Tìm hiểu phương pháp mô phỏng trên máy tính thiết kế bài giảng điện tử

iệu Ngày nay do tốc độ phát triển như vũ bão của các ngành khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự bùng nổ trong lĩnh vực Công nghệ thông tin làm cho số lượng tri thức nhân loại tăng lên một cách “chóng mặt” thì phương pháp dạy học truyền thống (phấn trắng, bảng đen) không thể đáp ứng được. Do vậy việc nghiên cứu đổi mới phương pháp giảng dạy bằng việc sử dụng hiệu quả công nghệ thông tin đang là một nhu cầu cấp bách trên phạm vi toàn thế giới. Trong các trường học ở nước ta, việc sử dụng các bài giảng điện tử (BGĐT) kết hợp với phương pháp giảng dạy truyền thống đang từng bước được nghiên cứu và triển khai ứng dụng, bước đầu đã mang lại kết quả khả quan. Một số hướng nghiên cứu các bài giảng điện tử như: - Ứng dụng Công nghệ hội tụ đa phương tiện (Multimedia convergence technology) xây dựng trạm học tập tương tác, lớp học ảo, xây dựng mạng trực tuyến (Training-on-line) huấn luyện từ xa qua mạng máy tính - Xây dựng phầm mềm dạy học các môn học trên đĩa CD - ROM phục vụ cho việc tự động học trên máy tính - Xây dựng bài giảng điện tử tạo Web- site trên mạng phục vụ dạy học trực tuyến. - Mô phỏng các thí nghiệm ảo, phòng thí nghiệm ảo, phòng thực hành ảo trên máy tính phục vụ học tập - Thiết kế bài giảng điện tử bằng các phần mềm mô phỏng trên máy tính nhằm hỗ trợ cho phương pháp giảng dạy truyền thống v.v… Trong bài báo này, chúng tôi tập trung hướng nghiên cứu “áp dụng phương pháp mô phỏng trên máy tính thiết kế bài giảng điện tử (BGĐT)” Khả năng áp dụng phương pháp Mô phỏng vào giảng dạy chuyên ngành kỹ thuật điện tử a. Đặc điểm các môn học chuyên ngành kỹ thuật điện tử Chủ yếu tập trung tìm hiểu, phân tích, thiết kế mạch cùng với các phần thí nghiệm, thực hành trợ giúp nên các bài giảng trên lớp của môn học này thường lồng ghép rất nhiều hình vẽ mạch điện tử. Với phương pháp dạy học truyền thống để thể hiện các hoạt động của mạch điện tử này giáo viên phải dành khá nhiều thời gian vẽ hình, tuy nhiên những hình vẽ này trên bảng luôn ở trạng thái “tĩnh” khó có sức thuyết phục Phương pháp dạy học sử dụng BGĐT có nhiều ưu điểm. Trước hết, nó vẫn duy trì được ưu điểm của phương pháp giảng dạy truyền thống là phát huy vai trò chủ đạo của người Thầy, bên cạnh đó BGĐT lại có thế mạnh mà phương pháp dạy học truyền thống không thể có như sử dụng hình ảnh động, mô phỏng hoạt động “như thật” của các mạch điện tử, thực hành ảo... nên giúp sinh viên nhanh chóng nẵm vững kiến thức. Hơn nữa toàn bộ bài giảng sẽ được trình bày bằng datashow và máy tính nên giáo viên sẽ tiết kiệm đáng kể thời gian trình bày trên bảng. Vì vậy giáo viên có nhiều quỹ thời gian để làm việc trực tiếp với học trò hơn, nâng cao hiệu quả giảng dạy. b. Về cơ sở hạ tầng và nguồn nhân lực. Các trường Đại học nói chung và khoa Điện tử nói riêng đều đã được trang bị các dàn máy tính hiện đại, do vậy việc dạy học trên máy tính không còn là vấn đề quá phức tạp như trước đây. Hầu hết sinh viên đã làm quen với máy tính và đã sử dụng máy tính trong học tập và thực hành. Việc tiếp cận công việc dạy học bằng phương pháp mô phỏng (PPMP) không đòi hỏi kiến thức đặc biệt về tin học, giáo viên và học sinh dễ cập nhật và tiếp thu trong thời gian ngắn. Mô hình thiết kế và xây dựng phầm mềm mô phỏng trên Powerpoint Powerpoint là chương trình ứng dụng để thiết kế và trình chiếu thông tin. Sản phẩm được taọ ra là các Presentation (trình chiếu). Trong mỗi Presentation gồm các Slide như máy chiếu slide, chúng được sắp xếp theo một trình tự nhất định. Mỗi Slide chứa nhiều loại thông tin khác nhau như chữ (text), hình ảnh (image), tranh vẽ (picture), âm thanh (sound), hình ảnh động (movie). Các slide xuất hiện tự động hoặc tuân theo điều khiển của người dùng. Với khả năng chứa đựng nhiều dạng thông tin trong một slide, với sự sinh động khi chuyển đổi giữa các slide, với các công cụ tinh xảo, các biểu mẫu, biểu đồ có sẵn được dùng để tạo ra các áp phích tờ rơi, quảng cáo các biểu mẫu đồ họa trang trí đẹp mắt và các phim dương bản được kết nối tạo nên các trình phim biểu diễn các cơ chế, các quá trình...Powerpoint thực sự là phần mềm mạnh trong việc thay đổi phương pháp giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng dạy học. Việc thiết kế và sử dụng Powerpoint giảng dạy bằng máy tính thực sự đơn giản và tiện ích, không tốn kém nhưng khả năng phát huy tính tích cực của học sinh trong giờ học lại đạt kết quả cao. Các hình thức sử dụng hình ảnh động, biểu bảng, sơ đồ trong giảng dạy linh hoạt phong phú cho phép giáo viên dẫn dắt học sinh đi từ các chi tiết cụ thể đến khái quát hoặc ngược lại. Ngoài ra với những kiến thức quan trọng cần nhấn mạnh và giành nhiều thời gian hơn thì khi thiết kế có thể hoàn toàn chủ động điều chỉnh bằng cách đặt chế độ tự động về thời gian, hay điều khiển các Slide bằng bàn phím hoặc con chuột, hoặc ghi toàn bộ phần mềm dạy học ra đĩa CD để sử dụng rộng rãi. Tóm lại, qua tìm hiểu, chúng tôi nhận thấy phần mềm Powerpoint có thể thực hiện các công việc cụ thể phục vụ cho học tập như sau: * Tạo giáo trình, sách giáo khoa, sách tham khảo, sách hướng dẫn phục vụ giảng dạy, học tập trong nhà trường * Tạo các trình phim biểu diễn đồ họa mang tính trực quan, phù hợp với tiến trình dạy - học cho các môn học, phục vụ hội thảo, triển lãm... * Thiết kế và tạo nội dung dạy - học đưa lên trang Web và Internet b. Một số chức năng cơ bản của Powerpoint khi ứng dụng vào dạy - học - Powerpoint cho phép thiết kế ở diện rộng phù hợp với các môn học chuyên ngành điện tử. Giúp giáo viên trình bày nội dung một cách lôgic dẫn dắt học sinh đi sâu vào từng vấn đề cụ thể. Giáo viên có thể dùng tư liệu thu được như băng hình, hình vẽ, tranh ảnh cùng với chữ viết dưới dạng câu hỏi, bài tập... cho xuất hiện lần lượt trên một phông nền có màu sắc đẹp, không gian ba chiều gây ấn tượng mạnh tới học sinh - Giáo viên có thể cho các hình ảnh, sơ đồ, nội dung của các câu hỏi, bài tập lần lượt xuất hiện trên màn hình theo tiến trình dạy - học, cũng có thể sử dụng âm thanh, lời nói, nhạc nền phụ họa cho bài giảng.. - Giáo viên có thể kết nối các slide trong từng phần của nội dung dạy - học để tạo thành một chương trình lôgíc theo hình thức tự động hóa hoàn toàn, hoặc theo hình thức tự điều khiển thông qua bàn phím hay con chuột... giúp giáo viên hoàn toàn chủ động trong một tiết học để đạt được hiệu quả cao nhất. Tuy nhiên mọi nguồn thông tin (hình ảnh, âm thanh, chữ viết...), cách sắp xếp chúng, kịch bản, lời thuyết minh cho thông tin ấy lại hoàn toàn phụ thuộc vào giáo viên khi thiết kế. Căn cứ khả năng của Powerpoint đã nêu ở trên, chúng tôi đề xuất sơ lược quy trình thiết kế mô hình trên Powerpoint như sau: c. Các bước Thiết kế mô hình trên Powerpoint Bước 1: Lựa chọn nội dung thông tin cần thể hiện trong Presentaion Bước 2: Chia nhỏ nội dung thông tin thành các mô đun. Mỗi mô đun sẽ được hiển thị trong một slide. Trong bước này phải nghiên cứu xem nội dung cần truyền tải có thể chia nhỏ bao nhiêu, việc ngắt nội dung ở đâu là hợp lý Bước 3: Lựa chọn tối đa đối tượng multimedia có sẵn (văn bản, hình ảnh tĩnh, động, mô hình, âm thanh...) để minh họa cho nội dung thông tin trong mỗi slide. Đây là bước thể hiện “sức mạnh” của bài giảng điện tử so với bài giảng truyền thống (dùng bảng đen phấn trắng). Tất cả các hình ảnh, âm thanh... đều có thể chèn vào các Slide Bước 4: Khai thác các tài nguyên (văn bản, hình ảnh tĩnh, động, mô hình mô phỏng, âm thanh) trong phần mềm công cụ mô phỏng chuyên dụng CircuitMakerPRO và các công cụ phần mềm khác. Trong bước này có thể sử dụng bất kỳ trình soạn thảo nào để tạo ra tài liệu văn bản, sau đó “chèn” vào các Slide. Có thể sử dụng máy quét ảnh, máy ảnh số, camera để tạo các tài liệu multimedia cần thiết. Có thể tạo các mô hình động hiển thị trong mỗi Slide một cách đơn giản bằng các ảnh gif động Bước 5: Sử dụng Powerpoint tích hợp (liên kết) trong mỗi mô đun các nội dung trên vào các slide. Bước 6: Qui định hình thức chuyển đổi giữa các slide Bước 7: Viết các thông tin giải thích cho mỗi slide Bước 8: Thử nghiệm, kiểm tra, đánh giá và điều chỉnh Soạn bài giảng theo PPMP Sau khi xây dựng xong các phần mềm mô phỏng, tiếp theo là soạn giáo án theo PPMP. Khi xây dựng bài giảng phải bảo đảm sự đồng bộ giữa thiết bị, nội dung và phương pháp, tạo ra được mâu thuẫn, kích thích hứng thú của học sinh, thoả mãn các yêu cầu tích cực, sáng tạo, phát triển tư duy của PPMP. Phối hợp chặt chẽ giữa các bước chuyển động của hình vẽ phù hợp với phương pháp angorit và các tình huống nêu vấn đề. Tìm mối liên hệ giữa các yếu tố: PPMP, phát triển tư duy và trí tưởng tượng, hứng thú nhận thức và chất lượng dạy học. Cụ thể tìm mối liên hệ theo hướng dùng PPMP (kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực) để gia công sư phạm nội dung dạy học, lựa chọn, sắp xếp, tạo ra các hình ảnh - biểu tượng, liên kết các biểu tượng và cho chúng vận động, trên cơ sở đó xây dựng các biểu tượng mới, tiếp tục quá trình hình thành biểu tượng mới của biểu tượng..., khái quát, suy diễn và tiên đoán. Kết quả là: - Trí tưởng tượng của học sinh hoạt động liên tục, bổ trợ cho việc phát triển tư duy. - Nội dung dạy học trở nên tự nhiên, liên tục, sống động, hấp dẫn và logic. Điều đó sẽ làm tăng hứng thú nhận thức của người học. Hứng thú nhận thức lại tích cực hoá toàn bộ hoạt động nhận thức của học sinh. Do đó chất lượng dạy học đạt được ở mức cao hơn. Đây chính là cơ chế vận động đạt tới mục đích nghiên cứu Kết luận - Công nghệ thông tin có ảnh hưởng rất lớn tới sự nghiệp giáo dục, nó hỗ trợ đắc lực cho quá trình dạy học. Những hiệu quả của Công nghệ thông tin mang lại bắt buộc chúng ta phải đổi mới phương pháp dạy học phù hợp với xã hội thông tin và nhà trường hiện đại - Mô hình BGĐT có sự trợ giúp của công nghệ thông tin (máy tính) trong giáo dục là xu thế tất yếu của thế kỷ 21. Định hướng nghiên cứu BGĐT là một vấn đề “nóng bỏng” của nhiều trường học trong nước nhằm làm tăng hàm lượng trí tuệ để đào tạo nhiều sinh viên có phẩm chất và năng lực đáp ứng được sự phát triển của khoa học kỹ thuật, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước./.