy

đã mang lại những hiệu quả rất tốt trong quá trình dạy và học phần Vẽ kĩ thuật

Phần III Kết luận:

3.1 Kết luận:

Sau khi thử nghiệm và đánh giá qua các bài kiểm tra, tôi thấy rằng việc thiết kế vàđưa các mô hình 3D được thiết kế bằng chương trình Sketch Up Make vào bài giảng đãmang lại những hiệu quả rất tốt Khi sử dụng những mô hình này, giáo viên có thể mô tảtrực tiếp những vật thể trong sách giáo khoa, học sinh dễ dàng tưởng tượng ra vật thể nhờ

đó các em có thể vẽ lại các hình chiếu dễ dàng hơn Tiết học được nhẹ nhàng, bài học dễhiểu

Trong thời đại công nghệ thông tin ngày nay, việc sử dụng các mô hình 3D vàogiảng dạy rất phù hợp với ham thích của học sinh Nhưng để vận dụng linh hoạt và tổchức dạy học bằng mô hình 3D một cách sinh động hơn còn phụ thuộc nhiều vào kinhnghiệm và khả năng nắm bắt chương trình Sketch Up và sự phối hợp nhiều chương trìnhkhác nhau vào bài giảng của từng giáo viên

Trên đây chỉ là đôi chút kinh nghiệm rút ra từ thực tế giảng dạy của tôi, xin viết ra

để chia sẻ với các đồng nghiệp Do thời gian và năng lực có hạn chắc chắn nội dung tôitrình bày ở trên có nhiều thiếu sót Rất mong sự cảm thông của các đồng nghiệp và gópthêm nhiều ý kiến để tôi hoàn thiện nội dung trên

3.2 Kiến nghị:

* Đối với nhà trường:

Trang bị đầy đủ máy vi tính, máy chiếu hoặc màn hình LCD và luôn đảm bảochúng hoạt động tốt

Tổ chức cho giáo viên bộ môn đi học tập nâng cao kiến thức và kỹ năng sử dụngmáy vi tính

Không ngừng nâng cao kiến thức chuyên môn để nắm vững các bài học về phần

Vẽ Kĩ Thuật

Rèn luyện và tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Sketch Up và các kỹ năng sử dụngmáy vi tính

24

Thiết kế và chia sẽ nhiều mô hình vẽ bằng Sketch Up để bản thân và các giáo viênkhác ứng dụng vào bài dạy.

Nguyễn Thanh Việt