CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TRIỂN KHAI DẠY
Giới thiệu chung về dạy học thực hành ảo
Trong suốt lịch sử phát triển của giáo dục, dạy học thực hành đã được khởi nguồn từ các triết lý giáo dục từ xưa đến nay.
Triết lý giáo dục của Khổng Tử (551-497 tr.CN) nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tự học và tự rèn luyện Ông khuyến khích phát huy năng lực cá nhân, tập trung vào những mặt tích cực và sáng tạo Theo ông, học đi đôi với hành và lý thuyết cần gắn liền với thực tiễn, tạo điều kiện cho sự phát triển toàn diện của con người.
"Học tập hiệu quả hơn khi được thực hiện thông qua trải nghiệm thực hành và tương tác Câu nói 'tôi nghe tôi quên, tôi nhìn tôi nhớ, tôi làm tôi hiểu' nhấn mạnh tầm quan trọng của việc học qua hành động, giúp người học tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc và bền vững."
Tư tưởng dạy học theo quan điểm sư phạm tương tác đã được nghiên cứu từ sớm, đặc biệt từ thế kỷ XVI đến XVII, với nhiều nhà giáo dục như Jonh Locke và Jean-Jacques Rousseau Locke nhấn mạnh rằng kiến thức đến từ kinh nghiệm cảm giác và môi trường có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành nhân cách của người học, trong khi Rousseau coi trọng vai trò của người học và kinh nghiệm của người dạy trong quá trình tiếp thu tri thức Thời kỳ này chứng kiến sự tiến bộ trong tư tưởng giáo dục, với những quan điểm sơ khai về chiến lược dạy học tương tác, tuy nhiên, các tác động qua lại giữa các thành tố của quá trình dạy học vẫn chưa được nghiên cứu sâu sắc.
Vào cuối thế kỷ XVIII và đầu thế kỷ XIX, John Dewey (1859-1952) nhấn mạnh rằng con người phát triển thông qua sự tương tác với môi trường tự nhiên và xã hội trong các điều kiện cụ thể Ông cho rằng "tương tác xã hội" trong dạy học là yếu tố then chốt cho chiến lược "nhà trường hoạt động" và "dạy học qua việc làm" Triết lý giáo dục này đã được áp dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ và góp phần hình thành phong trào giáo dục hiện đại ở nhiều quốc gia, đặc biệt là ở châu Âu và châu Mỹ, và đã lan tỏa ra toàn cầu.
Trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp Việt Nam, nội dung học tập thực hành chiếm 70-80% tổng khối lượng chương trình đào tạo, bao gồm thực hành cơ bản, nâng cao và sản xuất Với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, thí nghiệm – thực hành ảo đã trở thành một công cụ học tập quan trọng, cung cấp môi trường dạy học và kho tư liệu nghiên cứu cho sinh viên Sự phát triển của phòng thí nghiệm – thực hành ảo giúp mọi người có cơ hội tìm hiểu và tái tạo công việc của các nhà khoa học, kỹ sư, và kỹ thuật viên hàng đầu trong lĩnh vực khoa học-công nghệ Do đó, nghiên cứu lý thuyết và khái niệm cơ bản để triển khai dạy học thực hành ảo là nội dung thiết yếu trong các cơ sở đào tạo của hệ thống giáo dục nghề nghiệp.
Một số khái niệm cơ bản
Khổng Tử (551-479 TCN) từng nói: “Những gì tôi nghe, tôi sẽ quên; những gì tôi thấy, tôi sẽ nhớ; những gì tôi làm, tôi sẽ hiểu.” Tư tưởng này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc học thông qua thực hành, cho thấy rằng việc trải nghiệm và hành động sẽ giúp con người hiểu sâu sắc hơn về tri thức.
Xôcrát (470-399 TCN) đã khẳng định rằng: “Người ta phải học bằng cách làm một việc gì đó; với những điều bạn nghĩ là mình biết, bạn sẽ thấy không chắc chắn cho đến khi làm nó.” Quan điểm này có thể được xem là nền tảng đầu tiên cho phương pháp học bằng thực hành.
John Locke (1632-1704), nhà triết học và giáo dục Anh thế kỉ XVII - người kế thừa
Thuyết duy cảm trong triết học của Becon nhấn mạnh tầm quan trọng của trải nghiệm thực tiễn trong giáo dục, khuyến khích sự ham mê và đam mê khám phá tri thức mới Phương pháp này giúp phát triển khả năng tư duy độc lập và khuyến khích tính chủ động trong quá trình học tập.
Jean-Jacques Rousseau (1712-1778) đã trình bày quan điểm giáo dục trong tác phẩm Emile (1762) với ba vấn đề quan trọng Thứ nhất, ông nhấn mạnh vai trò của người học, đặc biệt là kiến thức và kinh nghiệm mà họ tích lũy trong quá trình học tập Thứ hai, môi trường dạy học được xem là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình học, nhưng chủ yếu từ góc độ tiêu cực, như những “thói hư, tật xấu” có thể tác động đến người học Cuối cùng, người dạy không chỉ cần trang bị cho người học kiến thức và kinh nghiệm, mà còn phải tổ chức môi trường học tập để ngăn chặn những tật xấu xâm nhập vào tâm hồn của học sinh.
Học bằng làm đã được các nhà giáo dục nổi tiếng thế giới đề cập từ nhiều thế kỷ trước, với nhiều tư tưởng giáo dục thể hiện sự tiến bộ trong phương pháp này Tuy nhiên, phần lớn chỉ dừng lại ở việc công nhận vai trò quan trọng của học bằng làm mà chưa xác định rõ bản chất, đặc điểm và mô hình của nó trong quá trình dạy học John Dewey (1859-1952) là người tiên phong trong phong trào cải cách giáo dục vào cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, ông nhấn mạnh rằng học bằng kinh nghiệm xảy ra khi cá nhân đánh giá và rút ra bài học từ những gì đã làm, từ đó áp dụng cho các hoạt động tương lai Triết lý giáo dục của Dewey đã được hoan nghênh và ứng dụng rộng rãi tại Mỹ, đồng thời có ảnh hưởng lớn đến nhiều quốc gia ở châu Âu và châu Á.
Kurt Lewin (1890-1947) là người sáng lập tâm lý học xã hội Mỹ, nổi bật với mối quan tâm về sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành trong nghiên cứu Ông cho rằng việc học đạt hiệu quả tối ưu khi có sự xung đột căng thẳng biện chứng giữa kinh nghiệm cá nhân và quá trình phân tích giải quyết nhiệm vụ học tập Xung đột này đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi và thúc đẩy sự tiến bộ của con người.
L.X.Vygotsky (1896-1915), nhà Tâm lý học người Nga, đã sáng tạo ra lý thuyết về
Vùng phát triển gần, hay còn gọi là Vùng cận phát triển, đề cập đến những giá trị và kinh nghiệm tiềm năng của mỗi cá nhân Khi tương tác với môi trường thông qua giao tiếp, học tập và làm việc, những giá trị này được huy động để thể hiện và định hướng vào nhiệm vụ một cách tập trung, trở thành kinh nghiệm thường trực.
Thông qua sự tương tác và chia sẻ kinh nghiệm, cá nhân được thử thách và cải thiện, từ đó đạt được trình độ phát triển mới với khả năng giải quyết vấn đề độc lập Trình độ này trở thành nền tảng kinh nghiệm hiện tại, điều chỉnh và làm phong phú thêm những kinh nghiệm trước đó, tạo ra cơ sở vững chắc cho chu kỳ phát triển tiếp theo.
Julius Nyerere (1922 - 1999), một trong những nhân vật vĩ đại của châu Phi, nhấn mạnh rằng quá trình học tập không chỉ diễn ra trong lớp học mà còn có thể từ những người đi trước và kinh nghiệm quá khứ, dù là thành công hay thất bại Ông khẳng định rằng phương pháp học hiệu quả nhất là thông qua hành động và trải nghiệm thực tiễn.
Năm 1984, David Kolb, nhà lý luận giáo dục người Mỹ, đã chính thức giới thiệu lý thuyết học tập dựa vào trải nghiệm, dựa trên các nghiên cứu của Dewey, Lewin, Piaget, Lev Vygotsky và nhiều nhà nghiên cứu khác Lý thuyết này cung cấp một mô hình học tập hữu ích cho ứng dụng trong trường học và tổ chức kinh tế, và vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay.
Học bằng làm trong thời đại hiện nay được coi là hình thức học tập trải nghiệm, nhấn mạnh vai trò quan trọng của người học Phương pháp này không chỉ phát huy tính tích cực mà còn thúc đẩy sự tham gia chủ động của người học trong quá trình học tập.
Học bằng làm là một khái niệm lâu đời trong lịch sử giáo dục Ngày nay, việc làm không chỉ diễn ra trong thực tế mà còn trong môi trường ảo, nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền thông Công nghệ đã tạo ra một "đoạn ảo" thứ ba, bổ sung cho những tiến bộ trước đó từ cơ khí hóa, điện khí hóa và tự động hóa.
Với tư duy máy móc và sự thiếu hụt về phương tiện cơ khí hóa - tự động hóa, cả người dạy lẫn người học thường ngần ngại trong việc thực hành, thử nghiệm do các yếu tố như chi phí, kích cỡ, tốc độ, an toàn và đạo đức Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền thông đã mở ra một bước tiến mới, cho phép con người không chỉ thực hiện các hoạt động thực tế mà còn tương tác trong môi trường ảo.
Mọi chiến lược học tập và dạy học đều xuất phát từ các triết lý và phương pháp lý thuyết chủ yếu, bao gồm triết lý kiến tạo, triết lý hợp tác (Cooperative Learning) và triết lý hành vi.
Học bằng làm là triết lý giáo dục tích hợp nhiều quan điểm như hành vi học, giải quyết vấn đề, hiện sinh, thực dụng và hiện thực Triết lý này nhấn mạnh tầm quan trọng của trải nghiệm thực tế, sự hợp tác, chia sẻ kiến thức và giải quyết vấn đề trong môi trường tương tác đa dạng Người học được khuyến khích xây dựng kiến thức thông qua các tương tác sư phạm, từ đó phát triển và nâng cao nhận thức liên tục trong suốt quá trình học Trong mô hình này, vai trò của người dạy là hỗ trợ, hướng dẫn và đánh giá, giúp người học đạt được kiến thức thông qua thực hành.
Cơ sở lý luận về việc triển khai dạy thực hành ảo
1.3.1 Dạy học thực hành ảo
Mô hình là cách thể hiện ngắn gọn các đặc điểm chính của một đối tượng từ một khía cạnh nhất định, nhằm mục đích nghiên cứu và hiểu rõ hơn về đối tượng đó.
Trong thực tiễn giảng dạy, có những điều kiện giới hạn nhất định nên mô 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 học sinh quan sát chi tiết hoạt động của một vật thể mà không thể thực hiện với vật thật, việc sử dụng các phương tiện hỗ trợ như mô hình hoặc video là cần thiết.
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
Mô hình tỉ lệ là một dạng mô phỏng vật thật, có thể được thu nhỏ hoặc phóng lớn, giúp học sinh hình dung rõ hơn về đối tượng thực tế.
Mô hình giản hóa là loại mô hình không yêu cầu tỉ lệ chính xác, mà chỉ cần phản ánh nguyên lý hoạt động của vật thể nghiên cứu Loại mô hình này thường được sử dụng để cung cấp cho người học những hình ảnh khái quát về đối tượng, giúp họ dễ dàng hình dung và hiểu rõ hơn về các khía cạnh của vật thể.
Mô hình cắt hay vật cắt được sử dụng để thể hiện các hoạt động bên trong của các cơ cấu, chẳng hạn như động cơ xe máy và hộp số.
Mô hình tháo lắp là loại mô hình được cấu tạo từ các thành phần có thể tách rời và lắp lại, giúp trình bày mối liên hệ giữa các bộ phận và toàn bộ hệ thống.
Mô hình phỏng tạo là loại mô hình thể hiện sự chuyển động đặc trưng của vật thể, thường kết hợp giữa các vật thực và các bộ phận biến đổi Mô hình này giúp nhấn mạnh những đặc điểm hoạt động của các bộ phận chính, tạo ra sự hiểu biết sâu sắc hơn về chức năng của chúng.
Mô hình ảo trên máy tính điện tử là tập hợp hình ảnh và đồ họa điện tử tạo thành các mô hình vật thể, dựa trên mô hình phỏng tạo và mô hình tỉ lệ Điều này giúp người học dễ dàng tiếp cận và sử dụng thông qua các phần mềm điện tử chuyên dụng.
Thí nghiệm ảo (mô phỏng): là các thí nghiệm được thực hiện hoàn toàn hoặc một phần trên máy tính điện tử
Mô phỏng bao gồm những quá trình sau đây:
1- Xây dựng mô hình cho đối tượng nghiên cứu
2- Thực nghiệm trên mô 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 toán, thử nghiệm thông qua các phần mềm điện tử chuyên dụng
Quá trình và kết quả của thí nghiệm ảo cần phải đạt độ chính xác tương đương với thí nghiệm thực tế Để tiến hành thí nghiệm ảo, người thực hiện sẽ tương tác với phần mềm điện tử bằng cách nhập dữ liệu và lựa chọn các phương án được gợi ý bởi máy tính.
Mục đích của việc sử dụng mô hình ảo trong các bài dạy thực hành:
Thay thế hoàn toàn hoặc một phần các mô hình vật thể thật giúp tiết kiệm thời gian, công sức và chi phí trong quá trình chế tạo.
- Mô tả, minh họa cho các chi tiết vật thể rất khó chế tạo; các khái niệm, hiện tượng rất khó hoặc không thể quan sát thực tế
- Mô 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 mô 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 thông tin chung về môn học
+ Các bản trình chiếu tiếp sau là các module trình bày nội dung môn học
- Các thí nghiệm, mô phỏng
- Các tài liệu tham khảo trực tiếp hoặc các đường link tới các tài liệu tham khảo trên Internet
- Các bài tập tự luận và câu hỏi kiểm tra, đánh giá
Quy trình thiết kế bài giảng module theo tiếp cận mô hình ảo:
Hình 1.2 Quy trình thiết kế bài giảng thực hành ảo
Bước 1: Xác định mục tiêu bài học:
Trong phương pháp dạy học lấy sinh viên làm trung tâm, việc xác định rõ mục tiêu học tập là rất quan trọng Mục tiêu này không chỉ đơn thuần là mục tiêu giảng dạy mà còn phản ánh sản phẩm mà sinh viên sẽ đạt được sau bài học Để đạt được điều này, sinh viên cần đọc kỹ sách giáo trình và tham khảo các tài liệu bổ sung nhằm hiểu rõ nội dung và mục tiêu của từng phần bài học Từ đó, cần xác định mục tiêu chung của toàn bài về kiến thức, kỹ năng và thái độ, tạo nền tảng cho việc học tập hiệu quả.
Bước 2: Lựa chọn kiến thức cơ bản và nội dung trọng tâm:
Để đảm bảo hiệu quả trong việc giảng dạy và học tập, việc tuân thủ chặt chẽ chương trình dạy học và giáo trình môn học là điều bắt buộc Giáo trình đóng vai trò là tài liệu chính trong quá trình học, trong khi chương trình học là quy định cần thiết phải tuân theo.
Để xác định đúng kiến thức cơ bản cho mỗi bài giảng, việc đọc thêm tài liệu và sách báo tham khảo là rất quan trọng Điều này không chỉ giúp mở rộng hiểu biết về vấn đề cần giảng dạy mà còn nâng cao khả năng lựa chọn kiến thức phù hợp.
Việc chọn lọc kiến thức cơ bản trong bài dạy học là quan trọng để sắp xếp lại cấu trúc bài, giúp làm nổi bật mối liên hệ giữa các thành phần kiến thức Điều này không chỉ làm rõ các trọng tâm mà còn nhấn mạnh các điểm chính của bài học.
Bước 3: Multimedia hóa từng đơn vị kiến thức là một yếu tố quan trọng trong thiết kế bài giảng điện tử, giúp phân biệt nó với bài giảng truyền thống và các bài giảng có sự hỗ trợ một phần của máy vi tính Quá trình multimedia hóa kiến thức được thực hiện thông qua nhiều bước khác nhau.
+ Dữ liệu hoá thông tin kiến thức
+ Phân loại kiến thức được khai thác dưới dạng văn bản, bản đồ, đồ hoạ, ảnh tĩnh, phim, âm thanh
THIẾT KẾ BÀI THỰC HÀNH ẢO TRONG MÔ ĐUN ‘‘THIẾT KẾ
‘‘THIẾT KẾ MẠCH CHI TIẾT’’ NGHỀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM – HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI
2 1 Phân tích mục tiêu, nội dung, chương trình mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’
2 1 1 Giới thiệu phần mềm vẽ trong mô đun ‘‘ Thiết kế mạch chi tiết’’
Hiện nay, việc thiết kế mạch điện tử chủ yếu được thực hiện trên máy tính thông qua các phần mềm chuyên dụng như Orcad, Altium (trước đây là Protel), Fritzing và EasyEDA Những phần mềm này không chỉ hỗ trợ lập sơ đồ nguyên lý mà còn giúp trong quá trình chế tạo mạch in.
Kết quả thiết kế được xuất thành các tập tin điều khiển thiết bị chuyên dụng để thực hiện các công đoạn như khoan lỗ, in mạch, ăn mòn, làm sạch, phủ sơn cách điện, lắp linh kiện và hàn Nhằm đáp ứng nhu cầu công nghệ và xã hội, sinh viên được làm quen với CNTT và hướng tới công nghệ 4.0 thông qua việc tạo mô hình ảo dễ quan sát Thầy và trò nhà trường đã sử dụng phần mềm EasyEDA để thiết kế từ sơ đồ nguyên lý đến chuyển mạch in và mô phỏng mạch điện.
EsyEDA là công cụ thiết kế vi mạch (EDA) miễn phí, hoạt động trên nền tảng điện toán đám mây mà không cần cài đặt Với khả năng chạy trực tiếp trên trình duyệt web, EasyEDA mang đến sự dễ dàng trong việc thiết kế, mô phỏng mạch điện và thiết kế PCB.
EasyEDA là một hệ thống ổn định, đáng tin cậy và dễ học, với giao diện người dùng thú vị và phản hồi nhanh chóng Nó cung cấp một thư viện phong phú với hàng ngàn linh kiện điện tử cho cả sơ đồ mạch và bo mạch in, cùng với hàng chục ngàn sơ đồ mạch mẫu Người dùng có thể dễ dàng sử dụng và mở rộng thư viện này, cũng như nhập các thiết kế từ Altium, Eagle và KiCad để chỉnh sửa Đặc biệt, EasyEDA cho phép người dùng truy cập vào các mô đun mã nguồn mở được phát triển bởi hàng ngàn kỹ sư điện - điện tử.
2.1.2 Quan điểm dạy học phát triển năng lực thực hiện cho sinh viên thông qua học bằng làm
Quá trình dạy học theo học bằng làm đòi hỏi một số yêu cầu tất yếu sau:
+ Thái độ hứng thú xuất phát từ động cơ học tập và niềm tin vào khả năng thành công của bản thân
Chủ động và tích cực tham gia vào tất cả các hoạt động học tập, cũng như những hoạt động hữu ích khác, không chỉ của bản thân mà còn của nhóm và lớp học, là rất quan trọng.
+ Tinh thần trách nhiệm với tư cách tác nhân chính (chủ thể) trong hoạt động học và tư cách cộng tác viên trong các hoạt động chung;
Hướng dẫn toàn diện bao gồm việc lập kế hoạch và tổ chức dạy học nhằm hoàn thành sứ mệnh “chuyển thể” chương trình học tập đã được quy định thành các mục tiêu và quy trình dạy học phù hợp nhất với lớp học và người học cụ thể.
Vận dụng linh hoạt các chiến lược sư phạm hứng thú và sư phạm thành công là cách hiệu quả để tạo động cơ học tập và nâng cao tâm lý tự tin cho người học Những phương pháp này không chỉ kích thích sự tò mò mà còn giúp học viên cảm thấy tự tin hơn trong quá trình tiếp thu kiến thức.
Luôn đồng hành và hợp tác chặt chẽ với người học là yếu tố quan trọng trong quá trình dạy học, thể hiện qua sự thấu hiểu, dẫn dắt, hỗ trợ và đánh giá kịp thời Việc động viên và cổ vũ người học cũng đóng vai trò then chốt, giúp họ phát triển và tiến bộ trong việc tiếp thu kiến thức.
Môi trường học tập cần đảm bảo tính thân thiện và dễ thích nghi, giúp người học dễ dàng tiếp cận và sử dụng, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dạy học hiệu quả.
Để tối ưu hóa hiệu quả học tập, cần khơi dậy và phát huy các yêu cầu vốn có từ người dạy, người học và môi trường, nhằm tổ chức lớp học thành một cộng đồng với quy luật hoạt động và văn hóa ứng xử rõ ràng.
Học bằng làm chỉ có tác dụng tốt khi được sử dụng trong những điều kiện hoàn toàn xác định, ví dụ:
Cơ sở dạy học cần trang bị các phương tiện như phòng học, máy tính và mạng LAN để đảm bảo có một môi trường dạy học tối thiểu phù hợp và điều kiện vận hành hiệu quả.
Người dạy cần sở hữu đầy đủ đồ nghề và tay nghề, bao gồm phương tiện, phương pháp và kỹ năng về CNTT&TT cũng như môn học, để có thể làm chủ quá trình dạy học Họ phải có khả năng ứng phó linh hoạt trong các tình huống đột xuất và lựa chọn công nghệ dạy học phù hợp, đảm bảo đúng lúc, đúng chỗ và đúng độ, nhằm nâng cao tính khả thi và hiệu quả của quá trình dạy học.
+ Người học phải có học liệu thích hợp và biết ứng xử ngang tầm với những thuận lợi do CNTT đem lại
2 1 3 Mục tiêu, nội dung chương trình mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’
- Hiểu được phương pháp thiết kế mạch
- Biết lựa chọn linh kiện trong thư viện để vẽ mạch điện
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện theo các yêu cầu kỹ thuật
- Thiết kế sơ đồ mạch in theo sơ đồ nguyên lý
- Mô phỏng các mạch điện tử cơ bản và nâng cao
- Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc
B, Nội dung của mô đun
Bảng 2.1 Nội dung mô đun
STT Tên các bài trong mô đun
1 Cài đặt phần mềm trên máy tính 7 4 3
2 Vẽ sơ đồ nguyên lý 11 5 5 1
3 Thiết kế mạch in trên máy tính 15 7 7 1
Chương 1: Cài đặt phần mềm trên máy tính Thời gian: 7 giờ
- Cài đặt được phần mềm thiết kế mạch trên máy tính
- Khởi động được chương trình phần mềm thiết kế mạch sau khi đã cài đặt
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và tác phong công nghiệp
1.1.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch
1.2 Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch
1.4 Cài đặt các thông số ban đầu
1.5 Update các linh kiên mới
Chương 2: Vẽ sơ đồ nguyên lý Thời gian: 11 giờ
- Tạo được file thiết kế mới
- Chọn các thanh công cụ phù hợp để thiết kế mạch điện
- Vẽ được các sơ đồ nguyên lý mạch điện
- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo và chủ động trong học tập
2.1 Tạo file thiết kế mới
2.2.2 Các lệnh vẽ cơ bản
2.3 Vẽ sơ đồ nguyên lý
2.3.2 Đặt tên và thông số linh kiện
2.3.4 Tạo điểm nối và kiểm tra thông mạch
Chương 3: Thiết kế mạch in trên máy Thời gian: 15 giờ
- Tạo được board thiết kế mới
- Chọn các thanh công cụ phù hợp để thiết kế mạch điện
- Thiết kế được sơ đồ bố trí linh kiện và sơ đồ mạch in
- Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác và tư duy trong học tập
3.1 Tạo board thiết kế mới
3.2.2 Các lệnh vẽ cơ bản
3.3.1 Thiết kế sơ đồ bố trí linh kiện
3.3.2 Chọn lớp và vẽ các đường mạch in
3.3.3 Thay đổi kích thước đường mạch
3.3.4 Vẽ đường biên và đặt tên
Chương 4: Mô phỏng mạch điện Thời gian:12 giờ
- Vẽ được sơ đồ mạch điện đúng thông số và yêu cầu kỹ thuật
- Mô phỏng mạch điện bằng phần mềm
- Phân tích được dạng sóng điện áp, dòng điện vào và ra
- Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
4.1 Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện
4.1.2 Lấy linh kiện, đặt tên và thông số kỹ thuật
4.2.1 Lựa chọn các thông số mô phỏng cho mạch điện
4.2.2 Đặt các điểm quan sát điện áp, dòng điện trong mạch
4.2.3 Chạy mô phỏng và phân tích dạng sóng
Chương 5: Bài tập ứng dụng Thời gian: 15giờ
- Vẽ được sơ đồ mạch điện đúng thông số và yêu cầu kỹ thuật
- Thiết kế được sơ đồ mạch in
- Mô phỏng mạch điện bằng phần mềm
- Phân tích được dạng sóng điện áp, dòng điện vào và ra
- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo và chủ động trong học tập
5.1 Mạch chỉnh lưu cầu một pha
5.3 Mạch khuếch đại công suất
5.5 Mạch ứng dụng IC tương tự
5.6 Mạch ứng dụng IC số
2 1 4 Đặc điểm của mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’
* Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm theo các nội dung sau:
- Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các mạch điện
- Các thông số và phạm vi ứng dụng của mạch điện trong kỹ thuật
* Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng thực hành theo những nội dung sau:
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in
- Kiểm tra kỹ năng thực hành vẽ mạch, phân tích sơ đồ mạch
- Đánh giá các tiêu chuẩn của mạch in
- Khả năng mở rộng kiến thức
- Thời gian thực hiện công việc
* Thái độ: Đánh giá phong cách học tập thể hiện ở: Chăm chỉ, nghiêm túc, chính xác, trong công việc
- Đánh giá qua các bài kiểm tra trên máy tính
2 2 Thiết kế bài thực hành ảo trong mô đun ‘‘Thiết kế mạch chi tiết’’
2 2 1 Nguyên tắc thiết kế bài giảng thực hành ảo
Trong đào tạo kỹ thuật, bên cạnh việc thực hành vật chất như sửa chữa máy móc và thiết bị, còn cần chú trọng đến thực hành trí tuệ như tính toán và đo đạc Giáo viên cần tạo ra môi trường học tập phù hợp với từng tình huống sư phạm, nhằm khuyến khích học sinh học qua hành động và thích nghi Việc thiết kế bài học cần bám sát vào các kết quả cần đạt được, đảm bảo tính hiệu quả trong quá trình giảng dạy.
Bài giảng mô đun theo hướng tiếp cận mô hình ảo phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản sau:
Nội dung bài giảng cần đảm bảo tính chính xác và phù hợp với chương trình đào tạo, đồng thời phản ánh đặc thù của bộ môn Ngoài ra, bài giảng cũng phải áp dụng các phương pháp, kỹ thuật và hình thức tổ chức dạy học hiệu quả Quan trọng không kém, nội dung cần cung cấp kiến thức khoa học kỹ thuật và công nghệ mới để nâng cao chất lượng giảng dạy.
- Đảm bảo tính tư tưởng, tính khoa học (nhất là nguồn tài liệu khai thác từ internet) và phù hợp với đối tượng dạy học
- Cấu trúc chặt chẽ, logíc, hệ thống, định hướng tư duy tích cực cho người học
Để nâng cao hiệu quả học tập, cần xác định rõ kiến thức cơ bản và trọng tâm của bài giảng, đồng thời nắm bắt các vấn đề còn tranh luận Người học nên tích cực, chủ động và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu, nhận thức và luyện tập để phát triển kỹ năng và hiểu biết sâu sắc hơn.
- Khai thác lợi thế của CNTT trong thiết kế các hình thức kiểm tra, đánh giá trắc nghiệm khách quan ở những mức độ khác nhau
- Đảm bảo tính trực quan và thẩm mỹ, tạo sự sinh động hấp dẫn, thu hút chú ý, kích thích hứng thú học tập, nghiên cứu.
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM VÀ ĐÁNH GIÁ
3.1 Mục đích, nhiệm vụ và tiến trình thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành để kiểm tra giả thuyết rằng việc xây dựng bài giảng và thực hiện dạy học mô đun Thiết kế mạch chi tiết trình độ trung cấp, cao đẳng nghề tại trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội theo phương pháp dạy học thực hành ảo sẽ nâng cao chất lượng dạy học.
Mục đích của thực nghiệm sư phạm phải trả lời các câu hỏi sau:
- Chất lượng học tập của trong quá trình dạy học thực hành ảo cho HSSV so với học tập bằng phương pháp dạy học truyền thống như thế nào?
Việc áp dụng các biện pháp phát triển năng lực cho học sinh, sinh viên (HSSV) tại trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội cần phải phù hợp với thực tế giảng dạy hiện tại Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng đào tạo mà còn đảm bảo rằng HSSV có thể tiếp cận những kỹ năng và kiến thức cần thiết để đáp ứng yêu cầu của thị trường lao động.
Thực nghiệm là phương pháp quan trọng giúp xác định những thiếu sót trong đề tài, từ đó kịp thời chỉnh sửa và bổ sung để hoàn thiện hơn Điều này không chỉ nâng cao chất lượng dạy học của mô đun Thiết kế mạch chi tiết mà còn cải thiện hiệu quả giáo dục.
Với mục đích TNSP như trên nghiên cứu đã xác định những nhiệm vụ TNSP sau
- Lựa chọn đối tượng và lớp/khóa học để tổ chứ TNSP
Lựa chọn nội dung và phương pháp TNSP là bước quan trọng trong việc thiết kế kế hoạch bài giảng Cần chú ý đến việc chuẩn bị phương tiện dạy học phù hợp và trao đổi trực tiếp với giáo viên dạy TNSP để hiểu rõ cách tổ chức, thực hiện bài học trên lớp cũng như cách kiểm tra và đánh giá hiệu quả học tập.
- Lập kế hoạch và tiến hành thực nghiệm theo kế hoạch
- Thiết kế thanh đo và công cụ đánh giá:
+ Đánh giá các kiến thức thông qua các sản phẩm
+ Đánh giá năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo của HSSV thông qua sổ tay giáo viên
+ Đánh giá thái độ: Hứng thú học tập của HSSV khi được học tập tương tác trong môi trường học bằng làm
- Xử lý, phân tích kết quả TNSP bằng công cụ Excel để rút ra kết luận việc vận dụng dạy học tương tác trong môi trường học bằng làm
3.1.3 Tiến trình thực nghiệm a Chuẩn bị thực nghiệm
- Thiết kế bài dạy thực hành ảo trong môi trường học bằng làm theo các biện pháp đã đề xuất
Gặp gỡ và trao đổi với giáo viên giảng dạy về các ý tưởng nhằm thống nhất mục đích, nội dung và phương pháp giảng dạy, kiểm tra đánh giá học sinh sinh viên trong quá trình thực hiện Lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp điều chỉnh, cùng thời gian tiến hành thực nghiệm để ghi nhận kết quả một cách hiệu quả.
Trao đổi với giáo viên giảng dạy thực nghiệm về phương pháp dạy học thực hành ảo thông qua hình thức học bằng làm, nhằm xây dựng cơ sở lý luận vững chắc cho việc áp dụng phương pháp này Đồng thời, cần xác định cách thức hướng dẫn học sinh, sinh viên trong môi trường học tập thực hành ảo, giúp họ phát triển kỹ năng và kiến thức một cách hiệu quả.
Hướng dẫn giáo viên sử dụng sổ tay giáo viên để quan sát và ghi chép các năng lực của học sinh, sinh viên Đồng thời, hỗ trợ học sinh, sinh viên trong việc tự đánh giá và thống kê qua bảng điểm và bảng quan sát sau mỗi giờ học.
+ Chuẩn bị cơ sở vật chất, các thiết bị dạy học và dụng cụ cần thiết nhằm đảm bảo cho tiến trình dạy học đạt kết quả cao
Tổ chức dạy thực nghiệm và đánh giá năng lực học sinh sinh viên (HSSV) thông qua bảng kiểm tra quan sát trong giờ học Qua đó, giáo viên có thể rút ra kinh nghiệm từ các tiết dạy và tiến hành kiểm tra bằng bài kiểm tra, chấm bài và thống kê điểm số để nâng cao chất lượng giảng dạy.
Thực hiện đúng lịch trình phân phối chương trình và thời gian biểu do nhà trường quy định, phù hợp với kế hoạch giáo dục và đảm bảo tuân thủ hướng dẫn giảng dạy của phòng đào tạo trong năm học 2019 – 2020 và 2020 - 2021.
Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng:
- Lớp thực nghiệm (TN): Sử dụng giáo án tập trung vào vấn đề cần thực nghiệm dạy học thực hành ảo cho HSSV
- Lớp đối chứng (ĐC): Sử dụng giáo án được tiến hành theo phương pháp dạy học truyền thống
Sinh viên được chọn vào các lớp tốt nghiệp (TN) và đào tạo (ĐC) cần có số lượng và trình độ nhận thức tương đương, cùng với điều kiện học tập giống nhau Giáo viên dạy thực nghiệm phải là những người có năng lực chuyên môn và kinh nghiệm phù hợp.
3.2 Đối tượng và quá trình thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội
Thời gian tiến hành thực nghiệm: Học kỳ I năm học 2020 - 2021 ở Trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội
Bảng 3.1 Lớp thực nghiệm và đối chứng
Lớp Đối tượng Kí hiệu Tổng SV GVGD
TĐT2K4 Thực nghiệm TN 24/27 Khuất Duy Tuân
TĐT1K4 Đối chứng ĐC 25/27 Khuất Duy Tuân
- Lớp thực nghiệm: Trung cấp nghề Điện tử công nghiệp khóa 4 có 24 HSSV (3 HSSV không đi học) từ ngày 24/07/2020 đến ngày 31/08/2020
- Lớp đối chứng: Trung cấp nghề Điện tử công nghiệp khóa 4 có 24 HSSV (2 HSSV không đi học) từ ngày 06/09/2019 đến ngày 12/10/2019
Các bước chuẩn bị cho thực nghiệm gồm:
Bước 1: Chọn đối tượng thực nghiệm Sự lựa chọn đối tượng có sự tương đương nhau về học lực và số lượng trong lớp;
Bước 2: Soạn giáo án thực nghiệm Giáo án thực nghiệm được soạn theo hướng phát triển mô hình ảo của SV;
Bước 3: Lựa chọn giáo viên dạy thực nghiệm Dựa trên thiết kế giáo án, tác giả tiến hành chọn giáo viên để thực hiện giảng dạy, đồng thời trao đổi và thảo luận về các nội dung học tập cũng như kịch bản đã được xây dựng.
Bước 4: Chuẩn bị các điều kiện, cơ sở vật chất và phương tiện kĩ thuật cho quá trình thực nghiệm
3.2.3 Triển khai nội dung thực nghiệm
- Thực nghiệm được tiến hành trong học kì I năm học 2020-2021 đối với lớp TĐT2K4 của trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội
- Tiến hành thực nghiệm ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng với hai giáo án khác nhau đã được chuẩn bị theo kế hoạch
+ Ở lớp thực nghiệm dạy học theo thực hành ảo, dạy tích hợp lý thuyết và thực hành (Trên phần mềm Easy EDA )
Đối với lớp đối chứng, giáo viên áp dụng giáo án theo phương pháp dạy học truyền thống, trong đó học lý thuyết trước và sau đó mới chuyển sang thực hành trên phần mềm Altium.
3.2.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm
- Đối tượng thực nghiệm là HSSV lớp TĐT1K4 và TĐT2K4 của trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội
Sau khi hoàn thành giảng dạy cho lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, chúng tôi tiến hành đánh giá kết quả cuối cùng của bài học Cả hai lớp đã cùng tham gia làm một đề kiểm tra dựa trên nội dung đã học.
3.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.3.1 Kết quả điều tra của GV:
Bài viết này trình bày phiếu đánh giá của 8 giáo viên tham gia giảng dạy và dự giảng với phương pháp sử dụng bài giảng theo tiếp cận mô hình ảo Kết quả đánh giá được nêu rõ trong phụ lục 2.
Bảng 3 1: Kết quả khảo sát khả năng chuẩn bị của GV về nội dung kiến thức, phương tiện kĩ thuật dạy học…
Tiêu chí Số GV Tỷ lệ %
Giáo viên và chuyên gia đồng thuận rằng việc chuẩn bị bài giảng thực hành ảo đã được thực hiện tốt, phù hợp với nhu cầu của học sinh sinh viên Điều này giúp học sinh sinh viên có cái nhìn tổng quát hơn về nội dung học tập.
