CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG PPMP TRONG DẠY HỌC 1. Tổng quan về phương pháp dạy học mô phỏng 1. Mô phỏng Mô phỏng từ lâu đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Kỹ thuật, kinh tế, xã hội. Trong khoa học và công nghệ, mô phỏng là con đường nghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý thuyết thuần túy và nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng thực.
Nó được sử dụng khi không thể, không cần hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực [8]. Có thể nói, mô phỏng là một trong những phương pháp nghiên cứu khoa học đang được áp dụng rộng rãi. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, hiệu quả của phương pháp nghiên cứu này càng được nâng cao. Mô phỏng giúp nghiên cứu hệ thống một cách chủ động, giải quyết những khó khăn khi tiến hành nghiên cứu với mô hình thực (những đối tượng, hệ thống khó hoặc không thể trực tiếp nghiên cứu được do những nguyên nhân khác nhau như tính kinh tế, điều kiện khách quan, tính nguy hiểm, thời gian diễn biến quá ngắn hoặc quá dài) [11].
Từ yếu tố trên có thể đưa ra một cách tổng quát (hiểu theo nghĩa thuật ngữ) mô phỏng là: Thực nghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình của đối tượng khảo sát. Mô hình được hiểu là một thể hiện bằng thực thể hoặc bằng khái niệm – theo một cách tiếp cận xác định – một số thuộc tính và quan hệ tiêu biểu của một đối tượng nào đó (gọi là nguyên hình) nhằm một trong hai, hoặc cả hai, mục đích nhận thức sau : – Làm đối tượng quan sát (nhận dạng) thay cho nguyên hình, – Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) về nguyên hình. Mô hình địa cầu trong Địa lý; mô hình nguyên tử (của Bohr) trong Vật lý; mô hình cơ thể (toàn bộ hoặc một phần) trong cửa hàng thời trang; mô hình máy bay trong thí nghiệm khí động lực học; các bản vẽ kỹ thuật là mô hình của một bộ máy (đã thiết kế, có thể chưa chế tạo); mô hình đại số mệnh đề hoặc đại số tập 5 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep hợp,… của Đại số Boole; mô hình mặt cầu Euclid của Hình học Riemann phẳng; mô hình toán kinh tế; mô hình làng văn hóa Việt Nam; v.v…là những ví dụ về mô hình theo nghĩa trên đây. Theo cách hiểu nôm na “mô hình là sản phẩm của sự bắt chước”, có thể phân biệt hai loại: mô hình diễn tả (bắt chước hay thể hiện đối phương, ở một số thuộc tính và quan hệ tiêu biểu, như mô hình địa cầu, mô hình máy bay,…trên đây) và mô hình chuẩn mực hay mô hình plato (là mẫu tham chiếu, tức là làm mẫu cho đối phương bắt chước hay thể hiện, như mô hình làng văn hóa Việt Nam,…).
Mô phỏng tạo thuận lợi cho người sử dụng về mặt nhận thức trực quan hóa, dễ tiếp cận và đo lường, lặp lại được nhiều lần theo ý muốn, gợi mở tiên đoán, sáng tạo và thử nghiệm. Về mặt công nghệ (thiết bị, phương pháp cũng như kỹ năng) khả thi, an toàn, hiệu quả kinh tế, tiến kiệm thời gian, luyện kỹ năng trước khi tiếp xúc với thực tế. Công nghệ mô phỏng Định nghĩa Công nghệ mô phỏng là một hệ thống phương tiện, phương pháp và kỹ năng xây dựng mô hình cho một đối tượng khảo sát nào đó và tiến hành thí nghiệm cần thiết trên mô hình này để qua đó nhận dạng thuộc tính và qui luật vận động của đối tượng đã cho. Trong hệ thống này mô hình là đối tượng chịu tác động của phương tiện và phương pháp mô phỏng, tạo ra thành quả mô phỏng, nhưng đối với toàn bộ hệ thống nghiên cứu nguyên hình, thì mô hình là phương tiện thay thế, để thực thi mô phỏng.
Chức năng vừa là đối tượng vừa là phương tiện chứng tỏ vai trò chủ chốt và ý nghĩa đặc biệt của mô hình trong công nghệ mô phỏng. Vì mô hình hóa và mô phỏng là cơ sở phương pháp luận của nghiên cứu khoa học và dạy học, cho nên từ sự phát triển qua nhiều thế kỷ của các lĩnh vực khoa học, công nghệ và dạy học, có thể thấy thành tựu về lý luận và công nghệ mô phỏng của nhân loại phong phú và đa dạng đến ngần nào. 6 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Công nghệ mô phỏng Như đã nói trên, mô phỏng có ý nghĩa lớn không chỉ về mặt phương pháp luận, mà còn về mặt ứng dụng thực tế trong khoa học công nghệ, trong đó có công nghệ dạy học. Phương pháp dạy học mô phỏng Phương pháp Có thể hiểu là con đường, là cách thức để giải quyết một công việc, một nội dung, một vấn đề cụ thể nhằm đạt được mục đích đã đề ra.
Nói chung đây là một khái niệm rất trừu tượng vì nó không mô tả những trạng thái, những tồn tại tĩnh trong thế giới hiện thực, mà nó chủ yếu mô tả phương hướng vận động của một quy trình nhận thức và hoạt động thực tiễn của con người. Trong bình diện rộng thì khái niệm phương pháp được hiểu là phương pháp luận, ví dụ phương pháp biện chứng, phương pháp siêu hình… Nó bao trùm lên toàn bộ các khoa học, tiếp đó là những phương pháp cụ thể hơn như phương pháp lịch sử, phương pháp cấu trúc, phương pháp phức hợp. Rồi đến các phương pháp cụ thể nữa, như các phương pháp mô phỏng, phương pháp toán học, phương pháp thực nghiệm, áp dụng cho một nhóm khoa học và các phương pháp đặc thù cho mỗi khoa học cụ thể. Phương pháp mô phỏng PPMP trong dạy học là phương pháp tiếp cận nhận thức thế giới thực thông qua mô hình tĩnh hoặc động.
Qua PPMP, sinh viên không chỉ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc mà trong quá trình học họ còn có thể tìm ra cách tiếp cận vấn đề, con đường cách thức để đạt mục tiêu bài học. Đặc biệt sinh viên còn có thể tạo dựng và điều khiển tại chỗ các đối tượng theo ý muốn, tìm tòi phát hiện một số quan niệm mới cũng như rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp [4]. Mô phỏng với sự trợ giúp của máy tính 1. Quá trình mô phỏng: được biểu diễn như ở hình 1.1 7 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Đối tượng cần nghiên cứu 1 Mô hình nguyên lý 2 Mô hình hóa trên máy tính 3 Thử nghiệm và so sánh 4 Kết quả Hình 1.
1 Quá trình mô phỏng Những bước chính của quá trình mô phỏng số bao gồm: (1) Từ mục đích nghiên cứu ta thu thập các thông tin, dữ liệu cần thiết của đối tượng và các yếu tố tác động (môi trường), trên cơ sở đó xây dựng mô hình nguyên lý (phản ánh bản chất của đối tượng nghiên cứu). Các chương trình này được viết bằng các ngôn ngữ cao cấp thông dụng như: visual Basic, visua C++, pascal… (3) Lập kế hoạch thực nghiệm (số lần thử nghiệm, thời gian mô phỏng), hiệu chỉnh kế hoạch thực nghiệm để đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu. Thử nghiệm mô phỏng cho chương trình chạy để lấy kết quả. Kết quả có thể được biểu diễn dưới dạng số liệu hoặc đồ thị.
Cần lưu ý rằng kết quả sẽ mang tính “ đánh giá” chính xác nếu bước tính tăng lên đủ lớn.