BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN ĐỨC ANH THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “XE ROBOT TỰ DÒ ĐƯỜNG” DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN ĐỨC ANH THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “XE ROBOT TỰ DÒ ĐƯỜNG” DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THCS KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN ĐỨC ANH THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “XE ROBOT TỰ DÒ ĐƯỜNG” DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THCS Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Th.S LÊ HẢI MỸ NGÂN Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Đại học, Ban chủ nhiệm, quý Thầy Cơ giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh q Thầy Cơ giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô chuyên gia giáo dục STEM cho ý kiến góp ý sâu sắc đề tài khố luận Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Hải Mỹ Ngân – người tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành khố luận tốt nghiệp Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè giúp đỡ, động viên suốt trình học tập năm trường đại học suốt thời gian thực khoá luận Xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 Tác giả NGUYỄN ĐỨC ANH ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giáo dục STEM 1.1.1 Khái niệm Giáo dục STEM 1.1.2 Mục tiêu giáo dục STEM 1.1.3 Giáo dục STEM Việt Nam 1.1.4 Quy trình dạy học STEM dựa hoạt động thiết kế kĩ thuật 1.2 Giáo dục khoa học Robot 13 1.2.1 Giới thiệu Giáo dục khoa học Robot 13 1.2.2 Giáo dục khoa học Robot Giáo dục STEM 13 1.2.3 Công cụ Robot Giáo dục khoa học Robot 14 1.2.4 Cấu trúc hệ thống robot Giáo dục Robot 16 1.3 Dạy học phát triển lực giải vấn đề 17 1.3.1 Khái niệm lực giải vấn đề 17 1.3.2 Cấu trúc lực giải vấn đề 17 1.3.3 Giải vấn đề theo Tư máy tính (Computational Thinking) 18 1.3.4 Khung lực giải vấn đề giáo dục khoa học robot 20 Chương THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “XE ROBOT TỰ DÒ ĐƯỜNG” 24 2.1 Bối cảnh ý nghĩa thực tiễn chủ đề 24 iii 2.2 Mục tiêu dạy học phát triển lực giải vấn đề 25 2.3 Phân tích nội dung kiến thức chủ đề 27 2.3.1 Môn Khoa học tự nhiên .29 2.3.2 Môn Công nghệ 30 2.3.3 Môn Tin học 30 2.3.4 Mơn Tốn học 31 2.4 Tiến trình tổng thể pha hoạt động tiến trình dạy học 32 2.5 Phương tiện, học liệu .35 2.5.1 Bộ dụng cụ Arduino – based robotic kit 35 2.5.2 Tài liệu hướng dẫn thực sản phẩm .39 2.5.3 Học liệu chủ đề 58 2.5.4 Bộ câu hỏi định hướng 61 2.6 Tiến trình tổ chức dạy học chi tiết 65 2.6.1 Hoạt động 1: Đặt vấn đề Tìm hiểu tổng quan robot 65 2.6.2 Hoạt động 2: Khám phá kiến thức .70 2.6.3 Hoạt động Lập thiết kế sản phẩm 93 2.6.4 Hoạt động 4: Lắp ráp vận hành sản phẩm .97 2.6.5 Hoạt động 5: Báo cáo sản phẩm 98 2.7 Đánh giá lực giải vấn đề học sinh 100 2.7.1 Công cụ đánh giá 100 2.7.2 Khung rubrics đánh giá lực giải vấn đề 101 2.8 Một số lưu ý cho GV triển khai tổ chức dạy học chủ đề 108 Chương KHẢO SÁT Ý KIẾN CHUYÊN GIA 110 iv 3.1 Mục tiêu khảo sát 110 3.2 Đối tượng khảo sát 110 3.3 Hình thức khảo sát 110 3.4 Nội dung khảo sát 110 3.5 Kết khảo sát 111 3.5.1 Danh sách chuyên gia cho ý kiến 111 3.5.2 Kết khảo sát ý kiến chuyên gia 111 3.5.3 Ý kiến chuyên gia chủ đề 114 3.6 Nhận xét 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Chú thích GV Giáo viên HS Học sinh GD Giáo dục NL Năng lực GQ Giải GQVD Giải vấn đề EDP Engineering Design Process THCS Trung học sở HĐ Hoạt động PHT Phiếu học tập PhĐG Phiếu đánh giá BCC Bộ công cụ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các pha hoạt động quy trình dạy học STEM theo thiết kế kĩ thuật 11 Bảng 1.2 So sánh tư GQVD tư máy tính[27] 19 Bảng 1.3 Khung lực giải vấn đề GD khoa học robot 20 Bảng 2.1 Bảng mục tiêu lực giải vấn đề chủ đề 25 Bảng 2.2 Phân tích nội dung kiến thức môn KHTN 29 Bảng 2.3 Phân tích nội dung kiến thức mơn Cơng nghệ 30 Bảng 2.4 Phân tích nội dung kiến thức mơn Tin học 30 Bảng 2.5 Phân tích nội dung kiến thức mơn Tốn học 31 Bảng 2.6 Bảng tiến trình tổng thể tóm tắt pha hoạt động dạy học 32 Bảng 2.7 Bộ dụng cụ sử dụng chủ đề 36 Bảng 2.8 Hướng dẫn lắp ráp sản phẩm HĐ2.1 42 Bảng 2.9 Hướng dẫn lắp ráp sản phẩm HĐ2.2 46 Bảng 2.10 Hướng dẫn lắp ráp sản phẩm HĐ2.3 50 Bảng 2.11 Hướng dẫn lắp ráp hoàn thiện sản phẩm 54 Bảng 2.12 Nguyên lí hoạt động sản phẩm 56 Bảng 2.13 Danh sách học liệu sử dụng chủ đề 58 Bảng 2.14 Bộ câu hỏi định hướng số 61 Bảng 2.15 Bộ câu hỏi định hướng số 62 Bảng 2.16 Bộ câu hỏi định hướng số 63 Bảng 2.17 Bộ câu hỏi số 63 Bảng 2.18 Bộ câu hỏi định hướng số 64 Bảng 2.19 Tiến trình dạy học Hoạt động 65 Bảng 2.20 Tiến trình dạy học Hoạt động 2.1 71 Bảng 2.21 Tiến trình dạy học hoạt động 2.2 73 Bảng 2.22 Tiến trình dạy học Hoạt động 2.3 82 Bảng 2.23 Tiến trình Hoạt động 3.1 94 vii Bảng 2.24 Tiến trình dạy học Hoạt động 3.2 95 Bảng 2.25 Tiến trình Hoạt động 97 Bảng 2.26 Tiến trình dạy học Hoạt động 98 Bảng 2.27 Bảng công cụ đánh giá lực GQVD 100 Bảng 2.28 Khung rubrics đánh giá lực GQVD .101 Bảng 3.1 Danh sách chuyên gia cho ý kiến 111 Bảng 3.2 Kết khảo sát nhận xét chung chủ đề STEM “xe robot tự dò đường” 112 Bảng 3.3 Kết khảo sát Kế hoạch dạy học chủ đề "Xe robot tự dò đường" .112 Bảng 3.4 Kết khảo sát Phương tiện, học liệu chủ đề "Xe robot tự dò đường" 113 Bảng 3.5 Kết khảo sát Công cụ đánh giá chủ đề "Xe robot tự dò đường" 114 Bảng 3.6 Kết khảo sát Hình thức hồ sơ chủ đề "Xe robot tự dò đường" 114 Bảng 3.7 Ý kiến chuyên gia Bộ hồ sơ dạy học 114 Bảng 3.8 Ý kiến chuyên gia phù hợp chủ đề với qui trình EDP .115 Bảng 3.9 Ý kiến chuyên gia phù hợp với định hướng GD STEM 115 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mục tiêu giáo dục STEM[3] Hình 1.2 Sơ đồ bước quy trình thiết kế kĩ thuật EDP Hình 1.3 Sơ đồ Quy trình dạy học STEM theo thiết kế kĩ thuật 10 Hình 1.4 Electronic Robot kit 15 Hình 1.5 Mechanical Robot kit 15 Hình 1.6 Humanoid robot 15 Hình 1.7 Sơ đồ phận robot[23] 16 Hình 2.1 Giao thông việt nam 24 Hình 2.2 Sơ đồ mối liên hệ kiến thức phận robot 28 Hình 2.3 Sơ đồ tiến trình dạy học 35 Hình 2.4 Bản vẽ cấu tạo mặt xe robot 39 Hình 2.5 Bản vẽ cấu tạo mặt xe robot 40 Hình 2.6 Bản vẽ sơ đồ mạch điện 40 Hình 2.7 Sơ đồ khối lập trình mBlock 41 Hình 2.8 Khối lệnh điều khiển xe chạy thẳng 49 Hình 2.9 Khối lệnh điều khiển xe lùi 49 Hình 2.10 Khối lệnh điều khiển xe tới 3s, lùi 3s 49 Hình 2.11 Sơ đồ thu gọn tiến trình chủ đề 70 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ tư, giáo dục Việt Nam cần phải:“Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu công nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thông” Thông qua việc ban hành thị trên, giáo dục STEM thức trọng đổi giáo dục đào tạo Kể từ năm 2012 đến nay, giáo dục STEM du nhập vào Việt Nam qua nhiều hình thức khác nhau, ví dụ thơng qua sở giáo dục tư nhân Sau giáo dục STEM bắt đầu tạo tiếng vang Việt Nam với nhiều hoạt động cộng đồng Ngày hội STEM, thi mơ hình STEM,… với tham gia đơng đảo trường trung học sở trung học phổ thơng nước Chính mà chương trình giáo dục phổ thơng thực từ năm 2019, giáo dục STEM xác định phương thức dạy học thông qua môn khoa học, công nghệ, tin học toán Cho đến nay, giáo dục STEM khuyến khích triển khai nhà trường Một mảng chủ đề thực tiễn giáo dục STEM khoa học robot (robotics) Nội dung triển khai đa phần hình thức câu lạc ngồi giờ, sử dụng cơng cụ lắp ráp Lego, WeDo, Các hoạt động tạo điều kiện cho học sinh trải nghiệm tìm hiểu lĩnh vực khoa học robot Nhiều nghiên cứu giới khẳng định hiệu việc tích hợp lĩnh vực khoa học robot vào dạy học (D J S o P Alimisis & Education, 2009; Benitti, 2012; Eguchi, 2014; Nourbakhsh, Hamner, Crowley, & Wilkinson, 2004) Chính mà vấn đề quan tâm chủ đề STEM lĩnh vực khoa học robot (STEM – Robotics) gắn kết với nội dung dạy học cụ thể chương trình có gắn kết nào? Và việc dạy học chủ đề STEM - khoa học robot phát triển lực giải vấn đề Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh nào? Đó lí em nghiên cứu thực thiết kế làm rõ gắn kết chủ đề STEM khoa học robot với nội dung chương trình mơn học Chủ đề STEM – Robotics mà em nghiên cứu đề tài chủ đề “Xe robot tự dò đường” sử dụng cảm biến hồng ngoại, chủ đề lồng ghép kiến thức thuộc môn Công nghệ, Khoa học tự nhiên, Tin học Tốn học Chương trình giáo dục phổ thông Thông qua chủ đề này, học sinh biết vận dụng kiến thức khác để giải vấn đề thực tiễn thông qua việc tìm hiểu cấu hoạt động xe robot, vi mạch Arduino, cảm biến hồng ngoại lập trình vi điều khiển, để từ giúp học sinh phát triển lực đặc thù Do chủ đề vừa có tính thực tiễn vừa có nhiều khả thi áp dụng chương trình dạy học tiết học hoạt động trải nghiệm, từ cho thấy tính phù hợp để xây dựng chủ đề theo định hướng giáo dục STEM, đặc biệt dạy học định hướng phát triển lực đề chương trình giáo dục phổ thơng Trên sở đó, chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu: “Thiết kế chủ đề STEM xe robot tự dò đường nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh Trung học sở” Mục tiêu đề tài Thiết kế chủ đề STEM “xe robot tự dị đường” theo quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP) nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh chương trình Trung học sở Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất thiết kế chủ đề “xe robot tự dò đường” theo quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP) theo định hướng giáo dục STEM bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh chương trình Trung học sở Đối tượng phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu: Phát triển lực giải vấn đề cho học sinh trung học sở thông qua chủ đề dạy học STEM Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh + Phạm vi nghiên cứu: Hoạt động dạy học môn học STEM, đặc biệt môn Khoa học tự nhiên theo chương trình phổ thơng cấp Trung học sở Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu sở lý luận thực tiễn dạy học theo định hướng giáo dục STEM - Tìm hiểu hệ thống lý thuyết quy trình dạy học thiết kế kĩ thuật EDP - Tìm hiểu khoa học robot giáo dục khoa học robot nhà trường - Phân tích chương trình Khoa học tự nhiên, Cơng nghệ, Tin học Tốn học chương trình giáo dục phổ thông để đưa số nội dung liên quan khoa học robot nhà trường - Phân tích xây dựng nội dung chủ đề xe robot tự dò đường - Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM xe robot tự dò đường theo quy trình thiết kế kĩ thuật EDP: • Xây dựng hệ thống công cụ dạy học: dụng cụ xe, hướng dẫn lắp ráp, video, tranh ảnh, phiếu tập, thơng tin thêm • Thiết kế tiến trình dạy học để tổ chức hoạt động • Xây dựng hệ thống câu hỏi, bảng tiêu chí đánh giá lực GQVD học sinh học chủ đề - Tham khảo ý kiến đánh giá chuyên gia chủ đề, tiến trình dạy học cơng cụ hỗ trợ xây dựng thực nghiệm (nếu có thể) Phương pháp nghiên cứu - Đọc nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài - Phân loại hệ thống hóa lý thuyết - Phân tích, tổng hợp thơng tin - Quan sát khoa học - Lấy ý kiến chuyên gia Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh Cấu trúc khoá luận Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo phụ lục, đề tài gồm chương: Chương 1: Cơ sở lí luận Chương 2: Thiết kế chủ đề “Xe robot tự dò đường” Chương 3: Tham khảo ý kiến chuyên gia Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giáo dục STEM 1.1.1 Khái niệm Giáo dục STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) Hiện thuật ngữ STEM dùng nhiều ngữ cảnh khác nhau, phổ biến ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp + Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM quan tâm giáo dục lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học Thơng qua việc dạy học tích hợp mơn học với nội dung gắn với thức tiễn, người học phát triển nâng cao lực [1] + Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật tốn học Ví dụ: Nhóm ngành nghề Công nghệ thông tin; Y sinh; Kĩ thuật; Điện tử Truyền thơng…[1] Giáo dục STEM có nhiều cách hiểu khác Trong có số cách hiểu giáo dục STEM là: - Giáo dục STEM quan tâm đến môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Đây cách hiểu theo nghĩa rộng nói giáo dục STEM Ở cách hiểu này, tổ chức dạy học môn thuộc lĩnh vực STEM nghĩa giáo dục STEM.[1] - Giáo dục STEM định hướng tích hợp liên môn bốn lĩnh vực/ môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học Tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc học sinh áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp cho phép người học phát triển kĩ STEM tăng khả nặng cạnh tranh kinh tế mới” Với cách hiểu này, giáo dục STEM hiểu giáo dục tích hợp STEM.[1] Khố luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh - Giáo dục STEM tích hợp từ hai lĩnh vực/ môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học trở lên Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM mơ hình giáo dục dựa cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào giải số vấn đề thực tiễn bối cảnh cụ thể”.[1] - Ngồi ra, theo Chương trình giáo dục phổ thơng 2018, Bộ Giáo dục định nghĩa “Giáo dục STEM mơ hình giáo dục dựa cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học vào giải số vấn đề thực tiễn bối cảnh cụ thể.”[2] Trong phạm vi khoá luận này, quan tâm đến quan điểm Giáo dục STEM tích hợp từ hai lĩnh vực/mơn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên 1.1.2 Mục tiêu giáo dục STEM Theo tác giả Nguyễn Thanh Nga, giáo dục STEM gồm mục tiêu sau: [3] + Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho học sinh Đó kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Theo Chương trình tổng thể 2018, lực đặc thù phát triển thông qua môn học bao gồm: Năng lực khoa học; Năng lực công nghệ; Năng lực tin học; Năng lực tính tốn + Phát triển lực cốt lõi cho học sinh Dạy học phát triển lực tuân theo số nguyên tắc định, nguyên tắc quan trọng học sinh cần phải trải nghiệm trình hoạt động thực tiễn để bước hình thành phát triển lực Theo Chương trình tổng thể 2018, Năng lực cốt lõi học sinh bao gồm Năng lực chung Năng lực đặc thù Trong nhóm Năng lực chung bao gồm: Năng lực giải vấn đề sáng tạo; Năng lực tự chủ tự học; Năng lực giao tiếp hợp tác.[2] Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh + Định hướng nghề nghiệp cho học sinh Giáo dục STEM tạo cho học sinh có kiến thức, kĩ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có lực, phẩm chất tốt, đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước Mục tiêu giáo dục STEM Phát triển lực đặc thù STEM Phát triển lực cốt lõi Định hướng nghề nghiệp Hình 1.1 Mục tiêu giáo dục STEM[3] 1.1.3 Giáo dục STEM Việt Nam Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ tư Chỉ thị Thủ tướng đề giải pháp nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục Việt Nam Trong Thủ tướng nhấn mạnh giải pháp: “…Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu cơng nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thơng…”[4] Với Chỉ thị trên, Việt Nam thức ban hành sách thúc đẩy giáo dục STEM nhà trường, tạo điều kiện để liên kết sáng kiến hoạt động giáo dục STEM Trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM trọng rõ ràng GS Nguyễn Minh Thuyết - Tổng Chủ biên Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 - cho rằng: “Chương trình cải thiện rõ vị trí Giáo dục tin học Giáo dục công nghệ Điều rõ tư tưởng giáo dục STEM, mà cịn điều chỉnh Khố luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh kịp thời giáo dục phổ thông trước cách mạng cơng nghiệp 4.0”[5] Trong giáo dục STEM thể thông qua biểu cụ thể sau: [5] - Chương trình giáo dục phổ thơng có đầy đủ mơn học STEM: Khoa học tự nhiên, Cơng nghệ, Tin học, Tốn học Giáo dục STEM thể rõ chương trình mơn học - Vị trí giáo dục tin học giáo dục công nghệ cải thiện rõ rệt - Yêu cầu dạy học tích hợp đổi phương pháp giáo dục tạo điều kiện tổ chức chủ đề STEM chương trình mơn học, góp phần phát triển lực vận dụng kiến thức liên môn giải vấn đề thực tiễn cho học sinh - Tính mở Chương trình GDPT cho phép số nội dung giáo dục STEM xây dựng thông qua nội dung giáo dục địa phương, kế hoạch giáo dục nhà trường hoạt động giáo dục xã hội hoá 1.1.4 Quy trình dạy học STEM dựa hoạt động thiết kế kĩ thuật Quy trình thiết kế kĩ thuật (Engineering Design Process hay EDP) chuỗi bước thực mô tả lại cách mà kĩ sư sử dụng để giải vấn đề; người kĩ sư bắt đầu đặt câu hỏi, hình dung giải pháp, thiết kế kế hoạch, tạo mơ hình, thực nghiệm kiểm thử mơ hình, sau thực cải tiến.[1] Đây bước mà kĩ sư NASA thực [6] Quy trình thiết kế kĩ thuật dùng để xác định giải vấn đề có bốn đặc trưng gồm: (1) tính lặp lại cao; (2) tính kết thúc mở, tức tốn có nhiều lời giải; (3) ngữ cảnh có ý nghĩa cho việc học khái niệm khoa học, toán học kĩ thuật; (4) kích thích tư hệ thống, mơ hình hố phân tích[7] Cũng theo NASA’s Best, quy trình EDP khác biệt với quy trình dạy học khác hai điểm chính: thứ nhất, khơng có lời giải cụ thể định cho toán; thứ hai, người học cần tự thiết kế thiết kế[6] Có thể mơ tả cụ thể quy trình EDP gồm bước sau: [1] (1) Đặt câu hỏi (Ask): Học sinh xác định vấn đề, đòi hỏi cần phải đáp ứng ràng buộc xem xét Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Đức Anh ... Trên sở đó, chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu: ? ?Thiết kế chủ đề STEM xe robot tự dò đường nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh Trung học sở? ?? Mục tiêu đề tài Thiết kế chủ đề STEM ? ?xe robot tự. .. tự dị đường? ?? theo quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP) nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh chương trình Trung học sở Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất thiết kế chủ đề ? ?xe robot tự dò đường? ??... TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN ĐỨC ANH THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM ? ?XE ROBOT TỰ DÒ ĐƯỜNG” DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THCS Chuyên