Giáo trình Phương pháp dạy học chuyên ngành kỹ thuật cung cấp cho sinh viên các kiến thức lý thuyết chung về giáo dục kỹ thuật và lý thuyết về mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học kỹ thuật, đồng thời là những định hướng giúp sinh viên có thể thực hiện tốt các chức năng và nhiệm vụ dạy học kỹ thuật sau khi ra trường. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình sau đây.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ******************* ISO 9001:2000 GIÁO TRÌNH PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Tác giả: Nguyễn Văn Tuấn THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 05/10/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT ******************* Tác giả: Nguyễn Văn Tuấn ISO 9001:2000 GIÁO TRÌNH PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Nhà xuất bản: Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 05/10/2012 LỜI NĨI ĐẦU Kỹ thuật thành tố có ý nghĩa quan trọng phát triển kinh tế, văn hóa xã hội Sự thay đổi kỹ thuật dẫn đến phát triển ngày động sống nghề nghiệp dẫn đến thay đổi quan trọng cơng việc gia đình giải trí Mặt khác giới kỹ thuật ngày trở nên phức hợp đồng thời ảnh hưởng kỹ thuật tới lĩnh vực trị, kinh tế mơi trường ngày trở nên lớn Vì kỹ thuật công nghệ phải phận cấu thành thiếu giáo dục phổ thông giáo dục nghề nghiệp Cuốn sách đề cập đến sở lý luận dạy học chuyên ngành kỹ thuật (lý luận dạy học kỹ thuật) Lý luận dạy học chuyên ngành kỹ thuật khoa học liên ngành, kết nối quan điểm khoa học giáo dục (trước hết lý luận dạy học đại cương) khoa học chuyên ngành Như lý luận dạy học chuyên ngành kỹ thuật mang chức cầu nối Lý luận dạy học khoa học chuyên ngành Phương pháp dạy học chuyên ngành kỹ thuật nghiên cứu quy luật dạy học chuyên ngành, mục tiêu, nội dung, phương pháp phương tiện dạy học trình dạy học đặc thù kỹ thuật Cuốn sách phận Bộ môn “Lý luận dạy học”, nhằm cung cấp cho Giáo sinh kiến thức lý thuyết chung giáo dục kỹ thuật lý thuyết mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học kỹ thuật, đồng thời định hướng giúp Giáo sinh thực tốt chức nhiệm vụ dạy học kỹ thuật sau trường Cuốn sách biên soạn làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành sư phạm kỹ thuật, học viên cao học ngành Lý luận phương pháp dạy kỹ thuật, đồng thời tài liệu tham khảo cho giáo viên giảng dạy môn Công nghệ trường phổ thông (phần kỹ thuật công nghệp) môn kỹ thuật trường Trung cấp chuyên nghiệp Dạy nghề Cuốn sách chia thành sáu chương Chương giới thiệu môn phương pháp dạy học chuyên ngành kỹ thuật với tư cách khoa học dạy học chuyên ngành, gồm đối tượng nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp nghiên cứu nghiên cứu môn phương pháp dạy học chuyên ngành kỹ thuật Chương giới thiệu kỹ thuật giáo dục kỹ thuật Một trọng tâm chương việc xác định khái niệm liên quan đến kỹ thuật Ở kỹ thuật hiểu đối tượng nhân tạo đồng thời hệ thống hoạt động người liên quan đếnđối tượng Phần số tiếp cận việc dạy kỹ thuật mơ hình giáo dục kỹ thuật trường phổ thơng Phần giới thiệu mơ hình điển hình giáo dục kỹ thuật bối cảnh quốc tế Các mơ hình giáo dục kỹ thuật phản ánh cách hiểu khác giáo dục kỹ thuật, từ dẫn đến khác mục tiêu, nội dung phương pháp dạy học kỹ thuật Phần cuối nhiệm vụ dạy kỹ thuật nguyên tắc dạy kỹ thuật Chương sâu vào mục tiêu, nội dung dạy kỹ thuật phương pháp xác định mục tiêu dạy học cho dạy kỹ thuật Phần phân tích nội dung đặc thù số lĩnh vực kỹ thuật kỹ thuật vật liệu khí, kỹ thuật chế tạo Chương phân tích quan điểm phương pháp dạy học kỹ thuật phương pháp dạy học logic dạy kỹ thuật ví dụ ứng dụng phương pháp dạy học logic phương pháp dạy học hoạt động để dạy nội dung đặc thù kỹ thuật Chương tập trung phân tích đặc điểm kiểu dạy kỹ thuật Kiểu dạy hiểu từ chức nhiệm vụ dạy kỹ thuật để xây dựng cấu trúc tiến trình dạy phù hợp Trong dạy kỹ thuật có kiểu dạy dạy giải thích minh họa, kiểu dạy thiết kế giải nhiện vụ kỹ thuật, kiểu dạy chế tạo giải nhiệm vụ kỹ thuật, kiểu dạy thiết kế chế tạo kiểu dạy hình thành kỹ ban đầu kiểu dạy thí nghiệm Chương trình bày sở chung phương tiện dạy học khái niệm, phân loại, chức phương tiện dạy học, phương tiên nhìn Phần sở cho việc lựa chọn dụng phương tiên dạy học Hy vọng sách tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học giáo viên dạy kỹ thuật nghề nghiệp Mặc dầu, tác giả cố gắng để biên soạn, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc cho tài liệu ngày phong phú Tác giả MỤC LỤC CHƯƠNG I NHỮNG CƠ SỞ CHUNG CỦA BỘ MÔN PHƯƠNG PHÁP DẠY CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT .12 Một số khái niệm 12 Đối tượng nhiệm vụ nghiên cứu 13 Nhiệm vụ môn phương pháp dạy chuyên ngành kỹ thuật chương trình đào tạo giáo sinh .16 Phương pháp nghiên cứu 17 CHƯƠNG II KỸ THUẬT VÀ GIÁO DỤC KỸ THUẬT 20 Một số khái niệm .20 1.1 Kỹ thuật 20 1.2 Công nghệ 23 1.3 Hệ thống kỹ thuật 23 Một số tiếp cận dạy kỹ thuật – nghề 24 2.1 Tiếp cận kỹ thuật 24 2.2 Tiếp cận hoạt động kỹ thuật .25 2.3 Tiếp cận toàn diện 26 2.4 Các tiếp cận sở để xác định nội dung dạy kỹ thuật 27 Một số mô hình giáo dục kỹ thuật phổ thơng giới .28 3.1 Mơ hình định hướng sản xuất công nghiệp (industrial/ production oriented) 28 3.2 Mô hình định hướng theo lao động thủ cơng (craft-oriented) 29 3.3 Mơ hình thiết kế thuật (“design“) .29 3.4 Mơ hình Khoa học tự nhiên ứng dụng (applied science) 29 3.5 Mơ hình Cơng nghệ tương lai (modern technology) 30 3.6 Mơ hình Cơng nghệ đại cương (general technology) .30 3.7 Mơ hình Khoa học-Cơng nghệ-Xã hội (STS: Science-TechnologySociety ) 31 3.8 Mơ hình giáo dục kỹ thuật tổng hợp 31 Nhiệm vụ dạy kỹ thuật trường phổ thông chuyên nghiệp dạy nghề .33 4.1 Nhiệm vụ giáo dưỡng kỹ thuật nghề nghiệp .33 4.2 Nhiệm vụ giáo dục .34 4.3 Nhiệm vụ phát triển 35 4.3.1 Phát triển tư kỹ thuật 35 4.3.2 Năng lực kỹ thuật 38 4.3.3 Hình thành phát triển tư lực kỹ thuật 39 Nguyên tắc dạy học kỹ thuật 40 5.1 Cơ sở chung nguyên tắc dạy kỹ thuật 40 5.2 Các nguyên tắc dạy học ứng dụng dạy kỹ thuật 41 CHƯƠNG III MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG DẠY HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT 45 Mục tiêu dạy học kỹ thuật 46 1.1 Khái niệm 46 1.2 Các lĩnh vực mục tiêu dạy kỹ thuật .46 1.2.1 Mục tiêu dạy học chuyên môn .47 1.2.2 Mục tiêu dạy học liên quan lực giải vấn đề kỹ thuật 50 1.2.3 Mục tiêu dạy học liên quan lực tư kỹ thuật 50 1.2.4 Mục tiêu dạy học liên quan tình cảm thái độ .51 1.3 Xác định mục tiêu dạy học dạy kỹ thuật 51 1.3.1 Tính tồn diện mục tiêu dạy học kỹ thuật 51 1.3.2 Xác định mục tiêu dạy học chi tiết cụ thể 53 Nội dung dạy học kỹ thuật 56 2.1 Khái niệm 56 2.2 Các yếu tố nội dung dạy học kỹ thuật .56 2.3 Nội dung kỹ thuật trường phổ thông 57 2.4 Nội dung dạy học cơng nghệ gia cơng khí trường TCCN DN 58 2.4.1 Các yêu cầu nghề nghiệp khí chế tạo nội dung dạy học .58 2.4.2 Nội dung dạy học công nghệ gia công chế tạo .60 2.5 Nội dung dạy học vật liệu khí kim loại trường THCN DN 66 2.5.1 Các yêu cầu nghề nghiệp kỹ thuật khí nội dung dạy học .66 2.5.2 Những thành phần nội dung vật liệu khí .68 2.6 Đơn giản hóa nội dung dạy học kỹ thuật 73 CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KỸ THUẬT 79 Cơ sở chung phương pháp dạy học 80 1.1 Khái niệm phương pháp 80 1.2 Khái niệm phương pháp dạy học .81 1.3 Phân loại hệ thống phương pháp dạy học 84 1.3.1 Cơ sở chung cho việc phân loại 84 1.3.2 Mơ hình cấu trúc hai mặt phương pháp dạy học 87 1.3.3 Mơ hình quan điểm dạy học – phương pháp dạy học– kỹ thuật dạy học 88 1.3.4 Mơ hình tổng hợp .90 Một số quan điểm phương pháp dạy học dạy kỹ thuật .93 2.1 Dạy học khám phá .93 2.1.1 Khái niệm dạy học khám phá 93 2.1.2 Ưu điểm hạn chế dạy học khám phá .94 2.2 Dạy học giải vấn đề 95 2.2.1 Khái niệm vấn đề dạy học giải vấn đề 95 2.2.2 Cấu trúc trình giải vấn đề 96 2.2.3 Vận dụng dạy học giải vấn đề 97 2.3 Dạy học định hướng hoạt động 98 2.3.1 Khái niệm 98 2.3.2 Đặc điểm dạy học định hướng họat động 100 2.3.3 Tổ chức dạy học định hướng hoạt động 103 Các phương pháp dạy học logic 104 3.1 Phương pháp phân tích - tổng hợp 104 3.2 Phương pháp qui nạp 107 3.3 Phương pháp diễn dịch 109 3.4 Phương pháp kế thừa phát triển 111 Một số ví dụ ứng dụng phương pháp logic cho nội dung đặc thù115 4.1 Dạy khái niệm phương pháp phân tích qui nạp 115 4.1.1 Đặc trưng dạy học khái niệm 115 4.1.2 Yêu cầu dạy khái niệm 116 4.1.3 Dạy khái niệm phương pháp phân tích – tổng hợp 116 4.1.4 Dạy khái niệm phương pháp qui nạp .117 4.2 Dạy cấu tạo thiết bị kỹ thuật phương pháp phân tích- tổng hợp:119 4.2.1 Đặc trưng cấu tạo thiết bị kỹ thuật: 119 4.2.2 Yêu cầu dạy nội dung cấu tạo thiết bị kỹ thuật 120 4.2.3 Tiến trình dạy cấu tạo thiết bị kỹ thuật .121 4.3 Dạy nguyên lý kỹ thuật phương pháp tổng hợp .122 4.3.1 Yêu cầu dạy nguyên lý kỹ thuật .122 4.3.2 Tiến trình dạy nguyên lý kỹ thuật .123 CHƯƠNG V: KIỂU BÀI DẠY KỸ THUẬT 125 Cơ sở chung kiểu dạy 125 Các kiểu dạy kỹ thuật 126 2.1 Kiểu dạy phân tích, giải thích minh họa .126 2.2 Kiểu dạy thiết kế giải nhiệm vụ kỹ thuật 128 2.3 Kiểu dạy hình thành kĩ kỹ thuật ban đầu 132 2.4 Kiểu dạy chế tạo 136 2.5 Kiểu dạy thiết kế chế tạo đối tượng kỹ thuật 137 2.6 Kiểu dạy thí nghiệm kỹ thuật, thực hành thí nghiệm kỹ thuật 138 CHƯƠNG VI PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC DẠY KỸ THUẬT .141 Đại cương phương tiện dạy học 142 1.1 Khái niệm .142 1.2 Chức phương tiện dạy học trình dạy học 143 1.2.1 Xét theo mối quan hệ trình dạy học 143 1.2.2 Xét theo khâu trình dạy học 144 1.3 Phân loại phương tiện dạy học 146 Phương tiện nhìn 151 2.1 Phạm vi sử dụng phương tiện nhìn 151 2.2 Chức phương tiện nhìn 152 2.3 Các loại phương tiện nhìn 153 2.3.1 Phương tiện nhìn tĩnh khơng gian hai chiều .153 2.3.2 Các phương tiện nhìn khơng gian ba chiều .154 Lựa chọn sử dụng phương tiện dạy học dạy kỹ thuật 156 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn 156 3.2 Tiêu chuẩn để đánh giá lựa chọn phương tiện dạy học 161 3.3 Các nguyên tắc sử dụng phương tiện dạy học 162 Đa phương tiện công nghệ thông tin dạy học 164 4.1 Đa phương tiện 164 4.1.1 Khái niệm đa phương tiện: .164 4.1.2 Các tính chất đa phương tiện 165 4.2 Máy vi tính khả ứng dụng dạy học .165 4.2.1 Vị trí Cơng nghệ thơng tin dạy học .165 4.2.2 Chức máy vi tính đa phương tiện dạy học 166 4.2.3 Các nguyên tắc định hướng sử dụng máy tính dạy học 168 TÀI LIỆU THAM KHẢO 171 DANH MỤC HÌNH Hình Kỹ thuật hệ thống chức hệ thống kỹ thuật 24 Hình Các giai đoạn tồn đối tượng kỹ thuật hoạt động kỹ thuật người 25 Hình Tiếp cận tồn diện dạy kỹ thuật 26 Hình mơ hình xác định nội dung giáo dục kỹ thuật 28 Hình Sơ đồ hệ thống kỹ thuật – Xã hội (theo Ropohl) 31 Hình Ma trận triển khai xác định mục tiêu dạy học có tính tồn diện 53 Hình Cấu trúc phương pháp gia công chế tạo 61 Hình Cấu trúc ngồi phương pháp gia cơng chế tạo 62 Hình Cấu trúc mối quan hệ phương pháp gia cơng chế tạo 64 Hình 10 Cấu trúc đối tượng lĩnh hội cấu tạo - tính chất vật liệu .69 Hình 11 Cấu trúc nội dung đối tượng lĩnh hội tính chất vật liệu- ứng dụng 71 Hình 12 Cấu trúc nội dung đối tượng lĩnh hội CN vật liệu 72 Hình 13 Đơn giản hóa nội dung theo trục ngang trục đứng 75 Hình 14 Đơn giản hóa theo trục đứng .76 Hình 15 Đặc điểm dạy học khám phá .94 Hình 16 Mạch điện đảo chiều khơng đồng pha .106 Hình 17 Truyền động dây đai 109 Hình 18 Truyền động dây roa 111 Hình 19 Cấu trúc phương pháp kế thừa phát triển 112 Hình 20 Cấu trúc phương pháp logic kế thừa phát triển 113 Hình 21 Bố trí dao cắt 114 Hình 22 Dạy theo kiểu giải thích tuyến tính 127 Hình 23 Dạy theo kiểu mở mang tính thiết kế .129 Hình 24 Phương pháp bước 133 Hình 25 Phương pháp bước – 3A 135 Hình 26 Cấu trúc phương pháp dạy thực hành bước – B 137 Hình 27 Cấu trúc mơ hình phương pháp dạy thực hành bước .138 Hình 28 Phương tiện dạy học - giá mang thông tin - Phương tiện trình bày 143 Hình 29 Tháp kinh nghiệm DALE 148 Hình 30 Phân loại phương tiện theo hình thức lưu trữ 150 Hình 31 Phân loại phương tiện dạy học theo tính chất 151 Hình 32 Lựa chọn triển khai chế tạo phương tiện dạy học 156 10 (5) Trình bày cơng cụ đối tượng gia công: mỏ hàn, que hàn, vật liệu đối tượng gia công, chế độ hàn (b) Đối tượng lĩnh hội phương pháp gia công chế tạo Mỗi phương pháp gia công chế tạo hệ thống mối quan hệ vật cần gia công dụng cụ gia cơng (dao) tạo thành cấu trúc phương pháp gia cơng chế tạo Mối quan hệ chuyển động Mối quan hệ lực học Mối quan hệ vật liệu Mối quan hệ hình dáng Hình Cấu trúc mối quan hệ phương pháp gia công chế tạo Cấu trúc phương pháp nội dung dạy học để từ đến cụ thể hóa phương pháp gia cơng chế tạo khác Mối quan hệ lượng phương pháp gia công chế tạo tạo mối quan hệ chuyển động dao chi tiết gia công theo trật tự khác ta có phương pháp gia công chế tạo khác Mối quan hệ chi tiết gia công dụng cụ gia công dập, gia cơng có phơi sử dụng lượng học để biến đổi hình dáng tạo hình dáng Sự chuyển đổi phụ thuộc vào tính chất hình dáng chi tiết cần gia cơng hình dáng dụng cụ gia cơng (dao) Như nội dung phương pháp gia công chế tạo mối quan hệ chuyển động, mối quan hệ lực học, mối quan hệ hình dáng quan hệ chất dụng cụ cần gia công dụng cụ gia công (xem hình 3.4) - Nội dung mối quan hệ chuyển động bao gồm: + Loại hướng chuyển động; 64 + Số lượng chuyển động chi tiết gia công dụng cụ gia công (dao); + Sự phụ thuộc chuyển động phụ thuộc vào điều kiện nhiệm vụ chế tạo (hình dáng, độ bóng ) kiểu dụng cụ gia công (nhiều lưỡi cắt); - Nội dung lực học: + Lực cắt thành phần ảnh hưởng đến lực cắt vật liệu dao, phôi, tốc độ, thơng số hình học dao, độ mịn dao; + Tính tốn lực cơng suất máy; - Nội dung mối quan hệ hình dáng: + Hình dáng chi tiết cần gia cơng; + Hình dáng dụng cụ gia cơng (dao); + Mối quan hệ hình dáng chi tiết cần gia công dụng cụ gia công với truyền động; - Nội dung mối quan hệ chất (vật liệu): + Tính chất vật liệu phạm vi sử dụng dụng cụ gia cơng; + Tính chất vật liệu chi tiết gia công yêu cầu vật liệu công cụ gia công; Các nội dung mang tính tương đối, có trường hợp nội dung mơn học khác ví dụ mơn vật liệu học kim loại Cho nên thực công tác dạy học giáo viên nên làm rõ mối quan hệ mơn dạy để tránh trường hợp trùng lắp (c) Đối tượng lĩnh hội hệ thống kỹ thuật (máy móc) Tùy theo nghề định mục đích đào tạo mà có nội dung dạy học cụ thể phù hợp với nghề máy cơng cụ, máy mạ điện, lị nung, phương tiện đồ gá, máy khí nén (d) Đối tượng lĩnh hội có tính chất giáo dục chung Các cơng nghệ gia cơng chế tạo có mối quan hệ chặt chẽ với yêu cầu xã hội nghề nghiệp Bởi địi hỏi cần phải có đối 65 tượng lĩnh hội có tính chất giáo dục Những nội dung mối quan hệ kinh tế - môi trường - người - kỹ thuật để từ học sinh có ý thức tiết kiệm bảo vệ môi trường giá trị nhân cách Dù hay nhiều người giáo viên phải đề cập đến tính kinh tế mối quan hệ nhiệm vụ chế tạo phương pháp chế tạo để cuối thực nhiệm vụ chế tạo có tính khoa học tính kinh tế tăng sản phẩm, chất lượng sản phẩm, môi trường, tiết kiệm lượng, vật liệu, thời gian Như nội dung dạy học có tính chất giáo dục gồm: - Đánh giá phương pháp gia công chế tạo - So sánh tính kinh tế phương pháp - Tận dụng nguyên vật liệu - Thời gian gia công chế tạo - Khả tiết kiệm lượng, nguyên vật liệu chi phí - Tính tốn chế độ làm việc máy 2.5 Nội dung dạy học vật liệu khí kim loại trường THCN DN 2.5.1 Các yêu cầu nghề nghiệp kỹ thuật khí nội dung dạy học Những yêu cầu nghề nghiệp sở để xác định nội dung dạy học Đối với nghề khí chế tạo hoạt động nghề nghiệp ln ln cần đến kiến thức vật liệu đặc biệt kim loại, kiến thức việc sử dụng gia cơng thay đổi tính chất vật liệu kim loại Các hoạt động công nhân kỹ thuật kỹ thuật viên việc sử dụng gia cơng thay đổi tính chất vật liệu gồm: a) Đọc đánh giá nội dung ký hiệu vật liệu b) Lựa chọn vật liệu phù hợp với nhiệm vụ thiết kế chế tạo cụ thể (ví dụ vật liệu phôi - vật liệu dao theo tiêu chuẩn định) c) Gia công vật liệu đúc, gia công biến dạng, cắt d) Kiểm tra vật liệu 66 Từ hoạt động nghề nghiệp lĩnh vực người giáo viên cần có cách nhìn đắn việc xác định nội dung dạy học thuộc vật liệu học kim loại Để đáp ứng yêu cầu nghề nghiệp khí chế tạo máy, nội dung dạy học phải bao gồm thành phần sau đây: (1) Đối tượng lĩnh hội vật liệu: + Cấu tạo - tính chất vật liệu; + Thay đổi cấu trúc vật liệu - thay đổi tính chất vật liệu; (2) Đối tượng lĩnh hội tính kinh tế dụng vật liệu: + Tính chất - ứng dụng nó; + Lựa chọn vật liệu cho nhiệm vụ cụ thể; (3) Đối tượng lĩnh hội công nghệ vật liệu: + Tôi, ram, ủ; + Phương pháp chống sét rỉ; + Kiểm tra vật liệu; (4) Đối tượng lĩnh hội ký hiệu vật liệu Những nội dung mang tính chất chung; Để phù hợp với nghề khí hẹp nội dung cần phải cụ thể hóa làm tùy theo mức độ yêu cầu nghề nghiệp mà ta có nội dung phạm vi tương ứng Nhiệm vụ nội dung đào tạo vật liệu kim loại không dừng lại mức độ mà cịn có ý nghĩa sâu xa nghề khí nói chung nghề khí cắt gọt nói riêng tạo điều kiện để học sinh hiểu yêu cầu thực nhiệm vụ nghề nghiệp mối quan hệ phụ thuộc gia cơng, sử dụng nó: (a) Gia cơng cắt gọt kim loại như: + Cấu trúc vật liệu tính chất nó; + Vật liệu gia cơng - vật liệu phụ trở gia công; + Khả cắt gọt vật cần gia công; + Các ảnh hưởng vật liệu dao cắt vật liệu trợ giúp (làm mát); (b) Ứng dụng vật liệu dao cắt vật liệu phụ trợ: 67 + Phạm vi ứng dụng tính chất vật liệu cắt vật liệu phụ trợ; + Khả cắt gọt vật liệu cắt điều kiện cần thiết làm nguội bôi trơn 2.5.2 Những thành phần nội dung vật liệu khí 2.5.2.1 Đối tượng lĩnh hội “cấu tạo - tính chất vật liêu“ Mỗi vật liệu có phạm vi ứng dụng định Để vận dụng điều trước tiên học môn vật liệu học phải trang bị cho học sinh cấu trúc vật liệu tính chất Như nội dung cụ thể đối tượng lĩnh hội phải định nghĩa, qui luật cấu trúc vật liệu giá trị sử dụng đồng thời tính chất gia cơng sử dụng mối nhân yếu tố nội dung theo sơ đồ hình 3.5 Các yếu tố nội dung cần phải trình bày đầy đủ cho học sinh Sau nội dung vật liệu kim loại: (1) Điều kiện để hình thành nên kim loại: + Loại số lượng ngun tố hình thành nó; + Năng lượng tác động độ lớn; + Thời gian cần thiết cho tạo thành vật liệu 68 Loại liên kết: Liên kết kim loại (2) Mạng tinh thể: + Kiểu mạng; + Vị trí atơm; + Khoảng cách atôm; + Các mặt trượt Điềukiện Loại liên kết Cấu trúc tế vi vật liệu Loại mạng tinh thể Cấu trúc tinh thể Tính chất Hình 10 Cấu trúc đối tượng lĩnh hội cấu tạo - tính chất vật liệu (3) Cấu trúc tinh thể: + Tinh thể đồng nhất; + Tinh thể hỗn hợp (chèn đổi) (4) Cấu trúc tế vi vật liệu: + Loại hạt, độ lớn hạt, ranh giới hạt Các mối nhân yếu tố nội dung từ đến có ý nghĩa quan trọng việc làm sáng tỏ chất vật liệu như: - Loại liên kết hình thành từ điều kiện - Tính chất vật liệu suy từ loại liên kết - Mạng tinh thể từ điều kiện tác động loại liên kết 69 - Tính chất từ loại mạng tinh thể - Cấu trúc tinh thể từ điều kiện tác động loại mạng tinh thể - Tính chất vật liệu từ cấu trúc tinh thể - Cấu trúc hình dáng vật liệu từ cấu trúc tinh thể điều kiện tác động - Tính chất từ cấu trúc hình dáng vật liệu 2.5.2.2 Đối tượng lĩnh hội “thay đổi cấu trúc – thay đổi tính chất Cùng tượng tự đối tượng lĩnh hội “cấu tạo – tính chất vật liệu“ cần phải trang bị cho học sinh tư logic vế mối quan hệ “thay đổi cấu trúc – thay đổi tính chất“ Sự thay đổi cấu trúc vật liệu xi hóa, hợp kim hóa, hóa dẫn đến loạt thay đổi liên kết vật lý, kiểu mạng, cấu trúc tinh thể, cấu trúc tế vi thay đổi tinh chất vật liệu (xem bảng dưới) Bảng Đối tượng lĩnh hội “cấu tạo – tính chất vật liệu“ Các loại thay đổi cấu trúc Điều kiện, ngun nhân ơxi hóa Phản ứng hóa học tác động nhiệt điện hóa học Thay đổi liên kết vật lí Thay đổi kiểu mạng Liên kết vật liệu bị phá hoại không Hợp kim hóa Hợp kim nóng chảy Liên kết trộn lẫn loại mạng hợp kim Cơ hóa Năng lượng học không Biến dạng qua 70 Thay đổi cấu trúc tinh thể Thay đổi cấu trúc tế vi không Ăn theo ranh giới hạt Thay đổi Atom, chèn Thay đổi cấu trúc, chất hạt n, giảm Atơm Thay đổi Tính chất Giảm độ cứng bền vật liệu Tăng độ cứng, chịu nhiệt, mài mịn Ví dụ: cứng, dễ mặt trượt gãy, độ bền giảm 2.5.2.3 Đối tượng lĩnh hội “tính chất vật liệu - ứng dụng” Vận dụng vật liệu đắn hoạt động nghề nghiệp lựa chọn vật liệu cho thiết kế, cho dao cắt, làm bạc đạn nhiệm vụ người công nhân kỹ thuật khí Cho nên q trình dạy vật liệu kim loại giáo viên phải làm rõ cho học sinh mối quan hệ cấu trúc nội dung hình dưới: Tính chất vật liệu u cầu tính chất gia cơng 4 Phân loại theo khả ứng dụng Mục đích sử dụng Hình 11 Cấu trúc nội dung đối tượng lĩnh hội tính chất vật liệu- ứng dụng Tính chất vật liệu độ cứng, độ bền, độ giòn Mục đích sử dụng vât liệu dùng để cắt gọt, vât liệu chịu nhiệt, chịu lực học u cầu tính chất gia cơng vất liệu tổng số liệu tính chất khả gia công vật liệu cắt được, uốn được, hàn 2.5.2.4 Đối tượng lĩnh hội công nghệ vật liệu Công nghệ vật liệu hiểu phương pháp gia công nhiệt, phương pháp chống ăn mòn kim loại (mạ điện), phương pháp kiểm tra vật liệu Để trình bày chất cơng nghệ vật liệu giáo viên cần phải ý đến nguyên tắc mối quan hệ: nguyên lý - phương pháp Những nội dung dạy học đối tượng lĩnh hội bao gồm: phương pháp gia 71 công nhiệt, phương pháp chống ăn mòn kim loại, phương pháp kiểm tra vật liệu Khi trình bày đối tượng lĩnh hội giáo viên phải làm bật lên mối quan hệ thành phần hình 3.7 bảng 3.5 Đối với phương pháp giáo viên cần làm rõ nội dung như: (a) Mục đích phương pháp từ tên gọi (b) Xác định đối tượng phương pháp (như tơi đối tượng Matensit - hàm lượng bon định thành phần thép ) (c) Nguyên tắc phương pháp từ mục đích phương pháp (như phương pháp tơi tạo cấu trúc matensit cách làm nguội với tốc độ cao) (d) Các máy móc, phương tiện cần thiết cho việc thực phương pháp Tên phương Mục đích phương pháp Đối tượng Nguyên lý phương pháp Loại lượng Máy móc, dụng cụ cần thiết Hình 12 Cấu trúc nội dung đối tượng lĩnh hội CN vật liệu Bảng Nội dung đối tượng lĩnh hội công nghệ vật liệu Tên PP Mục đích Tơi Tăng độ cứng Ram Điều chỉnh Đối tượng Nguyên lý Làm Cấu trúc nguội Matensit nhanh Hàm lượng Làm nguội 72 Cơng cụ Lị nung, bể dung dịch tơi Lò ram Kết Cứng thay đổi cấu trúc Giảm độ độ cứng Thường Điều chỉnh hóa ứng lực C phù hợp cấu trúc mạng nhanh giữ nhiệt độ phù hơp Dao động nhiệt độ mức phù hợp giòn, tăng độ bền Lị ủ Bình thường Ủ Mềm vật liệu Phân lại cấu trúc Zementit ủ lâu Lò ủ nhiệt độ Mềm thép Thấm C Tăng độ cứng mặt Tăng C Thấm Thép cứng lớp ngồi Lị nung 2.5.2.5 Đối tượng lĩnh hội ký hiệu vật liệu Đối tượng lĩnh hội nhằm trang bị cho học sinh kiến thức ký hiệu vật liệu - tính chất - vận dụng Trong điều kiện đất nước ta nhận công nghệ nhiều nước ký hiệu vật liệu chưa chuẩn hóa có tiêu chuẩn , việc thống ký hiệu vật liệu khó Thơng dụng ký hiệu tiêu chuẩn Liên Xô cũ Cho nên lĩnh hội kiến thức ký hiệu giáo viên cần có so sánh ký hiệu vật liệu hệ thống ký hiệu có đất nước để học sinh biết ý nghĩa 2.6 Đơn giản hóa nội dung dạy học kỹ thuật Khi chuẩn bị dạy học, giáo viên đứng trước nhiệm vụ phải thiết kế trình tiếp thu nội dung cho phù hợp với khả nhận thức học sinh Dạy học đề cập tất thực tế với hình thức biểu nội dung Chương trình mơn học cho giáo viên biết rõ nội dung mục đích dạng thơ (chưa chi tiết) Nhưng để thích ứng với đối tượng người học, người giáo viên phải đơn giản hóa nội dung Chính việc đơn giản hóa đặt câu hỏi lựa chọn đơn giản hóa nội dung phải 73 vừa có tính sư phạm vừa mang tính đại diện nội dung khoa học đơn giản hóa mệnh đề khoa học phải để tương thích với đối tượng người học Đơn giản hóa nội dung dạy học làm đơn giản hoá khối lượng mức độ khó nội dung dạy học để phù hợp với khả nhận thức người học Như việc đơn giản hóa hiểu chuyển tải mệnh đề khó hiểu nhiều thành phần khác biệt thành mệnh đề dễ hiểu lại thành phần 12 Chúng ta nhận thấy q trình đơn giản hóa xác định cấu trúc nội dung nội dung mục đích chủ tâm cho đối tượng người học định Những kết q trình đơn giản hóa đặt các câu hỏi định hướng để chọn mức độ phù hợp: - Nội dung đơn giản hóa cho đối tượng người học cịn có tính khoa học khơng? - Nội dung đơn giản hóa cho đối tượng người học có phù hợp với mục đích dạy học đề khơng? - Nội dung đơn giản hóa cho đối tượng người học có mang tính vừa sức khơng? Mục đích đơn giản nội dung dạy học (rút gọn nội dung dạy học) làm nội dung phức tạp, khó hiểu trở nên dễ nắm bắt nhận thức Đơn giản hóa nội dung diễn số lượng theo nghĩa giới hạn số lượng chất lượng theo nghĩa tập trung vào nội dung Đơn giản nội dung dạy học số lượng (giới hạn phạm vi nội dung) Đơn giản nội dung dạy học số lượng, nói chung việc làm việc lập kế hoạch, nội dung phức hợp, tức có phạm vi rộng Ở trước hết, cần xác định nội dung quan trọng cần thiết phù hợp với đối tượng người học Đơn giản nội dung dạy học chất lượng 12 Hering 1959 trang 27 74 Đơn giản nội dung dạy học chất lượng diễn theo hai hướng (xem hình 11): - Đơn giản theo chiều ngang - Đơn giản theo chiều dọc Ví dụ phối hợp đơn giản hóa theo trục đứng trục ngang Hình 13 Đơn giản hóa nội dung theo trục ngang trục đứng Đơn giản hóa theo trục đứng: - Là chuyển tải mệnh đề (nội dung) khoa học thành mệnh đề có nội dung đơn giản phạm vi tương thích - Là đơn giản hoá tri thức khoa học trừu tượng thành tri thức sở đơn giản dễ tiếp thu VD: M=F.R, M=F.R.sinα - M=F.R Đơn giản hóa theo trục ngang: - Là chuyển tải mệnh đề (nội dung) khoa học thành mệnh đề cụ thể phạm vi tương thích - Là đơn giản hoá nội dung khoa học độ rộng, cách trình bày phạm vi hẹp giữ phạm vi hiệu lực tri thức 75 Ví dụ: Sử dụng chữ viết, sơ đồ thay cho biểu tượng, lấy ví dụ, cho học sinh thí nghiệm… Ví dụ đơn giản hóa theo trục đứng: phương trình dịng chảy khơng khí: Hình 14 Đơn giản hóa theo trục đứng Mức độ 1: Phương trình dịng chảy theo Euler: g dh + dp/p + d(w)2/ + du = Mức độ 2: Phương trình lượng (đơn giản hóa P/P + W2 = số Mức độ 3: Tổng lượng (TNL) = NL áp lực + NL tốc độ = số Diện tích nhỏ tốc độ dịng chảy Mức độ 4: Tốc độ dịng xi lớn tạo áp lực thấp dòng Acetilen Mức độ 5: Khí acetilen dịng ơxi hút 76 Bảng Đơn giản hóa theo trục đứng trục ngang kiến thức lực đòn bẩy M M F1 r1 + F2.r2= i 1 F3.r3+ M = r.F sin M = F.r1 F4.r4 A1 A2 A3 Như A1 Như A2 Như A3 lực tác động lực tác lực vng góc động vng tác động góc vng góc AI-1 AI-2 AII-3 Lực F1 nhân Lực mô men = với cánh tay Lực tác lực tải đòn r1 bên động * cánh trái lực tay đòn F2 nhân với lực tải cánh tay đòn * độ dài AII-1 bên phải r2 đòn tải AII-2 AII-3 Cánh tay đòn dài cánh tay chịu Khơng! Khơng! tải ngắn ta nâng AIII-3 trọng tải AIII-2 lớn AIII-1 Nhờ đòn bẩy người ta Tay cầm đầu nâng vật nặng chìa khóa to Khơng! AIV dễ mở khóa Không! i n Mi CÂU HỎI THẢO LUẬN VÀ ÔN TẬP Câu 1: Mục tiêu dạy học Hãy nêu giải thích lĩnh vực mục tiêu dạy học kỹ thuật 77 Câu 2: Hãy giải thích cho ví dụ mục tiêu mặt kiến thức, mục tiêu mặt kỹ lĩnh vực mục tiêu chuyên môn dạy kỹ thuật Câu 3: Hãy giải thích cho ví dụ mục tiêu liên quan Câu 4: Hãy giải thích tính tồn diện xác định mục tiêu dạy học dạy kỹ thuật Câu 5: Khi xác định mục tiêu chi tiết, cụ thể cho dạy cần vào sở Hãy trình bày cho ví dụ xác định mục tiêu dạy học dạy kỹ thuật Câu 6: Hãy trình bày khái niệm yếu tố nội dung dạy học kỹ thuật? Câu 7: Mỗi phương pháp gia công chế tạo công nghệ gia cơng khí đặc trưng mối quan hệ hai yếu tố nào? Hãy giải thích cấu trúc cấu trúc nội dung dạy học phương pháp gia công (công nghệ chế tạo: tiện, phay, hàn, dập, cán ) Câu 8: Hãy giải thích thành phần nội dung dạy học phương pháp gia công chế tạo chuyên ngành khí? Câu 9: Hãy giải thích thành phần nội dung dạy học vật liệu khí kim loại, làm rõ nét đặc thù đối tượng lĩnh hội kỹ thuật? Câu 10: Hãy trình bày mục đích, u cầu cách thức đơn giản hóa nội dung dạy học: đơn giản hóa số lượng đơn giản hóa chất lượng (theo chiều ngang, theo chiều dọc) Cho ví dụ đơn giản hóa nội dung dạy học kỹ thuật theo chiều dọc, theo chiều ngang? 78 ... kỹ thuật 13 8 CHƯƠNG VI PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC DẠY KỸ THUẬT .14 1 Đại cương phương tiện dạy học 14 2 1. 1 Khái niệm .14 2 1. 2 Chức phương tiện dạy học trình dạy học 14 3 1. 2 .1 Xét theo... 11 5 4 .1. 1 Đặc trưng dạy học khái niệm 11 5 4 .1. 2 Yêu cầu dạy khái niệm 11 6 4 .1. 3 Dạy khái niệm phương pháp phân tích – tổng hợp 11 6 4 .1. 4 Dạy khái niệm phương pháp qui nạp .11 7... khoa học chuyên ngành Như lý luận dạy học chuyên ngành kỹ thuật mang chức cầu nối Lý luận dạy học khoa học chuyên ngành Phương pháp dạy học chuyên ngành kỹ thuật nghiên cứu quy luật dạy học chuyên