Chương 2: QUY TRÌNH VÀ CÁC BIỆN PHÁP DẠY HỌC TƯƠNG TÁC MÔN CÔNG NGHỆ THPT TRONG MÔI TRƯỜNG HỌC BẰNG LÀM
2.2. Biện pháp dạy học tương tác môn CN THPT trong môi trường học bằng làm . 68
2.2.1 Thiết kế môi trường học bằng làm
* Mục đích, ý nghĩa của biện pháp
Thiết kế một môi trường học bằng làm mang tính tương tác, trải nghiệm, chia sẻ, năng động là một trong những biện pháp hỗ trợ cho quá trình dạy học đạt hiệu quả cao. Khi tiến hành các hoạt động học tập trong môi trường học bằng làm HS sẽ đƣợc trải nghiệm cả về thể chất và trí tuệ, cả thực và ảo.
* Nội dung và phương pháp tiến hành.
Dựa vào ba nguyên tắc cơ bản nhất của dạy học hiện đại là: (1) tương tác, (2) tham gia hợp tác, (3) tính có vấn đề của dạy học [43], cùng những phân tích vềđặc trưng, yêu cầu của môi trường học bằng làm, trên cơ sở thiết kế các hoạt động học tập (xác định mục tiêu, nội dung, các hoạt động của HS, nguồn lực và phương tiện) GV thiết kế môi trường học bằng làm thông qua phân tích mục tiêu, nội dung bài học thành những nhiệm vụ học tập mang tính vấn đề, gắn với thực tiễn, đồng thời thiết lập những mối quan hệ giữa chúng. GV xác định chuỗi các HĐ DH theo một logic phù hợp với các giai đoạn và thời lượng nhằm tạo ra môi trường học bằng làm cho HS. Theo đó, đề tài đề xuất các bước thiết kế MTHT học bằng làm trong dạy học CN ở THPT nhƣ hình 2.2
Hình 2.2 Các bước thiết kế môi trường học bằng làm 1. Căn cứ vào mục tiêu và xác định các năng lực cần
đạt ở HS
2. Lựa chọn nội dung
3. Thiết kế các vấn đề, tình huống, trường hợp gắn với thực tiễn
4. GV:Lựa chọn phương tiện, phương pháp, kỹnăng sử dụng phương tiện, xây dựng mô hình, mô phỏng (nếu có), địa điểm, nguồn lực
5. Thiết kế các hoạt động học tập
HS: chuẩn bịphương tiện, phương pháp, kĩ năng học tập
1/ Căn cứ vào mục tiêu bài học xác định các năng lực. Dạy học tương tác môn công nghệ trong môi trường học bằng làm hướng đến phát triển năng lực cho HS (năng lực tƣ duy, năng lực thực hành..). Do đó khi GV thiết kế các MTHT cần dựa vào mục tiêu bài học theo chương trình để xác định những mục tiêu cơ bản về kiến thức, kĩ năng, thái độ và những năng lực cần phát triển ở người học thông qua hoạt động học tập tương tác trong môi trường học bằng làm, trên cơ sở đó nhằm thiết kế đƣợc MTHT phù hợp đồng thời cũng là căn cứ để đánh giá kết quả học tập của HS theo kiểu DH này.
2/ Lựa chọn những nội dung học tập trọng tâm và phù hợp để xây dựng môi trường học bằng làm. Nội dung bài họ đƣợc lựa chọn để thiết kế phải là những tri thức, kĩ năng HS phải chiếm lĩnh, phải mang tính điển hình để HS có thể biến nó thành kinh nghiệm của bản thân. Vì thế không phải nội dung dạy học nào cũng thích hợp để thiết kế thành các nhiệm vụ, vấn đề, trường hợp học tập gắn với thực tiễn phục vụ cho tổ chức dạy học tương tác. Do đó nghiên cứu kĩ nội dung bài học chọn những nội dung thích hợp giúp GV xây dựng đƣợc các nhiệm vụ học tập trọng tâm phát triển năng lực cho HS.
3/ Sau khi đã lựa chọn nội dung dạy học, GV cần thiết kế các nhiệm vụ học tập thành các tình huống có vấn đề, trường hợp học tập, tình huống mang tính trái nghiệm nhằm tạo điều kiện cho HS học bằng làm.
- Thiết kế tình huống có vấn đề: Muốn phát triển năng lực học tập trong quá trình dạy học, điều tất yếu là phải đặt HS vào các tình huống, nhiệm vụ học tập có vấn đề. Để thiết kếđƣợc các tình huống có vấn đề học tập thì năng lực của GV đóng vai trò quan trọng. Trong tình huống có vấn đề GV cần biết cách biến mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan của HS. Kết quả giải quyết mẫu thuẫn HS sẽ kiến tạo đƣợc kiến thức mới, tích lũy kinh nghiệm. Khi thiết kế tình huống có vấn đề GV phải đảm bảo tình huống phải chứa đựng cái mới hấp dẫn, kích thích sựtò mò, tăng cường hứng thú đối với HS; phải chứa đựng mâu thuẫn nhận thức tức là HS có nhu cầu giải quyết tình huống nhưng những tri thức, kĩ năng, phương pháp hiện có chưa đủ để giải quyết đƣợc vấn đề; tuy nhiên vẫn phải đảm bảo tình vừa sức, không quá khó, không quá dễ, phù hợp với trình độ nhận thức và năng lực của HS [42]. Để thiết kế tình huống có vấn đề GV có thể thực hiện theo các bước: tạo ra tình huống;
xây dựng giả thuyết về tính có vấn đề đối với HS (giả định các yếu tố dữ kiện và yêu cầu của tình huống đối với trình độ của HS); tạo quan hệ giữa tình huống với HS bằng cách đƣa HS vào tình huống, gợi mở và làm xuất hiện nhu cầu giải quyết ở HS; khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết về tính có vấn đề của tình huống [3, tr265].
Ví dụ: Khi dạy về“động cơ không đồng bộba pha” (bài 26 SGK CN 12 – trang 103), cho HS quan sát và GV mô tả thí nghiệm (mô phỏng) về nguyên lí làm việc của động cơ không đồng bộba pha: Đặt một khung dây bên trong từtrường của ba dây dẫn đƣợc mắc với nhau lệch góc 1200 vềđiện. Khi cho dòng điện ba pha chạy
qua ba dây dẫn HS thấy khung dây quay theo với tốc độ chậm hơn. Câu hỏi đặt ra là vì sao khung dây lại quay khi cho dòng điện chạy qua ba dây dẫn? Tại sao khung dây lại quay với tốc độ chậm hơn? HS đã có kiến thức về hiện tƣợng cảm ứng điện từ, dưới sự gợi ý của GV các em có thể giải thích hiện tượng khung dây quay theo từ trường của ba sợi dây với tốc độ chậm hơn tốc độ quay của từ trường dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trường quay, từ đó các em hiểu được nguyên lí làm việc cũng nhƣ ý nghĩa tên gọi của động cơ không đồng bộ ba pha
- Thiết kế trường hợp: Nội dung môn học chủ yếu liên quan trực tiếp đến các thiết bị cơ khí, điện tử, điện dân dụng, động cơ đốt trong và thiết kế kĩ thuật trong thực tế. Để giúp HS chủ động tiếp thu tốt cũng nhƣ áp dụng kiến thức môn học giải quyết các vấn đề trong thực tiễn GV cần thiết kế các nhiệm vụ học tập thành các trường hợp gắn với thực tiễn cuộc sống sinh hoạt, sản xuất, công việc thực tế. Trường hợp là mô hình dạy học sát với thực tiễn nhất, bao gồm các vấn đề phức hợp được tạo ra để kích thích tư duy và hành động giải quyết vấn đề của con người trong bối cảnh thực tiễn. Khi thiết kế các trường hợp GV cần lưu ý: nội dung của mỗi trường hợp nên là một câu chuyện thực tiễn nhằm kích thích hứng thú, tò mò của HS; Bối cảnh của câu chuyện phải gắn với thực tiễn cuộc sống sinh hoạt, sản xuất hay nghề nghiệp trong tương lai giúp HS ghi nhớ, vận dụng, tích lũy kinh nghiệm tốt hơn; Nội dung câu chuyện cần chứa đựng ít nhất một vấn đề học tập có tính điển hình và khả năng khái quát cho những vấn đề tương tự nhằm kích thích tư duy, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS; Cần tận dụng khả năng của câu chuyện cho mục đích giáo dục HS giúp các em phát triển và hoàn thiện nhân cách. Các trường hợp được xây dựng phải phù hợp với mục tiêu, nội dung dạy học, mức độ nhận thức của HS, trung tâm của trường hợp vẫn là xây dựng các tình huống có vấn đề, tạo ra các trở ngại về mặt nhận thức và kĩ năng để HS đƣợc thực hiện hoạt động trí tuệ và thể chất, phát triển năng lực.
Ví dụ: Khi dạy về cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha (bài 26 SGK CN 12 – trang 103). GV xây dựng trường hợp để HS tìm hiểu cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha: Ra tết,
người nông dân miền Bắc lại bắt đầu cấy trồng vụ mùa mới. Để điều tiết lượng nước từ các hồ, ao, sông ngòi vào các con mương lớn dẫn nước đến các ruộng cấy lúa và hoa màu thì cứ mỗi xã có một trạm bơm nước. Vừa đi học về, Nam đƣợc bố gọi nhờ
ra mở cửa trạm bơm để Hình 2.3Roto lồng sóc động cơ điện xoay chiều
chuẩn bị bơm nước ( bố Nam là một cán bộ thủy nông của xã). Nhận nhiệm vụ Nam phóng xe ra ngay trạm bơm đầu làng. Vừa mở cửa Nam đã đƣợc nhìn thấy ba chiếc máy bơm rất to đang nối với đường ống nước lớn, còn một chiếc bị gỉ nằm ngày trong góc trạm bơm. Nam tiến lại gần quan sát thì thấy phần roto của động cơ đã đƣợc tháo ra, khi quan sát kĩ hơn thì Nam thấy các thanh sắt trên roto không nằm song song với trục mà bị nghiêng một góc nhỏ, không giống nhƣ lí thuyết trong sách giáo khoa vừa đƣợc học. Đang băn khoăn suy nghĩ thì bố Nam đến, sau một hồi tâm sự, Nam đã giải đáp đƣợc băn khoăn của mình. Câu hỏi đặt ra là: Trong lí thuyết roto của động cơ điện xoay chiều có cấu tạo nhƣ thế nào? Thực tế roto máy bơm nước có cấu tạo như thế nào? Dựa trên cơ sở nào để bố giải đáp thắc mắc cho Nam? GV sẽ dẫn dắt cho HS tìm hiểu, vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề đặt ra.
- Thiết kế các tình huống mang tính trải nghiệm: Trải nghiệm có thể coi là quá trình tham gia hành động (làm) và tiếp xúc trực tiếp (xem và ngẫm), trong đó cá nhân sử dụng kinh nghiệm đã có để tương tác với đối tượng (sự vật hoặc sự kiện), những tác động, thử nghiệm của người học sẽ làm cho đối tượng thay đổi và những thông tin thu đƣợc sẽ phản ánh ngƣợc trở lại bộ não tạo nên sự hiểu biết về đối tượng đó (kinh nghiệm mới). Qua đó, người học kiểm chứng được giá trị của kinh nghiệm đã có và kết quả của giá trị ấy sẽ tạo ra những ý tưởng mới làm công cụđể tiến hành trải nghiệm trong tương lai [43]. Nội dung học tập được thiết kế thành những tính huống trải nghiệm thực tế, trực tiếp, những mô phỏng ảo gắn liền với bối cảnh hiện thực của cuộc sống và sản xuất thông qua các chủđề, dự án... Những nội dung học tập đƣợc lựa chọn để thiết kế thành các tình huống mang tính trải nghiệm phải gắn với nội dung trọng tâm bài học, tập trung vào thực hành/ thực nghiệm, tập trung phát triển các năng lực học tập. Học tập trong môi trường học bằng làm mang tính trải nghiệm yêu cầu sự tham gia chủ động, hợp tác, chia sẻ giá trị và kinh nghiệm của người học với nhau trong công việc; sự chủ động của người học về quá trình nhận thức và áp dụng kinh nghiệm đã có trong hoàn cảnh hoặc tình huống thực tế; sự đánh giá các kinh nghiệm dựa vào tri thức khoa học và cảm xúc cá nhân; sự phản hồi để bổ sung hoặc thay thế các kinh nghiệm đã có
Ví dụ: Khi nội dung bài 19: Tựđộng hóa trong chế tạo cơ khí. Mục tiêu bài học ở mức biết các khái niệm về máy tựđộng, máy điều khiển số, người máy công nghiệp và dây chuyền tự động. Đồng thời HS nếu được thực trạng ô nhiễm môi trường trong sản xuất cơ khí cũng nhƣ trình bày đƣợc các biện pháp đảm bảo sự phát triển bền vững trong sản xuất cơ khí. GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm để giải quyết tình huống GV đặt ra: (nhóm 1)các em hãy tìm hiểu và trình bày những hiểu biết của mình về máy tự động, người máy công nghiệp, dây chuyền tự động thông qua trình chiếu trên máy tính; (nhóm 2) các em hãy viết một một vở kịch và diễn vở kịch về một chủđề ô nhiễm môi trường và các biện pháp phát triển bền vững trong
sản xuất cơ khí; (nhóm 3) thiết kế một trò chơi đố vui về chủ đề bài học bằng ứng dụng quizziz.
4/ GV Lựa chọn phương tiện, phương pháp, kỹ năng sử dụng phương tiện, xây dựng các mô hình, mô phỏng( nếu có). Việc lựa chọn phương tiện, kĩ thuật để xây dựng các mô hình, mô phỏng hỗ trợ quá trình dạy học phải phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, nội dung nhiệm vụ học tập, kĩ năng phương pháp của HS nhằm nâng mức độ nhận thức của HS, tạo cơ hội và điều kiện hỗ trợ cho các em chủđộng tích cực kiến tạo tri thức, tích lũy kinh nghiệm, phát triển năng lực. Tuy nhiên, trong thời đại phát triển của CNTT&TT ngày nay, vấn đề sử dụng và khai thác hiệu quả các phương tiện kĩ thuật hiện đại đòi hỏi người GV phải có hiểu biết và năng lực khai thác hiệu quả công năng của phương tiện, thiết bị để công nghệ hóa quá trình dạy học. Bên cạnh đó, góp phần xây dựng môi trường học bằng làm, HS cần chuẩn bị PT, PP, KN tương ứng để thực hiện hoạt động học tập đạt được mục tiêu đề ra.
Ví dụ: Khi dạy nội dung hình chiếu phối cảnh (bài 7 SGK CN 11 –trang ). Để xây dựng hình ảnh trực quan cho HS hiểu về phép chiếu xuyên tâm GV có thể sử dụng phần mềm Cabri 3D, ƣu điểm của phần mềm này là miễn phí, dễ sử dụng, đồng thời HS có thể tương tác
trực tiếp trên đối tƣợng để thay đổi tham số dẫn đến thay đổi đối tƣợng nhƣ mong muốn. Hoặc khi dạy về nội dung nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong, các quá trình nạp – nén – cháy giãn nở - thải khí xảy ra phức tạp, trừu tƣợng, HS khó hiểu vấn đề, để hỗ trợ quá trình học tập GV có
thể sử dụng những mô hình, những video mô phỏng nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong để HS dễ dàng hình dung và hiểu đƣợc bản chất, kiến tạo kiến thức, tích lũy kinh nghiệm mới.
Ví dụ: Khi dạy nội dung phần ứng dụng động cơ đốt trong trên ô tô. Đây là những nội dung vừa trừu tƣợng vừa khó để quan sát trên vật thật, đặc biệt là những bộ phận, cơ cấu, hệ thống nằm bên trong. Do đó GV có thể khai thác các hình ảnh trực quan, mô hình, mô phỏng vềứng dụng động cơ đốt trong trên ứng dụng mozabook đểtăng
Hình 2.4 phép chiếu xuyên tâm
cường tính trực quan cho bài học giúp HS dễ dàng tìm hiểu, xây dựng kiến thức, liên hệ thực tế, tích lũy kinh nghiệm.
Khi thiết kếmôi trường học bằng làm, ngoài vai trò của GV thì không thể thiếu sự chuẩn bị của HS, giúp tăng cường tính chủ động trong quá trình học tập tương tác.
Các công việc chuẩn bị của HS bao gồm các phương tiện (phù hợp với điều kiện cụ thể), phương pháp, kỹnăng sử dụng công nghệ.
5/ Thiết kế các hoạt động học tập. Lứa tuổi THPT có tính linh hoạt nhận thức cao, tức là khảnăng cấu trúc lại một cách tự nhiên những tri thức của bản thân bằng nhiều cách khác nhau nhằm đáp ứng nhanh chóng những yêu cầu thay đổi của tình huống học tập. Để phát huy đặc điểm này khi tiến hành thiết kế các hoạt động học tập GV cần coi trọng quá trình hoạt động cá nhân của HS. Các hoạt động học tập cần đƣợc xây dựng sao cho thu hút được HS tích cực tham gia tương tác, hành động để thực hiện các nhiệm vụ học tập. Trong khi thiết kế ở giai đoạn này GV có thể sử dụng một số kĩ thuật nêu vấn đề, trình bày trường hợp cần giải quyết thông qua những câu chuyện thực tế, đƣa ra một vài số liệu thống kê đáng chú ý liên quan đến nội dung học tập, đƣa ra những hình ảnh mang tính chất gợi mở một vấn đề, các mô hình và mô phỏng hỗ trợ để HS thực hiện hoạt động học của mình bằng phương tiện, phương pháp, kĩ năng học đạt được hiệu quả cao. GV lưu ý khi thiết kế hoạt động học tập cần đảm bảo người học có thể thực hiện được các hoạt động bao gồm:
tìm tòi – phát hiện; biến đổi – xử lý – phát triển sự kiện vấn đề; các hoạt động ứng dụng – củng cố; các hoạt động đánh giá và điều chỉnh để đạt đƣợc mục tiêu đặt ra.
Các hành động học phổ biến của HS bao gồm: hành động định hướng cho việc học;
hành động tiếp nhận và phân tích đối tƣợng học; các hành động mô hình hóa đối Hình 2.5 Ứng dụng động cơ đốt trong trên ô tô
tƣợng học với các vật liệu mới; hành động phát triển mô hình sang các dạng mới, với các vật liệu mới; hành động đối chiếu với vật mẫu của đối tƣợng học (thực chất đây là hành động kiểm tra đánh giá mô hình mới với vật chuẩn). Để cung cấp cơ hội tương tác, trao đổi, hợp tác cho HS, GV có thể tổ chức hoạt động học tập bằng nhiều hình thức khác nhau với trình tự: chia nhóm học tập; nhấn mạnh vấn đề học tập; tạo tình huống có vấn đề; nhắc lại nhiệm vụ học tập và các hoạt động mà HS sẽ thực hiện. Trong quá trình tổ chức cho HS thực hiện HĐ học tập của mình, để đảm bảo các em không bị chệch hướng so với mục tiêu đặt ra, GV luôn đảm bảo hướng dẫn và trợ giúp đúng lúc, đúng thời điểm và đúng cường độ. Việc này giúp HS có thể tự điều chỉnh hành vi, hoạt động của mình để kiến tạo kiến thức, tích lũy kinh nghiệm mới, đạt đƣợc mục tiêu đề ra.
* Điều kiện thực hiện
- GV phải dành thời gian tìm kiếm, tổng hợp các dữ liệu để thiết kế các nhiệm vụ học tập với sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học tích hợp.
- GV cần có kĩ năng cơ bản sử dụng CNTT và truyền thông để thiết kế mô hình, mô phỏng bài học, thực hành, thí nghiệm khi cần thiết.
- HS cần có phương pháp, kĩ năng sử dụng và tương tác với CNTT để tiến hành tìm kiếm thông tin, giải quyết vấn đề.
- Môi trường dạy học đảm bảo đầy đủphương tiện dạy học cần thiết.