Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục của tác giả Tạ Thị Kim Tuyến, với đề tài "Dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên đại học khối ngành kĩ thuật theo tiếp cận CDIO", được thực hiện tại Trường Đại học Vinh vào năm 2022 thuộc chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí (mã số: 9140111), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Phạm Thị Phú và PGS.TS Phạm Kim Chung.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI đã xác định mục tiêu đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, chú trọng đào tạo nhân lực có kiến thức, kĩ năng và trách nhiệm nghề nghiệp theo hướng ứng dụng, thực hành, đồng thời công khai chuẩn đầu ra của từng môn học và chương trình đào tạo.

Đối với các trường đại học khối ngành kĩ thuật, sản phẩm đầu ra là đội ngũ kĩ sư tham gia vào toàn bộ hoặc một phần chu trình phát triển sản phẩm, quy trình và hệ thống kĩ thuật qua bốn giai đoạn: Hình thành ý tưởng (Conceive) - Thiết kế (Design) - Triển khai (Implement) - Vận hành (Operate) (viết tắt là CDIO). Đề xướng CDIO được khởi xướng từ năm 2000 bởi Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Hoa Kỳ) cùng các trường đại học Thụy Điển nhằm cải cách giáo dục kĩ thuật bậc đại học.

Thực tế triển khai CDIO gồm hai cấp độ: cấp độ chương trình đào tạo (đào tạo theo CDIO) và cấp độ môn học (giảng dạy theo tiếp cận CDIO). Tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu và cơ sở giáo dục đã áp dụng CDIO ở cấp độ toàn bộ chương trình hoặc ở các môn học chuyên ngành và môn học nhập môn kĩ thuật. Tuy nhiên, ở cấp độ các môn học thuộc khối kiến thức giáo dục đại cương nói chung và môn Vật lí đại cương nói riêng, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống về quy trình và mô hình tổ chức dạy học theo tiếp cận CDIO. Đây là khoảng trống nghiên cứu mà luận án tập trung giải quyết.

Mục tiêu nghiên cứu

Vận dụng tiếp cận CDIO để tổ chức dạy học một số nội dung Vật lí đại cương nhằm góp phần đáp ứng chuẩn đầu ra của chương trình đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật.

Câu hỏi nghiên cứu

  1. Ở cấp độ môn học thuộc khối kiến thức giáo dục đại cương thì có thể tiếp cận CDIO không? Quy trình tiếp cận CDIO trong dạy học Vật lí đại cương như thế nào? Mô hình dạy học nào thì phù hợp để tổ chức dạy học Vật lí đại cương theo tiếp cận CDIO? Vận dụng quy trình, mô hình đó vào dạy học một số nội dung phần Điện học, môn học Vật lí đại cương trong đào tạo sinh viên khối ngành kĩ thuật được cụ thể hóa như thế nào?
  2. Đánh giá kết quả học tập trong dạy học theo tiếp cận CDIO có gì khác biệt?
  3. Hiệu quả của việc vận dụng quy trình, mô hình đó vào dạy học một số nội dung phần Điện học, môn học Vật lí đại cương trong đào tạo sinh viên khối ngành kĩ thuật như thế nào?

Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế một số nội dung Vật lí đại cương thành các dự án học tập và tổ chức dạy học theo mô hình lớp học đảo ngược, thì sẽ đảm bảo được các tiêu chuẩn về phương pháp dạy học và điều kiện học tập của đào tạo theo tiếp cận CDIO, từ đó góp phần đáp ứng chuẩn đầu ra của chương trình đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật ngay trong giai đoạn giáo dục đại cương.

Nhiệm vụ nghiên cứu

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về đào tạo theo CDIO và dạy học môn học theo tiếp cận CDIO.
  2. Nghiên cứu thực trạng dạy học môn học thuộc khối kiến thức giáo dục đại cương nói chung và dạy học Vật lí đại cương nói riêng trong chương trình đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật ở một số cơ sở giáo dục.
  3. Xác định mục tiêu, chuẩn đầu ra ba cấp độ của dạy học Vật lí đại cương theo tiếp cận CDIO.
  4. Lựa chọn phương pháp dạy học, xây dựng quy trình chung cho triển khai dạy học Vật lí đại cương đáp ứng mục tiêu đề ra.
  5. Xây dựng và thiết kế điều kiện dạy học (theo tiêu chuẩn CDIO về điều kiện và không gian học tập).
  6. Thiết kế kế hoạch dạy học một số nội dung Vật lí đại cương theo quy trình đã đề xuất.
  7. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học theo tiếp cận CDIO trong môn Vật lí đại cương ở trường đại học.
  • Phạm vi nghiên cứu: Dạy học phần Điện học (bao gồm chương Trường tĩnh điện và chương Từ trường tĩnh) thuộc học phần Vật lí đại cương của chương trình đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu ở nước ngoài

  • Dạy học Vật lí cho sinh viên kĩ thuật: Franklin (1917–1929) tại Harvard và MIT đã xuất bản tác phẩm The teaching of physics to engineering students, nhấn mạnh việc dạy vật lí để phát triển tư duy logic và thông qua thí nghiệm. MG và Teare B. đã đánh giá vai trò của toán học và vật lí trong giáo dục kĩ thuật điện và đề xuất quy trình giải quyết vấn đề qua 6 bước (nêu vấn đề, lập kế hoạch, diễn đạt nguyên tắc, chuyển sang phương trình toán học, giải quyết, thử nghiệm). Houston (1950s) với công trình Vật lí trong kĩ thuật chỉ ra khoảng cách giữa lí thuyết vật lí và sản xuất kĩ thuật. Watson nghiên cứu chương trình giảng dạy vật lí cho kĩ sư tại Yale. Richard Feynman nhấn mạnh vai trò của vật lí như môn khoa học cơ bản giải thích nguyên lí hoạt động của thiết bị công nghệ. Van der Veen (2019) tiếp cận giáo dục kĩ thuật qua mô hình hóa, làm việc nhóm và dự án thiết kế thực tế (chế tạo thủy phi cơ, máy vẽ, thiết bị làm mát). Bašista và Ješková (2017), Manninen và Tiili (2014) nghiên cứu phương pháp dạy học tương tác và sử dụng hệ thống học tập điện tử trong dạy học vật lí.
  • Đào tạo theo tiếp cận CDIO: Edward F. Crawley, Johan Malmqvist, Doris R. Brodeur (2007, 2011) công bố Rethinking Engineering Education: The CDIO Approach và The CDIO Syllabus v2.0, chuẩn hóa đề cương và 12 tiêu chuẩn CDIO. Học viện Hải quân Hoa Kỳ triển khai CDIO từ năm 2003 cho ngành Kĩ thuật Hàng không và Không gian. Huang H. (2005) tại Iceland vận dụng CDIO vào các khóa học vật lí cơ bản qua 2 dự án (cơ học và điện từ học). Đại học Queen (Canada, 2002) áp dụng các tiêu chuẩn 3, 5, 6, 7, 8 của CDIO. Đại học Bách khoa Tomsk (Nga, 2010–2015) triển khai CDIO cho ngành Cử nhân Điện và Điện kĩ thuật (Chuchalin và Tayurskaya, 2015). Trường Cao đẳng Kĩ thuật Kanazawa (Nhật Bản, 2010–2018) và Patric Granholm, Hiromasa Ohnishi (2018) phát triển tài liệu điện tử và thí nghiệm mô phỏng. Pee Suat Hoon và cộng sự (2004) tại Singapore Polytechnic triển khai dự án thiết kế - tích hợp. Viện Công nghệ Hóa dầu Bắc Kinh và nhóm Jijun Zhou (2016) tại Trung Quốc thiết kế thí nghiệm vật lí 4 cấp độ theo CDIO. Đại học Chulalongkorn và RMUTT (Thái Lan, 2014) triển khai CDIO ở 3 cấp độ (khóa học, chương trình, cơ sở đào tạo).

Các hướng nghiên cứu trong nước

  • Dạy học Vật lí đại cương ở bậc đại học: Phạm Văn Lâm (1994) nghiên cứu dạy thực tập Vật lí đại cương theo môđun; Lê Phước Lượng (2002) xây dựng mô hình dự báo kết quả học tập và quy trình dạy học kết hợp thông báo - tái hiện với giải quyết vấn đề; Nguyễn Hoàng Bảo Thanh (2003) xây dựng ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm khách quan kết hợp tự luận; Lê Thanh Huy (2013) tổ chức dạy học phần Cơ học với hỗ trợ của e-Learning theo học chế tín chỉ; Trần Đức Khoản (2017) và Trần Đức Khoản, Nguyễn Hoàng Sơn (2015) nghiên cứu bồi dưỡng năng lực tự học qua tài liệu hướng dẫn theo môđun; Trần Ngọc Dũng (2020) phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề ở phần Nhiệt học; Cao Thị Sông Hương (2017) đổi mới thực hành thí nghiệm Vật lí đại cương; Nguyễn Thanh Nga và Đỗ Hương Trà (2013), Nguyễn Thanh Nga (2016) nghiên cứu dạy học dự án theo hướng tiếp cận chuyên ngành.
  • Nghiên cứu áp dụng CDIO tại Việt Nam: Vũ Anh Dũng (2008–2010) tại Đại học Quốc gia Hà Nội nghiên cứu quy trình xây dựng chương trình đào tạo theo CDIO cho ngành Kinh tế đối ngoại; Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh (2009–2017) thí điểm CDIO cho ngành Kĩ thuật chế tạo và Công nghệ thông tin; Phạm Công Bằng, Phan Thị Mai Hà (2010) khảo sát và xây dựng chuẩn đầu ra theo CDIO; Đinh Bá Tiến, Lê Hoài Bắc, Trần Đan Thư, Dương Anh Đức (2010) xây dựng chuẩn đầu ra và chương trình đào tạo ngành CNTT; Thái Thị Thu Hà, Trần Thiên Phúc, Nguyễn Hữu Lộc, Huỳnh Ngọc Hiệp (2010) thiết kế chương trình đào tạo tích hợp; Lâm Quang Vũ, Văn Chí Nam, Trần Minh Triết (2010) khảo sát các bên liên quan; Đoàn Thị Minh Trinh (2012) hệ thống hóa việc thiết kế chương trình đáp ứng chuẩn đầu ra; Nguyễn Kiều Oanh (2013) nghiên cứu bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm theo CDIO; Phạm Hữu Lộc (2019) phát triển chương trình đào tạo liên thông ngành cơ khí. Các nghiên cứu về phương pháp giảng dạy tích hợp và trải nghiệm theo CDIO của Nguyễn Thanh Hải, Phùng Thúy Phượng, Đồng Thị Bích Thủy (2011), Nguyễn Hữu Lộc và Phạm Quang Trung (2011), Phạm Huy Hoàng, Võ Trần Vi Khanh.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình tại Việt Nam chủ yếu tập trung nghiên cứu CDIO ở cấp độ toàn bộ chương trình đào tạo hoặc các môn học chuyên ngành, đồ án kĩ thuật. Luận án này định vị vào việc nghiên cứu và triển khai tiếp cận CDIO ở cấp độ môn học giáo dục đại cương, cụ thể là môn Vật lí đại cương cho sinh viên khối ngành kĩ thuật, kết hợp mô hình lớp học đảo ngược và dạy học dự án.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

  1. Khung lý thuyết CDIO:
    • Đề cương CDIO (CDIO Syllabus): Cấu trúc chuẩn đầu ra gồm 4 cấp độ:
      • Cấp độ 1: 4 khối năng lực cốt lõi (Kiến thức và lập luận kĩ thuật; Kĩ năng cá nhân, nghề nghiệp và các tố chất; Kĩ năng giao tiếp và làm việc nhóm; Hình thành ý tưởng, thiết kế, triển khai và vận hành trong bối cảnh doanh nghiệp và xã hội).
      • Cấp độ 2: 17 năng lực thành phần.
      • Cấp độ 3: 97 tiêu chí năng lực cụ thể.
      • Cấp độ 4: Các mức độ chi tiết theo thang đo nhận thức Bloom.
    • 12 Tiêu chuẩn CDIO (CDIO Standards): Được phân chia thành 5 nhóm:
Nhóm tiêu chuẩn Các tiêu chuẩn thành phần Nội dung trọng tâm
Triết lí chương trình đào tạo Tiêu chuẩn 1 Tiếp nhận chu trình C-D-I-O làm bối cảnh giáo dục kĩ thuật
Phát triển chương trình Tiêu chuẩn 2, 3, 4 Chuẩn đầu ra; Chương trình đào tạo tích hợp; Môn học nhập môn kĩ thuật
Phương pháp, phương tiện, điều kiện dạy học Tiêu chuẩn 5, 6, 7, 8 Trải nghiệm thiết kế - triển khai; Không gian làm việc kĩ thuật; Trải nghiệm học tập tích hợp; Học tập chủ động
Năng lực giảng viên Tiêu chuẩn 9, 10 Nâng cao năng lực chuyên môn, kĩ năng nghề và năng lực giảng dạy của giảng viên
Đánh giá và kiểm định Tiêu chuẩn 11, 12 Đánh giá kết quả học tập của sinh viên dựa trên chuẩn đầu ra; Kiểm định chương trình
  1. Mô hình dạy học kết hợp:
    • Lớp học đảo ngược (Flipped Learning Classroom - FL): Chuyển giao việc tiếp thu kiến thức lí thuyết cơ bản ra ngoài lớp học thông qua hệ thống học liệu số, dành thời gian trên lớp cho các hoạt động thảo luận, giải quyết vấn đề và thực hành.
    • Dạy học dựa trên dự án (Project-Based Learning - PBL): Tổ chức cho sinh viên thực hiện các dự án mô phỏng các giai đoạn C-D-I-O để giải quyết các vấn đề kĩ thuật gắn với kiến thức vật lí.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Phân tích, tổng hợp các văn kiện, tài liệu về CDIO, chương trình môn học Vật lí đại cương trong và ngoài nước để xác lập cơ sở lí luận.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra bằng phiếu hỏi đối với giảng viên và sinh viên khối ngành kĩ thuật, phỏng vấn chuyên gia, khảo sát thực trạng đề cương chi tiết và cơ sở vật chất tại một số trường đại học kĩ thuật.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm 2 vòng trên các lớp sinh viên đại học kĩ thuật tại Trường Đại học Trần Đại Nghĩa (khóa DQS08 và DQS09) nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của quy trình và công cụ đề xuất.
  • Phương pháp thống kê toán học: Xử lí số liệu điểm số kiểm tra, điểm đánh giá rubric bằng các tham số thống kê đặc trưng, phân phối tần số, tần suất tích lũy, kiểm định giả thuyết thống kê để so sánh giữa lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC).

Nguồn tư liệu và công cụ hỗ trợ

  • Chương trình đào tạo và đề cương chi tiết môn Vật lí đại cương của các trường đại học khối kĩ thuật (Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa TP.HCM, Trường Đại học Trần Đại Nghĩa...).
  • Hệ thống website hỗ trợ học tập trực tuyến do tác giả xây dựng tại địa chỉ https://www.vn/ (gồm các phân hệ: Học liệu, Bài giảng chuyên đề, Tự kiểm tra đánh giá, Kiểm tra).
  • Bộ công cụ đo lường gồm 9 rubric đánh giá các chuẩn đầu ra (CLO), phiếu đánh giá sản phẩm, phiếu học tập và ngân hàng câu hỏi kiểm tra.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Chương này tổng kết các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến hai mảng chính: dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên khối ngành kĩ thuật và áp dụng mô hình CDIO trong giáo dục đại học. Tác giả phân tích các ưu điểm và hạn chế của các nghiên cứu trước đó, chỉ ra rằng việc áp dụng CDIO cho đến nay chủ yếu dừng lại ở cấp độ chương trình hoặc các môn học chuyên ngành. Từ đó, chương 1 xác định sự cần thiết của việc nghiên cứu tiếp cận CDIO ở cấp độ môn học giáo dục đại cương, đồng thời xác lập mục tiêu, đối tượng, phạm vi và 3 câu hỏi nghiên cứu cốt lõi của đề tài.

Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học vật lí đại cương chương trình đào tạo đại học, khối ngành kĩ thuật theo tiếp cận CDIO

Chương 2 trình bày có hệ thống cơ sở lí luận về đề xướng CDIO, phân tích chi tiết cấu trúc Đề cương CDIO 4 cấp độ và 12 Tiêu chuẩn CDIO. Luận án làm rõ các đặc trưng của phương pháp dạy học, học liệu, không gian học tập và đánh giá kết quả học tập theo tiếp cận CDIO (tập trung vào các tiêu chuẩn 5, 6, 7, 8 và 11).

Về mặt thực tiễn, tác giả khảo sát chương trình đào tạo kĩ sư và thực trạng dạy học môn Vật lí đại cương tại một số trường đại học kĩ thuật ở Việt Nam qua phiếu thu thập thông tin và phỏng vấn. Kết quả khảo sát chỉ ra các hạn chế: phương pháp dạy học chủ yếu vẫn nặng về truyền thụ lí thuyết một chiều; phương tiện dạy học và không gian thực hành chưa gắn kết với các bài toán kĩ thuật thực tế; việc kiểm tra đánh giá chủ yếu tập trung vào tái hiện kiến thức mà chưa đo lường được các kĩ năng cá nhân, kĩ năng làm việc nhóm và kĩ năng giải quyết vấn đề theo chu trình kĩ thuật.

Từ cơ sở lí luận và thực tiễn, tác giả đề xuất quy trình tổ chức dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên khối ngành kĩ thuật theo tiếp cận CDIO gồm các bước logic từ phân tích chuẩn đầu ra, lựa chọn nội dung, xây dựng môi trường học liệu số, thiết kế các dự án học tập kết hợp lớp học đảo ngược, đến tổ chức đánh giá dựa trên rubric chuẩn đầu ra.

Chương 3. Dạy học một số nội dung vật lí đại cương tiếp cận CDIO chương trình đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật

Chương 3 cụ thể hóa quy trình đã đề xuất vào phần Điện học thuộc môn Vật lí đại cương (gồm 2 chương: "Trường tĩnh điện" và "Từ trường tĩnh"):

  1. Xây dựng chuẩn đầu ra (CĐR - CLO) phần Điện học: Cụ thể hóa các chuẩn đầu ra đến cấp độ 2 và cấp độ 3 theo Đề cương CDIO, tích hợp kiến thức chuyên môn vật lí với các kĩ năng nghề nghiệp (CLO1: Kiến thức vật lí; CLO2: Kĩ năng lập luận và giải quyết vấn đề kĩ thuật; CLO3: Kĩ năng làm việc nhóm và giao tiếp; CLO4: Năng lực hình thành ý tưởng, thiết kế, triển khai mô hình/sản phẩm kĩ thuật).
  2. Thiết kế website hỗ trợ dạy học: Xây dựng hệ thống học liệu điện tử tại địa chỉ https://www.vn/ phục vụ mô hình lớp học đảo ngược, cung cấp bài giảng đa phương tiện, câu hỏi định hướng tự học và bài kiểm tra trực tuyến.
  3. Xây dựng kế hoạch dạy học và thiết kế dự án: Thiết kế tiến trình dạy học kết hợp giữa học tập trực tuyến ngoài lớp và hoạt động nhóm, thảo luận trên lớp. Tác giả thiết kế 8 dự án học tập (chia thành Bộ DA 1 và Bộ DA 2) gắn với các ứng dụng thực tế của Điện học (như chế tạo mô hình tĩnh điện, rơ le điện từ, động cơ điện nhỏ, máy đo từ trường...).
  4. Thiết kế bộ công cụ đánh giá: Xây dựng hệ thống 9 Rubric đo lường chi tiết các chuẩn đầu ra thành phần:
Bộ Rubric Chuẩn đầu ra đánh giá Tiêu chí đánh giá chính
Rubric 1 - Rubric 4 Đánh giá CLO2 (Lập luận & giải quyết vấn đề) Khả năng mô hình hóa bài toán vật lí, tính toán định lượng và đề xuất giải pháp kĩ thuật
Rubric 5 - Rubric 6 Đánh giá CLO3 (Làm việc nhóm & giao tiếp) Phân chia nhiệm vụ, hợp tác nhóm, kĩ năng thuyết trình và báo cáo sản phẩm
Rubric 7 - Rubric 9 Đánh giá CLO4 (Năng lực CDIO) Ý tưởng thiết kế, chất lượng chế tạo mô hình/sản phẩm thực nghiệm, mức độ vận hành

Chương 4. Thực nghiệm sư phạm

Chương 4 mô tả toàn bộ quá trình thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường Đại học Trần Đại Nghĩa trên sinh viên hai khóa DQS08 và DQS09:

  • Thực nghiệm sư phạm vòng 1: Tiến hành trên nhóm lớp thực nghiệm và đối chứng để kiểm tra tính khả thi của tiến trình dạy học, các bộ dự án DA 1, DA 2 và các rubric đánh giá. Tiến hành theo dõi sâu sự chuyển biến năng lực của 8 sinh viên tiêu biểu đại diện cho các mức học lực khác nhau.
  • Thực nghiệm sư phạm vòng 2: Hoàn thiện quy trình, mở rộng triển khai với lớp thực nghiệm gồm 48 sinh viên. Sinh viên thực hiện các dự án học tập, thảo luận nhóm, lập sơ đồ tư duy (mindmap) và báo cáo nghiệm thu sản phẩm kĩ thuật.
  • Phân tích kết quả thực nghiệm:
    • Về định tính: Sinh viên lớp thực nghiệm thể hiện sự chủ động trong tự học qua website, tích cực tham gia thảo luận nhóm, nâng cao kĩ năng lập kế hoạch, chế tạo và vận hành sản phẩm thực tế.
    • Về định lượng: Điểm đánh giá các chuẩn đầu ra CLO2, CLO3, CLO4 qua các rubric ở DA 2 cao hơn rõ rệt so với DA 1; kết quả bài kiểm tra sau thực nghiệm của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng thể hiện qua bảng phân phối tần số, đồ thị tần suất tích lũy và các giá trị thống kê đặc trưng.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lí luận

  • Luận án đã đề xuất việc kết hợp mô hình lớp học đảo ngược (Flipped Learning) với dạy học dự án trong việc tổ chức dạy học môn học thuộc khối kiến thức giáo dục đại cương theo tiếp cận CDIO.
  • Xây dựng quy trình dạy học môn Vật lí đại cương trong chương trình đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật theo tiếp cận CDIO, làm rõ cách thức tích hợp chuẩn đầu ra kĩ năng nghề nghiệp vào môn học khoa học cơ bản.

Đóng góp về mặt thực tiễn và ứng dụng

  • Xây dựng và vận hành trang web hỗ trợ dạy học phần Điện học môn Vật lí đại cương theo mô hình lớp học đảo ngược tại địa chỉ https://www.vn/.
  • Thiết kế tiến trình dạy học chi tiết cho 2 chương cốt lõi ("Trường tĩnh điện" và "Từ trường tĩnh") thuộc phần Điện học theo tiếp cận CDIO.
  • Xây dựng 8 dự án học tập gắn liền kiến thức lí thuyết điện - từ với các ứng dụng kĩ thuật thực tế cho sinh viên khối kĩ thuật.
  • Thiết kế bộ công cụ đánh giá kết quả học tập gồm 9 Rubric đánh giá chi tiết theo chuẩn đầu ra (CLO2, CLO3, CLO4), các phiếu đánh giá sản phẩm và phiếu học tập.

Khuyến nghị và giải pháp đề xuất

  • Các cơ sở đào tạo đại học khối ngành kĩ thuật cần đầu tư đồng bộ không gian học tập và hệ thống học liệu số để sinh viên có điều kiện tự học ngoài lớp và thực hiện các dự án kĩ thuật.
  • Giảng viên giảng dạy Vật lí đại cương cần được bồi dưỡng về phương pháp dạy học tích hợp, kĩ năng thiết kế dự án học tập và kĩ thuật đánh giá sinh viên theo tiêu chí chuẩn đầu ra (rubric).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án mới chỉ tập trung nghiên cứu, thiết kế tiến trình dạy học và thử nghiệm thực tế đối với phần Điện học (gồm 2 chương: "Trường tĩnh điện" và "Từ trường tĩnh") của học phần Vật lí đại cương; phạm vi thực nghiệm sư phạm mới chỉ triển khai tại đối tượng sinh viên Trường Đại học Trần Đại Nghĩa.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng việc vận dụng quy trình dạy học theo tiếp cận CDIO sang các phần nội dung khác của chương trình Vật lí đại cương (như Cơ học, Nhiệt học, Quang học, Vật lí lượng tử) và triển khai thực nghiệm sư phạm mở rộng trên nhiều trường đại học khối ngành kĩ thuật khác nhau.

Giá trị tham khảo

  • Đối với giảng viên và bộ môn Vật lí tại các trường đại học kĩ thuật: Luận án cung cấp tài liệu tham khảo trực tiếp về cách thức biên soạn đề cương môn học theo chuẩn đầu ra CDIO, hệ thống 8 dự án học tập phần Điện học, giáo án tổ chức lớp học đảo ngược và bộ 9 rubric đánh giá năng lực người học.
  • Đối với các nhà quản lí giáo dục và phát triển chương trình đào tạo: Là tài liệu minh chứng cho tính khả thi của việc triển khai tiếp cận CDIO ở cấp độ môn học cơ sở khối giáo dục đại cương, giúp kết nối chương trình đào tạo đại cương với mục tiêu đào tạo kĩ sư.
  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí: Cung cấp khung phương pháp luận kết hợp giữa đề xướng CDIO, mô hình Flipped Learning và Project-Based Learning trong nghiên cứu giáo dục đại học.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết vấn đề cốt lõi nào trong giảng dạy Vật lí đại cương?

Luận án giải quyết khoảng cách giữa việc dạy lí thuyết vật lí trừu tượng với yêu cầu rèn luyện kĩ năng nghề nghiệp của sinh viên kĩ thuật bằng cách đề xuất quy trình dạy học theo tiếp cận CDIO, chuyển hóa kiến thức phần Điện học thành các dự án kĩ thuật và triển khai qua mô hình lớp học đảo ngược.

2. Các chuẩn đầu ra (CLO) trong luận án được xây dựng và phân chia như thế nào?

Chuẩn đầu ra phần Điện học được xây dựng theo 4 nhóm năng lực tương ứng với Đề cương CDIO: CLO1 (Kiến thức khoa học cơ bản về điện và từ), CLO2 (Kĩ năng lập luận và giải quyết vấn đề kĩ thuật), CLO3 (Kĩ năng làm việc nhóm và giao tiếp), CLO4 (Năng lực hình thành ý tưởng, thiết kế, triển khai và vận hành mô hình/sản phẩm kĩ thuật).

3. Mô hình dạy học cụ thể nào được luận án lựa chọn để thực hiện tiếp cận CDIO?

Luận án lựa chọn kết hợp mô hình Lớp học đảo ngược (Flipped Learning Classroom) với Dạy học dựa trên dự án (Project-Based Learning). Sinh viên tự học lí thuyết qua website học liệu số trước khi lên lớp, thời gian trên lớp được dành cho hoạt động thảo luận, giải quyết vấn đề và báo cáo nghiệm thu các dự án thiết kế - chế tạo sản phẩm.

4. Bộ công cụ đánh giá của luận án gồm những thành phần nào?

Bộ công cụ đánh giá gồm 9 Rubric đo lường các chuẩn đầu ra (Rubric 1-4 đánh giá CLO2; Rubric 5-6 đánh giá CLO3; Rubric 7-9 đánh giá CLO4), kết hợp với phiếu tự đánh giá, phiếu đánh giá đồng đẳng giữa các nhóm sinh viên, phiếu đánh giá sản phẩm dự án và các bài kiểm tra trắc nghiệm - tự luận.

5. Thực nghiệm sư phạm được tiến hành ở đâu và với đối tượng nào?

Thực nghiệm sư phạm được tổ chức thành 2 vòng tại Trường Đại học Trần Đại Nghĩa trên đối tượng sinh viên đại học khối ngành kĩ thuật thuộc các khóa DQS08 và DQS09.

Kết luận

Luận án của tác giả Tạ Thị Kim Tuyến đã hệ thống hóa cơ sở lí luận về đề xướng CDIO và đề xuất quy trình tổ chức dạy học môn Vật lí đại cương cho sinh viên đại học khối ngành kĩ thuật ở cấp độ môn học. Nghiên cứu đã cụ thể hóa quy trình vào phần Điện học với 8 dự án học tập, vận hành website học liệu số theo mô hình lớp học đảo ngược và xây dựng bộ 9 rubric đánh giá chuẩn đầu ra. Kết quả thực nghiệm sư phạm 2 vòng tại Trường Đại học Trần Đại Nghĩa đã khẳng định tính khả thi của giải pháp trong việc nâng cao kết quả học tập và phát triển kĩ năng nghề nghiệp kĩ thuật cho sinh viên ngay từ giai đoạn giáo dục đại cương.