luận văn đại học sư phạm Xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong dạy học môn Thực hành Máy lạnh tại Trường CĐ Điện tử - Điện lạnh Hà Nội

Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu cho luận văn tốt nghiệp của mình là: “Xây dùng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong dạy học môn Thực hành Máy lạnh tại

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Xuất phát từ định hướng phát triển giáo dục

Nghị quyết Trung ương 7 (khóa X) đã đặt ra cho ngành GD & ĐT nhữngnhiệm vụ quan trọng, đó là: "Đổi mới toàn diện giáo dục và đào tạo, tạo cơ hộicho mọi thanh niên được học tập, không ngừng nâng cao trình độ, có tri thức và

kỹ năng, vươn lên ngang tầm với thanh niên các nước tiên tiến trên thế giới" Đểthực hiện nhiệm vụ này, yêu cầu cao nhất, giải pháp cấp bách nhất đặt ra chongành mà Nghị quyết đã chỉ ra, đó là không ngừng nâng cao chất lượng giáo dục;đổi mới cơ cấu tổ chức, cơ chế quản lý, nội dung, phương pháp dạy và học; xâydựng một số cơ sở GD&ĐT đạt trình độ quốc tế; khuyến khích thành lập các cơ

sở đào tạo nước ngoài tại Việt Nam với một số ngành, lĩnh vực cần thiết để đápứng sự nghiệp phát triển đất nước

1.2 Xuất phát từ yêu cầu của trường CĐ Điện tử - Điện lạnh Hà nội

Hiện nay, Phương tiện dạy học ngày càng đóng vai trò quan trọng trongviệc nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình dạy học; Tại các trường học

từ phổ thông đến các trường THCN, Cao đẳng và Đại học trong đó có trường caođẳngđiện tử điện lạnh Hà Nội, phương tiện dạy học ngày càng hiện đại, tăng về

số lượng và đa dạng về chủng loại Ngoài ra, khoa học công nghệ đang phát triểnmạnh mẽ, có tác động và ảnh hưởng ngày càng mạnh tới giáo dục, trong đó cóphương tiện dạy học Việc đầu tư các phương tiện dạy học đòi hỏi công tác quản

lí, thiết kế, xây dựng, mua sắm, bảo quản và sử dụng các phương tiện dạy họcphải được quan tâm và chú trọng

Trong dạy học thực hành, các mô hình, sa bàn, vật thật là những phươngtiện dạy học không thể thiếu, và chóng đóng vai trò đặc biệt quan trọng, ảnhhưởng đến chất lượng của việc tổ chức hoạt động nhận thức của người học trongquá trình dạy học thực hành nói riêng và quá trình dạy học nói chung

Tuy nhiên, trên thực tế, tại các trường phổ thông, trung học chuyên nghiệp,các trường Cao đẳng, đại học, các mô hình, sa bàn thường là mua về không được sửdụng, hoặc sử dụng không hiệu quả gây lãng phí Trong khi đó một số mô hình, sa

bàn do các giáo viên tự làm thì lại được các giáo viên đó khai thác sử dụng rất cóhiệu quả.

Vì những lí do đó, việc nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn để xây dựng

và sử dụng mô hình trong quá trình dạy học có ý nghĩa rất cấp thiết Nó sẽ giúpcác giáo viên xây dựng và sử dông tốt các mô hình, san bàn dạy học nói riêng vàphương tiện dạy học nói chung Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu

cho luận văn tốt nghiệp của mình là: “Xây dùng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong dạy học môn Thực hành Máy lạnh tại Trường

CĐ Điện tử - Điện lạnh Hà Nội”.

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế xây dựng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật để

sử dụng trong quá trình dạy học thực hành nhằm

- Góp phần nâng cao khả năng xây dựng và sử dụng mô hình cho giáo viên

- Giúp học sinh có khả năng nhận thức kiến thức và hình thành kỹ năng cũngnhư việc tự hoàn thiện kiến thức, kỹ năng

3 Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

3.1 Khách thể nghiên cứu

Qúa trình dạy và học thực hành tại khoa Nhiệt lạnh – Trường CĐ Điện tử Điện lạnh HN

3.2 Đối tượng nghiên cứu

- Cơ sở lý luận về xây dựng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật

- Quy trình xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuậttrong dạy học môn thực hành Máy lạnh tại trường CĐ Điện tử - Điện lạnh Hànội

- Giáo viên và học sinh trong giảng dạy và học tập thực hành

3.3 Phạm vi nghiên cứu

- Áp dụng cho môn học Thực hành Máy lạnh hệ TCCN, hệ cao đẳng của khoaNhiệt Lạnh - trường CĐ Điện tử - Điện lạnh HN

- Giới hạn trong việc tạo kĩ năng xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm

hệ thống kỹ thuật cho giáo viên

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được và sử dụng hợp lý mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật thì sẽ nâng cao được chất lượng dạy học môn Thực hành Máy lạnh tạitrường CĐ Điện tử - Điện lạnh HN

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu nghiên cứu, đề tài xác định cần thực hiện cácnhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn

- Làm rõ một số khái niệm và nghiên cứu lý luận về mô hình

- Thiết kế quy trình xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống

kỹ thuật trong dạy học thực hành

- Thiết kế, chế tạo một mô hình theo quy trình đưa ra

- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra đánh giá

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng kết hợp một số phươngpháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lý luận theo định hướng của đề tài

- Phương pháp điều tra, quan sát, chuyên gia

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp tiếp cận công nghệ trong xây dựng mô hình dạy học

- Phương pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm

7 Đóng góp mới của đề tài

7.1 Về mặt lý luận

- Phân tích các khái niệm về phương tiện dạy học, dạy học thực hành kỹ thuật, hệthống, dạy học theo quan điểm hệ thống Làm rõ cơ sở lý luận về mô hình trongdạy học qua đó làm phong phú thêm cơ sở lý luận về phương tiện dạy học

- Đưa ra những nguyên tắc và quy trình xõy dựng mô hình theo quan điểm hệthống kỹ thuật, bước đầu áp dụng có hiệu quả trong dạy học

7.2 Về mặt thực tiễn.

- Thiết kế, xây dựng thành công mô hình máy hút ẩm theo quan điểm hệthống kỹ thuật

- Đề ra các nguyên tắc và quy trình sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹthuật trong dạy học môn thực hành Máy lạnh tại trường CĐ Điện tử - Điện lạnh

Hà Nội

- Có thể sử dụng mô hình để kiểm tra kỹ năng cũng như để dạy học lý thuyết

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục, tài liệu tham khảo Luận văngồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng mô

hình trong quá trình dạy học

Chương 2: Thiết kê, xây dựng và sử dông mô hình trong dạy học thực hành Chương 3: Kiểm nghiệm đánh giá

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG MÔ HÌNH THEO QUAN ĐIỂM HỆ THỐNG KỸ THUẬT

TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC

1.1 Lịch sử nghiên cứu

Trong lịch sử, mô hình được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhaunhư: quân sự , kỹ thuật, kinh tế và giáo dục

1.1.1 Trong lĩnh vực kinh tế

- Mô hình H-O, là một mô hình toán cân bằng tổng thể trong lý thuyết thương mại quốc tế

và phân công lao động quốc tế dùng để dự báo xem quốc gia nào sẽ sản xuất mặt hàng nàotrên cơ sở những yếu tố sản xuất sẵn có của quốc gia Eli Heckscher và BertilOhlin của Thụy Điển là hai người đầu tiên xây dựng mô hình này, nên mô hìnhmang tên họ, dù sau này có nhiều người khác tham gia phát triển mô hình Môhình dựa vào lý luận về lợi thế so sánh của David Ricardo[44]

- Mụ hình Hicks-Hansen, được nhà kinh tế học John Hicks (1904-1989) và nhà kinh tế học của

Hoa Kỳ Alvin Hansen (1887-1975) đưa ra và phát triển Mô hình IS-LM đã được sử dụng

để kết hợp các hoạt động khác nhau của nền kinh tế: nó là sự kết hợp của thị trường tài chính (tiền tệ) với thị trường hàng hóa và dịch vụ Trong nền kinh tế đóng thì mô hình khôngchịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài nền kinh tế: xuất khẩu ròng (NX), tỷ giá hối đoái, lãi suất thế giới [44]

- Mô hình tăng trưởng Solow, là một mô hình thuyết minh về cơ chế tăng trưởng kinh tế do Robert Solow và Trevor Swan xây dựng rồi được các học giả kinh tế khác bổsung Solow đã nhận được giải Nobel về kinh tế năm 1987 nhờ cống hiến này Môhình này còn gọi là Mô hình tăng trưởng tân cổ điển vì một số giả thiết của môhình dựa theo lý luận của kinh tế học tân cổ điển Mô hình này cũn cú cỏch gọi khác,

đó là Mô hình tăng trưởng ngoại sinh, bởi vì không liên quan đến các nhân tố bêntrong, rốt cục tăng trưởng của một nền kinh tế sẽ hội tụ về một tốc độ nhất định ởtrạng thái bền vững Chỉ các yếu tố bên ngoài, đó là công nghệ và tốc độ tăngtrưởng lao động mới thay đổi được tốc độ tăng trưởng kinh tế ở trạng thái bềnvững[44]

1.1.2 Trong lĩnh vực kỹ thuật

- Trong kỹ thuật giao thông đã sử dụng phương pháp mụ hỡnh hóa (Mô phỏngMP) Phương pháp mô phỏng này dựa trên các giả thuyết về dòng xe để lập nêncỏc mụ hình toán học, sau đó thực hiện các mô phỏng đú trờn máy vi tính Mụcđích của việc này là để phân tích hoặc lấy số liệu để phân tích khi không có điềukiện để đo được các số liệu đó hoặc phải thực hiện các thí nghiệm lớn mà khảnăng kỹ thuật và kinh phí không cho phép[43]

- Mô hình ba chiều, đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình thiết kế kỹthuật Các mô hình ba chiều thể hiện các ý tưởng thiết kế là mối giao tiếp giữacác thành viên trong nhóm thiết kế và giữa người tiêu dùng với các ý tưởng thiết

kế Mụ hình ba chiều trong nhiều lĩnh vực khác nhau: cơ khí, xây dựng, kiếntrúc, trang trí nội thất nghĩa là không những ứng dụng trong việc giải quyết cácbài toán kỹ thuật mà ngay cả trong cuộc sống hàng ngày Ta có thể thiết kế các

mô hình ba chiều trờn cỏc hệ thống CAD/CAM khác nhau Một trong những hệthống đó là phần mềm AutoCAD của hãng Autodesk Ta có thể xuất mô hình bachiều thiết kế trên AutoCAD sang các phần mềm mô phỏng tính toánCAD/CAM/CAE và xử lý hình ảnh khác[43]

- Mô hình xe cộ được sản xuất rất sớm vào thế kỷ 20 bởi hai nhà sản xuấtMeccanoDinky Toys) ở Anh và Dowst Brothers (Tootsietoys) ở Mỹ Những mẫu

mô hình đầu tiên được bày bán rất đơn giản, gồm có những chiếc xe nhỏ chỉ cóchi tiết bên ngoài mà không cú cỏc chi tiết bên trong Lesney bắt đầu làm môhình từ năm 1947 Sản phẩm của ông, Matchbox 1-75 series có tên như vậy vìluốn có 75 chiếc xe khác nhau được đóng gói chung vào những hộp diờm bộ xíu.Mún đồ chơi này dần trở nên phổ biến và Matchbox được sử dụng rộng rãi đếnmức nó được coi là hình mẫu chung của mọi mô hình của bất cứ hãng sản xuấtnào Trong suốt những năm 60, một vài nhà sản xuất đã bắt đầu sử dụng mô hìnhtĩnh xe cộ để làm công cụ quảng cáo Ý tưởng rằng trẻ con đóng một vai trò kháquan trọng trong quyết định của gia đình như mua hàng hóa đó mở ra một conđường mới Thêm vào đó vào những năm 80 đã xuất hiện rất nhiều mô hình tĩnh

xe dành cho nhu cầu sưu tầm của người lớn, chứ không phải như một đồ chơidành cho trẻ con Khoảng giữa những thập niên 70, xe tải và những chiếc xe

thương mại chiếm Một thị phần khá lớn trên thị trường Đến năm 1990,NASCAR tham gia và trở thành một ông lớn của mô hình với cả mẫu xe đua

và xe tải, được sơn màu sơn của các đội đua khác nhau[43]

- Sa bàn điện tử quân sự cấp sư đoàn, do Trung tướng Nguyễn Đức Luyện,giám đốc học viên quân sự chủ trì Hệ thống cho phép xây dựng phương án tácchiến trên nền bản đồ số hai chiều và hiển thị trực quan trên địa hình số bachiều tương ứng, cho phép trình diễn phương án tác chiến và mô phỏng hợpđồng binh chủng Các ứng dụng trên môi trường hai chiều và ba chiều có thểchạy độc lập và có sự đồng bộ dữ liệu giữa chúng Hệ thống được thiết kếphục vụ huấn luyện và giảng dạy công tác tham mưu tác chiến và chỉ huytham mưu kỹ thuật cho bộ đội Bên cạnh đó, hệ thống sẽ tiết kiệm đượcnhiều kinh phí và thời gian khi huấn luyện học viên và khảo sát thực tế[45]

1.1.4 Trong lĩnh vực giáo dục

- Mụ hình “Cung cấp điện cho các phụ tải trong phân xưởng cơ khớ” của tácgiả Bùi Văn Huệ - Trường CNKT Đồng Nai Đõy là mô hình thuộc nhóm thiết bịngành điện công nghiệp, có diện tích sử dụng tối thiểu là 4,5 m2, với đặc điểm là

dễ sử dụng và tiết kiệm điện cho các máy móc như hàn, tiện, máy phay cắt gọtkim loại… Mô hình này được đưa vào thử nghiệm tại xưởng của trường từ nămhọc 2003-2004 và giúp học viên thuận lợi khi học tập, dễ hiểu bài và đặc biệtthao tác tốt trong thực tế sản xuất[43]

- Mô hình “Hệ thống phanh ABS”, của tác giả Trần Thế Liên, trường CNKTĐồng Nai, với mô hình này học sinh sẽ được trực quan bằng hình ảnh và thực tếtrên mô hình về hệ thống phanh ABS trong ngành cơ khí ô tô, giúp dễ hiểu vàtiếp cận Hiệu quả khi đưa vào giảng dạy thử nghiệm từ năm học 2004-2005 rất

rõ rệt, đã thu hút được số lượng học sinh ở các lớp ô tô so với các năm trước…[43].

- Phần mềm WORKING MODEL, thiết kế mô phỏng các thí nghiệm vật lý,đem lại hiệu quả tường minh trong việc phân tích chi tiết các hiện tượng và khithí nghiệm thực không tiến hành được Có thể sử dụng để giải các bài tập phần cơhọc cả phần định tính lẫn phần định lượng giúp HS nắm bắt được các khái niệm,tính chất sự vật[43]

- Lập chương trình điều khiển mô hình trực quan bằng Rơle phục vụ cho giảngdạy của tác giả Phạm Ngọc Hùng - Trường ĐH Điện Lực Với mô hình này giáoviên có thể giảng dạy dựa trên việc xây dựng mô hình trực quan được điều khiểntheo một chương trình lập sẵn chỉ bằng các rơle điện cơ đơn giản Đây là phươngpháp hi vọng sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học nhờ tính linh hoạt, hiệuquả và trực quan của mô hình[43]

- Bộ phần mềm DẠY TOÁN 1, 2, 3, 4, 5 là phần mềm mô phỏng học mônToán bậc Tiểu học lớn nhất của Việt Nam Hơn 200 dạng toỏn chớnh trongchương trình môn Toán đã được mô phỏng trên máy tính Việc mô phỏng cácdạng toán này nhằm các mục đích sau:

+ Học sinh có thể tự học, tự làm bài tập trực tiếp trên máy tính theo đúng quitrình như khi làm bài tập trên bảng hoặc trên giấy

+ Giáo viên sử dụng các mô phỏng này để hỗ trợ giảng dạy hoặc tiến hànhgiảng trực tiếp trên máy tính

+ Học sinh làm bài kiểm tra kiến thức trên máy tính theo yêu cầu của giáo viênhoặc cha mẹ học sinh

Một đặc điểm nổi bật của tất cả các mô phỏng này là giáo viên (cha mẹhọc sinh) được quyền nhập trực tiếp dữ liệu hoặc thông tin đầu vào cho các môphỏng này Với tính năng này, giáo viên sẽ hoàn toàn chủ động để tìm kiếmthông tin và giảng dạy trực tiếp trên máy tính[43]

Qua các ví dụ trên ta nhận thấy Mô hình được ứng dụng ở nhiều lĩnh vựckhoa học khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục Tuy nhiên qua nghiêncứu và tìm hiểu cho thấy cơ sở lý luận của việc thiết kế, xây dựng và sử dụng môhình trong dạy học thực hành chưa đề cập đến

Từ những vấn đề còn thiếu sút trờn, qua luận văn này tác giả muốn làm rừthờm về cơ sở lý luận và thực tiễn của việc thiết kế, xây dựng và sử dụng trongdạy học môn thực hành Máy lạnh tại khoa Nhiệt Lạnh - Trường CĐ Điện tử -Điện lạnh Hà nội Làm sáng tỏ thêm một số thuật ngữ như Mô hình, Hệ thống,Dạy học thực hành, Dạy học theo quan điểm hệ thống kỹ thuật Xây dựng quytrình thiết kế, xây dựng và nguyên tắc sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống

kỹ thuật Trên cơ sở đó mô hình MÁY HÚT ẨM nhằm phục vụ cho công tácgiảng dạy môn học

1.2 Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong quá trình dạy học

- Các môn học kỹ thuật có đối tượng nghiên cứu rất cụ thể đó là: Các sản phẩm

kỹ thuật, các quá trình kỹ thuật và các phương pháp công nghệ cơ bản (các thaotác kỹ thuật) Vì vậy nội dung của các môn học kỹ thuật vừa mang tính trừutượng, lại vừa mang tính cụ thể

- Nội dung của môn học kỹ thuật là nghiên cứu các sản phẩm kỹ thuật

- Kiến thức về sản phẩm kỹ thuật bao gồm các kiến thức về cấu tạo, nguyên lýhoạt động của sản phẩm kỹ thuật, sử dụng, sửa chữa chúng trong quá trình sảnxuất, và trong đời sống Do đó, sự lĩnh hội của tri thức phải bắt nguồn từ bản thânsản phẩm kỹ thuật, xuất phát từ việc nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu tạo vànguyên lý hoạt động của sản phẩm kỹ thuật Mối liên hệ này thể hiện giữa cái cụthể - trực quan với cái trừu tượng – lý thuyết, trong đó trực quan sinh động làđiểm xuất phát của nhận thức

1.2.1 Cơ sở triết học của nhận thức trực quan

Nhận thức là quá trình ý thức của con người phản ánh thế giới xungquanh, tồn tại khách quan và không phụ thuộc vào ý thức Thừa nhận thế giớihiện thực và sự phản ánh thế giới đó vào đầu óc con người và là cơ sở lý luận củanhận thức luận theo quan điểm của chủ nghĩa Mỏc-Lờnin Quá trình đó hìnhthành và phát triển trên cơ sở hoạt động của con người và thực tiễn xã hội.V.I.Lờnin chỉ rõ "Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừutượng đến thực tiễn" - đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sựnhận thức thực tại khách quan

Nhận thức bắt đầu từ sự phản ánh thể giới xung quanh bằng các cơ quancảm thụ do tác động trực tiếp của thế giới đó vào các cơ quan ấy.

Nhận thức có hai trình độ: trình độ nhận thức cảm tính và trình độ nhậnthức lý tính

- Nhận thức cảm tính (hay trực quan sinh động) gồm các hình thức cảm giác, trigiác và biểu tượng

Cảm giác là sự phản ánh trực tiếp vào từng giác quan các thuộc tính riêngbiệt của sự vật Thí dụ: cảm giác ngọt, cay, lạnh, nóng Khi sự vật thôi tác độngvào cơ quan cảm giác thì cảm giác không còn nữa Tri giác là sự phản ánh trọnvẹn, trực tiếp các thuộc tính của sự vật thông qua cỏc giác quan và nhờ sự kếthợp của những giác quan ấy Biểu tượng là hỡnh ỏnh của sự vật sau khi trigiác được giữ lại hoặc tái hiện trong óc, mặc dù sự vật không tồn tại trực tiếptrước con người Biểu tượng là hình thức cao nhất của nhận thức cảm tính,mang tính chất gián tiếp, thậm chí còn mang tính sáng tạo

- Nhận thức lý tính (hay tư duy trừu tượng) gồm các hình thức: khái niệm, phánđoán và lập luận

Quá trình nhận thức bao gồm cả nhân thức cảm tính cung cấp tài liệuban đầu cho tư duy trừu tượng Tư duy trừu tượng dựa vào các tài liệu để sosánh, phân tích, tổng hợp đi sâu và bản chất, quy luật của sự vật, hiện tượng.Song, nhận thức không dừng lại ở từ duy trừu tượng, chính thực tiễn đóng vai tròquan trọng của quá trình nhận thức Thực tiễn chính là cơ sở, động lực, mục đính

và tiêu chuẩn của nhận thức

Trong dạy học kỹ thuật, quá trình hình thành các khái niệm kỹ thuật cũngđược bắt đầu từ trực quan sinh động Nhờ có các sản phẩm kỹ thuật, các mô hình,

sẽ tạo cho người học có khả năng quan sát, đánh giá Trên cơ sở đó người họcthực hiện các thao tác phân tích, tổng hợp, so sánh và khái quát hoá để rút ranhững dấu hiệu bản chất nhất của sự vật hiện tượng

Trực quan sinh động đóng vai trò quan trọng để tạo ra 3 yếu tố Khái niệm

- hình ảnh - thao tác, giúp cho người học phát triển Trong việc bồi dưỡng nănglực kỹ thuật cho người học, trực quan sinh động còn góp phần hình thành bakhâu quan trọng đó là: Lĩnh hội kỹ thuật - Thiết kế kỹ thuật - Vận dụng kỹ thuật

1.2.2 Cơ sở tâm lý học của nhận thức trực quan

Đại diện tiêu biểu của Tâm lý học nhận thức (TLHNT) là Jean Piaget (1896

- 1980), ông là người Thuỵ Sỹ

Piaget chia làm 4 giai đoạn phát triển trí tuệ (tri thức)

+ Giai đoạn 1: giai đoạn cảm giác vận động (0-2 tuổi) Giai đoạn này trẻ chỉnhận thức được những cảm giác vận động, trẻ thường không có biểu tượng hoặc

+ Giai đoạn 4: Thao tác hình thức (từ 11 tuổi trở đi).Trẻ có thể giải được bàitoán bảo toàn và bài toán ngược, có thể vận dụng những khái niệm phức tạp vàotrong những vấn đề trừu tượng cũng như cụ thể

1.2.3 Cơ sở sinh lý

Quá trình nhận thức thế giới được thông qua các giác quan và thông quanhận thức của con người Qua nghiên cứu về cơ sở sinh lý của nhận thức trựcquan đã cho biết quá trình nhận thức được các sự vật hiện tượng thông qua các

cơ quan thụ cảm ở nhiều mức độ khác nhau Theo thống kê cho thấy qua trìnhlưu giữ lại thông tin học tập qua các giác quan được thể hiện dưới bảng 1.1

Sự tác động của các giác quan Tỷ lệ % lưu lại

Qua những gì nghe được 20%

Qua những gì nhìn được 30%

Qua những gì nghe và nhìn được 50%

Qua những gì nó làm được 80%

Qua những gì nói và làm được 90%

Bảng 1.1: Lượng thông tin lưu giữ được qua cỏc giỏc quan[19]

Qua bảng trên chúng ta nhận thấy:

- Càng tác động đến nhiều giác quan cùng một lúc trong quá trình nhận thức thì

sự ghi nhớ sẽ được giữ lại với tỷ lệ càng cao

- Càng nhiều giác quan tham gia vào quá trình nhận thức của người học thì quátrình tiếp thu càng hiệu quả, sâu sắc, nhanh chóng và khả năng ghi nhớ, vậndụng vào thực tiễn cũng được phát triển hơn.

- Muốn huy động được nhiều giác quan tham gia vào quá trình dạy học cầnphải sử dụng các phương tiện dạy học một cách hợp lý và đồng bộ

1.2.4 Yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học

1.2.4.1 Khái niệm phương pháp dạy học

Phương pháp dạy học là cách thầy tiến hành việc dạy nội dung đi đôi vớiviệc dạy cách học cho trò nhằm giúp cho trò trau dồi phương pháp tự học để nắmvững nội dung đang học, đồng thời để rèn luyện cách tự học suốt đời[41]

Phương pháp dạy học là cách thức hoạt động có quan hệ qua lại giữa giáoviên và học sinh, một hoạt động đã được chấn chỉnh nhằm giải quyết các nhiệm

vụ giáo dưỡng, giáo dục và phát triển trong quá trình dạy học[1]

1.2.4.2 Vị trí của phương pháp dạy học

PPDH là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong quá trình dạy học.Cùng một nội dung nhưng học sinh học tập có hứng thú, có tích cực hay không? Có

để lại những dấu ấn sâu sắc và khơi dậy những tình cảm lành mạnh trong tâm hồn các

em hay khụng? phần lớn phụ thuộc vào PPDH của người thầy, chất lượng giáo dụcphụ thuộc vào chất lượng dạy học[1]

Trong hoạt động dạy học thì PPDH có tầm quan trọng đặc biệt Người tađưa ra 5 quan niệm về PPDH như sau:

- PPDH là loại công việc có tổ chức, có trật tự, có hệ thống, có kế hoạch caonhằm giúp học sinh học tập thuận lợi và có kết quả

- PPDH là các hoạt động thực hiện theo những quy luật tâm lý nhất định (căn cứvào năng lực, nhu cầu, hứng thú của người học)

- PPDH là cách làm đạt được mục tiêu đã xác định của dạy học Nó được coinhư công cụ hữu hiệu để việc dạy học trở nên thuận lợi và có hiệu quả thực sự

- PPDH nhằm đạt được kết quả to lớn về dạy và học mà lại tiết kiệm về thờigian, sức lực, tiền của

- PPDH hướng dẫn và chỉ đạo giáo viên và học sinh thực hiện các hoạt độnghoặc các bài học

1 Cả 5 quan niệm trên đều xác nhận PPDH có vị trí quan trọng đặc biệt trongquá trình dạy học

1.2.4.3 Sự cần thiết phải đổi mới PPDH

- Sự phát triển khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin và sự thay đổi diễn rahàng ngày

- Giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa (CNH-HĐH) đất nước (từ nay đếnnăn 2020) đòi hỏi phải đổi mới mục tiêu giáo dục, trong đó nhấn mạnh đến đàotạo người lao động có năng lực, chủ động, sáng tạo, linh hoạt và thích ứng với xãhội hiện đại…

PPDH đang có nhiều bất cập so với mục tiêu giáo dục của giai đoạn HĐH đất nước Nghị quyết Hội nghị II BCHTƯ Đảng khóa VIII nhận định: “Phương pháp giáo dục đào tạo chậm đổi mới, chưa phát huy được tính chủ độngsáng tạo của người học”

CNH-Tóm lại: Việc thay đổi PPDH để khắc phục kiểu truyền thụ nặng lý thuyết

ít khuyến khích tư duy sáng tạo bồi dưỡng năng lực tự học, tự giải quyết vấn đề,phát triển năng lực thực hành, sáng tạo cho người học

Xin trích dẫn nhận định của GS.TS Phan Ngọc Liên (ĐHSP Hà Nội): Đãđến lúc cần tiến hành một cuộc cách mạng thật sự về PPDH theo hướng phát huycao độ việc học tập, nghiên cứu của học sinh, xóa bỏ lối học cho học sinh “bỳmớm” kiến thức của thầy

1.2.5 Một số khái niệm cơ bản

1.2.5.1 Phương tiện dạy học

a Khái niệm về phương tiện dạy học

Qua nghiên cứu, trên thực tế có nhiều định nghĩa về phương tiện dạy học.Theo tác giả Thái Duy Tuyên, ”Phương tiện dạy học là công cụ mà thầy giáo vàhọc sinh sử dụng trực tiếp trong quá trình dạy học Các phương tiện dạy học gồm

có các thiết bị dạy học phòng học, phòng thí nghiệm, bàn ghế, các phương tiện

kỹ thuật dạy học”[40]

Theo tác giả Lê Huy Hoàng, ”Phương tiện dạy học là tập hợp những đốitượng vật chất được giáo viên sử dụng với tư cách là những phương tiện điềukhiển hoạt động nhận thức của học sinh”[19]

Theo tác giả Nguyễn Ngọc Quang, "Phương tiện dạy học bao gồm mọithiết bị kỹ thuật từ đơn giản đến phức tạp được dùng trong quá trình dạy học

để làm dễ dàng cho sự truyền đạt và tiếp thu kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo”[44]Theo từ điển bách khoa, ”Phương tiện dạy học là một vật thể hoặc một tậphợp các vật thể mà giáo viên sử dụng trong quá trình dạy học để nâng cao hiệuquả của quá trình này, giúp học sinh lĩnh hội khái niệm, định luật, vv hình thànhcác kĩ năng, kĩ xảo cần thiết”[42]

Từ các định nghĩa trên ta nhận thấy các dấu hiệu sau đây thường được sửdụng khi bàn về phương tiện dạy học:

- Là các đối tượng vật chất

- Được sử dụng cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học

- Là nguồn/ vật mang tri thức trong hệ thống dạy học

- Gắn liền với PPDH và đảm bảo hiệu quả cho quá trình dạy học

Như chúng ta đã biết, quá trình dạy học gồm có hoạt động dạy và hoạt độnghọc, trong đó diễn ra quá trình tái sản xuất những kinh nghiệm xã hội của nhânloại Cũng như bất kỳ một quá trình sản xuất nào, quá trình dạy học cũng phải sửdụng những phương tiện lao động nhất định Phương tiện lao động sư phạm rất

đa dạng Nó bao gồm những phương tiện vật chất, phương tiện thực hành,phương tiện trí tuệ vật chất với ý nghĩa là công cụ lao động của người dạy vàngười học, và được nói gọn là PTDH Song, khi đề cập đến các PTDH với cách

sử dụng chỳng thỡ phần nào đã nói đến phương tiện thực hành Từ cách hiểuPTDH như vậy, Chúng tôi nhất trí với định nghĩa PTDH như sau:

PTDH là tập hợp những đối tượng vật chất được người dạy sử dụng với

tư cách là những phương tiện tổ chức, điều khiển hoạt động nhận thức của người học, hơn nữa nó còn là phương tiện nhận thức của người học, thông qua đó mà thực hiện những nhiệm vụ dạy học.

b Vai trò của phương tiện dạy học

Khi nghiên cứu về giáo dục học chúng ta đã biết một kết luận quan trọng,

đó là: "Tính trực quan là tính chất có tính qui luật của quá trình nhận thức khoahọc" Do đó, khi dạy các môn học, đặc biệt là cỏc mụn khoa học tự nhiên, khoahọc kỹ thuật cần chú ý đến hai vấn đề chủ yếu sau:

- Học sinh tri giác trực tiếp các đối tượng Con đường nhận thức này được thểhiện dưới dạng học sinh quan sát các đối tượng nghiên cứu ở trong các giờ họchay khi đi tham quan.

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tri giác không phải bản thân đốitượng nghiên cứu mà tri giác những hình ảnh, biểu tượng, sơ đồ phản ảnh một bộphận nào đó của đối tượng Thực tiễn sư phạm cho thấy phương tiện dạy học có

ý nghĩa to lớn đối với quá trình dạy học Cụ thể như sau:

+ Phương tiện dạy học giúp làm sinh động nội dung học tập, nâng cao hứngthú học tập bộ môn, nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học

+ Giúp học sinh dễ hiểu bài, hiểu bài sâu sắc hơn và nhớ bài lâu hơn

+ Phương tiện dạy học cũn giỳp cho học sinh phát triển năng lực nhận thức,đặc biệt là khả năng quan sát, tư duy (phân tích, tổng hợp các hiện tượng, rút

ra những kết luận có độ tin cậy )

+ Giúp giáo viên tiết kiệm được thời gian trên lớp trong mỗi tiết học Giúpgiáo viên điều khiển được hoạt động nhận thức của học sinh, kiểm tra và đánhgiá kết quả học tập của các em được thuận lợi và có hiệu suất cao

c Phân loại phương tiện dạy học

Có thể phân loại các phương tiện dạy học theo một vài cách khác nhau tùytheo quan điểm sử dụng

* Dựa vào cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng của phương tiện Cóthể được phân làm hai phần: phần cứng và phần mềm

Phần cứng bao gồm các phương tiện được cấu tạo trên cơ sở các nguyên

lý thiết kế về cơ, điện, điện tử theo yêu cầu biểu diễn nội dung bài giảng Cácphương tiện này có thể là: các máy chiếu (phim, ảnh, xi nê), radio, ti vi, máy dạyhọc, máy tính điện tử, máy phát thanh và truyền hình Phần cứng là kết quả tácđộng của sự phát triển của khoa học kỹ thuật (KHKT) trong nhiều thế kỷ Khi sửdụng phần cứng, người giáo viên đã cơ giới hóa và điện tử hóa quá trình dạy học,

mở rộng không gian lớp học và phạm vi kiến thức truyền đạt

Phần mềm là những phương tiện trong đó sử dụng các nguyên lý sư phạm,tâm lý, KHKT để xây dựng nên cho học sinh một khối lượng kiến thức hay cải

thiện hành vi ứng xử cho học sinh Phần mềm bao gồm: chương trình môn học,báo chí, sách vở, tạp chí, tài liệu giáo khoa

* Dựa vào mục đích sử dụng có thể phân loại các phương tiện dạy học thànhhai loại: phương tiện dùng trực tiếp để dạy học và phương tiện dùng để hỗ trợ,điều khiển quá trình dạy học

- Phương tiện dùng trực tiếp để dạy học bao gồm những máy móc, thiết bị vàdụng cụ được giáo viên sử dụng trong giờ dạy để trình bày kiến thức, rèn luyện

kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh Đó có thể là:

+ Máy chiếu (truyền xạ, phản xạ), máy chiếu phim dương bản, máy chiếuphim, máy ghi âm, máy quay đĩa, máy thu hình, máy dạy học, máy tính điện tử,máy quay phim

+ Các tài liệu in (sách giáo khoa, sách chuyên môn, các tài liệu chép tay, sổ taytra cứu, sách bài tập, chương trình môn học )

+ Các phương tiện mang tin thính giác, thị giác và hỗn hợp (băng ghi âm, đĩaghi âm, các chương trình phát thanh, tranh vẽ, biểu bảng, bản đồ, đồ thị, ảnh,phim dương bản, phim cuộn, buổi truyền hình )

+ Các vật mẫu, mô hình, tranh lắp ghép, phương tiện và vật liệu thí nghiệm,máy luyện tập, các phương tiện sản xuất

* Phương tiện hỗ trợ và điều khiển quá trình dạy học là những phương tiệnđược sử dụng để tạo ra một môi trường học tập thuận lợi, có hiệu quả và liên tục

Phương tiện hỗ trợ bao gồm các loại bảng viết, cỏc giỏ di động hoặc cốđịnh, bàn thí nghiệm, thiết bị điều khiển âm thanh, ánh sáng

Phương tiện điều khiển bao gồm các loại sổ sách, tài liệu ghi chép về tiếntrình học tập, về thành tích học tập của học sinh

* Dựa vào cấu tạo của phương tiện có thể phõn cỏc loại phương tiện dạy họcthành hai loại: các phương tiện dạy học truyền thống và các phương tiện nghenhìn hiện đại

1.2.5.2 Mô hình

Có rất nhiều loại phương tiện dạy học, nhưng trong phạm vi của luậnvăn này tác giả sẽ nghiên cứu sâu về việc sử dụng mô hình trong dạy học

a Khái niệm

Theo nghĩa hẹp thì mô hình là mẫu, khuôn, tiêu chuẩn theo đó mà chế tạo

ra sản phẩm hàng loạt; là thiết bị, cơ cấu tái hiện hay bắt chước cấu tạo và hoạtđộng của cơ cấu khác (của nguyên mẫu hay cái được mô hình hoỏ) vỡ mục đíchkhoa học và sản xuất Theo nghĩa rộng thì mô hình là hình ảnh (hình tượng, sơ

đồ, sự mô tả, vv.) ước lệ của một khách thể (hay một hệ thống các khách thể, cácquá trình hoặc hiện tượng) Khái niệm mô hình được sử dụng rộng rãi trong triếthọc, tin học, kinh tế học, toán học, ngôn ngữ học và các khoa học khác[42]

- Trong triết học, mô hình là sự biểu thị mối quan hệ giữa tri thức của conngười về các khách thể và bản thân các khách thể đó Mô hình không chỉ làphương tiện mà còn là một trong những hình thức của sự nhận thức của tri thức,

là bản thân tri thức

- Trong kinh tế, mô hình là một hệ thống các hệ thức toán học (mô hình toánhọc), các quá trình vật lí (mô hình vật lí) hay hình ảnh mang tính chất quy ướccủa đối tượng nghiên cứu, diễn tả các mối quan hệ đặc trưng giữa các yếu tố củamột hệ thống thực tế trong tự nhiên, xã hội, vv

- Trong toán học, mô hình là một hệ tiên đề có các khái niệm cơ bản là nhữngkhái niệm không được định nghĩa Để thể hiện một hệ tiên đề, người ta thườngtìm cách chỉ ra các đối tượng toán học cụ thể để thay thế các khái niệm cơ bản

đó, sao cho các mối tương quan giữa các đối tượng toán học cụ thể diễn tả đỳngcỏc tiên đề Khi đó, hệ thống các đối tượng cụ thể và các tương quan cụ thể đógọi là một mô hình của hệ tiên đề đã cho

- Trong ngôn ngữ, mô hình là khái niệm trừu tượng về tiêu chuẩn hay biểu

mẫu của một hệ thống nào đó của ngôn ngữ, là khái niệm về những đặc tính

chung nhất của một hiện tượng ngôn ngữ nào đó, là sơ đồ chung mô tả một hệthống hay một tiểu hệ thống ngôn ngữ nào đó

- Trong kỹ thuật có thể hiểu: “ Mô hình là một thể hiện bằng thực thể hay bằngkhái niệm một số thuộc tính và quan hệ đặc trưng của một đối tượng nào đó(gọi

là nguyên hình) nhằm mục đích nhận thức, dùng làm đối tượng quan sát thay chonguyên hình hoặc làm đối tượng nghiên cứu về nguyờn hỡnh”

b Phân loại mô hình

Có ba nhóm mô hình để giúp người ta nghiên cứu các quá trình tự nhiên haynhân tạo gồm: nhóm mô hình đồng dạng, nhóm mô hình tương tự và mô hìnhhóa

* Mô hình đồng dạng

- Mô hình đồng dạng không gian: (Mô hình nhà máy, sơ đồ thành phố, thiết bị,học cụ…) là vật thu gọn về không gian theo tỷ lệ nhất định để xem xét sự đồng

bộ, sự tương tác, tương quan…giữa các chi tiết trong tổng thể

- Mô hình đồng dạng vật lý: Trong mô hình xảy ra những hiện tượng về bản chấtgiống hay gần giống với nguyên bản (lập lại một vụ mưu sát hình sự, thử tìm conđường hình thành sự sống trên Trái Đất)

- Mô hình đồng dạng toán học: Dùng một hệ thống các phương trình tính toán

(thường phải dùng đến máy tính) để lặp lại hay phán đoán sự kiện, dự báo về sảnxuất, đánh bắt thuỷ hải sản, lũ lụt, dân số, sự phát triển khoa học-công nghệ

* Nhóm mô hình tương tự

- Mô hình lý tưởng: Bằng những tư duy và lý luận logic toán học, xây dựngnhững hệ thống phương trình toán học để miêu tả một sự kiện , hiện tượng bất kỳbằng những quy luật khống chế chủ yếu, bỏ qua hay bỏ bớt những yếu tố phụngoại lai làm nhiễu loạn sự kiện

- Mô hình tương tự (analogie): chỉ những hiện tượng rất khác xa nhau về bản chấtvật lý nhưng được mô tả bằng những phương trình (công thức) toán như nhau và cácđiều kiện đơn trị cũng giống nhau Do đó người ta có thể dùng mô hình tương tự đểnghiên cứu những hiện tượng vật lý khác nhau

Ví dụ: mô hình “tương tự nhiệt điện”(Electro-Thermal Analogy ETA) hay

“tương tự thuỷ lực-nhiệt”(Hydro- Thermal of Fluid Flow Analogy HTA)

* Mô hình hóa

Là phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm trên mô hình của một hiệntượng thay vì nghiên cứu trực tiếp hiện tượng ấy ở dạng tự nhiên Vì vậy phảixây dựng mô hình sao cho những kết quả thí nghiệm trên mô hình có thể áp dụngtính toán trên thực tế

c Ưu, nhược điểm của mô hình

Trong dạy học, mô hình được sử dụng rộng rãi, tuy nhiên chúng cũng có những ưu nhược điểm nhất định:

- Ưu điểm

So với các phương tiện dạy học khỏc thỡ mô hình cú cỏc ưu điểm sau:

+ Có thể trực quan các sự vật hiện tượng một cách tường minh ở mọi góc độkhác nhau và có cảm giác như được tiếp xúc với sự vật hiện tượng thật

+ Có thể bao quát được toàn bộ hệ thống và xác định được vị trí không giancủa sự vật hiện tượng trên thực tế

+ Gây sự tò mò, muốn khám phá, tạo hứng thú cho người học

+ Có thể sử dụng để đánh giá kiến thức, kỹ năng, kỹ sảo của người học

- Nhược điểm

So với các phương tiện dạy học khỏc thỡ mô hình cú cỏc nhược điểm sau: + Không thể nhỏ gọn như các phần mềm dạy học

+ Tuổi thọ không cao bằng phần mềm dạy học

+ Khó bổ sung hoặc cắt bớt khi bên ngoài có sự thay đổi

+ Giá thành khi chế tạo mô hình thường cao hơn các phương tiện dạy họckhác cùng loại

1.2.5.3 Dạy học thực hành kỹ thuật

Để xây dựng và sử dụng mô hình trong dạy học thực hành thì việcnghiên cứu khái niệm dạy học thực hành kỹ thuật là vô cùng quan trọng Nó giỳpcho người xây dựng hiểu rõ được mục đích xây dựng mô hình là gì Sử dụng nónhư thế nào Từ đó giúp mô hình được xây dựng đạt hiệu quả cao nhất

a Mục tiêu, nhiệm vụ của dạy học thực hành kỹ thuật

* Mục tiêu

- Người học hiểu được hệ thống kiến thức kỹ thuật cơ bản của một nghề đàotạo bao gồm kiến thức cơ sở và kiến thức chuyên ngành làm cơ sở cho sự hìnhthành nghề nghiệp

- Người học có kỹ năng và kỹ xảo nghề nghiệp để họ có khả năng hành nghềkhi đi vào cuộc sống Góp phần hình thành ở người học năng lực hoạt động trítuệ bao gồm năng lực nhận thức, tư duy kỹ thuật, năng lực kỹ thuật và năng lựcsáng tao khi vận dụng hiểu biết kỹ thuật vào thực tiễn [38]

* Nhiệm vụ

- Nhiệm vụ trí dục (Nhiệm vụ giáo dưỡng)

+ Trang bị cho người học hệ thống kiến thức kỹ thuật - công nghệ cơ bản, hiện

đại của một ngành, nghề kỹ thuật được đào tạo

+ Hình thành và rèn luyện cho người học hệ thống kỹ năng, kỹ xảo nghề nghiệp

- Nhiệm vụ giáo dục thông qua dạy học môn học

Tính thống nhất giữa dạy học và giáo dục trong một môn học là mộtnguyên tắc, một quy luật của quá trình dạy học Với các môn học kỹ thuật chúng

ta cũng tìm thấy nhiều nội dung giáo dục nhân cách có thể được lồng vào trongcác bài dạy lý thuyết cũng như thực hành Dưới đây là một số nội dung giáo dục

mà người giáo viên có thể xem xét vận dụng vào từng bài học cụ thể:

+ Giáo dục ý thức công nghiệp như kỹ luật lao động, tinh thần hợp tác, tính kếhoạch, tính quy chuẩn, tính đồng bộ và cân đối trong sản xuất công nghiệp, ýthức trật tự, vệ sinh, bảo vệ môi trường và an toàn lao động

+ Giáo dục thế giới quan khoa học và niềm tin

b Phương pháp dạy học thực hành kỹ thuật

* Cơ sở khoa học của dạy học thực hành kỹ thuật

Dạy học thực hành kỹ thuật dựa trên hai cơ sở chủ yếu là phân tích quátrình lao động và phân tích quá trình hình thành kỹ năng

- Phân tích quá trình lao động và quá trình công nghệ

Theo tâm lý học, hoạt động là quá trình con người tác động vào đối tượngnhằm đáp ứng những mục đích, thoả mãn nhu cầu của mình

Trên cơ sở cấu trúc của hoạt động nói chung, có thể chỉ ra cấu trúc của hoạtđộng lao động như hình 1.1.

Hình 1.1: sơ đồ phân tích QTLĐ và QTCN

Sơ đồ cho thấy, mỗi hoạt động lao động cụ thể bao giờ cũng có động cơthúc đẩy hoạt động ấy Hoạt động gồm các hành động, mỗi hành động đều nhằmtới một mục đích nào đó Hành động lại gồm các thao tác, động tác và nó phụthuộc vào điều kiện, phương tiện để đạt tới mục đích đặt trước ở đây các thànhphần của hành động trí óc được gọi là thao tác trí tuệ Cũn các thành phần củahành động vật chất thường được gọt là động tác, ví dụ như dũa, cưa, nối dâyđiện [38]

+ Cấu trúc của quá trình công nghệ:

Một quá trình công nghệ có thể phân chia thành các bộ phận như hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc của QTCN

Việc phân tích quá trình lao động kỹ thuật hay quá trình công nghệ trênđây là cơ sở để xây dựng và lựa chọn nội dung các bài thực hành kỹ thuật Việcdạy thực hành nghề nghiệp cho học sinh phải được thực hiện bắt đầu từ những cửđộng đơn giản nhất Khi người học đã thành thục các cử động nguyên tố của mộtđộng tác, thao tác cơ bản thì người học đã có khả năng hoàn thành được các độngtác, thao tác cơ bản Khi đã thực hiện được các động tác cơ bản của một bướccông nghệ thì có nghĩa là người học đã có khả năng hoàn thành được một bướccông nghệ và khi đã thực hiện được mọi bước của một nguyờn cụng thỡ có nghĩa

là người học đã có khả năng hoàn thành được một nguyờn cụng Do đó, trongthực tế thường gặp các bài thực hành theo động tác, theo bước công nghệ, theonguyờn cụng, và theo sản phẩm (cả quá trình công nghệ) tuỳ thuộc vào mụcđích và điều kiện dạy học cụ thể[38]

- Phân tích quá trình hình thành kỹ năng

Kỹ năng thường được hình thành theo những quy luật nhất định và thườngbắt đầu từ sự nhận thức (hiểu rõ về mục đích, cơ chế, tiến trình ) và kết thúc làbiểu hiện ở hành động cụ thể Có thể tóm tắt quá trình hình thành kỹ năng nhưhình 1.3

Hình 1.3: Quá trình hình thành kỹ năng

Trên sơ đồ cho thấy quá trình hình thành kỹ năng gồm ba giai đoạn: + Giai đoạn lĩnh hội hiểu biết: Trong giai đoạn này giáo viên phải địnhhướng, tạo động cơ, nhu cầu học tập và trang bị hiểu biết về các thao tác kỹthuật cho người học Kết quả của giai đoạn này là sự hiểu biết về thao tác thựchành và trên cơ sở đó hình thành biểu tượng vận động bao gồm nhận thức vềmục đích, nhiệm vụ và trình tự các động tác cần thực hiện

+ Giai đoạn tạo dựng động hình vận động: Trong giai đoạn này giáo viên làmmẫu động tác thực hành để người học quan sát và bắt chước Mục đích của giaiđoạn này là nhằm chuyển biểu tượng vận động đã hình thành trong giai đoạn

một thành các vận động vật chất (động tác, cử động ) Những vận động nàycòn mang nhiều dấu ấn của biểu tượng vận động nên được gọi là động hìnhvận động Động hình có được nhờ sự quan sát, tái hiện và bắt chước một cách

có ý thức những động tác được giáo viên làm mẫu

+ Giai đoạn hình thành kỹ năng: ở giai đoạn này kỹ năng được hình thành dầndần nhở sự tái hiện, lặp đi lặp lại nhiều lần những động hình đó cú, kết hợp vớiviệc phân tích điều chinh vận động (luyện tập) Do đó trong giai đoạn này giáoviên cần tổ chức huấn luyện cho người học Hình thành kỹ năng là nhiệm vụtrung tâm của dạy thực hành Việc phân tích con đường hình thành kỹ năngtrên đây là cơ sở để xây dựng cấu trúc bài dạy cũng như xác định các phươngpháp cụ thể cho dạy học thực hành có hiệu quả[38]

1.2.5.4 Hệ thống

Trước khi xây dựng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật, chúng tacần nghiên cứu đến khái niệm hệ thống Điều này giúp chóng ta có một quy trìnhxây dựng mô hình đúng nhất và sử dụng nó đạt hiệu quả cao nhất

a Khái niệm về hệ thống

Trong Triết học thì khái niệm hệ thống ra đời từ rất sớm Ngay từ thời cổ

đại, Arixtôt (Aristote) đã khẳng định rằng toàn thể lớn hơn tổng số các bộ phận của

nó Phỏi Xtụia (Stoicien) thì giải thích hệ thống như là một trật tự thế giới Chủ nghĩa Mác đã trình bày những nguyên tắc nhận thức khoa học đối với các hệ thốngphát triển hoàn chỉnh Theo quan điểm của khoa học hiện đại thì bất kì một kháchthể nào trong thế giới hiện thực cũng là một hệ thống, nghĩa là bao gồm những

bộ phận, những yếu tố cấu thành có quan hệ nội tại với nhau Đặc trưng cơ bảncủa hệ thống bao gồm:

1) Mỗi hệ thống gắn liền với một hình thức tổ chức nhất định

2) Do kết quả tác động qua lại giữa các mặt, các yếu tố mà hệ thống với tínhcách là một chỉnh thể có những thuộc tính mới, chất lượng mới, những cái vốnkhông có ở các yếu tố và các bộ phận hợp thành hệ thống

3) Các hệ thống hữu sinh, kĩ thuật và xã hội có khả năng tự điều chỉnh trên cơ

sở thu nhập, chế biến và xử lí thông tin nhằm đạt đến mục đích nhất định

4) Đặc trưng của hệ thống không phải chỉ là các mối liên hệ và quan hệ giữacác yếu tố, các bộ phận cấu thành, mà còn là sự thống nhất với môi trường, thôngqua những mối quan hệ qua lại của nó với môi trường[42]

Trong ngành Công nghệ thông tin thì hệ thống được dùng để chỉ một tậphợp gồm các thiết bị phần cứng (máy tính, thiết bị ngoại vi) và các phần mềmđược tổ chức để cùng làm việc nhằm thực hiện những chức năng xử lí thông tinnhất định

Trong ngôn ngữ học thì hệ thống là tập hợp các yếu tố (đơn vị) ngôn ngữ

và những mối quan hệ ràng buộc lẫn nhau giữa chúng để tạo nên tính thống nhất

về cấu trúc - chức năng của ngôn ngữ như là phương tiện giao tiếp vạn năng củaloài người; tập hợp của từng loại yếu tố ngôn ngữ trong mối liên hệ ràng buộc ởtừng cấp độ,

Ví dụ: Hệ thống phụ âm, hệ thống nguyên âm, hệ thống các từ mô phỏng

âm thanh, vv

Từ các khái niệm ở trên chúng ta rút ra được khái niệm chung nhất về hệ thống như sau: ”Hệ thống là một tập hợp những yếu tố, những bộ phận có mối liên hệ qua lại với nhau, tác động lẫn nhau và tạo thành một chỉnh thể nhất định”[11].

Hệ thống cú cỏc tính chất mà những tính chất đó không thể quy thành cáctính chất của từng yếu tố (Phần tử, chi tiết) riêng rẽ Tính chất này được gọi làtính hệ thống, được mô tả như hình 1.4

Hình 1.4: Tính chất của hệ thống

Ví dụ: Hệ thống máy bay có tính chất “bay” được mà từng phần, từng bộphận của chiếc máy bay không có tính chất đó.

Hệ thống có thể chứa các hệ thống con (còn gọi là các hệ thống dưới) Đối với máy bay đó là động cơ, thõn, cỏnh, hệ thống điện trờn mỏy bay…Bản thân hệ thống có thể là một bộ phận của hệ thống lớn hơn (gọi là hệ trên) Ví dụ

hệ thống trên của máy bay là sân bay gồm nhiều máy bay, đường băng, xưởngphục vụ, sửa chữa…

b Đặc điểm của hệ thống[11]

Để hiểu rõ hơn về hệ thống, chúng ta cần biết đến đặc điểm về nó Một hệ

thống bao gồm các đặc điểm sau đây:

- Các yếu tố được hiểu là các phần của hệ thống, không chia nhỏ thêm đượcnữa trong cách xem xét cho trước

- Các mối liên kết được hiểu là sự trao đổi, tương tác, ảnh hưởng, phụ thuộc…giữa các yếu tố Sự liên kết các yếu tố thường được thể hiện trờn cỏc mặt: chất,năng lượng, thông tin và các tổ hợp của chúng

- Tuỳ theo cách xem xét mà có những trường hợp yếu tố và mối liên kết có thểđổi vai trò cho nhau

- Tính hệ thống là sự thay đổi về chất Tính hệ thống thường được thể hiệnthành mục đích của hệ hoặc các chức năng, tính chất của hệ, hoặc trả lời cho câuhỏi “ hệ sinh ra(thiết kế ra, chế tạo ra) để làm gỡ?”

- “Hệ thống” là khái niệm mang tính khái quát hoá cao, không phụ thuộc vàolĩnh vực, chuyên môn cụ thể nào Điều này rất ích lợi trong việc xây dựng ngônngữ suy nghĩ chung cho các nhà chuyên môn khác nhau, phá vỡ các hàng ràongăn cách các lĩnh vực, chuyờn mụn…

- Trên thực tế hầu như tất cả các hệ là các hệ mở, có nghĩa là chỳng khụng côlập mà liên kết với các hệ khác, với môi trường ở đây có khuynh hướng: Tínhliên kết tăng theo thời gian

- Một thay đổi nào đó xảy ra tại một yếu tố hoặc một mối liên kết sẽ lan toả đikhắp hệ và xa hơn Quá trình này được gọi là hiệu ứng lan toả hệ thống Nó cóthể ảnh hưởng tốt hoặc xấu lờn tớnh hệ thống

- Sự phát triển của tính hệ thống phụ thuộc và từng yếu tố, từng mối liên kếtchứ không phải phụ thuộc vào một bộ phận tinh hoa nào đó của hệ thống

- Để phát triển tính hệ thống, người ta có thể thay đổi (hiểu theo nghĩa rất rộng)riêng các yếu tố, riờng cỏc mối liên kết hoặc cùng một lúc cả hai

- Khái niệm hệ thống mang tính tương đối: Một yếu tố thuộc hệ thống chotrước, trong cách xem xét khác lại thoả mãn định nghĩa hệ thống Để phân biệtngười ta gọi là hệ dưới Nói chung, tính hệ thống ở bậc cao hơn quy định tính hệthống ở bậc thấp hơn (Hình 1.5)

Hình 1.6: Không gian hệ thống

- Hệ thống thay đổi theo thời gian Thời gian có nghĩa tuyệt đối và tương đối.Với nghĩa tương đối, người giải tuỳ theo cách xem xét, có quyền thay đổi gốcthời gian hiện tại (Hình 1.6)

- Đối với hệ có tính hệ thống phức tạp người ta có thể xem xét riêng từng chứcnăng…Cỏch xem xét này gọi là chiều xem xét tính hệ thống

- Thang bậc hệ thống, thời gian và chiều xem xét tính hệ thống tạo thành không gian

hệ thống Đối với hệ có tính hệ thống đơn giản (một chức năng), ta có trường hợp đặcbiệt: Mặt phẳng hệ thống

Hình 1.5: Thang bậc hệ thống

Hình 1.7: Hình dạng không gian hệ thống

- Trong mỗi bài toán đều có một hệ thống và bản thân bài toán là hệ thống

- Sự cần thiết xây dựng tư duy hệ thống trong quá trình suy nghĩ giải quyết vấn

đề và ra quyết định:

- Tồn tại các quy luật khách quan phát triển hệ thống, đóng vai trò cơ chế địnhhướng trong tư duy sáng tạo

- Áp dụng tư duy “hệ thống” trong đời sống, công việc hàng ngày là cần thiết

vỡ nó đem lại những lợi ích thiết thực

c Hệ thống kĩ thuật

Khái niệm hệ thống trong dạy học kỹ thuật được hiểu là hệ thống kĩ thuật

” Một hệ thống kĩ thuật là hệ thống bao gồm các phần tử có quan hệ chặt chẽ và tạo thành một chỉnh thể nhất định”[8].

d Các quy luật phát triển hệ thống kĩ thuật

Tuy các hệ thống do con người tạo ra nhưng chúng phát triển theo nhữngquy luật riêng, không phụ thuộc vào ý muốn của con người cụ thể Thực tế chothấy, người ta chỉ có thể chủ động thu được các kết quả ở một lĩnh vực nào đóbằng cách phát hiện, nắm vững và vận dụng tốt các quy luật chi phối lĩnh vực đó.Nếu sử dụng tốt các quy luật phát triển của hệ thống kỹ thuật sẽ định hướng quátrình suy nghĩ sáng tạo để xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống

Hệ thống kỹ thuật tuõn thủ quy luật như mọi hệ thống khác, đó là:

* Quy luật đảm bảo tính chất của hệ thống

Hệ thống có thể chứa các hệ thống con (còn gọi là các hệ thống dưới) Bản thân hệ thống có thể là một bộ phận của hệ thống lớn hơn (gọi là hệ trên).

Ngoài quy luật trên, hệ thống kỹ thuật cũn tuõn thủ những quy luật riêng của

nó Bao gồm 8 quy luật cụ thể như sau:

* Quy luật về tính đầy đủ của các hệ thống kỹ thuật

Một hệ kỹ thuật hoạt động tự lập phải bao gồm nguồn động lực, bộ phận

truyền dẫn năng lượng, bộ phận công tác và bộ phận điều khiển Trong đó mỗi

bộ phận phải có khả năng làm việc tối thiểu và ít nhất phải có một bộ phận điều khiển được[8] Sơ đồ kỹ thuật đầy đủ được thể hiện trên hình 1.8.

Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống kỹ thuật đầy đủ

Các từ “tự lập”, “nguồn động lực”, “ bộ phận truyền dẫn năng lượng”, “ bộphận công tác” và “ bộ phận điều khiển” phải được hiểu theo nghĩa rộng, nghĩakhái quát, tuy trường hợp phải xem xét một cách tương đối Nguồn động lực là

bộ phận cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống làm việc

Bộ phận công tác là bộ phận nhận năng lượng từ nguồn động lực để thực hiệncông có ích thông qua một bọ phận trung gian - bộ phận truyền dẫn năng lượng

Bộ phận truyền dẫn năng lượng có thể rất phức tạp, nhưng có thể rất đơn giản chỉ

Thí dụ, chiếc máy hút ẩm có đầy đủ các bộ phận như đã nêu trên: Máy nén

để cho máy hoạt động; Các pin lọc, cáp tiết lưu, hệ thống đường ống truyền môichất đóng vai trò truyền dẫn năng lượng; bộ phận công tác là dàn trao đổi nhiệt;các nút bấm, mạch điện thực hiện chức năng điều khiển Quy luật này cho thấycác hệ nhân tạo dần dần thay thế một số chức năng của con người và thường bắtđầu từ bộ phận làm việc

Nguồnđộng lực

Bộ phận truyền động

Bộ phận công tác

Bộ phận điều khiển

Khi nghiên cứu một thiết bị theo quan điểm hệ thống kỹ thuật, chúng ta cónhu cầu thiết lập hệ tự lập cần tổng hợp thành công các bộ phận cấu thành theoyêu cầu của quy luật này, căn cứ vào tính hệ thống của hệ tự lập.

Căn cứ vào quy luật này nói riêng và các quy luật khác, ta có thể phát hiệncác vấn đề nảy sinh để kịp thời giải quyết chúng Cao hơn nữa, ta chủ động đưa

hệ phát triển theo các quy luật mà không thu động

* Quy luật về tính dẫn năng của các hệ thống kỹ thuật

Bất kỳ hệ kỹ thuật nào cũng là hệ tiêu thụ và biến đổi dạng năng lượng nào đó, cho nên cần có sự thông suốt về mặt năng lượng từ động cơ qua bộ phận truyền động đến bộ phận làm việc Để tăng tính điều khiển của hệ còn cần phải bảo đảm sự thông suốt năng lượng mang thông tin giữa bộ phận điều khiển và các bộ phận khác của hệ[8]

Vì thế giới luôn ở trong trạng thái vận động, thay đổi nên quy luật này liênquan đến loại bài toán rất lớn: Bài toán truyền, chuyển động, biến đổi…Núi cáchkhác, khi ta làm việc với các hệ, ở đó các quá trình nêu trên phải nhớ và vậndụng tốt quy luật về tính thông suốt

Tính thông suốt được hiểu: Các chất, năng lượng, thông tin và các tổ hợpcủa chúng phải không dừng lại, không bị ách tắc, phải truyền (biến đổi) một cáchtin cậy, nhanh, nhiều và ngày càng nhanh, ngày càng nhiều

Khi thiết kế một hệ thống, nếu không tính đến quy luật này, có thể mắcnhững sai lầm như: hoặc năng lượng bị tích tụ thừa tại các chi tiết nào đó và làmchúng mau hỏng, hoặc do sự dẫn năng kém mà phải sử dụng động cơ có côngsuất lớn hơn mức cần thiết, gây lãng phí Mặt khác, biết quy luật này, người ta ýthức được việc chế tạo các chốt an toàn, các cầu chì để ngắt dòng năng lượng nếuchúng vượt qua giới hạn cho phép, có thể làm hỏng máy

Quy luật này giúp ta hình dung tính thông suốt cao nhất có thể có của hệthống mà chúng ta làm viờc với nó, coi đó là đích cần đạt, hơn nữa chúng ta cầnphải chủ động đưa hệ phát triển theo quy luật

* Quy luật về tính tương hợp các phần của hệ

Điều kiện cần để cho một hệ kỹ thuật có sức sống, về mặt nguyên tắc, phải có sự tương hợp giữa các phần của hệ theo các thông số sau: dạng năng

lượng và cách truyền tải, vật liệu, trạng thái vật lý của vật chất, thời gian, không gian, cách tương tác giữa các phần của hợp Mức độ tương hợp càng cao thì khả năng làm việc của hệ kỹ thuật càng lớn Sự hoàn thiện bất kỳ hệ kỹ thuật nào, ở mức độ này hay mức độ khác, đều liên quan đến việc nâng cao tính tương hợp giữa các phần của hệ và sau đó là với môi truờng bên ngoài[8].

Quy luật về tính tương hợp phải được nhớ đến và áp dụng tại những nơi

có sự tương tác, có mối liên kết giữa các đối tượng và những nơi cần thiết lậpnhững tương tác, những mối liên kết mới

Quy luật này giúp ta hình dung tính tương hợp cao nhất có thể có của hệthống mà ta làm việc với nó coi đó là đích cần đạt, ta cần phải chủ động đưa hệphát triển theo quy luật

Quy luật về tính tương hợp và quy luật về tính thông suốt liên quan chặtchẽ với nhau: Để tăng tính thông suốt cần làm tăng tính tương hợp giữa các bộphận có trong quá trình truyền, biến đổi Nói cách khác, tại những hệ, ở đó cú cỏcquá trình truyền, biến đổi tăng tính tương hợp giúp tăng tính thông suốt

Tuy nhiên, phạm vi áp dụng của quy luật tăng tính tương hợp rộng hơn

Nó không chỉ áp dụng cho loại bài toán truyền, biến đổi… mà còn áp dụng chotất cả các bài toán khác, kể cả các bài toán tĩnh

Hãy thử tưởng tượng, ít nhất trên trái đất này mọi hệ thống hoạt động đềutương hợp với nhau

* Quy luật tăng tính lý tưởng của hệ kỹ thuật

Các hệ thống kỹ thuật phát triển theo hướng làm tăng mức độ lý tưởng của hệ[8].

Hệ lý tưởng là hệ không có (không có hệ) mà tính của hệ vẫn được thựchiện một cách tốt đẹp Từ “ khụng cú” ở đây có rất nhiều nghĩa chứ không phảichỉ một nghĩa tuyệt đối như trong toán học Những nghĩa “ khụng cú” này thểhiện cụ thể trong các trường hợp cụ thể

Quy luật về tính lý tưởng mang tính định hướng rất cao: Ta hình dung hệ

lý tưởng của hệ cho trước càng chính xác thì càng tự tin và chủ động đưa hệ chotrước tiến về phía hệ lý tưởng của nó, tức là làm tăng mức độ lý tưởng của hệ chotrước Để làm được điều đó, trước hết ta cần xác định tính hệ thống của hệ cho

trước bằng cách trả lời câu hỏi: “ Hệ cho trước sinh ra để làm gỡ?” Sau đó tưởngtượng về phía tính hệ thống thỡ cũn nhưng cấu trúc của hệ thống thì biến mất.

Hệ kỹ thuật ra đời không phải là mục đích tự thân mà là phương tiện đểthực hiện một công việc xác định Lúc đầu, hệ kỹ thuật còn “xṍu xí”, hoạt độngchưa thật hiệu quả và nhiều khuyết tật Dần dần, người ta hoàn thiện và mở rộngkhả năng của nó, nói cách khác, đưa hệ dần đến mẫu lý tưởng Mẫu lý tưởng làmẫu mang tính quy ước, được hiểu: không có hệ mà chức năng của hệ vẫn đượcthực hiện Tất nhiên, trên thực tế không có chuyện như vậy, và các hệ kỹ thụọ›tchỉ tiến gần đến mẫu lý tưởng chứ không bao giờ đạt đến cả

Khái niệm hệ lý tưởng và quy luật về tính lý tưởng còn chỉ ra hướngđầu tư phát triển: ở đâu có mối quan hệ công cụ – sản phẩm, cần đầu tư cho sảnphẩm để sản phẩm có thể đảm đương được vai trò của công cụ và do vậy khôngcần công cụ nữa Có như vậy, các hệ phi sản xuất mới giảm đi, các hệ trực tiếpsản xuất, đặc biệt, các hệ sản phẩm cuối cùng để con người tiêu thụ mới tăng lênnhằm đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng của con người

Cũng theo quy luật về tính lý tưởng, việc thành lập hệ mới phải coi làbước cuối cùng chứ không phải là bước đầu tiên khi xuất hiện sự đòi hỏi có tính

hệ thống (chức năng) mới Ngay cả khi bị bắt buộc phải thành lập hệ mới, ta phảichú ý làm cho hệ mới dần biến mất mà tính hệ thống vẫn được thực hiện mộtcách tốt đẹp

Quy luật tăng tính lý tưởng của hệ kỹ thuật đóng vai trò rất quan trọngtrong tư duy sáng tạo kỹ thuật Quy luật này giúp chúng ta định hướng một cáchkhách quan suy nghĩ để tập trung những nổ lực cần thiết về phía đúng đắn nhất.Ở đây, hệ kỹ thuật đóng vai trò như ngọn hải đăng dẫn đường

* Quy luật về tính không đồng đều trong sự phát triển các phần của hệ

kỹ thuật.

Các phần của hệ phát triển không đồng đều, hệ càng phức tạp thì tính không đồng đều càng lớn[8].

Quy luật cho thấy các phần của hệ thống không phát triển cùng một lúc với mức

độ như nhau Ngược lại, trong một khoảng thời gian lịch sử cụ thể nhất định có phầnphát triển trước và với tốc độ nhanh hơn những phần khác

Cách phát triển khồng đồng đều nhằm phát triển tính hệ thống và tuân theo tính

hệ thống của hệ thống

* Quy luật chuyển sang hệ trờn

Khi cạn khả năng phát triển hệ chuyển sang hệ trên với tư cách là một phần của hệ trên và sự phát triển sẽ diễn ra tiếp tục ở mức hệ trên [8]

- Cụm từ “khi cạn khả năng phát triển” có ý nghĩa rất lớn đối với những người

thực hiện sự đổi mới hoàn toàn vì lúc này bản thân hệ có nhu cầu nên hệ dễ tiếpnhận việc chuyển sang hệ trờn (tớnh ỡ hệ thống thấp) Nếu không tính đến điềukiện này, việc bắt buộc các hệ phải phát triển ở mức hệ lên một cách duy ý chỉ sẽgặp sự chống đối lớn, thậm chí bị thất bại Tuy nhiên điều này không loại trừnhững thử nghiệm mang tính chất thí điểm nhằm phục vụ cho những dự báo vềkhả năng phát triển ở mức hệ trên của những hệ cho trước để khi nhu cầu xuấtlờn thỡ đó có sẵn lời giải

- Quy luật này cho thấy qúa trình phát triển nhảy vọt vỡ tớnh hệ thống của hệtrên so với tính hệ thống của hệ là sự thay đổi về chất mà nếu tiếp tục phát triển ởmức hệ, chất mới đó sẽ không có

- Các hệ tạo thành hệ trên không nhất thiết phải là các hệ cùng loại

- Khi chuyển lên phát triển ở mức hệ trên, trong các hệ tạo thành hệ trên sẽ có

sự tái cấu trúc như chuyên môn hóa, thay đổi các yếu tố và các mối liên kết

- Khi cạn khả năng phát triển ở mức hệ trên, sự phát triển sẽ tiếp tục diễn ra ởmức hệ trên nữa và cứ như thế

Khi đã cạn khả năng phát triển, hệ chuyển sang hệ trờn với tư cách là một phầncủa hệ trờn, và sự phát triển sẽ diễn ra tiếp tục ở mức hệ trờn

* Quy luật chuyển hệ kỹ thuật từ mức vĩ mô sang mức vi mô.

Các bộ phận làm việc của hệ lúc đầu phát triển mức vĩ mô, sau đó chuyển sang phát triển ở mức vi mô[8]

Quy luật này không dành cho hệ thống nói chung mà liên quan cụ thể đến mộtphần của hệ thống, đó là bộ phận công tác Tuy nhiên bộ phận công tác còn mangtính tương đối, tùy theo cách xem xét

Nếu coi mức vĩ mô là mức hệ thỡ cỏc mức vi mô có thể coi là các mức dướitrong thang bậc hệ thống Do vậy, có nhiều mức vi mô chứ không phải một mức

* Quy luật tăng tính điều khiển của hệ kỹ thuật

Hệ phát triển theo hướng tăng tính điều khiển và tăng sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ (chất, năng lượng, thông tin và các

tổ hợp của chúng) để tiến về phía tự điều khiển[8]

Quy luật này chỉ ra khuynh hướng phát triển: hệ nào chưa điều khiển được sẽtiến tới điều khiển được (hệ trở nên linh động và được điều khiển bằng cách thiếtlập các quan hệ phản hồi thích hợp)

Việc tự đều khiển chỉ có thể thành hiện thực khi giữa các nguồn dự trữ có sẵntrong hệ bị điều khiển (chất, năng lượng, thông tin và các tổ hợp của chúng) cácmối liên kết thích hợp được thiết lập (tăng sự ảnh hướng lẫn nhau giữa chúng)

Hệ kỹ thuật phát triển theo hướng tăng tính điều khiển và tăng sự ảnh hưởnglẫn nhau giữa vật chất và các trường năng lượng có trong hệ thống

Điều này được thực hiện bằng cách chuyển từ các trường cơ học sang các trườngđiện, từ và trường điện từ, tăng số lượng các mối liên kết giữa các yếu tố của hệthống, tăng tính nhanh nhạy của hệ thống

Trên đây là một số quy luật phát triển của các hệ kỹ thuật đã được tìm ra.Những quy luật này giúp chúng ta giảm đáng kể các công việc và thời gian trongthiết kế, chế tạo mô hình theo quan điểm hệ thống trong dạy học thực hành Với thời gian, người ta sẽ phát hiện thờm nhiều quy luật nữa và từng quy luậtcũng được sẽ được cụ thể hoá hơn cho mỗi ngành kỹ thuật Hiểu biết và vậndụng tốt các quy luật phát triển của các hệ thống kỹ thuật nói riờng, các hệ thống

nói chung sẽ làm tăng tính điều khiển tư duy sáng tạo, cũng như trong việc xâydựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong dạy.

1.2.5.5 Dạy học theo quan điểm hệ thống

Trong dạy học kỹ thuật có những nội dung có thể khảo sát như việc thiết

kế một hệ thống kỹ thuật

Khái niệm hệ thống kỹ thuật vừa có tính chất trọn vẹn, vừa có tính chấttương đối Tính chất tương đối của hệ thống thể hiện ở chỗ mỗi hệ thống đều cóthể chứa một số hệ thống dưới, hoặc là hệ thống đó thuộc một hệ thống trên nó Ví

dụ như hệ thống Điều hoà nhiệt độ có một số hệ thống con đó là, hệ thống nộn mụichất, hệ thống trao đổi nhiệt, hệ thống truyền môi chất Bản thân nó lại thuộc một

hệ thống lơn hơn đó là hệ thống Điều hoà không khí

Như vậy, mỗi hệ thống thực thi một nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể, nhưng đều phảihướng tới một hệ thống trên thực hiện được chức năng của một công cụ sản xuất.Nghiên cứu một hệ thống dưới phải hướng tới phục vụ một hệ thống trên thựcthi được chức nằn của một công cụ sản xuất thì mới có ý nghĩa Như vậy khi dạycỏc mụn thực hành kĩ thuật cần phải cung cấp cho người học bức tranh tổng thểcủa quá trình thực tập, thực hành, tức là công việc mà các em đang thực hành, thựctập phục vụ mục đích gì? Có ý nghĩa thực tiễn gì? Điều này sẽ góp phần hìnhthành cho người học ý tưởng nghiên cứu kỹ thuật công nghệ sau này

Mỗi hệ thống đều có cơ cấu nhất định Cơ cấu chung của hệ thống để biến đầuvào thành đầu ra Để giảng dạy một hệ thống bao giờ cũng phải xuất phát từ đầu

ra, nghĩa là trước hết phải xác định hệ thống đó có công dụng gì? Tiếp theo là xácđịnh đầu vào, nghĩa là để có đầu ra theo yêu cầu thì đầu vào phải là cái gì? Cuốicùng là nghiên cứu cơ cấu biến đổi đầu vào thành đầu ra

Tiến trình dạy học theo logic trên sẽ góp phần hình thành cho người học ýtưởng nghiên cứu thiết kế kĩ thuật, công nghệ và bài học sẽ hấp dẫn hơn

Như vậy, “Dạy học kỹ thuật, công nghệ theo quan điểm hệ thống chính là cách dạy học được phát triển theo một hệ thống kĩ thuật và tiến trình dạy học diễn ra theo logic hình thành hệ thống kĩ thuật đú”[11].

Vận dụng quan điểm này, chúng tôi xây dựng mô hình dựa vào hai quy luật

của hệ thống kỹ thuật là: Quy luật đảm bảo tính chất của hệ thống, Quy luật về

tính đầy đủ của các hệ thống kỹ thuật và đưa ra sử dụng chúng trong dạy họcthực hành nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn.

1.3 Cơ sở thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong quá trình dạy học

1.3.1 Những nguyên nhân cần phải xây dựng và sử dụng mô hình trong quá trình dạy học

Lý luận dạy học đã chỉ rõ sự phụ thuộc của phương tiện dạy học vào mục tiêu

và nội dung dạy học Mục tiêu dạy học ở trường học hiện nay ngày càng đòi hỏitrình độ cao, nhất là năng lực hành động thực tiễn nghề nghiệp và nhân cáchphát triển toàn diện Nội dung dạy học ngày càng hiện đại hóa và bổ sung hoànchỉnh cả về chiều rộng lẫn chiều sâu Vì vậy, phương tiện dạy học phải là một hệthống các phương tiện có nhiều tính năng gắn bó với nhau, bổ sung cho nhau,phát triển cùng nhau trong quá trình truyền thụ-lĩnh hội nội dung dạy học và hoànchỉnh quá trình dạy học Cấu trúc của hệ thống phương tiện dạy học phải phù hợpvới cấu trúc của chương trình dạy học Sự phù hợp sẽ giúp cho phương tiện dạyhọc bám sát được chương trình, bảo đảm người học lĩnh hội tốt nhất kiến thức.Phương tiện dạy học được lựa chọn phù hợp với nội dung dạy học, phù hợp vớitừng vấn đề trong nội dung của từng tiết học, buổi học cụ thể Phương tiện dạyhọc phải có tính khoa học, có giá trị sư phạm, tức là phải có giá trị trong truyềnđạt và lĩnh hội tri thức, các khái niệm khoa học và đặc biệt là phải thuận tiệntrong việc sử dụng

Xu hướng đổi mới quá trình dạy học đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của chấtlượng dạy học hiện nay là nâng cao tính tích cực của học sinh, phát huy vai tròchủ thể nhận thức, tăng cường năng lực làm việc độc lập, năng lực thực hànhnghề nghiệp tương lai của học sinh, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trìnhdạy học Do đó, phương tiện dạy học phải giúp học sinh nhận thức hiệu quả hơn,giáo viên dễ dàng biểu diễn, mô tả, minh họa các nội dung dạy học hơn Cácphương tiện dạy học phải có tác dụng tạo ra các tình huống có vấn đề làm tăngkhả năng nhận thức của người học Phương tiện dạy học phải dễ thu thông tin

ngược, nghĩa là phải chọn và thiết kế sao cho khi truyền đạt và lĩnh hội nội dungdạy học phải có thông tin ngược về kết quả lĩnh hội, về sự hứng thú của học sinh

và về nội dung, chương trình dạy học

trong dạy học

Một số trường ĐH, CĐ đã cố gắng nghiên cứu, chế tạo thiết bị phục vụ chocông tác giảng dạy, nghiên cứu.Tuy nhiên, theo nhận định của nhiều giảng viên,hầu hết những sản phẩm phục vụ nghiên cứu, giảng dạy ở nhiều trường ĐH, CĐhiện nay là hàng nhập khẩu, mua từ nước ngoài, giá thành đắt lại thiếu phù hợpvới việc giảng dạy ở trong nước “Chế tạo thiết bị dạy học, tạo ra những mô hìnhphù hợp với từng phần thực hành không những đưa đến cho giảng viên, sinh viênmột lượng tri thức quan trọng mà cũn giỳp họ không xa rời thực tế sản xuất của

xã hội, ra trường sẽ thích ứng nhanh với môi trường làm việc.” ThS Hoàng TiếnDũng, Trưởng bộ môn Công nghệ, Trường ĐH Công Nghiệp HN đã khẳng định

về tầm quan trọng của việc chế tạo mô hình, thiết bị dạy học như thế Cũng theoThS Hoàng Tiến Dũng, tự chế tạo mô hình, thiết bị dạy học là “tối” quan trọngđối với giảng viên, sinh viên các trường kỹ thuật Đây thực sự là những bài thựchành bổ ích Vì quan niệm đú nờn những giảng viên ở đây sẽ ra những bài tậpnhỏ cho sinh viên chia nhóm để hoàn thành các loại mô hình về máy móc Bắtđầu từ những bài tập đơn giản đến những bài tập phức tạp Vật liệu sử dụng chocác mô hình này cũng được yêu cầu từ đơn giản đến phức tạp, bắt đầu bằng bìacứng, gỗ, nhựa và cuối cùng là nhôm, sắt, tụn… Khụng dừng lại đú, cỏc giảngviên còn yêu cầu sinh viên phải làm ra được những loại mô hình có thể thử sức ởtrong các môi trường hoạt động khác nhau Những sinh viên ngành Cơ khí cònphải thiết kế các thông số chính xác về máy móc để có thể sử dụng được chiếc

mô hình này… Tại Trường ĐH Bách khoa HN, phần lớn các khoa đều đưa ranhững yêu cầu nghiêm ngặt về thiết kế, chế tạo máy móc phục vụ đúng chuyênngành đào tạo của mình Chẳng hạn, sinh viên Khoa cơ khí luôn phải đến cỏcphũng thực hành chế tạo máy CNC, máy phay, máy tiện…để xem công đoạn sảnxuất ra những loại máy này; họ cũng được thực nghiệm những vấn đề cần nghiêncứu của mình tại đây

Khảo sát của tác giả thấy, một số trường ĐH, CĐ, Trung cấp chuyên nghiệpkhối kỹ thuật đã biết chú trọng vào việc chế tạo mô hình, thiết bị giảng dạy như

ĐH Bách Khoa HN, ĐH Công nghiệp HN, ĐH Sư phạm HN, CĐ Điện tử - Điệnlạnh HN… Theo những trường này, một trong những yếu tố quan trọng để tăngcường cơ sở vật chất kỹ thuật đó là phát huy nội lực của tập thể giảng viên, sinhviên trong việc tự chế tạo thiết bị, mô hình dạy học Các đồ dùng dạy học đượclàm với chất lượng và hàm lượng khoa học kỹ thuật cao và giá thành giảm nhiều

so với thiết bị nhập khẩu Đặc biệt qua việc tự làm thiết bị dạy học, khả năngnghiên cứu, trình độ chuyên môn của giảng viên, sinh viên được nâng lên rõ rệt.Quan trọng như vậy nhưng theo thầy giáo -Ths Đăng Quang Hùng, giáo viêntrường CĐ Điện tử - Điện lạnh HN thì mô hình, thiết bị dạy học tự chế tạogiữa các trường hiện nay vẫn thiếu đồng đều về chất lượng “Cú những trườngđầu tư tốt cho nghiên cứu, sản xuất tuân thủ những quy chuẩn một cách nghiêmtúc nhưng có những trường thì làm để… đối phó nên việc dạy học vì thế cũngảnh hưởng”

Một khó khăn nữa là những hướng dẫn về thiết kế, chế tạo các loại mô hìnhphục vụ giảng dạy, nghiên cứu chưa đến được với các trường Chẳng hạn, hiệnnay thạc sĩ Lê Minh Nhật đang nghiên cứu để chế tạo hệ thống bơm nhiệt cấpnước nóng cho các khách sạn nhưng ngoài việc tự tìm tòi qua sách vở, tài liệu vàthực tế sản xuất, ụng khụng tìm được địa chỉ tư vấn uy tín, có trách nhiệm tronglĩnh vực chế tạo này “Một số giảng viên rất mong được nghiên cứu, chế tạo ranhững sản phẩm phục vụ giảng dạy có chất lượng cao nhưng… rồi bế tắc về tưvấn, tài liệu và hỗ trợ nên đành… gác kiếm”

Chế tạo mô hình, thiết bị dạy học là một yếu tố quan trọng làm nên chất lượnggiáo dục Sinh viên được quan sát, thực hành những sáng tạo của mỡnh thỡ sẽhứng thú hơn, hiểu biết hơn và nhận thức kiến thức dễ dàng hơn Mặt khác cũngiỳp cỏc trường giảm chi phí cho những thiết bị nhập ngoại Vì thế, các trườngcần chú trọng hơn nữa đến các công tác thiết kế, chế tạo trong nhà trường

Hơn nữa ở các mô hình đang sử dụng để giảng dạy thực hành ở các trường nóitrên cũng có nhiều nhược điểm cần phải khắc phục Cụ thể như sau:

- Chỉ mới quan tâm chuyển tải cho học sinh những thông tin, kiến thức có sẵn

- Mới chú trọng hình thành cho học sinh tri thức kinh nghiệm, chưa chú trọng

sử dụng phương tiện dạy học để học sinh khám phá lý thuyết

- Chưa giúp học sinh phát triển phương pháp nghiên cứu khoa học, khả năng tựhọc, tự nghiên cứu

- Chưa giúp giáo viên sử dụng rộng rãi các phương pháp dạy học tích cực, cáchình thức dạy học hiện đại

1.3.2 Thực trạng sử dụng mô hình trong dạy và học môn thực hành máy lạnh ở trường cao đẳng Điện tử - Điện lạnh HN

Qua điều tra và trao đổi trực tiếp với các giáo viên giảng dạy thực hành tạikhoa nhiệt lạnh, tác giả có thể đánh giá thực trạng của việc dạy và học thực hanhnhư sau

Việc trang bị các phương tiện, thiết bị dạy học cho cỏc mụn thực hành hầunhư là chưa đồng bộ Nguyên nhân là do kinh phí còn hạn chế hoặc các giáo viênchưa đầu tư nhiều thời gian để chuẩn bị bài giảng, dẫn đến không khai thác hếtcác phương tiện dạy học đó cú Điều này dẫn tới chất lượng đào tạo không đượcđảm bảo Tại cỏc phũng thực hành của khoa thì phương tiện dạy học chủ yếu làcác mô hình, thiết bị nhập từ nước ngoài Chỉ có một số mô hình là do các giáoviên của trường tự làm ra Điều đặc biệt là các mô hình tự làm này, lại được cácgiáo viên sử dụng rất hiệu quả trong quá trình giảng dạy Tuy nhiên các mô hìnhnày được xây dựng một cách tự phát, không theo một trình tự cụ thể nào Họ sửdụng hiệu quả bởi vì họ tự làm ra

Qua trao đổi, tìm hiểu các học sinh, sinh viên đang theo học tại khoa Nhiệtlạnh thì việc học tập trờn cỏc mô hình nhập từ nước ngoài về không hiệu quả.Nguyên nhân là do bất đồng ngôn ngữ, các mô hình này không có tính sư phạmcao Hơn nữa các em thao tác trên các thiết bị thật thì lại khó thao tác bởi vì các

em mới làm quen Còn khi các em thao tác trờn cỏc mô hình mà các giáo viêncủa trường tự làm thì rất thuận lợi trong việc làm quen, hình thành kỹ năng banđầu tạo điều kiện để các em tiếp cận các thiết bị

Qua khảo sát thực tế của việc sử dụng mô hình trong dạy và học thực hànhtại khoa Nhiệt lạnh của trường Cao đẳng Điện tử - Điện lạnh, cho thấy việc cầnthiết phải thiết kế một quy trình xây dựng mô hình và cách sử dụng trong dạy học

nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, đồng thời khắc phục những hạn chế củacác mô hình nhập ngoại.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Qua nghiên cứu, phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài, có thể rút

ra một số kết luận như sau:

1 Mô hình đã được nghiên cứu, xây dựng trong nhiều lĩnh vực khácnhau Tuy nhiên việc nghiên cứu về cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng,

sử dụng mô hình trong dạy học thực hành chưa được quan tâm đúng mức

2 Tác giả đã làm sáng tỏ thêm cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn trong việcxây dựng và sử dụng mô hình theo quan điểm hệ thống kỹ thuật trong dạy họcmôn thực hành Máy lạnh

3 Khoa học công nghệ phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật mới được ứng dụngngày càng phong phú, đa dạng và tăng lên gấp bội Do vậy việc thiết kế và sửdụng mô hình trong quá trình dạy học là xu thế, là cơ sở đáp ứng yêu cầu xã hộitạo điều kiện đổi mới phương pháp dạy học

4 Việc xây dựng và sử dụng mô hình trong dạy học thực hành tại khoaNhiệt lạnh trường Cao đẳng Điện tử - Điện lạnh Hà nội là rất cần thiết và hoàntoàn phù hợp với định hướng đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao hứng thúcho người học Sử dụng mô hình trong dạy học còn phù hợp với việc tăng cườngcác thiết bị kỹ thuật hiện đại góp phần năng cao chất lượng dạy học