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

Robotics được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm tích hợp vào giáo dục, phản ánh qua số lượng các bài báo có từ khóa “robotics” và “giáo dục - education” ngày càng tăng trong nhiều năm gần đây [36, 92]. Robotics được nhận định là lĩnh vực có tiềm năng để thực hiện GD STEM trong nhà trường [30, 80], giúp HS hiểu về ứng dụng khoa học, kĩ thuật, công nghệ, và toán học, đáp ứng mục tiêu GD STEM.

Với đặc trưng gắn liền với công nghệ và máy tính, tư duy máy tính (TDMT) được xem là một cách thức hiệu quả để giải quyết vấn đề trong lĩnh vực Robotics, với các kỹ năng cốt lõi như tư duy phân rã và tư duy thuật toán. Theo đó, việc tổ chức các hoạt động STEM Robotics dựa trên TDMT có thể góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong lĩnh vực này. Định hướng nghiên cứu tổ chức GD STEM robotics dựa trên TDMT nhằm bồi dưỡng năng lực GQVĐ là một định hướng mở, có thể khai thác.

Từ khi bắt đầu, nhiều trung tâm GD STEM ở Việt Nam đã tổ chức các hoạt động khám phá robotics theo các bộ thiết bị, phổ biến nhất là Lego. Hiện nay, khi GD STEM được đẩy mạnh trong nhà trường, một số đơn vị đã phát triển xây dựng những gói sản phẩm để thực hiện việc dạy học theo trình độ HS kết hợp trong chương trình nhà trường, chẳng hạn như Kidscode, GaraSTEM,. Song, cơ sở lí thuyết cho việc thực hiện GD STEM robotics trong nhà trường góp phần bồi dưỡng năng lực HS vẫn là một vấn đề mở.

Năm 2020, công văn 3089/GDĐTTrH được ban hành làm rõ ba hình thức có thể triển khai GD STEM trong nhà trường, gồm dạy học các môn khoa học theo bài học STEM; hoạt động trải nghiệm STEM; hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật [8]. Trong đó, công văn nêu rõ tinh thần nên thiết kế cho HS trải nghiệm dưới hình thức những bài học cụ thể, có mục đích và nội dung phù hợp, đặc biệt hướng đến phát triển các năng lực và phẩm chất của HS. Trong thời đại công nghiệp 4.0, nhưng bài học trải nghiệm về lĩnh vực STEM Robotics là một định hướng phù hợp cho HS trong nhà trường.

Hướng dẫn GV trong tổ chức, chính là GV các môn học như khoa học/vật lí, toán học, tin học, công nghệ [98]. Do đó, việc làm rõ quan điểm tiếp cận, đặc trưng cũng như mối 2 liên hệ giữa các lĩnh vực trong GD STEM robotics là cần thiết để góp phần giúp GV ở các môn học khác nhau phối hợp hiệu quả trong việc thực hiện GD STEM robotics.

Bên cạnh đó, do đặc trưng gắn liền với công nghệ và máy tính, tư duy máy tính (TDMT) được xem là một cách thức hiệu quả để GQVĐ trong lĩnh vực robotics, với các kĩ năng cốt lõi như tư duy phân rã và tư duy thuật toán [70, 80, 86, 90, 100, 112]. TDMT được hiểu là một cách hình thành ý tưởng khoa học thể hiện qua các bước tư duy rõ ràng cho giải pháp hiệu quả và có thể ứng dụng trong nhiều trường hợp [28]. Theo đó, việc tổ chức các hoạt động STEM robotics dựa trên TDMT có thể góp phần phát triển năng lực GQVĐ trong lĩnh vực này.

Định hướng giáo dục STEM robotics trong chương trình 2018 . Tích hợp giáo dục vật lí trong chủ đề STEM robotics sử dụng vi điều khiển Arduino . Xây dựng chủ đề STEM robotics xe robot di chuyển theo đường kẻ đen sử dụng vi điều khiển Arduino Uno . Chủ đề xe robot di chuyển theo đường vạch đen thẳng.

Mục tiêu phát triển năng lực giải quyết vấn đề khi tổ chức dạy học chủ đề STEM robotics mô hình robot di chuyển theo vạch kẻ đen thẳng .1 - Mô tả mẫu trong thực nghiệm sư phạm .2 - Tiến trình thực nghiệm hai chủ đề STEM robotics trong TNSP lần 2 .3

Công cụ đánh giá và phương pháp xử lí dữ liệu . Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 1. Kết quả nghiên cứu. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 2. Kết quả nghiên cứu.153 KẾT LUẬN CHƯƠNG 5

Bảng 5.6 - Điểm trung bình cho từng biểu hiện hành vi của học sinh qua 2 chủ đề .7 - Kết quả Wincoxon rank test đối với bài kiểm tra trước và sau tác động .8 - Kết quả Wilcoxon Signed Ranks Test từng kĩ năng TDMT đối với 2 nhóm .152 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 - Các hoạt động học tập vật lí với chủ đề robot cứu hộ [42].

Định hướng GD STEM robotics dựa trên TDMT nhằm bồi dưỡng năng lực GQVĐ là một định hướng mở, có thể khai thác. Ở Việt Nam, GD STEM được định nghĩa trong CTGDPT tổng thể và được đề cập trong các chương trình môn học liên quan bao gồm Toán, Khoa học, Tin học và Công nghệ [7].

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các chủ đề STEM Robotics khác, cũng như đánh giá hiệu quả của các phương pháp dạy học STEM Robotics khác nhau. Các phân tích trên cho thấy CTGDPT 2018 với sự đẩy mạnh giáo dục công nghệ - tin học và sự khuyến khích phát triển GD STEM chính là điều kiện phù hợp thực hiện GD STEM robotics trong nhà trường.