Xây dựng và sử dụng mô hình trực quan thể hiện quá trình lắp ráp hộp số và cầu xe trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô

1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão, lượng thông tin nhanh, với tốc độ lớn, phạm vi rộng. Đây là thời kỳ phát triển nhanh nhất của khoa học trong lịch sử nhân loại. Khoa học đã trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp tác động vào mọi mặt của đời sống xã hội. Sự phát triển của khoa học và công nghệ đã tác động trực tiếp đến nền giáo dục. Cụ thể là nhiều ngành khoa học mới ra đời, sự chuyển giao giữa các ngành nghề và nhịp độ ứng dụng các thành tựu khoa học mỗi ngày một nhanh hơn. Điều đó đem lại hiệu quả rất lớn làm phát triển nhanh cả khoa học và chất lượng giáo dục. Với yêu cầu của xã hội là công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong hoàn cảnh hội nhập quốc tế phải đi tắt đón đầu, đòi hỏi nguồn nhân lực chất lượng cao. Sản phẩm của giáo dục là những con người phát triển toàn diện, có trí tuệ, đạo đức và có khả năng tự hoàn thiện tri thức của mình sau khi ra trường. Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển chung của xã hội, ngành giáo dục đào tạo đã có những nỗ lực đáng kể trong việc thực hiện mục tiêu nâng cao chất lượng dạy và học. Mục tiêu chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2006 – 2010 là tạo ra bước chuyển biến cơ bản về chất lượng giáo dục theo hướng tiếp cận trình độ tiên tiến trong khu vực và thế giới, phù hợp tình hình thực tế của Việt Nam, ưu tiên nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực có tay nghề đáp ứng được nhu cầu của thị trường lao động trong nước và trên trường quốc tế, đó là việc xây dựng chương trình đào tạo và bồi dưỡng giáo viên thay đổi phương pháp, cải tiến phương tiện dạy học, đánh giá kết quả học tập của học sinh. Trong đó cải tiến phương tiện dạy học sẽ góp phần rất to lớn vào việc nâng cao chất lượng của quá trình dạy học. Đặc biệt là ứng dụng mô phỏng và thiết kế mô hình trực quan. Dạy học chuyên ngành kỹ thuật sửa chữa ôtô là môn kết hợp giữa lý thuyết với thực hành, trong đó có nhiều khái niệm trừu tượng, cấu tạo của các bộ phận phức tạp cồng kềnh, trong quá trình lên lớp khó có thể mang đầy đủ mô hình và vật thật lên để trình diễn cho học sinh và hơn thế nữa điều kiện phòng học chuyên môn còn thiếu và quá trình thực hiện trình diễn thực tế mất nhiều thời gian, để đáp ứng được mục tiêu dạy học và hình thành những khái niệm ban đầu về quá trình lắp ráp các bộ phận, hệ thống trên ô tô trước khi được giáo viên trình diễn mẫu, cần thiết phải có những hình ảnh động mô phỏng về quá trình lắp ráp đó. Hình ảnh sinh động thu hút, hấp dẫn, tạo hứng thú cho học sinh, lôi cuốn các em vào việc chiếm lĩnh kiến thức. Trên cơ sở đó tư duy kỹ thuật của học sinh được phát triển góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn. Với trình độ giáo viên và cơ sở vật chất của Trường cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệp việc sử dụng mô hình trực quan trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ôtô là rất cấp thiết. Xuất phát từ những lý do trên, để góp phần trực tiếp nâng cao chất lượng dạy và học Kỹ thuật sửa chữa ôtô tại trường Cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệp tác giả lựa chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng mô hình trực quan thể hiện quá trình lắp ráp hộp số và cầu xe trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô tại trường cao đẳng nghề”

MỞ ĐẦU

1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Ngày nay khoa học - kỹ thuật phát triển như vũ bão, lượng thông tinnhanh, với tốc độ lớn, phạm vi rộng Đây là thời kỳ phát triển nhanh nhất củakhoa học trong lịch sử nhân loại Khoa học đã trở thành lực lượng sản xuấttrực tiếp tác động vào mọi mặt của đời sống xã hội

Sự phát triển của khoa học và công nghệ đã tác động trực tiếp đến nền

giáo dục Cụ thể là nhiều ngành khoa học mới ra đời, sự chuyển giao giữa các

ngành nghề và nhịp độ ứng dụng các thành tựu khoa học mỗi ngày một nhanhhơn Điều đó đem lại hiệu quả rất lớn làm phát triển nhanh cả khoa học vàchất lượng giáo dục Với yêu cầu của xã hội là công nghiệp hoá, hiện đại hoáđất nước trong hoàn cảnh hội nhập quốc tế phải đi tắt đón đầu, đòi hỏi nguồnnhân lực chất lượng cao Sản phẩm của giáo dục là những con người phát triểntoàn diện, có trí tuệ, đạo đức và có khả năng tự hoàn thiện tri thức của mình saukhi ra trường

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển chung của xã hội,ngành giáo dục đào tạo đã có những nỗ lực đáng kể trong việc thực hiện mụctiêu nâng cao chất lượng dạy và học Mục tiêu chiến lược phát triển giáo dụcgiai đoạn 2006 – 2010 là tạo ra bước chuyển biến cơ bản về chất lượng giáodục theo hướng tiếp cận trình độ tiên tiến trong khu vực và thế giới, phù hợptình hình thực tế của Việt Nam, ưu tiên nâng cao chất lượng đào tạo nguồnnhân lực có tay nghề đáp ứng được nhu cầu của thị trường lao động trongnước và trên trường quốc tế, đó là việc xây dựng chương trình đào tạo và bồidưỡng giáo viên thay đổi phương pháp, cải tiến phương tiện dạy học, đánh giákết quả học tập của học sinh Trong đó cải tiến phương tiện dạy học sẽ gópphần rất to lớn vào việc nâng cao chất lượng của quá trình dạy học Đặc biệt

là ứng dụng mô phỏng và thiết kế mô hình trực quan

Dạy học chuyên ngành kỹ thuật sửa chữa ôtô là môn kết hợp giữa lýthuyết với thực hành, trong đó có nhiều khái niệm trừu tượng, cấu tạo của các

bộ phận phức tạp cồng kềnh, trong quá trình lên lớp khó có thể mang đầy đủ

mô hình và vật thật lên để trình diễn cho học sinh và hơn thế nữa điều kiệnphòng học chuyên môn còn thiếu và quá trình thực hiện trình diễn thực tế mấtnhiều thời gian, để đáp ứng được mục tiêu dạy học và hình thành những kháiniệm ban đầu về quá trình lắp ráp các bộ phận, hệ thống trên ô tô trước khiđược giáo viên trình diễn mẫu, cần thiết phải có những hình ảnh động môphỏng về quá trình lắp ráp đó

Hình ảnh sinh động thu hút, hấp dẫn, tạo hứng thú cho học sinh, lôi cuốncác em vào việc chiếm lĩnh kiến thức Trên cơ sở đó tư duy kỹ thuật của học sinhđược phát triển góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Với trình độgiáo viên và cơ sở vật chất của Trường cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệpviệc sử dụng mô hình trực quan trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ôtô là rất cấpthiết

Xuất phát từ những lý do trên, để góp phần trực tiếp nâng cao chất lượngdạy và học Kỹ thuật sửa chữa ôtô tại trường Cao đẳng nghề cơ khí nôngnghiệp tác giả lựa chọn đề tài:

“Xây dựng và sử dụng mô hình trực quan thể hiện quá trình lắp ráp hộp số và cầu xe trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô tại trường cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệp ”

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu xây dựng và sử dụng mô hình trực quan thể hiệnquá trình lắp ráp hộp số và cầu xe trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tônhằm giúp cho học sinh nắm vững được cấu tạo, nguyên lý làm việc vàhình thành được những khái niệm ban đầu về qúa trình lắp ráp ngay trongkhi học lý thuyết sửa chữa ôtô

3 KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, PHẠM

VI NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT.

3.1 Khách thể nghiên cứu.

- Qúa trình dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô

3.2 Đối tượng nghiên cứu

- Mô hình trực quan thể hiện quá trình lắp ráp hộp số và cầu xe, ứngdụng trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ôtô

3.3 Phạm vi nghiên cứu

- Sử dụng phần mềm INVENTOR để thiết kế một số mô phỏng hộp số

và cầu xe TOYOTA CORONA trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ôtô.

3.4 Đối tượng khảo sát

- Học sinh các lớp Cao đẳng nghề công nghệ ôtô khoá 47CS của trườngCao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp, cán bộ quản lý và giáo viên giảng dạychuyên ngành công nghệ ôtô

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng và sử dụng mô hình trực quan thể hiện quá trình lắp ráp hộp

số và cầu xe trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô Sẽ nâng cao được khả năngnhận thức, phát triển tư duy kỹ thuật và nâng cao năng lực kỹ thuật, qua đógóp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn về vấn đề xây dựng và sửdụng mô hình trực quan bằng phần mềm INVENTOR

- Khảo sát thực trạng quá trình dạy học kỹ thuật sửa chữa tại trường Caođẳng nghề Cơ khí nông nghiệp từ đó đề xuất giải pháp xây dựng và thiết kế

mô hình trực quan cho mô đun sửa chữa - bảo dưỡng phần truyền động

- Xây dựng qui trình thiết kế mô hình trực quan thể hiện quá trình lắp ráp

hộp số và cầu xe TOYOTA CORONA bằng phần mềm INVENTOR trong

dạy học kỹ thuật sửa chữa ôtô

- Mô phỏng quá trình lắp ráp hộp số và cầu xe TOYOTA CORONA

- Kiểm nghiệm và đánh giá giả thuyết khoa học

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các lài liệu về Giáo dục học,Tâm lý học, phương pháp dạy học tích cực, phần mềm INVENTOR nội dungchương trình các môn học, mô đun đào tạo chuyên ngành kỹ thuật sửa chữa ôtô

- Phương pháp quan sát: Theo dõi được thực tiễn sư phạm, phát hiện vàtìm biện pháp giải quyết các vấn đề cấp bách đòi hỏi phải nghiên cứu

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Để khẳng định tính khả thi và hiệuquả của quy trình và bài giảng được thiết kế, xây dựng

- Phương pháp thống kê toán học: giúp việc chọn mẫu, xử lý dữ liệu, xácđịnh chính xác các kết quả thực nghiệm và điều tra

7 NHỮNG ĐÓNG GÓP CHÍNH CỦA LUẬN VĂN

- Xây dựng qui trình thiết kế mô hình trực quan quá trình lắp ráp

- Mô phỏng quá trình lắp ráp hộp số và cầu xe TOYOTA CORONAbằng phần mềm INVENTOR

8 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, luận văn được thể hiện trong 3chương với cấu trúc như sau:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng

mô hình trực quan trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô tại trường Cao đẳngnghề Cơ khí nông nghiệp

Chương 2: Xây dựng và sử dụng mô hình trực quan thể hiện quá trình

lắp ráp hộp số và cầu xe Toyota Corona bằng phần mềm INVENTOR trongdạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG

MÔ HÌNH TRỰC QUAN TRONG DẠY HỌC KỸ THUẬT SỬA CHỮA ÔTÔ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ KHÍ NÔNG NGHIỆP.

1.1 LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ

Vấn đề sử dụng mô hình trực quan trong dạy học trên thế giới đã đượcđặt ra từ khá lâu Vào những năm 90 của thế kỷ trước, nhu cầu cần xây dựngnhững mô hình trực quan ngày càng phức tạp, kết hợp nhiều lĩnh vực khácnhau và đòi hỏi về tính linh hoạt, trực quan đã dẫn đến một sự thay đổi cơ bản

về phương pháp mô hình hóa và mô phỏng

Hiện nay, do sự phát triển của nền kinh tế thị trường đặc biệt là sự pháttriển như vũ bão của các ngành khoa học kĩ thuật, việc đổi mới PPDH, ứngdụng công nghệ thông tin, xây dựng và sử dụng các mô hình trực quan trongdạy học là một yêu cầu đặt ra cho ngành giáo dục của bất kì quốc gia nào Cácphương pháp nặng về hoạt động thuyết giảng, áp đặt của thầy, nhẹ về hoạtđộng tích cực của trò đã và đang được thay thế bằng các phương pháp giáodục tích cực, dựa trên quan điểm phát huy tính tích cực, tư duy của người học,

đề cao vai trò tự học của trò, kết hợp với sự hướng dẫn của thầy trong đó trò

là chủ thể, thầy là tác nhân của quá trình dạy học

1.2 MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH

1.2.1 Mô hình

1.2.1.1 Khái niệm

Mô hình là một thuật ngữ được dùng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học

“Mô hình là một thể hiện bằng thực thể hay bằng khái niệm một số thuộc tính

và quan hệ đặc trưng của một đối tượng nào đó (gọi là đối tượng được mô hìnhhoá hay nguyên hình) với mục đích nhận thức, làm đối tượng quan sát thay chonguyên hình hoặc làm đối tượng nghiên cứu về nguyên hình” [25, tr26]

Mô hình có thể là những đối tượng vật lý khác về kích thước (mô hìnhhình tượng – iconic models); Các công thức và các mối quan hệ toán học (môhình trừu tượng – abstract models); hay là sự biểu diễn đồ hoạ (mô hình hiểnthị - visual models) Tính hữu ích của mô hình được thể hiện thông qua việcmiêu tả, thiết kế và phân tích hệ thống mà nó đại diện.

Trong nghiên cứu khoa học, việc xây dựng được một mô hình phù hợp

là yếu tố quan trọng nhằm nâng cao tính chính xác của kết quả nghiên cứu

1.2.1.2 Đặc điểm

- Mô hình phản ánh được đúng tính chất của đối tượng để người quan sát

có sự nhìn nhận đúng đắn về nguyên hình Mô hình có thể có kích thước tohơn hoặc nhỏ hơn nguyên hình sao cho thể hiện một cách rõ ràng nhất vềnguyên hình

- Kích thính được sự chú ý của người quan sát nhằm phát triển tư duy kỹthuật, mô hình có thể có màu sắc đa dạng cũng như tạo điều kiện thuận lợi hơncho người quan sát, tạo hứng thú khi tìm hiểu nguyên hình thông qua mô hình

1.2.1.3 Phân loại

Theo hình 1.1 mô hình được chia làm hai loại: mô hình thực thể và môhình khái niệm

Hình 1.1: Phân loại mô hình

* Mô hình thực thể (Substantial model).

Mô hình thực thể là những mô hình vật chất hoặc vật chất hoá được Ví

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

Dựa trên tiêu chuẩn cùng chất, giống về chất, khác về chất giữa nguyênhình và mô hình, mô hình thực thể được chia làm ba loại: mô hình trích mẫu,

mô hình đồng dạng, mô hình tương tự

+ Mô hình trích mẫu (Sampling model).

Từ tổng thể cần 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 cần nghiên cứu Lý thuyết xác suất giải quyết haiyêu cầu của việc mô hình hoá: tập mẫu phải có dung lượng đủ lớn thoả mãn

độ chính xác và độ tin cậy cho trước và từ kết quả trên tập mẫu ta sẽ được cácđánh giá hay ước lượng khác nhau về tổng thể Mô hình trích mẫu cùng chất

MH tương tự

MH

hệ thức

MH cấu trúc

MH

hình

học

MH động hình học

MH động lực học

MH thực thể

với nguyên hình Ví dụ: Để đánh giá chất lượng của một lô sản phẩm, người

ta rút ra một số mẫu một cách ngẫu nhiên, phân tích rồi rút ra kết luận

Trong dạy học môn KTCN, để đánh giá hiệu quả của một phương phápdạy học mới, các giáo viên thường tiến hành thực nghiệm sư phạm, dùngphương pháp này dạy thực nghiệm ở một số trường (được chọn ngẫu nhiên),qua đánh giá định tính và định lượng, rút ra kết luận về tính khả thi củaphương pháp mới đó

+ Mô hình đồng dạng (Similar model).

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

Nếu kích thước tương ứng của chúng tỉ lệ nhau, ta có đồng dạng hìnhhọc (geometrical similitude)

Nếu các vận tốc tương ứng của chúng tỉ lệ nhau, ta có đồng dạng độnghình học (kinematical similitude)

Nếu các lực tương ứng tác động lên chúng tỉ lệ nhau, ta có đồng dạngđộng lực học (dynamical simihtude)

- Mô hình đồng dạng hình học (Geometrical similar model).

Mô hình đồng dạng hình học là hình ảnh của đối tượng tại thời điểmquan sát Chúng ta nhận thức được thế giới xung quanh cơ bản là nhờ thị giác,

mà trực giác hình học có quan hệ chặt chẽ với thị giác Vì vậy mô hình hìnhhọc (mô tả trạng thái tĩnh) được dùng rất phổ biến trong dạy học Ví dụ: môhình động cơ, các bản vẽ kỹ thuật

- Mô hình động hình học (Kinematical similar model).

Mô hình động hình học là mô hình trạng thái động của nguyên hình

Ví dụ: mô hình động hình học mô tả chuyển động của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền…

Mô hình động lực học (Dynamical similar model).

Mô hình động lực học thường được sử dụng trong việc nghiên cứu sựbiến đổi trạng thái của một đối tượng dưới tác dụng của môi trường

Ví dụ: mô hình thử nghiệm sức cản của gió đối với Ôtô trong ống thổi ởphòng thí nghiệm

+ Mô hình tương tự (Analogue ,model)

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

Mô hình tương tự thường được gọi tên theo chất liệu của mô hình vànguyên hình: mô hình tương tự điện cơ, mô hình tương tự điện nhiệt, tương tựđiện thuỷ lực, tương tự khí thuỷ lực…

* Mô hình khái niệm (Conceptual model).

Mô hình khái niệm khác mô hình thực thể ở chỗ đây là các mô hình cótính chất hình thức, trừu tượng Trong các ngành khoa học kỹ thuật, mô hìnhtoán học (mathematical model) là điển hình của loại mô hình này

Phân loại mô hình toán học:

Qua phân tích phân loại của mô hình có thể thấy rằng mô hình đồng dạng

có những tính chất tương ứng với mô hình trực quan và được lựa chọn sử dụngtrong luận văn này

1.2.1.4 Vai trò của mô hình trong dạy học

Trong dạy học kỹ thuật có khá nhiều những khái niệm trừu tượng, nhữngvật thật có kích thước quá lớn: không mang trực tiếp lên giảng dạy tại lớp,

hoặc quá nhỏ: gây khó khăn cho việc hướng dẫn, mô tả của giáo viên và sựquan sát của người học, nhất là những kết cấu phức tạp Mô hình dạy học đãkhắc phục được những trở ngại trên

Mô hình có những vai trò sau:

- Cung cấp thông tin chính xác

- Trực quan hoá nội dung học tập

- Làm nguồn tri thức để học sinh khám phá

- Làm đối tượng để giáo viên, học sinh thao tác

- Thể hiện được nhiều yếu tố mà trong thực tế không biểu diễn được

khách thể khác ấy gọi là mô hình

Mô hình có thể thực hiện vai trò đó khi nào mức độ tương ứng của nó

phát sinh khi việc nghiên cứu bản thân khách thể một cách trực tiếp gặp khókhăn, tốn kém, cần nhiều thời gian hoặc không thể làm được vì khách thể quá

bé hoặc quá lớn, hoặc quá phức tạp Cơ sở của MHH là sự tương tự nhất địnhgiữa mô hình và khách thể được nghiên cứu Đây có thể là sự tương tự về đặctrưng vật lí, về chức năng mà chúng thực hiện, hoặc là tính đồng nhất của sự

mô tả toán học về "hành vi" của chúng Sự tương tự này cho phép chuyển từ

mô hình sang chính khách thể, cho phép sử dụng các kết quả thu nhận đượcnhờ mô hình lên khách thể

Chẳng hạn, mô hình nguyên tử của Bo cho phép giải thích nhiều thuộctính của nguyên tử, trước hết là tính vững bền của nó Ngày nay, phương phápMHH được sử dụng rộng rãi trên các máy tính điện tử và những thiết bị MHHđiện tử Ưu thế cơ bản của loại mô hình này là tính phổ quát, tiện lợi, nhanhchóng, tiết kiệm trong nghiên cứu MHH là một trong những biện pháp củanhận thức khoa học nói chung

1.2.2.2 Qui trình mô hình hóa

Đề tài tập trung vào việc xây dựng và sử dụng mô hình cho cơ cấu cơkhí, do vậy qui trình dưới đây là mô tả qui trình mô hình hoá cơ cấu cơ khí

- Nghiên cứu đối tượng gốc: Quan sát, tháo rời các chi tiết của đối tượng gốc

để hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý làm việc của đối tượng gốc

- Tách đối tượng gốc thành các bộ phận cơ bản: liệt kê tên và số lượngcác chi tiết của đối tượng gốc, các thông số về kích thước, yêu cầu kỹ thuật

- Xây dựng mô hình thay thế: lựa chọn các công cụ xây dựng mô hình,tiến hành xây dựng mô hình các chi tiết, lắp ráp mô hình

- Hoàn thiện và sửa chữa mô hình:

1.3 VAI TRÒ CỦA MÔ HÌNH TRỰC QUAN TRONG PHÁT TRIỂN TƯDUY VÀ NĂNG LỰC KỸ THUẬT

1.3.1 Mô hình trực quan và tư duy kỹ thuật

1.3.1.1 Khái niệm về tư duy kỹ thuật

Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý kỹ thuật, các quátrình kỹ thuật, các thiết bị kỹ thuật dưới dạng mô hình và kết cấu nhằm giảiquyết những vấn đề kỹ thuật đặt ra trong thực tế

Như vậy tư duy kỹ thuật là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực laođộng kỹ thuật nhằm giải quyết những nhiệm vụ có tính chất kỹ thuật sảnxuất [10, tr 3]

1.3.1.2 Cấu trúc của tư duy kỹ thuật

Tư duy kỹ thuật được hiểu là tư duy Lý thuyết - thực hành và tư duyKhái niệm - hình ảnh Nó được cấu trúc bởi ba thành phần có quan hệ tương

hỗ và bình đẳng là Khái niệm (lý thuyết) - Hình ảnh (trực quan) - Thao tác

- Tư duy kỹ thuật mà việc giải quyết vấn đề dựa trên các hình ảnh trựcquan của đối tượng kỹ thuật gọi là tư duy trực quan

- Tư duy kỹ thuật mà việc giải quyết vấn đề bằng thao tác vật chất hướngvào việc giải quyết các tình huống được gọi là tư duy thao tác (thực hành)

1.3.1.3 Đặc điểm cơ bản của tư duy kỹ thuật

Tư duy kỹ thuật mang những thuộc tính vốn có của tư duy nói chung: Tínhphản ánh khái quát, tính trừu tượng, dùng ngôn ngữ làm phương tiện, liên hệchặt chẽ với nhận thức cảm tính…, đồng thời nó cũng có những đặc điểm riêng:

Thứ nhất: Tư duy kỹ thuật biểu hiện sự thống nhất chặt chẽ giữa thành

phần lý thuyết và thành phần thực hành của hoạt động trong sự tác động qualại và kết hợp không ngừng giữa các thao tác trí tuệ với các hành động chântay bên ngoài (các động tác)

Khái niệm (lý thuyết)

- Qua đặc điểm này cho thấy muốn phát triển TDKT phải tiến hành đồngthời hàng loạt các thao tác trí óc kết hợp với thao tác thực hành, làm chochúng hỗ trợ nhau, kiểm tra, thúc đẩy lẫn nhau Từ đó có thể rút ra kết luận sư

phạm quan trọng là: Không thể phát triển TDKT nếu chỉ dung PP dạy học bằng lời nói và chữ viết.

Thứ hai: TDKT có mối liên hệ chặt chẽ giữa thành phần khái niệm và

thành phần hình ảnh của hoạt động Hai thành phần này có giá trị ngang nhautrong TDKT Khi tư duy để giải quyết một bài toán kỹ thuật, con người cầnphải hình dung trong đầu hình khối của đối tượng nghiên cứu Vì vậy người tanói: TDKT là tư duy không gian

Thứ ba: TDKT có tính thiết thực, nó thể hiện trên hai mặt:

- Quá trình tư duy để giải quyết 1 bài toán kỹ thuật – công nghệ phảiđược hoàn thiện trong một thời gian hạn chế

- TDKT là linh hoạt, nó không chỉ đáp ứng với yêu cầu thực tế vào thờiđiểm cần thiết, mà còn thể hiện ở kỹ năng của người biết vận dụng hợp lý cóhiệu quả các tri thức vào những điều kiện khác nhau

Thứ tư: TDKT mang tính nghề nghiệp Những người làm một nghề kỹ

thuật nào đó thường rất nhạy bén với những vấn đề của nghề đó Sự nhạy bén đócho phép người làm nghề kỹ thuật tiếp cận với những khái niệm kỹ thuật hay đốitượng kỹ thuật mới nhanh hơn so với người không làm nghề đó [10, tr 4]

1.3.1.4 Vai trò của mô hình trong phát triển tư duy kỹ thuật

Tư duy kỹ thuật của người lao động kỹ thuật được hình thành và pháttriển trong một quá trình lâu dài dưới tác động của nhiều yếu tố như hệ thốngtri thức được trang bị, điều kiện kinh tế - kỹ thuật và môi trường hoạt động kỹthuật Tuy nhiên ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức thì tư duy đã được hìnhthành và phát triển từng bước mà trong đó mô hình đóng vai trò quan trọng

- Trong quá trình dạy học, người giáo viên cung cấp cho học sinhphương tiện tư duy đó là ngôn ngữ kỹ thuật Cần làm cho học sinh nắm vữngđược hệ thống các ngôn ngữ kỹ thuật, lý thuyết chuyên môn của ngành đượcđào tạo Để làm được điều đó, trong nhiều trường hợp mô hình trực quanđóng vai trò quan trọng.

- Tạo dựng và khắc sâu các biểu tượng về khái niệm mà đối tượng phảnánh, để đạt được những điều đó cần phải có mô hình cho học sinh quan sát, đểtạo dựng được ấn tượng ban đầu về bộ phận, chi tiết của vật thể mô hình đóngvai trò cung cấp hình ảnh làm chất liệu cho tư duy

- Khi học thực hành kỹ thuật học sinh có thể quan sát mô hình và thựchiện theo những chỉ dẫn của mô hình, mô hình giúp cho người học rèn luyệnthao tác kỹ thuật và là một trong những thành phần thúc đẩy TDKT

- Mô hình được sử dụng cả trong dạy lý thuyết và thực hành, cho phép sửdụng những phương pháp dạy học tích cực, mô hình đóng vai trò tích cựctrong việc tổ chức và điều khiển các quá trình dạy học nêu cao được tinh thần

tự giác học tập của học sinh Do đó mô hình là một thành tố quan trọng trongviệc phát triển tư duy kỹ thuật

1.3.2 Mô hình trực quan và năng lực kỹ thuật

1.3.2.1 Khái niệm năng lực kỹ thuật

NLKT là tổ hợp những yếu tố tâm sinh lý của cá nhân đáp ứng nhữngđồi hỏi của một hoạt động kỹ thuật nào đó

Như vậy, NLKT thuộc loại năng lực chuyên môn, có phạm vi rộng, do

đó nó có thể gồm nhiều chuyên môn hẹp

1.3.2.2 Cấu trúc của năng lực kỹ thuật

NLKT được hình thành thông qua những hoạt động kỹ thuật cụ thể vàđược cấu trúc bởi ba thành phần: Nhận thức kỹ thuật, thiết kế kỹ thuật và vậndụng kỹ thuật

Hình 1.3: Cấu trúc của năng lực kỹ thuật

Năng lực kỹ thuật được hình thành dựa trên ba yếu tố:

- Yếu tố chủ đạo gồm tư duy kỹ thuật và tưởng tượng kỹ thuật

- Yếu tố điểm tựa gồm óc quan sát trí nhớ trực quan

- Yếu tố hỗ trợ gồm hứng thú và sự khéo tay cả người lao động kỹ thuật

Tóm lại: Để hình thành, bồi dưỡng NLKT cần tác động vào các yếu tố về

nhận thức, thiết kế và vận dụng kỹ thuật, phát triển tư duy và tưởng tượng kỹthuật, nâng cao khả năng quan sát và trí nhớ trực qua, sự hứng thú của người học

1.3.2.3 Vai trò của mô hình trong phát triển năng lực kỹ thuật

- Mô hình trực quan còn hình thành vững chắc cho học sinh các khái niệm

kỹ thuật, giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức, đặc biệt là khả năng quansát, tư duy (phân tích, tổng hợp các hiện tượng, rút ra những kết luận có độ tincậy) nhằm phát triển tư duy kỹ thuật (TDKT là thành phần chính của NLKT)

- Sử dụng mô hình trực quan sẽ nâng cao tính tích cực trong dạy và học,người học học tập một cách chủ động giúp nhận thức kiến thức tốt hơn

- Mô hình lắp ráp giúp học sinh phát triển khả năng thiết kế kỹ thuật

- Mô hình trực quan giúp làm sinh động nội dung học tập, giúp cho họcsinh hứng thú học tập, nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học

Trên cơ sở phân tích trên ta thấy rằng mô hình trực quan trong dạy học

kỹ thuật có ý nghĩa to lớn đối với quá trình phát triển năng lực kỹ thuật củahọc sinh

Nhận thức kỹ thuật

1.3.3 Một số giải pháp sử dụng mô hình trực quan để phát triển TDKT&NLKT

1.3.3.1 Sử dụng mô hình để minh họa nội dung bài học

- Ở mức độ đơn giản nhất mô hình trực quan là công cụ đắc lực hỗ trợ việcxây dựng kiến thức cho học sinh, giúp học sinh hiểu bài một cách sâu sắc và nhớbài lâu hơn do việc thu nhận thông tin về sự vật, hiện tượng một cách sinh động,chính xác giảm được mức độ khó và trừu tượng của nội dung bài học từ đó nângcao hứng thú học tập môn học, nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học

- Giúp học sinh tiếp cận, làm quen với các thiết bị và công nghệ hiện đại

để có thể áp dụng nhanh và hiệu quả các thiết bị máy móc sản xuất khi các embước vào làm thực tế

- Nội dung của bài học được minh hoạ bởi mô hình sẽ giúp cho bài giảngsinh động phong phú hấp dẫn đối với học sinh Thể hiện được ý đồ sư phạmcủa giáo viên

- Khi sử dụng mô hình sẽ giúp giáo viên tiết kiệm được thời gian trên lớptrong mỗi tiết học, giúp giáo viên điều khiển được hoạt động nhận thức củahọc sinh, kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của các em được thuận lợi và chohiệu suất cao hơn

Có thể nhận thấy, sử dụng theo cách này sẽ tác động gián tiếp phát triển

tư duy kỹ thuật và năng lực kỹ thuật

1.3.3.2 Sử dụng mô hình để tạo tình huống học tập

- Ở mức độ tích cực hơn mô hình được sử dụng để tạo tình huống họctập Để cho mâu thuẫn khách quan trở thành mâu thuẫn nội tại trong tư duycủa học sinh thì người thầy phải biết tổ chức tình huống để đặt học sinh đứngtrước mâu thuẫn giữa tri thức đã biết với tri thức cần đạt tới

- Trong dạy học việc đặt học sinh vào những tình huống có vấn đề để các

em đi tìm hiểu, xem xét và giải quyết vấn đề nhằm phát triển tư duy của học

sinh là rất quan trọng, khi sử dụng mô hình trực quan trong dạy học sẽ tạođược tình huống có vấn đề cho học sinh tranh luận và đưa ra ý kiến của mình.

Ví dụ khi dạy hoạt động của cầu xe giáo viên đưa ra một mô hình trựcquan về nguyên lý làm việc của cầu xe, hướng dẫn học sinh quan sát cáctrường hợp khác nhau, khi đi thẳng, vòng trái, vòng phải Đặt câu hỏi cho họcsinh tại sao khi vòng trái hoặc vòng phải một bánh xe quay chậm và một bánh

xe quay nhanh hơn? Từ đó học sinh đi xem xét tìm hiểu để giải quyết vấn đề

1.3.3.3 Sử dụng mô hình làm công cụ tự học

- Mô hình trực quan được xây dựng trong máy tính sẽ đóng vai tròquan trọng trong việc thiết kế và sử dụng bài giảng điện tử cho hình thứcdạy học e-learning

- Khi dạy học có mô hình trực quan đã được thiết kế sẵn bằng phầnmềm, sau khi giáo viên hướng dẫn trực quan học sinh sẽ có khả năng tự xâydựng được qui trình cho bài học và vận dụng được vào thực tế điển hình nhưdạy thực hành tháo lắp Học sinh có thể tự học tập tại nhà, học tập mọi nơi,mọi lúc các em có thể copy bài giảng về nhà xem qua máy vi tính hoặc ghi rađĩa CD để xem qua tivi Với những khả năng trên học sinh hoàn toàn có thể tựhọc với sự định hướng nhất định từ phía giáo viên cũng như các nội dung trợgiúp của phần mềm một cách hiệu quả

1.3.3.4 Sử dụng mô hình để tạo các sự cố kỹ thuật

Trong thực tế thì những sự cố kỹ thuật, những hư hỏng của các bộphận, chi tiết trên hệ thống rất hay xảy ra nhưng tại thời điểm hướng dẫn chohọc sinh về những hư hỏng đó thì ít khi có thực mà mới chỉ dừng lại ở lýthuyết muốn làm sáng tỏ để học sinh trực quan được những hư hỏng đó thìphải sử dụng mô hình trực quan để giới thiệu cho học sinh biết được những

hư hỏng và cách khắc phục của chi tiết, hệ thống Đây là một vai trò kháquan trọng của mô hình trực quan ở chỗ mô hình giúp giáo viên, học sinh

chủ động tạo ra các sự cố kỹ thuật mà trong thực tế khó thể hiện được bởicác đối tượng, hệ thống kỹ thuật

Ví dụ mô tả sự mòn của cặp pittông, xi lanh dẫn đến tăng khe hở làmviệc hoặc cặp bánh răng bị mòn, sứt mẻ…Việc tạo ra các sự cố kỹ thuật làtheo ý đồ của giáo viên

1.4 KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MÔ HÌNH TRỰC QUAN TRONG DẠY HỌC

KỸ THUẬT SỬA CHỮA Ô TÔ TẠI TRƯỜNG CĐ NGHỀ CƠ KHÍ NN

1.4.1 Thực trạng dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô tại trường CĐNCKNN

1.4.1.1 Vài nét về trường Cao đẳng nghề cơ khí Nông nghiệp

Trường Cao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp trực thuộc Bộ Nông nghiệp

và PTNT, tiền thân là Trường Máy kéo Hà Trung thành lập năm 1960 tại HàTrung - Thanh Hoá Tháng 8 năm 1965 Trường chuyển đến xã Trung Mỹ -huyện Bình Xuyên - tỉnh Vĩnh Phúc, tháng 4 năm 1966 đổi tên thành TrườngTrung học Cơ khí nông trường, đến tháng 08 năm 1972 đổi tên thành TrườngCông nhân Cơ khí nông nghiệp 1 Trung Ương

Tháng 1 năm 2007 Trường Cao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp đượcthành lập trên cơ sở nâng cấp từ Trường Công nhân Cơ khí nông nghiệp 1Trung Ương [5, tr01]

Để đáp ứng phù hợp với các cấp bậc đào tạo, nhà trường luôn chútrọng đầu tư cho dạy và học nhằm mở rộng qui mô đào tạo kết hợp vớinâng cao chất lượng giáo dục; đặc biệt đẩy mạnh ứng dụng công nghệthông tin, thực hiện đổi mới phương pháp dạy học theo công nghệ dạy họchiện đại, ứng dụng các phần mềm để nâng cao hiệu quả chất lượng đào tạo.Tạo điều kiện cho cán bộ, giáo viên học tập nâng cao trình độ chuyên môn,nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát triển TDKT cho học sinhgóp phần nâng cao chất lượng đào tạo là rất thiết thực [5]

1.4.1.2 Về đội ngũ giáo viên

Để xây dựng và ứng dụng mô hình trực quan trong dạy học cần phải cónhững điều kiện nhất định về cơ sở vật chất, trình độ của giáo viên và khả năngcủa học sinh

Vì vậy chúng tôi đã tiến hành trao đổi với nhà giáo ưu tú, thạc sĩ NguyễnVăn An hiệu trưởng nhà trường về những điều kiện để ứng dụng mô hình trựcquan trong dạy học chuyên ngành công nghệ ôtô Ngoài ra chúng tôi đàm thoạitrực tiếp với một số giáo viên dạy các môn chuyên ngành công nghệ ôtô

Kết quả cho thấy hiện nay, nhà trường có 154 cán bộ, viên chức, trong

đó có 131 giáo viên với 62 có trình độ trên đại học Số giáo viên trực tiếptham gia giảng dạy chuyên ngành công nghệ ôtô là 18 giáo viên trong đó có

14 giáo viên có trình độ trên đại học Có thể nói, đội ngũ giáo viên mạnh đang

là một nhân tố quan trọng trong việc đảm bảo nâng cao chất lượng giảng dạycủa trường cũng như việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, sử dụngcác trang thiết bị hiện đại [5, tr 15]

1.4.1.3 Về cơ sở vật chất

Sau khi trao đổi với nhà giáo ưu tú, thạc sĩ Nguyễn Văn An hiệu trưởngnhà trường, kết quả cho thấy điều kiện về cơ sở vật chất để phục vụ cho giảngdạy cũng như để ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học chuyên ngànhcông nghệ ôtô tương đối đầy đủ, đủ điều kiện để ứng dụng mô hình trực quantrong dạy học cụ thể trung bình 03 giáo viên giảng dạy chuyên ngành công nghệôtô có một máy chiếu projector, việc sử dụng máy chiếu trong dạy học được cácgiáo viên thực hiện thường xuyên (chủ yếu là trình chiếu nội dung bài giảngđược thiết kế trên PowerPoint, các sơ đồ nguyên lý, sơ đồ cấu tạo) mô hình 3Dcòn rất ít, có 21 phòng học lý thuyết rộng 1134 m2; 01 nhà xưởng thực hànhrộng 1000 m2; 01 phòng học chuyên môn rộng 200 m2, 100% giáo viên dạy

chuyên ngành công nghệ ôtô có máy tính xách tay Khả năng sử dụng máy tínhthành thạo

Thực trạng trên cho thấy việc ứng dụng mô phỏng trong dạy học chuyênngành công nghệ ôtô nói chung và mô đun bảo dưỡng - sửa chữa hệ thốngtruyền động nói riêng ở trường Cao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp là cần thiết

1.4.1.4 Về phương pháp dạy học và ứng dụng CNTT trong dạy học

Để đáp ứng được nhu cầu của thị trường lao động, học sinh ra trường cótay nghề cao, trong quá trình dạy học đã áp dụng các phương pháp dạy họctích cực trong các giờ giảng, đưa công nghệ thông tin vào để áp dụng mộtcách thường xuyên Nhưng trong thực tế việc ứng dụng mô hình trực quan tạitrường vẫn còn rất hạn chế, để tìm hiểu vấn đề này chúng tôi tiến hành traođổi về những nguyên nhân ảnh hưởng đến việc ứng dụng mô hình trực quantrong dạy học kĩ thuật sửa chữa ôtô

* Những nguyên nhân ảnh hưởng đến thực trạng nói trên.

Để tìm hiểu vấn đề này chúng tôi trao đổi trực tiếp với thạc sĩPhạm Tố Như trưởng khoa Động lực, Th.S Nguyễn Xuân Thuỷ trưởngkhoa Cơ Khí, Th.S Đào Tuấn Anh phó trưởng phòng Đào Tạo, Th.SLâm Văn Thông, Th.S Đinh Quang Vinh, Th.S Lê Đình Đạt là nhữnggiáo viên có nhiều năm kinh nghiệm

Kết quả cho thấy, một trong những nguyên nhân làm cho việc ứng dụng

mô hình trực quan trong dạy học kĩ thuật sửa chữa còn bị hạn chế là do chưa

có qui trình xây dựng mô hình trực quan, chưa có ngân hàng mô hình trựcquan, mặc dù cũng đã có sử dụng một số mô hình trực quan của các hãng nhưFORD, TOYOTA, BMW để đưa vào giảng dạy tuy nhiên hiệu quả chưa cao

vì những mô hình đó mang tính chất tổng thể, có thể là lắp ráp cả động cơhoặc cả một chiếc xe để giới thiệu cho học sinh một phần nào đó của ôtô là

rất khó khăn, và không theo đúng ý tưởng sư phạm của giáo viên Những môhình đó còn quá ít

Tóm lại: qua phân tích trên cho thấy việc sử dụng mô hình trực quan

trong dạy học tại trường Cao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp là cần thiết.

1.4.2 Khả năng xây dựng và sử dụng mô hình trực quan trong dạy học kỹ thuật sửa chữa ô tô tại trường Cao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp.

1.4.2.1 Về quan điểm của lãnh đạo

Với mục tiêu phát triển nhanh công nghệ thông tin trong giảng dạy,nghiên cứu, khai thác, ứng dụng công nghệ và các tiến bộ khoa học kỹ thuật

và hiện đại hóa công tác quản lý nhà trường đáp ứng yêu cầu của một TrườngCao đẳng nghề hàng đầu ở Việt Nam Từ những mục tiêu trên ban lãnh đạonhà trường luôn quan tâm đến việc phát triển và ứng dụng công nghệ thôngtin trong nhà trường cụ thể là

- Xây dựng qui chế phù hợp để tạo điều kiện cho mọi người hưởng ứngtham gia tích cực đẩy nhanh sử dụng công nghệ thông tin nhằm nâng cao chấtlượng dạy và học, nghiên cứu, khai thác, ứng dụng công nghệ và các tiến bộkhoa học kỹ thuật và quản lý

- Tập trung đầu tư cho khoa Điện tử - Tin học những nguồn lực cần thiết,tạo quyền chủ động lập kế hoạch làm việc trực tiếp và triển khai công nghệthông tin vào các khâu giảng dạy, nghiên cứu khai thác, ứng dụng công nghệ

và các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào công tác của từng đơn vị

- Thành lập trung tâm thông tin thư viện; xây dựng đề án công nghệ dạyhọc trực tuyến và trường học điện tử; xây dựng trang web của trường

- Tăng cường trang bị máy tính cho các phòng học chuyên tin học; sửdụng các phương tiện truyền thông tốc độ cao, đa dịch vụ; xây dựng hệ thốngmạng nội bộ bảo đảm hiện đại, liên kết hệ thống thông tin nội bộ với Bộ và

các cơ quan, đơn vị thuộc ngành Nông nghiệp và PTNT trong cả nước vớicông nghệ hiện đại, bảo đảm an toàn & bảo mật [5, tr 39]

1.4.2.2 Về trình độ tin học của giáo viên

Giáo viên trong nhà trường đều nhận thức được việc đổi mới phương pháp,phương tiện, ứng dụng công nghệ thông tin sẽ mang lại hiệu quả cao trong dạyhọc, ứng dụng công nghệ thông tin đã thực sự trao quyền chủ động học tập chohọc sinh và cũng làm thay đổi vai trò của người thầy trong giáo dục Từ vai trò lànhân tố quan trọng, quyết định trong kiểu dạy học tập trung vào thầy cô, thì naycác thầy cô phải chuyển sang giữ vai trò nhà điều phối theo kiểu dạy học tập trungvào học sinh (lấy người học làm trung tâm), chính vì lẽ đó tất cả giáo viên trongnhà trường không ngừng trau rồi học tập nâng cao trình độ tin học, hiện nay 100%giáo viên dạy học chuyên ngành sử dụng máy tính thành thạo, khả năng khai thácinternet để phục vụ dạy học khá tốt, trong các giờ học chuyên ngành đều có sửdụng máy tính, máy chiếu, các bài giảng điện tử được dùng phổ biến

1.4.2.3 Hạ tầng về công nghệ thông tin

Để đáp ứng được nhu cầu về công nghệ thông tin và thực hiện được mụctiêu đặt ra trong chiến lược phát triển Trường Cao đẳng nghề Cơ khí nôngnghiệp giai đoạn 2009 - 2015, tầm nhìn 2020 về phát triển công nghệ thôngtin ban lãnh đạo nhà trường đặc biệt quan tâm đến cơ sơ hạ tầng về công nghệthông tin như phòng học và thiết bị, máy tính

Hiện nay nhà trường có tổng số 07 phòng có học lắp đặt máy tính, mạnginternet tổng số 200 máy tính, 100% giáo viên giảng dạy chuyên ngành đều

có máy tính cá nhân Nhà trường có hệ thống mạng nội bộ và có địa chỉWebsite trên internet với tên đăng kí vcam.edu.vn

Tóm lại: với những quan điểm của lãnh đạo nhà trường về nâng cao hiệu

quả trong dạy học, đầu tư cơ sở vật chất phục vụ cho dạy học, các điều kiện cần

thiết về trình độ của giáo viên, hạ tầng cơ sở về công nghệ thông tin việc ứng dụng

mô hình trực quan trong dạy học tại trường CĐN CKNN có tính khả thi

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này, tác giả đã trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của việcxây dựng và sử dụng mô hình trực quan trong dạy học kỹ thuật cụ thể là môđun bảo dưỡng - sửa chữa hệ thống truyền động trong dạy học kỹ thuật sửachữa ôtô Những luận điểm chính trong chương này có thể tóm tắt lại như sau:Trong luận văn có nghiên cứu đến một số khái niệm liên quan đến quá trìnhdạy học, trong đó các khái niệm về mô hình, mô hình hoá, tư duy kỹ thuật và nănglực kỹ thuật đã được xem xét và phân tích

Phát triển tư duy kỹ thuật và năng lực kỹ thuật cho học sinh là một yếu tốkhông thể thiếu được trong quá trình dạy học Do vậy, trong luận văn này có phântích các cấu trúc, đặc điểm, vai trò của tư duy kỹ thuật và năng lực kỹ thuật trongdạy học cũng như một số giải pháp sử dụng mô hình trực quan để phát triểnTDKT&NLKT

Thực trạng quá trình dạy học kỹ thuật sửa chữa ôtô hiện nay tại trườngCao đẳng nghề Cơ khí nông nghiệp cho thấy sự cần thiết của mô hình trựcquan trong dạy học ngành công nghệ ôtô nói chung và mô đun bảo dưỡng -sửa chữa hệ thống truyền động nói riêng Những điều kiện tiền đề để xâydựng và sử dụng mô hình trực quan trong dạy học kỹ thuật cho thấy tính khảthi của hướng nghiên cứu

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MÔ HÌNH TRỰC QUAN THỂ HIỆN QUÁ TRÌNH LẮP RÁP HỘP SỐ VÀ CẦU XE TOYOTA CORONA

TRONG DẠY HỌC KỸ THUẬT SỬA CHỮA Ô TÔ

2.1 MÔ ĐUN SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

2.1.1 Mục tiêu của môđun

Học xong mô đun này học sinh có khả năng:

+ Trình bày đầy đủ các yêu cầu, nhiệm vụ, phân loại của các bộ phận hệthống truyền động (ly hợp, hộp số, các đăng, truyền lực chính, bộ vi sai, bántrục, moayơ, bánh xe) trên ô tô

+ Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong

hệ thống truyền động

+ Trình bày đúng phương pháp bảo dưỡng, kiểm tra và sữa chữa những

hư hỏng của các bộ phận trong hệ thống

+ Phân tích đúng những hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng các bộ phận.+ Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa các chi tiết của các bộ phậntrong hệ thống truyền động đúng quy trình, quy phạm và đúng các tiêu chuẩn

kỹ thuật trong sửa chữa

+ Sử dụng đúng, hợp lý các dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đảmbảo chính xác và an toàn

+ Vận dụng được các nội dung đã học của mô đun vào thực tế sản xuất

2.1.2 Nội dung mô đun:

* Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

TT Tên các bài trong mô đun Tổng số LT Thời gian TH KT

1 Cấu tạo bộ ly hợp ma sát 19 4 15

7 Sửa chữa - bảo dưỡng truyền động các

2.1.3 Đặc điểm của mô đun

- Đây là mô đun chuyên môn nghề có đặc điểm kết hợp giữa LT-TH

- Nội dung kiến thức trong mô đun khá dài

- Kiến thức trong mô đun trừu tượng khó diễn tả, cấu tạo bên trong phức tạp

- Các bộ phận, chi tiết trên hệ thống cồng kềnh khó khăn khi mangvật thật lên lớp

Trên đây là những đặc điểm chính của mô đun, với những đặc điểm nhưtrên cần có sự hỗ trợ của mô hình trực quan để đạt được mục tiêu trong quátrình dạy - học mô đun này

2.1.4 Khả năng sử dụng mô hình trực quan trong dạy học mô đun

- Dựa vào các đặc điểm và nội dung của mô đun cho thấy hầu hết các bàihọc trong mô đun đều có thể thiết kế MHTQ để phục vụ giảng dạy lý thuyếtcũng như thực hành

Ví dụ: dạy bài số 3 cấu tạo hộp số cơ khí, khi có mô hình trực quangiáo viên có thể chỉ ra cho học sinh quan sát được cấu tạo của từng bánhrăng, từng trục bên trong của hộp số, chỉ rõ được kích thước, tỷ lệ của các

bánh răng đó, hoặc dạy bài số 10 cấu tạo bộ vi sai đây là một nội dung khó,trừu tượng, học sinh rất khó khăn khi tìm hiểu nội dung này nhưng với môhình trực quan học sinh rất dễ ràng nhận biết được cấu tạo các chi tiết vàmối liên hệ giữa chúng.

- Khi sử dụng mô hình trực quan sẽ thể hiện các thao tác kỹ thuật cầnthiết giúp cho học sinh rèn luyện được thao tác khi học thực hành kỹ thuật

- Mô hình trực quan sẽ giúp minh hoạ qui trình lắp ráp các chi tiếtcủa hệ thống, khi học sinh quan sát và làm theo sẽ nêu cao được tinh thần

tự giác học tập, phát huy tính tích cực của học sinh giúp phát triển TDKT

và NLKT của học sinh

Nhờ đó, có thể xây dựng những mô hình trực quan sử dụng trong dạyhọc kỹ thuật để thực hiện được ý đồ sư phạm của người giáo viên và phát huymạnh mẽ tính tích cực của học sinh

2.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỘP SỐ VÀ CẦU XE TOYOTA CORONA

2.2.1 Nguyên tắc xây dựng

- Đảm bảo tính trực quan, thẩm mĩ: Giao diện, các hình ảnh phải đủ lớn,

có kết cấu hài hòa, rõ nét cho mọi người quan sát

- Đảm bảo tính chân thực: Mô hình được xây dựng phải đảm bảo tínhkhoa học, phản ánh đúng hiện tượng như trong thực tế

- Đảm bảo tính sư phạm: Mô hình được xây dựng phải phù hợp với nộidung, mục tiêu môn học, thể hiện được ý tưởng sư phạm khi sử dụng mô hình

- Đảm bảo tính đơn giản, dễ sử dụng: Thể hiện ở việc người sử dụng dễdàng tiếp cận và thao tác thực hiện được

2.2.2 Qui trình xây dựng

Hình 2.1: Qui trình xây dựng mô hình

Bước 1: Nghiên cứu đối tượng gốc

Lựa chọn đối tượng, thực hiện tháo rời các chi tiết của đối tượng nhằmnghiên cứu cấu tạo, đặc tính của đối tượng, đo kích thước của các chi tiết đó

để lấy thông số thiết kế

Bước 2: Tách các chi tiết từ đối tượng gốc.

Các chi tiết đã được tháo rời liệt kê thành bảng để thuận lợi cho việc xâydựng, thiết kế Đây là một cơ sở dữ liệu để khi thiết kế không bị trồng chéotránh bị thiết kế thiếu chi tiết

Bước 3: Thiết kế mô hình các chi tiết.

Nghiên cứu đối tượng gốc

Tách các chi tiết từ đối tượng gốc

Thiết kế mô hình các chi tiết

Dựa trên cơ sở các thông số đo được từ các chi tiết và bảng kê tên cácchi tiết của đối tượng gốc ta tiến hành thiết kế theo hình dáng và kích thướccủa đối tượng gốc

Bước 4: Xây dựng kịch bản lắp ráp.

Trong bước này ta cần xác định thứ tự lắp ráp và mối quan hệ của cácchi tiết, bộ phận trên hệ thống cần lắp ráp để lắp ráp theo đúng trình tự giốngvới quá trình lắp ráp trong thực tế

Bước 5: Lắp ráp mô hình.

Khi xây dựng mô hình thì các chi tiết độc lập với nhau nên lúc này ta cầnphải lắp ráp các chi tiết này lại theo đúng yêu cầu kỹ thuật và trình tự lắp ráp

Bước 6: Thể hiện quá trình lắp ráp.

Khi các chi tiết đã được lắp ráp hoàn thiện ta tiến hành chuyển sangmôi trường Presentation để thực hiện thể hiện quá trình lắp ráp đó Trongmôi trường này cho phép xác định chiều quay của chi tiết khi lắp ráp hoặctháo rời, xác định hướng chuyển động và sự ẩn hiện các đường dẫn khi chitiết chuyển động

Bước 7: Hoàn thiện và sửa chữa.

Quá trình xây dựng mô hình có thể sẽ xảy ra một số sai hỏng như khi cácchi tiết chuyển động bị va chạm vào nhau hoặc độ tương phản về màu sắcgiữa các chi tiết không theo ý đồ sư phạm của giáo viên, ta cần phải trở lạibước 3 để thực hiện chỉnh sửa cho phù hợp

2.2.3 Công cụ xây dựng

2.2.3.1 Một số phần mềm thiết kế 3D

- Hiện nay có khá nhiều các phần mềm thiết kế mô hình 3D điển hìnhnhư: phần mềm Solidworks, Catia, Ansys, Pro Engineer, Inventor… đây làcác phần mềm thiết kế cơ khí 3D được sử dụng rất phổ biến Tuy nhiên, mỗi

phần mềm thiết kế đều có ưu và nhược điểm tuỳ vào mục đích của từng nhàthiết kế mà sử dụng các phần mềm khác nhau

Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu xét thấy phần mềm Inventor ngoàiviệc thiết kế cơ khí 3D để ứng dụng vào sản xuất còn có thể kết suất ra nhữngđoạn video với những hình ảnh đẹp mắt phù hợp trong dạy học, công cụ củaInventor dễ điều khiển và sử dụng do vậy trọng luận văn này sử dụng phầnmềm Inventor để thiết kế mô hình trực quan

2.2.3.2 Khái quát về phần mềm Inventor

AutoDesk Inventor ra đời từ năm 1994 được các kỹ sư chuyên về đồ hoạcủa công ty AutoDesk viết ra

AutoDesk Inventor là phần mềm chuyên dụng cho việc thiết kế các chitiết trong không gian 3 chiều (3D) sau kết xuất ra thành các bản vẽ thiết kế

Nó phục vụ đắc lực cho các ngành kỹ thuật đặc biệt là thiết kế cơ khí

Nội dung chủ yếu của Autodesk Inventor là thiết kế các bộ phận của vậtdụng, máy móc trong không gian 3 chiều Sau khi các bộ phận đã hoàn chỉnh

có thể lắp ráp thành sản phẩm, xoay các hướng nhìn, gán vật liệu, tô bóng bềmặt theo vật liệu với chất lượng cao

Khi các thông số thiết kế đạt yêu cầu Autodesk Inventor có thể kết xuấtchi tiết, cụm chi tiết cũng như sản phẩm ra bản vẽ thiết kế thông thường (2D)với các hình chiếu theo qui chuẩn

Tiếp cận phần mềm này trên phương diện dạy học, các nhà giáo có thể sửdụng Inventor để tạo ra các mô hình động thể hiện các cơ cấu, hệ thống về cơkhí, động lực với mục đích làm đối tượng nghiên cứu cho nội dung dạy học.Phần mềm Inventor cho phép người dùng:

a Vẽ chi tiết dạng khối: lựa chọn Standard.ipt trong hộp hội thoại

b Vẽ chi tiết dạng tấm: lựa chọn Sheet Metal.ipt trong hộp hội thoại

c Lắp ráp các chi tiết thành vật thể lắp: Chọn Standard.iam

d Thể hiện quá trình lắp ráp và kết xuất thành file video: lựa chọnStandard.ipn trong hộp hội thoại.

e Kết xuất vật thể lắp hay chi tiết ra bản vẽ kỹ thuật: lựa chọnStandard.idw trong hộp hội thoại

Với tính năng Presentation có thể hoạt hình các chi tiết hay vận hành vậtthể lắp giống như hoạt động của vật thể trong thực tế Phần mềm còn chophép ghi lại hoạt động đó thành các đoạn phim AVI

2.2.3.3 Cách thức xây dựng mô hình 3D trong Inventor

Hình 2.2: Qui trình vẽ trong Inventor

Sử dụng phương thức(Ext, Rev, Loft, Swept )

Vật thể

Vẽ đường biên dạng(Sketch)Chọn mặt phẳng(Plane)

Để tạo một đặc trưng (feature), thực hiện theo qui trình gồm 3 bước:

Bước 1: Chọn mặt phẳng (plane) trong không gian vẽ

Bước 2: Vẽ đường biên dạng (sketch) trên mặt phẳng đã chọn

Bước 3: Sử dụng phương thức tạo hình 3 chiều từ đường biên dạng đã vẽ ở bước 2.

+ Plane: là mặt phẳng được xác định trong không gian vẽ của Inventor Dựa

trên các mặt phẳng này, có thể tạo thêm những mặt phẳng ở vị trí bất kỳ trongkhông gian vẽ của Inventor

+ Sketch: là đường biên dạng được vẽ trên mặt phẳng đã được chọn Tuỳ

thuộc vào khối hình học và phương thức vẽ khác nhau mà sử dụng các đườngbiên dạng khác nhau Ví dụ, nếu sử dụng phương thức Extrude để tạo ra khốihình hộp chữ nhật, đường biên dạng phải là hình chữ nhật, tương tự, muốn tạo

ra khối trụ, đường biên dạng sẽ là đường tròn

Kết thúc một qui trình 3 bước, sẽ tạo ra một đặc trưng của vật thể(feature) Một vật thể có hình dạng phức tạp đồng nghĩa với vật thể đó được tạobởi nhiều đặc trưng Do vậy, có thể hiểu việc xây dựng vật thể 3 chiều trongInventor là sự lặp lại qui trình trên để tạo các đặc trưng khác nhau của vật thể

Ví dụ về 3 bước để xây dựng một đặc trưng:

Hình 2.3: Ba bước để xây dựng một khối hình học 3 chiều

Bước 1

Bước 3

Sử dụng phương thức

2.2.3.4 Giao diện của Inventor

Hình 2.4: Giao diện Inventor

+ Một số thanh công cụ thông dụng

- Thanh Sketch: được dùng để vẽ các đường

biên dạng trên một mặt phẳng đã chọn thông

qua các công cụ vẽ 2 chiều như vẽ đường

thẳng, hình chữ nhật, đường tròn, cung tròn,

đường tâm và các chức năng biên tập, chỉnh

sửa khác như tạo đối xứng (mirro), cắt tỉa

(trim)

Hình 2.5: Thanh công cụ Sketch

- Thanh Feature: bao gồm nhiều phương

thức khác nhau để biến đổi đường biên dạng

2 chiều thành khối 3 chiều Bao gồm nhiều

Vùng thiết kế vật thể 3 chiều

Vùng quản lí các đối tượng, các đặc trưng của vật thể

Thanh quản

lí lệnh

Thanh công cụ

chức năng như kéo thẳng (Extrude), xoay

tròn (Revolve), bám lấy các đường biên dạng

(Loft), chuyển động theo đường dẫn

(Swept)

Hình 2.6: Thanh công cụ Feature

- Thanh Standard: là thanh công cụ chuẩn, bao gồm các chức năng: tạo tài

liệu mới, mở tài liệu đã có, lưu tài liệu,

Hình 2.7: Thanh công cụ chuẩn

- Thanh View: Cho phép phóng to, thu nhỏ, di chuyển vật thể Hiển thị vật thể

dưới các dạng khác nhau như hiển thị tất cả các cạnh, hiển thị những cạnhthấy, hiển thị những cạnh thấy và tô đặc vật thể, vật thể tô đặc,

Hình 2.8: Thanh công cụ view 2.2.3.5 Một số phương thức tạo hình 3 chiều

- Phương thức Extrude:

Đường biên dạng sẽ tịnh tiến theo hướng vuông góc với mặt phẳng chứađường biên dạng để vạch trong không gian một khối hình học

b2: Vẽ đường biên dạng là đường tròn

b3: Sử dụng phương thức Extrude join

b2: Vẽ đường biên dạng là đường tròn

b3: Sử dụng phương thức Extrude Cut

Chọn mặt phẳng, vẽ đường biên dạng Sử dụng lệnh Extrude Cut

Sau khi Sử dụng lệnh Extrude Cut Sử dụng lệnh thread để tạo ren

2.2.4 Xây dựng mô hình trực quan lắp ráp hộp số và cầu xe TOYOTA CORONA

Bước 1 Nghiên cứu đối tượng gốc: lựa chọn đối tượng, thực hiện tháo

rời các chi tiết của đối tượng, đo kích thước của các chi tiết đó

Bước 2 Tách các chi tiết từ đối tượng gốc: liệt kê các chi tiết và tiến

hành đo kích thước của các chi tiết, trên cơ sở đó để xây dựng mô hình trựcquan Các chi tiết trên hộp số và cầu xe TOYOTA CORONA được liệt kê vàthể hiện trong bảng 2.1

I Các chi tiết trên trục sơ cấp (11 chi tiết)

II Các chi tiết lắp trên trục thứ cấp (19 chi tiết)

9 Đệm chặn giữa vòng bi của bánh răng số 2 Và moay ơ đồng tốc 01

13 Ống bạc ngăn cách giữa bánh răng số 3 và bánh răng số 4 01

III Cơ cấu đi số và khoá số (16 chi tiết)

Bảng 2.1: Các chi tiết trên hộp số và cầu xe TOYOTA CORONA

Bước 3 Thiết kế mô hình các chi tiết:

Sử dụng phần mềm Inventor để mô tả các chi tiết trên cơ sở số lượng vàthông số của các chi tiết đã đo (bảng 2.2)

I Các chi tiết trên trục sơ cấp

Chi tiết 01: Trục sơ cấp Chi tiết 07: Ống trượt

Chi tiết 02: Vòng bi kim bên trong

bánh răng số 3

Chi tiết 08: Vòng bi kim bên trong

bánh răng số 4

Chi tiết 03: Bánh răng số 3 Chi tiết 09: Bánh răng số 4

Chi tiết 04: Vành đồng tốc đi số 3, 4 Chi tiết 10: Vòng bi cầu trên đầu trục