Luận án Dạy học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng

ố: 9140110 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS Thái Thế Hùng 2. GS.TS Nguyễn Xuân Lạc Hà Nội - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. GV hướng dẫn PGS.TS Thái Thế Hùng GS.TS Nguyễn Xuân Lạc Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2020 Tác giả luận án Trần Văn Việt ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành: Quý thầy hướng dẫn: 1. PGS.TS Thái Thế Hùng, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2. GS.TS Nguyễn Xuân Lạc, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này. Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, quý Thầy (Cô) Viện Sư phạm kỹ thuật, Phòng Đào tạo Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả trong việc học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Các cơ sở đào tạo nơi tác giả khảo sát và thực nghiệm sư phạm thành công. Toàn thể bạn bè và đồng nghiệp đã quan tâm, động viên tác giả để hoàn thành luận án. Tác giả luận án Trần Văn Việt iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU. 1 1. Lý do lựa chọn đề tài................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu................................................................................... 2 3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................. 2 3.1. Khách thể nghiên cứu............................................................................... 2 3.2. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................. 2 3.3. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 2 4. Giả thuyết khoa học..................................................................................... 3 5. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................. 3 5.1. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 3 5.2. Nhiệm vụ nghiên cứu............................................................................... 3 6. Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 3 6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận................................................... 3 6.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn................................................ 3 6.3. Nhóm các phương pháp hỗ trợ................................................................. 4 7. Đóng góp của luận án.................................................................................. 4 8. Cấu trúc của luận án.................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC KỸ THUẬT HƯỚNG QUY NẠP VÀ THỰC TRẠNG DẠY HỌC PHẦN CƠ SỞ KỸ THUẬT THEO HƯỚNG QUY NẠP TRONG ĐÀO TẠO NGÀNH CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG................ 5 1.1. Tổng quan nghiên cứu vấn đề................................................................... 5 1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới về dạy học và dạy học theo hướng quy nạp... 5 1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam về dạy học và dạy học theo hướng quy nạp...11 1.1.3. Những nhận xét rút ra từ tổng quan nghiên cứu vấn đề và nhận định cho nghiên cứu của luận án .................................................................................. 13 1.2. Cơ sở lý luận của dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp .... 13 1.2.1. Một số khái niệm................................................................................... 13 1.2.2. Lý luận về dạy học kỹ thuật hiện đại..................................................... 13 1.2.3. Lý luận về dạy học kỹ thuật theo hướng quy nạp.................................. 16 1.3. Quy trình dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp................... 19 1.3.1. Đặc điểm của các học phần cơ sở kỹ thuật............................................ 19 iv 1.3.2. Dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng ...................................................................................... 24 1.3.3. Phương pháp và quy trình dạy học theo hướng quy nạp ...................... 25 1.3.4. Phương tiện dạy học theo hướng quy nạp ............................................ 26 1.4. Thực trạng dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng ....................................................................... 27 1.4.1. Mục đích khảo sát.................................................................................. 27 1.4.2. Thiết kế phương pháp khảo sát.............................................................. 28 1.4.2.1. Đối tượng và địa bàn khảo sát 28 1.4.2.2. Nội dung, công cụ và quy mô khảo sát... 28 1.4.2.3. Kết quả............................................................................................... 29 1.4.2.4. Nhận định............................................................................................ 31 Kết luận chương 1............................................................................................ 32 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC BÀI GIẢNG DẠY HỌC PHẦN CƠ SỞ KỸ THUẬT THEO HƯỚNG QUY NẠP TRONG ĐÀO TẠO NGÀNH CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG...................................................................................................................... 34 2.1. Phân tích trường hợp chương trình đào tạo ngành/nghề cơ khí trình độ Cao đẳng ................................................................................................................ 34 2.2. Định hướng lựa chọn nội dung soạn các bài giảng trong học phần Cơ sở kỹ thuật dạy học theo hướng quy nạp trong đào tạo ........................................... 39 2.3. Quy trình soạn các bài giảng trong các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp ........................................................................................ 41 Kết luận chương 2........................................................................................... 109 CHƯƠNG 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.................................................... 111 3.1. Mục đích, nội dung, đối tượng kiểm nghiệm và đánh giá........................ 111 3.1.1. Mục đích kiểm nghiệm và đánh giá....................................................... 111 3.1.2. Nội dung kiểm nghiệm và đánh giá...................................................... 111 3.1.3. Đối tượng kiểm nghiệm......................................................................... 111 3.2. Phương pháp kiểm nghiệm và đánh giá.................................................... 112 3.2.1. Phương pháp chuyên gia........................................................................ 112 3.2.1.1. Nội dung............................................................................................. 112 3.2.1.2. Cách thực hiện.................................................................................... 112 v 3.2.1.3. Kết quả................................................................................................ 112 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm...................................................... 113 3.2.2.1. Nội dung thực nghiệm ....................................................................... 113 3.2.2.2. Thành phần và đối tượng.................................................................... 113 3.2.2.3. Cách thực hiện.................................................................................... 114 3.2.2.4. Kết quả............................................................................................... 114 Kết luận chương 3............................................................................................ 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 120 1. Quá trình nghiên cứu đạt được.................................................................... 120 2. Hướng nghiên cứu tiếp của đề tài................................................................ 120 3. Một số kiến nghị.......................................................................................... 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 121 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN................... 125 PHỤ LỤC................................................................................................................ 126 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Viết tắt Viết đầy đủ 1 B1,.. Bước 1, 2 CNTT&TT Công nghệ thông tin và truyền thông 3 CNDH Công nghệ dạy học 4 CBQL Cán bộ quản lý 5 GV Giáo viên 6 ĐC Đối chứng 7 HHHH Hình học họa hình 8 HDDH Hướng dẫn dạy học 9 HĐDH Hoạt động dạy học 10 HW Phần cứng 11 MHH&MP Mô hình hóa và mô phỏng 12 MT Môi trường 13 ND Nội dung 14 NH Người học 15 PP Phương pháp 16 PPDH Phương pháp dạy học 17 QTDH Quy trình dạy học 18 QĐSPTT Quan điểm sư phạm tương tác 19 SGK Sách giáo khoa 20 SW Phần mềm 21 SV Sinh viên 22 SPKT Sư phạm kỹ thuật 23 SPTT Sư phạm tương tác 24 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 25 TN Thực nghiệm 26 VR Thực tế ảo 27 VKT Vẽ kỹ thuật 28 WIMP Windows, Icons, Menus, Pointers 29 2D, 3D Không gian vii DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình Trang Hình 1.1 Định hướng các lĩnh vực học thuật theo phương thức học tập 9 Hình 1.2 Hồ sơ vai trò của nhà giáo dục 10 Hình 1.3 Các thành tố cơ bản của quá trình dạy học 15 Hình 1.4 Công nghệ dạy học của Seels and Richey (1994) 15 Hình 2.1 Hình cắt đứng 44 Hình 2.2 Vật thể bị cắt nhiều mặt phẳng cắt 44 Hình 2.3 Hình biểu diễn véc tơ 45 Hình 2.4 Mặt phẳng ngẫu lực 46 Hình 2.5 Ngẫu lực được biểu diễn bằng vectơ mômen ngẫu lực 46 Hình 2.6 Hai lực cân bằng 47 Hình 2.7 Mô tả định luật thêm bớt hai lược cân bằng 47 Hình 2.8 Quy tắc tìm đặc trưng của các phản lực liên kết 48 Hình 2.9 Phản lực tựa 48 Hình 2.10 Khớp bản lề di dộng 49 Hình 2.11 Khớp bản lề cố định 49 Hình 2.12 Liên kết cối 49 Hình 2.13 Liên kết ngàm 50 Hình 2.14 Giao diện eDrawings 58 Hình 2.15 Mô hình hóa 58 Hình 2.16 Vật thể được di chuyển 59 Hình 2.17 Vật thể bị cắt theo phương chiếu đứng XZ 59 Hình 2.18 Vật thể bị cắt theo phương chiếu bằng 60 Hình 2.19 Vật thể bị cắt theo phương chiếu cạnh 60 Hình 2.20 Mô hình hóa bị cắt vị trí bất kỳ 61 Hình 2.21 Vật thể bị ẩn/hiện 61 Hình 2.22 Puly định hướng 62 Hình 2.23 Puly định hướng (tách rời chi tiết) 62 Hình 2.24 Vật thể bị cắt nhiều mặt phẳng cắt 63 Hình 2.25 Vật thể bị xoay 63 Hình 2.26 Vật thể khung lưới 64 viii Hình 2.27 Vật thể thu nhỏ, phóng to 64 Hình 2.28 Thuộc tính của mô hình. 65 Hình 2.29 Giao diện chính của GeoGebra 66 Hình 2.30 Tam giác ABC và đường tròn ngoại tiếp. 67 Hình 2.31 Giao diện Cabri 3Dv2 68 Hình 2.32 Hình chiếu xuyên tâm 68 Hình 2.33 Hình chiếu song song 69 Hình 2.34 Hình chiếu vuông góc 69 Hình 2.35 Hình chiếu trục đo 70 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Tên Bảng Trang Bảng 1.1 Cách học của học sinh 31 Bảng 2.1 Thành phần hoá học của một số nhãn hiệu thép hợp kim dụng cụ 51 Bảng 3.1 Thành phần và đối tượng thực nghiệm 113 Bảng 3.2 Kết quả kiểm tra của những lớp đối chứng và thực nghiệm 115 Bảng 3.3 Bảng phân phối Fi. 116 Bảng 3.4 Bảng tầng suất fi 116 Bảng 3.5 Bảng số liệu để tính phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên của những lớp đối chứng 117 Bảng 3.6 Bảng số liệu để tính phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên của những lớp thực nghiệm 117 Bảng 3. 7 Bảng số liệu để tính phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên của những lớp thực nghiệm 118 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Tên Sơ đồ Trang Sơ đồ 1.1 Các bước học theo vòng quy nạp 25 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Tên Biểu đồ Trang Biểu đồ 1.1 Đồ thị phân bố phương pháp giảng dạy 29 Biểu đồ 1.2 Đồ thị phân bố phương tiện trong giảng dạy 30 Biểu đồ 1.3 Đồ thị phân bố ứng dụng phần mềm 30 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn đề tài Đề tài “Dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng” được tác giả chọn nhằm đổi mới phương pháp dạy học để góp phần nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học trong các trường Cao đẳng kỹ thuật với các lý do như sau: Một là, thực hiện theo Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 Hội nghị lần thứ 8 BCH Trung ương khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường, định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế [1]. Trong các nội dung đổi mới như: Chương trình đào tạo, phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học, thay đổi hình thức và phương pháp kiểm tra, thi và đánh giá kết quả giáo dục và đào tạo bảo đảm trung thực, khách quan, chính xác, theo yêu cầu phát triển năng lực, phẩm chất người học, giáo dục nghề nghiệp..., nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác quản lý và hoạt động giáo dục, đào tạo và dạy nghề (đặc biệt là ứng dụng công nghệ 4.0 vào các hoạt động Giáo dục nghề nghiệp). Hai là, thực trạng dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí hiện nay tại các trường còn nhiều hạn chế: Nội dung các học phần cơ sở kỹ thuật trừu tượng, lý thuyết phức tạp. Giáo viên dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí chủ yếu theo phương pháp diễn dịch một chiều. Sự minh hoạ bằng hình ảnh, bản vẽ, hình vẽ trên bảng, bảng treo, tự tạo ra mô hình vật thật hay một vài giáo cụ trực quan. Cho sinh viên làm bài tập và các hình thức kiểm tra cũng chỉ có tính chất củng cố những kiến thức đã được tiếp thu một cách thụ động hoặc chỉ cung cấp kiến thức và quy ước sinh viên thụ động làm theo và lặp lại nên khó phát huy tính chủ động, sáng tạo, mất thời gian và không phát huy trí tưởng tượng không gian. Sinh viên không hiểu, dẫn đến chán trong quá trình học và kết quả học thấp, tỷ lệ sinh viên trượt nhiều, hiệu quả đào tạo không cao. Đặc biệt là nội dung cốt lõi của các học phần cơ sở kỹ thuật khó tưởng tượng trừu tượng, lý thuyết phức tạp. Sinh viên muốn hiểu đòi hỏi phải tưởng tượng nhiều mất nhiều thời gian trong khi đó xu hướng các trường lại cắt giảm thời gian đào tạo. Ba là, ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nhất là công nghệ thông tin và truyền thông đã làm thay đổi rất nhiều trong các lĩnh vực đời sống xã hội, giáo dục nghề nghiệp. Đặc biệt là giáo dục nghề nghiệp trong thời đại công nghệ 4.0 có mặt ở khắp mọi nơi, các chuyên ngành học thường sử dụng ngày càng nhiều các phần mềm mô phỏng, thiết bị thực hành hiện đại. Trước sức ép về công nghệ đó cần phải có đổi mới phương pháp giảng dạy các chuyên ngành kỹ thuật nói chung và dạy học theo hướng quy nạp các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí nói riêng ở các bậc đào tạo dựa vào công nghệ thông tin để đổi mới phương pháp dạy học là rất phù hợp. Từ những điều kiện phù hợp đó cho phép người dạy có thể thay đổi theo hướng chuyển đổi từ phương pháp truyền thống sang phương pháp tích cực, chuyển từ việc lấy giáo viên làm trung tâm sang lấy người học làm trung tâm. Vận dụng tối đa về 2 công nghệ học tập để đạt được kết quả học tập hiệu quả thông qua máy tính, các phần mềm mô phỏng. Đặc biệt là trong thời đại ngày nay GV khai thác phương tiện hiện đại để dạy (máy tính, các phần mềm mô phỏng, tương tác ảo,..,), SV có thể tương tác trên các phần mềm mô phỏng thông qua sử dụng máy tính, các phần mềm mô phỏng tương tác ảo, qua internet để học để phát huy tính tư duy sáng tạo và làm chủ quá trình học. Sử dụng công nghệ để tìm ra phương án tối ưu, đặt biệt là các nội dung cốt lõi của các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí (các nguyên lý, cấu tạo, sơ đồ ... ) được mô phỏng và tương tác trên máy tính không tốn kém trong việc tạo ra mô hình, thiết bị và giúp cho người học học mọi lúc, mọi nơi, mọi mức độ. Xuất phát từ các lý do như trên, tác giả chọn đề tài nghiên cứu: “Dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng” trong bối cảnh đổi mới giáo dục nghề nghiệp hiện nay là rất cần thiết, phù hợp với xu hướng giáo dục. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu lý luận và thực tiễn về dạy học quy nạp để vận dụng trong dạy học theo hướng quy nạp dựa trên công nghệ dạy học hiện đại các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí nhằm đổi mới phương pháp dạy học, góp phần nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học ở các trường cao đẳng kỹ thuật. 3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học ở các trường Cao đẳng kỹ thuật. 3.2. Đối tượng nghiên cứu: Quá trình Dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng 3.3. Phạm vi nghiên cứu: - Chương trình và giáo trình các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí tại các trường cao đẳng kỹ thuật. - Quy trình dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp tại các trường cao đẳng kỹ thuật. - Về phạm vi nội dung thực nghiệm: Thiết kế và thử nghiệm giảng dạy bài giảng của các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp; hỏi ý kiến chuyên gia, các thầy (cô) giảng dạy các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí. - Về địa bàn nghiên cứu: Một số trường cao đẳng kỹ thuật ở Hà Nội, Thái Nguyên, Bắc Giang, Nam Định, Nghệ An, Bà Rịa Vũng Tàu và thành phố Hồ Chí Minh. - Về phạm vi đối tượng thực nghiệm: Giáo viên, sinh viên trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí trình độ cao đẳng tại các trường: Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội; Cao đẳng nghề số 1 - BQP; Cao đẳng nghề số 20 - BQP; Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ Việt Nam - Hàn Quốc (Bắc Giang); Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ Việt Nam - Hàn Quốc (Nghệ An); Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Bà Rịa Vũng Tàu; Cao đẳng nghề Cần Thơ; Cao đẳng nghề GTVT TWIII. - Về thời gian nghiên cứu: Từ năm 2015 đến nay 3 4. Giả thuyết khoa học Hiện nay tại các trường cao đẳng kỹ thuật việc dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật còn mang tính thụ động. Nếu vận dụng được khung lý luận dạy học kỹ thuật hướng quy nạp, quá trình Dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng và áp dụng vào dạy học thì sẽ tạo nên động cơ hứng thú học tập, tạo ra tính tích cực, sáng tạo góp phần đổi mới, nâng cao hiệu quả trong dạy học đáp ứng như cầu đổi mới căn bản và toàn diện trong giáo dục nghề nghiệp. 5. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học kỹ thuật, dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật trong ngành cơ khí theo hướng quy nạp - Nghiên cứu và phân tích mục tiêu, nội dung chương trình đào tào của các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí trình độ cao đẳng 5.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Xây dựng cơ sở lý luận về dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật trong ngành cơ khí theo hướng quy nạp - Khảo sát và đánh giá thực trạng về dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật trong ngành cơ khí - Đề xuất quy trình dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật trong ngành cơ khí theo hướng quy nạp - Thiết kế các bài giảng trong các học phần cơ sở kỹ thuật trong ngành cơ khí theo hướng quy nạp - Tổ chức kiểm nghiệm và đánh giá kết quả nghiên cứu 6. Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sau: 6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích tài liệu, tổng hợp những tài liệu, hệ thống hóa, khái quát hóa các nguồn tư liệu để xây dựng cơ sở lý thuyết cho đề tài. 6.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: - Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: Sử dụng các phiểu hỏi giáo viên, sinh viên để khảo sát thực trạng dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật tại các trường cao đẳng. - Phương pháp quan sát sư phạm: Việc quan sát, dự giờ trong lớp học để quan sát các hoạt động giảng dạy, học tập của giáo viên và sinh viên trong các lớp đang giảng dạy tại các trường Cao đẳng kỹ thuật. - Phương pháp phỏng vấn: Mục đích là thu thập thêm thông tin từ phía giáo viên, sinh viên và các nhà quản lý của các cơ sở giáo dục nghề nghiệp nhằm thu thập thông tin về dạy học tại các trường cao đẳng. - Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Đây là phương pháp xin ý kiến của các chuyên gia, nhà khoa học, cán bộ quản lý, giáo viên có thâm niên giảng dạy về tính khả thi về dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí theo hướng quy nạp. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Sử dụng phương pháp này để kiểm chứng tính phù hợp và khả thi của việc dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí theo hướng quy nạp. 4 6.3. Nhóm các phương pháp hỗ trợ: - Phương pháp ứng dụng các công cụ: Các phần mềm ứng dụng thiết kế, mô phỏng để xây dựng bài giảng. - Phương pháp thống kê toán học (sử dụng máy tính và các phần mềm hỗ trợ để xử lý các số liệu, dữ liệu và xử lý đồ họa,...) 7. Đóng góp của luận án Luận án này là công trình nghiên cứu về cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí theo hướng quy nạp. Luận án có những đóng góp như sau: + Nêu rõ những đặc điểm có tính phương pháp luận của các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí, trong đó mô hình hoá và mô phỏng vừa là cơ sở phương pháp luận chủ yếu của các học phần vừa là phương tiện dạy học của các học phần. + Xây dựng khung cơ sở lý luận của dạy học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp: Xem học tập trải nghiệm theo mô hình David Allen Kolb là một dạng dạy học quy nạp không hoàn chỉnh từ đó bổ sung những nội dung mang tính quy nạp hoàn chỉnh trong dạy học Cơ sở kỹ thuật và xây dựng khung mô hình dạy học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp. + Đề xuất quy trình dạy học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp. + Xây dựng được một số bài giảng mẫu trong các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí để dạy học theo hướng quy nạp có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo trong nghiên cứu, giảng dạy trong dạy các môn học trong ngành cơ khí. Kết quả kiểm nghiệm bằng thực nghiệm sư phạm và phương pháp chuyên gia khẳng định tính hiệu quả và khả thi của các biện pháp dạy học đã đề xuất. 8. Cấu trúc của luận án Cấu trúc luận án bao gồm: phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và cấu trúc chính gồm 3 chương Chương 1: Cơ sở lý luận của dạy học kỹ thuật hướng quy nạp và thực trạng dạy học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng. Chương 2: Thiết kế các bài giảng dạy học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng. Chương 3: Kiểm nghiệm và đánh giá Kết luận và khuyến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 5 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC KỸ THUẬT HƯỚNG QUY NẠP VÀ THỰC TRẠNG DẠY HỌC PHẦN CƠ SỞ KỸ THUẬT THEO HƯỚNG QUY NẠP TRONG ĐÀO TẠO NGÀNH CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG 1.1. Tổng quan nghiên cứu vấn đề 1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới về dạy học và dạy học theo hướng quy nạp: Trong suốt chiều dài lịch sử phát triển giáo dục, trải qua nhiều thời kỳ có rất nhiều phát biểu, nghiên cứu của các nhà triết học, nhà khoa học, nhà giáo dục đã phản ánh tầm quan trọng của dạy học và dạy học theo hướng quy nạp. a. Các nghiên cứu về dạy học. J.A.Comenxki (1592-1670) là nhà giáo Tiệp Khắc yêu nước, nhà sư phạm lỗi lạc của thế giới, được người đời thừa nhận là ông tổ của nền giáo dục cận đại. Cuốn Lý luận dạy học vĩ đại (1632) của ông đã đi vào lịch sử như một mốc đánh dấu sự ra đời của lý luận giáo dục nhà trường hiện đại. Trong tác phẩm đó, ông đã khẳng định vai trò quan trọng của người dạy, môi trường mà đặc biệt là người học, chỉ đề cập đến tương tác 3 đối tượng chưa khai thác thiết bị hiện đại. Jean - Jacques Rousseau (1712-1778) là một triết gia nổi tiếng của dòng Triết học, một nhà văn nổi tiếng, một nhà giáo dục lớn của Pháp và thế giới thế kỉ XVIII. Quan điểm giáo dục của ông được thể hiện tập trung trong cuốn Emile (1762). Ông xây dựng phương pháp gọi là “phương pháp tiêu cực”. Bản chất của nó là tìm cách ngăn cản tật xấu đột nhập vào trái tim con người, nhằm hoàn thiện con người trước khi bước vào đời, chuẩn bị cho họ đấu tranh chiến thắng các thói hư tật xấu [dẫn theo 2 tr35]. Lý thuyết dạy học biện chứng của nhà Tâm lý học L.X.Vygotsky (1896-1915) có tác động không nhỏ tới các trường phái giáo dục hiện đại. Ông cho rằng sự phát triển nhận thức diễn ra tốt nhất nơi người học vượt qua “Vùng cận phát triển” thông qua việc hợp tác với bạn và với thầy. Cơ chế của việc học là cơ chế kết hợp giữa học cá nhân và học hợp tác, dạy học chính là sự hợp tác hai chiều, thầy hướng dẫn, đạo diễn và trò tự giác, tích cực, độc lập, sáng tạo. Quan điểm dạy học tương tác phát triển của L.X.Vygotsky đã mở ra một trào lưu dạy học mới - dạy học tích cực hay nói khác là phương pháp dạy học tích cực [dẫn theo 3 tr8]. Các nhà giáo dục Xô Viết như N.V.Savin, T.A.I lina, P.P.Êxipốp, Iu.K.Babanski với hệ thống lý thuyết dạy học đã xác định tính chất nhiều yếu tố của hoạt động dạy học và mối quan hệ qua lại giữa các yếu tố, đặc biệt nổi lên mối quan hệ của người dạy và người học, tam giác sư phạm: người dạy - người học - nội dung [dẫn theo 4 tr7]. Như vậy, tư tưởng của các nhà giáo dục từ cuối thế kỉ XIX đến giữa thế kỉ XX đã sớm thấy được vai trò quan trọng của người học trong dạy học và mối quan hệ của thầy tương ứng là tập trung vào người học, phát huy tính tích cực, thúc đẩy người học tham gia vào quá trình học tập. Bên cạnh đó, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào mối quan hệ tương tác người dạy - người học và chưa bao quát được hết cấu trúc, chức năng của từng yếu tố, nhất là yếu tố môi trường chưa thực sự được quan tâm nghiên cứu nhiều. b. Các nghiên cứu về dạy học theo hướng quy nạp. - Quy nạp đã được đề cập trong các tác phẩm của nhà triết học Hi Lạp cổ đại Aristote (384-322 TCN): "Người học học được bằng cách trải nghiệm, bắt trước, làm và bằng cách trải nghiệm, bắt trước, làm, họ sẽ hiểu rõ lý thuyết." Vấn đề này được các nhà triết học - tự nhiên học kinh nghiệm chủ nghĩa thế kỷ 17 – 18 đặc biệt quan tâm. Bêcơn F. (F. Bacon), Galilê G. (G. Galilei), Niutơn I. (I. Newton), Mim J.X. 6 (J.S. Mill), ... là những người có công hiến lớn trong nghiên cứu các vấn đề của phương pháp quy nạp - Socrates (469-399 TCN): “Người ta phải học bằng cách làm và họ sẽ tự tin nếu được tự tay làm” - Khổng Tử (551- 479 TCN): “Tôi nghe, tôi quên. Tôi thấy, tôi nhớ. Tôi làm, tôi hiểu”. - John Locke (1632-1704) là nhà triết học và giáo dục Anh thế kỉ XVII. John Locke là người kế thừa “Thuyết duy cảm” trong trường phái triết học của Becon và áp dụng vào giáo dục. Ông đánh giá rất cao ảnh hưởng của môi trường đối với nhân cách của trẻ và coi trọng sự trải nghiệm thực tiễn của trẻ. Ông cho rằng không được nhồi nhét vào trí nhớ của trẻ những điều mà chúng không thích, phải khơi dậy lòng ham mê hiểu biết cái mới, phát triển khả năng độc lập suy nghĩ, chủ động trong học tập. Qua đây chúng ta thấy, không phải cho tới ngày nay, khi mà sinh lý học thần kinh có những tiến bộ vượt bậc và góp phần to lớn vào việc làm rõ cơ chế hoạt động của hệ thần kinh người ta mới quan tâm tới dạy học trải nghiệm, quan tâm tới môi trường dạy học, quan tâm tới động cơ, hứng thú học tập của người học... Mà những vấn đề này - những vấn đề cơ bản được đề cập trong dạy học quy nạp ngày nay đã được các nhà giáo dục lớn trên thế giới nói tới cách đây vài thế kỷ. Kinh nghiệm đưa đến sự thay đổi quan niệm của con người. Chúng ta học tập xuất phát từ kinh nghiệm, hay nói đúng hơn là chúng ta phải học tập từ kinh nghiệm [4]. Sự thay đổi giáo dục trong những năm cuối thế kỷ XIX đầu thế kỉ XX đã mở ra nhiều hướng đổi mới dạy học tập trung vào hoạt động của người học và khai thác môi trường dạy học. Đi tiên phong trong phong trào vận động cải cách giáo dục có một số nhà thực dụng chủ nghĩa có tên tuổi như: Peirce (1839-1915), James (1842-1910), Schilles (1864-1887). Trong số họ, J.Dewey (1859-1952) là một nhà giáo dục thực dụng nổi tiếng của Mĩ, triết lý giáo dục của ông được hoan nghênh và ứng dụng rộng rãi ở Mĩ và có ảnh hưởng lớn tới nhiều nước ở châu Âu và châu Á. Ông xem con người là cái được hình thành dưới sự tác động của nó với môi trường tự nhiên và xã hội, trong những điều kiện, tình huống xã hội cụ thể. Nếu thiếu một trong hai yếu tố, con người và xã hội thì khó có thể xem xét các vấn đề giáo dục một cách đúng đắn. Ông chủ trương xây dựng “nhà trường hoạt động” - “dạy học qua việc làm”, tư tưởng giáo dục tiến bộ của ông đã hình thành một phong trào giáo dục hiện đại trên khắp thế giới. Đặc biệt là ở các nước châu Âu và châu Mỹ trong tư tưởng giáo dục của Deway có một luận điểm quan trọng được xem là tiền đề cho chiến lược dạy học này, đó là sự ảnh hưởng của các “tương tác xã hội” trong dạy học. Đến những năm 70 của thế kỷ XX, nhóm tác giả thuộc Viện Đại học Đào tạo Giảng viên, Giáo viên (IUFM) ở Greonoble, là Guy Brousseau, Claude Comiti, M.Artigue, R.Douady, C.Margolinas nghiên cứu... 18 khám phá. Đây là phương pháp dạy học thể hiện quan điểm của xu hướng sư phạm khám phá. - Học tập phải là một quá trình tích cực trong đó sinh viên kiến tạo ý tưởng mới hay khái niệm mới trên cơ sở vốn kiến thức của họ. Vai trò của người giáo viên là khuyến khích, tạo điều kiện để sinh viên tự khám phá ra các nguyên lí. - Quá trình khám phá của người học đã được giáo viên lập kịch bản sẵn, tức là có sự chuẩn bị đặc biệt, người học được đặt vào kịch bản đó, thực hiện các công việc được người giáo viên bố trí sẵn. Các hoạt động khám phá thường được tiến hành theo nhóm. + Trong dạy học khám phá giáo viên cần : - Phải lựa chọn và xác được nội dung kiến thức mới trong từng phần, từng bài. - Vấn đề lựa chọn sinh viênphải tự khám phá được - Phải định hướng phát triển tư duy của sinh viên trong quá trình giải quyết vấn đề (thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập, tranh ảnh, biểu bảng...) - Xác định phương pháp dạy cho từng loại bài và từng đơn vị kiến thức. + Ưu điểm, hạn chế của dạy học khám phá Dạy học khám phá có những ưu điểm sau: - Phát huy được nội lực của học sinh, tư duy tích cực - độc lập - sáng tạo trong quá trình học tập. - Kích thích trực tiếp lòng ham mê học tập của học sinh. - Hình thành phương pháp tự học. Ðó chính là động lực thúc đẩy sự phát triển bền vững của mỗi cá nhân trong cuộc sống. - Giải quyết các vấn đề nhỏ vừa sức của sinh viênđược tổ chức thường xuyên trong quá trình học tập, là phương thức để sinh viên tiếp cận với kiểu dạy học hình thành và giải quyết các vấn đề có nội dung khái quát rộng hơn. - Ðối thoại Trò - Trò, Trò - Thầy đã tạo ra bầu không khí học tập sôi nổi, tích cực và góp phần hình thành mối quan hệ giao tiếp trong cộng đồng xã hội. Hạn chế: - Kế hoạch của tiết học dễ bị phá vỡ - Không đem lại hiệu quả tối đa nhất là đối với sinh viên yếu - Không phải chủ đề nào cũng đều có thể áp dụng được. - Tổ chức dạy học khám phá sẽ kém hiệu quả nếu giáo viên không nắm vững năng lực của sinh viên và thiếu công phu trong công tác chuẩn bị. Dạy học khám phá là giáo viên tổ chức cho sinh viên tìm tòi phát hiện, khám phá ra tri thức mới, cách thức hành động mới nhằm phát huy năng lực giải quyết vấn đề và tự học cho sinh viên. Trong dạy học khám phá, người học đóng vai trò là người phát hiện còn người dạy đóng vai trò là chuyên gia tổ chức. Đặc điểm của phương pháp này là giảm bớt thuyết trình, diễn giải; tăng cường dẫn dắt, điều khiển, tổ chức nhằm phát huy năng lực tư duy, phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề của sinh viên nhằm khám phá ra tri thức mới một cách chủ động. Dạy học theo hướng quy nạp là một trong những cách dạy học theo hướng khám phá tri thức mới. Phương pháp dạy học này phát huy được tính tích cực học tập của 19 SV, giúp người học có cơ hội để phân tích, khái quát hóa, trừu tượng hóa các sự vật hiện tượng. Dạy học theo hướng quy nạp là cách thức dạy học mà trong đó GV đưa ra các yêu cầu, tình huống dạy học, hướng dẫn để SV phân tích từng kiến thức riêng (như trải nghiệm trong môi trường ảo, mô hình, vật thật, hình vẽ, tranh, ảnh...), so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa để tìm ra các dấu hiệu bản chất đặc trưng của kiến thức. Từ đó, SV phát hiện và hiểu tường minh vấn đề. Dạy học theo hướng quy nạp là cho người học quan sát thực tế tình huống chứa nội dung cần giảng dạy (thông qua mô hình, vật thật, phần mềm mô phỏng, các trò chơi...), đưa ra các ví dụ sau đó đặt câu hỏi, thảo luận dẫn dắt và tổng kết các kết quả mà người học quan sát, thảo luận, trải nghiệm sau đó GV đưa ra nội dung cần giảng dạy. Dạy học theo hướng quy nạp có một số đặc điểm sau: - Dạy học theo hướng quy nạp nhằm dẫn dắt người học phân tích từng tri thức riêng lẻ sau đó khái quát thành những tri thức chung có tính quy luật; - Dạy học theo hướng quy nạp là phương pháp cho phép người học đưa ra những suy nghĩ, ý tưởng, khám phá các tri thức mới thông qua sự hướng dẫn, tổ chức của người dạy; - Dạy học theo hướng quy nạp kích thích sự tò mò, hứng thú học tập vì người học được đưa vào tình huống dạy học xác định, tham gia trải nghiệm trong một số môi trường ảo...; - Thông qua dạy học theo hướng quy nạp, SV không chỉ lĩnh hội được tri thức mà còn học được cách phân tích, tư duy, học được phương pháp học, cách giải quyết vấn đề. Như vậy, trong dạy học theo cách này, người học tự lực, tích cực tìm tòi, phân tích khám phá tri thức cho bản thân. Để phát huy hết hiệu quả của quy nạp, GV có thể sử dụng quy nạp kết hợp nhiều phương pháp dạy học tích cực khác như phương pháp thảo luận nhóm, phương pháp dạy học nêu vấn đề, sử dụng các trường hợp điển hình trong dạy học. 1.3. Quy trình dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp 1.3.1. Đặc điểm của các học phần cơ sở kỹ thuật + Tính trừu tượng Các học phần cơ sở kỹ thuật trong ngành cơ khí là các môn cơ sở của chuyên ngành (như nghề: Cắt gọt kim loại, cơ khí Ôtô, Hàn,...,) ở các trường cao đẳng. Ví dụ HSSV ngành Cơ khí muốn tiện, phay,...thì HSSV phải biết cấu tạo, nguyên lý, tính chất ... chính vì thế các học phần cơ sở kỹ thuật là các môn học bắt buộc để làm tiền đề cho các môn học, môđun khác. + Tính mô hình hóa và mô phỏng - Mô hình là một thể hiện bằng thực thể hoặc bằng khái niệm – theo cách tiếp cận xác định – một vài 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 nhận dạng (quan sát) thay cho nguyên hình * Làm đối tượng thực nghiệm hay suy diễn về nguyên hình. 20 - Lý thuyết mô hình hóa là cơ sở lý luận để xây dựng mô hình, cụ thể là phải xác định mô hình thõa mãn các yêu cầu đặt ra của của bài toán khảo sát nguyên hình. - Trong thiết kế mô hình ảo phải xem xét nguyên hình để thực hiện mô hình. - Bên cạnh đó còn phải xác định các phép biến đổi kết quả từ mô hình thành kết quả tương ứng với nguyên hình. Trong các học phần cơ sở kỹ thuật có những mô hình được mô phỏng để tìm ra nhiều kết quả khác nhau thông qua tương tác trên máy tính hay nói khác là tương tác ảo trên máy tính thông qua các đối tượng ảo và những biểu tượng, tham biến, thanh trượt, điểm,...sẽ có kết quả nhất định. - Trong các học phần cơ sở kỹ thuật thường dùng các loại mô hình như mô hình đồng dạng, mô hình toán học (đây là mô hình đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu, công nghệ, bằng phương pháp thực nghiệm, trong đó có phương pháp mô phỏng) - Mô hình hóa là biểu diễn một đối tượng nghiên cứu bằng mô hình tương ứng theo một cách tiếp cận công nghệ, gọi là mô hình hóa đối tượng theo cách tiếp công nghệ. - Mô phỏng là thực nghiệm nhận dạng được và điều khiển được trên mô hình của đối tượng. Ví dụ trong dạy học phần vẽ kỹ thuật: B1: Xác định đối tượng tác cần thiết kế mô hình: Trong bài dạy chọn nội dung có những hình vẽ 2D, 3D cần phải thiết kế để tạo mô hình cho việc mô phỏng B2: Chọn phương tiện thiết kế: Sử dụng máy tính B3: Chọn phần mềm thiết kế hoặc mô hình: Tuỳ theo nội dung hoặc hình vẽ ta chọn phần mềm có sẵn. Trong luận án này tác giả chọn phần mềm để thiết kế những mô hình như những hình vẽ 3D của bài hình cắt và mặt cắt hoặc các hình biểu diễn 3D trong các kịch bản sư phạm và bài giảng điện tử cho các học phần cơ sở kỹ thuật (chương 2 – Vẽ kỹ thuật). B4: Thiết kế giáo án và bài giảng điện tử tương tác ảo trên máy tính (phần mềm): Đây chính là bước mà GV phải thiết kế kịch bản sư phạm cần phải tác động vào mô hình bằng dạng nào? tác động vị trí nào trước? có theo trình tự hay không? tạo tình huống ở vị trí nào? hoặc tương tác đa điểm Từ đó có nhiều ý tưởng và theo kịch bản mới xây dựng mô hình theo ý đồ của GV. Ví dụ trong bài hình cắt và mặt cắt, kịch bản sư phạm để thiết kế ra những mô hình 3D của các hình. Những mô hình SV có thể tương tác ảo như: Xoay, tách chi tiết, cắt chi tiết nhiều vị trí, tách chi tiết theo trình tự, từ đó sử dụng phần mềm solidworks hoặc inventor thiết kế những mô hình và lưu lại file đó dướng dạng có phần mở rộng là .exe để chạy chương trình mô phỏng bằng phần mềm eDrawings B5: Xây dựng mô hình để đưa vào kế hoạch bài giảng: bước này sửng dụng máy tính có cài các phần mềm cần thiết và thiết kế mô hình theo kịch bản sư phạm của GV. B6: Kiểm tra: trong quá trình thiết kế phải chạy thử đúng theo kịch bản nếu chưa thì chỉnh sửa tiếp đến khi hoàn thành. B7: Vận dụng/ Áp dụng: bước này lưu lại file hoàn chỉnh để đưa vào thiết kế giáo án và giảng dạy. Ví dụ một số mô hình: (ở phần thiết kế các bài giảng sư phạm của các học phần cơ sở phía dưới) 21 + Tính công nghệ mô phỏng - Công nghệ mô phỏng được xây dựng tương tự như mọi công nghệ đó là hệ thống phương tiện, phương pháp và kỹ năng mô phỏng [17]. Đây chính là nội dung vận dụng vào tương tác ảo trong thiết kế các kịch bản sư phạm để giảng dạy các học phần cơ sở kỹ thuật. - Môi trường mô phỏng là máy tính tạo ra, đây là môi trường ảo để tạo cảm giác “như thật “thường có những mức độ khác nhau về quan sát được và điều khiển được, trong tương tác ảo có thể có thật hoặc là tưởng tượng, không thể có thật. - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công nghệ mô phỏng, được sử dụng trong các học phần cơ sở kỹ thuật khi: * Không thể hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực, vì những lý do khác nhau, như: nguyên hình là đối tượng chỉ xuất hiện một lần, hoặc hi hữu, không mong đợi, mô phỏng động đất; nguyên hình chưa có, đang được thiết kế hoặc đang nghiên cứu thi công; có nguyên hình nhưng điều kiện kích cỡ (quá lớn hoặc quá bé), tốc độ (quá nhanh hoặc quá chậm), chi phí (quá đắt), an toàn (quá nguy hiểm) như cắt chi tiết để vẽ hình cắt hoặc mặt cắt trong bản các học phần cơ sở kỹ thuật hoặc đạo đức, v.vkhông cho phép; * Không cần thực nghiệm trên đối tượng thực, nếu mô phỏng khả thi hơn và hiệu quả hơn, đối với: 1. Hoạt động nhận thức: như mô phỏng kiểm chứng thuật toán điều khiển trên mô hình máy CNC; mô phỏng ảo bằng máy tính nhằm giả lập tình huống, dò nghiệm theo kiểu “thử – sai”, với số lần tùy ý, để tìm phương án tối ưu, mô phỏng sự hoạt động của động cơ đốt trong, quy trình lắp ráp động cơ, trong các học phần cơ sở kỹ thuật mô phỏng về hình chiếu, hình cắt, mặt cắt, tách chi tiết hoặc lắp ráp chi tiết,2. Rèn luyện kỹ năng: trước khi triển khai ứng dụng một phương tiện hay phương pháp đắt tiền hoặc đòi hỏi năng lực chuyên môn cao, như thực hành ảo trong dạy lái máy bay, mô hình ảo hình cắt bậc. + Các tác nhân của quá trình dạy học. Ba tác nhân của quá trình dạy học là [17]: (SV) – (GV) – (MT). Người học được hiểu là người đi học (học cách học), không phải là người được dạy. Người học có nghĩa là cô gắng và học tập. Như vậy, người học chủ động tiếp nhận tri thức, không ghi nhớ chúng một cách thụ động, máy móc. Người học là chủ thể của hoạt động học, tự khám phá tri thức trên cơ sở kinh nghiệm sống của bản thân hoặc cùng hợp tác với các thành viên khác trong tập thể. Vận dụng vào việc học môn các học phần cơ sở kỹ thuật sinh viên thông qua máy tính tương tác trên các đối tượng ảo thông qua sự gợi ý của GV sẽ cho kết quả và từ đó SV hiểu được nội dung tri thức mới. - Người dạy là một nhà giáo, là người tổ chức, định hướng, giúp đỡ người học. Sự uyên bác về tri thức, trình độ văn hoá cao và phong cách, giá trị của người dạy sẽ tạo động lực cho người học hứng thú học tập, luôn kích thích người học tích cực trong hoạt động học để đạt được mục tiêu học tập. Cơ sở này trong thời đại ngày nay công việc giảng dạy không phải một sự truyền đạt kiến thức đơn thuần thầy đọc trò ghi mà là phải đổi mới là phải làm nảy sinh tri thức ở SV theo cách của một người hướng dẫn. Trong dạy môn các học phần cơ sở kỹ thuật GV hướng dẫn SV sử dụng những mềm tương tác ảo tác động trên những mô hình, hướng dẫn cách vẽ trên bản các học phần 22 cơ sở kỹ thuật và tìm ra những tri thức mới. GV không thể học thay cho SV vì thế chí có hướng dẫn cho SV cách học, - Người dạy là người hướng dẫn, lập lên kế hoạch trong công việc. Xây dựng kế hoạch hoạt động là xác định phương hướng và mục đích của quá trình dạy học; từ đó chọn nội dung và phương pháp cho phù hợp. - Môi trường ở đây được hiểu một cách biện chứng. Thông thường thì đó là tất cả những gì tồn tại khách quan (trong tự nhiên, xã hội và tư duy ngoài bộ đôi người học và người dạy, trong đó gần gũi nhất là nhà trường (với phương tiện dạy và học,), gia đình (với điều kiện sống và hoat động) và xã hội (với thể chế giáo dục, đào tạo,). Tuy nhiên, về nguyên tắc, đối với mỗi tác nhân được xét, luôn có thể xem mọi đối tượng khác đều là MT. Trong dạy học môi trường thường được hiểu là tất cả sự vật, hiện tượng diễn ra xung quanh người học và tác động đến người học, qua đó nhân cách được hình thành và phát triển ngày một hoàn thiện. Trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành Cơ khí nếu không đảm bảo về điều kiện dạy học và các điều kiện khác thì ảnh hưởng đến quá trình học của GV, SV. Tất cả các yếu tố của phương pháp sư phạm nào đều ghép với ba tác nhân này. + Các thao tác hoạt động dạy học. Hoạt động sư phạm bao gồm toàn bộ các hoạt động của người đi học, của GV khi giúp đỡ SV trong quá trình học, hoạt động này đều chịu ảnh hưởng của MT xung quanh [17]. - Phương pháp học – người đi học sử dụng mọi tiềm lực để kiến thức và kỹ năng sinh sôi theo bộ máy học của mình. Nói một cách khác, người học học bằng cách sử dụng tốt bộ máy học. Theo quan điểm hiện đại, SV tự giác, tích cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức học tập. Như vậy, SV chủ động tiếp nhận những tri thức, không nhớ một cách thụ động, máy móc. SV là chủ thể của hoạt động học, tự lực khám phá tri thức trên cơ sở những kinh nghiệm sống của bản thân hoặc cùng hợp tác với các thành viên khác trong tập thể. Đây chính là quá trình dạy học tương tác ảo trong Các học phần cơ sở kỹ thuật SV là người chủ động tác động tương tác trên phầm mềm thông qua đối tượng ảo (mô hình ảo) sẽ tìm ra những tri thức trong học tập. Trong thời đại ngày nay SV dùng phương pháp học bằng cách khởi động bằng việc sử dụng nội lực của SV kế hợp với phương tiện hiện đại (máy tính, internet,..) và sử dụng kỹ năng học và cuối cùng sẽ được tri thức mới hay còn gọi là công nghệ học. - Phương pháp sư phạm – người dạy dựa trên kiến thức, kinh nghiệm của SV để hướng dẫn, giúp đỡ SV sinh sôi kiến thức và kỹ năng. Nói một cách khác, GV dạy bằng cách giúp người học sử dụng tốt các yếu tố của SV để tìm tòi khám phá tri thức. GV cần đến kiến thức, kinh nghiệm, phẩm chất sư phạm và MT cũng như nhu cầu của SV thì mới tạo nên một không khí thuận lợi cho SV. Ngày nay GV cần phải có kiến thức về CNTT&TT áp dụng trong dạy học. GV phải dùng hệ thống các phương tiện, phương pháp và kỹ năng vào dạy học gọi là công nghệ dạy học để giúp đỡ SV. - Ảnh hưởng của môi trường gồm MT bên trong và bên ngoài ảnh hưởng tới phương pháp học, phương pháp sư phạm và tác động đến hoạt động của hệ thần kinh, kích thích hay ức chế trong khi dạy và học. + Tương tác trong môi trường sư phạm. Mỗi tác nhân trong bộ ba (SV) – (GV) – (MT) khi thực hiện thao tác luôn luôn quan hệ với nhau cho mỗi một tác nhân hoạt động và phản ứng dưới ảnh hưởng của 23 hai tác nhân kia trong quá trình dạy học. Có thể biểu diễn mối quan hệ tương hỗ này và sự tương tác qua các mũi tên (Hình 1.1). Chẳng hạn, người học (NH) với phương pháp học của mình ắt có những phản hồi tự nhiên qua câu hỏi hay biểu cảm,, dẫn đến những đáp ứng thích hợp về phương pháp diễn đạt hay minh họa,, của người dạy (ND), hoặc có nhu cầu tham khảo tài liệu nhiều hơn và tốt hơn dẫn đến những cải thiện về môi trường (MT) học tập như mở rộng quy mô và nâng cao chất lượng phục vụ của thư viện, v.v Môi trường sự tương tác với người dạy và người học là khi dạy trong môi trường tối và khó chịu và học cảm thấy khó chịu, chính từ đó xuất hiện tương tác qua lại, mối quan hệ qua lại giữa 3 tác nhân. Những tương tác này hầu như người dạy ai cũng biết và đã áp dụng với dạy học truyền thống. Tuy nhiên điều khác biệt cơ bản tương tác hiện đại và tương tác dạy học truyền thống là: - Thứ nhất, định hướng tương tác hiện đại, theo tiếp cận khoa học thần kinh về học và dạy: người học là trung tâm, người dạy hướng dẫn và giúp đỡ. Quan niệm người học là trung tâm cũng đã có từ trước, chẳng hạn từ tác phẩm Freedom to learn của C.R. Rogers (1969) theo nhưng cũng chỉ là những đề xuất mang tính khái quát hóa kinh nghiệm, phải đến sự ra đời của một khoa học học tập được khẳng định và tiếp cận khoa học thần kinh về học và dạy được đề xuất, mới thực sự có cơ sở khoa học. Đây cũng là một trong những ví dụ về “khoa học đi sau công nghệ”. Chân lý “người học là trung tâm” thật hiển nhiên và đơn giản, vì lẽ bộ máy học cũng giống như bộ máy hô hấp hay bộ máy tiêu hóa, của mỗi con người, không ai có thể hô hấp hay tiêu hóa thay cho người khác mà chỉ có thể dựa vào quy luật hoạt động của các bộ máy vốn có ấy để tổ chức, hướng dẫn và giúp đỡ họ tự làm lấy việc hô hấp, tiêu hóa,cũng như học tập, một cách tốt nhất. - Thứ hai, khả năng tương tác hiện đại, nhờ Công nghệ thông tin và truyền thông với trào lưu phát triển tương tác: ngày nay ngoài tương tác thực còn có thể tương tác ảo trong dạy học lý thuyết cũng như dạy thực hành, về mọi lĩnh vực, dưới mọi hình thức, vào mọi lúc, ở mọi chỗ, với mọi (mức) độ; Chẳng hạn, với các môn khoa học tự nhiên và công nghệ, theo phương pháp dạy học truyền thống, thường ít có hoặc thậm chí không có tương tác động lực (dynamic interaction, trong giờ dạy lý thuyết ở phòng học, giảng đường, vì không có điều kiện (thời gian, phương tiện, điều kiện địa điểm); trong giờ thực hành (bài tập, thí nghiệm, bài thực hành ở xưởng hoặc phòng máy tính) tuy có tương tác nhiều hơn, nhưng vẫn trong khuôn khổ của định hướng truyền thống – người dạy là trung tâm. Gần đây, với những phương pháp dạy học tích cực, được đúc kết từ kinh nghiệm thực tiễn, người học là trung tâm đã ngày càng trở thành một định hướng được thừa nhận, nhưng cũng phải đến nay, khả năng tương tác động lực lấy người học làm trung tâm mới trở thành hiện thực, đó là nhờ có: - Các phần mềm dạy học tương tác và mạng tính cho phép người học chủ động thao tác, thử - sai tùy ý, trong môi trường mô phỏng do máy tính tạo ra ngay tại lớp trong giờ lý thuyết, thực hành tích hợp trên máy tính cũng như lúc tự học, tùy điều kiện cụ thể về thời gian, địa điểm và mức độ,, vì thế có thể lĩnh hội, tìm tòi, và vận dụng kiến thức một cách hiệu quả. Như các phần mềm được áp dụng trong luận án này để tương tác ảo như: eDrawings, Cabri 3Dv2, GeoGebra 5.0, ...Phần mềm miễn phí. - Các quy chế hướng người học, như học chế tín chỉ hoặc mô đun cho phép người học tự quyết định lộ trình học tập thích hợp, từ đó tự tin và thực sự có ý thức về 24 vai trò chủ nhân trong hoạt động học của mình, tuy nhiên cụ thể điều kiện của từng trường để áp dụng cho phù hợp; Tương tác động lực với người học là trung tâm trong giờ lên lớp lý thuyết, nhờ phương tiện dạy học hiện đại, là một trong những phương thức tích hợp lý thuyết với thực hành và dạy theo tiếp cận công nghệ, để nâng cao hiệu quả dạy và học. Ngoài tương tác quen thuộc giữa bộ ba tác nhân hay gọi bộ ba tương tác hướng ngoại, tương tác giữa các phần tử trong một tác nhân hay gọi bộ ba tương tác hướng nội vốn có trong dạy học truyền thống, hiện nay cũng được phát triển mạnh ở tầm cao hơn: giữa những người học với nhau như cộng tác nhóm giáp mặt hoặc trực tuyến,, giữa những người dạy với nhau như cộng tác đội,, giữa những bộ phận trong một môi trường hay giữa các môi trường với nhau như các hình thức đào tạo gắn với thị trường lao động, họp tác đào tạo giữa nhà trường và doanh nghiệp, đào tạo liên thông giữa hai trường, đào tạo trực tuyến, đào tạo từ xa v.v. Như vậy từ những đặc điểm kể trên của các học phần cơ sở kỹ thuật có nội dung tính trừu tượng phản ánh hệ thống các khái niệm, quy ước, cấu tạo, nguyên lý, tính chất tưởng tượng vì vậy ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng để làm rõ bản chất của của các học phần cơ sở kỹ thuật đây là cơ sở khoa học và cơ sở phương pháp luận để dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong ngành cơ khí là phù hợp và theo hướng phát triển. 1.3.2. Dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp trong đào tạo ngành cơ khí trình độ cao đẳng Trong các tài liệu về khoa học giáo dục ở Việt Nam hiện nay tồn tại hai quan niệm khác biệt về thuật ngữ “dạy học”. Quan niệm thứ nhất đã xuất hiện từ lâu cho rằng “dạy học” nghĩa là “dạy và học”. Quan niệm thứ hai mới xuất hiện gần đây cho rằng, “dạy học” (teaching) là công việc của nhà giáo nhằm gây ảnh hưởng có chủ đích đến người học, hành vi học tập và quá trình học tập của người học, tạo môi trường và điều kiện cần để người học duy trì, cải thiện hiệu quả học tập, kiểm soát quá trình và kết quả học tập của bản thân [18]. Chủ thể dạy học là nhà giáo, hay bất kì người nào hướng dẫn, bảo ban người khác học tập, đối tượng dạy học là người học và việc học của họ. Nghiên cứu này tiếp cận theo quan niệm thứ hai để giải quyết vấn đề nghiên cứu. Theo Từ điển bách khoa Britannica (2014), quyển 1, cơ khí là ngành kỹ thuật liên quan tới thiết kế, sản xuất, lắp đặt và vận hành động cơ, máy móc và quy trình sản xuất. Cơ khí bao gồm việc áp dụng nguyên lí động lực học, điều khiển, nhiệt động lực học và truyền nhiệt, cơ học, sức bền vật liệu [tr.661, 42]. Do vậy, chương trình đào tạo kỹ thuật cơ khí ở trường cao đẳng thường bao gồm hai nhóm học phần: (1) các học phần cơ sở của kỹ thuật cơ khí như toán kỹ thuật, vật lí kỹ thuật, khoa học vật liệu, cơ học chất lỏng chất rắn, thủy lực khí nén...; (2) các học phần theo từng chuyên ngành sâu như hàn, cơ điện tử, công nghệ ô tô, cắt gọt kim loại... Từ những phân tích trên có thể hiểu: Dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí là một nhiệm vụ của người giảng viên kỹ thuật cơ khí ở trường cao đẳng, trong đó họ dạy cho sinh viên các kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành để thiết kế, chế tạo và vận hành máy móc và hệ thống cơ khí thông qua quá trình học tập các học phần kỹ thuật cơ khí. 25 Mục đích cuối cùng của dạy học kỹ thuật cơ khí là dạy sinh viên phát triển những năng lực kỹ thuật cơ khí cốt lõi gồm (1) năng lực nhận thức kỹ thuật,(2) năng lực thiết kế kỹ thuật, (3) năng lực chế tạo (hay gia công) kỹ thuật [20], trong đó năng lực nhận thức kỹ thuật đóng vai trò nền tảng. Ngoài ra, những năng lực đặc thù khác như năng lực ngôn ngữ kỹ thuật, tính toán kỹ thuật, năng lực tin học, giao tiếp công nghệ cũng rất quan trọng, nhưng không là yếu tố cốt lõi của năng lực kỹ thuật cơ khí. 1.3.3. Phương pháp và quy trình dạy học theo hướng quy nạp Phương pháp dạy học phần Cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp là phương pháp vận dụng bộ ba tác nhân, bộ ba tương tác và bộ ba nguyên tắc sư phạm tương tác với sự hỗ trợ của những phương tiện (đặc biệt là ứng dụng CNTT xây dựng các mô hình mô phỏng) cho quá trình dạy học về cơ bản là quá trình học bằng làm của người học. Nói một cách khác, trong dạy học các học phần cơ sở ngành cơ khí theo hướng quy nạp sử dụng hệ thống các phương pháp trong đó phương pháp chủ yếu là: - Dạy học với người học là trung tâm và các tác nhân tham gia có văn hóa ứng xử tương ứng (do đó các phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề, cộng tác nhóm, v.v, với hình thức tổ chức dạy học giáp mặt). - Dạy học tích hợp (lý thuyết với thực hành), theo tiếp cận công nghệ học thông qua trải nghiệm, học bằng làm, không chỉ làm được mà còn làm tốt, ở đây thực hành và làm đều có thể là ảo hoặc thật, hoặc ảo - thật kết hợp, nói chung, trong môi trường CNTT&TT hiện nay, các phương tiện mô phỏng, tương tác dưới dạng trò chơi số hay trò chơi nghiêm túc là phương tiện dạy học phổ biến. Dựa vào các bước học tập qua trải nghiệm của David Kolb, tác giả của luận án đề xuất các bước học theo vòng quy nạp 2. Trừu xuất từng sự kiện Khái quát hoá từng sự kiện 3. Trừu xuất hoàn chỉnh Khái quát hoá lý thuyết hoàn chỉnh 1. Tích lũy sự kiện Trải nghiệm/Thực hành/Thử sai (thực tế hoặc trong môi trường ảo) 4. Áp dụng/ Thử nghiệm Sơ đồ 1.1 - Các bước học theo vòng quy nạp 26 Dựa vào các bước học theo vòng quy nạp tác giả luận án đưa ra quy trình dạy học theo hướng quy nạp như sau: - Bước 1: Tích lũy sự kiện. Bước này giúp SV được nghe, nhìn, cảm nhận, nhớ lại những hoàn cảnh, tình huống, kinh nghiệm và đặc biệt nhờ có phương tiện giúp SV thực hành, thử sai (thực tế hoặc trong môi trường ảo)... liên quan đến những điều cần học. Người học khám phá ra những thông tin mới nhờ tham gia vào một hoạt động. Nói cách khác, bước này bắt đầu từ một hoạt động. Các hoạt động thường dùng: đưa ra câu hỏi thảo luận nhóm; bài tập cho nhóm; sắm vai; trò chơi, truyện kể, kịch; thăm thực địa; thực hành, thử sai (trong môi trường ảo). GV tổ chức các hoạt động bằng cách giới thiệu mục tiêu, hướng dẫn rõ ràng các quy định của hoạt động, nội dung thực hành (thử sai), nên yêu cầu thời gian và quan sát cách SV tiến hành hoạt động. Nếu là hoạt động tiến hành theo nhóm nhỏ thì phải chắc rằng SV đã hiểu rõ công việc mà nhóm phải làm và biết cách tổ chức nhóm: bầu nhóm trưởng, thư kí, người trình bày... Bước 2: Trừu xuất (khái quát hoá cho từng sự kiện). Trong bước này, SV suy ra những kết quả thảo luận, thực hành, thử sai trong bước 1 để xác định xem khái niệm, bài học nào được rút ra. Những hoạt động thường áp dụng: thảo luận nhóm lớn để tổng hợp; thuyết trình tóm tắt ý chính. GV có vai trò giống như người dạy trong phương pháp giảng dạy truyền thống, do đó GV cần am hiểu chủ đề, kết quả đang hướng dẫn và có nguồn tham khảo đáng tin cậy. Điều này không có nghĩa là người hướng dẫn phải chủ động trả lời tất cả câu hỏi được nêu ra mà nên hướng dẫn để SV tự tìm ra câu trả lời bằng cách: cung cấp nội dung tóm tắt cho SV; hướng dẫn SV tới nội dung cần xây dựng bằng các câu hỏi... - Bước 3: Trừu xuất (khái quát hoá lý thuyết hoàn chỉnh). Trong bước này, SV đưa ra kết quả hoàn chỉnh của thảo luận, thực hành hoặc thử sai trong bước 1 để xác định xem khái niệm, bài học nào được rút ra. Vai trò của GV là người đưa ra kết luận và phát biểu các kết luận đó thành các định nghĩa, khái niệm, bài học kinh nghiệm hoặc nội dung cần giảng dạy. Bước 4: Áp dụng/Thử nghiệm. Để giúp SV thấy bài học có ý nghĩa thì điều mới vừa học phải có liên hệ đến cuộc sống/công việc của các em. Ở bước này, người học có dịp liên hệ bài học với cuộc sống thường ngày. Các cách thường dùng là: SV thực hành kỹ năng; lập chương trình hành động cụ thể; thực hiện những nội dung của bài học. (Ví dụ minh họa trong các bài giảng các học phần cơ khí ở phần sau) Vai trò của GV dẫn là đưa ra những lời khuyên, hướng dẫn giúp SV thực hành nâng cao kỹ năng. 1.3.4. Phương tiện dạy học theo hướng quy nạp Do công nghệ ngày càng phát triển, xuất hiện ngày càng phong phú và đa dạng của các phương tiện dạy học mới trên nền tảng công nghệ hiện đại, đó là máy tính/Đa phương tiện, mô phỏng, multimedia, mạng máy tính. - Máy vi tính: là phương tiện số sử dụng ngày càng nhiều trong dạy học cũng nhưng việc trang bị máy tính trong nhà trường ngày càng trở nên dễ dàng hơn. Nếu như sản phẩm thiết kế từ máy vi tính và sử dụng đúng phương pháp, đúng các nguyên tắc sư phạm, chất lượng giáo dục, dạy học sẽ được cải thiện. Vậy trong dạy học tương 27 tác ảo sử dụng phương tiện số (người - máy vi tính, phần mềm dạy học mô phỏng) với tương tác tham biến cho phép tùy biến nhật tố (Dạng dòng lệnh, tiếng nói, hộp chọn, con trượt (slider), WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointers) và dạng cảm ứng), theo điều hoạt (Dạng kéo thả, ẩn hiện và dạng biến đổi) phương tiện tương tác hằng định chạy và dừng, trong bối cảnh phương tiện dạy học giáp mặt (máy chiếu LCD). Giao diện WIMP, điều hoạt trực tiếp kiểu kéo – thả và nhập tham biến qua con trượt (slider) hoặc hộp chọn, là những hình thức tương tác thường gặp ở các phần mềm có tính tương tác áp dụng trong luận án nay, như Solidworks, GeoGebra, Cabri3D, SketchUp, eDrawings [4], [5], [11]... - Phần mềm thiết kế các tương tác ảo trong dạy học. Nhờ các ngôn ngữ lập trình thích hợp, những phương tiện dạy học kiểu trò chơi tương tác (trò chơi số, trò chơi nghiêm túc), ngày càng đa dạng, tiện dụng và hấp dẫn, cho phép tạo dựng và thực hiện tức thì những thao tác ảo “ như thật” trên đối tượng khảo sát. Những phương tiện này rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong Lý luận và Công nghệ dạy học tương tác ảo:  Động lực hóa (hoạt hóa, tích cực hóa) quá trình dạy học,  Nâng cao hiệu quả học tập (học bằng làm, học gắn với hành),  Phát huy tư duy sáng tạo. Với dạy học, một trong những cách phát triển tính tích cực và tư duy sáng tạo ở người học là xây dựng tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình tìm ra tri thức tương ứng trong nghiên cứu khoa học. Ngày nay trong thế giới trò chơi, ở đó có những đồ chơi (những khái niệm không định nghĩa) và những luật chơi (những tiên đề không chứng minh); người ta đã rất thành công và vẫn đang tiếp tục tìm tòi, sáng tạo ra tất cả những gì mà hệ tiên đề hay bộ đồ chơi và luật chơi cho phép. Các phần mềm tương tác như GeoGebra, Cabri3D, , SketchUp, eDrawings là những ví dụ. Trong quá trình học sáng tạo có đề cập mối liên hệ giữa trò chơi với sự sáng tạo và nhấn mạnh: trò chơi là một tập tính động vật, là sự thăm dò những cái có thể và học tập. Ai không chơi thì người đó đã thu hẹp trường tri giác và sáng tạo của họ. Phần mềm tương tác rất thuận lợi cho việc... thầy (cô) Học qua bạn bè Học qua tài liệu (giáo viên cung cấp, internet, ...) Ý kiến khác: 4. Cơ sở vật chât, thiết bị, phương tiện dạy học Các thiết bị, phương tiện dạy học? Phù hợp Không phù hợp Ý kiến khác: 5. Tài liệu phục vụ học tập Tài liệu phục vụ cho học tập? Phù hợp Không phù hợp Ý kiến khác: III. Ý KIẾN KHÁC: ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................ Phần thông tin cá nhân (tùy chọn) 1. Họ và tên.................................................................... 2. Lớp: ........................................ Trường:................................................................. Rất mong nhận được sự đánh giá và phản hồi. Xin chân thành cảm ơn! 131 MẪU PHIẾU KHẢO SÁT B1 (Dành cho giáo viên) Để có dữ liệu làm cơ sở thực tiễn về thực trạng giảng dạy các học phần cơ sở kỹ thuật tại các cơ sở Giáo dục nghề nghiệp, với mục đích tìm ra phương pháp dạy học khả thi và hiệu quả. Xin Thầy/ Cô vui lòng trả lời những câu hỏi trong phiếu khảo sát này với tinh thần trung thực, khách quan và xây dựng. Những thông tin mà Thầy/ Cô cung cấp sẽ là cơ sở để điều chỉnh, bổ sung, xây dựng lý luận dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy và học: 1. Phương pháp giảng dạy của giáo viên Trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật, quý Thầy (Cô) sử dụng phương pháp giảng dạy nào? Phương pháp Lựa chọn của GV Quy nạp Thuyết trình Diễn giảng Vấn đáp Làm mẫu Đàm thoại Mô phỏng Đặt vấn đề Diễn dịch Thuyết trình Diễn giảng Vấn đáp Làm mẫu Đàm thoại Mô phỏng Đặt vấn đề Ý kiến khác................................................ 2. Phương tiện sử dụng của giáo viên Trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật, quý Thầy (Cô) sử dụng phương tiện giảng dạy nào? Phương tiện Lựa chọn của GV Bảng phấn Mô hình vật thật Bảng biểu, ảnh, bản vẽ 132 ... Máy chiếu Projector Máy vi tính Internet Tất cả các phương tiện Ý kiến khác 3. Những phần mềm giáo viên sử dụng Trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật, quý Thầy (Cô) ứng dụng phần mềm nào trong giảng dạy và soạn bài? Phần mềm Lựa chọn của GV PowerPoint FrontPage Flash GeoGebra AutoCAD eDrawings Solidworks SketchUp Cabri 3D v Phần thông tin cá nhân (tùy chọn) Họ và tên: Chức vụ: Địa chỉ nơi công tác: Rất mong nhận được sự đánh giá và phản hồi của thầy cô. Xin chân thành cảm ơn! 133 MẪU PHIẾU KHẢO SÁT B2 (Dành cho giảng viên dạy các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí) Với mong muốn nghiên cứu thực trạng của dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí ở trường cao đẳng kỹ thuật theo hướng quy nạp, xin thầy (cô) vui lòng cho biết ý kiến của mình trong một số câu hỏi dưới đây. Những ý kiến của thầy (cô) chỉ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu. I. CÁC THÔNG TIN CHUNG - Họ và tên ...................................................... - Học phần chuyên ngành cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí gần nhất thầy (cô) đã/ đang giảng dạy? □ Vẽ kỹ thuật □ Dung sai □ Vật liệu □ Cơ kỹ thuật Câu 1: Mức độ giảng viên giảng dạy các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí bằng phương pháp gì? Các phương pháp giảng dạy Rất thường xuyên Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Không bao giờ 1. Diễn dịch 2. Quy nạp 3. Quy nạp + Diễn dịch 4. Phương pháp khác Câu 2: Sự thể hiện vai trò của giảng viên trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Vai trò của giảng viên Rất thường xuyên Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Không bao giờ 1. Người định hướng hành động kỹ thuật 2. Người chuyên gia kỹ thuật 3. Người xác lập tiêu chuẩn kỹ thuật và đánh giá 4. Người huấn luyện hành động kỹ thuật 134 Câu 3: Nhận định về mức độ các hoạt động học tập của sinh viên trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Các hoạt động học tập của sinh viên trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Rất thường xuyên Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Không bao giờ Về lý thuyết 1. Nghe giảng 2. Đọc tài liệu kỹ thuật 3. Phân tích đối tượng kỹ thuật 4. Đề xuất dự án kỹ thuật 5. Xây dựng mô hình lý thuyết mới Về áp dụng 1. Làm ví dụ minh họa có sẵn 2. Mô phỏng máy tính 3. Nghiên cứu trường hợp điển hình 4. Thực hiện dự án 5. Làm việc thực tế Câu 4: Các nội dung học tập của sinh viên trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Các nội dung học tập trong dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Rất thường xuyên Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Không bao giờ 1. Làm việc với các thiết bị, máy móc, hệ thống cơ khí để phát hiện vấn đề cần tối ưu hóa. 2. Sử dụng máy vi tính hoặc tài liệu kỹ thuật để truy xuất các tham số kỹ thuật cho vấn đề trong hệ thống. 3. Xây dựng các giải pháp, lựa chọn tham số kỹ thuật để giải quyết vấn đề. 4. Thử nghiệm các giải pháp giải quyết vấn đề, so sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết để đánh giá, điều chỉnh. 135 Câu 5: Tôi nhận thấy, các đặc điểm của dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Các đặc điểm của dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí theo hướng quy nạp? Rất đồng ý Đồng ý Trung lập Không đồng ý Rất không đồng ý 1. Nội dung dạy học là các nhiệm vụ kỹ thuật thực tế cần tối ưu hóa và giải quyết vấn đề sáng tạo. 2. Phương pháp dạy học dựa trên hành động tìm tòi thực nghiệm (tìm tòi di chuyển, tìm tòi biến đổi). 3. Chiến lược dạy học hướng vào “tính thể nghiệm” của sinh viên. 4. Phương tiện dạy học chủ yếu là các thiết bị thực hành, thực nghiệm, công cụ nhận thức. Xin chân thành cảm ơn Thầy (Cô)! 136 CÁC BẢNG THỐNG KÊ THEO TỪNG CÂU HỎI TRONG MẪU PHIẾU B Bảng PL1: Phương pháp giảng dạy TT Tên trường Số lượng GV Phương pháp giảng dạy Thuyết trình diễn dịch Diễn giảng Vấn đáp diễn dịch Làm mẫu Đàm thoại Mô phỏng Đặt vấn đề Tích cực % 100% 100% 75% 73% 59% 38% 32% 1.1% 1 Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội 10 10 10 8 7 6 5 3 2 2 Trường Cao đẳng nghề Giao thông vận tải Trung ương III 4 4 4 3 3 3 1 1 1 3 Trường Cao đẳng nghề Số 1 -BQP 8 8 8 6 6 5 3 3 0 4 Trường Cao đẳng nghề Số 20 -BQP 5 5 5 3 5 3 1 4 0 5 Trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc (Bắc Giang) 5 5 5 4 4 3 2 2 1 6 Trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc (Vinh – Nghệ An) 5 5 5 4 4 3 2 2 1 7 Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ 5 5 5 4 4 3 2 2 0 8 Trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Bà Rịa - Vũng Tàu 5 5 5 3 3 2 1 1 0 137 Bảng PL2: Sử dụng phương tiện giảng dạy STT Tên trường Số lượng GV Sử dụng phương tiện B ả n g p h ấ n M ô h ìn h v ậ t th ậ t B ả n g b iể u M á y c h iế u P ro je ct o r M á y v i tí n h In te rn et % 1 Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội 10 10 5 10 3 3 1 2 Trường Cao đẳng nghề Giao thông vận tải Trung ương III 4 4 1 4 3 3 0 3 Trường Cao đẳng nghề Số 1 -BQP 8 8 1 8 2 2 0 4 Trường Cao đẳng nghề Số 20 -BQP 5 5 5 3 5 3 1 5 Trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc (Bắc Giang) 5 5 5 4 4 3 2 6 Trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc (Vinh – Nghệ An) 5 5 1 5 2 2 1 7 Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ 5 5 1 5 1 1 0 8 Trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Bà Rịa - Vũng Tàu 5 5 1 5 2 2 0 138 Bảng PL3: Ứng dụng phần mềm trong giảng dạy Số lượng GV Ứng dụng phần mềm trong giảng dạy Power- Point Pront- Page Flash Geo- Gebra Auto- CAD eDrawings Solid- work Sketch- Up Cabri 3D 44% 2% 19% 2% 86% 5% 10% 5% 5% 10 6 1 2 1 10 1 1 1 1 4 3 0 1 0 2 0 0 0 0 8 2 0 1 0 5 0 0 0 0 5 2 0 1 1 5 3 1 1 1 5 3 0 0 1 5 1 1 1 1 5 2 0 1 0 5 0 1 0 0 5 1 0 1 0 5 0 1 0 0 5 2 0 1 0 5 1 1 1 1 139 MẪU PHIẾU HỎI C1 (Dành cho cán bộ quản lý) Để có dữ liệu làm cơ sở thực tiễn về thực trạng cơ sở vật chất và trang thiết bị, phục vụ cho dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp tại các trường Cao đẳng. Xin quý Anh (chị) vui lòng cho biết ý kiến của mình bảng câu hỏi sau: Hiện trạng cơ sở vật chất – trang thiết bị - mô hình sử dụng trong quá trình học các học phần cơ sở kỹ thuật? Phòng – thiết bị - mô hình Số lượng Đơn vị tính Số lượng SV đang học tại trường SV Số lượng SV đang học nghề cơ khí SV Máy chiếu Projector Cái Phòng chuyên môn Phòng Dụng cụ thước, compa Bộ Mô hình vật thật Cái/Bộ Bảng lật Cái Bộ tranh, ảnh, bản vẽ, quy trình ... Bộ Phòng máy vi tính Phòng Phần thông tin cá nhân (tùy chọn) Họ và tên: Chức vụ: Địa chỉ nơi công tác: Rất mong nhận được sự phản hồi của Anh chị. Xin chân thành cảm ơn! 140 BẢNG THỐNG KÊ CÂU HỎI TRONG MẪU PHIẾU C Bảng PL1.C1: Cơ sở vật chất và trang thiết bị Phòng – thiết bị - mô hình Số lượng Đơn vị tính Số lượng SV đang học tại trường 5000 SV Số lượng SV đang học nghề cơ khí 1500 SV Máy chiếu Projector 50 Cái Phòng chuyên môn 20 Phòng Dụng cụ thước, compa 20 Bộ Mô hình vật thật 5 Cái Bảng lật 4 Cái Bộ tranh, bản vẽ, ảnh ... 5 Bộ Phòng máy vi tính 15 Phòng (Nguồn: Phòng Quản lý cơ sở vật chất trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội) 141 PHIẾU XIN Ý KIẾN CHUYÊN GIA Để đánh giá tính khả thi của đề xuất giải pháp thực hiện đề tài “dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp tại các trường Cao đẳng” tác giả xin gởi tới quý chuyên gia (Thầy/Cô) đề tài và bài soạn thực nghiệm của mình. Xin quý chuyên gia hãy vui lòng đọc và cho biết ý kiến về những nội dung trong phiếu này bằng cách đánh dấu (x) vào ô trống hoặc ghi vào những dòng chấm chấm. - Họ và tên:......................................Học vị.........................Chức vụ................... - Chuyên ngành:........................................................Thâm niên CT:.................. - Đơn vị công tác:............................................................................................... - Địa chỉ:.............................................................................Điện thoại................ 1. Vận dụng lý luận dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp? (Tài liệu 1) Hoàn toàn khả thi  Khả thi  Khó khả thi  Không khả thi  Ý kiến khác:...................................................................................................... 2. Vận dụng công nghệ dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp? (Tài liệu 2) Hoàn toàn khả thi  Khả thi  Khó khả thi  Không khả thi  Ý kiến khác:................................................................................................ 3. Quy trình soạn kế hoạch dạy học và đánh giá (giáo án) các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp? (Tài liệu 3) Hoàn toàn khả thi  Khả thi  Khó khả thi  Không khả thi  Ý kiến khác:............................................................................................. 4. Dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp cho đối tượng là sinh viên ở các trường cao đẳng? Hoàn toàn khả thi  Khả thi  Khó khả thi  142 Không khả thi  Ý kiến khác:................................................................................................... 5. Dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp cho đối tượng là sinh viên về mục tiêu bài dạy? (Tài liệu 4) Rất phù hợp  Phù hợp  Không phù hợp  Ý kiến khác:................................................................................................. 6. Dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp cho đối tượng là sinh viên về nội dung bài dạy? Rất phù hợp  Phù hợp  Không phù hợp  Ý kiến khác:........................................................................................... 7. Dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp cho đối tượng là sinh viên về phương pháp ? Rất phù hợp  Phù hợp  Không phù hợp  Ý kiến khác:............................................................................................. 8. Dạy các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp cho đối tượng là sinh viên về phương tiện dạy học ? Rất phù hợp  Phù hợp  Không phù hợp  Ý kiến khác:................................................................................................... 9. Dạy học các học phần cơ sở kỹ thuật theo hướng quy nạp cho đối tượng là sinh viên sẽ đạt hiệu quả cao hơn ? Đồng ý  Không đồng ý  Xin cám ơn Quý chuyên gia. 143 GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO (Các học phần cơ sở kỹ thuật ngành cơ khí ở trình độ cao đẳng) 1. Vị trí, tính chất và mục tiêu của các học phần cơ sở kỹ thuật Căn cứ vào chương trình đào tạo với trình độ nào, kế hoạch đào tạo ngành Cơ khí, tiến độ đào tạo và chương trình chi tiết xác định vị trí, tính chất và mục tiêu của môn học. + Vị trí: Các học phần cơ sở kỹ thuật thuộc môn học thứ 07, 08, 09, 10, 12, 15. với thời lượng từ 45h đến 75h, được giảng dạy từ đầu khóa học. Các học phần cơ sở kỹ thuật có vị trí quan trọng trong quá trình đào tạo cho sinh viên ngành kỹ thuật, nó là cơ sở để học các học kỹ thuật khác liên quan. Vì thế người học phải hiểu được cấu tạo, nguyên lý, tính chất,... trước khi vào học các Mô đun chuyên ngành, thực hành nghề nghiệp. + Tính chất: Là các môn học lý thuyết cơ sở bắt buộc cho các môn học hoặc mô đun khác. + Mục tiêu của các học phần cơ sở kỹ thuật 2. Nội dung chương trình các học phần cơ sở kỹ thuật 144 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC VẼ KỸ THUẬT Mã số của môn học: MH 07 Thời gian của môn học: 75 giờ. (LT: 43 giờ; BT: 21 giờ; KT: 11 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC - Vị trí: Môn các học phần cơ sở kỹ thuật là môn được giảng dạy từ đầu khóa học và trước khi học các môn học, mô đun đào tạo nghề. - Tính chất: Là môn học lý thuyết cơ sở bắt buộc. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Phân tích được bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp. - Vẽ tách được chi tiết từ bản vẽ lắp. - Vẽ được bản vẽ lắp đơn giản. - Vận dụng được những kiến thức của môn học để tiếp thu các môn học, mô- đun chuyên nghề. - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập. III. NỘI DUNG MÔN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Bài tập Kiểm tra* I Bài mở đầu 1 1 0 0 II Tiêu chuẩn trình bày bản các học phần cơ sở kỹ thuật Vật liệu - Dụng cụ vẽ và cách sử dụng Tiêu chuẩn nhà nước về bản vẽ Trình tự lập bản Bài tập 6 4 2 0 III Vẽ hình học Dựng đường thẳng song song, đường thẳng. vuông góc, dựng và chia góc Chia đều đoạn thẳng, chia đều đường tròn Vẽ nối tiếp Vẽ một số đường cong hình học Bài tập: Vẽ hình học, vẽ nối tiếp theo mẫu 6 3 2 1 145 Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Bài tập Kiểm tra* Kiểm tra IV Hình chiếu vuông góc Khái niệm về các phép chiếu Hình chiếu của điểm Hình chiếu của đường thẳng Hình chiếu của mặt phẳng Hình chiếu của các khối hình học Hình chiếu của vật thể đơn giản Bài tập 5 3 2 0 V Biểu diễu vật thể Hình chiếu Hình Cắt Mặt cắt Hình trích Bài tập Kiểm tra 10 5 3 2 VI Hình chiếu trục đo Khái niệm về hình chiếu trục đo Các loại hình chiếu trục đo Cách dựng hình chiếu trục đo Bài tập Kiểm tra 9 4 2 3 VII Vẽ quy ước các mối ghép cơ khí Mối ghép ghép ren Mối ghép then, then hoa và chốt Mối ghép hàn, đinh tán 8 6 2 0 VIII Bánh răng – lò xo Khái niệm chung về bánh răng, lò xo Một số yếu tố của bánh răng trụ Cách vẽ quy ước bánh răng Vẽ quy ước các bộ truyền bánh răng(trụ, côn, bánh vít và trục vít) 10 6 2 2 IX Bản vẽ chi tiết – bản vẽ lắp Bản vẽ chi tiết Bản vẽ lắp 20 11 6 3 146 Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Bài tập Kiểm tra* Bài tập Kiểm tra Cộng 75 43 21 11 147 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC CƠ LÝ THUYẾT (3 tín chỉ) Mã số của môn học: MH 09 Thời gian của môn học 45 giờ. (Lý thuyết:31 giờ; Bài tập:11 giờ; Kiểm tra: 3giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC - Vị trí: + Môn học cơ lý thuyết là môn học kỹ thuật cơ sở. Nội dung kiến thức của nó hỗ trợ cho việc học tập các môn kỹ thuật cơ sở khác và các môn chuyên môn có liên quan. + Môn học được xếp ngay vào học kỳ I năm thứ nhất. - Tính chất: + Cơ lý thuyết có tính chất lý luận tổng quát. Trong chuyên môn kỹ thuật nó được vận dụng để giải nhiều bài toán kỹ thuật. + Cơ lý thuyết sử dụng công cụ toán là chủ yếu. Lý thuyết của các chương được sử dụng theo phương pháp tiên đề nên rất chặt chẽ. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Trình bày được các tiên đề, định luật cơ bản về tĩnh học, động học, động lực học. - Xác định được các loại liên kết, vẽ được các phản lực liên kết. - Sử dụng thành thạo các điều kiện cân bằng để tính được giá trị của các phản lực liên kết. - Xác định được các yếu tố của các loại chuyển động cơ bản. - Giải thích được các định luật quan hệ giữa lực và chuyển động. - Phân tích được các phương pháp giải bài toán động lực học. - Giải bài toán động lực học. - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập. III. NỘI DUNG MÔN HỌC: 148 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Bài tập Kiểm tra* I II III IV V VII Phần I: Tĩnh học Những khái niệm cơ bản và các nguyên lý tĩnh học. 1. Những khái niệm cơ bản. 2. Các nguyên lý của tĩnh học. 3. Liên kết và phản lực liên kết. Hệ lực phẳng đồng quy. 1.Khảo sát hệ lực phẳng đồng quy bằng hình học. 2. Khảo sát hệ lực phẳng đồng quy bằng giải tích 3. Định lý ba lực phẳng không song song cân bằng. Hệ lực phẳng song song-Ngẫu lực- Momen của một lực đối với một điểm. 1. Hệ lực phẳng song song. 2. Ngẫu lực 3. Momen của một lực đối với một điểm. Hệ lực phẳng bất kỳ. 1. Định nghĩa. 2. Định lý dời lực song song. 2. Thu gọn hệ lực phẳng bất kỳ về 1 tâm. 3. Điều kiện cân bằng của hệ lực phẳng bất kỳ. Ma sát. 1. Ma sát trượt 2. Ma sát lăn Trọng tâm. 1. Trọng tâm của vật. 2. Trọng tâm của vật thể đối xứng. Phần II Động lực. Động học điểm. 1. Một số khái niệm 2. Khảo sát chuyển động của điểm 3 3 6 10 2 3 3 2 3 5 2 3 1 2 4 0 0 0 1 1 0 0 149 VIII IX X XI bằng pp tự nhiên 3. Khảo sát chuyển động của điểm bằng pp giải tích. Chuyển động cơ bản của vật rắn. 1. Chuyển động tịnh tiến. 2. Chuyển động của vật quay quanh trục cố định. 3. Chuyển động của điểm thuộc vật quay quanh trục cố định. Chuyển động tổng hợp của điểm. 1. Khái niệm và định nghĩa các chuyển động trong chuyển động tổng hợp. Thời gian: 1 giờ 2. Định lý hợp vận tốc. Chuyển động song phẳng. 1. Khái niệm và phương pháp nghiên cứu vật chuyển động song phẳng. 2. Khảo sát chuyển động song phẳng bằng phương pháp tịnh tiến và quay. 3. Khảo sát chuyển động song phẳng bằng phép quay quanh tâm vận tốc tức thời. 3 5 4 6 2 4 3 4 1 1 1 1 0 0 0 1 Cộng 45 31 11 3 150 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SỨC BỀN VẬT LIỆU (3 tín chỉ) Mã số của môn học: MH 10 Thời gian của môn học: 45 giờ. (LT: 30giờ; BT: 12 giờ; KT: 3 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC - Vị trí: + Sức bền vật liệu là môn học kỹ thuật cơ sở được bố trí sau khi học sinh đã học các môn: Cơ lý thuyết và Vật liệu kim loại. + Sức bền vật liệu cung cấp kiến thức cho các môn chi tiết máy và kỹ thuật chuyên môn của ngành. - Tính chất: + Sức bền vật liệu là môn khoa học kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm. + Là môn học thuộc các môn học, mô-đun kỹ thuật cơ sở bắt buộc II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Trình bày được các khái niệm cơ bản của môn học như: biến dạng, nội lực, ứng suất, độ bền, độ cứng, độ ổn định của chi tiết máy. - Phân tích được ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho tính chất cơ học của vật liệu. - Xác định được các phương pháp đưa chi tiết từ kết cấu thực về sơ đồ tính và phân tích được thành các loại biến dạng cơ bản. - Vẽ được các biểu đồ nội lực và xác định được mặt cắt nguy hiểm trên chi tiết. - Vận dụng được các điều kiện bền, điều kiện cứng, điều kiện ổn định để giải ba bài toán cơ bản của môn sức bền vật liệu. - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập. III. NỘI DUNG MÔN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Bài tập Kiểm tra* I II Những khái niệm chung. 1. Giới thiệu lịch sử môn học. 2. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học 3. Các giả thuyết cơ bản về vật liệu. 4. Ngoại lực, nội lực, phương pháp mặt cắt và ứng suất. 5. Các loại biến dạng cơ bản. Kéo và nén đúng tâm. 1. Khái niệm về kéo (nén) đúng tâm 3 5 3 3 0 1 0 1 151 III IV V VI VII VIII 2. Ứng suất và biến dạng. 3. Đặc trưng cơ học của vật liệu. 4. Tính toán về kéo (nén) đúng tâm. Cắt 1. Khái niệm về cắt 2. Áp dụng vào mối ghép đinh tán - hiện tượng dập. Đặc trưng cơ học của hình phẳng. 1. Khái niệm về momen tĩnh. 2. Khái niệm về momen quán tính. 3. Bán kính quán tính. Xoắn thuần túy. 1.Khái niệm về xoắn thuần túy. 2. Ứng suất và biến dạng trong thanh mặt cắt tròn chịu xoắn 3. Tính toán về xoắn thuần túy. Uốn ngang phẳng. 1. Khái niệm về uốn ngang phẳng. 2. Nội lực và biểu đồ nội lực. 3. Định lý Gin – rap – sky và PP vẽ nhanh biểu đồ lực cắt và momen uốn. 4. Ứng suất trong dầm chịu uốn ngang phẳng. 5. Tính toán về uốn ngang phẳng. 6. Biến dạng của dầm chịu uốn. Thanh chịu lực phức tạp. 1. Khái niệm thanh chịu lực phức tạp. 2. Uốn xiên. 3. Uốn ngang phẳng và kéo (nén) đồng thời. 4. Uốn và xoắn đồng thời. Ổn định của thanh thẳng chịu nén đúng tâm. 1.Khái niệm về ổn định, lực tới hạn và ứng suất tới hạn. 2. Công thức tính lực tới hạn, ứng suất tới hạn theo Euler. 3. Công thức tính lực tới hạn và ứng suất tới hạn theo Iasinki. 4. Tính toán về ổn định. 4 4 5 10 5 3 3 3 4 7 3 2,5 1 1 1 2 1 0,5 0 0 0 1 1 0 152 IX X Tính độ bền của thanh thẳng chịu ứng suất thay đổi. 1. Khái niệm về thanh chịu ứng suất thay đổi. 2. Hiện tượng mỏi của vật liệu. 3. Chu trình và đặc trưng chu trình ứng suất. 4. Giới hạn mỏi. 5. Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi, các biện pháp khắc phục. Thời gian:0,5 giờ 6. Tính độ bền theo hệ số an toàn. Tải trọng động. 1. Khái niệm về tải trọng động 2. Tính ứng suất gây ra do quán tính 3 3 2,5 2,5 0,5 0,5 0 0 Cộng 45 30 12 3 153 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC DUNG SAI - ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT (3 tín chỉ) Mã số của môn học: MH 11 Thời gian của môn học: 45 giờ. (LT: 30 giờ; BT: 12 giờ; KT: 3 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC - Vị trí: + Môn học Dung sai – Đo lường kỹ thuật được bố trí sau khi sinh viên đã học xong các môn học: MH07, MH11. - Tính chất: + Là môn học kỹ thuật cơ sở thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Trình bày được bản chất của tính đổi lẫn trong lắp ghép. - Giải thích được hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2244-2245. - Vận dụng được để tra, tính toán dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí, độ nhám bề mặt và dung sai lắp ghép các mối ghép thông dụng. - Xác định được dung sai một số chi tiết điển hình và các kích thước cần chú ý khi chế tạo. - Ghi được ký hiệu dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí, nhám bề mặt lên bản vẽ. - Trình bày được các phương pháp đo, đọc, sử dụng, bảo quản các loại dụng cụ đo thông dụng và phổ biến trong ngành cơ khí. - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. III. NỘI DUNG MÔN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Bài tập Kiểm tra* I II Khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép. 1. Khái niệm về lắp lẫn trong ngành cơ khí. 2. Dung sai và sai lệch giới hạn. 3. Lắp ghép và các loại lắp ghép. 4. Hệ thống dung sai. 5. Sơ đồ lắp ghép. Thời gian: 0.5 giờ 6. Bài tập. Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn. 1. Hệ thống dung sai lắp ghép. 2. Cách ghi kích thước có sai lệch giới hạn 5 0.5 1 1 1 0.5 1 6 1 4 0.5 1 1 1 0.5 0 4 1 1 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 154 III IV V VI VII VIII IX trên bản vẽ chi tiết và trên bản vẽ lắp 3. Các bảng dung sai 4. Bài tập Cách sử dụng các hình thức lắp ghép. 1. Lắp ghép có độ dôi. 2. Lắp ghép có độ hở. 3. Lắp ghép trung gian. Dung sai hình dạng và vị trí của các bề mặt, nhám bề mặt. 1. Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công. 2. Sai số về kích thước. 3. Sai số về hình dạng và vị trí giữa các bề mặt của chi tiết gia công. 4. Nhám bề mặt. 5. Bài tập 6. Kiểm tra Dung sai góc – dung sai kích thước, hình dạng và vị trí bề mặt không chỉ dẫn. 1. Dung sai góc. 2. Dung sai kích thước không chỉ dẫn. 3. Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt không chỉ dẫn. Dung sai chi tiết điển hình. 1. Dung sai ren. 2. Dung sai lắp ghép then và then hoa. 3. Dung sai lắp ghép ổ lăn. 4. Bài tập. Chuỗi kích thước. 1. Khái niệm cơ bản. 2. Giải chuỗi kích thước. 3. Bài tập 4. Kiểm tra Cơ sở đo lường kỹ thuật. 1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật. Thời gian: 0.5 giờ 2. Các loại dụng cụ đo và phương pháp đo. Dụng cụ đo có khắc vạch, dụng cụ đo có mặt số. 1. Dụng cụ đo có khắc vạch. 2. Dụng cụ đo có bề mặt số (đồng hồ so) 1.5 1.5 2 2 0.5 0.5 1 6 0.5 0.5 2 1 1 1 2 1 0.5 0.5 8 2 2 2 2 5 1 2 1 1 1 0.5 0.5 5 1.5 1.5 0 2 0.5 0.5 1 4 0.5 0.5 2 1 0 0 2 1 0.5 0.5 6 2 2 0 0 3 1 2 0 0 1 0.5 0.5 4 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 155 X XI XII 3. Bài tập Calíp. 1. Calíp nút. 2. Calíp hàm Dụng cụ đo góc. 1. Đo góc bằng phương pháp đo trực tiếp. 2. Đo góc bằng phương pháp đo gián tiếp. Máy đo. 1. Cấu tạo và công dụng máy đo . Thời gian: 1.0 giờ 2. Nguyên lý vận hành máy đo. Thời gian: 0.5 giờ 3. Bảo quản máy đo. 4. Kiểm tra 3 1 1 1 0.5 0.5 1 0.5 0.5 3 1 0.5 0.5 0 3 1 0 1 0.5 0.5 1 0.5 0.5 2 1 0.5 0.5 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 Cộng 45 30 12 3 156 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC VẬT LIỆU CƠ KHÍ (3 tín chỉ) Mã số của môn học: MH 12 Thời gian của môn học: 45giờ. (LT: 30 giờ; TH: 12giờ; KT: 3giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC - Vị trí: + Môn học có thể được bố trí trước, đồng thời hoặc sau khi sinh viên học xong các môn học chung bắt buộc. + Môn học được bố trí trước các môn học, mô-đun đào tạo chuyên môn nghề. - Tính chất: + Là môn học kỹ thuật cơ sở thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Trình bày được đặc điểm, tính chất cơ lý, ký hiệu và phạm vi ứng dụng của một số vật liệu thường dùng trong ngành cơ khí như: gang, thép cácbon, thép hợp kim, hợp kim cứng, kim loại màu, ceramic, vật liệu phi kim loại, dung dịch trơn nguội ... - Giải thích được một số khái niệm về nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện. - Nhận biết được vật liệu qua màu sắc, tỷ trọng, độ nhám mịn, âm thanh khi gõ, đập búa, xem tia lửa khi mài. - Xác định được tính chất, công dụng các loại vật liệu thường dùng cho nghề. - Có khả năng tự mua các loại vật liệu theo đúng yêu cầu của sản xuất. - Đo được độ cứng HB, HRC - Nhiệt luyện được một số dụng cụ của nghề như dao tiện thép gió, đục... - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. III. NỘI DUNG MÔN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành, Bài tập Kiểm tra* (LT hoặc TH) I Cấu trúc và cơ tính vật liệu Cấu tạo và liên kết nguyên tử. Sắp xếp nguyên tử trong vật chất Khái niệm về mạng tinh thể Cấu trúc tinh thể điển hình của chất rắn Đơn tinh thể và đa tinh thể 9 9 0 0 157 II III IV V Sự kết tinh và hình thành tổ chức của kim loại Hợp kim và biến đổi tổ chức Cấu trúc tinh thể của hợp kim Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Giản đồ pha Fe - C (Fe- Fe3C) Nhiệt luyện Khái niệm về nhiệt luyện thép Các tổ chức đạt được khi nung nóng và làm nguội thép Ủ và thường hoá thép Tôi thép Ram thép Các khuyết tật xảy ra khi nhiệt luyện thép. Vật liệu kim loại Thép Cácbon Thép hợp kim Gang Hợp kim màu và phi kim Hợp kim màu Gỗ Chất dẻo Vật liệu Compozit 8 16 6 6 7 14 6 5 0 2 0 0 1 0 0 1 Cộng 45 41 2 2