Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.Xây dựng và sử dụng bài toán thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ĐẶNG MINH ĐỨC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ CHO SINH VIÊN NGÀNH SƯ PHẠM CƠNG NGHỆ Chun ngành : LL PPDH mơn Kỹ thuật cơng nghiệp Mã số : 9140111 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2023 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN TRỌNG KHANH Phản biện 1: PGS TS Lê Huy Hoàng, Ban Tuyên giáo Trung ương Phản biện 2: PGS TS Phạm Ngọc Thắng, Trường Đại học SPKT Hưng Yên Phản biện 3: PGS TS Nguyễn Hoài Nam, Trường ĐHSP Hà Nội Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi , ngày tháng năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia, Hà Nội ; - Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.1 Yêu cầu xã hội phát triển tư sáng tạo cho người học định hướng đổi giáo dục đào tạo Đảng, Nhà nước Trong bối cảnh cách mạng công nghiệp lần thứ tư, xu tồn cầu hóa hội nhập quốc tế sâu rộng nguồn nhân lực chất lượng cao chìa khóa thúc đẩy phát triển quốc gia Trong toán phát triển nguồn nhân lực đổi giáo dục đào tạo có vai trị quan trọng coi khâu đột phá Việc đổi cần có đồng mục tiêu, nội dung, chương trình phương pháp dạy học Cần đổi cách dạy, cách học để dạy học khơng q trình truyền thụ kiến thức mà cần phát triển người học lực giải vấn đề khả tư sáng tạo (TDST) Khuyến khích trang bị cho họ phương pháp kĩ thuật cần thiết để tự nắm bắt hội, có lực đổi sáng tạo thực tiễn Tạo giá trị mới, giải pháp hiệu cho thách thức công việc sống Nghị số 29-NQ/TW Đảng đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo nêu rõ quan điểm đạo “Chuyển mạnh trình giáo dục từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học, …” mục tiêu tổng quát “giáo dục người Việt Nam phát triển toàn diện phát huy tốt tiềm năng, khả sáng tạo cá nhân” Thực Nghị Đảng, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 – 2020 Mục tiêu tổng quát “đổi toàn diện theo hướng chuẩn hoá, đại hoá, xã hội hoá, dân chủ hóa hội nhập quốc tế; chất lượng giáo dục nâng cao cách toàn diện, gồm: giáo dục đạo đức, kĩ sống; phát triển thể chất, trí tuệ lực thực hành, ” Nhìn nhận từ yêu cầu xã hội chủ chương sách cho thấy tính cần thiết đổi giáo dục Dạy học mục tiêu trang bị kiến thức cần trọng phát triển trí tuệ tư cho người học Hình thành, phát triển phẩm chất lực cần thiết đáp ứng nhu cầu công việc sống sau 1.2 Dạy học phát triển lực thiết kế tư kĩ thuật đào tạo giáo viên ngành Sư phạm Công nghệ yêu cầu cấp thiết Nghiên cứu chương trình nhiều trường đại học có đào tạo chuyên ngành Sư phạm Công nghệ (SPCN) nhận thấy, mục tiêu lực chủ yếu hình thành, phát triển sinh viên lực công nghệ tư kĩ thuật (TDKT) Trong đó, lực thiết kế kĩ thuật (TKKT) lực thành phần, trọng tâm giáo dục cơng nghệ Theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, TKKT năm lực thành phần lực cơng nghệ cần hình thành phát triển học sinh Như vậy, việc hình thành phát triển người học lực TKKT TDKT u cầu có tính cấp thiết giáo dục công nghệ Yêu cầu cụ thể hóa nhiều hình thức phương pháp dạy học kĩ thuật, có sử dụng toán TKKT Tuy nhiên, hiệu sử dụng toán TKKT chưa thực cao, việc phát triển lực TKKT TDKT số điểm hạn chế 1.3 Nghiên cứu toán kĩ thuật nói chung, tốn thiết kế kĩ thuật nói riêng số vấn đề cần làm rõ lí luận thực tiễn Nhiều nghiên cứu cho thấy, sử dụng toán kĩ thuật (BTKT) dạy học biện pháp phù hợp, hiệu quả, có tính khả thi Theo lĩnh vực hoạt động kĩ thuật, BTKT chia nhiều dạng toán như: phân tích, đánh giá, chẩn đốn, thiết kế, v.v BTKT dạng tốn thực tiễn, khơng phải vấn đề kĩ thuật hay tốn sẵn có mà cần phải nghiên cứu, tìm tịi để xây dựng Thực tiễn dạy học Kĩ thuật Điện tử (KTĐT) chương trình đào tạo giáo viên Công nghệ cho thấy, nhiều nội dung dạy học gắn với TKKT triển khai thành tốn TKKT nhằm phát triển lực giải vấn đề, khả vận dụng sáng tạo kiến thức vào giải tình thực tiễn cho sinh viên (SV), qua góp phần hình thành phát triển TDKT người học Tuy nhiên, hiệu việc xây dựng, sử dụng triển khai toán TKKT phụ thuộc vào giảng viên (GV) Điều đặt nhu cầu nghiên cứu lí luận tốn TKKT; xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học kĩ thuật nói chung, dạy học KTĐT nói riêng Vì lý đây, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu luận án “Xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học Kĩ thuật điện tử cho viên ngành Sư phạm Công nghệ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lí luận toán TKKT, xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học số học phần KTĐT thuộc chương trình đào tạo giáo viên ngành SPCN nhằm phát triển TDKT cho SV; góp phần nâng cao chất lượng dạy học KHÁCH THỂ, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học KTĐT đào tạo giáo viên nghành SPCN 3.2 Đối tượng nghiên cứu: BTKT, toán TKKT, TDKT trình dạy học nội dung KTĐT 3.3 Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học nội dung KTĐT thuộc chương trình đào tạo giáo viên nghành SPCN GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng số dạng toán TKKT thỏa mãn yêu cầu BTKT, yêu cầu sư phạm sử dụng chúng dạy học KTĐT trình đào tạo giáo viên ngành SPCN giúp SV phát triển TDKT, qua nâng cao chất lượng dạy học NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu sở lí luận tốn TKKT, TDKT vai trị tốn TKKT việc phát triển TDKT cho người học nhằm nâng cao chất lượng trình dạy học kĩ thuật Nghiên cứu trình dạy học học phần KTĐT chương trình đào tạo giáo viên ngành SPCN Nghiên cứu xác lập qui trình xây dựng sử dụng tốn TKKT dạy học KTĐT Xây dựng số toán TKKT thuộc nội dung KTĐT phương pháp sử dụng chúng nhằm nâng cao chất lượng hiệu dạy học Kiểm nghiệm đánh giá tính khả thi hiệu qui trình, biện pháp đề xuất PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6.1 Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết Phân tích, tổng hợp, khái qt hóa cơng bố, cơng trình nghiên cứu có liên quan tâm lí học, lí luận dạy học BTKT, phát triển TDKT cho người học để xây dựng mục đích, nhiệm vụ lí luận đề tài 6.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra, khảo sát thực tế, thực nghiệm sư phạm; phương pháp chuyên gia để nắm thực trạng việc sử dụng BTKT, đặc biệt toán TKKT; kiểm nghiệm đánh giá biện pháp đề xuất - Phương pháp thống kê toán học để xử lý, trực quan hóa liệu dùng khảo sát thực trạng kiểm nghiệm, đánh giá biện pháp đề xuất - Thực nghiệm, phân tích mơ phỏng; thiết kế, chế tạo thử nghiệm nguyên mẫu, làm sở đánh giá tính khả thi, điều chỉnh nội dung toán TKKT đề xuất ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Xây dựng hệ thống lí luận tốn TKKT Trong tập trung xây dựng khái niệm, đặc điểm, phân loại tốn TKKT; qui trình xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học, kiểm tra đánh giá Xây dựng tiêu chí đánh giá mức độ phát triển TDKT người học Khảo sát, đánh giá thực trạng dạy học nội dung KTĐT góc độ xây dựng sử dụng tốn TKKT Với qui trình đề xuất, đề tài xây dựng số toán TKKT hướng dẫn cách sử dụng chúng trình dạy học KTĐT kiểm tra đánh giá kết học tập, mức độ phát triển TDKT người học Kết nghiên cứu đề tài góp phần làm phong phú thêm lí luận BTKT, đề xuất biện pháp góp phần nâng cao chất lượng dạy học KTĐT nói riêng dạy học kĩ thuật nói chung CẤU TRÚC LUẬN ÁN Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, cấu trúc nội dung luận án gồm chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học Chương 2: Xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học Kĩ thuật Điện tử Chương 3: Kiểm nghiệm, đánh giá Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC 1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC Mục trình bày cách khái quát, ngắn gọn nghiên cứu nước tốn nhận thức nói chung, BTKT tốn TKKT nói riêng Kết nghiên cứu cho thấy, chưa có cơng trình nghiên cứu đề cập đến việc xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học, cụ thể dạy học nội dung KTĐT chương trình đào tạo giáo viên ngành SPCN Việc nghiên cứu lí luận xây dựng sử dụng toán TKKT cho SV cần thiết, góp phần nâng cao chất lượng dạy học, tạo húng thú học tập 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2.1 Thiết kế kĩ thuật 1.2.1.1 Thiết kế Dựa kết phân tích tổng hợp số nghiên cứu thiết kế, luận án đề xuất khái niệm: thiết kế trình xác định biến đổi ý tưởng, nhu cầu thành sản phẩm, dịch vụ hệ thống đáp ứng yêu cầu đặt 1.2.1.2 Khái niệm thiết kế kĩ thuật TKKT hiểu q trình áp dụng nguyên lí khoa học kiến thức kĩ thuật để xác định thông tin cần thiết cho việc chế tạo phát triển thiết bị, hệ thống, sản phẩm kĩ thuật, công nghệ 1.2.2 Năng lực thiết kế kĩ thuật qui trình thiết kế kĩ thuật 1.2.2.1 Năng lực thiết kế kĩ thuật Dựa khái niệm lực, NLKT TKKT; góc độ giáo dục kĩ thuật, hiểu: lực thiết kế kĩ thuật tổ hợp thuộc tính tâm sinh lí cá nhân cho phép vận dụng kiến thức, kĩ thái độ để thực trình thiết kế kĩ thuật 1.2.2.2 Qui trình thiết kế kĩ thuật Tóm lược kết nghiên cứu qui trình TKKT, luận án đề xuất sử dụng qui trình TKKT bao gồm bước thể Hình 1.1 Hình 1.1 Qui trình thiết kế kĩ thuật dạy học Như vậy, dạy học qui trình TKKT điều chỉnh gọn mang đầy đủ đặc điểm qui trình thiết kế sản phẩm kĩ thuật thực tiễn 1.2.3 Bài toán thiết kế kĩ thuật 1.2.3.1 Kĩ thuật Tổng hợp số phát biểu khái niệm kĩ thuật, hiểu: kĩ thuật việc áp dụng nguyên lí khoa học vào giải vấn đề Kĩ thuật bao hàm kinh nghiệm, kĩ năng, thủ thuật dạng hoạt động định 1.2.3.2 Bài toán kĩ thuật Luận án kế thừa sử dụng khái niệm: “BTKT tốn, vấn đề hay tình thuộc lĩnh vực kĩ thuật, đòi hỏi giải phương pháp khoa học, dựa vận dụng tổng hợp kiến thức, kĩ kĩ xảo” 1.2.3.3 Khái niệm toán thiết kế kĩ thuật Từ kết nghiên cứu hệ thống luận điểm khái niệm liên quan, luận án đề xuất khái niệm toán TKKT sau: toán TKKT loại BTKT, đặt yêu cầu thiết kế qui trình sản phẩm kĩ thuật có tính mới, có ưu điểm vượt trội định trình giải tốn thường tn thủ bước qui trình TKKT 1.2.3.4 Một số khái niệm liên quan a) Tư kĩ thuật Luận án nghiên cứu toán TKKT, dạng BTKT nên kế thừ, sử dụng khái niệm TDKT sau: “Tư kĩ thuật loại tư người nghiên cứu, giải vấn đề đặt lĩnh vực kĩ thuật” b) Tư thiết kế Dưới góc độ giáo dục kĩ thuật cơng nghệ, coi tư thiết kế “là dạng tư sáng tạo người trình thiết kế, nhằm tìm tịi giải pháp, cách thức hiệu để giải vấn đề” 1.3 LÍ LUẬN VỀ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC 1.3.1 Lí luận toán thiết kế kĩ thuật 1.3.1.1 Đăc điểm toán thiết kế kĩ thuật - Bài toán TKKT xuất phát từ yêu cầu thực tiễn: Bài toán TKKT hướng vào giải vấn đề thực tiễn cách tìm giải pháp nhằm giải quyết, cải thiện vấn đề tồn hay nâng cao hiệu yếu tố kinh tế kĩ thuật như: chi phí sản xuất, giá thành sản phẩm, vật liệu, kiểu dáng, kết cấu, hiệu suất, tính ổn định - Bài toán TKKT thường thiếu kiện kiện khơng rõ ràng: kiện mà bà tốn đưa thường không đầy đủ rõ ràng để giải - Bài tốn TKKT thường có nhiều phương án giải quyết: Q trình giải tốn TKKT thường đến nhiều phương án khác để giải vấn đề Phương án thiết kế lựa chọn phương án phù hợp với điều kiện có mà không phương án tốt sáng tạo - Bài tốn thiết kế kĩ thuật mang tính định lượng qui trình: Để thiết kế sản phẩm đáp ứng yêu cầu, người thiết kế phải xác định định thông số kĩ thuật sản phẩm Việc giải toán thiết kế thường thực qua bước qui trình TKKT, số bước lặp lại để đến kết mong muốn 1.3.1.2 Cấu trúc toán thiết kế kĩ thuật Căn vào cấu trúc, đặc điểm BTKT Phân tích đặc điểm, khái niệm qui trình giải tốn TKKT Có thể xác định cấu trúc tốn TKKT sau: Hình 1.2 Cấu trúc toán TKKT Vấn đề (nêu vấn đề): thơng tin mà tốn truyền đạt tới người học, yêu cầu người học ý lắng nghe, quan sát, tìm hiểu tiếp nhận tốn Dữ kiện: sở khoa học, thông số kĩ thuật, thông tin dẫn giới hạn phạm vi thiết kế cần thiết Dữ kiện sở giúp người học xác định hiểu rõ vấn đề, đề xuất phương án thiết kế Yêu cầu: thường phát biểu dạng mệnh đề, yêu cầu người học xác định vấn đề tìm phương án giải Đối với toán TKKT, yêu cầu thường cụ thể hóa (định lượng) thành thơng số, u cầu kĩ thuật cụ thể Bối cảnh (hay yếu tố thực tiễn): trình bày trên, bối cảnh thường tác động qua lại ba thành phần cấu trúc tốn, yếu tố có ý nghĩa định hướng xây dựng toán 1.3.1.3 Phân loại toán thiết kế kĩ thuật Qua nghiên cứu việc phân loại tốn TKKT BTKT đây, khái quát dạng toán TKKT sau Bài toán thiết kế mới: Bài toán thiết kế xếp cấp độ cao thiết kế Bài tốn địi hỏi đưa khái niệm sản phẩm chưa tồn tại, nhu cầu chưa xác định rõ ràng Kết lời giải toán thường dẫn đến đột phá, gần với sáng chế kĩ thuật phát minh Ví dụ tốn thiết kế tơ, máy bay, máy tính điện tử, v.v Bài toán thiết kế đáp ứng: Bài toán đặt yêu cầu điều chỉnh giải pháp kĩ thuật có nhằm đáp ứng cho nhu cầu ứng dụng Bài toán thiết kế cải tiến: Dựa sản phẩm có, tốn đặt u cầu điều chỉnh giải pháp tìm giải pháp thay để thiết kế lại thành phần sản phẩm Nhằm cải thiện tính năng, hiệu suất, yêu cầu kĩ thuật, phạm vi sử dụng giảm giá thành sản phẩm Bài toán thiết kế lựa chọn: Với dạng toán này, thành phần, chi tiết, linh kiện thiết bị cấu thành sản phẩm xác định Bài toán đặt yêu cầu lựa chọn thành phần danh sách tiêu chuẩn có sẵn, để thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh 1.3.2 Xây dựng toán thiết kế kĩ thuật 1.3.2.1 Nguyên tắc xây dựng toán Khi tiến hành xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học cần dựa vào số sở khoa học sau: mục đích sử dụng toán; yêu cầu tốn; mức độ phức tạp q trình giải tốn số yếu tố khác 1.3.2.2 Qui trình xây dựng tốn Qui trình xây dựng tốn TKKT sử dụng dạy học thường bao gồm ba bước hoạt động sau Hình 1.3 Qui trình xây dựng tốn thiết kế kĩ thuật * Bước 1: Phác thảo toán Bước gồm hoạt động: 1) Lựa chọn nội dung dạy học; 2) Phân loại thiết kế; 3) Xác định vấn đề, yêu cầu thiết kế; 4) Đề xuất phương án khả thi Cụ thể, hoạt động để phác thảo toán sau: 1) Lựa chọn nội dung dạy học: Dựa mục tiêu, nội dung, chương trình mơn học; lựa chọn nội dung dạy học phù hợp để xây dựng toán TKKT 2) Phân loại thiết kế: Căn vào nội dung dạy học, đối chiếu với đặc điểm phân loại toán Lựa chọn dạng tốn TKKT phù hợp Vì số điều kiện khó đảm bảo để triển khai toán thiết kế Trong dạy học, tập trung khai thác dạng toán thiết kế: đáp ứng, thiết kế cải tiến toán thiết kế lựa chọn 3) Xác định vấn đề: Dựa vào nội dung dạy học đặc điểm phân loại toán TKKT, xác định vấn đề thiết kế 4) Đề xuất giải pháp phương án khả thi Dựa vấn đề nêu, GV cần đưa tất phương án giải pháp để giải vấn đề * Bước 2: Thiết kế thử nghiệm Thu thập thông tin thiết kế cần thiết để đảm bảo tính khả thi tốn triển khai dạy học * Bước 3: Biên soạn, xây dựng nội dung tốn hồn chỉnh Nội dung bước bao gồm số hoạt động sau: - Điều chỉnh phạm vi tốn, thơng tin, kiện gợi ý, yêu cầu kĩ thuật để đảm bảo tính khả thi, tính vừa sức, tính hiệu triển khai toán - Soạn thảo toán sở cấu trúc toán trình bày tiểu mục 1.3.1.2 bối cảnh - vấn đề - kiện - yêu cầu, để xây dựng thành tốn hồn chỉnh 1.3.3 Sử dụng tốn thiết kế kĩ thuật dạy học 1.3.3.1 Vấn đề sử dụng toán - Phương pháp giải toán TKKT: Qui trình TKKT phương pháp hiệu để giải toán TKKT - Kiểm tra, đánh giá người học: sử dụng linh hoạt đa dạng phương pháp hình thức đánh giá người học Khuyến khích người học tự đánh giá, coi trọng đánh 11 học giúp người học nắm vững kiến thức, kĩ vận dụng chúng giải vấn đề thực tiễn Hoạt động TKKT tạo cho người học hứng thú, động lực học tập, đồng thời giúp GV nâng cao trình độ chun mơn, có chuẩn bị giảng dạy tốt Kết luận chương Thơng qua việc nghiên cứu lí luận khảo sát thực trạng việc xây dựng sử dụng tốn TKKT dạy học, rút số nhận định sau: Bài tốn nhận thức nói chung, BTKT tốn TKKT nói riêng đề cập đến nhiều cơng trình nghiên cứu Tuy nhiên, chưa có cơng trình nghiên cứu chuyên sâu toán TKKT dạy học công nghệ nhằm phát triển lực TKKT TDKT cho người học Bài toán TKKT dạng BTKT nói chung, mang đầy đủ đặc trưng BTKT Bài toán phù hợp để sử dụng với nhiều nội dung dạy học thuộc nhiều lĩnh vực kĩ thuật Đề tài làm rõ khái niệm toán TKKT, chia toán thành bốn loại bản: Bài toán thiết kế mới, đáp ứng, cải tiến lựa chọn Cấu trúc toán TKKT bao gồm bốn thành tố: vấn đề - kiện – yêu cầu bối cảnh (các yếu tố thực tiễn tác động tới toán) Để xây dựng sử dụng toán TKKT có hiệu cần phải nghiên cứu để thiết lập qui trình chung Qui trình xây dựng tiến trình sử dụng tốn bao gồm ba bước Q trình hướng dẫn SV giải tốn thực theo bước qui trình TKKT Tính khoa học, khả thi, hiệu qui trình xây dựng sử dụng toán TKKT thể trình triển khai (trong Chương 2) kiểm nghiệm (trong Chương 3) Nghiên cứu sở tâm lí học TDST TDKT; dựa qui trình người học giải tốn TKKT, số tiêu chí biểu cụ thể dùng để đánh giá mức độ phát triển TDKT người học bao gồm: lực phát vấn đề, giải vấn đề sáng tạo kĩ thuật Kết khảo sát thực trạng dạy học KTĐT sở đào tạo giáo viên cho thấy, việc sử dụng toán TKKT hiệu cho cần nghiên cứu hệ thống lí luận đầy đủ khoa học toán TKKT Tránh suy nghĩ cá nhân hay tư kinh nghiệm xây dựng sử dụng toán GV mong muốn hiểu rõ lí luận tốn TKKT, phân loại, xây dựng sử dụng toán cách khoa học, khả thi hiệu Kết nghiên cứu lí luận thực tiễn cho thấy tính cấp thiết tiềm việc xây dựng sử dụng tốn TKKT dạy học kĩ thuật nói chung, dạy học nội dung KTĐT nói riêng Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ 12 2.1 CƠ SỞ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.1.1 Khái lược học phần kĩ thuật điện tử chương trình đào tạo giáo viên Cơng nghệ Mục tiêu dạy học KTĐT chương trình đào tạo giáo viên Cơng nghệ là: góp phần phát triển phẩm chất lực chung đáp ứng yêu cầu chương trình đào tạo Hình thành phát triển người học kiến thức kĩ KTĐT, cụ thể là: Giải thích cấu tạo, nguyên tắc làm việc linh kiện điện tử như: diode, transistor lưỡng cực (Bipolar Junction Transistor - BJT), transistor trường (Field Effect Transistor - FET), linh kiện nhiều mặt ghép, linh kiện quang điện tử, v.v sử dụng chúng mạch điện tử thơng thường Phân tích ngun lí làm việc, điều chỉnh thơng số số mạch điện tử như: mạch khuếch đại tín hiệu hiệu, mạch tạo dao động, mạch tạo xung, nguồn chiều Giải thích nguyên tắc làm việc số mạch điện tử số như: mạch tổ hợp, mạch dãy (bộ đếm, ghi dịch) Lắp đặt, khảo sát, thu tập xử lý số liệu số mạch điện tử tương tự số Thiết kế sử dụng số cơng cụ thiết kế, phân tích mơ mạch điện tử Thiết kế mạch điện tử đơn giản 2.1.2 Khả xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học kĩ thuật điện tử Dựa kết nghiên cứu lí luận tốn TKKT; qua tìm hiểu, phân tích nội dung, chương trình chi tiết mơn học KTĐT đào tạo SPCN; qua nghiên cứu thực tiễn trình dạy học khảo sát ý kiến GV giảng dạy KTĐT thấy, nội dung dạy học KTĐT có nhiều điều kiện để triển khai xây dựng sử dụng toán TKKT, cụ thể: - Hầu hết nội dung kiến thức KTĐT gắn liền với thực tiễn nên thuận tiện để triển khai toán TKKT - Thiết kế mạch điện tử tương tự kĩ thuật số nội dung quan trọng dạy học KTĐT - Giữa cuối kỳ, SV thường giao thực nhiệm vụ kĩ thuật thiết kế mạch điện tử dựa sở kiến thức học để làm đánh giá kết học tập Với nội dung thực hành điện tử nói, chất thực hoạt động TKKT 13 2.1.3 Năng lực xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học Kĩ thuật Điện tử a) Yêu cầu xây dựng sử dụng toán TKKT SV ngành SPCN Việc sử dụng tốn TKKT khơng có ý nghĩa phát triển SV NLKT nói chung, TDKT nói riêng mà vấn đề tốn TKKT cần dạy cho SV để họ có lực cần thiết để tự xây dựng sử dụng toán hoạt động nghề nghiệp tương lai b) Năng lực xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật giảng viên giảng dạy KTĐT Thực tế, đội ngũ GV nghiên cứu, giảng dạy KTĐT sở đào tạo chuyên ngành kĩ thuật, Sư phạm Kĩ thuật Công nghệ (chuyên gia khảo sát, vấn trực tiếp) người có trình độ chun mơn cao, có kinh nghiệm giảng dạy lý thuyết, thực hành kinh nghiệm thực tiễn Với chuyên gia vấn khảng định, trước vấn đề cụ thể KTĐT, họ đưa phương án giải cách nhanh chóng xác Nhưng cần nghiên cứu cách khái quát, có hệ thống dạng BTKT, cụ thể toán TKKT để có sở, phương pháp luận cho việc tự xây dựng triển khai sử dụng toán TKKT dạy học 2.1.4 Đề xuất số nội dung dạy học KTĐT triển khai tốn thiết kế kĩ thuật Trên sở lí luận xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học Trên sở phân tích chương trình, mục tiêu, giáo trình, tài liệu giảng dạy đặc điểm trình dạy học KTĐT Tham chiếu tới nội dung dạy học KTĐT TKKT giáo dục Công nghệ phổ thông Đề tài đề xuất số nội dung dạy học KTĐT xây dựng sử dụng toán TKKT bao gồm: linh kiện điện tử nguồn chiều; mạch điện tử khuếch đại; kĩ thuật xung; mạch tổ hợp; mạch dãy 2.2 XÂY DỰNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT DÙNG TRONG DẠY HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ Dựa kết nghiên cứu lí luận thực tiễn tốn TKKT Đề tài tiến hành đề xuất xây dựng số toán TKKT dạy học KTĐT Dưới số ví dụ minh họa 2.2.1 Xây dựng toán thiết kế đáp ứng Dạng toán thường dựa sản phẩm (mạch điện, thiết bị điện tử) giải pháp thiết kế tổng qt có Bài tốn đặt yêu cầu điều chỉnh phương án tìm kiếm phương án thực giải pháp nhằm mở rộng phạm vi, 14 điều kiện sử dụng sản phẩm Cũng chuyển đổi thiết kế (hốn cải, chuyển loại) cho mục đích sử dụng nhu cầu Bài toán số 1: Thiết kế mạch điện ứng dụng khuếch đại thuật tốn Với mục đích thiết kế cảm biến nhịp thở phục vụ cho việc chăm sóc người bệnh mắc COVID-19 nhà Hình 2.1 Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch điện cảm biến nhịp thở Hãy thiết kế mạch điện cảm biến nhịp thở sử dụng mạch điện cảm biến áp suất đáp ứng yêu cầu: b) Phần hiển thị sử dụng led đơn, led nháy theo chu kỳ nhịp thở c) Loại bỏ nhiễu, dải đo từ 10 – 100 nhịp thở/ phút Bài toán số 2: Thiết kế đếm Trong nhà máy tự động thường sử dụng băng chuyền làm nhiệm vụ vận chuyển, đếm, phân loại đóng gói sản phẩm Cho hệ thống băng chuyền đếm đóng gói sản phẩm hình Hình 2.2 Bài toán thiết kế đếm sản phẩm băng chuyền Bộ đếm có nhiệm vụ đếm 16 sản phẩm sau ngừng lại để đóng gói, nhiên nhu cầu, cần điều chỉnh số lượng sản phẩm lần đóng gói 10 sản phẩm Hãy thiết kế đếm để đáp ứng nhu cầu đặt ra, cụ thể - Cứ chu kỳ đếm đủ 10 sản phẩm, dây chuyền tạm dừng chuyển sang đóng gói - Đèn báo dây chuyền chuyển sang đóng gói tắt có tín hiệu reset từ điều khiển 2.2.2 Xây dựng toán thiết kế cải tiến Bài toán thường sản phẩm, mạch điện tử với giải pháp thiết kế có hạn chế vài thơng số hay tính cần phải cải thiện Bài tốn số 3: Thiết kế nguồn chiều Người dùng có nhu cầu thiết kế mạch điện sạc cho điện thoại di động hỏng có thơng số kĩ thuật Hình 2.8 15 Hình 2.3 Thơng số kĩ thuật ghi sạc điện thoại Mạch nguồn chiều bao gồm khối: hạ áp – chỉnh lưu - ổn áp (thường họ ổn áp 78XX) Hãy thiết kế mạch điện sạc cho điện thoại di động đáp ứng yêu cầu Bài toán số 4: Thiết kế mạch điện phân loại sản phẩm Trong nhà máy tự động thường sử dụng băng chuyền làm nhiệm vụ vận chuyển, đếm, phân loại sản phẩm Cho hệ thống băng chuyền phân loại sản phẩm sau Hình 2.4 Mơ tả tốn thiết kế số Thiết kế mạch điện phân loại sản phẩm A, B, C theo nguyên tắc Nếu sản phẩm A – thẳng, B gạt vào thùng chứa B định trước tương tự với C 2.2.3 Xây dựng toán thiết kế lựa chọn Bài toán số 5: Thiết kế máy rửa tay khử khuẩn Hình 2.5 Sơ đồ lắp đặt mạch điện máy rửa tay không tiếp xúc Một mạch điện cho máy rửa tay bao gồm: cảm biến không tiếp xúc, mạch điều khiển máy bơm dung dịch Lựa chọn mạch điện mô đun có sẵn, thiết kế lắp đặt mạch điện cho máy rửa tay nêu 2.3 SỬ DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.3.1 Sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học 16 Trong dạy học, SV đóng vai trị người giải tốn; để tìm lời giải người học cần vận dụng kiến thức, kĩ hiểu biết thân xung quanh vấn đề toán đặt Do vậy, toán TKKT thường toán vận dụng cách sáng tạo kiến thức, kĩ vào giải vấn đề Bài toán thường dùng khâu làm tập, luyện tập, thực hành; vận dụng, mở rộng kiến thức Dựa khung nghiên cứu lí luận, bước sử dụng toán TKKT bao gồm bước: chuẩn bị - thực – rút kinh nghiệm Trong trình thực hiện, qui trình TKKT sử dụng để hướng dẫn người học giải toán Qui trình bao gồm: Xác định vấn đề - nghiên cứu vấn đề, đề xuất phương án – lựa chọn phương án – thực phương án – đánh giá, điều chỉnh thiết kế 2.3.2 Sử dụng thiết kế kĩ thuật kiểm tra đánh giá Để đánh giá mức độ phát triển TDKT người học, tập trung đánh giá biểu phát triển TDKT đề xuất tiểu mục 1.3.4.2 Việc đánh giá mức độ phát triển TDKT việc không dễ dàng, GV cần đầu tư thời gian công sức để xây dựng lựa chọn sử dụng tốn đảm bảo tính khoa học khả thi Kết luận chương Qua nghiên cứu chương trình, đặc điểm, điều kiện nội dung dạy học KTĐT chương trình đào tạo giáo viên ngành SPCN; vận dụng quy trình xây dựng sử dụng tốn TKKT đề xuất để tiến hành xây dựng sử dụng tốn TKKT, rút số nhận định sau: Đặc điểm nội dung kiến thức q trình dạy học KTĐT có nhiều điều kiện thuận lợi để xây dựng sử dụng tốn TKKT Nhiều nội dung kiến thức cấu trúc dạng toán TKKT nhằm phát triển lực TKKT TDKT cho người học Tùy thuộc vào mục tiêu, đặc điểm dạy học trình độ SV, GV lựa chọn xây dựng dạng toán TKKT cho phù hợp Khi sử dụng, tốn TKKT triển khai dạng chủ đề dạy học (hoặc học) hoạt động tiến trình dạy học Có tương đồng đặc điểm, cấu trúc trình giải vấn đề (nhận thức) với tiến trình dạy học qui trình giải tốn TKKT Vì vậy, cấu trúc giáo án dạy học (hoặc chủ đề dạy học, hoạt động học) triển khai theo qui trình năm bước giải toán TKKT Khi kiểm tra đánh giá người học xây dựng sử dụng toán TKKT để kiểm tra đánh giá người học cần trọng đánh giá biểu phát triển TDKT, NLKT nói chung lực TKKT nói riêng 17 Việc xây dựng sử dụng tốn TKKT dạy học địi hỏi GV phải nâng cao lực chuyên môn, nghiệp vụ kĩ cần thiết để gải vấn đề kĩ thuật Thường xuyên cập nhật công nghệ mới, đầu tư thời gian công sức để tự xây dựng toán TKKT phù hợp với mục tiêu, nội dung chương trình đào tạo đặc thù sở đào tạo Chương 3: KIỂM NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ 3.1 MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG KIỂM NGHIỆM 3.1.1 Mục đích kiểm nghiệm - Kiểm tra đánh giá thực với mục đích kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học luận án - Đánh giá tính khả thi hiệu việc sử dụng toán TKKT phát triển lực TKKT TDKT người học 3.1.2 Nhiệm vụ kiểm nghiệm - Lựa chọn nội dung cụ thể phương pháp kiểm nghiệm phù hợp để đánh giá xác tính hiệu khả thi việc áp dụng toán TKKT nhằm phát triển lực TKKT, TDKT cho SV Chọn đối tượng để tổ chức kiểm nghiệm - Tiến hành kiểm nghiệm số dạng toán thiết kế với chủ đề kế hoạch dạy học tương ứng - Xử lí, phân tích, đánh giá kết kiểm nghiệm để chứng minh tính khả thi việc phát triển lực TKKT cho SV thông qua khảng định tính khả thi hiệu toán TKKT dạy học KTĐT 3.1.3 Đối tượng kiểm nghiệm - Đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm: Đối tượng kiểm nghiệm SV ngành SPCN khoa Sư phạm kĩ thuật - trường Đại học Sư phạm Hà Nội Quá trình thực nghiệm sư phạm thực qua ba vòng kiểm nghiệm TT Lớp Số SV Nơi TN Khoa Sư phạm Kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội TN 48 ĐC 49 - Đối tượng phương pháp chuyên gia: Các chuyên gia vấn, hỏi xin ý kiến GV có trình độ chun mơn, kinh nghiệm giảng dạy điện tử số trường đại học, cao đẳng nhà khoa học lĩnh vực Giáo dục kĩ thuật 18 3.1.4 Phương pháp kiểm nghiệm Kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học phương pháp thực nghiệm sư phạm phương pháp chuyên gia, cụ thể sau: - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Xây dựng lớp thực nghiệm lớp đối chứng để so sánh kết tác động việc sử dụng toán TKKT theo hướng hướng phát triển TDKT cho SV Phân tích kết thực nghiệm sư phạm mặt định tính định lượng để đánh giá tính khả thi hiệu việc sử dụng toán TKKT đề tài xây dựng - Phương pháp chuyên gia: Thu thập thông tin khoa học, đánh giá sở lí luận thực tiễn đề tài hiệu việc áp dụng toán TKKT theo định hướng phát triển TDKT cho SV thông qua hội đồng xemina, qua vấn điều tra phiếu hỏi 3.2 KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ QUA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.2.1 Nội dung kiểm nghiệm Quá trình thực nghiệm triển khai môn Công nghệ điện – Điện tử, khoa Sư phạm Kĩ thuật – trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nội dung thực nghiệm bao gồm: Vịng Nội dung Giáo án TN Hình thức Hợp phần dạy học lấy mẫu môn học Mạch điện tử Nguồn Chấm điểm Điện tử tương tự tương tự chiều kiểm tra (Đề Kĩ thuật Điện tử kiểm tra số 1) Bộ đếm nhị phân Chấm điểm Điện tử số - Kĩ Mạch dãy (Giáo án số 2) kiểm tra (Đề thuật Điện tử kiểm tra số 2) Dự án thiết Dự án cuối khóa Thu thập biểu Thực hành Kĩ kế mạch điện (Cuộc thi thiết kế người học thuật Điện – Điện tử robot SUMO) tử Bảng 3.1 Nội dung kiểm nghiệm sư phạm - Khảo sát trình độ người học để lựa chọn lớp thực nghiệm (TN) lớp đối chứng (ĐC) cho hai lớp có trình độ tương đương - Biên giáo án tổ chức dạy học cho lớp TN ĐC - Biên soạn đề kiểm tra, đáp án, thang điểm dùng cho hai lớp ĐC TN Các lớp đối chứng thực nghiệm có chế độ kiểm tra, đánh giá giống nội dung, số kiểm tra biểu điểm - Thu thập xử lí số liệu để đánh giá tác động sư phạm toán TKKT 19 3.2.2 Qui trình thực 3.2.2.1 Lập kế hoạch Thu thập thông tin điều kiện cần thiết cho trình thực nghiệm; trao đổi với GV tham gia giảng dạy TN số vấn đề: - Lựa chọn nội dung, giáo án thực nghiệm sư phạm Giống khác tiến trình dạy học lớp TN với dạy học thông thường lớp ĐC - Cùng với GV thực nghiệm phân tích nội dung dạy TN sư phạm, lập kế hoạch tổ chức TN, sử dụng lớp TN lớp ĐC có trình độ số lượng SV tương đương 3.2.2.2 Tổ chức thực nghiệm - Triển khai dạy học hai lớp ĐC TN Sau dạy thứ có rút kinh nghiệm cho thứ hai Riêng với lớp thực nghiệm đánh giá hứng thú học tập, khả vận dụng kiến thức giải toán người học hai dạy - Sau kết thúc hai dạy, tổ chức kiểm tra đánh giá kết hai lớp Xử lí kết hai lớp ĐC TN toán thống kê để đánh giá hiệu việc sử dụng toán TKKT lớp TN - Trên kết thu qua đợt TN, tiến hành hoàn thiện qui trình xây dựng sử dụng tốn, qui trình giải tốn hồn thiện tốn xây dựng 3.2.2.3 Đánh giá kết thực nghiệm Thu thập thông tin cho đánh giá thực nghiệm: Quan sát, đánh giá sản phẩm; lấy ý kiến nhận xét GV, SV 3.2.3 Kết kiểm nghiệm đánh giá 3.2.3.1 Kết đánh giá định tính Nhìn chung tốn đề xuất đảm bảo tính vừa sức, khả thi có tác động sư phạm tích cực dạy học - Các giáo án sau bổ sung tốn TKKT có tác động tích cực, giúp tạo hứng thú học người học - Người học phát triển TDKT - Sau giảng, nhờ áp dụng qui trình sử dụng tốn TKKT, giáo viên tự hồn thiện nội dung giáo án, nội dung toán TKKT xây dựng 3.2.3.2 Kết đánh giá định lượng Phân tích, trực quan hóa liệu điểm kiểm tra hai vòng kiểm nghiệm đánh giá định lượng 20 40% 30% 20% 10% 0% 150% 100% 50% 0% 10 10 TN1 TN1 ĐC1 ĐC1 a) Đồ thị tần suất b) Đồ thị tần suất hội tụ tiến Hình 3.1 Đường tần suất tần suất hội tụ tiến hai lớp ĐC TN vòng 40% 150% 100% 20% 50% 0% 10 TN2 ĐC2 0% 10 TN2 ĐC2 a) Đồ thị tần suất b) Đồ thị tần suất hội tụ tiến Hình 3.2 Đường tần suất tần suất hội tụ tiến hai lớp ĐC TN vòng Căn vào kết xử lí số liệu theo phương pháp thống kê tốn học cho thấy kết học tập lớp TN cao lớp ĐC, cụ thể sau: Vòng 1: Điểm trung bình lớp TN1 cao lớp ĐC1 (lớp TN1= 6,5; lớp ĐC1 = 4,7) Phương sai lớp TN1 (1,45) nhỏ phương sai lớp ĐC1 (2,36), kết luận phân tán kiến thức quanh điểm trung bình cộng lớp TN1 nhỏ Vịng 2: Điểm trung bình lớp TN2 cao lớp ĐC2 (lớp TN2 = 7,2; lớp ĐC2 = 4,8) Phương sai lớp TN2 (1,66) nhỏ phương sai lớp ĐC2 (3,03), kết luận phân tán kiến thức quanh điểm trung bình cộng TN2 nghiệm nhỏ Đánh giá chung: Qua đường tần suất nhận thấy tỷ lệ người học đạt điểm kiểm tra lớp TN cao lớp ĐC Do yếu tố sư phạm loại trừ, nên nhận xét rằng, có tác động tích cực việc sử dụng tốn TKKT người học, khảng định sau thực nghiệm, SV phát triển NLKT TDKT trình dạy học KTĐT 3.3 KIỆM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUYÊN GIA 3.3.1 Nội dung tiến trình thực Nội dung tiến trình thực phương pháp chuyên gia sau: - Lập danh mục biên soạn số toán TKKT lời giải dùng dạy học KTĐT; - Lập qui trình hướng dẫn xây dựng tốn TKKT(Tóm tắt nội dung mục 21 1.3.2) - Lập hướng dẫn sử dụng toán TKKT dạy học - Lập qui trình giải tốn TKKT người học - Soạn phiếu hỏi ý kiến chuyên gia Tương tự với phương pháp thực nghiệm sư phạm, dựa kết thu tiến hành hồn thiện qui trình xây dựng sử dụng tốn, qui trình giải tốn hồn thiện tốn xây dựng 3.3.3 Kết kiểm nghiệm đánh giá 3.3.3.1 Đánh giá định tính - Các tốn TKKT biên soạn phù hợp với nội dung số học phần Kĩ thuật điện tử chương trình đào tạo giáo viên Cơng nghệ - Các tốn TKKT sử dụng q trình dạy học có hiệu rõ ràng việc tạo hứng thú học tập cho người học - Qui trình giải tốn TKKT có tính tổng qt cao, phù hợp áp dụng nhiều đối tượng học kĩ thuật - Quá trình xây dựng tốn cơng phu địi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian công sức công tác chuẩn bị trước lên lớp - Q trình sử dụng tốn TKKT giúp giáo viên hoàn thiện nội dụng giảng dạy giáo án đòi hỏi giáo viên nâng cao lực thiết kế, kĩ thực hành đặc biệt lực giải vấn đề 3.3.3.2 Đánh giá định lượng Kết đánh giá định lượng tổng hợp từ phiếu điều tra Từ kết tổng hợp, rút số kết luận sau: - Các qui trình xây dựng, qui trình giải, qui trình sử dụng tốn TKKT q trình dạy học KTĐT chương trình đào tạo giáo viên Cơng nghệ đảm bảo tính khoa học khả thi Việc sử dụng toán TKKT đem lại hiệu tích cực dạy học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học - Việc sử dụng toán TKKT không tạo hứng thú cho người học mà giúp người học phát triển TDKT, lực TKKT kĩ giải vấn đề, áp dụng kiến thức môn học vào thực tiễn sống - Các qui trình vận dụng trình dạy học số học phần khác chương trình đào tạo Kĩ thuật điện, Kĩ thuật khí Cùng với kết thu từ thực nghiệm sư phạm, ý kiến góp ý chuyên gia giúp tác giả hoàn thiện qui trình xây dựng, qui trình giải, qui trình sử dụng toán toán TKKT xây dựng Kết luận Chương 22 Qua kết kiểm nghiệm qui trình đề xuất tốn TKKT xây dựng, thông qua hai phương pháp kiểm nghiệm phương pháp TN sư phạm phương pháp chuyên gia, rút số kết luận sau: Dạy học KTĐT có sử dụng tốn TKKT giúp SV hứng thú học tập tiếp thu kiến thức tốt hơn, qua cải thiện kết học tập Đánh giá biểu cho thấy, tốn góp phần cải thiện kĩ thiết kế, hình thành phát triển lực giải vấn đề người học Các dấu hiệu biểu phát triển NLKT nói chung, TDKT tư thiết kế nói riêng rõ ràng Điều lần khảng định, toán TKKT hướng đổi phương pháp dạy kĩ thuật học hiệu quả, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Để toán TKKT phát huy tốt hiệu dạy học đòi hỏi GV cần phải đầu tư thời gian công sức để nắm vững vấn đề toán Cũng cần thay đổi tư phương pháp, hình thức tổ chức dạy học kèm đánh giá người học Thực nghiệm qua dự án thiết kế (Capstone project) nhận thấy, SV hứng thú thể sáng tạo nhiều tiếp cận với tốn có tính vừa sức, hướng vào thực tiễn, có thực hành địi hỏi nhiều kĩ năng; có khơng gian khuyến khích để người học thể yếu tố sáng tạo cá nhân Từ kết kiểm nghiệm TN sư phạm đặc biệt phương pháp chuyên gia khảng định: Lí luận chung tốn; qui trình xây dựng, sử dụng tốn; tốn TKKT đề xuất qui trình bước trình tổ chức hướng dẫn người học giải tốn hợp lý, khả thi góp phần nâng cao hiệu dạy học KTĐT Tuy số lượng chuyên gia tham khảo ý kiến chưa nhiều, song kết hợp với kết TN sư phạm cho thấy hướng nghiên cứu đề tài đắn, giả thuyết khoa học đề tài chứng minh thuyết phục, đề xuất đề tài đa số chuyên gia GV tham gia TN đồng tình đánh giá cao KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Với mục đích xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học nhằm giúp người học phát triển TDKT, NLKT, cụ thể lực TKKT (đã định hình yêu cầu chuẩn đầu chương trình đào tạo SPCN) qua nâng cao chất lượng dạy học Đề tài nghiên cứu “Xây dựng sử dụng toán thiết kế kĩ thuật dạy học Kĩ thuật Điện tử cho sinh viên ngành Sư phạm Cơng nghệ” góp phần giải tốt nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra, cụ thể là: Trên sở kết nghiên cứu lí luận BTKT, đề tài làm rõ khái niệm toán TKKT; đặc điểm, cấu trúc phân loại toán TKKT 23 Đề xuất kiểm nghiệm qui trình, gồm qui trình ba bước xây dựng tốn TKKT: phác thảo toán, thiết kế thử nghiệm, xây dựng nội dung tốn hồn chỉnh; tiến trình sử dụng tốn gồm ba bước: chuẩn bị, thực hiện, rút kinh nghiệm Qui trình hướng dẫn học sinh giải tốn theo qui trình năm bước qui trình TKKT Cấu trúc toán gồm bốn thành tố: vấn đề - kiện – yêu cầu bối cảnh Qua kết kiểm nghiệm cho thấy, qui trình cấu trúc đề xuất khoa học, khả thi đem lại hiệu Đề tài tiến hành nghiên cứu, khảo sát đánh giá thực trạng việc dạy học nội dung KTĐT góc độ sử dụng toán TKKT Kết cho thấy, việc triển khai xây dựng sử dụng toán TKKT dạy học KTĐT cho sinh viên ngành SPCN cần thiết, có tính khả thi Kết nghiên cứu mục tiêu chương trình đào tạo, nội dung số học phần KTĐT cho thấy: Nội dung, đặc điểm trình dạy học KTĐT phù hợp có nhiều điểm thuận lợi để xây dựng sử dụng tốn TKKT Vận dụng qui trình đề xuất, đề tài xây dựng số toán TKKT đặc trưng, sử dụng dạy học KTĐT Kiểm nghiệm đánh giá vai trò, tác động toán tới SV dạy học KTĐT nhiều phương pháp hình thức khác Coi trọng đánh giá trình biểu tiến người học Từ kết kiểm nghiệm khẳng định hiệu toán TKKT việc phát triển lực TKKT TDKT cho SV; góp phần nâng cao chất lượng dạy học KTĐT Các qui trình xây dựng, sử dụng cấu trúc toán TKKT vận dụng dạy học nội dung thuộc chuyên môn kĩ thuật khác Đồng thời, kết nghiên cứu sử dụng hoạt động giáo dục kĩ thuật khác như: thi sáng tạo khoa học kĩ thuật, trò chơi kĩ thuật, hoạt động trải nghiệm thiết kế kĩ thuật, v.v Với hệ thống lí luận tốn nhận thức, BTKT khảng định nhiều nghiên cứu, bao gồm nghiên cứu hàm lâm kinh điển hay nghiên cứu định hướng ứng dụng thực tiễn dạy học kĩ thuật Đề tài chọn hướng nghiên cứu toán TKKT, dạng BTKT triển khai ứng dụng dạy học KTĐT Với kết nghiên cứu trình bày phương pháp kiểm nghiệm thực Có thể lần khảng định, tốn TKKT đóng vai trị quan trọng biện pháp khả thi, hiệu để phát triển NLKT TDKT người học Bài toán TKKT tác động đến tâm phong cách học tập SV Các nội dung dạy học KTĐT góc độ tốn TKKT tạo nên hứng thú, kích thích TDST; biến nhiệm vụ học tập trở thành nhu cầu tìm hiểu tự nhiên người học Khuyến nghị 24 Qua trình nghiên cứu toán TKKT, tác giả đề xuất số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học sau: Đối tượng kĩ thuật sản phẩm kĩ thuật vô phong phú Trong dạy học, GV điều chỉnh, bổ sung nội dung toán TKKT xây dựng cho phù hợp với điều kiện cụ thể Tiếp tục nghiên cứu xây dựng nhằm có hệ thống tốn TKKT hồn chỉnh phục vụ hiệu trình dạy học KTĐT môn học kĩ thuật khác Triển khai hoạt động sinh hoạt chuyên môn, nghiên cứu nội dung, chương trình đào tạo, nhằm định hướng xây dựng sử dụng tốn TKKT có hiệu Kết nghiên cứu lí luận tốn TKKT sản phẩm luận án áp dụng cho số hoạt động giáo dục khác như: tập lớn, đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp, thi sáng tạo khoa học kĩ thuật, v.v Bài tốn đơn giản hóa số khâu, số qui trình để sử dụng giáo dục Công nghệ phổ thông nhằm phát triển lực TKKT cho học sinh 25 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Đặng Minh Đức, Vũ Thị Ngọc Thúy, Điều khiển Robot bám đối tượng sử dụng thư viện OpenCV hệ điều hành Android, 2017, Tạp chí giáo dục; số đặc biệt tháng 06/2017 Đồng tác giả (2018), Dạy học môn Công Nghệ theo định hướng phát triển lực, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội Lê Xuân Quang, Đặng Minh Đức, Vũ Thị Ngọc Thúy, 2019; Thiết kế thiết bị điện tử hỗ trợ giáo dục STEM; Tạp chí giáo dục; 2019; số 467, 56-61 Dang Minh Duc, Vu Thi Ngoc Thuy, Le Huy Hoang, Le Xuan Quang, Nguyen Hoai Nam, Nguyen Trong Khanh; Engineering Experience at University: A Prospective Way to Foster STEM Education for Secondary School in Vietnam; ILITE; 2019; 675-697; HTQT Đặng Minh Đức, Xây dựng toán thiết kế kĩ thuật dạy học nhằm phát triển lực thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ, 2022, Tạp chí giáo dục; số đặc biệt 7, tháng 06/2022 Đặng Minh Đức, Dạy học phát triển lực thiết kế kĩ thuật dựa qui trình thiết kế kĩ thuật cho sinh viên ngành Sư phạm Cơng nghệ, Tạp chí thiết bị giáo dục, 2022, số 271 kỳ tháng 8, 107 – 109