Việcthếkếđƣợchệthống
cácDAHTtrongdạyhọcDVDAnóichungvàdạyhọcngành
CNKTCơđiệntửDVDAnóiriêng luônlà yêucầucótính bắtbuộcvàgópphần quyết địnhsựthành công củadạyhọcDVDA. Trongluậnánnàytác giảđềxuấtquytrình thiếtkếDAHT gồm6giai đoạnnhƣsau:(xemsơđồ1.1)
Hình thành lại ý tưởng dự án
Không khả thi
Không khả thi
Thiết kế các phương tiện-học liệu thực hiện dự án học tập
Không khả thi
Sơ đồ 1.1 Quy trình thiết kế hệ thống các DAHT trongdạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
Giai đoạn đặt vấn đề đưa ra chủ đề(hình thành ý tưởng dự án - tênDAHT) Xuất phát từ thực tế và nội dung CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử. GV&SV có thể phát hiện và xây dựng tình huống có vấn đề: rồi đƣa ra vấn đề bằng cáccâuhỏi có tính địnhhướng:
Thiết kế các hoạch động cụ thể cho dự án học tập HìnhthànhýtưởngdựánhọctậpĐặtv
ấnđềđưarađềtài/ýtưởng,xâydựng mục đích yêucầu
Trọng tâm của vấn đề là ở chỗ nào?
Người ta có thể diễn đạt vấn đề đó khác đi đượckhông?
Có thể chia nhỏ vấn đề ra không?
Giữa các bộ phận có các mối liên hệ nào?
Hình 1.3 Mô hình tìm ý tưởng hình
thànhDAHTtrong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
Thực tế cho thấy, nếu ý tưởng xuất phát từ thực tiễn xã hội và nội dung CTĐTthì có tính khả thi hơn cho việc dự thảo nội dung và lập kế hoạch thực hiện dự án. Tuy nhiên, trách nhiệm, hứng thú của SV đối với công việc có thể bị hạn chế.
Còn nếu ý tưởng xuất phát từ phía SV thì lúc đó dự án thường phù hợp với hứng thú và tính tự chịu trách nhiệm của họ với công việc cao hơn, nhưng có khó cho việc lập kế hoạch dự án theo CTĐT;
Do vậy, GV&SV cần cùng nhau thảo luận thống nhất đưa ra được chủ đề cụthể và khả thi cho việc xây dựng mục đích và các yêu cầu khải quát của dự án.
DAHT trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử
Phân tích ý tưởng dự án, thiết kế mục tiêu dự án:Đây là giai đoạn SV trình bày những kết quả của việc vận dụng kiến thức đã có cùng với kinh nghiệm bản
thân, những kiến thức mới qua tham khảo tài liệu để bước đầu phát triển ýtưởngthànhdựáncụthể.GVcầnđộngviênkhuyếnkhíchSVđềxuấtcàngnhiềuphươngán hình thành dự án (từ các ý tưởng đã phân tích) càng tốt. Các mục tiêu cầnphântích:
hứng thú của người học, giá trị của dự án đối với đào tạo, khả năng thựchiệnvà giá trị sử dụng của dự án. GV phải chỉ ra đƣợc cái chƣa hợp lý trong nộidunghọ trình bày một cách khéo léo. Cuối giai đoạn này GV đưa ra định hướng chodựánđãđượcthảoluậnởtrênthôngquasơđồ,cácbướctiếnhành...đãđược chuẩn bị trước trên slide hoặc tranh ảnh. Kết quả là bản dự thảo đề cương DAHT (xác định cụ thể mục tiêu của DAHT, đồng thời thông qua việc dự định thực hiện dự án sẽ đạt đƣợc mục tiêu dạy học). Mỗi DAHT tạo ra những sảnphẩmtươngứngcó thể đánh giá được, bởi vậy cần giúp SV xác địnhmụcđích hành độngvàsảnphẩmcần đạt. Mục tiêu phải mô tả rõ ràng các hànhvicầnđạt, mứcđộ nhận thứcvàsự thành thục trongkĩnăng hành động.
Mục tiêu cần có tính định lƣợng rõ ràng, có thể kiểm tra, đánh giá đƣợc sau quá trình hoàn thành sản phẩm. Nếu trong bước này các yêu cầu của mục tiêu không đạt thì buộc GV&SVphảiquayvềgiaiđoạn1.Hìnhthànhlạiýtưởngdựán.
Giai đoạn thiết kế các hoạt động cụ thể cho dự án:GV nên làm rõ cho SV thấy cần phải xuất phát từ chức năng tổng thể của vấn đề hay hệ thống kỹ thuật (sản phẩm sau này của SV) từ đó mới phân tích chức năng chi tiết hay bộ phận, đặc biệt lưu ý SV tới mối quan hệ chức năng - nguyên lý - cấu tạo của chi tiết hay hệthốngđó. Với những định hướng như trên SV có thể giải quyết tốt nhiệm vụ trong giai đoạnnày;
Xác định cụ thể (chi tiết) những công việc phải làm, phân công các công việcđó theo nhóm và cá nhân. Lập kế hoạch cho từng công việc: Thời gian, phương tiện, phương pháp tiến hành, vật liệu cần sử dung... trong giai đoạn này nếu phát hiệnthấyviệclậpkếhoạchkhôngkhảthithìbuộcGV&SVphảiquayvềgiaiđoạn 1. Hình thành lại ý tưởng dựán.
Thiết kế các phương tiện học liệu thực hiện dự án:Giai đoạn này đặt ra yêu cầu và trách nhiệm rất lớn đối với SV và bắt buộc phải tích cực tập trung cao độ, kiên nhẫn, đồng thời vận dụng những kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo đã tích luỹ đƣợc nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể trong khi thực hiện dự án. Ở giaiđoạnnàyG Vp h ả i t h ô n g q u a v i ệ c t r u y ề n đ ạ t k i ế n t h ứ c v ề p h ƣ ơ n g p h á p , c h ú t h í c h về
những kinh nghiệm đời thường, hướng dẫn SV nhằm hỗ trợ cho việc thực hiệndễd à n g h ơ n s a o c h o t o à n b ộ S V c ó t h ể l à m đ ƣ ợ c . Đ ồ n g t h ờ i , G V c ầ n l ƣ u ý S V nhữngsai sót hay phạm phải khi sử dụng thiết bị, giới thiệu, hướng dẫn những trangthiếtbị mới mà họ chưa sử dụng và yêu cầu SV phải tuân thủ nghiêm ngặt nhữngquyđịnh về an toàn cho người và thiếtbị.
Đảm bảo mọi thành viên tham gia dự án thực hiện công việc được giao theokế hoạch. Những kết quả trung gian trong quá trình thực hiện cần được tự kiểm tra hoặc qua sự kiểm tra của GV tạo nên những thông tin phản hồi nhanh chóng, chính xác và kịp thời. Trong giai đoạn này nếu phát hiện thấy việc thực hiện dự án không khả thi thì buộc GV&SV phải quay về giai đoạn 1. Hình thành lại ý tưởng dự án
Soạn thảo và hoàn thiện bản thiết kế dự án học tập:Căn cứ vào mục tiêu dự án, các hoạt động dự định thực hiện trong dự án, các phương tiện, học liệu đikèm...GV&SV soạn thảo dự thảo bản thiết kế DAHT, tổ chức Seminar để thảo luận, góp ý hoàn thiện bản thiết kế cuối cùng. Bản mô tả thiế kế dự án cần bao gồm đầy đủ thông tin về dự án trên các mặt nhƣ: tên dự án, mục tiêu dự án, kế hoạch thựchiệndự án, phương tiện, học liệu, dự trù tàichính…
Ban hành danh mục hệ thống dự án học tập:Giảng viên sẽ tập hợp các DAHT của SV đã soạn thảo (có thể sắp xếp theo các nhóm chủ đề hoặc lĩnh vực khoa học công nghệ, lĩnh vực ứng dụng của dự án...) thành một bản danh mục hệ thống DAHT và tiến hành các thủ tục để thông qua bộ môn. Trưởng bộ môn sẽtrìnhlãnh đạo khoa phê duyệt các DAHT. (việc phê duyệt cần kèm theo hồ sơ giảng dạy của GV, kế hoạch giảng dạy, đề cương các liên môn, bộ công cụ đánh giádùngtrong dạy học ngành CNKT Cơ điện tửDVDA...)
Qua phân tích quy trình thiết kế DAHT ở trên, tác giả thấy rằng: quy trìnhnày áp dụng chung cho việc thiết kế các DAHT trong CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử DVDA. Tuy nhiên, trong thực tế các GV căn cứ vào mục tiêu, chương trình, nội dung, yêu cầu cụ thể của từng tổ hợp liên học phần để thiết kế DAHT phùhợp.
Ví dụ. Dự thảo dự án học tập “Thiết kế chế tạo Robot vƣợt địa hình”
1. Mởđầu
2.Mô tả tổng quát dự án
2.1 Nêu tóm lược ý tưởng và chủ đề của dự án, Tại sao phải học theo dự ánnày?
Trong thực tế có nhiều địa điểm con người khó tiếp cận như vùng núi cao hiểmtrở,hoặc núi lửa; hoặc có nhiều vách đá chênh vênh…việc nghiên cứu và chế tạo một thiết bị (robot) có thể thay thế con người đến những điểm trên là cần thiết. Thông qua việc thiếtkếrobot này SV sẽ đƣợc trải nghiệm thực tế thú vị, vận dụng kiến thức tổng hợp của liênmôncơ - điện tử - tin học một cách vững chắc. Mặt khác khi kết thúc quá trình thực hiện dự án GV&SV sẽ đạt đƣợc mục tiêu dạy và học các học phần trong tổ hợp liên môn.
2.2 Xác định nội dung học tập liên môn mà SV phải học trong dự án này, vài bađiểmcho từng môn.Vídụ:
Kiến thức về phần cơ khí, cơ cấu chấp hành, cắt gọt, hàn...
Kiến thức về điện, điện tử: Nguồn điện (một chiều, xoay chiều...), các loại mạch điều khiển, các linh kiện điện tử...
Kiến thức về Vi điều khiển, các loại vi điềukhiển...
Kiến thức về tin học, lập trình điều khiển theo các họ vi điềukhiển...
2.3 Xác định những kĩ năng then chốt mà SV phải học qua dự án này (chỉ kể những kĩnăng sau này sẽ đưa vào đánh giá, mỗi SV vài ba kĩ năng).Vídụ:
Thiết kế vi mạch đáp ứng đúng nguyênlýhoạt động củarobot;
Lập trình theo thuật toán để điều khiển hoạt động củarobot;
Chế tạo hình dáng và các cơ cấu cơ khí đáp ứng hoạt động củarobot;
Lập kế hoạch làm việc nhóm và cánhân;
Phân tích các điều kiện thực hiện kếhoạch;
Tên dự án: Ví dụ “Thiết kế chế tạo robot vƣợt địa hình đồi núi”
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thành Long; Bùi Trung Thành Khoa Cơ Khí: Lớp.
Kiến thức tiên quyết: Vật lý; Kỹ thuật điện; Cơ sở thiết kế máy; Truyền động kỹ thuật và khí nén; Điều khiển lập trình PLC; Điều khiển tự động…
Thời hạn thực hiện: 01 học kì
Đánh giá công việc và sản phẩm dựán;
Kĩ năng cộng tác và phê phán nhiệmvụ.
2.4 Xác định những tập quán tư duy mà SV phải thực hành trong dự án.Vídụ:
Robotphảivượtđượccácchướngngạicủađịahìnhcócaođộvàđộnghiêngphứctạp;
Muốn làm điều đỏ phải biết sử dụng khoa học - kĩ thuật và sử dụng các công nghệ phù hợp;
Hoạt động của robot phải đạt độ chính xác cao (có sai số trong khoảng chophép).
3. Phát triển những câu hỏi dẫn động
4.Lập kế hoạch đánhgiá
Nhận định những vấn đề cốt yếu trong thực hiện dự án. Nhận định đó phải xuyên suốtnội dung, các hoạt động của dự án, cả sản phẩm, và đưa ra chỉ dẫn trọng tâm tìm tòi, phát hiện để định hướng SV. Ví dụ:
Để thiết kế chế tạo đƣợc robot vƣợt địa hình chúng ta phải tính toán những gì?
(hìnhdáng, bộ phận truyền động bằng xích, thiết kế bo mạch chịu nước, lậptrình...);
Trường ta đã tham gia các cuộc thi robocon đạt giải cao vậy chúng ta cố gắng đểsảnphẩm sau khi hoàn thiện có thể đăng ký dự thi (tất nhiên phải cải tiến và hoàn thiện theo các tiêu chuẩn của cuộcthi…);
Sảnphẩmcủadựánchúngtalàgì? (20robotvƣợtđịahình,hìnhdángđẹp,gọnnhẹ,có khả năng mang đƣợc2kg...).
4.1 Xác định rõ sản phẩm của dự án và phải đánh giá những cái gì?Vídụ:
Trước khi khởi đầu dựán
Khả năng học và tự nghiên cứu của SV;
Bối cảnh của lớp học trong thời đại công nghệ phát triển;
Điều kiện học tập và nghiên cứu ở trường (giảng đường, thư viện, xưởng thựctập...)và ở nhà;
Ý tưởng và triết lý cơ bản của dạy học trong dự án này.
Trong khi tiến hành dựán
Tri thức và kĩ năng liên môn Cơ - điện tử - tin học... mà SV vận dụng trong rèn luyện trong côngviệc;
Tri thức và kĩ năng liên môn đƣợc hình thành nhƣ thếnào?
Những sản phẩm trung gian;
Thái độ và tính tích cực học tập của SV trong nhiệm vụ nhóm và cánhân;
Các kĩ năng xã hội: cộng tác, chia sẻ, hiểu biết sự khác biệt, thương lượng, đốithoại,thảoluận…
Khi kết thúc dựán
Số robot vƣợt địa hình, kiểu dáng và chi phí tài chính và thờigian;
Các kỹ năng môn học Kỹ thuật điện tử; Vi điều khiển; Cơ sở thiết kế máy; Robot côngnghiệp;
Các kỹ năng liên môn: viết các báo cáo, trình bày ý kiến, xử lý số liệuquansát; Các kỹ năng xã hội: hợp tác, làm việcnhóm...
4.2 Xác định những tiêu chí thực hiện tiêu biểu cho từng sản phẩm
Vềchấtlƣợngsảnphẩm(vậnhànhtốt,đúngnguyênlý,đápứngnhucầuthựctế...);
Vềhìnhdángsảnphẩm(đẹp,gọn,cókiểudángcôngnghiệp,tiệnlợichongườisửdụng...);
Về chi phí chế tạo sản phẩm (tiết kiệm, tối ƣu chi phí, tận dụng đƣợc nhiều linhkiệnsẵncó...);
Vềsựtiêuhaonănglƣợng(tiêuthụítnănglƣợngnhất,vàtiệndụngtrongvậnhành...);
Về khả năng phát triển tiếp theo của sản phẩm (có thể phát triển thành những sản phẩmcôngnghiệp,cóthểtìmkiếmđƣợccơhộiđầutƣđểsảnxuấthàngloạt...).
5. Quản lý tiếnđộ
1.7 Tiếntrình dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại họcSPKT Dựa vào quy trình thiết kế hệ thống các DAHT, cấu trúc dạy học DVDA và căn cứ đặc thù của CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử trình độ đại học, tiến trình dạy
GV (hoặc nhóm GV) quản lý, giám sát quá trình thực hiện DAHT của SV theo kếhoạch đã lập, bằng các công cụ trực tuyến (ngoài những giờ hướng dẫn Seminar trên lớp), Qua mạng nội bộ, diễn đàn của nhóm, diễn đàn của lớp, email, điện thoại…
Các báo cáo tiến độ đƣợc trao đổi cuối hàng ngày hoặc 3 ngày
mỗilần;Các vấn đề phát sinh được trao đổi và tìm hướng xu lý kịp thời.
GV cũng nên chuẩn bị những điều kiện cần thiết để đáp ứng nhu cầu dạy học phân hóa cho SV năng khiếu, SV có nhu cầu đặc biệt, SV có những phong cách học tập khác nhau. Mặc dù đặc điểm của dạy học DVDA luôn chú ý đến tính hợp tác và trách nhiệm chung của nhóm.
học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA sẽ đƣợc thiết kế theo một trình tự logis, đảm bảo tính hệ thống, tính kế thừa và phát triển...
Theo Kilpatrick [64], tiến trình đƣợc chia làm 4 giai đoạn, đó là hình thànhýtưởng dự án, lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá. Trong phương thức dạy họchiệnđại, các tác giả phân tích tiến trình dạy học DVDA gồm 3 bước như sau:
Bước 1: Lập kế hoạch dự án (lựa chọn chủ đề, xây dựng chủ đề, lập kế hoạch các nhiệm vụ học tập); Bước 2: Thực hiện dự án (thu thập thông tin, xử lý thông tin, tổng hợp thông tin); Bước 3: Tổng hợp kết quả (xây dựng sản phẩm, báo cáo sản phẩm, đánh giá sảnphẩm).
Theo mô hình CDIO [92] thì triến trình gồm: Conceive (ý tưởng) - Design (Thiết kế)- Implement (Triển khai) - Operate (Vận hành).
Năm 1975 Trung tâm công nghệ giáo dục đại học của Bang Florida đã phát triển một mô hình thiết kế hệ thống dạy học (ISD-Instructional System Design) gồm 5 giai đoạn ADDIE (Analysis - Phân tích, Design - thiết kế, Development - Phát triển, Implement - Thực hiện, Evaluate - Đánh giá).
Trong luận án tác giả đề xuất tiến trình dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA theo quan điểm tiếp cận mô hình ADDIE có điều chỉnh trình tự cho phù hợp với những đặc điểm của CTĐT ngành Cơ điện tử. (chuyển Development - phát triển về giai đoạn cuối cùng sau Evaluate, với lý do là sau khi tổng kết đánh giá DAHT, GV&SV căn cứ tính khả tính, tính thương mại hóa... của sản phẩm dự án để quyết định các hướng phát triển tiếp theo của DAHT)
Do vậy, tác giả đề xuất xây dựng tiến trình dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA theo trình tự các giai đoạn: Analysis - Phân tích, Design - Thiết kế, Implement - Thực hiện, Evaluate - Đánh giá, Development - Phát triển.