DẪN NHẬP
Giới hạn đề tài
Đề tài xây dựng thư viện điện tử dành cho đồ dùng dạy học trong ngành cơ điện tử, tập trung vào các sản phẩm là đồ án tốt nghiệp được thiết kế bằng phần mềm SolidWorks, tại môi trường trường đại học Thư viện này sẽ cung cấp tài liệu học tập và hỗ trợ sinh viên trong quá trình nghiên cứu và phát triển các dự án liên quan đến cơ điện tử.
Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, trên cơ sở tham khảo các thƣ viện điện tử ở các trường đại học khác.
Do hạn chế về thời gian, điều kiện thực hiện, nguồn cơ sở dữ liệu và năng lực của nhóm nghiên cứu, việc xây dựng thư viện điện tử chỉ dừng lại ở việc thiết kế giao diện, xây dựng nội dung và lưu trữ dữ liệu liên quan đến đề tài tốt nghiệp của GVHD Nguyễn Thị Phương Hoa, bao gồm hình ảnh, bản vẽ và video mô phỏng từ phần mềm Solidworks Thư viện điện tử này hiện chưa được đưa vào ứng dụng, do đó chưa thể khẳng định giá trị thực sự của nó.
Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Xây dựng thư viện điện tử lưu trữ đồ án tốt nghiệp liên quan đến phần mềm Solidworks sẽ tạo ra nguồn học liệu số phong phú và sinh động, giúp bộ môn cơ điện tử lưu trữ tài liệu một cách hiệu quả Thư viện điện tử không chỉ hỗ trợ giáo viên trong việc giảng dạy mà còn cung cấp cho sinh viên tài liệu nghiên cứu, từ đó nâng cao khả năng tư duy và sáng tạo Đây là một công cụ dạy học tương tác cao, góp phần thiết lập mối quan hệ chia sẻ tài nguyên và kinh nghiệm giữa giáo viên và sinh viên trong ngành.
Cơ điện tử Để xây dựng thƣ viện điện tử hiệu quả, đáp ứng đƣợc các yêu cầu trên, nhóm nghiên cứu cần phải thực hiện:
Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài:
- Tìm hiểu CNTT hỗ trợ dạy học ngành Cơ điện tử.
- Website thực sự thành nguồn học liệu hỗ trợ, nâng cao cho công tác giảng dạy của giáo viên và học tập của sinh viên.
Cách thu thập và tổ chức dữ liệu thích hợp:
- Thu thập CSDL từ thƣ viện (hình ảnh, bản vẽ, video mô phỏng Solidworks của các đề tài tốt nghiệp).
- Thu thập CSDL từ các trung tâm đào tạo Solidworks, các trang mạng xã hội các tài liệu, video học Solidworks.
Thiết kế giao diện và phân tích các modun, xây dựng nội dung website hỗ trợ giáo viên ứng dụng CNTT vào dạy học.
Upload CSDL và quản trị website.
Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu: các đề tài NCKH và đồ án tốt nghiệp ngành Cơ điện tử.
Khách thể nghiên cứu: cơ sở vật chất, hệ thống thƣ viện điện tử đồ dùng dạy học ngành cơ điện tử.
5 Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa
Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu đề tài "xây dựng thư viện điện tử đồ dùng dạy học ngành Cơ điện tử với các sản phẩm là ĐATN từ ứng dụng phần mềm Solidworks", nhóm nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để đạt được hiệu quả tối ưu.
Phương pháp tham khảo tài liệu:
Tham khảo cơ sở lí luận liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
Tham khảo CSDL liên quan đến phần mềm Solidworks trong ngành Cơ điện tử.
Phương pháp quan sát khoa học:
Quan sát các thư viện điện tử thực tế tại các trường đại học giúp hiểu rõ phương pháp xây dựng hệ thống, cấu trúc, các module và nội dung của cơ sở dữ liệu Việc phân tích các yếu tố này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của thư viện điện tử mà còn hỗ trợ trong việc cải thiện và tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
Phương pháp phân tích và tổ ng hợp
Phương pháp thực nghiệm đánh giá.
Phân tích công trình liên hệ
Luận văn thạc sĩ của Trần Thị Thanh Tâm năm 2009 về "Xây dựng website www.thuvienvatly.com hỗ trợ dạy và học vật lý ở trường trung học phổ thông" tập trung vào lĩnh vực lý luận và phương pháp dạy học vật lý, nhằm nâng cao hiệu quả giáo dục và hỗ trợ học sinh trong quá trình học tập môn vật lý.
Luận văn nghiên cứu ứng dụng CNTT vào dạy học vật lý và xây dựng website thư viện điện tử hỗ trợ dạy và học vật lý ở trường THPT.
Phần A: Mở đầu ̶ người nghiên cứu đã nêu rõ lý do chọn đề tài, làm nổi bật đƣợc nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài.
Phần B của bài viết trình bày chi tiết các cơ sở lý luận về giáo dục, các phương tiện dạy học hiện đại, và quá trình đổi mới trong phương pháp giảng dạy Đồng thời, nó cũng đề cập đến cách thức xây dựng website và cơ sở dữ liệu cho thư viện vật lý, cùng với các thực nghiệm sư phạm cần thiết để nâng cao chất lượng giảng dạy.
Phần C: Kết luận ̶ đ ề nghị Đề tài đã tóm tắt, khuyến nghị và nêu hướng phát triển đề tài.
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế website thư viện vật lý, nhằm hỗ trợ công tác dạy và học môn vật lý tại các trường THPT Kết quả nghiên cứu mang lại lợi ích thiết thực cho giáo viên và học sinh, giúp họ quản lý quá trình dạy học hiệu quả hơn và lưu trữ tài liệu phong phú Nội dung luận văn được trình bày rõ ràng, ngắn gọn và dễ hiểu, phù hợp với nhu cầu của người dùng.
Xác định từ ngữ liên quan đến đề tài
Công nghệ thông tin (CNTT) là sự kết hợp giữa các phương pháp khoa học, công cụ kỹ thuật hiện đại, chủ yếu liên quan đến máy tính và viễn thông CNTT nhằm mục đích tổ chức, khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin phong phú và tiềm năng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội.
Thư viện điện tử là một hệ thống thông tin hiện đại, trong đó tất cả các nguồn thông tin được lưu trữ dưới dạng có thể xử lý bằng máy tính Hệ thống này tích hợp các chức năng bổ sung như lưu trữ, bảo quản, tìm kiếm, truy cập và hiển thị thông tin bằng công nghệ số, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc quản lý tài nguyên thông tin.
Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một tập hợp các dữ liệu liên kết, thường có kích thước lớn đủ để lưu trữ trên thiết bị như đĩa hoặc băng Dữ liệu trong CSDL được quản lý dưới dạng các tập tin trong hệ điều hành hoặc được lưu trữ trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Phần mềm SolidWorks là một công cụ thiết kế 3D phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như cơ khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn và thiết kế kim loại tấm Với công nghệ đồ họa máy tính tiên tiến, SolidWorks được coi là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất toàn cầu Ngoài ra, SolidWorks cho phép tích hợp nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác và có khả năng xuất file dữ liệu ở định dạng chuẩn, giúp người dùng dễ dàng khai thác mô hình trong các phần mềm phân tích như ANSYS, ADAMS, và Pro-Casting Sự phát triển mạnh mẽ của SolidWorks đã thúc đẩy nhiều phần mềm CAD/CAM bổ sung các modul nhận dạng trực tiếp file dữ liệu của nó.
Cơ điện tử, hay kỹ thuật cơ khí và điện tử học, là sự kết hợp giữa kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật điện tử và kỹ thuật máy tính Lĩnh vực này nhằm nghiên cứu các máy tự hành từ góc độ kỹ thuật, phục vụ cho việc kiểm soát các hệ thống lai tiên tiến Từ "cơ điện tử" phản ánh sự giao thoa giữa cơ khí và điện tử học.
Phương tiện dạy học (PTDH) bao gồm tất cả các công cụ và tài liệu chứa đựng thông tin, hỗ trợ cần thiết cho giáo viên và học sinh Những phương tiện này giúp tổ chức các hoạt động dạy và học một cách hợp lý, nhằm đạt được mục tiêu giáo dục hiệu quả.
QUÁ TRÌNH DẠY HỌC: QTDH là chuỗi liên tiếp các hành động dạy và hành động của người dạy và người học đan xen và tương tác với nhau trong khoảng không gian và thời gian nhất định, nhằm thực hiện các nhiệm vụ dạy học.
7 Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa
Cấu trúc luận văn
Luận văn đƣợc cấu trúc nhƣ sau:
Chương 2: Cơ sở xây dựng thư viện điện tử làm đồ dùng dạy học ngành cơ điện tử (các sản phẩm từ ứng dụng phần mềm solidworks)
Phần này đề cập đến cơ sở lý luận và cơ sở khoa học- công nghệ của việc xây dựng thƣ viện điện tử.
Chương 3: Xây dựng thư viện điện tử đồ dùng dạy học ngành cơ điện tử (các sản phẩm từ ứng dụng phần mềm solidworks)
Phần này nghiên cứu xây dựng tiêu chí, mục tiêu, xác định các loại tài nguyên cần có và cách thức tổ chức tài nguyên để xây dựng thƣ viện Tiến hành xây dựng website và giới thiệu giao diện và cách thức hoạt động website.
Chương 4: Thực nghiệm và đánh giá
Kế hoạch nghiên cứu
CƠ SỞ XÂY DỰNG THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ (CÁC SẢN PHẨM LÀ ĐATN TỪ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS)
Vai trò của công nghệ thông tin trong đổi mới giáo dục
2.1.1 Khả năng ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Ở Việt Nam , khái niệm Công nghệ Thông tin đƣợc hiểu và định nghĩa trong nghị quyết Chính phủ 49/CP kí ngày 04/08/1993: "Công nghệ thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, các phương tiện và công cụ kĩ thuật hiện đại - chủ yếu là kĩ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm năng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội" Ngày nay, tốc độ phát triển như vũ bảo của CNTT làm cho việc luân chuyển thông tin dễ dàng, nhanh chóng và vai trò của thông tin ngày càng trở nên quan trọng Những khả năng mới mẻ và ƣu việt này của CNTT đã nhanh chóng làm thay đổi cách sống, cách làm việc, cách học tập, cách tƣ duy và quan trọng hơn cả là cách ra quyết định của con người.
Con người không ngừng tìm hiểu, nghiên cứu, khai thác CNTT sáng tạo ra những ứng dụng mới tác động to lớn và toàn diện đến xã hội loài người và đặc biệt là tác động mạnh mẽ đến giáo dục Xét cho quá trình giáo dục, với sự đa dạng và phong phú của các phần mềm dạy học, công nghệ thông tin hoàn toàn có thể trợ giúp cho quá trình dạy học bởi những lý do dưới đây:
Thứ nhất, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học sẽ khiến máy tính trở thành một công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình dạy học, cụ thể là:
Máy tính có khả năng biểu diễn thông tin đa dạng dưới nhiều hình thức như văn bản, đồ thị, hình ảnh và âm thanh, từ đó nâng cao hiệu quả trực quan hóa tài liệu dạy học Trong quá trình dạy học, máy tính có thể điều khiển hoạt động nhận thức của sinh viên thông qua việc cung cấp, thu nhận và xử lý thông tin, giúp sinh viên đạt kết quả cao hơn Bên cạnh đó, máy tính còn có khả năng lưu trữ và lặp lại thông tin, hỗ trợ sinh viên tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả và đạt được mục tiêu sư phạm.
Đề tài tốt nghiệp của GVHD Nguyễn Thị Phương Hoa tập trung vào việc hiện thực hóa quá trình dạy học, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc cá thể hóa trong giảng dạy.
Khả năng mô hình hóa các đối tượng là một trong những ưu điểm nổi bật của máy tính Máy tính có thể xây dựng nhiều phương án khác nhau và so sánh chúng để tìm ra giải pháp tối ưu Nhiều vấn đề và hiện tượng không thể được thể hiện qua các mô hình thông thường, chẳng hạn như quá trình chuyển động của các cơ cấu cơ khí, phương thức lắp ráp và phân tích ứng suất, nhưng máy tính hoàn toàn có khả năng mô phỏng những điều này.
Khả năng lưu trữ và khai thác thông tin của máy tính hiện nay rất ấn tượng nhờ vào dung lượng bộ nhớ ngoài lớn, cho phép lưu trữ khối lượng dữ liệu khổng lồ Điều này đã dẫn đến sự hình thành các ngân hàng dữ liệu, cũng như khả năng kết nối giữa các máy tính để tạo thành mạng cục bộ hoặc kết nối với Internet Những yếu tố này tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên và sinh viên trong việc chia sẻ, khai thác và xử lý thông tin một cách hiệu quả.
Thứ hai, ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học có thể hỗ trợ cho nhiều hình thức dạy học khác nhau nhƣ dạy học giáp mặt (face to face); dạy học từ xa (distance learning); phòng đào tạo trực tuyến (online training lab); học dựa trên công nghệ web (web based training); học điện tử (e-learning) đáp ứng đƣợc nhu cầu học tập ngày càng cao của các thành phần khác nhau trong xã hội.
Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học cho phép máy tính thực hiện một số chức năng của giáo viên, từ đó xây dựng các chương trình dạy học hiệu quả hơn Phương pháp này không chỉ khuyến khích sự độc lập trong học tập của học sinh mà còn đảm bảo mối liên hệ ngược và cá biệt hóa quá trình học tập, mang lại nhiều ưu điểm về mặt sư phạm.
2.1.2 Tạo nên phương tiện dạy học tiên tiến, hiệu quả
Quá trình dạy học (QTDH) là một hình thức truyền thông, trong đó thông tin được chọn lọc, sắp xếp và phân phối trong môi trường giáo dục phù hợp Sự tương tác giữa người học và thông tin là yếu tố then chốt trong bất kỳ tình huống dạy học nào Các thông điệp từ giảng viên, tùy thuộc vào phương pháp giảng dạy, sẽ được truyền đạt đến sinh viên thông qua các phương tiện dạy học.
QTDH là quá trình truyền thông trong môi trường giáo dục, bao gồm việc lựa chọn, sắp xếp và phân phối thông tin, đồng thời tạo ra sự tương tác giữa người học và thông tin Trong mỗi tình huống dạy học, có các thông điệp từ giảng viên, do GVHD Nguyễn Thị Phương Hoa truyền đạt Những thông điệp này sẽ được chuyển tải đến sinh viên thông qua các phương pháp và phương tiện dạy học khác nhau.
Phương tiện dạy học (PTDH) là các đối tượng vật chất mà giáo viên sử dụng để tổ chức và điều khiển hoạt động nhận thức của sinh viên, nhằm đạt được mục tiêu dạy học hiệu quả.
PTDH là nguồn thông tin tri thức quan trọng, phản ánh các hoạt động và mối quan hệ giữa giáo viên và sinh viên trong lớp học Nó đóng vai trò tạo điều kiện và hỗ trợ cho các hoạt động giảng dạy, giúp nâng cao hiệu quả học tập thông qua việc phát triển đồ dùng dạy học phù hợp.
Phương tiện dạy học (PTDH) bao gồm tất cả các thiết bị kỹ thuật từ đơn giản đến phức tạp, nhằm hỗ trợ quá trình truyền đạt và tiếp thu kiến thức, kỹ năng Theo sự phát triển của công nghệ, PTDH đã trải qua bốn giai đoạn chính: đầu tiên là phấn và bảng, tiếp theo là các thiết bị dạy học như sách giáo khoa, sách bài tập và mô hình; thứ ba là các phương tiện nghe nhìn như máy chiếu và máy ghi âm; và cuối cùng là công nghệ thông tin và truyền thông, bao gồm đĩa mềm, đĩa CD-Rom và hệ thống multimedia.
Trong bốn giai đoạn trên, CNTT thể hiện vai trò là PTDH tiên tiến, hiệu quả:
CNTT kết nối nhiều ứng dụng hiện đại và sáng tạo, bao gồm phần mềm và phần cứng, luôn được cập nhật và cải tiến trong giáo dục Với các tính năng ưu việt, CNTT hỗ trợ giáo viên trong việc triển khai ý tưởng sư phạm, giúp soạn giáo án điện tử và thực hiện bài giảng dưới nhiều hình thức sinh động, trực quan như phim ảnh, hình ảnh, phần mềm, mô phỏng động và thí nghiệm ảo Nhờ vào các phương tiện hiện đại, bài giảng được chuẩn bị với yêu cầu cao về sư phạm và thẩm mỹ, nâng cao hiệu quả dạy học.
- Làm cho các đối tƣợng nhận thức trừu tƣợng, quan sát trực quan dẫn đến hiểu rõ những kiến thức phức tạp, khó hiểu.
- Tác động đến nhiều giác quan gây sự tập trung, chú ý cao cho người học.
- Rút ngắn thời gian giảng dạy mà nội dung bài giảng vẫn đầy đủ, hiệu quả.
Tình trạng ứng dụng CNTT đổi mới dạy học ở trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
17 Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa
Nhà giáo ưu tú PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Hiệu trưởng Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, là một người tâm huyết với sự nghiệp giáo dục và có nhiều đóng góp quan trọng trong việc thúc đẩy ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) vào đổi mới phương pháp dạy học Ông khuyến khích mô hình dạy học hiện đại, với tầm nhìn giáo dục 2020 nổi bật là việc ứng dụng CNTT, triển khai học trực tuyến và học trên thiết bị di động.
Hình 2.1: Tầm nhìn giáo dục đại học năm 2020 HCMUTE
2.2.1 CNTT tác động đến vai trò của giáo viên trong dạy học
Thế hệ sinh viên hiện nay có kiến thức CNTT vững vàng nhờ tiếp cận từ sớm, dẫn đến sự thay đổi trong mối quan hệ giữa các sinh viên và sự chủ động trong nghiên cứu Trong khi trước đây, giáo viên là trung tâm của quá trình giảng dạy, thì giờ đây sinh viên được đặt ở vị trí trung tâm và chủ động hơn Điều này đặt ra yêu cầu cần xem xét lại vai trò của giáo viên trong 10-15 năm tới Mặc dù nhiều nghiên cứu cho rằng vai trò của giáo viên có thể bị giảm sút, nhưng họ vẫn giữ vai trò quan trọng, chỉ là phải đảm nhận trách nhiệm lớn hơn như một huấn luyện viên Do đó, giáo viên cần chủ động thay đổi để không bị lạc hậu, bất chấp kinh nghiệm của mình.
2.2.2 Làm thay đổi mối quan hệ giữa thầy và sinh viên
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin, mối quan hệ giữa thầy và trò đã có sự thay đổi đáng kể Ngoài việc giảng dạy trực tiếp tại trường, giáo viên cần dành nhiều thời gian hơn để tương tác và hướng dẫn sinh viên qua các kênh chat, tin nhắn và nhóm học trực tuyến Điều này đã tạo ra một khoảng cách rộng hơn giữa thầy và trò, đồng thời mở ra nhiều cơ hội cho việc ứng dụng công nghệ trong giáo dục.
2.2.3 Phương thức áp dụng hiệu quả CNTT vào nhiều phân môn và chuyên khoa để giảng dạy
Giáo viên đang áp dụng mô hình tự chủ cho sinh viên kết hợp với công nghệ, yêu cầu sinh viên xem bài giảng trực tuyến và nghiên cứu tài liệu từ Internet trước khi đến lớp Vai trò của giáo viên là hướng dẫn sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, khuyến khích sự chủ động trong việc tích lũy kiến thức và tạo cơ hội cho thảo luận cũng như làm việc nhóm Nhà trường cũng chú trọng nâng cấp hệ thống máy chủ để hỗ trợ việc tải bài giảng trực tuyến và tổ chức thi, chấm điểm online hiệu quả.
2.2.4 Xu hướng đẩy mạnh công tác đào tạo theo mô hình online
Mô hình đào tạo online mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm thời gian, nhưng để tránh sự nhàm chán và giảm phát triển trí tuệ cảm xúc, nhà trường kết hợp với các phương pháp dạy học khác Việc tự chủ trong học tập giúp sinh viên tiếp thu kiến thức tốt hơn, tuy nhiên, nhà trường vẫn tạo cơ hội cho sinh viên tiếp xúc trực tiếp với giảng viên để trao đổi và học hỏi kinh nghiệm Hướng dẫn trực tiếp rất quan trọng vì mỗi sinh viên có những đặc tính và tƣ chất riêng, điều này khó có thể đạt được qua hình thức trực tuyến hoàn toàn.
Từ năm 2013, trường đã triển khai mô hình giáo dục mới theo chương trình HEEAP, tích hợp công nghệ vào giảng dạy Sinh viên được khuyến khích nghiên cứu chuyên đề và tự tìm kiếm tài liệu dưới sự hướng dẫn Ban giám hiệu khuyến khích giảng viên đổi mới phương pháp giảng dạy thông qua việc ứng dụng CNTT, chia thành ba cấp độ: đăng tải bài giảng lên hệ thống trường, tạo kênh trao đổi với sinh viên, và mức cao nhất là việc sinh viên tham gia vào quá trình học tập một cách chủ động.
Dưới đây là 19 đề tài tốt nghiệp do GVHD Nguyễn Thị Phương Hoa hướng dẫn, cho phép sinh viên chủ động học tập linh hoạt ở bất kỳ đâu Sinh viên chỉ cần trao đổi trực tiếp với giảng viên khi cần thiết, giúp tối ưu hóa quá trình học tập và nghiên cứu.
PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Hiệu trưởng nhà trường, đã tích cực vận động và kêu gọi sự hỗ trợ từ nước ngoài, nhằm huy động gần 1 triệu USD để đầu tư vào việc xây dựng hệ thống website, máy chủ và phát sóng Internet trong khuôn viên trường.
Ngoài công tác giảng dạy, gần như 100% các công việc quản lý trường học đã đƣợc số hóa ứng dụng CNTT triệt để: các khâu nhƣ đăng ký môn học, nộp học phí,lấy bảng điểm, chấm điểm, thi cử… đều có thể hoạt động trơn tru qua mô hình online Có đến gần 80 % giảng viên của trường đều có thể tiếp cận tốt mục tiêu áp dụng CNTT.Phần còn lại rơi vào một số giảng viên lớn tuổi, việc cập nhật gặp nhiều khó khăn Đặc biệt, trường vừa khánh thành phòng dạy học số với trang thiết bị trị giá gần 6 tỷ đồng để học viên có thể theo dõi bài giảng trực tiếp từ bất kỳ đâu trên thế giới.
CNTT hỗ trợ dạy học ngành cơ điện tử ( các sản phẩm từ ứng dụng phần mềm solidworks)
2.3.1 Hỗ trợ thiết kế cơ khí
2.3.1.1 Xây dựng mô hình khối 3D
Các khối được xây dựng dựa trên kỹ thuật parametric và mô hình hóa, với chức năng báo lỗi giúp người dùng dễ dàng nhận biết lỗi trong quá trình thực hiện lệnh Bảng FeatureManager design tree cho phép người dùng xem và thay đổi thứ tự thực hiện các lệnh Các lệnh trực quan giúp người sử dụng dễ nhớ và dữ liệu được liên thông giữa các môi trường, đảm bảo cập nhật nhanh chóng khi có sự thay đổi Hệ thống quản lý kích thước và ràng buộc trong môi trường vẽ giúp tạo biên dạng dễ dàng và giảm thiểu lỗi Công cụ hiệu chỉnh thân thiện cho phép người dùng chỉnh sửa các đối tượng nhanh chóng Phiên bản mới của phần mềm cũng hỗ trợ thiết kế khuôn một cách thuận tiện và dễ dàng hơn.
2.3.1.2 Lắp ráp các chi tiết nhỏ thành một cụm chi tiết
Việc lắp ráp các chi tiết đơn thành cụm chi tiết hoặc cụm máy giúp hình dung kết cấu của bộ phận máy hoàn chỉnh, mang lại lợi ích lớn cho giáo dục Bằng cách sử dụng bản vẽ lắp ráp, sinh viên dễ dàng hiểu bài hơn so với việc chỉ nghe giảng Điều này không chỉ hỗ trợ giảng viên mà còn giúp sinh viên trong việc thực hiện đồ án và bài tập lớn Hơn nữa, môi trường lắp ráp trong phần mềm cho phép sinh viên nhanh chóng hình dung quy trình công nghệ lắp ráp thực tế nhờ vào các công cụ thân thiện và dễ sử dụng, phù hợp cho cả người mới và người đã quen.
Hình 2.3: Mô hình lắp ráp hộp giảm tốc – Solidworks
21 Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa
2.3.1.3 Xây dựng các bản vẻ 2D từ mô hình 3D Đã là sinh viên kỹ thuật thì ai cũng phải mường tượng và hình dung trong đầu rằng ngôn ngữ làm việc của chúng ta là những bản vẽ với những hình biểu diễn cho phép chúng ta hình dung nên hình dáng và kết cấu của chi tiết.
Phần mềm Solidworks cung cấp chức năng xây dựng bản vẽ 2D rất dễ sử dụng, phù hợp với mọi người Chỉ cần nhấp chuột chọn lệnh và kéo, người dùng có thể dễ dàng tạo ra các hình biểu diễn mong muốn.
Kích thước và dung sai là yếu tố quan trọng trong quản lý đối tượng Anotations, cho phép ghi chú một cách nhanh chóng và tiện lợi Chức năng tự động ghi kích thước giúp tiết kiệm thời gian và công sức, không cần phải suy nghĩ nhiều Những ứng dụng này rất hữu ích trong việc xây dựng mô hình và các bản vẽ kỹ thuật.
Mô phỏng là quá trình trình bày ngắn gọn và đơn giản các yếu tố cốt lõi của sự kiện, sự vật hoặc hiện tượng Nó bao gồm việc bắt chước các đối tượng hoặc hiện tượng thực tế, yêu cầu tái hiện chính xác các đặc tính cơ bản của hệ thống cơ cấu cơ khí đã được lựa chọn hoặc rút gọn.
Trong các hệ thống cơ khí, nhiều quá trình chuyển động như bánh răng, đai, xích và băng chuyền thường không được sinh viên tiếp cận hoặc quan sát trực tiếp Điều này gây khó khăn cho họ trong việc hình dung và xác định các cơ cấu cũng như sự liên kết giữa chúng, hạn chế khả năng nghiên cứu và sáng tạo Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, máy vi tính có thể mô phỏng trực quan và chính xác các quá trình hoạt động của cơ cấu và hệ thống cơ khí thông qua phần mềm Solidworks, giúp sinh viên nghiên cứu hiệu quả hơn thông qua hình ảnh 3D tương tự thực tế.
Khi nghiên cứu nguyên lý hoạt động của máy tiện, việc chỉ quan sát máy vận hành sẽ khiến sinh viên khó hiểu rõ các cơ cấu bên trong, bao gồm chi tiết và sự liên kết giữa chúng Mô phỏng giúp sinh viên hình dung rõ hơn về sự sắp xếp và chuyển động của các bộ phận, từ đó giải quyết những khó khăn trong việc nắm bắt kiến thức và đề xuất các cải tiến thực tiễn cho máy tiện.
Hình 2.5: Mô phỏng máy tiện vạn năng.
Việc sử dụng phần mềm Solidworks trong mô phỏng máy vi tính mang lại lợi ích lớn cho sinh viên, giúp họ dễ dàng tiếp cận kiến thức và vấn đề thực tiễn Quan trọng hơn, giáo viên và các nhà lý luận dạy học cần có ý tưởng rõ ràng về cách sử dụng Solidworks để mô phỏng chuyển động và các hiện tượng trong ngành cơ điện tử Nếu thiếu sự hiểu biết này, việc dạy học sẽ gặp nhiều khó khăn và không đạt hiệu quả cao.
Sự hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm Solidworks cho phép sinh viên nhanh chóng nghiên cứu các mối quan hệ quy luật trong cơ cấu cơ khí và nguyên lý hoạt động của hệ thống cơ khí.
Giải pháp xây dựng thƣ viện điện tử đồ dùng dạy học ngành cơ điện tử (các sản phẩm là ĐATN từ ứng dụng phần mềm Solidworks)
2.4.1 Thƣ viện số là gì?
Peter Noerr (1998) định nghĩa thư viện số là một thư viện có tài nguyên được lưu trữ trong hệ thống máy tính dưới định dạng cho phép điều chỉnh và cấp phát, như việc cải thiện khả năng khai thác hoặc cung cấp tệp âm thanh để nghe trên máy tính, điều mà các phiên bản thông thường không thể thực hiện.
Theo Witten và BainBridge (2003), thư viện số không chỉ đơn thuần là việc số hóa một thư viện mà là những phương thức mới trong việc quản lý tri thức, bao gồm bảo quản, sưu tập, tổ chức, nhân bản và truy cập thông tin Điều này không có nghĩa là thay thế các tổ chức thư viện hiện có mà là mở rộng và cải thiện cách thức hoạt động của chúng trong môi trường điện tử.
Thư viện số là tổ chức cung cấp tài nguyên số với đội ngũ chuyên viên có nhiệm vụ lựa chọn, cấu trúc và đảm bảo khả năng truy cập thông tin Họ cũng chịu trách nhiệm diễn dịch, phân phối, bảo quản tính toàn vẹn và duy trì sự bền vững của các bộ sưu tập tác phẩm số, nhằm phục vụ cho cộng đồng hoặc nhóm cộng đồng được xác định trước.
2.4.2 Vai trò trong dạy học ngành Cơ Điện Tử
Lưu trữ các đồ án tốt nghiệp Cơ Điện Tử dưới dạng tài nguyên số không chỉ giúp giải quyết vấn đề lưu trữ lãng phí mà còn hỗ trợ giáo viên trong giảng dạy Giáo viên có thể dễ dàng truy cập và ứng dụng các mô hình đồ án đã bảo vệ, trong khi sinh viên có thể tham khảo để định hướng đề tài từ những năm đầu học tập, từ đó khơi dậy sự sáng tạo và hứng thú với ngành học của mình.
Vào thứ Hai, giáo viên sẽ đăng tải các tài liệu và giáo án lên website Sinh viên cần xem trước những tài liệu này trước khi đến lớp để chuẩn bị tốt hơn cho buổi học.
24 Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa cùng nhau họp nhóm nghiên cứu với nhau để giúp quá trình dạy học diễn ra hiệu quả.
Chương trình 150 tín chỉ từ khóa 2012 trở đi đã giảm số tín chỉ và rút ngắn thời gian lên lớp, trong khi nội dung vẫn giữ nguyên, do đó, thời gian tự học trở nên rất quan trọng Thư viện điện tử sẽ cung cấp một kho tài nguyên phong phú được giáo viên Cơ Điện Tử chọn lọc, hỗ trợ sinh viên trong việc tham khảo, nghiên cứu và tự học online.
Kết luận, việc xây dựng một thư viện điện tử là cần thiết để ứng dụng công nghệ thông tin vào việc đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng giáo dục trong bộ môn Cơ Điện Tử Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian, khả năng của nhóm nghiên cứu và nguồn cơ sở dữ liệu, nhóm chỉ tập trung phát triển nội dung liên quan đến ứng dụng phần mềm Solidworks.
Cơ sở khoa học và công nghệ của thƣ viện điện tử
Sự bùng nổ của công nghệ thông tin và Internet, cùng với những tiến bộ vượt bậc trong phát triển phần mềm ứng dụng, đã tạo nền tảng cho việc xây dựng thư viện tư liệu điện tử Luận văn này sẽ tập trung vào các vấn đề công nghệ liên quan đến việc hiện thực hóa ý tưởng xây dựng Thư viện điện tử dưới dạng một trang web hoạt động như một mạng xã hội, với cơ sở dữ liệu chủ yếu là các sản phẩm từ ứng dụng phần mềm Solidworks.
Trang mạng, hay còn gọi là website, là một tập hợp các trang web nằm trên một tên miền hoặc tên miền phụ của Internet Website được tạo ra từ các tệp tin HTML hoặc XHTML và có thể truy cập thông qua giao thức HTTP Có hai loại trang mạng: trang mạng tĩnh được xây dựng từ tệp tin HTML và trang mạng động vận hành bằng các hệ quản trị nội dung (CMS) trên máy chủ Ngoài ra, trang mạng có thể được phát triển bằng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau như PHP, NET, Java và Ruby on Rails.
Trang chủ (homepage) là điểm khởi đầu quan trọng cho mọi website, dẫn dắt người dùng đến các trang phức tạp khác Trong cấu trúc phân cấp, trang chủ đứng ở vị trí cao nhất, là trang đầu tiên mà người xem truy cập từ tên miền Từ trang chủ, người dùng có thể dễ dàng điều hướng đến các trang khác thông qua các siêu liên kết (hyperlinks).
Giao diện người dùng (front-end) là phần trình bày của trang web mà người xem nhìn thấy trên màn hình máy tính thông qua các trình duyệt web như Internet Explorer và Firefox.
Giao diện và các chương trình được lập trình để website hoạt động (back- end) Tùy thuộc vào Back-end mà website chia làm hai loại:
Website động (Dynamic website) là loại website tích hợp cơ sở dữ liệu và cung cấp công cụ quản lý (Admin Tool) cho phép cập nhật thông tin thường xuyên và quản lý các thành phần trên trang Thường được phát triển bằng các ngôn ngữ lập trình như PHP, Asp.net, JSP, Perl, và sử dụng SQL hoặc MySQL để quản trị cơ sở dữ liệu.
Website tĩnh được lập trình bằng HTML, hoạt động như một brochure, không sử dụng cơ sở dữ liệu hay công cụ quản lý thông tin, yêu cầu người quản lý có kỹ năng thiết kế trang web Ưu điểm của loại website này bao gồm khả năng cập nhật thông tin dễ dàng, người dùng có thể truy cập thông tin tức thì từ bất kỳ đâu, giúp tiết kiệm chi phí in ấn và gửi tài liệu Website dạy học có thể được xem như một công cụ dạy học dưới dạng phần mềm, chứa các bài giảng điện tử và các công cụ tiện ích, hỗ trợ việc dạy và học thông qua các thông tin đa phương tiện như văn bản, âm thanh và hình ảnh, phục vụ cho người dùng trên mạng toàn cầu.
2.5.2 Nguyên tắc cơ bản của việc thiết kế website hỗ trợ dạy học
Xây dựng website với mục đích hỗ trợ cho quá trình dạy học ở trường đại học phải đảm bảo đƣợc các nguyên tắc cơ bản sau.
Để xây dựng website hỗ trợ dạy học, cần đảm bảo tính sư phạm, bắt đầu từ các ý đồ sư phạm cho các hoạt động trên lớp Mọi thông tin, hiệu ứng, hình ảnh động, phim ảnh và màu sắc phải được cân nhắc kỹ lưỡng theo các nguyên tắc sư phạm Do đó, việc xây dựng cấu trúc kịch bản cho quá trình trình diễn thông tin là điều cần thiết.
26 Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa
Để đảm bảo tính hiệu quả, website cần hoạt động như một phần mềm hỗ trợ cho quá trình dạy học, giúp giáo viên giải phóng khỏi những công việc hành chính và có nhiều thời gian hơn để tập trung vào việc tổ chức, thiết kế, điều khiển, giám sát và điều chỉnh hoạt động nhận thức của học sinh Đồng thời, website cũng cần tạo ra điều kiện thuận lợi để học sinh có thể hoạt động nhận thức một cách tích cực, độc lập, chủ động và sáng tạo.
Để đảm bảo tính mở và tính phổ dụng của website, cần xây dựng cấu trúc phân nhóm các chức năng hỗ trợ Thiết kế và lập trình phải thuận tiện cho việc cài đặt, bảo trì và nâng cấp sau này Hơn nữa, website cần được phát triển như một phần mềm công cụ, cho phép áp dụng cho mọi môn học khi thay đổi cơ sở dữ liệu tương ứng.
Đảm bảo tính tối ưu của cấu trúc cơ sở dữ liệu là yếu tố quan trọng khi xây dựng website, nhằm giúp dữ liệu được cập nhật dễ dàng, với kích thước lưu trữ tối thiểu và truy cập nhanh chóng Đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục, cấu trúc cơ sở dữ liệu cần hướng tới việc hình thành các thư viện điện tử, bao gồm thư viện bài tập, đề thi, hình ảnh và tài liệu giáo khoa Ngoài ra, cần thiết kế các công cụ nhập dữ liệu đơn giản và thuận tiện để mọi người có thể dễ dàng tham gia bổ sung thông tin.
Để đảm bảo tính thân thiện trong sử dụng, xu hướng phát triển phần mềm hiện nay yêu cầu giao diện phải dễ hiểu, dễ tiếp cận và dễ thao tác cho mọi người Điều này giúp người dùng tận dụng các thói quen sẵn có mà không gặp khó khăn khi tìm kiếm thông tin cần thiết Việc giảm thiểu các bước cần thực hiện để truy cập thông tin là rất quan trọng, nhằm tạo trải nghiệm tốt hơn cho người sử dụng trên website.
2.5.3 Vai trò của websitehỗ trợ dạy học ngành Cơ Điện Tử
Website là công cụ hỗ trợ hoạt động dạy của giáo viên:
- Website dùng cho giáo viên dạy tại lớp học.
- Website cung cấp nguồn tài liệu để giáo viên tham khảo và chia sẻ thông tin:
Website cung cấp nguồn tài liệu phong phú như hình ảnh, video, văn bản và phần mềm, giúp giáo viên khai thác hiệu quả để minh họa và mô phỏng nội dung bài học Điều này không chỉ định hướng tốt cho giảng dạy mà còn thu hút sinh viên tham gia tích cực vào đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa.
Hệ thống bài giảng được thiết kế tỉ mỉ giúp giáo viên hướng dẫn sinh viên tiếp cận nội dung bài mới một cách hiệu quả.
Lưu trữ đồ án tốt nghiệp Cơ Điện Tử dưới dạng tài liệu số không chỉ giúp tiết kiệm không gian mà còn tận dụng hiệu quả nguồn tài liệu này trong quá trình giảng dạy và học tập.
Website dạy học không chỉ là nền tảng hỗ trợ giáo viên trong việc giảng dạy mà còn là công cụ hữu ích để họ trao đổi chuyên môn, từ đó nâng cao tay nghề Qua việc chia sẻ kinh nghiệm, giáo viên có thể phát huy tính sáng tạo trong hoạt động giảng dạy của mình.
Website là công cụ hỗ trợ hoạt động học tập của sinh viên:
XÂY DỰNG THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ (CÁC SẢN PHẨM LÀ ĐATN TỪ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS)
Phần này tập trung vào việc thiết lập tiêu chí và mục tiêu cho việc xây dựng thư viện, xác định các loại tài nguyên cần thiết và phương pháp tổ chức tài nguyên hiệu quả Đồng thời, chúng tôi cũng tiến hành phát triển website và trình bày giao diện cùng cách thức hoạt động của nó.
Chương 4: Thực nghiệm và đánh giá
Tuần 3 Đề tài tốt nghiệp
Tuần 11 Đề tài tốt nghiệp
Tuần 15 đến Đề tài tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Phương Hoa
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ XÂY DỰNG THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ LÀM ĐỒ DÙNG DẠY HỌC NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ (CÁC SẢN PHẨM LÀ ĐATN TỪ ỨNG
2.1 Vai trò của công nghệ thông tin trong đổi mới giáo dục
Công nghệ thông tin (CNTT) tại Việt Nam được định nghĩa trong nghị quyết Chính phủ 49/CP ngày 04/08/1993 là tập hợp các phương pháp, công cụ và kỹ thuật hiện đại, chủ yếu là máy tính và viễn thông, nhằm khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thông tin phong phú Sự phát triển nhanh chóng của CNTT hiện nay đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc luân chuyển thông tin, làm tăng vai trò của thông tin trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội Những ưu việt của CNTT đã thay đổi cách sống, làm việc, học tập, tư duy và ra quyết định của con người.
Công nghệ thông tin đang ngày càng được khai thác để tạo ra các ứng dụng mới, ảnh hưởng sâu rộng đến xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục Sự đa dạng của các phần mềm dạy học cho thấy CNTT có khả năng hỗ trợ hiệu quả cho quá trình giảng dạy và học tập.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học giúp máy tính trở thành công cụ hỗ trợ hiệu quả, nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập.
Máy tính có khả năng biểu diễn thông tin đa dạng dưới dạng văn bản, đồ thị, hình ảnh và âm thanh, giúp nâng cao việc trực quan hóa tài liệu dạy học Trong quá trình dạy học, máy tính có thể điều khiển hoạt động nhận thức của sinh viên thông qua việc cung cấp, thu nhận và xử lý thông tin, từ đó đưa ra các giải pháp cần thiết để nâng cao hiệu quả học tập Bên cạnh đó, máy tính cũng có khả năng lưu trữ và lặp lại thông tin, giúp sinh viên tiếp cận kiến thức một cách hiệu quả và đạt được mục tiêu sư phạm cần thiết.
Đề tài tốt nghiệp của GVHD Nguyễn Thị Phương Hoa nhấn mạnh việc biến dạy học thành hiện thực, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc cá thể hóa trong quá trình giảng dạy.
Khả năng mô hình hóa các đối tượng là một trong những khả năng vượt trội của máy tính Nó cho phép xây dựng nhiều phương án khác nhau và so sánh chúng để tìm ra giải pháp tối ưu Nhiều vấn đề và hiện tượng phức tạp, như quá trình chuyển động của các cơ cấu cơ khí, phương thức lắp ráp, bóc tách chi tiết và phân tích ứng suất, không thể được truyền tải qua các mô hình thông thường, trong khi máy tính có thể mô phỏng chính xác các quá trình này.
Khả năng lưu trữ và khai thác thông tin của máy tính ngày nay rất ấn tượng nhờ vào dung lượng bộ nhớ ngoài lớn, cho phép lưu trữ khối lượng dữ liệu khổng lồ Điều này đã dẫn đến sự hình thành các ngân hàng dữ liệu, đồng thời máy tính có khả năng kết nối với nhau qua mạng cục bộ hoặc mạng Internet toàn cầu Những yếu tố này tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên và sinh viên trong việc chia sẻ, khai thác và xử lý thông tin một cách hiệu quả.
Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hỗ trợ nhiều hình thức giảng dạy đa dạng như dạy học giáp mặt, dạy học từ xa, phòng đào tạo trực tuyến, học dựa trên công nghệ web và học điện tử Điều này giúp đáp ứng nhu cầu học tập ngày càng cao của các thành phần khác nhau trong xã hội.
Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học cho phép máy tính thực hiện một số chức năng của giáo viên, từ đó xây dựng các chương trình dạy học hiệu quả Phương pháp này không chỉ khuyến khích học sinh làm việc độc lập mà còn đảm bảo mối liên hệ ngược và cá biệt hóa quá trình học tập, mang lại nhiều ưu điểm về mặt sư phạm.
2.1.2 Tạo nên phương tiện dạy học tiên tiến, hiệu quả
Quá trình dạy học (QTDH) là một quá trình truyền thông quan trọng, bao gồm việc lựa chọn, sắp xếp và phân phối thông tin trong môi trường giáo dục phù hợp Trong quá trình này, có sự tương tác giữa người học và thông tin, với các thông điệp từ người thầy được truyền tải thông qua các phương tiện dạy học, tùy thuộc vào phương pháp giảng dạy được sử dụng.
QTDH là quá trình truyền thông quan trọng trong giáo dục, bao gồm việc lựa chọn, sắp xếp và phân phối thông tin trong môi trường học tập tương tác Trong mỗi tình huống dạy học, các thông điệp từ người thầy, do GVHD Nguyễn Thị Phương Hoa truyền đạt, sẽ được chuyển tải đến sinh viên thông qua các phương tiện dạy học, tùy thuộc vào phương pháp giảng dạy.
Phương tiện dạy học (PTDH) là các vật chất mà giáo viên sử dụng để tổ chức và điều khiển hoạt động nhận thức của sinh viên, nhằm đạt được mục tiêu trong quá trình dạy học.
PTDH là nguồn thông tin tri thức quan trọng, phản ánh các hoạt động và mối quan hệ giữa giáo viên và sinh viên trong lớp học Nó đóng vai trò hỗ trợ và tạo điều kiện cho các hoạt động giảng dạy, đồng thời giúp kết nối giáo viên và người học, phục vụ cho việc tạo ra đồ dùng dạy học hiệu quả trong quá trình dạy và học.
Phương tiện dạy học (PTDH) bao gồm tất cả các thiết bị kỹ thuật, từ đơn giản đến phức tạp, được sử dụng trong quá trình giảng dạy để hỗ trợ việc truyền đạt và tiếp thu kiến thức, kỹ năng Qua sự phát triển của công nghệ, PTDH trong lịch sử giáo dục đã trải qua bốn giai đoạn chính: đầu tiên là phấn và bảng; tiếp theo là các thiết bị dạy học như sách giáo khoa, sách bài tập, sổ tay tóm tắt công thức và mô hình; thứ ba là các phương tiện nghe nhìn như máy chiếu và máy ghi âm; và cuối cùng là công nghệ thông tin và truyền thông, bao gồm đĩa mềm, đĩa CD-Rom và hệ thống multimedia.
Trong bốn giai đoạn trên, CNTT thể hiện vai trò là PTDH tiên tiến, hiệu quả:
