Giáo Dục STEM Robotics: Phát Triển Năng Lực Giải Quyết Vấn Đề Cho Học Sinh Trung Học Cơ Sở

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Nghiên cứu về giáo dục STEM robotics

1.2. Quan điểm tiếp cận giáo dục STEM robotics

1.3. Thiết bị trong giáo dục STEM robotics

1.4. Hình thức tổ chức giáo dục STEM robotics

1.5. Tác động của giáo dục STEM robotics đối với học sinh

1.6. Nghiên cứu về giáo dục STEM robotics trong giáo dục vật lí

1.7. Robotics là công cụ hỗ trợ dạy học vật lí

1.8. Giáo dục vật lí lồng ghép trong chủ đề robotics

1.9. Nghiên cứu về phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục STEM robotics

1.10. Những vấn đề được tiếp tục nghiên cứu trong luận án

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ TỔ CHỨC CHỦ ĐỀ STEM ROBOTICS NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

2.1. Giáo dục STEM

2.2. Khái niệm giáo dục STEM

2.3. Mô hình tích hợp trong giáo dục STEM

2.4. Hình thức tổ chức giáo dục STEM trong nhà trường

2.5. Giáo dục STEM robotics

2.6. Khái niệm giáo dục STEM robotics

2.7. Vai trò của giáo dục STEM robotics

2.8. Phân loại giáo dục STEM robotics

2.9. Các mức độ nhiệm vụ học tập trong giáo dục STEM robotics

2.10. Mối liên hệ giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM robotics

2.11. Đánh giá trong giáo dục STEM robotics

2.12. Năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục STEM robotics

2.13. Khái niệm và cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

2.14. Mối liên hệ năng lực giải quyết vấn đề và tư duy máy tính

2.15. Xây dựng cấu trúc năng lực GQVĐ trong GD STEM robotics

2.16. Quy trình xây dựng chủ đề STEM robotics nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề

2.17. Nguyên tắc sư phạm trong xây dựng chủ đề STEM robotics

2.18. Quy trình xây dựng chủ đề STEM robotics

2.19. Định hướng tích hợp giáo dục vật lí trong chủ đề STEM robotics

2.20. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM robotics nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề

2.21. Dạy học giải quyết vấn đề

2.22. Giải quyết vấn đề theo quy trình thiết kế kĩ thuật

2.23. Giải quyết vấn đề dựa trên tư duy máy tính trong chủ đề STEM robotics

2.24. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM robotics

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM ROBOTICS

3.1. Giáo dục STEM robotics ở Việt Nam

3.2. Thực trạng học sinh tham gia giáo dục STEM robotics

3.3. Mục tiêu nghiên cứu

3.4. Thiết kế nghiên cứu

3.5. Kết quả và thảo luận

3.6. Thực trạng quan điểm của giáo viên đối với giáo dục STEM robotics

3.7. Mục tiêu nghiên cứu

3.8. Thiết kế nghiên cứu

3.9. Kết quả và thảo luận

4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ STEM ROBOTICS BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

4.1. Giáo dục STEM robotics trong chương trình giáo dục phổ thông 2018

4.2. Định hướng giáo dục STEM robotics trong chương trình 2018

4.3. Tích hợp giáo dục vật lí trong chủ đề STEM robotics sử dụng vi điều khiển Arduino

4.4. Xây dựng chủ đề STEM robotics xe robot di chuyển theo đường kẻ đen sử dụng vi điều khiển Arduino Uno

4.5. Chủ đề xe robot di chuyển theo đường vạch đen thẳng

4.6. Định hướng phát triển chủ đề xe robot di chuyển theo vạch kẻ đen

4.7. Thiết kế tổ chức chủ đề STEM robotics bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề - chủ đề mô hình xe robot di chuyển theo vạch kẻ đen thẳng

4.8. Mục tiêu phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục STEM robotics của học sinh

4.9. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM robotics mô hình xe robot di chuyển theo vạch kẻ đen thẳng

4.10. Kế hoạch tổ chức dạy học chủ đề STEM robotics mô hình xe robot di chuyển theo vạch kẻ đen thẳng

4.11. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thiết kế chế tạo xe robot di chuyển theo vạch kẻ đen của học sinh

5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

5.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm

5.2. Thiết kế thực nghiệm sư phạm

5.3. Đối tượng thực nghiệm

5.4. Tiến trình thực nghiệm

5.5. Công cụ đánh giá và phương pháp xử lí dữ liệu

5.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 1

5.7. Kết quả nghiên cứu

5.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 2

5.9. Kết quả nghiên cứu

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Giáo Dục STEM Robotics và Năng Lực Giải Quyết Vấn Đề

Giáo dục STEM Robotics đang trở thành một xu hướng quan trọng trong giáo dục hiện đại. Nó không chỉ giúp học sinh phát triển kiến thức về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học mà còn nâng cao năng lực giải quyết vấn đề. Việc tích hợp robotics vào chương trình học giúp học sinh trung học cơ sở có cơ hội thực hành và áp dụng lý thuyết vào thực tiễn. Theo nghiên cứu của Lê Hải Mỹ Ngân (2022), giáo dục STEM robotics có thể tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự sáng tạo và tư duy phản biện.

1.1. Khái niệm Giáo Dục STEM và Robotics

Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Robotics trong giáo dục STEM là việc sử dụng robot như một công cụ để dạy học, giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm khoa học và công nghệ.

1.2. Tầm quan trọng của Năng Lực Giải Quyết Vấn Đề

Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những kỹ năng quan trọng mà học sinh cần phát triển. Nó không chỉ giúp học sinh đối mặt với các thách thức trong học tập mà còn trong cuộc sống hàng ngày. Việc học tập qua robotics giúp học sinh rèn luyện kỹ năng này một cách hiệu quả.

II. Thách thức trong Giáo Dục STEM Robotics tại Việt Nam

Mặc dù giáo dục STEM robotics mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc triển khai tại các trường học. Thiếu thiết bị, tài liệu giảng dạy và sự hỗ trợ từ giáo viên là những vấn đề chính. Theo khảo sát, nhiều giáo viên chưa được đào tạo đầy đủ về giáo dục STEM, dẫn đến việc khó khăn trong việc áp dụng phương pháp này vào giảng dạy.

2.1. Thiếu Thiết Bị và Tài Nguyên

Nhiều trường học vẫn chưa có đủ thiết bị robotics cần thiết để tổ chức các hoạt động giáo dục STEM. Điều này hạn chế khả năng thực hành và trải nghiệm của học sinh.

2.2. Đào Tạo Giáo Viên Chưa Đầy Đủ

Giáo viên là yếu tố quyết định trong việc triển khai giáo dục STEM robotics. Tuy nhiên, nhiều giáo viên chưa được đào tạo bài bản về phương pháp giảng dạy này, dẫn đến việc khó khăn trong việc truyền đạt kiến thức cho học sinh.

III. Phương Pháp Giải Quyết Vấn Đề trong Giáo Dục STEM Robotics

Để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, cần áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực. Việc sử dụng dự án thực tế, học tập dựa trên vấn đề và tư duy máy tính là những phương pháp hiệu quả. Theo nghiên cứu, việc áp dụng các phương pháp này giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và khả năng làm việc nhóm.

3.1. Học Tập Dựa Trên Dự Án

Học tập dựa trên dự án là phương pháp giúp học sinh thực hành và áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Qua đó, học sinh có thể phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề một cách tự nhiên.

3.2. Tư Duy Máy Tính trong Robotics

Tư duy máy tính là một kỹ năng quan trọng trong giáo dục STEM robotics. Nó giúp học sinh phân tích và giải quyết vấn đề một cách hệ thống, từ đó nâng cao khả năng tư duy logic.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Giáo Dục STEM Robotics

Giáo dục STEM robotics không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các dự án robotics trong trường học đã giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm và khả năng sáng tạo. Nhiều trường đã tổ chức các cuộc thi robotics, tạo cơ hội cho học sinh thể hiện khả năng của mình.

4.1. Các Dự Án Robotics Thành Công

Nhiều trường học đã triển khai các dự án robotics thành công, giúp học sinh có cơ hội thực hành và áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Những dự án này không chỉ nâng cao kỹ năng mà còn tạo ra sản phẩm hữu ích cho cộng đồng.

4.2. Cuộc Thi Robotics và Tác Động Đến Học Sinh

Các cuộc thi robotics đã trở thành một phần không thể thiếu trong giáo dục STEM. Chúng không chỉ khuyến khích học sinh tham gia mà còn giúp họ phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy sáng tạo.

V. Kết Luận và Tương Lai của Giáo Dục STEM Robotics

Giáo dục STEM robotics có tiềm năng lớn trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học cơ sở. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả cao, cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ các cấp quản lý giáo dục. Tương lai của giáo dục STEM robotics tại Việt Nam phụ thuộc vào việc cải thiện cơ sở hạ tầng và đào tạo giáo viên.

5.1. Định Hướng Phát Triển Giáo Dục STEM Robotics

Cần có các chính sách hỗ trợ giáo dục STEM robotics, bao gồm việc cung cấp thiết bị, tài liệu và đào tạo giáo viên. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển năng lực cho học sinh.

5.2. Tầm Quan Trọng của Đầu Tư vào Giáo Dục

Đầu tư vào giáo dục STEM robotics không chỉ mang lại lợi ích cho học sinh mà còn cho toàn xã hội. Nó sẽ giúp tạo ra một thế hệ trẻ có khả năng sáng tạo và giải quyết vấn đề, đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động trong tương lai.

Tổ Chức Dạy Học Chủ Đề STEM Robotics Nhằm Phát Triển Năng Lực Giải Quyết Vấn Đề Của Học Sinh Trung Học Cơ Sở