a. Khái niệm kỹ thuật
Theo Từ điển tiếng Việt (2002): “Kỹ thuật là tổng thể nói chung những phương tiện và tư liệu hoạt động của con người, được tạo ra để thực hiện quá trình sản xuất và phục vụ cho các quá trình phi sản xuất của xã hội”. Như vậy, kỹ thuật gắn liền với trang thiết bị, công cụ, vật liệu, máy móc do con người tạo ra để phục vụ cho các nhu cầu của con người cho xã hội.
Theo nghĩa khác:
Kỹ thuật là tổng thể nói chung những phương pháp, phương thức sử dụng trong một hoạt động nào đó của con người. Có thể hiểu, kỹ thuật là những phương pháp, cách thức, thủ thuật để tiến hành những hoạt động, hành động kết hợp với sử dụng những tri thức, kinh nghiệm của con người tác động vào tự nhiên, quá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm hoặc cho những hành động, hoạt động khác của con người.
(Ngô Văn Hoan, 2013)
- Kỹ thuật theo nghĩa rộng: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra (công cụ, máy móc,…); là năng lực, tài khéo về thể chất (ví dụ: kỹ thuật nhảy xa), về tinh thần (kỹ thuật tính nhẩm), về xã hội (kỹ thuật quản trị doanh nghiệp); là một hình thức hoạt động hay nhận thức bất kỳ (có kế hoạch, có mục đích, có thể lặp lại,…); là nguyên tắc chung của việc làm chủ thế giới xung quanh.
- Kỹ thuật theo nghĩa hẹp: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra, nói gọn là “hệ thống kỹ thuật hay đồ vật”; toàn bộ những hành vi và thiết chế trong đó những hệ thống kỹ thuật ra đời; toàn bộ những hành động, trong đó những hệ thống kỹ thuật được sử dụng. Theo nghĩa đó, kỹ thuật không phải là một lĩnh vực tự tồn, cô lập, trái lại còn gắn liền với kinh tế, xã hội, chính trị và văn hóa. Dựa theo chức năng (biến đổi, chuyên chở, tích trữ,…) và theo loại đối tượng (chất liệu hay vật liệu, năng lượng hay thông tin,…), người ta thường chia ra thành chín lĩnh vực kỹ thuật:
(1) Kỹ thuật biến đổi chất liệu, ví dụ: kỹ thuật chế biến, kỹ thuật chế tạo, hay kỹ thuật sản xuất;
(2) Kỹ thuật vận tải: kỹ thuật cung ứng, kỹ thuật giao thông; (3) Kỹ thuật tích trữ: kỹ thuật kho bãi, xây dựng;
(4) Kỹ thuật chuyển hóa năng lượng; (5) Kỹ thuật truyền tải năng lượng; (6) Kỹ thuật tích trữ năng lượng;
(7) Kỹ thuật xử lý thông tin (kể cả đo đạc, điều khiển, điều chỉnh); (8) Kỹ thuật truyền tải thông tin;
(9) Kỹ thuật tích trữ thông tin (kể cả in ấn, âm thanh, hình ảnh và phim ảnh).
(Nguyễn Thanh Nga, 2017a)
b. Khái niệm tư duy kỹ thuật 5
Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý, các quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ trong thực tiễn liên quan đến nghề kỹ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật nhằm giải quyết
những bài toán có tính chất kỹ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kỹ thuật).
Các bài toán (nhiệm vụ) kỹ thuật rất đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kỹ thuật tương ứng như bài toán thiết kế chế tạo, bài toán gia công, bài toán bảo quản,… Tuy nhiên, giữa chúng vẫn có những đặc điểm chung, khác hẳn với các bài toán thông thường trong toán học. Có hai đặc điểm cơ bản của bài toán kỹ thuật, đó là:
(1) Không đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có thể có nhiều đáp số, yêu cầu cần phải tìm tòi, hoàn thiện.
(2) Có mối liên hệ chặt chẽ giữa hành động trí óc và hành động thực hành, kinh nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành càng chặt chẽ khăng khít thì càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao.
c. Đặc trưng của tư duy kỹ thuật 67
Tư duy kỹ thuật (TDKT) có hai đặc trưng cơ bản sau:
Tư duy kỹ thuật có tính chất lý thuyết thực hành
Các thành phần lý thuyết của hoạt động tư duy khi giải bài toán kỹ thuật được biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau:
- Hành động vận dụng những kiến thức kỹ thuật đã có;
- Hành động hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm đã lĩnh hội từ trước…
Các hành động thực hành cũng có những chức năng không giống nhau. Có thể phân hành động thực hành ra các loại sau: hành động thử - tìm tòi, hành động thực hiện, hành động kiểm tra, hành động điều chỉnh.
Tư duy kỹ thuật có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa các thành phần khái niệm và hình tượng (hình ảnh) trong hoạt động.
Như chúng ta đã biết thành phần hình ảnh có một ý nghĩa khởi đầu trong việc lĩnh hội những tri thức lý thuyết, hiểu theo nghĩa rộng tức là lĩnh hội những khái niệm. Thành phần hình ảnh đóng vai trò là điểm tựa cho việc lĩnh hội những khái niệm,
6 Nguyễn Thanh Nga, (2017a)
những tri thức lý thuyết, tạo điều kiện để quá trình nắm vững và cụ thể hóa khái niệm được dễ dàng. Thế nhưng ở đây ta lại khẳng định rằng các thành phần hình ảnh và khái niệm là những thành phần cần thiết và có giá trị ngang nhau trong tư duy kỹ thuật.
Sơ đồ động không cho ta biết gì về kích cỡ của các bộ phận hay chi tiết máy, hay một kết cấu nói chung, cũng không giúp ta hình dung được nguyên lý làm việc và tính chất hoạt động của thiết bị máy móc. Nói cách khác, sơ đồ (mặc dù đã rất cụ thể) vẫn đòi hỏi phải vận dụng, phải huy động cả kiến thức (khái niệm) lẫn hình ảnh (biểu tượng) để hình dung cơ chế vận hành của hệ thống thiết bị.
Muốn hiểu sơ đồ trước hết phải có kiến thức nhất định về các thiết bị, các chi tiết, các bộ phận cụ thể. Thứ hai là vận dụng các sơ đồ đòi hỏi phải biết tưởng tượng hình dung sự vận động của các hiện tượng được biểu hiện bằng các mối quan hệ nhất định giữa các ký hiệu. Trên thực tế, ở bất kỳ sơ đồ động lực nào cũng phải thấy được các phần liên hệ với nhau trong một cơ cấu hay trong một máy, trong bất kỳ sơ đồ điện kỹ thuật nào cũng phải theo dõi được đường đi của dòng điện… Tóm lại muốn hiểu được sơ đồ và học cách sử dụng sơ đồ, không chỉ cần có kiến thức mà còn phải thấy được trong cái “tĩnh” của sơ đồ có cái “động” của chuyển động. Nếu không có sự tác động qua lại giữa các khái niệm và hình tượng thì không thể giải quyết được nhiều bài toán kỹ thuật. Nói cách khác, khi tư duy để giải bài toán kỹ thuật, cùng với việc vận dụng các khái niệm, ta phải hình dung trong đầu hình khối, sự chuyển động của đối tượng nghiên cứu. Ở đây, bản vẽ thực sự là tiếng nói của kỹ thuật. Vì vậy, có thể thấy tư duy kỹ thuật cũng chính là tư duy không gian.
Trong dạy học, chúng ta thường sử dụng bản vẽ, sơ đồ và các phương tiện trực quan khác. Đó là cách làm thông thường có hiệu quả, nhưng người ta cũng hay áp dụng biện pháp này một cách phiến diện, chỉ cốt làm chỗ dựa vào lĩnh hội các tri thức lý thuyết mà thiếu sự tác động qua lại giữa các thành phần của tư duy kỹ thuật.
Trong sản xuất cũng như trong việc học nghề, hoạt động tư duy là quá trình thống nhất biện chứng giữa lý thuyết và thực hành, giữa khái niệm và hình ảnh. Việc tách ra các phần tương đối độc lập của nó chỉ nhằm giúp cho quá trình nhận thức sâu sắc hơn. Về mặt cấu trúc tâm lý bên trong, tư duy kỹ thuật gồm ba thành phần: khái niệm, hình ảnh, thực hành.
Những thành phần lý thuyết, trực quan sinh động của tư duy kỹ thuật không chỉ có mối liên hệ lẫn nhau mà mỗi thành phần trong cấu trúc thống nhất này có vai trò quan trọng ngang nhau, do đó chúng không thể tồn tại tách rời nhau được.
d. Khái niệm năng lực sáng tạo kỹ thuật
Năng lực được phân thành năng lực chung và năng lực riêng (năng lực chuyên môn, phương pháp,…). Năng lực kỹ thuật là năng lực chuyên môn, trong số các năng lực cơ bản của con người.
“Sự phát triển năng lực có hai quan điểm sau:”
Thứ nhất, Năng lực là đặc biệt của tài năng, mang tính bẩm sinh. Chỉ có số ít người được gọi là có năng lực. Một số ít người có tư chất, tài năng bộc lộ sớm và ảnh hưởng đến hành động của cá nhân. Năng lực được phát triển trên cơ sở những năng khiếu và những yếu tố đặc biệt của tư chất.
Thứ hai, Năng lực được hình thành và phát triển trong hoạt động thực tiễn của con người. Năng lực mang tính lịch sử xã hội. Nó là kết quả của quá trình giáo dục, tự phấn đấu, rèn luyện vươn lên của cá nhân. Tư chất, các đặc điểm tâm lý, sinh lý cá nhân là tiền đề của năng lực.
“Dựa trên sự hình thành và phát triển năng lực có ba dạng hoạt động đặc thù có tính độc lập”
“(1) Hoạt động lao động sản xuất;” “(2) Hoạt động học tập, nghiên cứu;” “(3) Hoạt động vui chơi, giải trí.”
“Từ đó cũng xác định được ba định hướng để phát triển NLKT:”
“Một, Phát triển NLKT trên cơ sở tổ chức hoạt động lao động kỹ thuật, lao động sản xuất trong các xưởng, nhà máy và sinh hoạt hướng nghiệp”.
Hai, Phát triển NLKT bằng hoạt động học tập qua các môn học được giáo dục với các phương pháp dạy học: phương pháp nghiên cứu khoa học, dạy học dự án, giáo dục theo định hướng STEM.
Ba, Phát triển NLKT thông qua hoạt động vui chơi, giải trí KT hoặc mang tính giáo dục theo định hướng STEM như: trò chơi KT, hoạt động trải nghiệm sáng tạo KT, hội thi sáng tạo KT, hội thi sáng tạo STEM.
(Nguyễn Văn Hoan, 2013) Định hướng phát triển NLKT thông qua các hoạt động học tập, nghiên cứu và các hoạt động vui chơi, giải trí là các định hướng cơ bản rất phù hợp với đối tượng HS THPT.
NLKT là tổ hợp độc đáo những thuộc tính tâm lý, sinh lý của cá nhân, bao gồm hệ thống tri thức khoa học – kỹ thuật – công nghệ – toán học, kỹ năng nghề nghiệp, thái độ và phương thức, phương pháp sử dụng.
(Nguyễn Văn Hoan, 2013)
NLKT được hình thành trong các hoạt động KT, chi phối chất lượng và hiệu quả của hoạt động KT. Hoạt động KT là các hoạt động trí tuệ mà yếu tố cốt lõi, đặc thù là TDKT, tưởng tượng KT, tư duy hệ thống. NLKT bao gồm các yếu tố cơ sở, nền tảng như: kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo KT; còn các yếu tố bổ trợ như: động cơ, hứng thú KT, cảm xúc, xu hướng cá nhân, trí nhớ, ý thức, tình cảm, thái độ. NLKT gồm bốn năng lực thành phần cốt lõi: năng lực nhận thức KT, năng lực hành động KT, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề KT, năng lực sáng tạo KT. Trong đó, năng lực sáng tạo KT là năng lực cao nhất trong bốn năng lực thành phần Có bốn mức độ biểu hiện: thông hiểu KT, đạt được kỹ năng kỹ xảo KT, thành thạo KT, sáng tạo KT.
(Nguyễn Văn Hoan, 2013) Dựa trên các khái niệm NLKT đã phân tích ở các mục trên, thì năng lực sáng tạo kỹ thuật là năng lực kỹ thuật được hiểu là hoạt động có mục đích, khả năng vận dụng phương pháp, đưa ra giải pháp vào các dụng cụ kỹ thuật, phương tiện kỹ thuật, sử dụng các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật, hệ thống kỹ thuật trong những điều kiện kỹ thuật cụ thể nhằm tạo ra những cái mới hoặc giải quyết một
nhiệm vụ có vấn đề trong thực tiễn liên quan đến kỹ thuật, khác với những cái đã có sẵn trong xã hội và đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của sản phẩm, chất lượng sản phẩm trong thời gian nhất định để phục vụ các nhu cầu hoặc cho các mục đích khác của con người, thậm chí phải mang lại hạnh phúc cho con người.
Như vậy, theo chúng tôi hiểu thì năng lực sáng tạo kỹ thuật của HS THPT là khả năng vận dụng phương pháp, đưa ra giải pháp vào các dụng cụ kỹ thuật, các thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý kỹ thuật được học; các quá trình kỹ thuật; hệ thống kỹ thuật mà HS đã biết trong điều kiện cụ thể để tạo ra sản phẩm mang tính mới hoặc giải quyết một nhiệm vụ có vấn đề trong thực tiễn liên quan đến kỹ thuật đối với HS nhằm phát triển về kiến thức, kỹ năng, thái độ; hiệu quả kinh tế - kỹ thuật và chất lượng của sản phẩm trong thời gian nhất định do GV thỏa thuận hoặc giao cho HS.