Bài viết đề xuất mô hình dạy học trải nghiệm đối với nội dung thiết kế kĩ thuật trong đào tạo nghề cắt gọt kim loại cho sinh viên cao đẳng.
VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 4/2020, tr 197-201 ISSN: 2354-0753 VẬN DỤNG MƠ HÌNH DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM ĐỂ DẠY HỌC THIẾT KẾ KĨ THUẬT TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Dương Văn Cường, Thái Thế Hùng+, Nguyễn Tiến Long Article History Received: 20/10/2019 Accepted: 12/4/2020 Published: 30/4/2020 Keywords experience, experiential learning, experiential teaching, metal cutting training Viện Sư phạm kĩ thuật - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội + Tác giả liên hệ ● Email: hung.thaithe@hust.edu.vn ABSTRACT At present, methods and forms of teaching and learning in the vocational education system have not promoted all the activeness of students, which reduces their interest in learning; therefore, in order to improve the quality of teaching and learning, it is necessary to innovate teaching and learning methods Teaching and learning by experiential approach is a positive and important approach in the vocational education process On the theoretical basis of teaching and learning by experiential approach, the article proposes a model of experiential teaching and learning in teaching and learning content of technical design applied to metal cutting vocational training for college students This applied model will contribute to improving the training quality of metal cutting job Mở đầu Mục tiêu đào tạo nghề Cắt gọt kim loại (CGKL) trình độ cao đẳng trang bị cho sinh viên (SV) có đầy đủ lực phẩm chất để làm việc môi trường nghề nghiệp Để đạt mục tiêu này, SV phải hoàn thành nhiệm vụ khác lí thuyết thực hành nội dung thiết kế, chế tạo, vận hành máy móc liên quan đến CGKL Tuy nhiên, nay, phương pháp hình thức dạy học nghề CGKL chưa phát huy hết tính tích cực SV, làm giảm hứng thú học tập Do đó, để nâng cao chất lượng dạy học nghề CGKL cần phải đổi phương pháp dạy học, lôi SV học tập để giải vấn đề, chủ động lĩnh hội tri thức kĩ nghề nghiệp Dạy học theo tiếp cận trải nghiệm đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng hướng tiếp cận tích cực, phù hợp với xu hướng tiến giáo dục giới, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nghề CGKL Bài viết đề xuất mơ hình dạy học trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng Vận dụng mô hình góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nghề CGKL Kết nghiên cứu 2.1 Những khái niệm 2.1.1 Kinh nghiệm, trải nghiệm Thuật ngữ “kinh nghiệm” “trải nghiệm” thể hai phương diện bị động chủ động: phương diện bị động, “kinh nghiệm” nhấn mạnh vào kết thực hiện; phương diện chủ động “trải nghiệm” nhấn mạnh vào q trình thực hiện, trải, kinh qua Theo Nguyễn Văn Hạnh (2017), “kinh nghiệm kiến thức, kĩ kiện hay chủ đề mà người học có thơng qua tham gia hành động tiếp xúc trực tiếp Trải nghiệm trình tham gia hành động (làm) tiếp xúc trực tiếp (xem ngẫm); đó, cá nhân sử dụng kinh nghiệm có để tương tác với đối tượng (sự vật kiện) Những tác động, thử nghiệm người học làm cho đối tượng thay đổi thông tin thu phản ánh ngược lại não tạo nên hiểu biết đối tượng (kinh nghiệm mới) Qua đó, người học kiểm chứng giá trị kinh nghiệm có kết giá trị tạo ý tưởng làm công cụ để tiến hành trải nghiệm tương lai” Dưới phương diện giáo dục nghề nghiệp, trải nghiệm kinh nghiệm hiểu sau: Kinh nghiệm mức độ đáp ứng lực hành nghề với yếu tố cốt lõi kĩ nghề nghiệp cá nhân người học trình đào tạo nghề; cịn trải nghiệm q trình tham gia hành nghề (làm) tiếp xúc trực tiếp (xem ngẫm lại) dựa vào vốn kinh nghiệm có cá nhân, qua vốn kinh nghiệm cá nhân thay đổi 2.1.2 Học tập trải nghiệm Học tập trải nghiệm bao quát nhiều cách tiếp cận học tập khác diễn kinh nghiệm trải nghiệm (Bates, 2015) Học tập trải nghiệm trình; đó, kiến thức tạo thơng qua chuyển đổi kinh 197 VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 4/2020, tr 197-201 ISSN: 2354-0753 nghiệm học giả nghiên cứu thừa nhận, ủng hộ sử dụng vào bối cảnh giáo dục khác (Kolb cộng sự, 2001; Kolb cộng sự, 2005) Dựa vào định nghĩa học tập trải nghiệm Kolb, đưa định nghĩa học tập trải nghiệm bối cảnh đào tạo nghề trình độ cao đẳng: Học tập trải nghiệm trình tham gia học tập chủ động người học với hội học hỏi làm phản ánh hoạt động nghề nghiệp; đó, người học trao quyền chủ động để áp dụng kiến thức lí thuyết vào hoạt động thực hành lớp học để phát triển lực hành nghề Học tập trải nghiệm có điểm bật sau đây: người học chủ động tham gia học tập thụ động tiếp nhận kiến thức; người học chủ động học tập để tự trải nghiệm theo ý tưởng riêng Trong học thông qua trải nghiệm, kinh nghiệm hoạt động nghề nghiệp thực tế có giá trị học tập gắn liền với giả định; trình học tập, người học liên tục phát triển lực hành nghề (tức kinh nghiệm mới) Môi trường học tập bao gồm ngồi phịng học 2.1.3 Dạy học trải nghiệm Dạy học công việc giáo viên nhằm tạo ảnh hưởng có lợi đến việc học, tạo môi trường thuận lợi, cải thiện hiệu suất kết học tập người học (Đặng Thành Hưng, 2003; Tổng cục Dạy nghề Tổ chức lao động quốc tế, 2011) Dạy học theo tiếp cận trải nghiệm cách tiếp cận để giảng viên thiết kế thực dạy học nhằm mục tiêu tối đa hóa hoạt động học tập trải nghiệm SV tuỳ thuộc vào bối cảnh thực tế gồm thời gian, địa điểm, nguồn lực vật chất, Điều có nghĩa điều kiện thực tế nhà trường, giảng viên phải cố gắng tạo hội tối đa để SV chủ động học trải nghiệm Trong lĩnh vực đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng nghề, hiểu dạy học trải nghiệm việc định hướng SV vào việc giải vấn đề kĩ thuật mà họ gặp phải thực tiễn tạo môi trường thuận lợi giống với nơi làm việc để SV trải nghiệm giải vấn đề; qua đó, tự phát triển lực hành nghề theo tiêu chuẩn cơng nghiệp 2.2 Mơ hình dạy học trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật đào tạo nghề cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng 2.2.1 Tiến trình tổ chức học tập trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật Quá trình thiết kế kĩ thuật hiểu tập hợp giai đoạn để hướng dẫn cán kĩ thuật phát triển giải pháp, sản phẩm hệ thống Q trình diễn theo chu trình bắt đầu quay trở lại giai đoạn Có nhiều mơ hình khác để mơ tả q trình thiết kế kĩ thuật, mơ hình q trình thiết kế kĩ thuật NASA cấu trúc điển hình, bao quát dễ dàng áp dụng giáo dục kĩ thuật với giai đoạn gồm: (1) Hỏi (Ask): SV đặt câu hỏi để xác định vấn đề, tiêu chuẩn cần đáp ứng bối cảnh ràng buộc; (2) Tưởng tượng (Imagine): Động não giải pháp ý tưởng để giải vấn đề Họ phải quan tâm đến người khác làm; (3) Lập kế hoạch (Plan): Phân tích cơng nghệ có để lựa chọn ý tưởng phù hợp phác thảo thiết kế; (4) Sáng tạo (Create): Xây dựng nguyên mẫu phù hợp với yêu cầu thiết kế ràng buộc thiết kế; (5) Kiểm tra (Test): Thử nghiệm nguyên mẫu, thu thập phân tích liệu, tóm tắt điểm mạnh điểm yếu thiết kế; (6) Cải tiến (Improve): Dựa vào kết kiểm tra, tiến hành cải tiến thiết kế, sửa đổi đạt yêu cầu (Nasastem E., 2018) Dựa vào trình thiết kế kĩ thuật, đưa tiến trình tổ chức học tập trải nghiệm cho SV gồm giai đoạn (hình 1): Hình Tiến trình tổ chức học tập trải nghiệm thiết kế kĩ thuật 198 VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 4/2020, tr 197-201 ISSN: 2354-0753 Mỗi giai đoạn học tập thiết kế kĩ thuật có cấu trúc chu trình học tập trải nghiệm: trải nghiệm, phản ánh, khái quát hóa áp dụng Như vậy, thơng qua q trình thiết kế kĩ thuật, SV hiểu cách kĩ sư thực hành áp dụng kiến thức lí thuyết để thiết kế tạo sản phẩm đồng thời, góp phần hình thành lực hành nghề tự tin SV 2.2.2 Mơ hình dạy học trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật Từ phân tích nội dung trên, chúng tơi đề xuất mơ hình dạy học trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng (hình 2): Hình Mơ hình dạy học trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng Để triển khai mơ hình dạy học trải nghiệm đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng, giảng viên cần phải có hiểu biết đặc điểm SV bao gồm: kinh nghiệm có học kiến thức khoa học công nghệ trường phổ thơng, q trình học làm tiến hành lao động, hứng thú SV với hoạt động thực tế nghề nghiệp Việc thiết kế dạy học trải nghiệm tập trung vào bối cảnh dạy học gồm phương thức đào tạo nghề tiến hành theo tiếp cận lực, học tập trải nghiệm tiến hành với kinh nghiệm chọn lựa kĩ với hỗ trợ phản ánh, áp dụng khái quát hóa; nguồn lực cho dạy học trải nghiệm trang bị đầy đủ gồm phịng thí nghiệm/xưởng để tiến hành dạy học dựa vào trường hợp, học tập dựa vào dự án, mô ảo Một biến đầu vào chuẩn bị cách đầy đủ hoạt động trải nghiệm trình thiết kế kĩ thuật Đặc trưng dạy học trải nghiệm đào tạo nghề cho SV cao đẳng là: - Dạy học tích hợp lí thuyết thực hành bối cảnh thực tiễn: mang lại thống lí thuyết thực hành, hướng quan tâm đến việc trình bày thiếu sót việc học cung cấp mơ hình mẫu mực - Dạy học dựa quan điểm kiến tạo để nâng cao vai trò kinh nghiệm cá nhân học tập trải nghiệm: giảng viên cần thấu hiểu động học tập SV; người tổ chức, hướng dẫn, tạo môi trường thuận lợi để SV khám phá, trải nghiệm rút kiến thức; đồng thời, SV cần hợp tác với thực nhiệm vụ học tập - Trong trình dạy học, việc dạy việc học chủ yếu dựa vào vốn kinh nghiệm phong phú người học; thực hành phương pháp để phát triển kinh nghiệm: giảng viên tổ chức, hướng dẫn người học tiếp thu kiến thức giải vấn đề học tập dựa kinh nghiệm vốn có họ; từ đó, người học tự rút kinh nghiệm cho thân Bên cạnh đó, thực hành đường trực quan sinh động biến kiến thức trừu tượng, khó hiểu thành kiến thức dễ nhớ, đường rèn luyện kĩ nghề nghiệp tốt theo tiêu chuẩn công việc - Tăng cường rèn luyện thói quen tự phản ánh, tự phê phán kinh nghiệm bối cảnh sống nghề nghiệp: Quá trình dạy học phải dẫn dắt người học qua đầy đủ giai đoạn phản ánh bắt đầu quan sát, 199 VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 4/2020, tr 197-201 ISSN: 2354-0753 huy động kinh nghiệm vào tình huống, tìm kiếm ý tưởng, thử nghiệm biện pháp tốt có thể, đúc rút kinh nghiệm mới, phản ánh thay đổi, thiếu sót lại bắt đầu chu trình Cứ vậy, trình phản ánh diễn liên tục học, hình thành thói quen học tập suốt đời cho người học 2.2.3 Ví dụ minh họa Chúng tơi trình bày toán thiết kế chế tạo trục bậc tiến hành theo bước: (1) Xác định vấn đề kĩ thuật: Thiết kế quy trình gia cơng trục bậc Trục bậc trục có số đoạn với đường kính chiều dài khác Các phần trục với đường kính khác để lắp chi tiết máy Trục bậc có kết cấu phức tạp phải đảm bảo điều kiện lắp ghép Trục bậc phù hợp với phân bố tải trọng nên hay dùng nhiều thực tế kĩ thuật (hình 3) (2) Động não giải pháp: Đây toán điển hình nghề CGKL Để tiến hành gia cơng trục bậc trên, tùy theo yêu cầu suất, chất lượng ta gợi ý cho SV thực theo Hình Trục bậc gia cơng phương án sau: - Phương pháp tiện phân đoạn (hình 4a) Theo phương pháp này, ta cắt gọt hết lượng dư gia công lát cắt Trong trường hợp này, hành trình cắt gọt tổng cộng dao tổng chiều dài bậc: Lcg= l1 + l2 + l3 Phương pháp có suất cắt gọt cao với điều kiện hệ thống máy chi tiết có đủ độ cứng vững, độ chênh lệch bậc không lớn Tuy nhiên, với phương pháp chất lượng bề mặt gia cơng khơng cao cắt lần có rung động q trình cắt khơng sửa sai lệch hình dáng phôi để lại - Phương pháp tiện phân tầng (hình 4b): Nếu độ cứng vững hệ thống công nghệ không cho phép cắt với chiều sâu cắt lớn dùng sơ đồ phân phối lượng dư cho lát cắt Lúc hành trình cắt gọt tổng cộng là: Lcg= (l1 + l2 + l3) + (l1 + l2) + l1 = 3l1 + 2l2 + l3 Phương pháp tiện phân tầng có độ nhẵn độ xác cao phương pháp tiện phân đoạn chiều sâu cắt nhỏ nên rung động Tuy nhiên phương pháp cho suất thấp chiều dài cắt gọt lớn - Phương pháp tiện phối hợp (hình 4c): Phương pháp phối hợp hai phương pháp trên, hành trình cắt gọt tổng cộng là: Lcg=(l1 + l2 + l3) + (l1 + l2) = 2l1 + 2l2 + l3 Phương pháp cho suất cao phương pháp tiện phân tầng, dùng trường hợp máy chi tiết có độ cứng vững trung bình, độ chênh lệch bậc lớn, lực cắt giảm nên chất lượng bề mặt tương đối tốt a) b) c) Hình Các phương pháp giải vấn đề (3) Phân tích cơng nghệ (để lựa chọn ý tưởng phù hợp phác thảo thiết kế): Từ yêu cầu kĩ thuật trục bậc hình 3, dựa vào vốn kiến thức kinh nghiệm SV có, ta cho SV phân tích đưa kết luận sử dụng hình 4a chiều sâu cắt tiến hành gia cơng phần trục đường kính Φ20 lớn Do độ cứng vững hệ thống công nghệ không cho phép nên có rung động q trình cắt dẫn đến chất lượng bề mặt gia công không cao, khơng sửa sai lệch hình dáng phơi để lại; vậy, ta nên chọn phương án hình 4b phương án hình 4c (4) Xây dựng nguyên mẫu: Do độ xác yêu cầu gia cơng đường kính đoạn trục ± 0.1 cao, u cầu suất khơng địi hỏi gia cơng; đó, nên hướng dẫn SV phân tích đưa mơ hình tiện phân tầng theo phương án hình 4b Mơ hình có chiều sâu cắt gia cơng nhỏ nên rung động dẫn đến chi tiết có độ nhẵn độ xác gia cơng cao (5) Thử nghiệm (thừ nghiệm mơ hình, thu thập phân tích liệu; từ đó, tóm tắt điểm mạnh điểm yếu thiết kế): từ việc phân tích phương án bước 4, xây dựng mơ hình tiện trục bậc hình để đạt kích thước gia cơng theo sơ đồ hình 200 VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 4/2020, tr 197-201 ISSN: 2354-0753 (a) Trước hết, gá phơi vào mâm cặp, rà trịn kẹp chặt, phần nhơ ngồi mâm cặp chiều dài cần tiện cộng thêm 10÷15mm (b) Vạch dấu chiều dài từ mặt đầu đến hết bậc thứ tiện thô bậc thứ từ Φ phôi xuống Φ 30±0.5, l=60mm; tiện thô bậc thứ từ Φ 30±0.5 xuống Φ 25±0.5, l =40mm; tiện thô bậc thứ từ Φ 25±0.5 xuống Φ 20±0.5, l =20mm (hình 5a); (c) Tiện tinh bậc thứ từ Φ 30±0.5 xuống Φ 30±0.1, l=60mm; tiện tinh bậc thứ từ Φ 25±0.5 xuống Φ 25±0.1, l =40mm; tiện tinh bậc thứ từ Φ 20±0.5 xuống Φ 20±0.5, l =20mm (hình 5b); (d) Vát cạnh sắc 2×450 (hình 5c) Cho SV tiến hành gia cơng trục theo trình tự gia cơng hình Với kết đạt sau gia công, yêu cầu SV thu thập phân tích kết đạt để đưa nhận xét phân tích bước Với mơ hình gia cơng này, đảm bảo độ xác kích thước, độ nhấp nhơ bề mặt; nhiên, mơ hình không phù hợp chi tiết yêu cầu sản xuất hàng loạt suất thấp b) a) c) Hình Trình tự gia cơng trục theo phương án thiết kế (6) Cải thiện sản xuất (dựa vào kết kiểm tra, tiến hành cải tiến thiết kế, sửa đổi đạt yêu cầu): Trong bước hoạt động thực theo cấu trúc chu kì học tập trải nghiệm Quá trình dạy học tập trung vào hoạt động học tập hướng đến kết Các kết học tập đánh giá dựa vào trình sản phẩm, tiêu chí thiết kế kĩ thuật tiêu chuẩn nghề nghiệp Kết luận Những khái niệm học tập trải nghiệm, dạy học trải nghiệm phương diện đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng giải thích rõ Nghiên cứu phân tích tổng hợp đặc trưng dạy học theo tiếp cận trải nghiệm SV đào tạo nghề trình độ cao đẳng Qua nghiên cứu này, thấy, học tập trải nghiệm lí thuyết đóng vai trị quan trọng đào tạo nghề theo tiếp cận lực Mơ hình dạy học trải nghiệm đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng minh họa cụ thể qua dạy học nội dung thiết kế kĩ thuật cho thấy phần khả ứng dụng mơ hình Mơ hình áp dụng góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nghề CGKL Tài liệu tham khảo Bates, A T (2015) Teaching in a digital age Glokalde, 1(3) Retrieved from http://dergipark.ulakbim.gov.tr /glokalde/article/view/5000135229 Đặng Thành Hưng (2003) Dạy học đại: Lí luận - Biện pháp - Kĩ thuật NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Kolb, D A - Boyatzis, R., - Mainemelis, C (2001) Experiential learning theory: Previous research and new directions In R Sternberg & L Zhang (Eds.), Perspectives on cognitive learning, and thinking styles: NJ: Lawrence Erlbaum, 228-247 Kolb, D A - A Y (2005) Learning Styles and Learning Spaces: Enhancing Experiential Learning in Higher Education Academy of Management Learning & Education, 4(2), 193-212 Nasastem Engagement (2018) Engineering Design Process NASA Official: Brian Dunbar Nguyễn Văn Hạnh (2017) Dạy học nghiệp vụ sư phạm vào học tập trải nghiệm cho sinh viên đại học ngành Sư phạm kĩ thuật Luận án tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tổng cục Dạy nghề - Tổ chức lao động Quốc tế (ILO) (2011) Kĩ dạy học - Tài liệu Bồi dưỡng cho giáo viên người dạy nghề NXB Thanh niên 201 ... thuật đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng (hình 2): Hình Mơ hình dạy học trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng Để triển khai mơ hình dạy học trải nghiệm đào tạo. .. thiết kế kĩ thuật đào tạo nghề cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng 2.2.1 Tiến trình tổ chức học tập trải nghiệm nội dung thiết kế kĩ thuật Quá trình thiết kế kĩ thuật hiểu tập hợp giai đoạn để hướng... trọng đào tạo nghề theo tiếp cận lực Mơ hình dạy học trải nghiệm đào tạo nghề CGKL cho SV cao đẳng minh họa cụ thể qua dạy học nội dung thiết kế kĩ thuật cho thấy phần khả ứng dụng mơ hình Mơ hình