Tổ chức dạy học thực hành Kĩ thuật điện tử theo định hướng bám sát thực tế dạy học ở phổ thông

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci. 2011, Vol. 56, No. 4, pp. 77-82 TỔ CHỨC DẠY HỌC THỰC HÀNH KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ THEO ĐỊNH HƯỚNG BÁM SÁT THỰC TẾ DẠY HỌC Ở PHỔ THÔNG Đặng Văn Nghĩa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Email: dangvnspkt@yahoo.com.vn Tóm tắt. Từ thực tế dạy học ở bậc đại học và ở phổ thông, các tác giả đã đưa ra các chỉ dẫn cách thức tổ chức dạy học thực hành Kĩ thuật điện tử ở trường đại học theo định hướng bám sát thực tế dạy học ở phổ thông nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn học, đáp ứng yêu cầu dạy học môn Công nghệ phổ thông. 1. Đặt vấn đề Dạy học thực hành kĩ thuật chiếm một khối lượng quan trọng trong nội dung dạy học của người giáo viên kĩ thuật ở phổ thông, đặc biệt là các nội dung kiến thức về kĩ thuật điện tử. Chính vì vậy, củng cố, mở rộng kiến thức và rèn luyện kĩ năng trong học phần thực hành kĩ thuật điện tử của sinh viên sư phạm kĩ thuật là rất cần thiết. Tuy vậy, do nhiều nguyên nhân, sinh viên sau khi ra trường còn yếu về kĩ năng dạy học thực hành, lúng túng không biết cách xử lý khi thiết bị dạy học thực hành có sự cố, chưa khai thác một cách hiệu quả thiết bị dạy học môn học; vì vậy, việc tổ chức dạy học thực hành cho sinh viên Sư phạm kĩ thuật theo định hướng bám sát thực tế dạy học ở phổ thông là điều cấp thiết. 2. Nội dung 2.1. Một số nguyên nhân của thực trạng Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng sinh viên sau khi tốt nghiệp nhận công tác tại các trường phổ thông chưa dạy tốt môn Công nghệ, đặc biệt là phần Kĩ thuật điện tử. Từ thực tiễn dạy học môn học và khảo sát, điều tra thực tế dạy học môn Công nghệ ở phổ thông, có thể thấy một số nguyên nhân sau: - Sinh viên chưa chú ý nghiên cứu kĩ các kiến thức lý thuyết có liên quan trước khi tiến hành các bài thực hành. Điều này dẫn đến khi tiến hành thực hành sinh viên chỉ cố gắng hoàn thành công việc được giao mà ít chịu khó suy nghĩ tìm hiểu sâu bản chất kiến thức lý thuyết gốc trước khi vận dụng vào thực hành. 77 Đặng Văn Nghĩa - Sinh viên còn thụ động bám theo các sơ đồ, mạch điện có sẵn để tiến hành thực hành mà không tìm hiểu, trao đổi trước nhằm tìm ra cách thức tiến hành sao cho hợp lý nhất cũng như tìm hiểu, sáng tạo các phương án khác trên cơ sở phương án đã cho. - Cấu trúc của các bài thực hành chỉ mới chú trọng đến ôn tập kiến thức lý thuyết và rèn luyện kĩ năng mà chưa cập nhật với sự đổi mới nội dung môn Công nghệ ở THPT, vì vậy một số giáo viên còn lúng túng khi dạy học những nội dung kiến thức mới này. Bảng 1: So sánh nội dung học phần thực hành điện tử cho sinh viên với nội dung kĩ thuật điện tử của môn Công nghệ 12 THPT Học phần Thực hành Kĩ thuật điện tử Phần Điện tử môn Công nghệ 12 THPT Bài 1: Một số vấn đề chung về thực hành Kĩ thuật điện tử Bài 1: Vai trò và triển vọng phát triển của ngành kĩ thuật điện tử trong sản xuất và đời sống Bài 2: Linh kiện điện tử Bài 2: Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm Bài 3: Khảo sát đặc tuyến của đi ốt Bài 3: Thực hành: Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm Bài 4: Khảo sát đặc tuyến của tranzito Bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC Bài 5: Khảo sát bộ nguồn một chiều Bài 5: Thực hành đi ốt -Tirixto -Triac Bài 6: Khảo sát mạch khuếch đại dùng tranzito Bài 6: Thực hành tranzito Bài 7: Khảo sát mạch khuếch đại âm tần dùng IC LA4440 Bài 7: Khái niệm về mạch điện tử: Chỉnh lưu - Nguồn một chiều Bài 8: Máy thu thanh khuếch đại thẳng Bài 8: Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung Bài 9: Mạch tạo dao động Bài 9: Thiết kế mạch điện tử cơ bản Bài 10: Các mạch logic cơ bản Bài 10: Thực hành: Mạch nguồn điện một chiều Bài 11: Mã hóa và giải mã Bài 11: Thực hành: Lắp mạch nguồn chỉnh lưu cầu có biến áp nguồn và tụ lọc Bài 12: Flip-Flop và ghi dịch Bài 12: Thực hành: Điều chỉnh các thông số của mạch tạo xung đa hài dùng tranzito Bài 13: Bộ đếm với các cơ số khác nhau Bài 13: Khái niệm về mạch điện tử điều khiển Bài 14: Bộ cộng và trừ số học trong ALU Bài 14: Mạch điều khiển tín hiệu Bài 15: Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha Bài 16: Thực hành: Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha Bài 17: Khái niệm về hệ thống thông tin và viễn thông Bài 18: Máy tăng âm Bài 19: Máy thu thanh Bài 20: Máy thu hình Bài 21: Thực hành: Mạch khuếch đại âm tần 78 Tổ chức dạy học thực hành kĩ thuật điện tử... Trên đây là bảng so sánh các nội dung học phần Thực hành Kĩ thuật điện tử cho sinh viên khoa Sư phạm Kĩ thuật (xuất bản năm 2004) và nội dung phần Điện tử môn Công nghệ 12 THPT (không tính mức độ phức tạp của từng bài cho sinh viên và học sinh THPT). Ta thấy rằng nội dung các bài thực hành cho sinh viên cần bổ sung thêm những kiến thức mới phù hợp với nội dung dạy học ở THPT như các kiến thức về linh kiện nhiều mặt ghép (tirixto, triac, diac). . . Từ Bảng 1, chúng tôi mạnh dạn đề xuất một số phương pháp dưới đây. 2.2. Một số biện pháp tổ chức dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học theo định hướng bám sát thực tế dạy học ở phổ thông * Cấu trúc lại nội dung thực hành Các nội dung thực hành cho sinh viên khoa Sư phạm kĩ thuật được xây dựng dựa trên những kiến thức lý thuyết cơ bản, giúp sinh viên không chỉ củng cố kiến thức lý thuyết, rèn luyện kĩ năng mà còn có năng lực kĩ thuật phục vụ cho dạy học ở phổ thông. Tuy nhiên, chương trình môn Công nghệ ở THPT đã có nhiều thay đổi, như nhận xét ở trên trong môn Công nghệ 12 có thêm các kiến thức về linh kiện nhiều mặt ghép P-N và ứng dụng. Vì vậy, bài thực hành về linh kiện bán dẫn cho sinh viên phải được bổ sung thêm những kiến thức liên quan chưa được cập nhật như các nội dung thực hành về ứng dụng linh kiện nhiều mặt ghép (Hình 1). Hình 1. Mạch thay đổi tốc độ động cơ dùng triac và diac Tuy nhiên, thực hành trên board mạch sẽ gặp nhiều khó khăn vì đây là khu vực có điện áp cao rất dễ xảy ra sự cố chập mạch, điện giật. . . hơn nữa nếu tính đến thiết bị dạy học ở phổ thông còn thiếu thốn thì vấn đề còn nan giải hơn. Sau khi tính toán chúng tôi đề nghị sử dụng nguồn 24V xoay chiều có sẵn trong thiết bị thí nghiệm Vật lý ở phổ thông để cho sinh viên thực hành trên bo mạch cũng như tiến hành đo đạc lấy số liệu kĩ thuật với tải là các bóng đèn (Hình 2). Thử nghiệm trên nhóm sinh viên K57A Sư phạm kĩ thuật, Đại học Sư phạm Hà Nội, bước đầu cho kết quả rất tốt, sinh viên đã không chỉ củng cố kiến thức lý thuyết, rèn luyện kĩ năng như: phân biệt và giải thích được dạng điện áp ở đầu ra khi tải là tải thuần cảm (như động cơ điện xoay chiều một pha) với tải thuần trở 79 Đặng Văn Nghĩa Hình 2: Mạch thay đổi điện áp ra dùng triac và diac với điện áp thấp và tải thuần trở (tải là bóng đèn) mà còn có khả năng vận dụng vào dạy học trong thực tế ở phổ thông. * Tổ chức thực hành theo nhóm cố định trong toàn bộ thời gian của học phần thực hành Từ trước đến nay sinh viên thường tiến hành các bài thực hành với các nhóm đơn lẻ theo vòng kín, nghĩa là có thể bắt đầu từ bất cứ bài nào trong giáo trình thực hành, điều này có lợi là có thể khai thác hết công suất các thiết bị trong phòng thực hành. Tuy vậy, cách thức tổ chức như thế có một số nhược điểm, đó là: - Việc không tiến hành tuần tự theo hệ thống kiến thức đã học gây khó khăn cho sinh viên trong việc củng cố kiến thức lý thuyết do các kiến thức lý thuyết đặc biệt về kĩ thuật điện tử có mối liên hệ rất chặt chẽ. Bắt đầu thực hành từ một bài bất kỳ sẽ làm giảm mối liên hệ trước – sau về kiến thức và như vậy nếu mạch thực hành bị lỗi liên quan đến các nội dung trước sinh viên sẽ không thể phán đoán và sửa chữa hư hỏng. - Khó quản lý vật tư, linh kiện trong suốt quá trình thực hành và mất nhiều thời gian cho tìm kiếm, lựa chọn linh kiện, vật tư thích hợp. - Không phát huy được thế mạnh của nhóm học tập khi cần suy nghĩ, lựa chọn các phương án tối ưu cho thiết kế mạch cũng như thực hiện các thao tác thực hành và phát hiện lỗi trong khi thực hành. Để khắc phục những nhược điểm trên chúng tôi đề nghị tổ chức sinh viên thành các nhóm cố định trong suốt thời gian thực hành. Việc thực hành được tiến hành như sau: - Mỗi nhóm được phân chia vật tư, linh kiện vào buổi đầu tiên và chịu trách nhiệm bảo quản chúng trong suốt quá trình học tập và có trách nhiệm trả lại sau khi thi hết học phần. - Các nhóm tiến hành tuần tự các bài thực hành theo nội dung chương trình đã định trước. Khi tiến hành thực hành một bài nào đó, cả nhóm nghiên cứu nội dung và tìm hiểu các bước tiến hành thực hành, thảo luận các phương án lắp ráp 80 Tổ chức dạy học thực hành kĩ thuật điện tử... mạch, lựa chọn phương án tối ưu và tiến hành các bước thực hành. Thảo luận cách phát hiện lỗi, cách khắc phục khi có sự cố xảy ra hoặc nếu xảy ra. Viết báo cáo kết quả sau khi thực hiện. Với học phần thực hành điện tử cho sinh viên khoa Sư phạm kĩ thuật, trên cơ sở số sinh viên mỗi nhóm thực hành theo qui định, chúng tôi chia thành 5 nhóm. Các nhóm tiến hành thực hành dưới sự hướng dẫn của giảng viên, việc lựa chọn phương án lắp ráp mạch sau khi được sự nhất trí của cả nhóm sẽ tiến hành lắp ráp. Các thao tác thực hành chỉ được tiến hành sau khi giảng viên đã kiểm tra và cho phép. * Bổ sung các kĩ năng và kiến thức mở rộng liên quan nhằm nâng cao năng lực kĩ thuật Xác định năng lực kĩ thuật là phần quan trọng trong năng lực dạy học của người giáo viên Công nghệ, điều này lại càng cần thiết do đặc thù của môn học kĩ thuật là luôn phát triển đòi hỏi người giáo viên phải luôn luôn học hỏi nâng cao trình độ để đáp ứng yêu cầu dạy học không chỉ trong hiện tại mà còn cả trong tương lai khi chương trình và nội dung môn học thay đổi đáp ứng với sự tiến bộ của khoa học và kĩ thuật. Trên cơ sở đó, chúng tôi thấy cần thiết phải tạo cho sinh viên thói quen tìm hiểu kiến thức và kĩ năng mới bằng cách bổ sung các kiến thức mở rộng và chuyên sâu vào các bài thực hành sau khi sinh viên đã tiến hành thực hành những nội dung cơ bản. Các nội dung này sẽ sinh viên thực hành, vẽ và đo đạc các thông số kĩ thuật rồi tự mình phân tích, giải thích nguyên nhân dẫn đến hiện tượng đã đo đạc. Trên cơ sở đó sinh viên phải trả lời được những hiện tượng tương tự khi thay đổi những thông số kĩ thuật khác. Bằng cách như vậy, sinh viên sẽ hiểu sâu cơ sở lý thuyết của những mạch đã nghiên cứu, có khả năng sửa chữa, thay đổi thông số của mạch và dễ dàng làm quen với những kiến thức mới. Chẳng hạn với bài thực hành Lắp ráp, đo đạc, tính toán thông số của mạch khuếch đại Emitơ chung dùng tranzito. Sinh viên không chỉ lắp ráp, đo đạc, kiểm tra thông số của mạch, xác định hệ số khuếch đại của mạch ở chế độ khuếch đại A thông thường cho tín hiệu hình sin ở lối ra (Hình 3) mà còn phải xác định nguyên nhân của các trường hợp tín hiệu bị méo dạng ở lối ra (Hình 4). Hình 3: Dạng điện áp chuẩn ở lối ra mạch khuếch đại 81 Đặng Văn Nghĩa Hình 4: Các điện áp bị méo dạng ở lối ra mạch khuếch đại 3. Kết luận Rèn luyện và nâng cao năng lực dạy học kĩ thuật cho sinh viên Sư phạm kĩ thuật đòi hỏi phải có thay đổi không những cách tổ chức dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của sinh viên mà còn phải kết hợp đồng bộ với đổi mới nội dung dạy học theo hướng tăng cường kiến thức mới, bám sát thực tế dạy học ở phổ thông. Đòi hỏi càng cao với quá trình học tập chuyên môn và khuyến khích nâng cao trình độ cho sinh viên sẽ giúp họ có sự chuẩn bị tốt hơn nữa trước khi dạy học kể cả với sự thay đổi chương trình và nội dung dạy học trong tương lai. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chương trình Giáo dục phổ thông, môn Công nghệ, 2006. (Ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng 5 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ giáo dục và Đào tạo). Nxb Giáo dục, Hà Nội. [2] Lê Thế Quang (chủ biên), 2004. Thực hành Kĩ thuật điện tử. Nxb Đại học Sư phạm, Hà Nội. [3] Nguyễn Văn Khôi (chủ biên), 2008. Công nghệ 12. Nxb Giáo dục, Hà Nội. SUMMARY Organising teaching Electronical Technology subject’s lab sessions based on practical experience in High schools Based on practical experience in teaching Technology subjects in universities and High schools, the authors have proposed guidelines for organising teaching the subject’s lab sessions to enhance teaching quality and meet teaching requirements. 82