Luận án TS Nguyễn Hoàng Sơn - Dạy học mạng cung cấp điện ĐHSPHN theo hướng giải quyết vấn đề

Luận án trình bày phương pháp giảng dạy mạng cung cấp điện trình độ cao đẳng, tập trung phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn cho người

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Sơn
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Văn Bính
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: LL&PPDH bộ môn Kỹ thuật công nghiệp
• Đề tài: Dạy học môn Mạng cung cấp điện trình độ cao đẳng theo định hướng phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về dạy học mạng cung cấp điện theo định hướng năng lực

Dạy học mạng cung cấp điện trình độ cao đẳng theo định hướng phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn là một cách tiếp cận đổi mới. Cách tiếp cận này tập trung vào việc hình thành cho sinh viên khả năng vận dụng kiến thức vào các tình huống công việc thực tế. Năng lực này bao gồm nhiều thành phần: kiến thức chuyên ngành, kỹ năng thực hành, thái độ làm việc và tư duy sáng tạo. Cấu trúc năng lực có hai phần: cấu trúc bề mặt với kiến thức, kỹ năng và cấu trúc bề sâu với năng lực hiểu, làm và ứng xử. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra những kỹ sư có khả năng thích ứng và giải quyết các sự cố trong hệ thống điện một cách độc lập, sáng tạo.

1.1. Khái niệm năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn

Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn là sự kết hợp của nhiều yếu tố. Đây là khả năng nhận diện, phân tích và tìm ra giải pháp cho các tình huống phức tạp, chưa có sẵn đáp án trong môi trường làm việc. Năng lực này không chỉ đòi hỏi kiến thức lý thuyết mà còn cần kỹ năng tư duy logic, sáng tạo và khả năng ra quyết định. Trong lĩnh vực kỹ thuật điện, điều này thể hiện qua việc xử lý sự cố, tối ưu hóa vận hành mạng lưới một cách an toàn và hiệu quả.

1.2. Mục tiêu của luận án tiến sĩ về chủ đề này

Luận án tiến sĩ đặt ra mục tiêu kép. Thứ nhất, luận án xây dựng một cơ sở lý luận vững chắc về dạy học định hướng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn cho môn Mạng cung cấp điện. Thứ hai, luận án thiết kế và kiểm nghiệm một quy trình dạy học cụ thể. Quy trình này phải giúp sinh viên cao đẳng rèn luyện được năng lực cốt lõi, đáp ứng yêu cầu của nhà tuyển dụng và thực tiễn sản xuất.

II. Phân tích thực trạng và thách thức giảng dạy

Thực trạng giảng dạy môn Mạng cung cấp điện hiện nay còn nhiều hạn chế. Phương pháp truyền thống chủ yếu tập trung vào truyền đạt lý thuyết một chiều. Sinh viên thụ động tiếp nhận kiến thức, thiếu cơ hội vận dụng vào các bài toán thực tế. Điều này dẫn đến khoảng cách lớn giữa đào tạo và yêu cầu công việc. Các thách thức chính bao gồm: giáo trình chưa cập nhật thường xuyên, cơ sở vật chất phòng thí nghiệm hạn chế, và đội ngũ giảng viên cần được bồi dưỡng thêm phương pháp dạy học mới. Kết quả là sinh viên tốt nghiệp thường lúng túng khi đối mặt với các sự cố thực tế trên mạng điện.

2.1. Hạn chế trong phương pháp dạy học truyền thống

Phương pháp dạy học truyền thống thường nặng về thuyết giảng và ghi nhớ công thức. Các bài tập mang tính minh họa cho lý thuyết, thiếu tính mở và tính thực tiễn. Sinh viên ít được rèn luyện kỹ năng tư duy phản biện, phân tích nguyên nhân sự cố và đề xuất giải pháp. Hoạt động nhóm và thảo luận thường hình thức, không đi sâu vào giải quyết vấn đề phức tạp. Cách tiếp cận này không kích thích được sự chủ động và sáng tạo của người học.

2.2. Khoảng cách giữa lý thuyết và yêu cầu thực tiễn ngành điện

Kiến thức trong sách giáo khoa thường mang tính nguyên tắc, trong khi thực tiễn vận hành mạng điện đầy biến động và phức tạp. Các tình huống sự cố thực tế đòi hỏi sự tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực: bảo vệ rơle, điều khiển, an toàn điện. Sinh viên sau tốt nghiệp thiếu kinh nghiệm xử lý các vấn đề như: sụt áp cục bộ, quá tải, hoặc sự cố do thời tiết. Đây là thách thức lớn mà chương trình đào tạo cần phải khắc phục.

III. Giải pháp xây dựng quy trình dạy học theo định hướng năng lực

Giải pháp cốt lõi là xây dựng một quy trình dạy học có cấu trúc, lấy việc phát triển năng lực làm trọng tâm. Quy trình này bao gồm các bước: đặt vấn đề thực tiễn, tổ chức cho sinh viên tìm hiểu và phân tích, hướng dẫn đề xuất giải pháp, và cuối cùng là thực hành, đánh giá. Các phương pháp dạy học tích cực được áp dụng rộng rãi: học tập dự án, nghiên cứu tình huống, giải quyết vấn đề. Vai trò của giảng viên chuyển từ người truyền thụ sang người tổ chức, hướng dẫn và tư vấn. Giáo trình cần được thiết kế lại, tích hợp các tình huống thực tế từ doanh nghiệp.

3.1. Thiết kế bài học theo chu trình giải quyết vấn đề

Mỗi bài học được xây dựng xoay quanh một vấn đề thực tiễn. Chu trình bắt đầu bằng việc giới thiệu tình huống có thật, yêu cầu sinh viên nhận diện vấn đề. Tiếp theo, sinh viên được hướng dẫn thu thập dữ liệu, phân tích nguyên nhân bằng các công cụ chuyên ngành. Họ làm việc nhóm để brainstorm các giải pháp khả thi. Cuối cùng, nhóm trình bày, bảo vệ phương án và rút kinh nghiệm. Quá trình này lặp lại với nhiều tình huống phức tạp tăng dần.

3.2. Áp dụng phương pháp học tập dự án và tình huống

Học tập dự án yêu cầu sinh viên thực hiện một dự án nhỏ, ví dụ: thiết kế sơ đồ mạng điện cho một tòa nhà. Dự án tích hợp nhiều kiến thức: tính toán tải, chọn thiết bị, vẽ sơ đồ. Học tập tình huống sử dụng các sự cố có thật trên lưới điện. Sinh viên phải tìm hiểu nguyên nhân, hậu quả và đề xuất giải pháp khắc phục. Hai phương pháp này giúp phát triển tư duy hệ thống, kỹ năng làm việc nhóm và khả năng ứng dụng lý thuyết.

IV. Kết luận và hướng ứng dụng thực tiễn của đề tài

Đề tài luận án đã đạt được các mục tiêu đề ra. Cơ sở lý luận về năng lực phát hiện và giải vấn đề thực tiễn được hệ thống hóa rõ ràng. Quy trình dạy học được xây dựng và kiểm nghiệm cho thấy hiệu quả tích cực. Sinh viên tham gia có sự tiến bộ rõ rệt trong tư duy phân tích và kỹ năng thực hành. Hướng ứng dụng thực tiễn của đề tài rất rộng. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng tại các trường cao đẳng, trung cấp kỹ thuật. Nó cũng là tài liệu tham khảo giá trị cho việc biên soạn giáo trình mới và bồi dưỡng giảng viên.

4.1. Đóng góp lý luận và thực tiễn của luận án

Về lý luận, luận án làm sáng tỏ hơn cấu trúc và quá trình hình thành năng lực giải quyết vấn đề trong lĩnh vực kỹ thuật. Về thực tiễn, luận án cung cấp một quy trình dạy học mẫu có tính khả thi cao. Quy trình này được minh họa bằng các kế hoạch bài dạy cụ thể cho một số chủ đề trọng tâm. Đây là tài liệu hữu ích cho người dạy và người học trong lĩnh vực kỹ thuật điện.

4.2. Khuyến nghị cho việc triển khai và phát triển đề tài

Để triển khai rộng rãi, cần có sự đầu tư đồng bộ. Các trường cần nâng cấp phòng thực hành, mô phỏng mạng điện. Chương trình đào tạo giảng viên về phương pháp dạy học mới là cấp bách. Về phát triển, nghiên cứu có thể mở rộng sang các phân ngành kỹ thuật khác. Việc xây dựng ngân hàng bài tập, tình huống thực tiễn đa dạng sẽ giúp quy trình dạy học thêm phong phú và hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu về phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu về năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề trong dạy học Ở Việt Nam vấn đề phát huy tính tích cực chủ động, sáng tạo của người học trong học tập đã được đặt ra từ những năm 60 – 70 của thế kỷ XX. Đã có nhiều công trình nghiên cứu lí luận và thực tiễn về DH GQVĐ nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học.

Người đầu tiên đưa phương pháp dạy học GQVĐ vào Việt Nam là dịch giả Phan Tất Đắc đã dịch công trình của Lecne (1977) [44]. Năm 1995, Nguyễn Thế Khôi trong đề tài luận án tiến sĩ của mình đã nghiên cứu phương án xây dựng hệ thống bài tập để góp phần phát triển NL GQVĐ cho HS [35]. Về sau, nhiều nhà khoa học nghiên cứu phương pháp này như Lê Khánh Bằng, Nguyễn Bá Kim [36], Vũ Văn Tảo và Trần Văn Hà [69]. Năm 2002, Nguyễn Kỳ [37] đã đưa phương pháp này vào trường tiểu học và thực nghiệm ở một số môn như Toán, Tự nhiên – Xã hội, Đạo đức.

Hoặc tác giả Nguyễn Thị Hương Giang (2002) trong công trình Luận án của mình cũng đã xây dựng một phương án đánh giá NL PH&GQVĐ của HS trong dạy học Toán THPT lớp 11 “Rèn luyện năng lực giải toán theo hướng phát hiện và GQVĐ một cách sáng tạo cho HS khá giỏi trong trường THPT” [21]. Năm 2006, Phạm Thị Ngọc Thắng trong đề tài luận án tiến sĩ đã tiến hành nghiên cứu các PP nâng cao hiệu quả học tập thông qua việc bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS [75]. Năm 2007, tác giả Trần Văn Kiên nghiên cứu DH tiếp 8 cận GQVĐ trong DH Di truyền học [33]; Hoặc tác giả Nguyễn Anh Tuấn (2003) quan niệm “năng lực phát hiện và GQVĐ của học sinh trong học toán là tổ hợp năng lực thể hiện ở các kỹ năng (thao tác tư duy và hành động) trong hoạt động học tập nhằm phát hiện và giải quyết nhiệm vụ của môn Toán”. Tác giả đưa ra bảy thành tố của năng lực phát hiện và GQVĐ và tám biện pháp bồi dưỡng năng lực này cho học sinh trong dạy học khái niệm toán học [67].

Năm 2010, các tác giả Nguyễn Thị Hoàng Hà [22; tr. 19]; Nguyễn Thị Thế Bình [7; tr. 29]; Nguyễn Minh Tâm [66]; Trương Đại Đức [20; tr. 36] đã có các nghiên cứu về rèn luyện KN, NL và xây dựng tiêu chí ĐG NL được trình bày trong các bài viết trên Tạp chí giáo dục.

Cũng trong năm 2010, Lê Huy Hoàng nghiên cứu KN phát hiện VĐ trong DH dựa trên GQVĐ [24; tr. Trong bài viết này, tác giả khẳng định: “Tuỳ thuộc vào cấp độ tư duy của HS khi tham gia GQVĐ, có thể chia VĐ thành 3 mức độ: mức 1 “Bài tập vận dụng”; mức 2 “Câu chuyện thực tế dựa trên bài tập”; mức 3 “Tình huống thực tế”. Hoặc hai tác giả Trần Ngọc Thắng và Nguyễn Thị Nhị (2019), trong Tạp chí khoa học cũng đã nghiên cứu “Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học theo chủ đề môn Vật lý ở trường THPT” [76]. Năm 2012, Từ Đức Thảo trong Luận án Tiến sĩ “Bồi dưỡng năng lực phát hiện và GQVĐ cho HS THPT trong dạy học hình học”[70], tác giả cho rằng khi giải quyết một vấn đề nào đó SV phải dựa vào vốn hiểu biết và kinh nghiệm đã tích lũy được, tiến hành suy luận để tìm câu trả lời và cũng nhờ suy luận SV có thể nảy sinh những ý tưởng mới.

Như vậy, GQVĐ cho phép SV tự học và tự rèn luyện tư duy. Tư duy và GQVĐ có mối quan hệ mật thiết với nhau, tư duy để giải quyết vấn đề, thông qua GQVĐ để phát triển tư duy. Hoặc Cao Thị Thặng (2012) và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu sự phát triển NL phát hiện và GQVĐ thông qua DH môn Hoá cho HS THPT [71; tr. 29-31], các tác giả này khẳng định, để phát triển NL PH&GQVĐ cho học sinh THPT cần xác định những biểu hiện của NL này và đề xuất quy trình rèn luyện NL.

Đỗ Ngọc Miên khi nghiên cứu về chiến lược DH của 9 GV nhằm phát triển tư duy cho HS phổ thông đã khẳng định: “Tư duy là 1 hiện tượng tâm lí, là hoạt động nhận thức bậc cao của con người. DH phát triển tư duy là làm cho người học biết cách tư duy một vấn đề nào đó để GQVĐ” [48; tr53-55]. Tác giả Trịnh Thị Bạch Tuyết năm 2016 [87] trong Luận án Tiến sĩ của mình cũng đã nghiên cứu “Dạy học giải tích ở trường THPT theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ thông qua trang bị một số thủ pháp hoạt động nhận thức của học sinh”. Sau khi Bộ GD&ĐT ban hành Thông tư 32/2018/TT–BGDĐT ngày 26/12/2018 và sự ra đời của Luật Giáo dục 2019 đã có rất nhiều luận án, đề tài, bài báo nghiên cứu theo phát triển năng lực GQVĐ và sáng tạo.

Tác giả Nhữ Thị Việt Hoa (2019) đã nghiên cứu về “Dạy học Công nghệ phổ thông theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo”[23]; Hoặc tác giả Nguyễn Thị Mai Lan (2019), trong Luận án Tiến sĩ của mình cũng đã nghiên cứu “Dạy học định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho SV SPKT” [40]; Hoặc tác giả Nguyễn Ngọc Duy (2020) trong Luận án Tiến sĩ cũng đã nghiên cứu “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh vùng Tây Bắc trong dạy học phần hóa học phi kim THPT” [13]; Tác giả Hoàng Thị Thanh (2020) cũng đã nghiên cứu và đề xuất một số biện pháp “Dạy học giải bài tập hình học lớp 8 THCS cho học sinh miền núi theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo” [74]; Lê Thị Đặng Chi (2020) cũng đã đề xuất “Vận dụng phương pháp bàn tay nặn bột trong dạy học hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh ở trường THCS” [10]. Tác giả Phạm Thành Nghị cho rằng: “Sáng tạo cần được xem xét như một hoạt động GQVĐ chứ không thể xem xét đơn giản như một thao tác hay kỹ năng tư duy” [51, tr127]. Nói về phương pháp mô hình, ông cho rằng mô hình cho phép nhà sáng chế chia nhỏ vấn đề ra thành các bộ phận để giải quyết. Ví dụ, khi thiết kế động cơ đốt trong, nếu xem xét nhiệm vụ trong một 10 tổng thể thì rất khó thực thi, nhưng nếu chia nhỏ nhiệm vụ ra thành các phần nhỏ hơn như thiết kế pittong, xích cam.

thì vấn đề có thể giải quyết dễ dàng hơn rất nhiều [51, tr. Cũng đã có một số luận án tiến sĩ nghiên cứu về đào tạo theo NL thực hiện như: Luận án tiến sĩ "Các giải pháp đổi mới quản lý dạy học thực hành theo tiếp cận NLTH cho sinh viên Sư phạm Kỹ thuật" của Nguyễn Ngọc Hùng (2005) [27]; Trong Luận án tiến sỹ “Đánh giá kết quả học tập theo năng lực trong đào tạo nghề” của Nguyễn Quang Việt (2015) [90], tác giả đã đề xuất dùng thuật ngữ NL hành nghề thay cho khái niệm NLTH, và hai khái niệm này cơ bản về bản chất là giống nhau. Tác giả cho rằng, khi một người thực hiện một nhiệm vụ hay công việc nghề nghiệp thì thực chất đang tác nghiệp, “hành nghề” hay thực hành nghề; Luận án tiến sĩ giáo dục học “Bồi dưỡng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh THCS trong dạy học khái niệm toán học” của Nguyễn Anh Tuấn (2003) [67]; Hoặc cuốn sách “4 bước giải quyết vấn đề” của Nguyễn Vũ Phương Nam cũng phân tích về các bước giải quyết vấn đề và đưa ra một số ví dụ minh họa rất cụ thể, nhưng chủ yếu tập trung chính về phần toán học [50]. Hầu hết các nghiên cứu trên đều rất quan tâm đến năng lực GQVĐ hoặc đưa ra các phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, nhưng chưa có tác giả nào thực sự quan tâm đến đào tạo phát triển năng lực GQVĐ của sinh viên trong các hoạt động đào tạo nghề, cụ thể là hoạt động đào tạo nghề tại các trường cao đẳng.

Tổng quan tình hình nghiên cứu về năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn trong dạy học Sự phát triển kinh tế – xã hội đặt ra những yêu cầu ngày càng cao đối với nguồn nhân lực, do đó đưa ra những thách thức đối với nền giáo dục Việt Nam. Mục tiêu của giáo dục là chuẩn bị cho con người có một hệ thống năng lực (NL) và giá trị, đặc biệt là NL thích ứng và hành động, mà hạt nhân là giải 11 quyết vấn đề một cách sáng tạo. Đáp ứng yêu cầu của mục tiêu giáo dục, ngành giáo dục “đổi mới căn bản và toàn diện” việc đánh giá học tập của sinh viên phải chuyển theo hướng hình thành và phát triển năng lực, phát triển trí thông minh sáng tạo của sinh viên, khuyến khích vận dụng linh hoạt các kiến thức, kỹ năng đã học vào những tình huống thực tế, làm bộc lộ cảm xúc, thái độ của sinh viên trước những vấn đề của thực tiễn. Nghị quyết 29 – NQ/TW ngày 4/11/2013 Hội nghị Trung ương 8 khóa XI[16] đã từng khẳng định “Phải chuyển đổi căn bản toàn bộ nền giáo dục từ chủ yếu nhằm trang bị kiến thức sang phát triển phẩm chất và năng lực (NL) người học, biết vận dụng tri thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn”.

Do đó, việc hình thành và rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề cho sinh viên trong quá trình dạy học là rất cần thiết. Một số tác giả cũng đã nghiên cứu về năng lực giải quyết các vấn đề liên quan đến thực tiễn, chủ yếu áp dụng cho học sinh THPT: Tác giả Vũ Hữu Tuyên năm 2016 [86] đã nghiên cứu “Thiết kế bài toán Hình học gắn với thực tiễn trong dạy học Hình học ở trường THPT”; Hoặc tác giả Hà Xuân Thành năm 2017 [73] đã đề xuất các biện pháp “Dạy học Toán ở trường THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn thông qua việc khai thác và sử dụng các tình huống thực tiễn”; Hoặc tác giả Trần Thái Toàn (2020) trong Luận án Tiến sĩ “Phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh trong dạy học Sinh học THPT”[79].