Luận án Dạy học kĩ thuật cơ khí ở đại học theo tiếp cận học bằng làm

ự phát hiện vấn đề cần tối ưu hóa, cũng như việc truy vấn thông tin giải thích cho vấn đề kĩ thuật mà họ gặp phải. Do vậy, cần phải xây dựng nhiệm vụ kĩ thuật cho phép sinh viên được tiếp xúc trực tiếp với thực tế để nâng cao hiệu quả của dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm. Giảng viên đã sử dụng có hiệu quả các thiết bị thực hành, thực nghiệm, công cụ nhận thức trong dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm. Tuy nhiên, nội dung dạy học còn ít gắn với vấn đề kĩ thuật thực tế và thúc đẩy sự sáng tạo của sinh viên, phương pháp dạy học dựa trên hành động tìm tòi thực nghiệm của sinh viên chưa được thể hiện rõ ràng, chiến lược dạy học chưa đề cao tính thể nghiệm, trải nghiệm của sinh viên. 64 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH THIẾT KẾ DẠY HỌC KĨ THUẬT CƠ KHÍ Ở ĐẠI HỌC THEO TIẾP CẬN HỌC BẰNG LÀM 3.1. Nhiệm vụ 1: Phân tích chương trình đào tạo đại học ngành kĩ thuật cơ khí (minh họa tại trường Đại học Công nghiệp Hà Nội) 3.1.1. Cấu trúc chương trình Mục đích của nội dung đề mục này là khái quát cấu trúc chương trình đào tạo đại học ngành kĩ thuật cơ khí tại trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, từ đó chỉ ra những yếu tố thuận lợi cho việc triển khai dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm. Khái quát cấu trúc chương trình đào tạo đại học ngành kĩ thuật cơ khí (mã số 01031) hệ chính quy tập trung (4 năm) đã được ban hành theo Quyết định số 965/QĐ-ĐHCN ngày 12/8/2015 của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. (1) Về mục tiêu đào tạo I. MỤC TIÊU ĐÀO TẠO 1. Mục tiêu chung Đào tạo kỹ sư cơ khí có trình độ lý thuyết vững vàng, khả năng tiếp cận và giải quyết các vấn đề thực tiễn của lĩnh vực kỹ thuật cơ khí nhanh và hiệu quả nhằm đáp ứng nhu cầu về đội ngũ lao động tri thức có chất lượng cao. Với kiến thức được trang bị trong Nhà trường, kỹ sư kĩ thuật cơ khí có khả năng tự học tập, nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu phát triển của bản thân, của khoa học kỹ thuật và của xã hội. 2. Mục tiêu cụ thể 2.1. Về kiến thức Vận dụng tốt kiến thức khoa học cơ bản như: toán, vật lý, hoá học trong việc nghiên cứu học phần cơ sở ngành: Cơ ứng dụng, thiết kế chi tiết máy, vật liệu học, dung sai và đo lường kĩ thuật và học phần chuyên ngành gia công kim loại, thiết kế và gia công với sự trợ giúp của máy tính, công nghệ CNC và các môn học khoa học xã hội - nhân văn như: Tiếng anh, môn khoa học quản lý làm cơ sở trong việc giải quyết các vấn đề thiết kế và công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí cũng như trong việc phát triển nghề nghiệp. 65 2.2. Về kỹ năng - Tính toán thiết kế sản phẩm cơ khí (có ứng dụng giải pháp công nghệ mới); - Lập được giải pháp công nghệ để chế tạo sản phẩm cơ khí; - Khai thác, vận hành thiết bị cơ khí; - Nghiên cứu, triển khai, tiếp nhận và chuyển giao công nghệ chế tạo; - Tổ chức, quản lý và chỉ đạo sản xuất trong doanh nghiệp; - Sử dụng được ngoại ngữ (tiếng Anh) trong giao tiếp và công việc. 2.3. Về thái độ - Có phẩm chất đạo đức tốt, lập trường tư tưởng của giai cấp Công nhân, trung thành tuyệt đối với sự nghiệp cách mạng của Đảng, của dân tộc; - Thường xuyên rèn luyện thân thể để có sức khoẻ tốt; - Luôn học tập, nâng cao trình độ; - Có kỷ luật trong lao động và trong xã hội; - Có khả năng làm việc độc lập, làm việc sáng tạo, có kỹ năng làm việc tập thể. 2.4. Vị trí làm việc sau tốt nghiệp Các kỹ sư kĩ thuật cơ khí tốt nghiệp có thể đảm nhận công việc thiết kế, triển khai công nghệ, quản lý sản xuất, nghiên cứu và phát triển sản phẩm cơ khí tại các phòng thiết kế; phòng công nghệ, đơn vị quản lý sản xuất, quản lý chất lượng hoặc tại các cơ quan kinh doanh, làm các dịch vụ về trang thiết bị cơ khí cũng như các cơ sở đào tạo và viện nghiên cứu. Nghiên cứu mục tiêu đào tạo đại học ngành kĩ thuật cơ khí cho thấy, có nhiều thành phần mục tiêu đào tạo phù hợp với bản chất của dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm. Cụ thể: - Mục tiêu chung: Áp dụng lý thuyết khoa học để tiếp cận và giải quyết các vấn đề thực tiễn của lĩnh vực kỹ thuật cơ khí hiệu quả. - Về kiến thức: Vận dụng kiến thức khoa học để gia công kim loại, thiết kế và gia công với sự trợ giúp của máy tính, công nghệ CNC - Về kỹ năng: Tính toán thiết kế sản phẩm cơ khí; Lập được giải pháp công nghệ để chế tạo sản phẩm cơ khí; Khai thác, vận hành thiết bị cơ khí... - Về thái độ: Có khả năng làm việc độc lập, sáng tạo, kỹ năng làm việc nhóm/ đồng đội; có kỷ luật trong lao động sản xuất. 66 Những thành phần mục tiêu đào tạo trên nhấn mạnh việc dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm, chứ không phải bằng lý luận suông, hoặc bằng sao chép bắt chước. Điều này đòi hỏi sinh viên phải được học bằng làm (hành động), tức là họ phải được đối diện với thách thức kĩ thuật trong thực tế để hình thành ý tưởng thiết kế, chế tạo và vận hành hệ thống cơ khí. Do đó, học bằng làm chính là con đường ngắn nhất để giúp sinh viên đạt được thành phần mục tiêu này. (2) Về nội dung đào tạo - Khối lượng chương trình: 169 tín chỉ. - Danh mục các học phần/ môn học trong chương trình đào tạo. STT Mã học phần Tên học phần Số tín chỉ Tổng LT TH/ TN/ ThL TL/ BTL/ ĐA/ TT I KIẾN THỨC GIÁO DỤC ĐẠI CƯƠNG 67 53 14 0 I.1 Các môn lý luận chính trị 10 10 0 0 I.2 Khoa học xã hội và nhân văn 22 22 0 0 I.3 Khoa học tự nhiên - Toán học - Tin học 18 15 3 0 I.4 Giáo dục thể chất 9 1 8 0 I.5 Giáo dục quốc phòng - an ninh 8 5 3 0 II KIẾN THỨC GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP 102 57 26 19 II.1 Kiến thức cơ sở 39 30 7 2 II.1.1 Kiến thức cơ sở của khối ngành (Hình họa, vẽ kĩ thuật, cơ lý thuyết, sức bền vật liệu, nguyên lí máy, chi tiết máy, thủy lực, CAD...) 28 24 4 0 II.1.2 Kiến thức cơ sở ngành (Dung sai và kĩ thuật đo, vật liệu học, lý thuyết điều khiển...) 11 6 3 2 II.2 Kiến thức chuyên ngành 48 27 19 2 II.2.1 Kiến thức bắt buộc (nguyên lí cắt, máy cắt, CNC, CAM, công nghệ chế tạo máy...) 18 11 7 0 II.2.2 TcCK3 Kiến thức tự chọn theo chuyên ngành (Chọn 1 trong 3 chuyên ngành) 25 12 11 2 II.2.2.1 TcCK31 Chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy 25 12 11 2 1 0103109 Công nghệ chế tạo máy 2 3 2 1 0 2 2303102 Thực hành cắt gọt 4 0 4 0 3 0103140 Đồ gá 2 2 0 0 4 0103132 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy 2 0 0 2 5 0103112 Công nghệ xử lý vật liệu 3 2 1 0 6 0103162 Thiết kế dụng cụ cắt 3 2 1 0 7 0103118 Cơ sở thiết kế máy công cụ 3 2 1 0 8 0103159 Tự động hoá quá trình sản xuất 3 2 1 0 9 0103167 Thực hành CNC 2 0 2 0 67 II.2.2.2 TcCK32 Chuyên ngành Công nghệ gia công áp lực 25 14 9 2 1 0103157 Phương pháp phần tử hữu hạn 3 2 1 0 2 0103160 Thiết bị gia công áp lực 3 2 1 0 3 0103148 Lý thuyết dập tạo hình 3 2 1 0 4 0103110 Công nghệ gia công áp lực 4 3 1 0 5 0103169 Thực hành gia công áp lực 4 0 4 0 6 0103115 Cơ học vật rắn biến dạng 3 3 0 0 7 0103133 Đồ án môn học Công nghệ gia công áp lực 2 0 0 2 8 0103164 Thiết kế khuôn 3 2 1 0 II.2.2.3 TcCK33 Chuyên ngành Thiết kế cơ khí 25 18 5 2 1 0103157 Phương pháp phần tử hữu hạn 3 2 1 0 2 0703186 Truyền nhiệt 3 3 0 0 3 0103128 Dao động kĩ thuật 3 2 1 0 4 0103141 Động lực học máy 3 2 1 0 5 0103130 Đo và xử lý tín hiệu 2 2 0 0 6 0103115 Cơ học vật rắn biến dạng 3 3 0 0 7 0103145 Kĩ thuật mô hình hoá và mô phỏng 3 2 1 0 8 0103163 Thiết kế hệ thống cơ khí 3 2 1 0 9 0103136 Đồ án thiết kế cơ khí 2 0 0 2 II.2.3 TcCK4 Kiến thức tự chọn tự do (Chọn ít nhất 5 tín chỉ trong số các học phần sau) 5 4 1 0 1 0103166 Thiết kế xưởng 2 2 0 0 2 1603152 Tổ chức và quản lý sản xuất 2 2 0 0 3 0103103 CAD/CAE 3 2 1 0 4 2503101 Thực hành Hàn 2 0 2 0 5 2303104 Thực hành Nguội 2 0 2 0 6 0103142 Hệ thống tự động thuỷ khí 3 2 1 0 7 0103128 Dao động kĩ thuật 3 2 1 0 8 1603134 Quản lý chất lượng sản phẩm 3 2 1 0 9 0103146 Robot công nghiệp 3 2 1 0 10 1603119 Lập và phân tích dự án 3 2 1 0 II.3 Thực tập tốt nghiệp và làm đồ án/ khoá luận tốt nghiệp (hoặc học thêm một số học phần chuyên môn thay thế đồ án/ khóa luận tốt nghiệp) 15 0 0 15 1 0103173 Thực tập tốt nghiệp (Ngành Công nghệ kĩ thuật Cơ khí) 8 0 0 8 2 0103138 Đồ án/ khóa luận tốt nghiệp (Ngành Công nghệ kĩ thuật Cơ khí) 7 0 0 7 TcTnCK Sinh viên không làm đồ án/ khóa luận tốt nghiệp đăng ký học thêm 7 tín chỉ trong các học phần thuộc các nhóm sau: 7 2 5 0 II.3.1 TcTnCKA Nhóm A (Chọn 1 trong 2 học phần) 3 2 1 0 1 0103161 Thiết kế chế tạo khuôn mẫu 3 2 1 0 2 0103165 Thiết kế và phát triển sản phẩm 3 2 1 0 II.3.2 TcTnCKB Nhóm B (Chọn 1 trong 2 học phần) 2 0 2 0 1 0103121 Chuyên đề CAPP 2 0 2 0 2 0103124 Chuyên đề hệ thống cơ điện tử 2 0 2 0 II.3.3 TcTnCKC Nhóm C (Chọn 1 trong 2 học phần) 2 0 2 0 1 0103122 Chuyên đề công nghệ kĩ thuật cơ khí 2 0 2 0 2 0103127 Chuyên đề tự động hóa quá trình sản xuất 2 0 2 0 Tổng toàn khoá (Tín chỉ) 169 110 40 19 68 Nghiên cứu nội dung chương trình đào tạo kĩ thuật cho thấy, có rất nhiều các học phần về thiết kế, chế tạo (gia công), vận hành kĩ thuật. Các học phần này thường nằm trong các khối kiến thức chuyên ngành sâu về chế tạo máy, gia công áp lực hoặc thiết kế cơ khí để giúp sinh viên phát triển các năng lực thiết kế, chế tạo, gia công và vận hành máy móc, hệ thống cơ khí. Nội dung của những học phần này đều cho thấy sự phù hợp để có thể thực hiện dạy học theo tiếp cận học bằng làm. Các học phần kĩ thuật cơ khí thích hợp cho dạy học theo tiếp cận học bằng làm gồm: - Công nghệ chế tạo máy - Thực hành cắt gọt kim loại - Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy - Công nghệ xử lí vật liệu - Thiết kế dụng cụ cắt - Thực hành CNC - Công nghệ gia công áp lực - Đồ án môn học công nghệ gia công áp lực - Thiết kế khuôn - Kĩ thuật mô hình hóa và mô phỏng - Thiết kế hệ thống cơ khí - Đồ án thiết kế cơ khí - CAD/CAM - Thực hành hàn - Thực hành nguội - Robot công nghiệp - Đồ án tốt nghiệp. - Chuyên đề học tập nhóm A, B, C. 69 3.1.2. Định hướng lựa chọn nội dung kĩ thuật cơ khí thích hợp với học bằng làm Nếu các học phần kĩ thuật cơ khí là đồ án môn học hoặc học phần thực hành thì có thể áp dụng dạy học theo tiếp cận học bằng làm cho hầu hết các bài học trong môn học hoặc toàn học phần. Nhưng nếu các học phần là dạng tích hợp lý thuyết và thực hành thì việc lựa chọn các bài học thích hợp với dạy học theo tiếp cận học bằng làm cần phải dựa vào các tiêu chí sau: (1) Tập trung vào nội dung về thiết kế, chế tạo, gia công hoặc vận hành máy móc và hệ thống cơ khí thực tế Ví dụ, học phần Công nghệ CNC là học phần tích hợp cả thời lượng lý thuyết và thực hành. Cấu trúc học phần bao gồm các chương, mục hoặc bài học khác nhau. Khi đó, dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm có thể phù hợp với bài học/ chủ đề như: - Lập trình chương trình điều khiển trên máy tiện CNC. - Lập trình chương trình điều khiển trên máy phay CNC. - Thao tác vận hành máy công cụ CNC... Qua ví dụ trên cho thấy, dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm là nhấn mạnh việc áp dụng lý thuyết để hình thành năng lực làm việc thực tế bằng hành động, thực hành, thực nghiệm. (2) Chứa đựng các nhiệm vụ, thách thức kĩ thuật từ các sự kiện thực tế phức tạp Các nhiệm vụ, thách thức kĩ thuật từ các sự kiện thực tế phức tạp đòi hỏi sinh viên phải làm việc thực sự bằng cả trí tuệ và thể chất để hình thành ý tưởng sáng tạo, giải pháp tối ưu cho vấn đề rồi mới đến những hành động vật chất. Dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm sẽ không có hiệu quả như mong muốn nếu sinh viên chỉ đơn thuần thực hành kĩ thuật với các công việc qui tắc, cứng nhắc theo những kế hoạch hoặc khuôn mẫu cho trước. 70 Những nội dung thực hành như vậy là phù hợp với kiểu học bằng sao chép bắt chước hơn là việc học bằng làm. Do đó, cùng là bài thực hành cơ khí nhưng giảng viên cũng phải xem xét bài học đó có phù hợp với kiểu học bằng làm không? (3) Tăng cường rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp kĩ thuật cơ khí Bản chất của học bằng làm là nhấn mạnh đến việc áp dụng các kiến thức lý thuyết để làm chủ các hành động kĩ thuật trong các bối cảnh thực tế phức tạp của sinh viên, qua đó họ tự học được các kiến thức và kỹ năng bằng chính hành động của mình. Làm chủ các hành động kĩ thuật dựa vào lý thuyết cũng có nghĩa là sự thành thạo các kỹ năng nghề nghiệp về chế tạo, gia công và vận hành máy móc, hệ thống cơ khí. Tóm lại, giảng viên cần phải căn cứ vào các tiêu chí trên để xem xét một chủ đề/bài học trong học phần tích hợp, học phần thực hành có thực sự phù hợp với học bằng làm không, hay phù hợp với việc học bằng sao chép bắt chước theo khuôn mẫu định sẵn. Từ đó lựa chọn các bài học phù hợp với dạy học kĩ thuật cơ khí theo kiểu học bằng làm. 3.2. Nhiệm vụ 2: Thiết kế nhiệm vụ kĩ thuật cơ khí trong dạy học theo tiếp cận học bằng làm 3.2.1. Tiêu chí chung của các nhiệm vụ kĩ thuật cơ khí (1) Là nhiệm vụ kĩ thuật mang tính mở Đây là các dạng nhiệm vụ không có lời giải cố định đối với cả giảng viên và sinh viên, kết quả học tập cũng không thể dự đoán trước bởi sự lập luận và lựa chọn giải pháp của mỗi sinh viên là khác nhau. Trong thực tế, hầu hết các vấn đề kĩ thuật thường đặt dưới nhiệm vụ mở, đòi hỏi người làm phải lựa chọn tham số để cho kết quả tối ưu, điều này hoàn toàn phù hợp với bản chất của dạy học kĩ thuật cơ khí ở đại học theo tiếp cận học bằng làm. 71 (2) Tập trung giải quyết các vấn đề kĩ thuật cơ khí trong thực tế Nội dung nhiệm vụ kĩ thuật phải xuất phát từ những vấn đề kĩ thuật cơ khí của bối cảnh thực. Kết quả thực hiện các nhiệm vụ kĩ thuật cần tạo ra những sản phẩm thực hoặc giải pháp thiết kế có ý nghĩa thực tiễn xã hội, thậm chí có thể mang lại những tác động xã hội tích cực. (3) Định hướng thực hành, lao động Quá trình thực hiện nhiệm vụ kĩ thuật cơ khí đòi hỏi sinh viên phải áp dụng các kết quả phân tích lý thuyết để thực hành, lao động nhằm tạo ra những sản phẩm vật chất hoặc giải pháp công nghệ, chứ không chỉ giới hạn trong những thu hoạch lý thuyết. Thông qua đó, sinh viên kiểm tra, củng cố, mở rộng hiểu biết lý thuyết cũng như rèn luyện các kỹ năng hành động, kinh nghiệm làm việc thực tiễn. Đây chính là con đường hiệu quả để sinh viên nhanh chóng trưởng thành trước khi bước vào thế giới nghề nghiệp thực sự. (4) Đề cao nỗ lực làm việc của cá nhân hơn so với hợp tác nhóm Cần nhấn mạnh rằng, dạy học hiện đại đòi hỏi người học vừa nỗ lực làm việc cá nhân, vừa tăng cường hợp tác nhóm. Tuy nhiên, bản chất của dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm có phần nhấn mạnh nỗ lực cá nhân hơn chút ít so với hợp tác nhóm. Bởi vì, học bằng làm đề cao việc áp dụng các nguyên tắc lý thuyết để giải quyết các vấn đề kĩ thuật thực tế bằng những giải pháp tối ưu nên nó có phần chịu ảnh hưởng lớn hơn bởi tính sáng tạo mang tính cá nhân hóa của sinh viên. 3.2.2. Công việc 2.1: Thiết kế nhiệm vụ chế tạo và vận hành kĩ thuật cơ khí dưới dạng nghiên cứu trường hợp 3.2.2.1. Ý nghĩa của nghiên cứu trường hợp trong dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm Kĩ thuật cơ khí là một lĩnh vực lao động liên quan trực tiếp đến các công việc chế tạo, vận hành, lắp ráp các thiết bị cơ khí và hệ thống cơ khí, và giải 72 quyết các vấn đề liên quan đến máy móc, thiết bị cơ khí trong dây chuyền sản xuất. Tất cả các công việc trên đều có sự đóng góp to lớn của các kĩ sư, cán bộ kĩ thuật cơ khí. Để giúp sinh viên kĩ thuật cơ khí có thể đảm nhận tốt công việc của người kĩ sư cơ khí, họ phải được tạo điều kiện học bằng làm với tình huống kĩ thuật, công việc thực, chứ không phải là giả định. Trường hợp là dựa trên sự thật, các vấn đề phức tạp được viết ra để kích thích tư duy và hành động giải quyết vấn đề của sinh viên. Các trường hợp thường không có một câu trả lời đúng tuyệt đối, duy nhất mà nó phụ thuộc vào bối cảnh diễn ra sự kiện. Học tập dựa vào nghiên cứu trường hợp chính là các hành động tương tác của sinh viên với những sự kiện thực tế, trong đó họ xem xét kĩ lưỡng vấn đề từ quan điểm cá nhân, sau đó nỗ lực cố gắng giải quyết vấn đề một cách tối ưu nhất. Vì vậy, nghiên cứu trường hợp chính là con đường hữu hiệu để giúp sinh viên có những thực hành lâm sàng các công việc của một kĩ sư cơ khí. Sử dụng nghiên cứu trường hợp trong dạy học chế tạo và vận hành cơ khí là dạy bằng việc sử dụng tình huống kĩ thuật thực tế chứa đựng thách thức mà người kĩ sư cơ khí phải đối mặt để giải quyết. Nghiên cứu trường hợp cung cấp môi trường tuyệt vời để sinh viên có những tìm tòi dựa vào thực nghiệm để xem xét các vấn đề kĩ thuật cơ khí trong bối cảnh cụ thể. 3.2.2.2. Quy trình thiết kế nghiên cứu trường hợp trong dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm Từ những phân tích trên cho thấy, các bài học về chế tạo và vận hành kĩ thuật cơ khí là rất thích hợp để áp dụng nghiên cứu trường hợp. Sự đa dạng phong phú về các sự cố, sự kiện trong công việc chế tạo và vận hành máy móc, thiết bị cơ khí có thể cung cấp trường hợp nghiên cứu để sinh viên áp dụng nguyên tắc lý thuyết vào việc chứng minh và hành động. Trong dạy học chế tạo và vận hành cơ khí, giảng viên có thể sử dụng các nghiên cứu trường hợp để đưa sinh viên 73 vào những vấn đề thực tế phức tạp mà họ có thể phải đối mặt trong tương lai, bản thân sinh viên có cơ hội học được những kinh nghiệm thực tế đầy thú vị và có cả sự thách thức. Để có bản thiết kế nghiên cứu trường hợp tốt, giảng viên cần phải dựa vào quy trình gồm 3 bước sau [11]: Bước 1: Xác định mục tiêu bài học Mục tiêu bài học chính là những kết quả mà giảng viên mong muốn sinh viên sẽ đạt được thông qua nghiên cứu trường hợp. Nhìn chung, nghiên cứu trường hợp thích hợp với các mục tiêu nhấn mạnh về ba khía cạnh là: 1/ Áp dụng các nguyên tắc lý thuyết vào trong các sự kiện thực tế phức tạp; 2/ Phát triển các kỹ năng giao tiếp và làm việc theo nhóm; 3/ Hình thành các nguyên tắc đạo đức nghề nghiệp kĩ thuật khi giải quyết vấn đề. Bước 2: Lựa chọn nghiên cứu trường hợp Bản thân là chuyên gia về kĩ thuật cơ khí nên giảng viên có thể khai khác tình huống kĩ thuật thực tế để thiết kế trường hợp. Cách làm này sẽ giúp giảng viên đỡ tốn quá nhiều thời gian mà vẫn có thể thiết kế các nghiên cứu trường hợp hiệu quả. Một nghiên cứu trường hợp được thiết kế tốt cần phải hàm chứa một số câu hỏi: - Vấn đề, thách thức cần giải quyết là gì? - Mục tiêu/ kết quả của giải quyết vấn đề là gì? - Bối cảnh diễn ra vấn đề như thế nào? - Những sự kiện nào là quan trọng cần được xem xét kĩ lưỡng? - Những quyết định nào sẽ/đã/có thể được đặt ra? - Nguyên tắc cốt lõi rút ra trong trường hợp là gì? Bên cạnh những kinh nghiệm của bản thân, giảng viên có thể tìm thấy các nghiên cứu trường hợp xuất hiện trong các tài liệu kĩ thuật, hội thảo/ hội nghị khoa học... và có thể vận dụng vào lớp học. 74 Bước 3: Biên soạn nghiên cứu trường hợp Có nhiều loại nghiên cứu trường hợp khác nhau như trường hợp ra quyết cho vấn đề tiến thoái lưỡng nan, trường hợp thẩm định để dạy kỹ năng phân tích xung quanh câu hỏi “Điều gì đang xảy ra ở đây?”, trường hợp lịch sử cung cấp bài học kinh nghiệm. Nội dung dạy học chế tạo và vận hành cơ khí là phù hợp với dạng trường hợp ra quyết định, thường được biên soạn theo cấu trúc gồm các thành phần [11, tr. 74]: + Một đoạn văn giới thiệu ngắn thiết lập các vấn đề phải được xem xét và có thể giới thiệu người ra quyết định tại thời điểm khủng hoảng. + Các thông tin về sự kiện lịch sử cần thiết để hiểu tình hình. + Một phần tường thuật sau đó trình bày những diễn biến phát triển dẫn đến vấn đề mà nhân vật chính đã phải đối mặt. + Các phụ lục theo sau bao gồm các bảng, đồ thị, hoặc các tài liệu giúp đặt nền tảng đưa ra một giải pháp cho vấn đề. Sau khi viết xong các nghiên cứu trường hợp, giảng viên có thể chia sẻ, tham vấn những ý kiến tốt của đồng nghiệp, từ đó có những sửa đổi, điểu chỉnh bản thiết kế để có được kết quả tốt nhất. 3.2.2.3. Minh họa thiết kế nhiệm vụ kĩ thuật trong “Bài 5: Tiện trụ bậc” – học phần “Thực hành cắt gọt 1” a) Mô tả khái quát chủ đề/ bài học Bài học này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các yêu cầu chung của tiện trụ bậc, phương pháp gia công trụ bậc bằng máy tiện và những nguyên tắc an toàn trong quá trình lao động (xem chi tiết chương trình ở Phụ lục 2). Tiện trụ bậc có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như: tiện trục động cơ điện, trục hộp giảm tốc, chốt cửa, trục của bánh răng trong hộp số... 75 Việc sử dụng sản phẩm thực tế về tiện trụ bậc để thiết kế nhiệm vụ kĩ thuật sẽ có giá trị hơn rất nhiều so với bài tập giả định. b) Nội dung nhiệm vụ kĩ thuật Bài 5: Tiện trụ bậc Mục tiêu bài học: Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: - Trình bày được yêu cầu kĩ thuật, phương pháp gia công trụ bậc bằng máy tiện vạn năng. - Gia công được trụ bậc đảm bảo yêu cầu của nhiệm vụ kĩ thuật. - Tuân thủ nguyên tắc về an toàn lao động trong thực hành. Nhiệm vụ kĩ thuật: Tiện bán trục động cơ xe máy Vespa 150 (1966) Một khách hàng A đề nghị bạn gia công sản phẩm nhưng không có bản vẽ chi tiết và thông số kĩ thuật cụ thể. Khách hàng mang tới và đưa cho bạn chi tiết thực với lời đề nghị bạn thiết kế sản phẩm tương tự như vậy. Qua mô tả của khách hàng, đây là “bán trục Motor” của chiếc xe máy Vespa 150 đời 1966. Nhiệm vụ của bạn là phải gia công sản phẩm này bằng máy tiện vạn năng? (Bán trục Motor xe máy Vespa 150 đời 1966) Công việc thực hiện:  Đo kiểm thông số kích thước?  Chọn vật liệu chế tạo nào?  Thiết kế bản vẽ chi tiết?  Lập trình tự gia công?  Chọn phương pháp gia công và chế độ cắt hợp lí?  Chọn dao tiện?  Yêu cầu kĩ thuật có liên quan? Ghi chú: Sinh viên phải hoàn thành 100% bài tập trong xưởng thực hành cắt gọt. Giới hạn bài học dừng lại ở gia công trụ bậc. 76 Trong nhiệm vụ kĩ thuật dưới dạng nghiên cứu trường hợp nêu trên hoàn toàn không cho trước các tham số kĩ thuật định sẵn, cũng như các quy trình kĩ thuật cho trước như các bài tập truyền thống. Sinh viên phải trải nghiệm chức năng của sản phẩm cơ khí trong thực tế, tiến hành đo các thông số kĩ thuật, lập được phương pháp gia công và các chế độ cắt phù hợp, sau đó mới tiến hành gia công chi tiết. Hình 3.1 thể hiện ý tưởng vận dụng mô hình học bằng làm (Hình 1.5) trong nhiệm vụ Tiện bán trục động cơ xe máy Vespa 150. Hình 3.1: Mô hình học bằng làm trong nhiệm vụ Tiện bán trục động cơ xe máy Vespa 150 3.2.3. Công việc 2.2: Thiết kế nhiệm vụ thiết kế kĩ thuật cơ khí dưới dạng dự án học tập trải nghiệm 3.2.3.1. Ý nghĩa của dự án học tập trải nghiệm (Experiential learning project) trong dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm Tất cả nghiên cứu trên khắp thế giới đều thừa nhận rằng dự án học tập phải là một nhiệm vụ cốt lõi trong đào tạo kĩ thuật cơ khí. Sử dụng các dự án học tập trong dạy học các học phần đồ án thiết kế kĩ thuật là cách tiếp cận hiệu quả nhất để phát triển năng lực thiết kế kĩ thuật cho sinh viên. Tuy nhiên thực tế cho thấy, hầu hết sinh viên ít cảm thấy tò với các dự án cứng nhắc như là 77 nhiệm vụ giả định được giao cho họ, việc học thiếu cảm xúc và động lực học tập. Dự án học tập trải nghiệm chính là một cách tiếp cận mới để làm tăng động lực học tập và hiệu quả học dạy học dựa vào dự án. - Sinh viên chủ động quan sát để tự nhận biết các vấn đề kĩ thuật trong đời sống, lựa chọn vấn đề mà bản thân quan tâm để làm đồ án kĩ thuật, từ đó nâng cao động lực học tập. - Các dự án học tập trải nghiệm có địa chỉ ứng dụng thực tiễn rõ ràng, chứ không phải các dự án học tập giả định, từ đó nâng cao chất lượng học tập của sinh viên. Do vậy, sử dụng dự án học tập trải nghiệm trong dạy học thiết kế kĩ thuật cơ khí được xem là con đường hiệu quả để cải thiện hơn nữa chất lượng dạy học đồ án thiết kế kĩ thuật cơ khí. 3.2.3.2. Quy trình thiết kế dự án học tập trải nghiệm trong dạy học kĩ thuật cơ khí theo tiếp cận học bằng làm Từ những phân tích trên cho thấy, các học phần đồ án thiết kế kĩ thuật cơ khí là rất thích hợp để áp dụng các dự án học tập trải nghiệm. Nó cho phép sinh viên được làm việc độc lập và chủ động hơn để xây dựng cách học tập của riêng mình, và tạo ra các sản phẩm thực tế có ý nghĩa với chính bản thân họ. Để thiết kế các dự án học tập trải nghiệm có hiệu quả, giảng viên cần dựa vào quy trình sau đây: Bước 1: Lựa chọn chủ đề và thiết lập mục tiêu ban đầu Giảng viên cần nắm rõ ứng dụng của