Thạc Sĩ Kịch bản Matlab trong công tác đào tạo nghề, ứng dụng tại cao đẳng nghề Phú Thọ

1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 1
Dương Thị Bích Phượng 2
LỜI CẢM ƠN . 3
MỤC LỤC . 1
DANH MỤC CC TỪ VIẾT TẮT 4
DANH MỤC CC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU . 5
MỞ ĐẦU . 7
1. Đặt vấn đề________________________________________ 7
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. _______________________ 8
3. Hướng nghiên cứu của đề tài. ___________________________ 8
4. Phương pháp nghiên cứu ______________________________ 8
5. Ý nghĩa khoa học của đề ti _____________________________ 9
Chương 1. . 10
TỔNG QUAN VỀ CÔNG CỤ ĐỒ HỌA . 10
1.1. Giới thiệu ________________________________________ 10
1.2. Những thành phần cơ bản trong đồ họa ứng dụng _______ 12
1.2.1. Phần cứng 12
1.2.2. Phần mềm 12
1.3. Ứng dụng cơng nghệ vo giảng dạy ____________________ 13
1.3.1 Tiếp cận quan điểm về công nghệ giảng dạy . 13
1.3.2. Đổi mới phương pháp dạy – học hiện nay 14
1.3. Thực tiễn của ứng dụng đồ họa trong đào tạo nghề ______ 17
1.3.1. Khái niệm đo tạo nghề . 17 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

1.3.2. Vai trị của đồ họa trong đo tạo nghề . 18
1.4. Nhu cầu đào tạo nghề tại Phú Thọ ____________________ 21
1.5. Kết luận. _________________________________________ 23
Chương 2 24
MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG XÂY DỰNG KỊ CH BẢN . 24
2.1. Khi niệm kịch bản dạy học __________________________ 24
2.2. Quy trình xây dựng kịch bản ________________________ 25
2.3. Vai trị của kịch bản trong dạy nghề ___________________ 25
2.4.Nhu cầu công cụ công nghệ trong xây dựng kịch bản ứng
dụng tại trường Cao đẳng nghề Phú Thọ _______________________ 27
2.4.1. Phần mềm Matlab v khả năng 27
2.4.1.1 Khi niệm về Matlab . 27
2.4.1.2 Cấu trc dữ liệu của MATLAB v ứng dụng . 28
2.4.1.3. Hệ thống MATLAB . 29
2.4.1.4. MATLAB đơn giản 31
2.4. 1. 5. Cc cửa sổ lm việc của MATLAB 31
2.4.1.6. Giao diện đồ họa người dng . 36
2.4.2. Nhu cầu kịch bản dạy học thực hnh tại trường Cao đẳng nghề Phú Thọ 41
2.4.2.1. Hiện trạng dạy môn mạch điện ở trường Cao đẳng nghề Phú Thọ . 42
2.4.2.2. Chương trình v nội dung mơn học 44
2.4.2.3. Tính khả thi của việc p dụng kịch bản vo dạy học thực hnh mơn mạch điện. . 47
2.5. Kết luận __________________________________________ 48
Chương 3 49
XY DỰNG KỊCH BẢN V KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM . 49
3.1. Xy dựng kịnh bản dạy học ___________________________ 49
3.1.1. Lựa chọn nội dung xy dựng kịch bản . 49
3.1.1.1.Nội dung giảng dạy . 49
3.1.1.2. Khó khăn trong việc dạy. . 49 3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3.1.1.3. Mục tiu của việc xy dựng kịch bản 50
3.1.2.Một số kịch bản . 50
3.1.2.1 Chuyển đổi giữa hai dạng cơ bản mơ tả tín hiệu hình sin, ảnh phức 50
3.1.2.2. Cộng, trừ, nhn, chia số phức 53
2.1.2.3. Đường dy di . 56
3.2. Thử nghiệm chương trình ___________________________ 58
3.2.1. Mục đích . 58
3.2.2.Nhiệm vụ . 58
3.2.3. Nội dung v qu trình thử nghiệm 59
3.2.4. Xử lý v đánh giá kết quả thử nghiệm 63
3.3. Kết quả đánh giá của hội đồng sư phạm _______________ 66
3.4. Kết luận __________________________________________ 66
KẾT LUẬN 68
Những kết quả đạt được 68
Hướng tiếp tục pht triển . 68
TI LIỆU THAM KHẢO 69
Trang Web ___________________________________________ 69
Phụ lục . 70
4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt Ý nghĩa đầy đủ
PTDH Phương tiện dạy học
PP Phương pháp
PPMP Phương pháp mô phỏng
CNTT Công nghệ thông tin
HS Học sinh
SV Sinh viên
GV Giáo viên
CCĐH Công cụ đồ họa 5

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU
Hình 1.1.Công nghệ giảng dạy . 13
Hình 1.2. Các lĩnh vực cơ bản của công nghệ giảng dạy . 14
Hình 1.3. Năm thuộc tính của việc học 16
Hình 1.4. Hệ thống giáo dục nghề nghiệp Việt Nam 17
Hình 2.1. Sơ đồ dạy học theo chương trình 24
2. 2. Cửa sổ desktop, và các cửa sổ phụ 31
Hình 2.3. Giao diện câu lệnh 32
Hình 2.4. Gọi câu lệnh . 33
Hình 2.5. Xem dữ liệu 33
Hình 2.6. Kết quả 34
Hình 2.7. Tạo giao diện 37
Hình 2.8. Các thành phần điều khiển của GUI . 37
Hình.3.1. Tín hiệu hình sin, cơ sở lí thuyết 50
Hình 3.2. Giao diện ảnh phức của tín hiệu hình sin . 52
Hình 3.3. Giao diện nhập dữ liệu 53
Hình 3.4. Giao diện chuyển đổi số phức 54
Hình. 3.5. Giao diện kết quả cộng hai số phức 55
Hình.3.6. Giao diện kết quả trừ hai số phức . 55
Hình 3.7. Giao diện kết quả nhân hai số phức 55
Hình 3.8. Giao diện kết quả chia hai số phức . 56 6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình.3.9. Sơ đồ dạng phức 56
Hình.3.10. Sơ đồ dạng phức 58
Bảng 3-1: Phân phối kết quả kiểm tra 65
Bảng 3-2: Tấn suất 65
Hình.3.11. Biểu đồ so sánh tấm suất 65 7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong điều kiện nước ta hiện nay, nền kinh tế đang trên đà phát triển
với nhiều cơ hội và nhiều thách thức. Nền công nghiệp nước nhà còn thiếu về
gia công và lắp ráp, các lĩnh vực công nghệ cao đang hình thành và phát triển.
Việc phổ biến nghề rộng rãi và đào tạo cơ bản cho người lao động với những
nội dung đào tạo nghề thiết dụng, để giúp họ tự tìm công ăn việc làm hoặc để
nâng cao năng suất lao động đang là nhu cầu bức bách của toàn xã hội.
Theo mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 nước
ta trở thành một nước công nghiệp. Với yêu cầu của một nước công nghiệp,
nền kinh tế nước ta cần có đội ngũ lao động kỹ thuật đủ về số lượng, có kiến
thức kỹ năng nghề với cơ cấu và trình độ phù hợp. Do vậy dạy nghề phải đi
trước một bước để chuẩn bị nguồn nhân lực cho đất nước trong giai đoạn mới.
Mục tiêu của dạy nghề đến năm 2020 là phải đáp ứng nhu cầu về nhân lực kỹ
thuật trực tiếp trong sản xuất, kinh doanh với trình độ cao, lành nghề.
Để đạt được nhiệm vụ trên việc tìm ra các biện pháp để nhằm nâng cao
hiểu biết của giáo viên và nâng cao năng lực biên soạn giáo trình, bài giảng và
tổ chức giờ dạy là điều cần thiết. Đồng thời đây chính là cơ sở để các cấp
quản lý đào tạo nghề chỉ đạo triển khai tổ chức dạy học một cách có hiệu quả.
Nầng cao chất lượng giảng dạy thì việc lựa chọn ứng dụng công nghệ
vào giảng dạy là rất quan trọng.
Việc đào tạo nghề đòi hỏi giáo viên lẫn học viên tiến hành các bài lí
thuyết, rồi thực hành các kiến thức thu được trên công cụ cụ thể hay mô
phỏng. Trong điều kiện hạn chế về hạ tầng kĩ thuật, trong khuôn khổ cơ sở
đào tạo nghề tại tỉnh xa Hà Nội, việc sử dụng phần mềm mô phỏng các bài 8

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thực hành đồ họa, hoặc sử dụng phần mềm đồ họa để mô phỏng quá trình
thực hành, để kiểm chứng các giả thuyết lí thuyết có ý nghĩa về đào tạo, lẫn
về công nghệ thông tin và truyền thông.
Chính vì những yêu câu nêu trên, đề tài nhằm mục đích mang lại hiệu
quả cao trong công tác giảng dạy tại trường nghề nói chung và Cao đẳng nghề
Phú Thọ nói riêng. Luận văn tâp chung tìm hiểu về ứng dụng của đồ họa
trong giảng dạy nghề.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài ứng dụng công nghệ dạy học vào
giảng dạy tại trường Cao đẳng nghề Phú Thọ.
Phạm vị nghiên cứu:
- Kịch bản dạy học.
- Sử dụng công cụ đồ họa trong xây dựng một kịch bản dạy học thực
hành môn mạch điện.
3. Hướng nghiên cứu của đề tài.
- Tổng qua về công cụ đồ họa
-Tìm hiểu về kịch bản dạy học trên phầm mềm đồ họa
- Nắm chắc các kiến thức cơ bản về Matlab và ứng dụng.
- Tìm hiểu, khảo sát quá trình giảng dạy và học tập tại trường.
- Phân tích đánh giá kết quả thu được.
4. Phương pháp nghiên cứu
ư Nghiên cứu các tài liệu và viết tổng quan
ư Phương pháp phân tích và đánh giá đối tượng.
ư Nghiên cứu triển khai phần mềm và thử nghiệm. 9

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

5. Ý nghĩa khoa học của đề tài
ư Bản thân hiểu sâu hơn và áp dụng được kịch bản dạy học với ứng dụng
của Matlab vào giảng dạy.
ư Hỗ trợ và nâng cao hiệu quả trong công tác giảng dạy tại các trường
nghề nói chung và trường Cao đẳng nghề Phú Thọ nói riêng
10

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG CỤ ĐỒ HỌA
1.1. Giới thiệu
Đồ họa máy tính bao gồm tất cả những gì liên quan đến việc sử dụng
máy tính để phát sinh ra hình ảnh. Các vấn đề liên quan đến công việc mày
bao gồm: tạo, lưu trữ, thao tác trên các mô hình và các ảnh.
Sự phát triển của đồ họa máy tính ngày nay càng rộng rãi với các chế
độ đồ họa hai chiều (2D) và ba chiều (3D), và cao hơn, nó phục vụ trong các
lĩnh vực xã hội khoa học khác nhau như khoa học, giáo dục, y học, kỹ thuật,
thương mại và giải trí. Tính hấp dẫn và da dạng của đồ họa máy tính có thể
được minh họa rất trực quan thông qua việc khảo sát các ứng dụng của nó.
Đồ họa ứng dụng được sử dụng rộng rãi vì có đến 80% các ứng dụng
liên quan đến hình ảnh và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như
công nghiệp, thương mại, quản lý, giáo dục, giải trí, Số lượng các chương
trình đồ họa ứng dụng rất lớn và phát triển liên tục. Một số ứng dụng tiêu biểu
của đồ họa trong thực tế:
1. Hỗ trợ thiết kế- CAD/CAM9 Computer-Aided Desgin/ Computer-Aided
Manufacturing): Các hệ thống thiết kế và chế tạo với sự trợ giúp của máy
tính đượng ứng dụng trong các lĩnh vực như phân tích thiết kế kết cấu
xây dựng, công nghiệp điện tử, công nghiệp thời trang, các ngành công
nghiệp chế tạo ô tô, máy bay, xe máy
2. Đồ thị và bản đồ (Graphs and Chats): Đây là ứng dụng chủ yết trong lĩnh
vực đồ họa hinh họa, ứng dụng này cho phép hiển thị các biểu đồ dữ liệu
cũng như trong lĩnh vực biểu diễn và xử lý đồ họa. Một số ứng dụng hiện
nay là hệ thống thông tin địa lý GIS (Geo graphical Informatin System) 11

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3. Giải trí: Với sự hỗ trợ đồ họa hiện nay chúng ta có thể sản xuất nhiều sản
phẩm phục vụ cho lĩnh vực giải trí đặc biệt là phim hoạt hình và các trò
chơi trên máy tính. Nhiều phần mềm và ngôn ngữ lập trình hỗ trợ ra đời
cho phép ta tạo ra các hình ảnh động gần với cuộc sống thực sự.
4. Ứng dụng mô phỏng và thực tại ảo (Simulation and Virtual Reality): Bên
cạnh việc hỗ trợ thiết kế kiến trúc vào trong sản xuất công nghiệp, đồ họa
máy tính còn có ứng dụng rất quan trọng trong mô phỏng các công trình
kiến trúc, các di sản văn hóa, trong giảng dạy các môn học. Ứng dụng
thực tại ảo là mức cao hơn các mô phỏng. Thực tại ảo áp dụng các kỹ
thuật đồ họa kết hợp với các thiết bị 3D tạo ra các ứng mô phỏng giống
như thực nhưng được thực hiện trên máy tính như lái máy bay, bắn súng
trong quân sự, giải phẫu trong y khoa,
5. Xử lý ảnh (Image Processing): Các kĩ thuật xử lý và thay đổi một bức
ảnh có sẵn và đượng áp dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Như ta
có thể sử dụng phần mềm khôi phục một bức ảnh, phân tích các bức ảnh
được chụp từ vệ tinh
6. Kỹ thuật nhận dạng (Pattem Recognition): Đây là một lĩnh vực của kỹ
thuật xử lý ảnh, các chuyên gia sẽ xây dựng một thư viện ảnh gốc bằng
cách áp dụng các thuật toán phân tích và chọn lọc từ những ảnh mẫu có
sẵn. Dựa trên thư viện đó các chuyên gia có thể phân tích và tổ hợp ảnh.
7. Giao diện đồ họa người dùng (Graphical Uses Interface-GUI): Rất nhiều
phần mềm ứng dụng ngày nay cung cấp GUI cho người sử dụng. Thành
phần chính của một giao giao diện đồ họa đó là chương trình quản lý cửa
sổ cho phép người sử dụng hiển thị nhiều cửa sổ người ta gọi đó là các
cửa sổ hiển thị. Nhờ có GUI mà người sử dụng có thể dễ dàng thiết kế
giao diện cho các chương trình ứng dụng. 12

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

1.2. Những thành phần cơ bản trong đồ họa ứng dụng
Để phát triển hệ thống đồ họa ta cần phải trang bị cả phần cứng lẫn
phần mềm cũng như các ứng dụng khác. Trong đó, các thiết bị phần cứng là
tùy thuộc vào từng ứng dụng đồ họa cụ thể mà có thể cần thiết hoặc không
cần thiết.
1.2.1. Phần cứng
Máy tính là phương tiện quan trọng để xây dựng và thực hiện các
chương trình theo tiêu chí đã đè ra. Một máy tính cơ bản sẽ bao gồm:
1. Thiết bị thu nhận: lấy dữ liệu đầu vào cho ứng dụng đồ họa từ bàn
phím, chuột, máy quét, camera
2. Thiết bị hiển thị: hiển thị hình ảnh của ứng dụng đồ họa như các
loại màn hình CRT, LCD,
3. Thiết bị tương tác: làm giao tiếp trung gian giữa người dùng và các
ứng dụng đồ họa thực tại ảo, tạo cảm giác người dùng giống như
thao tác trực tiếp trong môi trường thế giới thực như găng tay, kính
3D,
1.2.2. Phần mềm
Phần mềm đồ họa có thể phân thành 2 loại: các công cụ lập trình và các
trình ứng dung đồ họa phục vụ cho một mục đích nào đó. Các công cụ lập
trình cung cấp một tập các thư viện đồ họa có thể được dùng trong các ngôn
ngữ lập trình cấp tập các thư viện đồ họa có thể được dùng trong các ngôn
ngữ lập trình cấp cao như Pascal, C/C ++
, Java, phần mềm Matlab, hay thậm
trí có cả một thư viện đồ họa có thể nhúng vào các ngôn ngữ l p trình cấp bất
kỳ như Open GI, DirectX. Các hàm cơ sở của nó bao gồm việc tạo các đối
tượng cơ sở của hình ảnh như đoạn thẳng, đa giác, đường tròn, thay đổi
màu sắc, chọn khung nhìn, biến đổi affine,