Dạy học theo hướng quy nạp là cho người học quan sát thực tế tình huống chứa nội dung cần giảng dạy (thông qua mô hình, vật thật, phần mềm mô phỏng, các trò chơi...), đưa ra các ví dụ[r]
(1)VJE Tạp chí Giáo dục, Số 441 (Kì - 11/2018), tr 53-57
53
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY HỌC PHẦN VẼ KĨ THUẬT THÔNG QUA TRẢI NGHIỆM THEO VÒNG QUY NẠP
CHO SINH VIÊN CAO ĐẲNG NGÀNH CƠ KHÍ
Trần Văn Việt - Nghiên cứu sinh Viện Sư phạm kĩ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Ngày nhận bài: 15/08/2018; ngày sửa chữa: 30/08/2018; ngày duyệt đăng: 24/09/2018
Abstract: This article introduces teaching technology, teaching methods including ICT, teaching focus on learner, learning by experience, inductive learning in order to teach technical basic subject The application of ICT and the innovation of teaching theories to design lessons of technical drawing subject through inductive cycle learning for Mechanical college students
Keywords: Lesson design, inductive cycle, methodology experience, participatory approach, engineering draw
1 Mở đầu
Sự phát triển công nghệ thông tin (ICT) tiến lí luận dạy học góp phần thay đổi phương pháp dạy học ngành Cơ khí nói chung học phần Vẽ kĩ thuật nói riêng Công nghệ thông tin tạo môi trường học tập mang tính tương tác cao thay phương pháp dạy học truyền thống “thầy đọc - trị chép”, qua người học trải nghiệm khám phá tìm tòi kiến thức Vẽ kĩ thuật học phần sở kĩ thuật có tính bắc cầu học phần khoa học (Hình học Giải tích, ) với học phần sở kĩ thuật khác (Cơ học máy hay Cơ sở thiết kế máy, ) môn công nghệ (Cơng nghệ chế tạo máy, ) Vì thế, học phần xây dựng sở lí luận khoa học sở thực tiễn công nghệ
Vẽ kĩ thuật môn học nghiên cứu cách biểu diễn khơng gian hình học mơ hình hình học có số chiều thấp hơn, dùng hình biểu diễn để nghiên cứu không gian ban đầu Trong thực tế kĩ thuật, vẽ kĩ thuật biểu diễn đối tượng hình học, khơng gian Ơclit ba chiều mơ hình hai chiều, hình chiếu vng góc theo phương pháp Mơngiơ, hình chiếu trục đo, hình chiếu phối cảnh,
Học phần Vẽ kĩ thuật ứng dụng nguyên tắc kết dựng hình, biểu diễn đối tượng hình học hình họa họa hình vào việc tạo dựng vẽ kĩ thuật Người thiết kế sử dụng vẽ kĩ thuật để thông báo cho cách đầy đủ, xác hình dạng, kích thước, sản phẩm thiết kế, người thi cơng theo vẽ tiến hành tạo dựng sản phẩm ý đồ người thiết kế
Bài viết trình bày kết nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin tiến lí luận dạy học việc thiết kế kịch kế hoạch sư phạm để thiết kế
các học theo vòng quy nạp học phần Vẽ kĩ thuật cho sinh viên (SV) ngành Cơ khí trường cao đẳng
2 Nội dung nghiên cứu
2.1 Mơ hình mơ hình hóa 2.1.1 Mơ hình
Mơ hình theo nghĩa chung hiểu thể thực thể khái niệm theo cách tiếp cận xác định, số thuộc tính quan hệ tiêu biểu đối tượng (gọi nguyên hình) nhằm hai, hai mục đích nhận thức sau: - Làm đối tượng quan sát (nhận dạng) thay cho nguyên hình; - Làm đối tượng nghiên cứu (thực nghiệm hay suy diễn) nguyên hình
Ví dụ: mơ hình máy bay thí nghiệm khí động lực học; vẽ thiết kế vẽ chế tạo chi tiết máy vẽ kĩ thuật; mơ hình đại số mệnh đề đại số tập hợp, Đại số Boole; mô hình hình học cầu Hình học Riemann (nghĩa hẹp); mơ hình tốn kinh tế Theo cách hiểu nơm na, “mơ hình sản phẩm ý tưởng bắt chước”, phân biệt hai loại: mơ hình diễn họa (descriptive model) bắt chước hay thể đối tượng khác số thuộc tính quan hệ tiêu biểu, mơ hình địa cầu, mơ hình máy bay, mơ hình chuẩn mực (normative model) hay mơ hình platon (là mẫu quy chiếu, tức làm mẫu cho đối tượng khác bắt chước hay thể hiện, mơ hình làng văn hóa Việt Nam, ) 2.1.2 Mơ hình hóa
Biểu diễn đối tượng nghiên cứu mơ hình tương ứng theo cách tiếp cận gọi mơ hình hóa đối tượng theo cách tiếp cận
2.2 Mô công nghệ mô 2.2.1 Mô
(2)VJE Tạp chí Giáo dục, Số 441 (Kì - 11/2018), tr 53-57
54 phần mềm Solidworks thiết kế truyền đai mô nguyên lí làm việc) Quan sát điều khiển mặc định thí nghiệm nói chung với mơ phát biểu tường minh muốn nhấn mạnh ý sau đây: - Định nghĩa khái quát thuật ngữ mô thực khơng khác cách hiểu nơm na cách làm tự nhiên bắt chước khác; - Mơi trường mơ máy tính tạo (mơi trường ảo) để tạo cảm giác “như thật” thường có mức độ khác quan sát được: nhìn - nghe, nhìn - nghe - chạm, điều khiển được; tương tác ảo có thật tưởng tượng sử dụng để tạo tình thử - sai nghiên cứu
2.2.2 Công nghệ mơ
Những khái niệm mơ hình, mơ lí thuyết mơ hình hóa nội dung hệ thống tri thức nhận dạng, nghiên cứu ứng dụng mô thực tế khoa học, cơng nghệ, tức lí luận mơ Gắn liền với lí luận mơ công nghệ mô phỏng, xây dựng tương tự công nghệ quen biết khác Công nghệ mô hệ thống phương tiện, phương pháp kĩ xây dựng mơ hình cho đối tượng nhận thức tiến hành thí nghiệm cần thiết mơ hình để qua nhận dạng thuộc tính quy luật vận động đối tượng cho
Như vậy, nhờ có cơng nghệ thơng tin, giảng viên (GV) thiết kế nhiều phương tiện dạy học (phần mềm thiết kế, mô giống mơi trường thực tế) qua giúp SV có nhiều hội quan sát, tương tác, thực
hành ảo, trình học tập Quá trình học tập hội trải nghiệm, khám phá, tìm tịi kiến thức 2.3 Học tập qua trải nghiệm
Học tập qua trải nghiệm cách học trọng việc thực hành, trải nghiệm Quan niệm việc học trình tạo tri thức sở trải nghiệm thực tế, dựa đánh giá, phân tích kinh nghiệm, kiến thức sẵn có Học thuyết gắn liền với David Kolb (1939) nhà tâm lí học, giáo dục học John Dewey, Kurt Lewin, Jean Piaget, Lev Vygotsky, 2.4 Khái niệm quy trình dạy học theo hướng quy nạp
Dạy học theo hướng quy nạp cách dạy học theo hướng khám phá tri thức Phương pháp dạy học phát huy tính tích cực học tập SV, giúp người học có hội để phân tích, khái qt hóa, trừu tượng hóa vật tượng
Dạy học theo hướng quy nạp tức GV đưa yêu cầu, tình dạy học, hướng dẫn để SV phân tích kiến thức riêng (như trải nghiệm mơi trường ảo, mơ hình, vật thật, hình vẽ, tranh, ảnh ), so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa để tìm dấu hiệu chất đặc trưng kiến thức Từ đó, SV phát hiểu tường minh vấn đề
Dạy học theo hướng quy nạp cho người học quan sát thực tế tình chứa nội dung cần giảng dạy (thông qua mô hình, vật thật, phần mềm mơ phỏng, trị chơi ), đưa ví dụ sau đặt câu hỏi, thảo luận dẫn dắt tổng kết kết mà người học quan sát, thảo luận, trải nghiệm sau GV đưa nội dung cần giảng dạy
QUY TRÌNH DẠY HỌC THEO HƯỚNG QUY NẠP
H
oạ
t đ
ộn
g
củ
a
S
V
H
oạ
t đ
ộn
g
củ
a
G
V
3 Giải thích thắc mắc phát
hiện, tìm tịi
5 Phân tích phát hiện, tìm tịi
bổ sung Thảo luận, phân tích,
phát hiện, tìm tịi
6 Nội dung giảng dạy
Không
4 Đưa kết luận Tình
chứa nội dung 1,2,3
(3)VJE Tạp chí Giáo dục, Số 441 (Kì - 11/2018), tr 53-57
55 Một số đặc điểm: - Dạy học theo hướng quy nạp nhằm dẫn dắt người học phân tích tri thức riêng lẻ sau khái qt thành tri thức chung có tính quy luật; - Dạy học theo hướng quy nạp phương pháp cho phép người học đưa suy nghĩ, ý tưởng, khám phá tri thức thông qua hướng dẫn, tổ chức người dạy; - Dạy học theo hướng quy nạp kích thích tị mị, hứng thú học tập người học đưa vào tình dạy học xác định, tham gia trải nghiệm số môi trường ảo ; - Thông qua dạy học theo hướng quy nạp, SV không lĩnh hội tri thức mà cịn học cách phân tích, tư duy, học phương pháp học, cách giải vấn đề
Như vậy, dạy học theo cách này, người học tự lực, tích cực tìm tịi, phân tích khám phá tri thức cho thân Để phát huy hết hiệu quy nạp, GV sử dụng quy nạp kết hợp nhiều phương pháp dạy học tích cực khác phương pháp thảo luận nhóm, phương pháp dạy học nêu vấn đề, sử dụng trường hợp điển hình dạy học (xem sơ đồ 1 trang trước)
2.5 Các bước học theo vòng quy nạp
Dựa theo quy trình dạy học theo hướng quy nạp bước học tập qua trải nghiệm David Kolb, đề xuất bước học theo vòng quy nạp sau (xem sơ đồ 2):
Sơ đồ Vòng quy nạp
- Bước 1: Tích lũy kiện Bước nàygiúp SV nghe, nhìn, cảm nhận, nhớ lại hồn cảnh, tình huống, kinh nghiệm đặc biệt nhờ có phương tiện giúp SV thực hành, thử sai (thực tế môi trường ảo) liên quan đến điều cần học Người học khám phá thông tin nhờ tham gia vào hoạt động Nói cách khác, bước hoạt động
Các hoạt động thường dùng: đưa câu hỏi thảo luận nhóm; tập cho nhóm; sắm vai; trị chơi, truyện kể, kịch; thăm thực địa; thực hành, thử sai (trong môi trường ảo)
GV tổ chức hoạt động cách giới thiệu mục tiêu, hướng dẫn rõ ràng quy định hoạt động, nội dung thực hành (thử sai), nên yêu cầu thời gian quan sát cách SV tiến hành hoạt động Nếu hoạt động tiến hành theo nhóm nhỏ phải SV hiểu rõ cơng việc mà nhóm phải làm biết cách tổ chức nhóm: bầu nhóm trưởng, thư kí, người trình bày
Bước 2: Trừu xuất (khái quát hoá cho kiện) Trong bước này, SV suy kết thảo luận, thực hành, thử sai bước để xác định xem khái niệm, học rút
Những hoạt động thường áp dụng: thảo luận nhóm lớn để tổng hợp; thuyết trình tóm tắt ý
GV có vai trị giống người dạy phương pháp giảng dạy truyền thống, GV cần am hiểu chủ đề, kết hướng dẫn có nguồn tham khảo đáng tin cậy Điều khơng có nghĩa người hướng dẫn phải chủ động trả lời tất câu hỏi nêu mà nên hướng dẫn để SV tự tìm câu trả lời cách: cung cấp nội dung tóm tắt cho SV; hướng dẫn SV tới nội dung cần xây dựng câu hỏi
- Bước 3: Trừu xuất (khái quát hố lí thuyết hồn chỉnh). Trong bước này, SV đưa kết hoàn chỉnh thảo luận, thực hành thử sai bước để xác định xem khái niệm, học rút
Vai trò GV người đưa kết luận phát biểu kết luận thành định nghĩa, khái niệm, học kinh nghiệm nội dung cần giảng dạy
Bước 4: Áp dụng/Thử nghiệm Để giúp SV thấy học có ý nghĩa điều vừa học phải có liên hệ đến sống/công việc em Ở bước này, người học có dịp liên hệ học với sống thường ngày Các cách thường dùng là: SV thực hành kĩ năng; lập chương trình hành động cụ thể; thực nội dung học
Vai trò GV dẫn đưa lời khuyên, hướng dẫn giúp SV thực hành nâng cao kĩ
Những câu hỏi thường dùng như: Điều làm bạn tâm đắc nhất? Khó khăn bạn áp dụng vào thực tế gì? Bạn áp dụng vào thực tế nào? Bạn có gặp khó khăn áp dụng điều học? 2.6 Thiết kế số nội dung học học phần Vẽ kĩ thuật theo vòng quy nạp cho sinh viên cao đẳng ngành Cơ khí
2.6.1 Chia đường tròn nhiều phần - Chuẩn bị: + Giáo án, giảng, giảng điện tử, giáo trình ; + Máy tính cài phần mềm GeoGebra Cabri3D, máy chiếu
Trừu xuất Khái quát hoá
từng kiện
Trừu xuất Khái qt hố lí thuyết hồn chỉnh Áp dụng/
Thử nghiệm
Tích lũy kiện
Trải nghiệm/Thực hành/Thử sai (thực tế
(4)VJE Tạp chí Giáo dục, Số 441 (Kì - 11/2018), tr 53-57
56 Kịch sư phạm tổ chức dạy học theo vòng quy nạp sau:
- Bước 1: Tích luỹ kiện
+ Tổ chức lớp học theo vòng quy nạp: Chia lớp học thành nhiều nhóm nhỏ (mỗi nhóm từ 4-5 SV), nhóm có máy tính, sơ đồ lớp học ngồi theo nhóm
+ GV đưa yêu cầu cho lớp: Trình bày cách chia đường trịn nhiều phần
+ GV hướng dẫn thao tác phần mềm GeoGebra Cabri3D cách chia đường tròn phần yêu cầu SV chia đường tròn sáu phần
+ SV thực hành theo nhóm ghi chép lại kết thảo luận
+ SV đặt câu hỏi (nếu có)
+ GV trả lời câu hỏi SV (nếu có)
- Bước 2: Trừu xuất (khái qt hố cho kiện) Các nhóm trình bày kết thực hành nhóm mình: + Đại diện nhóm trình bày cách chia đường trịn phần GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận; + Đại diện nhóm trình bày cách chia đường trịn phần GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận
- Bước 3: Trừu xuất (khái quát hoá lí thuyết hồn chỉnh) Đại diện nhóm trình bày cách chia đường tròn nhiều phần GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận
- Bước 4: Áp dụng
Bài tập thực hành: Chia đường tròn n n + phần (n số nguyên)?
2.6.2 Vẽ tiếp tuyến chung với hai đường tròn
- Chuẩn bị: + Giáo án, giảng, giảng điện tử, giáo trình ; + Máy tính cài phần mềm GeoGebra Cabri3D, máy chiếu
Bài toán:Biết hai đường tròn (O1, R1) (O2, R2) Vẽ
cung trịn tâm O, bán kính R tiếp xúc với hai đường tròn Kịch sư phạm tổ chức dạy học theo vòng quy nạp sau:
- Bước 1: Tích luỹ kiện
+ Tổ chức lớp học theo vòng quy nạp: Chia lớp học thành nhiều nhóm nhỏ (mỗi nhóm từ 4-5 SV), nhóm có máy tính, sơ đồ lớp học ngồi theo nhóm
+ GV đưa yêu cầu cho lớp: Trình bày cách vẽ tiếp tuyến chung với hai đường trịn nói
+ GV hướng dẫn thao tác phần mềm GeoGebra Cabri3D cách dựng đường tròn yêu cầu SV vận dụng kiến thức vẽ tiếp tuyến với đường tròn để thực tương tác phần mềm theo yêu cầu tốn + SV thực hành theo nhóm ghi chép lại kết thảo luận
+ SV đặt câu hỏi (nếu có)
+ GV trả lời câu hỏi SV (nếu có)
- Bước 2: Trừu xuất (khái quát hoá cho kiện) Các nhóm trình bày kết thực hành nhóm mình: Đại diện nhóm trình bày cách vẽ tiếp tuyến chung tiếp tuyến chung với hai đường trịn nói GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận
Hình Cách vẽ tiếp tuyến chung ngồi đường trịn Cách vẽ tiếp tuyến chung đường trịn (hình 1): + Lấy O1 làm tâm quay đường trịn phụ có bán kính R1 - R2; + Vẽ tiếp tuyến chung đường tròn phụ với tâm O2; + Chia đôi O1 với O2 trung điểm I; + Lấy
I làm tâm quay cung IO1 cắt đường tròn phụ A B;
+ Nối O1 với A B kéo dài cắt đường tròn O1 T1
T1’; + Từ O2 kẻ O2T2 song song với O1T1, O2T2’ song
song với O1 T1’; + Nối T1 với T2 T1’ với T2’ ta
hai tiếp tuyến chung hai đường trịn
Hình Cách vẽ tiếp tuyến chung đường tròn Cách vẽ tiếp tuyến chung đường trịn (hình 2): + Lấy O2 làm tâm quay đường trịn phụ có bán
kính R1 + R2; + Vẽ tiếp tuyến chung đường trịn phụ
với tâm O1; + Chia đơi O1 với O2 trung điểm I; + Lấy
I làm tâm quay cung cắt đường tròn phụ A B; + Nối O1 với A B ta O1A O1B; + Từ O2 kẻ tới
A B cắt đường tròn tâm O2 bán kính R2 T2 T2’;
+ Từ O1 kẻ O1T1 song song với T2’B, O1T1’ song song
với T2A; + Nối T1 với T2’ T1’ với T2 ta hai tiếp
tuyến chung hai đường tròn
- Bước 3: Trừu xuất (khái qt hố lí thuyết hồn chỉnh) Gọi d khoảng cách hai tâm O1 O2: + Nếu d
> R1 + R2 → có hai tiếp tuyến chung trong; + Nếu d = R1
+ R2 → có tiếp tuyến tiếp điểm; + Nếu d < R1 +
(5)VJE Tạp chí Giáo dục, Số 441 (Kì - 11/2018), tr 53-57
57 Đại diện nhóm trình bày cách vẽ tiếp tuyến chung với hai đường tròn GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận
- Bước 4: Áp dụng
Bài tập thực hành: Vẽ tiếp tuyến chung với hai đường trịn có bán kính khoảng cách khác nhau?
2.6.3 Hình chiếu
- Chuẩn bị: + Giáo án, giảng, giảng điện tử, giáo trình ; + Máy tính cài phần mềm GeoGebra Cabri3D, máy chiếu
Kịch sư phạm tổ chức dạy học theo vịng quy nạp sau:
- Bước 1: Tích luỹ kiện
+ Tổ chức lớp học theo vịng quy nạp: Chia lớp học thành nhiều nhóm nhỏ (mỗi nhóm từ 4-5 SV), nhóm có máy tính, sơ đồ lớp học ngồi theo nhóm; + GV đưa yêu cầu cho lớp: Vẽ hình theo vẽ?
Hình
+ SV thực hành theo nhóm ghi chép lại kết thảo luận
+ SV đặt câu hỏi (nếu có)
+ GV trả lời câu hỏi SV (nếu có)
- Bước 2: Trừu xuất (khái qt hố cho kiện) Các nhóm trình bày kết thực hành nhóm mình: + Đại diện nhóm đưa kết mặt phẳng chiếu; + GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận - Bước 3: Trừu xuất (khái qt hố lí thuyết hồn chỉnh) Đại diện nhóm trình bày hình chiếu sau GV nhận xét, bổ sung đưa kết luận
Hình
- Bước 4: Áp dụng
Bài tập thực hành: Tìm hình chiếu vật theo hình vẽ cho trước
3 Kết luận
Nhờ phát triển công nghệ thông tin tiến lí luận dạy học (đặc biệt lí luận dạy học quy nạp) mà trình dạy học học phần Vẽ kĩ thuật có nhiều lựa chọn phương pháp dạy học để đạt hiệu Một ứng dụng xây dựng giảng điện tử, ứng dụng phần mềm để giảng dạy học phần Vẽ kĩ thuật phương pháp quy nạp (theo vòng quy nạp), bước nâng cao chất lượng đào tạo Qua đó, góp phần thay đổi phương pháp dạy phương pháp học học phần Vẽ kĩ thuật ngành Cơ khí cách sâu sắc chuyển từ lấy việc dạy làm trọng tâm sang lấy việc học làm trọng tâm
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Xuân Lạc (2017) Nhập mơn Lí luận cơng nghệ dạy học đại NXB Giáo dục Việt Nam [2] Trần Khánh Đức (2013) Lí luận phương pháp
dạy học đại. NXB Giáo dục Việt Nam [3] Vũ Thị Lan (2014) Dạy học dựa vào nghiên cứu
trường hợp đại học. NXB Bách khoa
[4] Nguyễn Văn Bảy (2015) Dạy học trải nghiệm vận dụng đào tạo nghề điện dân dụng cho lực lượng lao động nông thôn Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội [5] Nguyễn Xuân Lạc (2015) Công nghệ dạy học tương
tác ảo Tạp chí Thiết bị giáo dục, số 122, tr 1-3 [6] Trần Văn Việt (2016) Thiết kế giảng dạy học
theo hướng quy nạp số nội dung môn Vẽ kĩ thuật trường cao đăng kĩ thuật. Tạp chí Thiết bị giáo dục, số đặc biệt tháng 11, tr 20-23 [7] Kolb, David A (1984) Experiential Learning:
Experience as the Source of Learning and Development Prentice - Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey
[8] Nicola Whitton (2010) Learning with Digital Games. Routledge, NY