Ứng dụng mô hình đảo ngược trong đào tạo thực hành tại khoa điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

*Bùi Văn Huy, Phạm Văn Minh, Nguyễn Quang Thuấn

Khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Trước sự phát triển mạnh mẽ về khoa học kỹ thuật thì việc thay đổi phương pháp dạy và học đại học nói chung, đặc biệt là các học phần chuyên ngành kỹ thuật là một nhu cầu cấp thiết. Đổi mới phương pháp giảng dạy và học tập phải đảm bảo nâng cao hiệu quả đào tạo, tăng tính chủ động của người học và đảm bảo được mục tiêu đã đề ra. Mô hình lớp học đảo ngược (Flipped Classroom) là mô hình đào tạo tiên tiến được ứng dụng dựa trên sự phát triển của công nghệ thông tin và phương pháp đào tạo hiện đại, phương pháp này đang dần thay thế phương pháp giảng dạy truyền thống. Trong bài báo này, các tác giả đã phân tích phương pháp giảng dạy theo mô hình đảo ngược, trên cơ sở mô hình này khoa Điện Đại học Công Nghiệp Hà Nội đã xây dựng quy trình các bước tổ chức dạy học một số học phần thực hành của đơn vị. Kết quả ghi nhận, sinh viên đã tích cực chủ động ở nhà, các ca học tại lớp sôi nổi hiệu quả hơn và như vậy chắc chắn chất lượng đào tạo thực hành theo mô hình này sẽ được cải thiện.

Từ khoá: Phương pháp giảng dạy; Mô hình lớp học đảo ngược; Tự động hóa; Cách mạng công nghiệp 4.0

1. GIỚI THIỆU

Đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng thời kỳ cách mạng công nghiệp 4.0 là nhiệm vụ cấp bách nhưng rất khó khăn và thách thức đối với các đơn vị đào tạo, đặc biệt đối với các ngành mũi nhọn như ngành Tự động hóa [1]. Một trong những giải pháp cần làm nay để nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực là đổi mới phương pháp dạy-học. Việc đổi mới phương pháp dạy học đã được Khoa Điện, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội triển khai thực hiện trong thời gian vừa qua. Bài phát biểu của thiếu tướng Nguyễn Mạnh Hùng Tổng giám đốc Tập đoàn Viettel (nay là Bộ trưởng Bộ thông tin truyền thông) tại "Hội nghị Khoa học đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong thời kỳ Cách mạng công nghiệp 4.0" được tổ chức ở trường ĐH Công nghiệp Hà Nội, 26/2/2018 đã chỉ rõ sự khác biệt về quan điểm giáo dục, triết lý người thầy, sự học, nền tảng của các trường đại học, khoa học đào tạo, nhân lực con người,... giữa thời trước so với thời nay - thời đại của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 [2]. Chúng tôi cho rằng, đây là quan điểm hết sức phù hợp với bối cảnh hiện nay đối với các cơ sở đào tạo về kỹ thuật theo định hướng ứng dụng như Đại học Công Nghiệp Hà Nội. Có thể tóm gọn đột phá phương pháp dạy học cần đổi mới trong thời kỳ cách mạng 4.0 của thiếu tướng Nguyễn Mạnh Hùng là “LÀM NGƯỢC”.

Cách học truyền thống của sinh viên trước đây, đi đến trường, lắng nghe thầy cô giảng bài rồi trở về nhà làm bài tập, đến xưởng thực hành nghe thầy giáo hướng dẫn, phân tích, thực hành mẫu sau đó mới làm,…. Hiện nay có một mô hình giảng dạy mới đang thay đổi phương pháp dạy và học truyền thống đó là mô hình đảo ngược [3]. Lớp học theo mô hình đảo ngược bao gồm sử dụng các công nghệ Internet và tài liệu để thức đẩy việc tự học của sinh viên, giảng viên có nhiều thời gian tương tác với sinh viên hơn là việc giảng bài. Giảng viên không cần dạy cho sinh viên những điều mà sinh viên có thể dễ ràng học được trong tài liệu hoặc trên Internet. Với phương pháp này, người thầy là huấn luyện viên hướng dẫn để sinh viên làm là chính. Sinh viên phải tự học trước, biết 70-90% rồi thì mới hỏi thầy như vậy về cơ bản sẽ có sự đột phát về việc học góp phần nâng cao chất lượng đào tạo đáp ứng nguồn nhân lực tốt cho xã hội trong thời kỳ cách mạng 4.0.

Nội dung của bài viết, các tác giả sẽ tóm lược trình bày về mô mình đảo ngược và ứng mô hình này để tổ chức dạy học một số học phần thực hành - thí nghiệm tại khoa Điện, trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội.

2. MÔ HÌNH ĐẢO NGƯỢC VÀ ỨNG DỤNG

2.1. Mô hình lớp học đảo ngược là gì?

Theo mô hình lớp học đảo ngược (Flipped Classroom), sinh viên xem các bài giảng ở nhà qua mạng. Giờ học ở lớp sẽ dành cho các hoạt động hợp tác giúp củng cố thêm các khái niệm đã tìm hiểu [4]. Bảng 1 trình bày sự khác nhau giữa hai loại mô hình lớp học truyền thống và lớp học đảo ngược [5].

Bảng 1. So sánh giữa lớp học truyền thống và lớp học đảo ngược [5]

Lớp học theo mô hình đảo ngược thực chất là phương pháp giảng dạy phải lấy người học làm trung tâm. Thời gian ở lớp được dành để khám phá các chủ đề sâu hơn và tạo ra những cơ hội học tập thú vị. Trong khi đó những video giáo dục trực tuyến hoặc những tài liệu phát trước được thiết kế để truyền tải nội dung bên ngoài lớp học. Ở lớp học đảo ngược, việc truyền tải nội dung có thể ở nhiều hình thức. Hình 1 đã thể hiện khá rõ sự khác biệt giữa lớp học đảo ngược và lớp học theo mô hình truyền thống [6].

Hình 1. Mô hình lớp học đảo ngược và truyền thống [6]

2.2. Ứng dụng mô hình đảo ngược trong đào tạo thực hành tại khoa điện, Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Để thử nghiệm, áp dụng mô hình đảo ngược góp phần nâng cao chất lượng đào tạo thực hành, đơn vị đã chọn ra một số nội dung trong học phần thực hành: PLC, Chuyên đề tự động hóa tòa nhà, Điều khiển điện và Truyền động điện. Giảng viên được phân công, xây dựng các clip hướng dẫn thực hành (hình 2) hoặc sưu tầm những clip (hình 3) hoặc tài liệu có sẵn trên Internet nhưng có nội dung phù hợp với nội dung bài thực hành của học phần để chia sẻ cho người học. Người học xem trước và làm theo sau đó phân tích và ghi nhận kết quả đến lớp học, việc của giảng viên là kiểm tra kết quả mà người học, giải đáp những vấn đề người học thắc mắc và giúp người học hoàn thiện bài thực hành.

Hình 2. Một clip hướng dẫn người học do giảng viên làm mẫu

Hình 3. Ví dụ minh họa về khai thác tài nguyên trên Internet trong đào tạo

Các nội dung thực hành thường rèn cho sinh viên kỹ năng đấu nối, vận hành thiết bị, … nên khoa triển khai áp dụng mô hình dạy học đảo ngược theo 6 bước như trên hình 4.

Hình 4. Trình tự hướng dẫn sinh viên thực hành theo mô hình ngược

Bước 1: Giảng viên (GV) phải xây dựng được hệ thống tài liệu hướng dẫn thực hành phục vụ môn học, phát cho sinh viên (SV) nghiên cứu trước khi đến phòng thực hành thí nghiệm.

Bước 2: Sinh viên đấu nối thiết bị theo yêu cầu thực hành đã trình bày trong tài liệu. Để làm được điều này, trong tài liệu thực hành môn học phải có sơ đồ đấu nối chi tiết (hình 5) và hình ảnh của một hệ thống mẫu (hình 6).

Bước 3: Giảng viên kiểm tra lại sơ đồ đấu nối của sinh viên. Trong bước này, giảng viên chỉ làm một việc là xác nhận đấu nối đúng hay chưa chứ không giải thích. Nếu sinh viên đối nối chưa đúng thì yêu cầu gỡ dây hết ra và làm lại bước 2, nếu đúng sinh viên tiếp tục làm bước 4.

Bước 4: Sinh viên đóng điện cài đặt các tham số cho thiết bị (chẳng hạn các tham số mẫu cho sinh viên cài đặt biến tần như bảng 2), sinh viên ghi chép kết quả thực hành vào tài liệu.

Bước 5: Giảng viên kiểm tra lại kết quả thực hành của sinh viên, nếu chưa đúng thì yêu cầu làm lại bước 4, nếu sai thì chuyển sang bước 6.

Bước 6: Giảng viên yêu cầu sinh viên giải thích các kết quả đã làm được, kiểm tra mức độ hiểu của sinh viên. Nếu sinh viên hiểu và nắm bắt được là bài thực hành đã hoàn thành. Nếu sinh viên chưa hiểu, giảng viên cần giải đáp cho sinh viên những vấn đề chưa rõ và yêu cầu sinh viên giải thích lại những điều đã nắm được.

Hình 5. Sơ đồ kết nối hệ thống PLC - biến tần động cơ

Hình 6. Hình ảnh đấu nối hệ thống mẫu tại phòng thực hành bộ môn Tự động hóa

Bảng 2. Bảng tham số mẫu cho sinh viên cài đặt cho biến tần

Qua quá trình triển khai thử nghiệm phần thực hành của một số nội dung học phần tại khoa Điện, chúng tôi nhận thấy sinh viên rất hào hứng học tập và chuẩn bị bài trước ở nhà. Khi đến phòng thực hành, sinh viên chủ động hơn rất nhiều trong quá trình học tập do sinh viên đã nắm được khá nhiều kiến thức trước khi hỏi giảng viên, lớp học đặc biệt sôi nổi ở phần sinh viên giải thích kết quả thực hành thí nghiệm. Giảng viên dễ dàng nhìn nhận được những ưu điểm, hạn chế của từng sinh viên, nhóm sinh viên để giúp đỡ, bổ trợ giúp SV ngày càng hoàn thành tốt các kỹ năng và kiến thức. Các kỹ năng tự học, thuyết trình,… của sinh viên cũng được cải thiện qua đó từng bước hình thành năng lực học tập suốt đời của sinh viên.

3. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

Trọng tâm của bài báo này là đề xuất việc ứng dụng mô hình dạy học mới cho một lĩnh vực cụ thể, lĩnh vực thực hành thí nghiệm. Những kết quả thử nghiệm tại khoa Điện Đại học công nghiệp Hà Nội đã cho thấy hiệu quả của việc áp dụng mô hình đào tạo ngược. Tuy nhiên có một số điểm cần chú ý: i) Mô hình giáo dục này phụ thuộc vào công nghệ do đó cả giảng viên và sinh viên đều phải có thiết bị kết nối Internet; ii) Các tài liệu giảng viên cung cấp cho sinh viên phải đảm bảo độ tin cậy và chi tiết, các tài liệu phải đảm bảo khả năng hỗ trợ tốt cho sinh viên tự học và bám sát thiết bị thực tế của phòng thực hành; iii) Giảng viên phải có trách nhiệm cao, mất công sức biên soạn, tổng hợp tài liệu và tổ chức hướng dẫn, giám sát sinh viên đảm bảo tốt mục tiêu của bài thực hành thí nghiệm.

Qua bài báo này, nhóm tác giả cũng rất hi vọng phương pháp đào tạo theo mô hình ngược này sẽ được tiếp tục nghiên cứu áp dụng phù hợp cho phần học thực hành thí nghiệm khác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TS. Phạm Văn Minh, TS. Bùi Văn Huy (2018), Một số vấn đề về đào tạo nguồn nhân lực Điện, điện tử và tự động hóa trước yêu cầu của cuộc cách mạng 4.0, Hội thảo Đào tạo nguồn nhân lực ngành Điện-Điện tử-viễn thông và tự động hóa trông gia đoạn mới-ĐHGTVT, pp.100-107.

2. Nguyễn Mạnh Hùng (2018), Bài phát biểu tại "Hội nghị Khoa học đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong thời kỳ Cách mạng công nghiệp 4.0", trường ĐH Công nghiệp Hà Nội, 26/2/2018.

https://dantri.com.vn/giao-duc-khuyen-hoc/truong-dh-nen-cho-sinh-vien-lam-truoc-roi-hay-day-sau-20180226125014079.htm

3. Karen Rambo-Hernandez (2014), The flipped classroom model for college algebra: effects on student achievement, DISSERTATION For the Degree of Doctor of Philosophy Colorado State University Fort Collins, Colorado

4. GS.TSKH Nguyễn Đình Đức (2018), Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4: Những thách thức và cơ hội với ngành Tự động hóa Việt Nam, Hội thảo Đào tạo nguồn nhân lực ngành Điện-Điện tử-viễn thông và tự động hóa trông gia đoạn mới-ĐHGTVT, pp.21-26.

5. Hải Yến (2015), Mô hình giảng dạy mới: Lớp học đảongược, dịch theo Euro News

https://giaoducthoidai.vn/the-gioi/mo-hinh-giang-day-moi-lop-hoc-dao-nguoc-983053-d.html

6. Phan Đức Duy, Trường Đại học Sư phạm- Đại học Huế (2018), Phối hợp phương pháp dạy học đảo ngược và dạy học trực tuyến trong phần sinh thái học, sinh học 12, Tạp chí Giáo dục, Số 435 (Kì 1 - 8/2018), tr 44-48