Luận án: Công nghệ dạy học tương tác ảo nâng cao chất lượng đào tạo ngành Cơ điện tử - Đại học Bách Khoa

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình 1. 1: Dạy học tƣơng tác. 2: Hình thức tƣơng tác ảo. 3: Phƣơng pháp thể hiện tƣơng tác ảo cho kết quả phù hợp.

4: Đ c trƣng của dạy học tƣơng tác. 5: C u trúc và nội dung môn Robot công nghiêp. 6: Phƣơng tiện dạy học mang tín hiệu đầu vào. 7: Sơ đồ các thành phần của hệ thống tƣơng tác ảo.

8: Lợi ích của tƣơng tác ảo trong dạy và học. 9: Các thiết bị dạy học tƣơng tác ảo. 10: Phƣơng tiện dạy học tƣơng tác.11: Phƣơng tiện dạy học tƣơng tác ảo mang tín hiệu đầu vào:. 1: Sơ đồ các bƣớc thiết kế bài giảng tƣơng tác ảo.

2: Chƣơng trình TTA cánh tay Robot. 3: Các scene của Unity và kéo tài nguyên vào Scene để sử dụng. 4: Cách tạo file script mới và gắn vào đối tƣợng. 5: Xây dựng chƣơng trình TTA cho học phần Robot công nghiệp.

6: Dựng mô hình cánh tay Robot 3D. 7: Tổng thể cánh tay Robot. 8: Chân đế và trụ xoay tổng thể. 9: Cánh tay và trục xoay cánh tay.

10: Cẳng tay và trục khuỷu tay. 11: Trục xoay khớp cổ tay. 12: Cổ tay và trục xoay khớp bàn tay. 13: Bàn tay và trục xoay khớp bàn tay.

14: Ngón tay và thanh ray trƣợt ngón tay. 15: Chƣơng trình VR cánh tay Robot gắp vật bằng Oclus Go. 16: Chƣơng trình VR điều khiển trên điện thoại. 17: Quy trình thiết kế giáo án bài giảng tƣơng tác ảo.

18: Quy trình tổ chức dạy học tƣơng tác ảo. 19: Phân loại bài giảng tƣơng tác ảo. 20: Bài giảng tƣơng tác ảo kết hợp. 21: Bài giảng tƣơng tác ảo toàn phần.

22: Xây dựng các tiêu chí tổ chức dạy học tƣơng tác ảo. 23: Các tiêu chí tổ chức dạy học tƣơng tác ảo. 1: Lớp học thực nghiệm dạy học tƣơng tác ảo. 98 iv DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1.

1: Khảo sát về sự biết đến thức tại ảo. 2: Khảo sát SV đánh giá về môn học Robot công nghiệp. 3: Khảo sát online sự trải nghiệp VR của SV. 4: Tần su t giáo viên sử dụng dạy học tƣơng tác ảo trong thực tế.

1: Kết quả kỳ I năm 2017-2018 của sinh viên lớp đối chứng. 2: Kết quả kỳ I năm 2017-2018 của sinh viên lớp thực nghiệm. 3: So sánh điểm kỳ học gần nh t của sinh viên lớp TN và lớp ĐC. 4: Biểu đồ điểm đầu vào của SV lớp ĐC.

5: Biểu đồ điểm đầu vào của SV lớp TN. 6: Biểu đồ so sánh điểm đầu vào của SV lớp ĐC và lớp TN. 7: Điều kiện tiếp nhận kiến thức tốt nh t. 8: Thông tin sinh viên thƣờng nhớ gì khi xem một chƣơng trình truyền hình.

9: Thông tin ngoài giờ học sinh viên quan tâm. 10: Thông tin để học một kỹ năng mới của sinh viên. 11: Thông tin sinh viên thích giáo viên sử dụng trong giờ học. 12: Thông tin khi sinh viên chơi một trò chơi, sinh viên thích.

13: Biểu đồ tổng hợp điểm các kiểm tra ở lớp ĐC. 14: Biểu đồ tổng hợp điểm các bài kiểm tra ở lớp TN. 15: Biểu đồ so sánh điểm quá trình ở lớp ĐC và TN. Error! Bookmark not defined.

16: Biểu đồ so sánh điểm kết thúc modul ở lớp ĐC và TN. 17: Biểu đồ so sánh tổng hợp điểm quá trình và kết thúc modul. 18: so sánh sinh viên đạt điểm Xi tại lớp thực TN và ĐC. 19: Đƣờng tần su t hội tụ tiến sinh viên đạt điểm Xi.

20: Đƣờng Radar phổ điểm sinh viên đạt điểm Xi. 21: Khảo sát ý kiến sinh viên về cảm nhận khi đƣa dạy học tƣơng tác ảo vào lớp học. 22: Khảo sát ý kiến sinh viên tự đánh giá những kỹ năng sẽ đƣợc tăng lên khi tham gia lớp học tƣơng tác ảo. 23: Khảo sát ý kiến sinh viên về cách thức đƣa DH TTA vào lớp học.

24: Khảo sát đánh giá của sinh viên khi đƣa DH TTA có thể giúp gì cho. 25: Xây dựng DH TTA trong quá trình dạy môn Robot công nghiệp. 26: Khảo sát hiệu quả sau khi học Robot công nghiệp sử dụng PPDH TTA.124 v LOGIC LUẬN ÁN vi MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài 1.

Nhu cầu phát triển khoa học công nghệ hiện đại Ngành Cơ điện tử đƣợc đánh giá là ngành mũi nhọn trong phát triển công nghiệp của quốc gia. Bên cạnh đó lĩnh vực Cơ điện tử đóng vai trò thiết yếu với cuộc sống của con ngƣời ở mọi lĩnh vực trong nhiều thế kỷ qua và trong tƣơng lai. T t cả các thiết bị hay hệ thống từ đơn giản đến phức tạp trong mọi ngành, lĩnh vực nhƣ dân dụng, công nghiệp, khai khoáng, xây dựng và quốc phòng đều có sự hiện diện không thể thiếu của ngành Cơ điện tử. Và để phát triển ngành cơ điện tử nhƣ kỳ vọng hai câu hỏi đƣợc đ t ra cân đƣợc giải quyết đó là: Một là loại sản phẩm Cơ điện tử nào cần đƣợc phát triển tại Việt Nam để từ đó chúng ta có thể đi tắt đón đầu công nghệ, không m t thời gian đi vào những sản phẩm phần cứng mà thế giới đã tiêu chuẩn hóa.

Hai là vai trò của chƣơng trình đào tạo nguồn nhân lực Cơ điện tử đối với sự phát triển các sản phẩm này. Nhƣ vậy, Ngành Cơ điện tử là một trong những ngành trở thành then chốt để phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa Việt Nam trong tƣơng lai. Với vai trò của ngành cơ điện tử có thể cung c p các sản phẩm thông minh phục vụ nhu cầu của đ t nƣớc trong các lĩnh vực kinh tế, quân sƣ, truyền thông và đ c biệt trong giáo dục. Ngoài ra, ngành Cơ điện tử Việt Nam hoàn toàn có thể đáp ứng đƣợc các nhu cầu về gia công Robot thông minh thế hệ mới nh t xu t khẩu toàn cầu.

Thực trạng dạy học ngành cơ điện tử tại Việt Nam Môn học Robot công nghiệp là môn học không thể thiếu trong ngành Cơ điện tử. Cùng với đ c điểm môn học Robot công nghiệp là môn học tích hợp nhiều kiến thức cơ khí, công nghệ thông tin, điện tử. Kiến thức môn học Robot công nghiệp rộng và trừu tƣợng. Trên thực tế, việc dạy và học của sinh viên hiện nay vẫn còn r t thụ động chủ yếu là theo phƣơng pháp cũ, giảng viên truyền thụ kiến thức một chiều.

Trong thời đại hiện tại công nghệ dạy học ngày càng phát triển, chính vì thế đối với một môn học tích hợp nhiều kiến thức phức tạp nhƣ môn Robot công nghiệp thì cần thì cần một phƣơng pháp dạy học kích thích đƣợc đa giác quan cho ngƣời học. Tính thời đại của công nghệ dạy học tƣơng tác ảo Phƣơng pháp dạy học tƣơng tác là phƣơng pháp vận dụng lý luận dạy học tƣơng tác (bộ ba nguyên lý, bộ ba ứng xử,…) và sử dụng phƣơng tiện dạy học tƣơng tác, sao cho quá trình dạy học về cơ bản là quá trình học hƣớng làm của ngƣời học. Dạy học tƣơng tác đƣợc chia làm 3 loại: không nhập vai, bán nhập vai và nhập vai.Trên thực tế hiện tại các trƣờng học chủ yếu ứng dụng dạy học tƣơng tác không nhập vai. Dạy học tƣơng tác bán nhập vai và đ c biệt là dạy học tƣơng tác nhập vai thì gần nhƣ không có.

Dạy học tƣơng tác không nhập vai hiện tại đang đƣợc sử dụng: chủ yếu bằng phần mềm tƣơng tác ảo và trình chiếu cho học sinh quan sát để ngƣời học có thể dễ dàng hình dung thông qua đó nắm bắt kiến thức một cách dễ dàng. Ví dụ nhƣ động cơ đột trong, ho c động cơ phân kì hay c u tạo và điều khiển cánh tay Robot. Có những kiến thức r t khó, nhƣng nếu sử dụng tƣơng tác ảo thì sinh viên có thể hiểu và nắm bắt một cách dễ dàng. Dạy học tƣơng tác bán nhập vai là ngƣời học tham gia vào một phần quá trình dạy học đó, với bài giảng có hệ thống màn hình lớn bao quanh ngƣời dùng để tạo cảm giác hòa nhập vào môi trƣờng ảo 3D.

Dạy học tƣơng tác nhập vai ngƣời học hoàn toàn hòa nhập vào vào các hoạt động trong đó, không cảm th y mình là ngƣời quan sát ngoài cuộc. Ngƣời học đƣợc trải nghiệm nhƣ thật trong môi trƣờng ảo, nhờ các bộ hiển thị chuyên dùng (HDM, BOOM,…). Với phƣơng pháp dạy học nhập vai thì ngƣời học không chỉ đƣợc quan sát mà còn có thể nghe, chuyển động, di chuyển và điều khiển đƣợc các hoạt động của thiết bị, của các kết c u. Ngƣời học không những học mà còn có thể hiểu luôn đƣợc các c u tạo, các nguyên lý hoạt động ngay trên lớp.

Phƣơng pháp dạy học tƣơng tác ảo đƣợc đánh giá là phƣơng pháp dạy học kích thích đƣợc đa giác quan cho ngƣời học. Giúp ngƣời học hăng say học tập, kích thích tính tự chủ và sáng tạo, cũng nhƣ vận dụng đƣợc bản ch t của sự vật hiện tƣợng. Chính vì vậy, dạy học tƣơng tác ảo là một xu hƣớng lựa chọn t t yếu đi cùng sự phát triển của khoa học công nghệ giáo dục hiện đại. Mục đích nghiên cứu Xây dựng bài giảng theo công nghệ dạy học tƣơng tác ảo nhập vai cho môn Robot công nghiệp nhằm nâng cao ch t lƣợng dạy học ngành Cơ điện tử, góp phần phát triển toàn diện năng lực của sinh viên thông qua kích thích đa giác quan.

Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học tƣơng tác ảo cho các môn học chuyên ngành Cơ điện tử tại các trƣờng đại học. Đối tƣợng nghiên cứu Thiết kế dạy học theo công nghệ dạy học theo công nghệ dạy học tƣơng tác ảo học phần Robot công nghiệp của sinh viên hệ đại học trƣờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 3. Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu DH TTA cho môn học Robot công nghiệp ngành Cơ điện tử hệ đại học.

Khảo sát thực trạng online SV tại một số trƣờng Đại học tại Hà Nội và Thái Nguyên về việc áp dụng TTA trong dạy học. Khảo sát sinh viên sau giờ học TTA của môn Robot công nghiệp tại trƣờng ĐH kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đƣợc quy trình DH TTA với yêu cầu cơ sở vật ch t đảm bảo thì sẽ nâng cao ch t lƣợng đào tạo, phát triển năng lực, kỹ năng cho ngƣời học ngành Cơ điện tử hệ đại học. Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu 5.