Luận Án Tiến Sĩ Về Dạy Học Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Dựa Vào Dự Án

Luận án tiến sĩ nghiên cứu phương pháp dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án tại trường đại học sư phạm kỹ thuật.

• Tác giả: Lê Văn Hồng
• Người hướng dẫn: TS. Trần Quốc Thành
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
• Đề tài: Dạy Học Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Dựa Vào Dự Án
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BIỂU ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ DỰA VÀO DỰ ÁN Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
• 1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 1.1.1. Lịch sử dạy học dựa vào dự án
• 1.1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 1.2. Một số khái niệm cơ bản
• 1.2.1. Dự án và dự án học tập
• 1.2.2. Dạy học dựa vào dự án
• 1.2.3. Dạy học ngành CNKT Cơ điện tử dựa vào dự án
• 1.2.4. Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện điện tử
• 1.2.5. Năng lực thực hiện và dạy học dựa vào năng lực thực hiện
• 1.3. Đặc trưng của dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường ĐH SPKT
• 1.3.1. Bản chất và đặc điểm của dạy học dựa vào dự án
• 1.3.2. Phân loại dự án học tập trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 1.3.3. Vai trò của GV và SV trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 1.3.4. Đánh giá trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 1.4. Đặc trưng của SV và chuẩn đầu ra của CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử trình độ đại học chính quy ở trường đại học SPKT
• 1.4.1. Đặc điểm hoạt động nhận thức của SV đại học ngành CNKT Cơ điện tử
• 1.4.2. Năng lực của SV Sư phạm kỹ thuật ngành CNKT Cơ điện tử
• 1.4.3. Chuẩn đầu ra CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử trình độ đại học
• 1.5. Cơ sở triết học và tâm lý học của dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường Đại học SPKT
• 1.5.1. Cơ sở triết học
• 1.5.2. Cơ sở tâm lý học
• 1.6. Quy trình thiết kế hệ thống các DAHT trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 1.7. Tiến trình dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 1.7.1. Giai đoạn phân tích (Analyse)
• 1.7.2. Giai đoạn thiết kế (Design)
• 1.7.3. Giai đoạn triển khai (Implement)
• 1.7.4. Giai đoạn đánh giá dạy học DVDA (Evaluation)
• 1.7.5. Giai đoạn phát triển (Development)
• 1.8. Thực trạng tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 1.8.1. Khái quát về khảo sát
• 1.8.2. Kết quả khảo sát
• 1.8.3. Nhận xét chung về thực trạng
• 1.9. Ưu điểm và hạn chế của dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 1.9.2. Một vài hạn chế
• 1.10. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT TỔ CHỨC DẠY HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ DỰA VÀO DỰ ÁN Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
• 2.1. Định hướng và nguyên tắc tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 2.1.1. Một số định hướng dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 2.1.2. Nguyên tắc tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 2.2. Xây dựng bộ công cụ đánh giá trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường đại học SPKT
• 2.2.1. Bảng kiểm quá trình hoạt động học hợp tác dành cho giảng viên
• 2.2.2. Phiếu đánh giá quá trình thực hiện dự án
• 2.2.3. Phiếu đánh giá sản phẩm của dự án học tập
• 2.2.4. Phiếu đánh giá tổng hợp kết quả dự án
• 2.3. Tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA trong đào tạo kỹ sư CNKT Cơ điện tử
• 2.3.1. Phân tích các yếu tố liên quan đến dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA trong đào tạo kỹ sư CNKT Cơ điện tử
• 2.3.2. Thiết kế dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 2.3.3. Triển khai dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA cho từng tổ hợp liên học phần đã đề xuất được các DAHT
• 2.3.4. Đánh giá KQHT của SV trong dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 2.3.5. Phát triển dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.2. Đối tượng và thời gian thực nghiệm
• 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Xây dựng phương pháp, kỹ thuật phân tích thực nghiệm
• 3.4.1. Về định lượng
• 3.4.2. Về định tính
• 3.5. Triển khai thực nghiệm
• 3.5.1. Chuẩn bị thực nghiệm
• 3.5.2. Kế hoạch thực nghiệm
• 3.5.3. Thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Kết quả phân tích thực nghiệm
• 3.6.1. Phân tích điều kiện đầu vào của lớp ĐC&TN
• 3.6.2. Phân tích kết quả thực nghiệm định lượng
• 3.6.3. Phân tích kết quả thực nghiệm định tính
• 3.7. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án

Dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án (DVDA) là một phương pháp giáo dục hiện đại, giúp sinh viên (SV) phát triển kỹ năng thực hành và tư duy sáng tạo. Phương pháp này không chỉ giúp SV nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn tạo cơ hội cho họ áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, việc áp dụng DVDA đã mang lại nhiều kết quả tích cực trong việc nâng cao chất lượng đào tạo.

1.1. Khái niệm và vai trò của dạy học dựa vào dự án

Dạy học dựa vào dự án là phương pháp giáo dục mà trong đó SV tham gia vào các dự án thực tế. Phương pháp này giúp SV phát triển năng lực giải quyết vấn đề, làm việc nhóm và tư duy phản biện. Theo nghiên cứu của Lê Văn Hồng (2018), DVDA đã chứng minh hiệu quả trong việc nâng cao khả năng thực hành của SV ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử.

1.2. Lợi ích của việc áp dụng DVDA trong giáo dục

Việc áp dụng DVDA trong giáo dục mang lại nhiều lợi ích như tăng cường tính chủ động, sáng tạo của SV. Họ có cơ hội thực hành và trải nghiệm thực tế, từ đó phát triển kỹ năng mềm cần thiết cho công việc sau này. Nghiên cứu cho thấy, SV tham gia vào các dự án thực tế có khả năng tìm việc làm cao hơn so với những SV chỉ học lý thuyết.

II. Thách thức trong việc dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án

Mặc dù DVDA mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai phương pháp này cũng gặp không ít thách thức. Các giảng viên cần có sự chuẩn bị kỹ lưỡng về nội dung và phương pháp giảng dạy. Bên cạnh đó, cơ sở vật chất và trang thiết bị cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của DVDA.

2.1. Khó khăn trong việc thiết kế dự án học tập

Thiết kế dự án học tập đòi hỏi giảng viên phải có kiến thức sâu rộng và kinh nghiệm thực tiễn. Nhiều giảng viên còn thiếu kỹ năng trong việc xây dựng dự án phù hợp với nội dung học tập, dẫn đến việc SV không đạt được kết quả như mong đợi.

2.2. Thiếu hụt cơ sở vật chất và trang thiết bị

Cơ sở vật chất và trang thiết bị không đầy đủ là một trong những thách thức lớn trong việc triển khai DVDA. Nhiều trường đại học chưa đầu tư đủ vào các thiết bị thực hành, khiến SV không có cơ hội trải nghiệm thực tế đầy đủ.

III. Phương pháp dạy học hiệu quả trong ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án

Để nâng cao hiệu quả dạy học DVDA, cần áp dụng các phương pháp giảng dạy hiện đại. Các phương pháp này không chỉ giúp SV tiếp thu kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành và tư duy phản biện.

3.1. Phương pháp giảng dạy tích cực

Phương pháp giảng dạy tích cực khuyến khích SV tham gia vào quá trình học tập. Các hoạt động nhóm, thảo luận và thực hành sẽ giúp SV phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy phản biện.

3.2. Sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học

Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học giúp SV tiếp cận với các nguồn tài liệu phong phú. Công nghệ cũng hỗ trợ giảng viên trong việc thiết kế và triển khai các dự án học tập hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn của dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án

Việc áp dụng DVDA trong giảng dạy đã mang lại nhiều kết quả tích cực. SV không chỉ nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn có khả năng áp dụng vào thực tiễn. Các dự án học tập đã giúp SV phát triển kỹ năng làm việc nhóm và giải quyết vấn đề.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm sư phạm

Kết quả từ các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, SV tham gia vào DVDA có kết quả học tập cao hơn so với phương pháp truyền thống. Họ cũng thể hiện sự tự tin và khả năng làm việc nhóm tốt hơn.

4.2. Các dự án tiêu biểu trong dạy học

Một số dự án tiêu biểu trong dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử bao gồm thiết kế robot tự động và hệ thống điều khiển. Những dự án này không chỉ giúp SV áp dụng kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án

Dạy học ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử dựa vào dự án là một phương pháp giáo dục hiệu quả, giúp SV phát triển toàn diện. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến phương pháp này để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường lao động.

5.1. Định hướng phát triển dạy học DVDA

Định hướng phát triển dạy học DVDA cần tập trung vào việc nâng cao chất lượng giảng viên và cải thiện cơ sở vật chất. Việc này sẽ giúp SV có môi trường học tập tốt hơn và phát triển kỹ năng thực hành.

5.2. Tương lai của ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử

Ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Việc áp dụng DVDA sẽ giúp SV sẵn sàng hơn cho những thách thức trong công việc và cuộc sống.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục của tác giả Lê Văn Hồng có tiêu đề "Dạy học ngành Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử dựa vào dự án ở trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật", chuyên ngành Lý luận và lịch sử giáo dục (mã số: 9.02), được hoàn thành năm 2018 tại Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Trần Quốc Thành và TS. Lương Việt Thái.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 và xu thế đổi mới giáo dục đại học đặt ra yêu cầu chuyển dịch từ phương thức truyền thụ tri thức một chiều sang phát triển năng lực tự học, tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn của người học. Các định hướng này đã được cụ thể hóa trong Chiến lược phát triển giáo dục 2011–2020, Đề án Đổi mới giáo dục đại học Việt Nam (2006–2020) và Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo.

Tại hệ thống các trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật (SPKT), ngành Công nghệ Kỹ thuật (CNKT) Cơ điện tử giữ vai trò đào tạo nguồn nhân lực và giảng viên kỹ thuật chất lượng cao. Tuy nhiên, phương pháp dạy học tại các cơ sở đào tạo vẫn mang nặng tính thông báo – tái hiện; việc khai thác tiềm năng của người học và giải quyết tính tích hợp liên môn giữa cơ khí, điện tử và công nghệ thông tin chưa triệt để. Dạy học dựa vào dự án (DVDA) được đánh giá là một chiến lược dạy học phù hợp để giải quyết vấn đề này. Dù vậy, tại Việt Nam, lý luận và thực tiễn về dạy học DVDA trong đào tạo kỹ sư ngành CNKT Cơ điện tử tại các trường Đại học SPKT vẫn chưa được nghiên cứu một cách có hệ thống.

Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế hệ thống các dự án học tập (DAHT), xây dựng tiến trình và các biện pháp dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường Đại học SPKT nhằm nâng cao tính tích cực, chủ động và sáng tạo của sinh viên (SV) trong học tập, qua đó nâng cao chất lượng dạy học.

Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Khách thể nghiên cứu: Quá trình đào tạo sinh viên ngành CNKT Cơ điện tử ở trường Đại học SPKT.
• Đối tượng nghiên cứu: Mối quan hệ giữa nội dung chương trình đào tạo (CTĐT) ngành CNKT Cơ điện tử và dạy học DVDA.
• Phạm vi nghiên cứu:
  • Về nội dung: Tổ chức dạy học DVDA cho tổ hợp liên học phần gồm Kỹ thuật điện tử (KTĐT), Cơ sở thiết kế máy (CSTKM), Vi điều khiển (VĐK) và Robot công nghiệp (RCN) dành cho sinh viên đại học chính quy.
  • Về không gian và địa bàn: Khảo sát thực trạng tại Trường Đại học SPKT Hưng Yên, Trường Đại học SPKT Nam Định, Trường Đại học SPKT Vinh, Trường Đại học SPKT Vĩnh Long, Trường Đại học SPKT TP.HCM, Viện SPKT – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Khoa SPKT – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Tổ chức thực nghiệm sư phạm tại Khoa Cơ khí, Trường Đại học SPKT Hưng Yên.

Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng quy trình và thiết kế được hệ thống các DAHT tốt, đồng thời vận dụng các nguyên tắc, phương pháp tổ chức và tiến trình dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA ở trường Đại học SPKT thì sẽ đạt được các kết quả:

1. Việc tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA là khả thi và phù hợp với nội dung CTĐT, khung thời gian học, cơ sở vật chất, trang thiết bị, trình độ của giảng viên (GV) và sự tiếp thu của SV.
2. Việc tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA mang lại hiệu quả cao hơn so với các phương pháp dạy học thông thường (tăng cường tính tích cực, chủ động, hợp tác, sáng tạo và hình thành năng lực thực hiện công việc cho SV), qua đó nâng cao chất lượng đào tạo.

Luận điểm bảo vệ

• Xây dựng tiến trình dạy học DVDA phù hợp với nội dung CTĐT sinh viên ngành CNKT Cơ điện tử giúp sinh viên đạt chuẩn đầu ra thuận lợi hơn.
• Phân tích và khai thác sự giao thoa giữa cơ khí, điện tử và tin học trong CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử để thiết kế hệ thống các DAHT là khả thi.
• Dạy học ngành CNKT Cơ điện tử có nhiều điểm tương đồng với dạy học DVDA về tính tích hợp lý thuyết – thực hành, dạy học liên môn và tạo ra sản phẩm cụ thể; áp dụng dạy học DVDA sẽ phát triển kỹ năng học tập hợp tác và nâng cao kết quả học tập của SV.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Lịch sử hình thành và phát triển của dạy học dựa vào dự án

Văn bản luận án khái quát lịch sử phát triển của dạy học DVDA qua 5 giai đoạn chính:

• 1590–1765: Khởi đầu dạy học làm việc theo dự án tại các trường kiến trúc ở châu Âu.
• 1765–1880: Dạy học DVDA trở thành phương pháp giảng dạy thường xuyên tại Mỹ.
• 1880–1915: Dạy học DVDA được ứng dụng rộng rãi trong giáo dục nghề nghiệp và trường phổ thông công cộng.
• 1915–1965: Dạy học DVDA từ Mỹ quay trở lại phổ biến khắp các nước châu Âu.
• Từ 1965 đến nay: Đánh giá lại tác động của dạy học DVDA và làn sóng phổ biến tại các nước đang phát triển.

Các hướng nghiên cứu liên quan được tác giả tổng thuật

1. Hướng nghiên cứu về lý luận nền tảng:
   • Tại Mỹ: John Dewey với luận điểm "Learning by doing"; Kilpatrick (1918) với bài báo "The Project Method" đề xuất quy trình 4 giai đoạn (đưa ra ý tưởng, lập kế hoạch, thực hiện, đánh giá); Stillman H. Robinson (1870, Đại học Illinois tại Urbana) đề xuất kết hợp lý thuyết và thực hành trong các môn kỹ thuật.
   • Tại Liên Xô: Blonski với tư tưởng giáo dục lao động tại trường Collegium Invisibile; Makarenko (1888–1939) với mô hình giáo dục kết hợp giữa nhà trường, gia đình và xã hội.
   • Tại Việt Nam: Nguyễn Văn Cường, Đào Thái Lai, Vũ Trọng Rỹ, Lưu Xuân Mới, Nguyễn Văn Bính, Trần Xuân Đam, Đỗ Huân nghiên cứu môi trường dạy học có sự hỗ trợ của CNTT; Thái Duy Tuyên (2008) nghiên cứu về dạy học hợp tác nhóm.
2. Hướng nghiên cứu xem dạy học DVDA là phương pháp dạy học phức hợp:
   • Nghiên cứu của Chott, P. (1988), Hassel, D. và Miller, H. tại Đức về việc vận dụng dạy học dự án trong các môn kỹ thuật; Marzano, Robert (2001) thuộc George Lucas Educational Foundation (Edutopia); các nhà sư phạm Đức như Grorg Kochenteiner, Hugo Graudig, Berthold Otto, Putt, H., Frey, K.
3. Hướng nghiên cứu xem dạy học DVDA là một chiến lược dạy học:
   • Jarrett, D. (2003) với công trình Teach to the Future; Suzie Boss tại Viện Giáo dục Quốc gia Buck và các ấn phẩm về đổi mới phương pháp dạy học trong kỷ nguyên số; David Didau (Vương quốc Anh) và các mô hình áp dụng tại Đại học Newcastle, University College London (UCL).
   • Tại Việt Nam: Đặng Thành Hưng (2012) với chuyên khảo "Lý thuyết và phương pháp dạy học", đề xuất lấy dự án làm đơn vị tổ chức học tập; Đỗ Hương Trà nghiên cứu dạy học dự án môn Vật lý; các luận án của Đinh Hữu Sỹ (nghề ô tô), Nguyễn Ngọc Trang (công nghệ thông tin với E-learning), Trần Việt Cường (phương pháp dạy học Toán), Trần Thị Hoàng Yến (Xác suất thống kê), Nguyễn Thị Diệu Thảo (môn Công nghệ THCS).
4. Các dự án giáo dục áp dụng dạy học dự án tại Việt Nam:
   • Dự án Việt Bỉ I (1999–2003) tại 7 tỉnh và Dự án Việt Bỉ II (2005–2009) tại 14 tỉnh miền núi phía Bắc trong bồi dưỡng giáo viên tiểu học, THCS.
   • Chương trình Dạy học của Intel đào tạo ứng dụng CNTT và dạy học lấy học sinh làm trung tâm.

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình trước đây chủ yếu dừng lại ở cấp học phổ thông, cao đẳng sư phạm hoặc áp dụng cho từng môn học chuyên biệt, đơn lẻ. Trong giáo dục đại học khối kỹ thuật, đặc biệt là đào tạo kỹ sư ngành CNKT Cơ điện tử tại các trường Đại học SPKT, chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện về cơ sở lý luận, thiết kế hệ thống DAHT tích hợp theo tổ hợp liên môn (KTĐT, CSTKM, VĐK, RCN) và xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tương ứng.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Khái niệm công cụ:
  • Dự án: Bản dự thảo một dự định, chiến lược, kế hoạch cần thực hiện trong điều kiện thời gian, tài chính, nhân lực, vật lực xác định nhằm đạt mục đích đề ra (theo DIN 69901 và Đặng Thành Hưng).
  • Dự án học tập (DAHT): Dự án do sinh viên thiết kế và thực hiện dưới sự hỗ trợ của giảng viên để thực hiện một nhiệm vụ hoặc chủ đề của CTĐT nhằm đạt chuẩn đầu ra và tạo ra sản phẩm hữu dụng trong thực tế.
  • Dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA: Chiến lược dạy học nhận diện và thực hiện sự liên môn, liên lĩnh vực, tăng cường tích hợp lý thuyết và thực hành, giúp sinh viên phát triển năng lực giải quyết vấn đề phức hợp và kỹ năng cộng tác làm việc.
  • Năng lực thực hiện (NLTH) và Giáo dục theo năng lực (CBE): Năng lực tích hợp kiến thức, kỹ năng và thái độ để hoàn thành công việc cụ thể của nghề đạt chuẩn quy định (Nguyễn Minh Đường, Đỗ Mạnh Cường, Nguyễn Thị Thu Hà).
• Khung chuẩn năng lực: Chuẩn kiểm định ABET (11 tiêu chí chuẩn đầu ra chung và tiêu chí thứ 12 về am hiểu ghép nối, vận hành sự giao thoa Cơ khí – Điện tử – Tự động hóa) cùng chuẩn đầu ra CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử.
• Cơ sở triết học và tâm lý học:
  • Triết học: Lý luận nhận thức duy vật biện chứng (thống nhất lý luận – thực tiễn, tư duy – hành động) và triết học giáo dục định hướng kinh nghiệm của John Dewey ("Experience and Education").
  • Tâm lý học: Thuyết kiến tạo trong tâm lý học dạy học (nhận thức thông qua hoạt động tự lực, tương tác xã hội trong nhóm, huy động đa giác quan).

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp luận: Tiếp cận lịch sử – logic; tiếp cận hệ thống; tiếp cận năng lực đầu ra; tiếp cận hoạt động; tiếp cận thực tiễn.
• Phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa tài liệu khoa học và các văn bản quy phạm pháp luật giáo dục.
• Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
  • Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: Khảo sát cán bộ quản lý, GV và SV tại 7 trường đại học, viện và khoa SPKT.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến chuyên gia Tâm lý – Giáo dục về tính khả thi của tiến trình dạy học.
  • Phương pháp đàm thoại: Trao đổi trực tiếp với GV, SV và cán bộ quản lý các khoa Cơ khí, Điện – Điện tử.
  • Phương pháp quan sát sư phạm: Dự giờ, theo dõi hoạt động học tập hợp tác nhóm và quá trình tạo sản phẩm của SV.
• Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm có đối chứng trên tổ hợp liên học phần tại Trường Đại học SPKT Hưng Yên.
• Phương pháp thống kê toán học: Xử lý và phân tích dữ liệu khảo sát, kết quả kiểm tra đầu vào và đầu ra của các nhóm thực nghiệm và đối chứng.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của dạy học ngành công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử dựa vào dự án ở trường đại học Sư phạm Kỹ thuật

Chương này tập trung xác lập hệ thống cơ sở lý luận, đặc trưng chuyên ngành và phân tích thực trạng dạy học DVDA tại các cơ sở đào tạo SPKT.

Các đặc trưng của dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA

1. Định hướng thực tiễn và hành động: Nội dung DAHT xuất phát từ thực tế sản xuất và yêu cầu việc làm tại doanh nghiệp.
2. Định hướng sản phẩm: Kết quả học tập là các sản phẩm kỹ thuật cụ thể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và có khả năng ứng dụng.
3. Định hướng tự lực và tích cực của SV: SV chủ động từ khâu chọn đề tài, lập kế hoạch đến triển khai và đánh giá.
4. Cộng tác làm việc theo nhóm: Rèn luyện kỹ năng làm việc tập thể và tương tác xã hội.
5. Tính tích hợp liên môn, liên lĩnh vực và tích hợp lý thuyết – thực hành: Kết hợp đồng thời cơ khí, điện tử và tự động hóa.
6. Giới hạn nhận diện: Không phù hợp cho nội dung thuần túy lý thuyết trừu tượng; đòi hỏi quỹ thời gian trung hạn (từ 3–4 tháng đến 1 học kỳ).

Bảng so sánh dạy học DVDA và dạy học truyền thống ngành CNKT Cơ điện tử (Bảng 1.1)

Tiêu chí	Dạy học theo phương pháp truyền thống	Dạy học dựa vào dự án (DVDA)
Quan niệm	Học là quá trình tiếp thu và lĩnh hội kiến thức, kỹ năng được truyền đạt.	Học là quá trình kiến tạo; SV chủ động tìm tòi, khám phá và xử lý thông tin.
Bản chất	Giảng viên truyền thụ tri thức và chứng minh chân lý một chiều.	Giảng viên tổ chức, hướng dẫn, tư vấn để SV tự tìm ra chân lý và kiến thức.
Mục tiêu	Chú trọng cung cấp tri thức, kỹ năng để đối phó thi cử; dễ bị lãng quên sau khi thi.	Chú trọng hình thành năng lực (sáng tạo, tư duy, hợp tác), dạy cách học và kỹ năng lao động nghề nghiệp.
Nội dung	Giới hạn trong sách giáo khoa, giáo trình và bài giảng của giảng viên.	Đa dạng từ giáo trình, tài liệu mở trực tuyến, thí nghiệm, thực tế sản xuất.
Phương pháp	Sử dụng chủ yếu phương pháp diễn giảng, truyền thụ một chiều.	Phương pháp tìm tòi, điều tra, giải quyết vấn đề, dạy học tương tác và kiến tạo.
Hình thức	Cố định trong không gian lớp học; giảng viên đối diện với cả lớp.	Linh hoạt tại lớp học, phòng thí nghiệm, xưởng thực hành; học cá nhân và theo nhóm.
Đánh giá	Giảng viên ra đề, chấm điểm theo thang có sẵn; sản phẩm đánh giá là điểm số.	GV và SV cùng tham gia đánh giá quá trình và sản phẩm thực tế của DAHT.

Vai trò của GV và SV, mô hình ADDIE và khảo sát thực trạng

• Vai trò GV & SV: GV đóng vai trò định hướng, tư vấn, giám sát (mô hình phối hợp gồm 1 GV chính phụ trách môn nhiều tín chỉ nhất và các GV phụ trách các học phần liên quan); SV giữ vai trò chủ thể tự lực.
• Tiến trình dạy học 5 giai đoạn (ADDIE): Phân tích (Analyse) $\rightarrow$ Thiết kế (Design) $\rightarrow$ Triển khai (Implement) $\rightarrow$ Đánh giá (Evaluation) $\rightarrow$ Phát triển (Development).
• Thực trạng khảo sát: Đa số GV nhận thức được ưu điểm của dạy học DVDA nhưng tần suất sử dụng còn thấp; khó khăn lớn nhất xuất phát từ thói quen dạy học cũ, sự hạn chế về quỹ thời gian, áp lực khung chương trình và điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị xưởng thực hành.

---

Chương 2: Đề xuất tổ chức dạy học ngành công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử dựa vào dự án ở trường đại học Sư phạm Kỹ thuật

Chương 2 trình bày các nguyên tắc, hệ thống công cụ đánh giá và quy trình tổ chức dạy học DVDA áp dụng cho tổ hợp liên học phần.

Nguyên tắc tổ chức dạy học

Bao gồm bảo đảm mục tiêu chuẩn đầu ra CTĐT; bảo đảm tính tích hợp lý thuyết – thực hành và tính liên môn; bảo đảm tính tự lực, sáng tạo gắn với thực tiễn sản xuất; bảo đảm tính khả thi về thời gian và cơ sở vật chất.

Bộ công cụ đánh giá kết quả học tập

Luận án thiết kế 4 công cụ đánh giá chuyên biệt:

1. Bảng kiểm tra quá trình hoạt động học hợp tác dành cho GV (Bảng 2.1): Đánh giá kỹ năng giao tiếp, phân công nhiệm vụ và giải quyết mâu thuẫn trong nhóm.
2. Phiếu đánh giá quá trình thực hiện dự án (Bảng 2.2): Theo dõi tiến độ, việc lập kế hoạch và thu thập dữ liệu qua từng mốc thời gian.
3. Phiếu đánh giá sản phẩm của DAHT (Bảng 2.3): Đánh giá chất lượng kỹ thuật, tính chính xác, thẩm mỹ và khả năng vận hành của sản phẩm kỹ thuật.
4. Phiếu đánh giá tổng hợp kết quả dự án (Bảng 2.4): Tổng hợp điểm quá trình, điểm báo cáo seminar, điểm sản phẩm và quy đổi sang điểm học phần.

Quy trình tổ chức dạy học qua 5 giai đoạn cho tổ hợp liên học phần

Tác giả thiết kế tiến trình tổ chức cho tổ hợp 4 học phần: Kỹ thuật điện tử (KTĐT), Cơ sở thiết kế máy (CSTKM), Vi điều khiển (VĐK), Robot công nghiệp (RCN):

• Giai đoạn 1 (Phân tích): Phân tích chuẩn đầu ra, cấu trúc kiến thức liên môn, quỹ thời gian, đặc điểm SV và trang thiết bị xưởng.
• Giai đoạn 2 (Thiết kế): Xác định hệ thống DAHT liên môn, lập kế hoạch thực hiện seminar, phân bố thời gian tự học và xây dựng kịch bản sư phạm (Bảng 2.18).
• Giai đoạn 3 (Triển khai): Thực hiện theo 4 bước:
  • Bước 1: Xác định mục tiêu và tên dự án (Bảng 2.19).
  • Bước 2: Xây dựng kế hoạch thực hiện dự án (Bảng 2.20).
  • Bước 3: Thực hiện dự án, chế tạo mô hình tại xưởng/phòng thí nghiệm (Bảng 2.21).
  • Bước 4: Báo cáo kết quả dự án và trình diễn sản phẩm (Bảng 2.22).
• Giai đoạn 4 (Đánh giá): Đánh giá tổng hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ theo Bảng 2.23 và quy đổi điểm số cho từng học phần trong tổ hợp.
• Giai đoạn 5 (Phát triển): Đánh giá rút kinh nghiệm, điều chỉnh nội dung DAHT và quy trình cho các khóa học tiếp theo.

---

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã đề xuất.

Thiết kế thực nghiệm

• Địa bàn và đối tượng: Khoa Cơ khí, Trường Đại học SPKT Hưng Yên. Sinh viên được chia thành lớp Thực nghiệm (TN – dạy học theo dự án tổ hợp liên môn) và lớp Đối chứng (ĐC – dạy học theo phương pháp truyền thống).
• Nội dung thực nghiệm: Tổ chức thực hiện DAHT trên tổ hợp 4 học phần: KTĐT, CSTKM, VĐK, RCN.
• Kiểm định đầu vào: Phân tích điểm số và các tham số kiểm định trước thực nghiệm cho thấy kết quả học tập ban đầu của hai nhóm TN và ĐC là tương đương nhau (Bảng 3.4, Bảng 3.5).

Phân tích kết quả thực nghiệm định lượng

Kết quả đánh giá kết quả học tập sau thực nghiệm ở cả 4 học phần đều ghi nhận sự vượt trội của nhóm TN so với nhóm ĐC về điểm trung bình và tỷ lệ học lực khá, giỏi:

Học phần	Bảng dữ liệu thống kê	Kết quả so sánh nhóm Thực nghiệm (TN) và Đối chứng (ĐC)
Kỹ thuật điện tử (KTĐT)	Bảng 3.6, 3.7, 3.8; Biểu đồ 3.2, 3.3	Nhóm TN có tỷ lệ đạt điểm khá, giỏi cao hơn rõ rệt; đường tích lũy điểm của nhóm TN lệch về phía điểm cao so với nhóm ĐC.
Cơ sở thiết kế máy (CSTKM)	Bảng 3.9, 3.10, 3.11; Biểu đồ 3.4, 3.5	Điểm trung bình nhóm TN cao hơn nhóm ĐC; tỷ lệ SV xếp loại trung bình và yếu ở nhóm TN giảm đáng kể.
Vi điều khiển (VĐK)	Bảng 3.12, 3.13, 3.14; Biểu đồ 3.6, 3.7	Sự khác biệt về kết quả học tập có ý nghĩa thống kê; năng lực lập trình và ghép nối ngoại vi của nhóm TN thể hiện tốt hơn qua sản phẩm.
Robot công nghiệp (RCN)	Bảng 3.15, 3.16, 3.17; Biểu đồ 3.8, 3.9	Nhóm TN đạt kết quả cao ở phần tích hợp điều khiển và vận hành cánh tay robot thực tế so với nhóm ĐC.

Phân tích kết quả định tính

• Khảo sát sau thực nghiệm cho thấy mức độ tăng cường các kỹ năng học tập của SV nhóm TN (kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng tư duy phản biện, kỹ năng thuyết trình) đạt giá trị trung bình cao (Hình 3.1).
• Mức độ tham gia tích cực và hứng thú học tập của sinh viên trong quá trình thực hiện DAHT được nâng cao (Hình 3.2).
• Giảng viên tham gia giảng dạy đánh giá cao tính khả thi của kịch bản sư phạm và sự cần thiết phải tăng cường hoạt động hướng dẫn trong dạy học DVDA (Hình 3.3).

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận

1. Hệ thống hóa và xác định cơ sở khoa học về bản chất của dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA, làm rõ các mô hình dạy học DVDA trong giáo dục kỹ thuật đại học.
2. Xây dựng khung lý thuyết với các quan điểm khoa học về quy trình thực hiện DAHT, quy trình đánh giá và thiết kế tiến trình dạy học ngành CNKT Cơ điện tử DVDA theo mô hình 5 giai đoạn ADDIE.
3. Phân tích khung CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử theo chuẩn năng lực ABET để chứng minh sự tương thích và phù hợp với dạy học DVDA.
4. Đề xuất hệ thống nguyên tắc, tiến trình, biện pháp và kỹ thuật dạy học cụ thể cho khối ngành kỹ thuật công nghệ.
5. Xây dựng hệ thống tiêu chí lựa chọn nội dung và thiết kế bộ 4 công cụ đánh giá chuyên biệt kết hợp đánh giá quá trình và đánh giá sản phẩm.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Phác họa bức tranh thực trạng dạy học DVDA trong đào tạo sinh viên ngành CNKT Cơ điện tử tại các trường Đại học SPKT ở Việt Nam, chỉ ra các rào cản về thói quen giảng dạy, cơ sở vật chất và phân bố thời gian.
2. Đề xuất và vận hành thành công tiến trình dạy học DVDA cho tổ hợp 4 liên học phần (KTĐT, CSTKM, VĐK, RCN) tại Trường Đại học SPKT Hưng Yên, chứng minh tính khả thi trong điều kiện thực tế của các trường đại học kỹ thuật Việt Nam.

Khuyến nghị của luận án

• Đối với các cơ sở đào tạo SPKT: Cần linh hoạt điều chỉnh kế hoạch đào tạo, bố trí thời khóa biểu phù hợp cho các dự án trung hạn liên môn; đầu tư bổ sung trang thiết bị, phòng thí nghiệm và xưởng thực hành mở.
• Đối với tổ bộ môn và giảng viên: Tăng cường phối hợp liên bộ môn (Cơ khí, Điện tử, Tự động hóa) trong việc xây dựng đề tài DAHT; chuyển đổi phương pháp kiểm tra đánh giá theo hướng tiếp cận năng lực và sản phẩm.
• Đối với sinh viên: Nâng cao tinh thần tự học, kỹ năng cộng tác nhóm và chủ động tiếp cận nguồn tài liệu mở trực tuyến.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Dạy học DVDA đòi hỏi quỹ thời gian học tập tương đối dài (từ vài tháng đến một học kỳ), dễ gây khó khăn cho việc sắp xếp lịch trình chung của toàn khóa học nếu kéo dài quá mức.
• Phương pháp không có ưu thế đối với các nội dung kiến thức mang tính lý thuyết trừu tượng cao, khó đảm bảo tính hệ thống của kiến thức hàn lâm.
• Phạm vi thực nghiệm sư phạm mới chỉ tập trung tại Khoa Cơ khí – Trường Đại học SPKT Hưng Yên và giới hạn trong tổ hợp 4 học phần chuyên ngành cụ thể.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng nghiên cứu và ứng dụng quy trình dạy học DVDA cho các tổ hợp học phần khác trong CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử.
• Triển khai thực nghiệm diện rộng tại các trường đại học kỹ thuật và công nghệ khác trên toàn quốc nhằm tiếp tục hoàn thiện mô hình.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nhà nghiên cứu và nghiên cứu sinh chuyên ngành Khoa học giáo dục / Lý luận và PPDH: Cung cấp khung lý luận hoàn chỉnh về dạy học DVDA tích hợp liên môn và giáo dục theo định hướng năng lực nghề nghiệp (CBE).
• Đối với giảng viên các trường đại học kỹ thuật và SPKT: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về kịch bản sư phạm (Bảng 2.18), quy trình 5 giai đoạn ADDIE và bộ 4 công cụ đánh giá kết quả học tập (Bảng kiểm tra hoạt động hợp tác, Phiếu đánh giá quá trình, Phiếu đánh giá sản phẩm, Phiếu đánh giá tổng hợp).
• Đối với các nhà quản lý đào tạo và phát triển chương trình: Cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế CTĐT tích hợp theo module/dự án, đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm định quốc tế như ABET và CDIO.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án lựa chọn tổ hợp liên học phần nào để thiết kế dự án học tập và thực nghiệm?

Tác giả lựa chọn tổ hợp gồm 4 học phần: Kỹ thuật điện tử (KTĐT), Cơ sở thiết kế máy (CSTKM), Vi điều khiển (VĐK) và Robot công nghiệp (RCN) trong CTĐT ngành CNKT Cơ điện tử.

2. Tiến trình dạy học dựa vào dự án trong luận án được xây dựng theo mô hình nào?

Tiến trình dạy học được xây dựng theo mô hình phát triển hệ thống giảng dạy ADDIE gồm 5 giai đoạn: Phân tích (Analyse) $\rightarrow$ Thiết kế (Design) $\rightarrow$ Triển khai (Implement) $\rightarrow$ Đánh giá (Evaluation) $\rightarrow$ Phát triển (Development).

3. Bộ công cụ đánh giá kết quả học tập do luận án thiết kế gồm những gì?

Bộ công cụ gồm 4 thành phần: Bảng kiểm tra quá trình hoạt động học hợp tác dành cho GV; Phiếu đánh giá quá trình thực hiện dự án; Phiếu đánh giá sản phẩm của DAHT; Phiếu đánh giá tổng hợp kết quả dự án (dùng để quy đổi sang điểm số các học phần).

4. Dạy học DVDA ngành CNKT Cơ điện tử có những đặc trưng cơ bản nào?

Bao gồm: Định hướng thực tiễn và hành động; Định hướng sản phẩm kỹ thuật cụ thể; Định hướng tự lực và tích cực của SV; Cộng tác làm việc theo nhóm; Tính tích hợp liên môn/liên lĩnh vực (Cơ khí – Điện tử – Tự động hóa) và tích hợp lý thuyết với thực hành.

5. Vai trò của giảng viên thay đổi như thế nào trong dạy học DVDA theo nghiên cứu?

Giảng viên chuyển từ vị trí truyền thụ tri thức một chiều sang vai trò định hướng, tư vấn, hướng dẫn, đồng hành và tổ chức đánh giá. Mô hình phân công gồm 1 GV chính (phụ trách học phần có nhiều tín chỉ nhất) phối hợp cùng các GV phụ trách các học phần khác trong tổ hợp.

---

Kết luận

Luận án của tác giả Lê Văn Hồng đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu về mặt lý luận và thực tiễn đối với việc tổ chức dạy học ngành CNKT Cơ điện tử dựa vào dự án tại các trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật. Tác giả đã xây dựng thành công quy trình thiết kế hệ thống DAHT và tiến trình dạy học 5 giai đoạn theo mô hình ADDIE cho tổ hợp liên học phần (KTĐT, CSTKM, VĐK, RCN), đồng thời hoàn thiện bộ công cụ đánh giá năng lực toàn diện. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường Đại học SPKT Hưng Yên đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp trong việc nâng cao kết quả học tập, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và rèn luyện kỹ năng thực hành nghề nghiệp cho sinh viên. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho công tác đổi mới phương pháp dạy học đại học khối ngành kỹ thuật công nghệ.