Nghiên cứu phát triển bài thực hành ảo trong dạy học mô đun thiết kế mạch chi tiết ngành điện tử công nghiệp tại trường cao đẳng nghề việt nam hàn quốc thành phố hà nội
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.55 MB, 91 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
2019A –
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC – KHUẤT DUY TUÂN –
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN BÀI THỰC HÀNH ẢO TRONG
DẠY HỌC MÔ ĐUN ‘‘THIẾT KẾ MẠCH CHI TIẾT’’
NGÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG
NGHỀ VIỆT NAM – HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI
KHUẤT DUY TUÂN
Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học
Giảng viên hướng dẫn:
Viện:
TS Nguyễn Thị Hương Giang
Sư phạm kĩ thuật
CA190256
HÀ NỘI, 09/2020
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Khuất Duy Tuân
Đề tài luận văn: Nghiên cứu phát triển bài thực hành ảo trong dạy học mô đun
‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ ngành Điện tử công nghiệp tại trường Cao đẳng nghề Việt
Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học
Mã số SV: CA190256
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả
đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 30 tháng 10 năm
2020 với các nội dung sau:
- Sửa lại tên đề mục 2.1.1 cho phù hợp nội dung.
- Sửa lại văn phong mục 2.4.1.3 cho phù hợp với văn phong của tài liệu khoa học.
- Xem lại trình bày danh mục viết tắt, tài liệu tham khảo theo đúng qui cách.
Ngày
Giáo viên hướng dẫn
tháng 11 năm 2020
Tác giả luận văn
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
i
LỜI CÁM ƠN
Luận văn được hoàn thành vào tháng 11 năm 2020 tại Viện Sư phạm kỹ thuật,
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc của mình đến TS. Nguyễn Thị
Hương Giang – người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, chỉ bảo tơi trong suốt
thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô trong Viện Sư phạm kỹ thuật, Viện Điện
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên
cứu tại trường và cho tôi những ý kiến đóng góp sâu sắc về phương hướng nghiên cứu
luận văn.
Tơi cũng xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu, cán bộ, giáo viên và sinh viên
Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã tạo điều kiện thuận
lợi và hỗ trợ tơi trong q trình nghiên cứu và làm việc, thu thập thông tin để hồn thành
luận văn này.
Cuối cùng, cho phép tơi được cám ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp là nguồn động
viên rất lớn với tơi trong q trình thực hiện luận văn.
Trong quá trình nghiên cứu, mặc dù đã rất cố gắng nhưng khơng tránh khỏi những
thiếu sót nhất định. Rất mong nhận được sự chỉ dẫn và đóng góp ý kiến của hội đồng
chấm luận văn tốt nghiệp, của các bạn đọc quan tâm đến đề tài của luận văn để bổ sung
cho đề tài hoàn thiện hơn.
Hà nội, ngày…. tháng 11 năm 2020
Tác giả
Khuất Duy Tuân
ii
LỜI CÁM ƠN ..................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................. vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... viii
TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TRIỂN KHAI DẠY
THỰC HÀNH ẢO Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ................................................... 5
1.1.Giới thiệu chung về dạy học thực hành ảo ............................................................. 5
1.2. Một số khái niệm cơ bản ....................................................................................... 6
1.2.1. Học bằng làm .............................................................................................. 6
1.2.2. Dạy học thực hành ...................................................................................... 9
1.2.3. Công nghệ mô phỏng................................................................................ 12
1.2.4. Thực hành ảo ............................................................................................ 14
1.3.Cơ sở lý luận về việc triển khai dạy thực hành ảo ............................................... 15
1.3.1. Dạy học thực hành ảo ............................................................................... 15
1.3.2. Mơ hình bài thực hành ảo ......................................................................... 16
1.4. Thực trạng triển khai dạy thực hành ảo ở trường cao đẳng nghềViệt Nam – Hàn
Quốc thành phố Hà Nội .................................................................................................. 19
1.4.1. Giới thiệu về trường CĐN Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội ..... 19
1.4.2. Mục đích và đối tượng đánh giá thực trạng dạy thực hành ảo tại trường
CĐN Việt Nam Hàn Quốc Thành phố Hà Nội ........................................................... 22
1.4.3. Kết quả đánh giá thực trạng ...................................................................... 24
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BÀI THỰC HÀNH ẢO TRONG MÔ ĐUN ‘‘THIẾT KẾ
MẠCH CHI TIẾT’’ NGHỀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TẠI TRƯỜNG CAO
ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM – HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI .......................... 36
2. 1. Phân tích mục tiêu, nội dung, chương trình mơ đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ 36
2. 1. 1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 36
2.1.2. Quan điểm dạy học phát triển năng lực thực hiện cho sinh viên thông qua
học bằng làm. .............................................................................................................. 36
2. 1. 3. Mục tiêu, nội dung chương trình mơ đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’...... 37
2. 1. 4. Đặc điểm của mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ .................................... 41
2. 2. Thiết kế bài thực hành ảo trong mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ ................... 41
2. 2. 1. Nguyên tắc thiết kế bài giảng thực hành ảo ........................................... 41
iii
2.2. 2. Quy trình thiết kế ..................................................................................... 43
2. 3. Mơ hình dạy học theo quan điểm học bằng làm cho bài thực hành ảo trong mô
đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’. ........................................................................................ 43
2. 4. Xây dựng bài thực hành ảo trong mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ cho sinh
viên nghề điện tử tại trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội.
........................................................................................................................................ 44
2.4.1. Một số phần mềm thiết kế bài giảng module Thiết kế mạch chi tiết theo
tiếp cận mơ hình ảo: .................................................................................................... 44
2.4.2.Thực hiện xây dựng bài giảng mô đun Thiết kế mạch chi tiết nghề điện tử
công nghiệp theo hướng tiếp cận mô hình ảo. ............................................................ 50
2.5. Nhận xét .............................................................................................................. 61
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM VÀ ĐÁNH GIÁ...................................... 63
3.1. Mục đích, nhiệm vụ và tiến trình thực nghiệm ................................................... 63
3.1.1. Mục đích thực nghiệm .............................................................................. 63
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm ............................................................................. 63
3.1.3. Tiến trình thực nghiệm ............................................................................. 64
3.2. Đối tượng và quá trình thực nghiệm ................................................................... 65
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm ............................................................................. 65
3.2.2. Chuẩn bị thực nghiệm............................................................................... 65
3.2.3. Triển khai nội dung thực nghiệm ............................................................. 65
3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 66
3.3.1. Kết quả điều tra của GV: .......................................................................... 66
3.3.2. Kết quả của học sinh dựa trên bảng điểm................................................. 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 77
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 78
iv
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Quy trình phát triển ứng dụng mơ phỏng ………………………………...13
Hình 1.2. Quy trình thiết kế bài giảng …………………………………………….….17
Hình 1.3. Dạy học thực hành ảo sẽ rất cần thiết cho việc cải thiện năng lực tay nghề
của người học tại nhà trường ………………………………………………….………24
Hình 1.4. Dạy học thực hành ảo giúp quá trình học tập dễ dàng, thú vị và tiết kiệm
thời gian …………………………………………………………………………..…….25
Hình 1.5. Sinh viên sẽ có động lực rèn luyện tay nghề thực hành nếu dạy học thực
hành ảo ……………………………………...……………………………………….….25
Hình 1.5. Nhà trường cần đầu tư cho triển khai dạy học thực hành ảo hiệu…….. 26
Hình 1.6. Nhà trường có đủ chính sách để hỗ trợ các điều kiện triển khai dạy thực
hành ảo ………………………………………………………………...………………..26
Hình 1.7. Bạn có nghĩ dạy học thực hành ảo có thể được dùng để nâng cao tay nghề
cho người học ………………………………………………………….……………….27
Hình 1.8. Bạn có dạy thực hành ảo trong các mơn học đảm nhiệm khơng? ………27
Hình 1.9. Bạn có khuyến khích người học sử dụng các phần mềm mơ phỏng/ảo để
rèn luyện tay nghề thực hành ……………………………………………………...….28
Hình 1.10. Khoa của bạn có trang bị phịng thí nghiệm – thực hành ảo khơng ….28
Hình 1.11. Địi hỏi nhiều trí tuệ ……………………………………………………….29
Hình 1.12. Khó hình thành kĩ năng thao tác tay chân ……………………………...29
Hình 1.13. Khó khăn khi lựa chọn phần mềm ……………………………………….30
Hình 1.14. Khơng thể thay thế hồn tồn bài thực hành thật ……………………..30
Hình 1.15. Sự cảm nhận về trực giác khơng tồn tại trong thực hành ảo ………….31
Hình 1.16. Phụ thuộc năng lực CNTT của GV ………………………………………31
Hình 1.17. Hạn chế phát triển tâm lý người học …………………………………….32
Hình 1.18. Mơ hình ảo khơng phản ánh hết các đặc trưng của mơ hình thực ……32
Hình 1.19. Nhà trường cịn thiếu tổ chức đào tạo GV về dạy thực hành ảo ………33
Hình 1.20. Lớp học còn thiếu các trang, thiết bị dạy thực hành ảo ………………..33
Hình 1.21. GV chưa nhận thức được tầm quan trọng của dạy thực hành ảo ……..34
Hình 2.1: Giao diện phần mềm soạn thảo MS PowerPoint …………………………44
Hình 2.2. Giao diện EasyEDA …………………………………………………………46
Hình 2.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý ……………………………………………………46
Hình 2.4. Mô phỏng mạch điện ………………………………………………………..47
v
Hình 2.5. Mạch PCB ………………………………………………………………….47
Hình 2.6. Phần mềm điều khiển máy tính từ xa UltraViewer …………………….48
Hình 3.1. Biểu đồ hiển thị bảng điểm ……………………………………………….71
vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Danh mục nghề đào tạo …………………………………….…………….21
Bảng 1.2. Khảo sát nhận thức của giáo viên trong việc triển khai dạy học thực hành
ảo tại………...………………………………………………………………… 22
Bảng 2.1. Nội dung mơ đun ………………………………………………………….38
Bảng 2.2. Chương trình mơ đun …………………………………………………… 50
Bảng 2.3. Hình thức tổ chức………………………………………………………… 52
Bảng 2.4. Các bước lên lớp………………………………………………………….. 52
Bảng 2.5. Trình tự thực hiện ……………………………………………………….. 59
Bảng 2.6. Một số lỗi…………………………………………………………………… 60
Bảng 2.7. Bảng khảo sát……………………………………………………………… 60
Bảng 3.1. Lớp thực nghiệm và đối chứng…………………………………………… 65
Bảng 3. 2: Kết quả khảo sát khả năng chuẩn bị của GV về nội dung kiến thức, nội
dung bài kiểm tra, phương tiện kĩ thuật dạy học…………………………………. 66
Bảng 3. 3: Kết quả khảo sát khả năng vận dụng của đề tài để thiết kế các hoạt động
của GV và HS cũng như sự phối hợp của 2 hoạt động này………………………. 66
Bảng 3. 4: Kết quả khảo sát khả năng áp dụng kết hợp hình thức kiểm tra đánh giá
của GV với việc HS có thể tự đánh giá năng lực bản thân và kết quả học tập của
mình sau mỗi bài học………………………………………………………………… 67
Bảng 3. 5: Kết quả khảo sát đánh giá về bài giảng khi sử dụng bài giảng theo tiếp
cận mơ hình ảo trong dạy học………………………………………………………. 67
Bảng 3. 6: Kết quả khảo sát đánh giá giờ dạy sử dụng bài giảng theo tiếp cận mơ
hình ảo……………………………………………………………………………….. 67
Bảng 3.7. Tổng hợp xếp loại học lực..................................................................... 71
vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TT
Cụm từ viết tắt
Nghĩa đầy đủ
1
CĐN
Cao đẳng nghề
2
CNH-HĐH
Cơng nghiệp hóa hiện đại hóa
3
CNTT
Cơng nghệ thơng tin
4
ĐC
Đối chứng
5
ĐTCN
Điện tử công nghiệp
6
GD-ĐT
Giáo dục đào tạo
7
GV
Giáo viên
8
GVLTT
Giáo viên làm trung tâm
9
HĐH
Hoạt động học
10
HSLTT
Học sinh làm trung tâm
11
HSSV
Học sinh sinh viên
12
HSSV
Học sinh sinh viên
13
LĐTB&XH
Lao động Thương binh và Xã hội
14
NL
Năng lực
15
PPDH
Phương pháp dạy học
16
KT
Kiểm tra
17
TCDN
Tổng cục dạy nghề
18
TCN
Trước công nguyên
19
TN
Thực nghiệm
20
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
21
UBND
Ủy ban nhân dân
viii
TÓM TẮT LUẬN VĂN
1.Lý do chọn đề tài.
Đất nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, vấn đề
đào tạo một đội ngũ nhân lực có chất lượng cao đang trở nên cấp bách. Trong giai đoạn
hiện nay, các cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật - công nghệ thành công với những bước
tiến nhảy vọt, đã tác động đến tất cả các lĩnh vực: làm thay đổi nhanh chóng và sâu sắc cơ
cấu việc làm của xã hội. Đất nước ta đang thiếu hụt nghiêm trọng những người thợ có
chất lượng cao, trực tiếp tạo ra của cải vật chất phục vụ xã hội. Nhiệm vụ đó được đặt
cho những người làm vấn đề đào tạo, đặc biệt là đào tạo nghề.
Nghị quyết số 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT đã chỉ rõ “Chuyển
mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực
và phẩm chất người học” [1]. Trong Chương trình giáo dục nghề đã chỉ rõ mục tiêu của
giáo dục nghề trong giai đoạn hiện nay là hướng tới hình thành các phẩm chất và các
năng lực (kiến thức, kĩ năng, thái độ) bao gồm cả năng lực cốt lõi, năng lực chuyên môn.
Để phát triển được năng lực cho người học, quá trình dạy nghề phải đổi mới sâu sắc, đặc
biệt là ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm giúp người học được thực hành nhiều hơn
thông qua học bằng làm, từ đó nâng cao tay nghề và phát triển năng lực. Vì vậy, việc
thiết kế các bài thực hành ảo nhằm tăng cường khả năng phát triển cho sinh viên (SV)
những năng lực đáp ứng yêu cầu của giáo dục nghề là một trong những nhiệm vụ quan
trọng của giảng viên (GV) các trường nghề.
Trong khi, Việt Nam đặt mục tiêu đến năm 2020 trở thành nước công nghiệp theo
hướng hiện đại. Để đáp ứng được nhu cầu phát triển vấn đề đào tạo nguồn nhân lực cần
phải được đặt lên hàng đầu. Bởi lẽ, nhu cầu về lao động nghề ở các quốc gia phát triển và
đang phát triển là rất lớn. Vì thế, mỗi quốc gia trong đó có Việt Nam cần phải hình thành
hệ thống đào tạo nghề tích hợp để đáp ứng nhu cầu đó.
Chiến lược phát triển dạy nghề giai đoạn 2011 -2020 do Bộ LĐ – TBXH xây dựng
đặt ra mục tiêu tổng quát đến năm 2020 là tạo ra sự đột phá về chất lượng dạy nghề theo
hướng tiếp cận trình độ khu vực và thế giới, tăng qui mô đào tạo nghề, gắn kết với doanh
nghiệp…Nhu cầu nhân lực qua đào tạo ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, điều
đó tạo nên sức ép rất lớn đối với giáo dục. Nếu không đổi mới phương pháp dạy học để
nâng cao chất lượng đào tạo nghề thì khơng thể đáp ứng mục tiêu đề ra.
Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã đặt ra nhiệm vụ về giáo dục đến
năm 2020 là : Phát triển, nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo, chất lượng nguồn nhân
lực; phát triển khoa học, công nghệ và kinh tế tri thức [2].
Mục tiêu dạy nghề là “ đào tạo nhân lực kỹ thuật trực tiếp trong sản xuất, dịch vụ
có năng lực thực hành nghề tương xứng với trình độ đào tạo, có đạo đức lương tâm nghề
nghiệp, ý thức kỷ luật, tác phong cơng nghiệp, có sức khỏe nằm tạo điều kiện cho người
học nghề sau khi tốt nghiệp có khản năng tìm việc làm, tự tạo việc làm hoặc học lên trình
độ cao hơn, đáp ứng u cầu sự nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước”.
1
Điều 19, Điều 26 Luật dạy nghề 2006 về phương pháp dạy học “phương pháp dạy
nghề phải kết hợp rèn luyện năng lực thực hành nghề với trang bị kiến thức chun mơn
và phát huy tính tích cực, tự giác, năng động, khả năng làm việc độc lập/tổ chức làm việc
theo nhóm” [3].
Chỉ thị số 55/2008/CT- BGDĐT về tăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng
CNTT trong ngành giáo dục nêu rõ: “Công nghệ thông tin là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi
mới phương pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lý giáo dục, góp phần nhằm
nâng cao hiệu quả và chất lượng giáo dục. Phát triển nguồn nhân lực công nghệ thông tin
và ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục là nhiệm vụ quan trọng có ý nghĩa quyết
định sự phát triển công nghệ thông tin của đất nước… Triển khai áp dụng công nghệ
thông tin trong dạy và học, hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy, tích hợp ứng dụng
công nghệ thông tin ngay trong mỗi môn học một cách hiệu quả và sáng tạo, phát huy
tính tích cực tự học, tự tìm tịi thơng tin qua mạng của người học…”[1].
Trường CĐN Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã và đang cố gắng đẩy
nhanh việc đổi mới chương trình, giáo trình; đổi mới các PPDH trong tất cả các môn học,
module ở trong tất cả các hệ đào tạo phù hợp nhằm đạt được các mục tiêu đào tạo của
Nhà trường và đáp ứng nhu cầu của xã hội. Nhà trường đã mua sắm thiết bị phục vụ quá
trình giảng dạy, các thiết bị dạy học hiện đại, khuyến khích ứng dụng CNTT và các
PPDH mới vào QTDH nhằm nâng cao chất lượng dạy học.
Tuy nhiên, việc giảng dạy các mơ đun chun ngành nói chung và mơ đun Thiết kế
mạch chi tiết nghề ĐTCN nói riêng tại Trường CĐN Việt Nam – Hàn Quốc thành phố
Hà Nội đang gặp khơng ít những khó khăn như:
- Chất lượng đầu vào của học sinh học nghề còn yếu, mức độ tư duy thấp, phương
pháp giảng dạy trong bài giảng truyền thống hiện nay là không phù hợp, khơng kích thích
được tư duy và hứng thú của HS.
- Để HS dễ tiếp thu và hứng thú với môn học, việc áp dụng mơ hình, bảng biểu,
bài giảng điện tử đang được chú trọng, quan tâm cần áp dụng CNTT vào giảng dạy.
Như vậy, để giảng dạy module Thiết kế mạch chi tiết đạt hiệu quả cao nhất cần sự
đầu tư rất lớn vào việc thiết kế bài giảng sao cho sinh động và hiệu quả. Thiết kế bài
giảng module Thiết kế mạch chi tiết theo hướng tiếp cận mơ hình ảo là một hướng tiếp
cận, hỗ trợ GV đổi mới PPDH; giúp HS có một cách nhìn mới, một phương pháp tư duy
mới trong lĩnh hội kiến thức; giúp bổ sung cho những thiếu hụt về thiết bị, mơ hình giảng
dạy.
Xuất phát từ nhu cầu và tình hình thực tế, việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu
phát triển bài thực hành ảo trong dạy học mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ ngành
Điện tử công nghiệp tại trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội” là
cần thiết. Việc nghiên cứu và xây dựng bài giảng thành cơng sẽ giúp Nhà Trường tiết
kiệm chi phí giảng dạy, đồng thời nâng cao chất lượng đào tạo. Đề tài cũng làm tiền đề
để phát triển CNDH hiện đại cho các mơn học, module khác trong chương trình đào tạo,
từng bước đáp ứng nhu cầu của người học và xã hội.
2
2. Mục đích nghiên cứu.
Thiết kế, xây dựng và triển khai dạy họcbài thực hành ảo ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’
nhằm hình thành năng lực thực hiện cho học sinh, sinh viên.
3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Khách thể nghiên cứu:Q trình dạy và học mơ đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’
theo định hướng phát triển năng lực thực hiện cho sinh viên ngành Điện tử công nghiệp
tại trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội
- Đối tượng nghiên cứu:Bài giảng mô đun Thiết kế mạch chi tiết theo định hướng
phát triển năng lực thực hiện cho HSSV năm thứ 2, 3 trường CĐN Việt Nam – Hàn
Quốc thành phố Hà Nội.
4. Phạm vi nghiên cứu.
Vận dụng công nghệ mô phỏng để xây dựng một số bài thực hành ảo của mô đun
‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ cho HSSV năm thứ 2, 3 trường cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn
Quốc thành phố Hà Nội.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Nghiên cứu cơ sở lý luận việc xây dựng bài giảng cho mô đun tại trường Cao đẳng
nghề theo tiếp cận mơ hình ảo.
Đánh giá thực trạng đào tạo mô đun“Thiết kế mạch chi tiết” nghề ĐTCN tại trường
CĐN Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội.
Xây dựng bài giảng mô đun“Thiết kế mạch chi tiết” nghề ĐTCN theo tiếp cận mơ
hình ảo.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm để xác định tính khả thi và hiệu quả của luận văn.
6. Giả thiết khoa học.
Nếu xây dựng hồn thiện bài giảng mơ đun“Thiết kế mạch chi tiết” nghề ĐTCN
trường CĐN Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội theo hướng tiếp cận mô hình ảo sẽ
giúp HSSV dễ dàng trải nghiệm quá trình học bằng làm, góp phần hình thành năng lực
thực hiện ở người học.
7. Phương pháp nghiên cứu.
Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Phương pháp phân tích, tổng hợp, hệ thống
hóa những vấn đề lý luận liên quan đến vấn đề nghiên cứu, từ đó xây dựng cơ sở lý luận
cho đề tài.
Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Tiến hành trao đổi, phỏng vấn, điều tra,
lấy ý kiến chuyên gia.
Các phương pháp khác: Toán học, thống kê để xử lý số liệu thu thập được.
8. Bố cục của luận văn.
3
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Kiến nghị, nội dung của luận văn gồm có 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc triển khai dạy thực hành ảo ở trường
cao đẳng nghề
Chương 2: Thiết kế bài thực hành ảo trong mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’ theo
định hướng phát triển năng lực thực hiện cho sinh viên nghề điện tử tại trường Cao đẳng
nghề Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm và đánh giá
4
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TRIỂN KHAI DẠY
THỰC HÀNH ẢO Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
1.1.Giới thiệu chung về dạy học thực hành ảo
Theo suốt chiều dài lịch sử phát triển của giáo dục, dạy học thực hành bắt đầu nhen
nhóm trong các triết lý của giáo dục từ cổ chí kim.
Sớm nhất phải kể đến các triết lý giáo dục của Khổng Tử ( 551-497 tr.CN) , ông
luôn coi trọng việc tự học, tự rèn luyện, tu thân, phát huy năng lực, phát huy cái mặt tích
cực, sáng tạo, học đi đơi với hành, lý thuyết gắn với thực tiễn. Giáo lý của Ông có câu
‘‘tơi nghe tơi qn, tơi nhìn tơi nhớ, tơi làm tôi hiểu’’. Điều này càng cho thấy hoạt động
học tập, tiếp thu kiến thức đạt được kết quả cao khi được tiến hành thông qua hoạt động
thực hành, tương tác, trải nghiệm, học thông qua làm.
Tư tưởng dạy học theo quan điểm sư phạm tương tác đã được quan tâm và đề cập
từ rất sớm với nhiều hình thức khác nhau. Từ thế kỉ XVI đến thế kỷ XVII có nhiều nhà
giáo dục đã nghiên cứu về các quan hệ tương tác trong dạy học đặc biệt là tương tác giữa
người dạy và người học. Trong đó có thể kể đến Jonh Locke, ông coi trọng và tin rằng
những kiến thức và hiểu biết của con người đến qua kinh nghiệm cảm giác. Ơng đánh giá
rất cao vai trị ảnh hưởng của mơi trường đến sự hình thành nhân cách của người học, đặc
biệt coi trọng sự trải nghiệm thực tiễn của người học. Tiếp đó có thể kể đến Jean-jecques
Roussean [1712-1778], ơng coi trọng vai trị của người học, đặc biệt là vốn kiến thức
kinh nghiệm của người dạy trọng q trình tiếp thu tri thức. Với ơng, mơi trường học tập
là một yếu tố của q trình dạy học. Có thể nói rằng, trong khoảng thời gian từ thế kỷ
XVI đến thế ky XVII nhiều tư tưởng giáo dục xuất hiện đã thể hiện rõ sự tiến bộ, trong
đó đã có những tư tưởng manh nha về chiến lược dạy học theo quan điểm sư phạm tương
tác. Song tất cả chỉ dừng ở việc bước đầu xác địnhcác thành tố của q trình dạy học, cịn
các tác động qua lại giữa các thành tố hầu như chưa được quan tâm nghiên cứu một cách
cụ thể.
Cuối thế kỉ XVIII đầu thế kỉ XIX, tác giả John Dewey(1859-1952) [4] quan niệm
con người được hình thành và phát triển dưới sự tác động của cá nhân với môi trường tự
nhiên và xã hội, trong những điều kiện, tình huống xã hội cụ thể. Luận điểm quan trọng
của tác giả là sự ảnh hưởng của các “tương tác xã hội’’ trong dạy học làm tiền đề cho
chiến lược dạy học “nhà trường hoạt động’’ – “dạy học qua việc làm’’. Triết lý giáo dục
này đã được ứng dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ, hình thành một phong trào giáo dục hiện đại ở
nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở các nước châu Âu và châu Mỹ và lan rộng ra tồn thế
giới.
Trong các chương trình dạy nghề của hệ thống giáo dục nghề nghiệp Việt Nam
hiện nay, tỷ trọng các nội dung học tập thực hành nghề chiếm từ 70-80% tổng khối lượng
thực hiện các chương trình đào tạo. Trong đó, các nội dung dạy học thực hành được xây
dựng theo yêu cầu từ thực hành cơ bản, thực hành nâng cao và thực hành sản xuất.Ngày
nay, với sự trợ giúp của máy tính và các ứng dụng của cơng nghệ thơng tin, thí nghiệm –
thực hành ảo đã và đang được sử dụng như một môi trường dạy học cơ bản, là công cụ
5
học tập và là một kho tư liệu nghiên cứu cho SV và những đối tượng quan tâm. Sự phát
triển của phịng thí nghiệm – thực hành ảo sẽ tạo điều kiện cho mọi người có cơ hội tìm
hiểu và tái tạo lại công việc của các nhà khoa học, nhà kỹ sư, các kỹ thuật viên đóng vai
trị tiên phong trong lĩnh vực khoa học-công nghệ trên thế giới. Vì vậy, nghiên cứu các lý
thuyết tổng quan và khái niệm cơ bản để triển khai dạy học thực hảnh ảo là một trong
những nội dung quan trọng trong hệ thống các cơ sở đào tạo của hệ thống giáo dục nghề
nghiệp.
1.2. Một số khái niệm cơ bản
1.2.1. Học bằng làm
Khổng Tử (551-479 TCN): “Những gì tơi nghe, tơi sẽ qn; những gì tơi thấy, tơi
sẽ nhớ; những gì tơi làm, tôi sẽ hiểu”, tư tưởng này thể hiện tinh thần chú trọng học bằng
làm.
Xôcrát (470-399 TCN) quan niệm: “Người ta phải học bằng cách làm một việc gì
đó; với những điều bạn nghĩ là mình biết, bạn sẽ thấy khơng chắc chắn cho đến khi làm
nó”, đây có thể được coi là nền móng đầu tiên của học bằng làm.
John Locke (1632-1704), nhà triết học và giáo dục Anh thế kỉ XVII - người kế thừa
“Thuyết duy cảm” trong trường phái triết học của Becon và áp dụng vào giáo dục với
việc coi trọng sự trải nghiệm thực tiễn, khơi dậy lòng ham mê, lòng say sưa hiểu biết cái
mới, phát triển khả năng độc lập suy nghĩ, chủ động trong học tập.
Jean - Jacques Rousseau (1712-1778) thể hiện quan điểm giáo dục trong tác phẩm
Emile (1762) với 3 vấn đề lớn được quan tâm: 1/ Người học, nhất là vốn kiến thức, kinh
nghiệm của người học trong quá trình học tập. 2/ Mơi trường dạy học, được coi là một
yếu tố của quá trình dạy học, song được xem xét ở góc độ tiêu cực, như những “thói hư,
tật xấu” ảnh hưởng tới người học. 3/ Người dạy phải giúp người học có được vốn kiến
thức, kinh nghiệm đồng thời phải tổ chức môi trường học tập cho người học nhưng chủ
yếu ở khía cạnh “ngăn cản tật xấu đột nhập vào trái tim con người”
Như vậy, học bằng làm đã được các nhà giáo dục lớn trên thế giới nói tới cách đây
vài thế kỉ, nhiều tư tưởng giáo dục đã thể hiện rõ sự tiến bộ và nhiều trong số đó đã bước
đầu manh nha những luận điểm cơ bản của học bằng làm. Song, hầu hết mới chỉ dừng lại
ở sự quan tâm tới học bằng làm, xác định vai trò quan trọng của học bằng làm mà chưa
đưa ra được bản chất, đặc điểm, mơ hình học bằng làm trong q trình dạy học.
Đi tiên phong trong phong trào vận động cải cách giáo dục trong những năm cuối
thế kỷ XIX đầu thế kỉ XX là John Dewey (1859-1952). Dewey cho rằng: học bằng kinh
nghiệm xảy ra khi một người sau khi làm, sẽ nhìn lại và đánh giá, xác định cái gì là hữu
ích hoặc quan trọng cần nhớ và sử dụng những điều này để thực hiện các hoạt động khác
trong tương lai [5]. Triết lí giáo dục này được hoan nghênh, ứng dụng rộng rãi ở Mĩ và có
ảnh hưởng lớn tới nhiều nước ở châu Âu, châu Á.
Kurt Lewin(1809 -1947) người sáng lập của tâm lý học xã hội Mỹ. Mối quan tâm
chính trong các nghiên cứu của Lewin là sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, việc học
6
tập chỉ đạt hiệu quả tối đa khi có một sự xung đột căng thẳng biện chứng giữa kinh
nghiệm cá nhân với việc phân tích giải quyết nhiệm vụ học tập. Theo Lewin, cuộc xung
đột này có vai trị rất quan trọng làm thay đổi và giúp con người tiến bộ hơn.
L.X.Vygotsky (1896-1915), nhà Tâm lý học người Nga, đã sáng tạo ra lý thuyết về
“Vùng phát triển gần” (the Zone of Proximal Development) hay còn được gọi là “Vùng
cận phát triển”. Đây chính là những giá trị và kinh nghiệm tiềm năng ở mỗi cá nhân, khi
tương tác với môi trường (giao tiếp, học tập, làm việc,...), sẽ được huy động để thể hiện
và định hướng vào nhiệm vụ một cách tập trung, coi như đó là kinh nghiệm thường trực.
Nhờ sự tương tác, kinh nghiệm thường trực ở cá nhân được chia sẻ, được thử thách, được
cải thiện, dẫn cá nhân đến chỗ đạt được trình độ phát triển mới cao hơn, được đặc trưng
bằng năng lực giải quyết vấn đề độc lập. Trình độ này lại trở thành kinh nghiệm nền tảng
trong hiện tại, điều chỉnh và làm giàu kinh nghiệm nền tảng trước kia, làm cơ sở xuất
phát cao hơn cho chu kỳ phát triển tiếp sau.
Julius Nyerere (1922 - 1999), một trong những nhân vật được kính trọng nhất của
châu Phi, nhận xét: q trình học tập không nhất thiết phải diễn ra ở trong lớp học, việc
học có thể từ những người đi trước, hoặc từ kinh nghiệm (thành công hoặc thất bại) trong
quá khứ và Nyerere khẳng định, cách tốt nhất để học là bằng cách làm, từ những việc
được làm.
Năm 1984, trên cơ sở những nghiên cứu của Dewey, Lewin, Piaget, Lev Vygotsky
và các nhà nghiên cứu khác về kinh nghiệm và học tập dựa vào kinh nghiệm, David Kolb
(sinh năm 1939), nhà lý luận giáo dục Hoa Kỳ, đã chính thức giới thiệu lý thuyết học tập
dựa vào trải nghiệm, cung cấp một mơ hình học tập dựa vào trải nghiệm để ứng dụng
trong trường học, tổ chức kinh tế và được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay.[5]
Như vậy, học bằng làm trong thời kỳ này được các nhà giáo dục quan niệm là học
tập trải nghiệm, nhấn mạnh vai trị quan trọng của người học, phát huy tính tích cực, thúc
đẩy người học tham gia vào q trình học tập.
Học bằng làm không phải là khái niệm mới và đã được đề cập từ rất sớm trong lịch
sử giáo dục. Trong thời đại ngày nay, làm không chỉ là làm thật mà cịn làm ảo trong mơi
trường ảo do bàn tay và khối óc của con người đã được “chắp thêm một đoạn” thứ 3 –
đoạn ảo do CNTT&TT tạo ra – sau đoạn thật thứ 2 do cơ khí hóa, điện khí hóa và tự
động hóa mang lại.
Nhưng với tư duy máy móc của con người, phương tiện chưa có đủ và chưa được
cơ khí hóa - tự động hóa thì cả người dạy lẫn người học đều khơng dám ‘làm’, khơng
dám thử – sai vì những lí do khác nhau (chi phí, kích cỡ, tốc độ, sự an tồn, hoặc đạo
đức… khơng cho phép), hay khơng cần thực nghiệm trên đối tượng thực,... Tuy nhiên,
với sự phát triển của CNTT&TT, làm chuyển sang một bước mới, người ta khơng chỉ là
làm thật mà cịn làm (tương tác) ảo trong mơi trường ảo [9].
Nhìn chung, mọi chiến lược học tập và dạy học đều bắt nguồn từ những dịng triết
lí hoặc cách tiếp cận lí thuyết chủ yếu như sau: (1) Triết lí kiến tạo – nhận thức và xã hội
(Constructivism); (2) Triết lí hợp tác (Cooperative Learning; (3) Triết lí hành vi
7
(Behaviorism Learning); (4) Triết lí giải quyết vấn đề (Problem Solving Learning); (5)
Triết lí hiện sinh, thực dụng, hiện thực (Existentialism, Pragmatism, Realism). Học bằng
làm – có thể nói là bao qt những triết lí trên: có trải nghiệm hiện thực; có hợp tác, chia
sẻ kiến thức, kinh nghiệm và giá trị; có giải quyết vấn đề trong mơi trường đa tương tác;
có kiến tạo kiến thức ở người học; có tổ chức và điều điều khiển hành vi tương tác để từ
chính năng lực mới này cùng với những tương tác sư phạm được tạo ra, người học phát
triển, nâng cao nhận thức liên tục trong suốt quá trình học tập. Trong lý thuyết này,
người dạy với vai trò là hỗ trợ (facilitator), chuyên gia (expert), thiết lập và đánh giá
(setter/evaluator), huấn luyện viên (coach) nhằm giúp người học thu được kiến thức bằng
cách làm. [6]
Mặc dù trên thế giới, học bằng làm được nghiên cứu từ rất sớm nhưng định nghĩa
học bằng làm, tổ chức quá trình dạy học, xác định sự tương tác giữa người học – người
dạy – mơi trường, hay đề xuất mơ hình học bằng làm trong dạy học kĩ thuật ở Việt Nam
thì vẫn chưa được đề cập nhiều.
Vậy, làm sao để người dạy trang bị cho người học những kiến thức, kinh nghiệm
nghề nghiệp thơng qua q trình dạy – học trên lớp, làm sao để người học “học tập sâu”,
hiểu tường tận những vấn đề mang nặng tính lý thuyết?, làm sao để đổi mới cách dạy –
học trước sức ép thời đại tin học hoá và tự động hoá ngày càng sâu rộng, theo hướng phát
huy triệt để thành tựu của công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT), giúp người
học có thể học mọi lúc, mọi nơi, mọi mức độ?, cho phép người học chủ động thao tác,
tùy biến nhập tố, thử – sai tùy ý, ngay tại lớp trong giờ lý thuyết cũng như lúc tự học, tùy
điều kiện cụ thể về thời gian, địa điểm và mức độ,…, có thể lĩnh hội, tìm tịi, khám phá
và sáng tạo,… làm sao cho quá trình học tập đạt hiệu quả cao nhất?
Chiến lược ( khái niệm này xuất hiện từ thời Hy Lạp cổ đại, có nguồn gốc từ lĩnh
vực quân sự) được hiểu là một chương trình hay một kế hoạch hành động, được thiết kế
và thực hiện một cách khoa học (hàm ý trí tuệ, phù hợp qui luật và thực tiễn khách quan)
và nghệ thuật (hàm ý khéo léo, tài tình) nhằm đạt một mục tiêu tổng thể dài hạn. Một
chiến lược phải giải quyết các vấn đề sau:
+ Xác định rõ mục tiêu cần đạt;
+ Phương thức và lộ trình (hàm ý đường đi, nước bước) khả thi để đạt mục tiêu;
+Phân bổ nguồn lực hợp lí để đạt hiệu quả cao nhất có thể.
Làm là một hoạt động thể chất hay tinh thần trong đó:
+ Làm (làm việc): hoạt động thể chất hoặc trí tuệ, làm có mục đích;
+ Làm (làm ra): hoạt động thể chất hoặc trí tuệ, sản xuất ra sản phẩm.
Xưa, làm được hiểu là làm bằng lao động chân tay, làm quen tay, từ đó tăng năng
suất lao động. Nay, làm trong dạy học là một hoạt động thể chất hoặc trí tuệ để tạo ra
thành quả trước hết về nhận thức, có tính sáng tạo (chủ quan: vì mục đích học tập; hoặc
khách quan: đáp ứng nhu cầu nghiên cứu). Làm (tương tác) ảo là những tương tác cảm
ứng với đối tượng ảo trong môi trường ảo cấp thấp thuộc loại VR không nhập vai (dùng
8
cho máy tính cá nhân, cịn gọi là Desktop VR hay WoW (Window on World) được quan
sát qua màn hình, tương tác được thực hiện bằng bàn phím, chuột, hoặc cơng cụ tương
đương khác như joystick, bút và màn hình cảm ứng,…;). Người học tương tác như đang
làm thật và tự tạo tình huống để giải quyết vấn đề.
1.2.2. Dạy học thực hành
Dạy học thực hành là một hình thức phổ biến của học bằng làm.
Phương pháp dạy học thực hành là phương pháp giảng dạy trên cơ sở sự quan sát
giảng viên làm mẫu và thực hiêṇ tự lực của sinh viên dưới sự hướng dẫn của giảng viên
nhằm hồn thành các bài tâp ̣ , các cơng việc thuộc chun ngành, từ đó hình thành các kỹ
năng, kỹ xảo mà người thợ sẽ phải thực hiện trong hoạt động nghề nghiệp sau này. Thêm
vào đó, phương pháp dạy học thực hành còn giúp sinh viên củng cố tri thức chuyên
ngành, xây dựng phẩm chất, tác phong công nghiệp và phát triển năng lực tư duy để có
đủ khả năng xử lí các tình huống nghề nghiêp ̣ trong thực tế cuộc sống. Thơng thường mơṭ
q trình dạy học thực hành trải qua 3 giai đoaṇ: giai đoaṇ chuẩn bi, ̣ giai đoaṇ thực hiện
và giai đoạn kết thúc. Chính trong giai đoạn thực hiện, các PPDH thực hành cụ thể mới
được bộc lộ rõ nét. Các phương pháp dạy học thực hành chủ yếu được xây dựng dựa theo
quan điểm của thuyết hành vi, lấy việc lặp đi lặp lại nhiều lần các động tác kết hợp quá
trình tư duy để hoàn thiện dần các động tác, từ đó hình thành kỹ năng kỹ xảo nghề
nghiệp. Có nhiều cách phân loại PPDH thực hành; phân loaị theo nội dung có thực hành
nhận biết, thực hành khảo sát, thực hành kiểm nghiệm và thực hành theo quy trình sản
xuất; nếu phân loại theo hình thức thìcó các loại như phương pháp 3 bước, phương pháp
4 bước và phương pháp 6 bước. Trong quá trình daỵ thực hành, giảng viên không chỉ vận
dụng khéo léo các phương pháp dạy học thực hành mà cịn phải có khả năng sáng tạo và
linh động ngay trong từng bước của mỗi phương pháp dạy học thực hành đã chọn, cũng
như tận dụng triệt để các phương pháp, các thủ thuật dạy học để nâng cao hiệu quả dạy
học thực hành [7].
Bài dạy thực hành là loại bài học phổ biến trong đào tạo nghề nghiệp, tuỳ mục tiêu
và tính chất củahoạt động dạy và hoạt động học, trong quá trình đào tạo nghề thường có
các loại bài học sau:
- Bài thực hành cơ bản: Là loại bài học được thực hiện ở trong xưởng trường nhằm
giúp HSSVluyện tập hình thành các kỹ năng cơ bản của nghề nghiệp.
- Bài thực hành nâng cao: Là loại bài học nhằm giúp cho HS-SV luyện tập những
kỹ năng chuyên sâu cho nghề nghiệp sau này.
- Bài thực hành sản xuất: Là loại bài học có tính chất và nội dung học tập gắn với
môi trườngthực tiễn, được thực hiện ở trong xưởng trường hoặc tại cơ sở sản xuất, kinh
doanh.
* Các phương pháp tổ chức dạy học thực hành
a. Phương pháp tổ chức dạy học thực hành 4 bước
9
Phương pháp tổ chức dạy thực hành 4 bước được xây dựng dựa trên quan điểm của
thuyết hành vi và được tổ chức thành 4 bước, có sự trình diễn của giáo viên. Phương
pháp này tuân thủ theo nguyên tắc giáo viên diễn trình làm mẫu, học sinh làm theo và sau
đó tiến hành luyện tập.
Phương pháp 4 bước là một phương pháp quan trọng trong dạy thực hành, đặc biệt
thích hợp để giảng dạy các bài thực hành cơ bản.
Kiểu phương pháp dạy thực hành 4 bước có cấu trúc như sau:
Bước 1: Thông tin mở đầu bài dạy
- Ổn định lớp, tạo khơng khí học tập;
- Gây động cơ học tập;
- Cung cấp thông tin khái quát về bài thực hành, những kiến thức sơ bộ;
- Xác định các nhiệm vụ của HS, các tiêu chuẩn chất lượng (kỹ thuật, quy trình,
thời gian);
- Kiểm tra sự chuẩn bị dụng cụ, nguyên vật liệu của HS.
Bước 2: Giáo viên làm mẫu và giải thích
- Đảm bảo cho tồn bộ HS có thể quan sát được.
- Làm mẫu với với tốc độ vừa phải theo trình tự lơgic kết hợp với giảng giải/ giải
thích cách thực hiện cụ thể, ngắn gọn, tránh rườm rà.
- Đặt câu hỏi trong khi làm mẫu nhằm thúc đẩy sự suy nghĩ và lôi kéo sự chú ý của
HS vào những điểm chính.
- Nhấn mạnh những điểm chính.
- Một thao tác có thể được làm mẫu một vài lần nếu cần thiết.
Bước 3: Học sinh làm lại và giải thích
Mục đích của bước này là kiểm tra sự tiếp thu của HS những nội dung vừa quan
sát. Nội dung của bước này là:
- HS mô tả lại các bước công việc vừa được quan sát.
- HS làm lại các bước công việc cùng với giải thích.
- GV kiểm tra, điều chỉnh các thao tác cho HS.
Bước 4: Học sinh luyện tập
Mục đích của bước này là HS luyện tập kỹ năng. Nội dung của bước này là: HS
luyện tập; GV giám sát, kiểm tra, giúp đỡ HS.
Sau khi học sinh đã nắm vững về cách thức thực hành, giáo viên có thể cho học
sinh tiến hành thực hành theo nhóm, tổ hay cá nhân và giáo viên tiếp tục theo dõi để kiểm
10
tra, đôn đốc và hướng dẫn điều chỉnh sửa chữa kịp thời, cũng như giải đáp những thắc
mắc mà học sinh đưa ra trong quá trình thực hành.
b. Kiểu phương pháp dạy thực hành 3 bước (thực hành theo quy trình)
Khi HS đã có một số những kỹ năng về hoạt động của nghề, nhằm luyện tập những
kỹ năng cao hơn hoặc những kỹ năng cơ bản thì GV sử dụng phương pháp dạy thực hành
3 bước. Kiểu phương pháp dạy thực hành 3 bước có cấu trúc như sau:
Bước 1: Thông tin mở đầu bài dạy
- Ổn định lớp, tạo khơng khí học tập;
- Gây động cơ học tập;
- Cung cấp thông tin khái quát về bài thực hành, những kiến thức sơ bộ;
- Xác định các nhiệm vụ của HS, các tiêu chuẩn chất lượng (kỹ thuật, quy trình,
thời gian);
- Xác định các yêu cầu về chuẩn bị dụng cụ, nguyên vật liệu.
Bước 2: Trình bày lý thuyết và những điều kiện về bài thực hành
- GV trình bày nội dung lý thuyết về công việc thực hành: Trình bày sơ đồ nguyên
lý, các bản vẽ kỹ thuật, cơng nghệ gia cơng,...
- GV trình bày quy trình hướng dẫn luyện tập. Quy trình hướng dẫn luyện tập có
nhiều dạng, song cần phải có những nội dung cơ bản sau:
+ Các điều kiện cần thiết cho việc thực hành;
+ Nội dung các bước thực hiện; hướng dẫn công nghệ; tiêu chuẩn thực hiện từng
bước công việc, thời gian; dụng cụ, thiết bị cho từng bước cơng việc.
- Phân nhóm, giao nhiệm vụ.
- Lưu ý các vấn đề về an tồn, vệ sinh cơng nghiệp.
Bước 3: Tổ chức luyện tập
- Học sinh luyện tập theo quy trình hướng dẫn.
- Giáo viên quan sát giúp đỡ.
c. Phương pháp tổ chức dạy thực hành 6 bước
Sau khi học sinh đã hình thành được kỹ năng thực hành nghề qua quá trình học tập,
giáo viên có thể sử dụng phương pháp tổ chức dạy thực hành 6 bước để giúp cho học sinh
tiếp tục hình thành được kỹ xảo nghề nghiệp dựa trên việc tự lực luyện tập. Phương pháp
tổ chức dạy thực hành 6 bước xây dựng trên cơ sở của lý thuyết hoạt động kết hợp với
chức năng hướng dẫn và thơng tin tài liệu để kích thích học sinh độc lập, hợp tác giải
quyết nhiệm vụ học tập. Các bước của phương pháp này gồm:
Bước 1: Thu thập thông tin. Học sinh độc lập thu nhận thông tin để biết nội dung
của công việc cần làm.
11
Bước 2: Lập kế hoạch làm việc. Học sinh độc lập hoặc hợp tác theo nhóm để tự lập
kế hoạch làm việc cho công việc cuả cá nhân hay của nhóm.
Bước 3:Trao đổi chun mơn với giáo viên. Học sinh trao đổi chuyên môn với giáo
viên về việc xác định con đường hoàn thành nhiệm vụ, chuẩn bị các phương tiện máy
móc…
Bước 4: Thực hiện nhiệm vụ. Bước này học sinh tự tổ chức lao động để thực hiện
nhiệm vụ của cá nhân hay của nhóm.
Bước 5: Kiểm tra, đánh giá. Học sinh tự kiểm tra, đánh giá về nhiệm vụ được hồn
thành có đúng như nhiệm vụ đề ra ban đầu.
Bước 6: Tổng kết, rút kinh nghiệm. Học sinh trao đổi chuyên môn để tổng kết kết
quả đạt được, xác định những điểm nào cần phát huy, những điểm nào có thể cải tiến để
làm tốt hơn cho lần sau.
Phương pháp tổ chức dạy thực hành 6 bước đã tạo điều kiện cho học sinh hoạt động
độc lập, học sinh đã thực sự trở thành trung tâm của quá trình dạy học nên có điều kiện
phát huy tối đa tinh thần tự lực, nỗ lực bản than. Khi sử dụng phương pháp tổ chức dạy
thực hành 6 bước giáo viên chỉ đóng vai trị người quan sát và tư vấn cho học sinh khi họ
có nhu cầu.
Trong dạy học thực hành, phương pháp tổ chức dạy 6 bước có thể được áp dụng
cho dạy học thực hành nâng cao, thực tập sản xuất và nếu khéo léo có thể sử dụng hiệu
quả trong dạy học thực hành các quy trình.
Kết luận:
Trong các chương trình dạy nghề hiện nay, tỷ trọng các nội dung học tập thực hành
nghề thường chiếm từ 70-80% tổng khối lượng thực hiện của chương trình. Trong đó, các
nội dung dạy học thực hành (trong các môn học, mô đun) được xây dựng theo yêu cầu từ
thực hành cơ bản, thực hành nâng cao và thực hành sản xuất.
Do vậy, trong quá trình tổ chức thực hiện các bài dạy nghề, giáo viên cần căn cứ
vào mục tiêu, nội dung và tính chất của các bài dạy để lựa chọn, vận dụng phù hợp các
phương pháp tổ chức dạy học đối với các bài thực hành cụ thể nhằm phát huy tính tích
cực, chủ động của học sinh, nâng cao hiệu quả của bài dạy.
1.2.3. Công nghệ mơ phỏng
Mơ phỏng là q trình phát triển mơ hình hố để mơ phỏng một đối tượng cần
nghiên cứu. Thay cho việc phải nghiên cứu đối tượng thực, cụ thể mà nhiều khi là không
thể hoặc tốn kém, người ta mơ hình hố đối tượng đó trong phịng thí nghiệm và tiến
hành nghiên cứu đối tượng đó dựa trên mơ hình này.
Cơng nghệ mơ phỏng liên quan đến nhiều ngành khoa học: tốn, vật lý, mơ hình
hóa, tự động, điều khiển học… và đặc biệt là CNTT. Đây là cơng cụ đa dạng và linh hoạt
đặc biệt thích ứng với việc nghiên cứu thử nghiệm và giáo dục đào tạo.
12
Công nghệ mô phỏng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt
động của con người từ mơ phỏng các vụ nổ hạt nhân, phản ứng hóa học đến mô phỏng
các cơn bão và thảm họa thiên nhiên như động đất, lũ lụt; từ mô phỏng trong nghiên cứu,
phát triển khoa học, công nghệ đến ứng dụng mô phỏng trong lĩnh vực giáo dục, đào tạo.
Một chương trình máy tính có thể mơ phỏng diễn biến điều kiện thời tiết, các mạch điện
tử, phản ứng hóa học, cơ điện tử, hệ thống điều khiển tương tác, thậm chí cả các q trình
sinh học cực kỳ phức tạp. Về lý thuyết, bất kỳ sự vật, hiện tượng nào có thể được mơ tả
bằng dữ liệu và phương trình tốn học đều có thể được mơ phỏng trên máy tính. Mơ
phỏng thường là rất khó khăn vì hầu hết các hiện tượng tự nhiên có số lượng gần như vơ
hạn các tham số gây ảnh hưởng. Vì vậy để phát triển các ứng dụng mơ phỏng có hiệu quả
cần xác định những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến mục tiêu của nhiệm vụ mơ
phỏng.
Ngồi ra, để bắt chước các quá trình nhằm xem cách chúng hoạt động theo các điều
kiện khác nhau, người ta còn dùng phương pháp mô phỏng để kiểm tra lý những thuyết
mới. Sau khi tạo ra một lý thuyết về mối quan hệ nhân quả, nhà khoa học có thể hệ thống
hóa các mối quan hệ bằng một chương trình máy tính. Nếu chương trình sau đó hoạt
động trong cùng một cách như là q trình thực tế thì ta có thể kết luận và dự đoán các
mối quan hệ được đề xuất là chính xác.
Để xây dựng một hệ thống mơ phỏng cần mơ hình hóa cái mà người ta muốn mơ
phỏng. Sau đó xây dựng mối quan hệ giữa các đối tượng và thực thể tham gia hệ thống
mô phỏng. Tiếp đó cần có các thuật tốn và chương trình bảo đảm toán học cho hoạt
động của từng thực thể, đối tượng và tồn bộ hệ thống. Tùy theo bài tốn cụ thể mà việc
bảo đảm vật lý, vật chất cho q trình mơ phỏng có thể khác nhau.
Để tiến hành mô phỏng một sự vật, hiện tượng, người ta sử dụng ba loại mơ hình:
mơ hình tốn học, mơ hình vật lý và các quy trình.
Mơ hình tốn học bao gồm các thuật tốn và phương trình tốn học.
Hình 1.1. Quy trình phát triển ứng dụng mơ phỏng
13
Mơ hình vật lý mơ phỏng về mặt vật lý của một đối tượng và mối liên quan đến các
đối tượng, mơ hình khác trong các loại hình mơ phỏng.
Các quy trình là biểu hiện của mối quan hệ năng động của các tình huống cụ thể thể
hiện bởi các q trình tốn học, vật lý và logic.
Phần cứng mơ phỏng là các thiết bị liên quan đến các hệ thống máy tính, các hệ
thống truyền thơng, điện tử, cơ khí và các hệ thống trang thiết bị khác được tích hợp phục
vụ mơ hình hóa các thực thể tham gia mô phỏng.
Phần mềm mô phỏng là một tập hợp các thuật tốn (chương trình máy tính) “bắt
chước” dựa trên q trình hoạt động của mơ hình một hiện tượng thực tế. Về cơ bản, đó
là một chương trình máy tính cho phép người sử dụng dùng để quan sát một hoạt động
thông qua mô phỏng mà không phải thực hiện thật hoạt động đó. Phần mềm mơ phỏng
được sử dụng rộng rãi để kiểm tra thiết kế một sản phẩm nào đó để thấy được sản phẩm
cuối cùng với đầy đủ thông số kỹ thuật tốt nhất mà không tốn kém trong q trình sửa
đổi. Phần mềm mơ phỏng tương tác với thời gian thực thường được sử dụng từ các trị
chơi (games) đến các ứng dụng trong cơng nghiệp, quân sự để giảm bớt các chi phí hoạt
động thật rất tốn kém, chẳng hạn như dùng để huấn luyện các phi công tập lái máy bay,
các nhà khai thác vận hành nhà máy điện hạt nhân, mô phỏng thời gian thực của các phản
ứng vật lý, hóa học… đào tạo thực hành trong các môi trường độc hại, rủi ro…
Mơ phỏng mang lại lợi ích to lớn: Tiết kiệm thời gian, kinh phí, nguyên vật liệu,
tránh được những trường hợp rủi ro, nguy hiểm trong điều kiện thực, giảm tác động xấu
tới mơi trường…, thậm chí có thể làm được cái không thể làm trong điều kiện thực.
1.2.4. Thực hành ảo
Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính trong việc đưa hình ảnh trực quan vào phục
vụ công tác giảng dạy và học tập đã làm sinh động hơn rất nhiều các bài giảng truyền
thống trước đây. Bằng việc đưa những hình ảnh, hoạt hình, video clip vào trong các bài
giảng, chất lượng cũng như hiệu quả của bài giảng được tăng lên rất nhiều. Trong những
năm gần đây, lĩnh vực đào tạo lại được đón nhận thêm một công nghệ được coi là “làm
thay đổi tất cả mọi thứ”. Công nghệ mới này được gọi với tên là Công nghệ thực tại ảo
(Virtual Reality – VR).Thực tế, VR đã xuất hiện từ cuối những năm 60 và được biết tới
với nhiều tên gọi như môi trường ảo (synthetic environment), không gian ảo
(cyberspace), thực tại nhân tạo (artificial reality). Cho đến nay, VR đã được phát triển
và ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực bao gồm quân sự, y tế, giải trí, v.v. Để tạo ra các
sản phẩm VR, các nhà phát triển cần đầu tư rất nhiều thời gian và tài chính. Vì vậy, các
ứng dụng của VR thường được coi là những ứng dụng cao cấp và đắt tiền. Để giảm chi
phí cho việc phát triển các sản phẩm VR, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một cách tiếp cận
mới cho công nghệ VR được gọi với tên là desktop VR hay Thực tế ảo không nhập vai
(non-immersive VR). Công nghệ thực tế ảo khơng nhập vai cho phép tạo ra các ứng dụng
có chi phí thấp hơn rất nhiều so với cơng nghệ thực tế ảo nhập vai. Do đó, cơng nghệ này
được nhiều người đón nhận và sử dụng trong việc tạo ra các ứng dụng trong lĩnh vực giải
trí, đào tạo,…
14
Với những nước có nền khoa học phát triển, thí nghiệm – thực hành ảo đã và đang
được sử dụng như một phương pháp nghiên cứu, dạy học cơ bản. Tại Viện lịch sử khoa
học Max Planck (Berlin), nhà bác học Sven Dierig đã xây dựng dự án tạo mô hình ba
chiều của Viện sinh lý học Bois-Reumond (Pháp) từ đó, mọi người có thể lên mạng tham
quan và học tập. Mặc dù vậy, do kinh phí của dự án quá lớn, Dierig và các đồng nghiệp
đã lập kế hoạch xây dựng một phịng thí nghiệm ảo thay cho cả một viện trên thực tế.
Phịng thí nghiệm này sẽ là công cụ học tập và là một kho tư liệu nghiên cứu cho SV và
những đối tượng quan tâm. Sự mở cửa của phịng thí nghiệm ảo sẽ tạo điều kiện cho mọi
người có cơ hội tìm hiểu và tái tạo lại cơng việc của các nhà khoa học đóng vai trò tiên
phong trong lĩnh vực khoa học thế giới [8].
Trong nội dung nghiên cứu của đề tài, chúng ta chỉ nghiên cứu về việc ứng dụng
các phần mềm mô phỏng trong thí nghiệm – thực hành ảo, tạo nên các mơ hình ảo gần
với thực tế. Với phương pháp này người học thực hiện các thao tác thí nghiệm – thực
hành với máy tính được cài đặt các phần mềm tương ứng với nội dung bài học, về bản
chất chính là việc sử dụng các phần mềm mơ phỏng để thực hiện nội dung bài học, người
học có điều kiện được rèn luyện, làm quen trước với môi trường, tình huống thực hành
trên thực tế, góp phần đảm bảo và nâng cao chất lượng đào tạo một cách nhanh chóng và
hiệu quả..
1.3.Cơ sở lý luận về việc triển khai dạy thực hành ảo
1.3.1. Dạy học thực hành ảo
Mơ hình: là hình thức diễn đạt hết sức gọn các đặc trưng chủ yếu của một đối tượng
theo một phương diện nào đó để nghiên cứu đối tượng ấy.
Trong thực tiễn giảng dạy, có những điều kiện giới hạn nhất định nên mơ hình dùng
để trong các trường hợp như:
Vật thể cồng kềnh, quá lớn, quá nhỏ hay nguy hiểm, hiếm có trong thực tiễn.
Trong trường hợp cần cho HS quan sát một cách chi tiết về sự hoạt động của vật
thể mà với vật thật chúng ta không thể quan sát được.
Dùng để hình thành cho HS những khái niệm mang tính trừu tượng.
Dùng để cho HS có những ấn tượng ban đầu, những hiểu biết cơ bản, những
phương pháp an toàn, trước khi tiếp xúc với vật thật.
Các loại mơ hình:
Mơ hình tỉ lệ: Đây là loại mơ phỏng vật thật theo một tỉ lệ có thể là thu nhỏ hay
phóng lớn, nhằm giúp cho HS hình dung ra được đối tượng thực.
Mơ hình giản hóa: Là loại mơ hình khơng cần đúng tỉ lệ, thường tạo thành một hình
dạng tương đối phản ảnh nguyên lý hoạt động của vật thể nghiên cứu, thường dùng để
trang bị cho người học những hình ảnh khái quát về đối tượng.
15
Mơ hình cắt hay vật cắt: Thường để trình bày những hoạt động của cơ cấu bên
trong của vật thể như các động cơ xe máy, hộp tốc độ…
Mơ hình tháo lắp: Là loại mơ hình bao gồm những thành phần tách rời ra được và
có thể lắp lại như cũ, nhằm trình bày các mức liên hệ của bộ phận và tồn bộ hay các bộ
phận với nhau.
Mơ hình phỏng tạo: Đây là loại mơ hình có thể trình diễn sự chuyển động đặc trưng
của vật thể. Thường được kết hợp giữa một số vật thực và một số bộ phận được biến đổi
dùng để nhấn mạnh những đặc điểm hoạt động của các bộ phận chính.
Mơ hình ảo trên máy tính điện tử: là tập hợp các hình ảnh, đồ họa điện tử cấu thành
lên các mơ hình vật thể, trên cơ sở của các mơ hình phỏng tạo và mơ hình tỉ lệ, giúp
người học dễ dàng tiếp cận và sử dụng thông qua các phần mềm điện tử chun dụng.
Thí nghiệm ảo (mơ phỏng): là các thí nghiệm được thực hiện hồn tồn hoặc một
phần trên máy tính điện tử.
Mơ phỏng bao gồm những q trình sau đây:
1- Xây dựng mơ hình cho đối tượng nghiên cứu.
2- Thực nghiệm trên mơ hình để có kết quả về đối tượng nghiên cứu.
3- Kiểm nghiệm lại kết quả thu được.
Người làm thí nghiệm có thể quan sát, tính tốn, thử nghiệm thơng qua các phần
mềm điện tử chun dụng.
Q trình thí nghiệm ảo và kết quả thí nghiệm ảo cũng phải chính xác như q trình
thí nghiệm và kết quả thí nghiệm thực tế.
Để thực hiện thí nghiệm ảo, người làm thí nghiệm tương tác với phần mềm điện tử
thông qua việc nhập số liệu và chọn lựa các phương án do máy tính gợi ý.
Mục đích của việc sử dụng mơ hình ảo trong các bài dạy thực hành:
- Thay thế toàn bộ hoặc một phần các mơ hình vật thể thật nhằm tiết kiệm thời
gian, cơng sức, tiền bạc cho việc chế tạo các mơ hình vật thể thật.
- Mô tả, minh họa cho các chi tiết vật thể rất khó chế tạo; các khái niệm, hiện tượng
rất khó hoặc khơng thể quan sát thực tế.
- Mơ phỏng các thí nghiệm khó khăn, phức tạp, dễ sai hỏng và nguy hiểm cho
người và thiết bị.
1.3.2. Mô hình bài thực hành ảo
Bài dạy thực hành theo hướng tiếp cận mơ hình ảo gồm các thành phần sau:
- Nhiều bản trình chiếu tương ứng với một module bài giảng.
+ Bản trình chiếu đầu tiên mang nội dung thơng tin chung về mơn học.
+ Các bản trình chiếu tiếp sau là các module trình bày nội dung mơn học.
16
