Mục tiêu của nghiên cứu tập trung vào hai hướng chính: (1) Hoàn thiện và nâng cao hiệu quả các Robot trong giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông, (2) Đề xuất các phương án triển khai và áp dụng các robot.
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh PHÁT TRIỂN CÁC ROBOT CHO GIÁO DỤC STEM VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI TRONG CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG DEVELOPING ROBOTS FOR STEM EDUCATION AND PROPOSING IMPLEMENTATION PLANS IN HIGH SCHOOLS Lê Mỹ Hà, Ngơ Văn Thun, Hồng An Quốc, Vũ Thị Thanh Thảo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM , Việt Nam Ngày soạn nhận 20/12/2019, ngày phản biện đánh giá 10/01/2020, ngày chấp nhận đăng 4/2/2020 TÓM TẮT Trong báo này, nhóm tác giả nghiên cứu phát triển Robot giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, Math) nhằm giúp học sinh THPT làm quen với STEM định hướng nghề nghiệp Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào hai hướng chính: (1) Hồn thiện nâng cao hiệu Robot giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông, (2) Đề xuất phương án triển khai áp dụng robot Nhóm tác giả đề xuất thiết kế, xây dựng phần cứng chương trình phần mềm cho robot dạng module người học thực hành tự lắp ráp, đồng thời người học tự lập trình tính Robot Sau hồn thành thiết bị phần cứng, nhóm tác giả tiến hành xây dựng kế hoạch triển khai số trường trung học phổ thông địa bàn Tp.HCM Từ khóa: STEM; Robot; phương án triển khai áp dụng; trung học phổ thông ABSTRACT In this paper, the authors developed robot models to attract high school students to familiarize themselves with STEM (Science, Technology, Engineering, Math) The objectives of the study focus on two main directions: (1) Complete and improve the effectiveness of STEM education Robot for high school students, (2) proposing implementation plans in high schools The authors propose designing, building hardware and software programs for models in the form of modules that learners can practice assembling themselves, and learners can program the basic features on their own by this model After the completion of hardware equipment, the authors develop the implementation plan at some high schools in Ho Chi Minh City Keywords: STEM; teaching model; deployment and application solutions; high school students ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, phát triển mạnh mẽ công nghiệp 4.0 giới quan tâm Tại Việt Nam, phủ ngành bàn nhiều công nghiệp 4.0 làm để Việt Nam hòa nhịp giới cách mạng Giáo dục đào tạo ngành STEM đóng vai trị đặc biệt quan trọng kinh tế tri thức, quan trọng Việt Nam muốn thành công công đưa đất nước thành nước cơng nghiệp hóa đại hóa Các cơng việc khơng địi hỏi nhiều tri thức sáng tạo, lặp lặp lại dần bị thay Robot Tỉ lệ thất nghiệp cơng việc lên tới 50% đến 70% thành thực Tuy nhiên nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu Việt Nam chưa nhiều Theo báo cáo Tổ chức Lao động Quốc tế (ILO), tồn giới có khoảng 1,5 tỷ việc làm kỹ năng, chiếm 46% tổng số việc làm 70% tập trung nước phát triển vùng Nam Á Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh châu Phi Như vậy, khơng tập trung vào chương trình giáo dục STEM từ khả thất nghiệp diện rộng điều cảnh báo từ sớm Việt Nam vừa ban hành chương trình giáo dục phổ thơng mới, trọng đào tạo công nghệ thông tin, khoa học công nghệ thiết kế, sáng tạo Các khóa đào tạo ngắn STEM, IoT cho học sinh phổ thông giúp định hướng nghề nghiệp sớm, tạo đam mê cho học sinh lĩnh vực STEM KHÁI QUÁT VỀ GIÁO DỤC STEM TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Nghĩa, Bùi Thị Xuân, Nguyễn Gia Thiều (TPHCM) tổ chức câu lạc học thuật cho học sinh liên quan đến STEM Trong năm 2016, trường Đại học Sài Gòn diễn ngày hội STEM với tham gia đông đảo học sinh phổ thông trung học hình thức lắp ghép robot robot LEGO (Hình 1) Ngày 14/5/2017 trường Đại học Khoa Học Công Nghệ Hà Nội tổ chức thành công ngày hội STEM với tham gia hàng ngàn học sinh, phụ huynh quan tâm đến tham dự (Hình 2) 2.1 Tình hình nước Ngày nay, tác động cách mạng công nghiệp 4.0 giới, trường học sở giáo dục Việt Nam bắt đầu tiến hành thử nghiệm áp dụng thử nghiệm chương trình giáo dục STEM cho học sinh phổ thông nhằm nâng cao lực người học đáp ứng yêu cầu chất lượng nguồn nhân lực xã hội Dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng Việt Nam trọng đào tạo công nghệ thông tin, khoa học công nghệ thiết kế, sáng tạo Trước nhu cầu cấp bách đào tạo STEM, Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 Thủ tướng Chính phủ việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Công văn số 4325/BGDĐT-GDTrH Bộ GD&ĐT việc hướng dẫn thực nhiệm vụ giáo dục trung học năm học 2016-2017 Thành phố Hồ Chí Minh triển khai hoạt động đào tạo STEM cho học sinh trung học Văn số 2940/GDĐT-TrH ngày 01/9/2016 Sở GDĐT thành phố Hồ Chí Minh hướng dẫn thực nhiệm vụ chuyên môn Bậc Trung học năm học 2016- 2017 Nhìn chung nghiên cứu xây dựng sân chơi nhằm thu hút đối tượng học sinh phổ thông tham gia vào lĩnh vực STEM ỏi phạm vi nước Việt Nam Một số trường trung học phổ thông thuộc thành phố lớn Hà Nội Thành Phố Hồ Chí Minh trường Hà Nội - Amsterdam, Tạ Quang Bửu, Olympia, (Hà Nội), Trần Đại Hình Các học sinh phụ huynh tham gia ngày hội STEM Hà Nội Hình Các học sinh phụ huynh tham gia ngày hội STEM TPHCM 2.2 Tình hình giới Việc áp dụng chương trình giáo dục STEM Trung học Phổ thơng diễn sôi dẫn đầu nước có giáo dục tiên tiến Bản đồ giới số lượng tốt nghiệp liên quan đến STEM trình bày Hình Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Hình Bản đồ phát triển STEM giới Ngồi có thống kê khác năm 2011 số lượng tốt nghiệp liên quan đến STEM 100,000 dân số tuổi từ 20 đến 39 trình bày bảng Hình 4, trích dẫn từ: “Statistics Canada; OECD; The Conference Board of Canada” Các nhóm việc làm liên quan đến ngành ghề STEM dự đoán tăng lên nhanh chóng giai đoạn 2012-2022 Bảng thống kê tăng trưởng nhu cầu việc làm trình bày Hình trích dẫn từ: “U.S Bureau of Labor and Statistics, Employment Projections Program” Hình Thống kê số lượng tốt nghiệp STEM 100,000 dân năm 2011 Hình Thống kê tăng trưởng nhu cầu việc làm khối ngành nghề Tại Mỹ chương trình giáo dục STEM áp dụng cho nhiều cấp học kể tiểu học, mang lại hội học STEM nhà trường cho tất học sinh Trong ngân sách năm 2012, Tổng thống Barack Obama đổi tên mở rộng "Chương trình Hợp tác Toán học Khoa học" (MSP) để cấp khoản tài trợ cho bang để nâng cao giáo dục giáo viên để phục vụ phát triển chương trình giáo dục phổ thông [1] Thông thường Giáo dục STEM thường sử dụng công nghệ máy in 3D, Robot, Điều khiển để thu hút quan tâm học sinh lĩnh vực STEM [2] Năm 2006, Uỷ ban Khoa học, Kỹ thuật Chính sách công xây dựng danh sách 10 hành động với khuyến nghị hàng đầu có đề cập đến tăng cường giáo dục khoa học toán cho học sinh giáo viên giảng dạy [3] Các tiểu bang California, điều hành chương trình STEM thí điểm sau học để tìm hiểu hoạt động tiềm làm để thực chúng để tăng hội thành công học sinh [4] Một tiểu bang khác đầu tư vào Giáo dục STEM Florida, nơi trường đại học kỹ thuật Florida trường đại học công lập kỹ thuật công nghệ dành cho STEM thành lập [5] Giáo dục STEM liên tục mở rộng đến cấp độ sau trung học thơng qua chương trình thạc sĩ Chương trình STEM Đại học Maryland [6] Đại học Cincinnati [7] Canada xếp đứng thứ 12 số 16 nước tỷ lệ sinh viên tốt nghiệp theo học chương trình STEM với 21,2%, cao Hoa Kỳ, thấp nước Pháp, Đức Áo Đặc biệt hơn, Phần Lan có tỉ lệ sinh viên học STEM cao với 30% sinh viên tốt nghiệp đại học đến từ ngành khoa học, tốn học, khoa học máy tính, chương trình kỹ thuật [8] Tổ chức hướng đạo sinh Canada áp dụng biện pháp tương tự để thúc đẩy lĩnh vực STEM cho thiếu niên năm 2015 [9] Như vậy, nước có giáo dục hàng đầu giới có hành động mạnh mẽ cụ thể đề đẩy mạnh việc đưa chương trình STEM vào giáo dục phổ thông để tạo nguồn nhân lực làm việc Khoa học kỹ thuật trình độ cao nhằm thúc đẩy phát triển bền vững khoa học kỹ thuật quốc gia 10 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh PHÁT TRIỂN CÁC LOẠI ROBOT CHO GIẢNG DẠY STEM 3.1 Vai trò việc sử dụng Robot giáo dục STEM Với tính chất đa ngành, Robot cung cấp mô trường học mang tính xây dựng, phù hợp cho việc lĩnh hội kiến thức môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học (STEM) [10] Robot tỏ đặc biệt hiệu việc dạy STEM, cho phép học sinh thực hành ứng dụng thực tế khái niệm kỹ thuật công nghệ; đồng thời giúp giảm bớt tính chất trừu tượng khoa học toán học Trong thực tế, nhiều hoạt động Robot làm tiền đề dẫn đến cải tiến vượt bậc khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học [11] Robot có tiềm lớn để trở thành học phần bổ sung hiệu cho giáo dục truyền thống Tính hữu hình robot phấn khích mà chúng mang vào môi trường lớp học coi thuận lợi cho việc học tập học sinh [12] 3.2 Các loại Robot điển hình cho giáo dục STEM LEGO NXT Mơ-đun học tập Lego Mindstorms [13] bao gồm máy vi tính (NXT EV3), phần tử LEGO (trục, đầu nối, bánh xe, bánh răng, v.v.), cảm biến loại động cần thiết cho học sinh lắp ráp lập trình Sản phẩm kèm cảm biến cảm biến cảm ứng, âm thanh, siêu âm, ánh sáng quay hồi chuyển Hình (Nguồn: https://wikipedia.com) minh họa Robot chế tạo với Lego NXT Bộ điều khiển lập trình gói phần mềm có tên NXT G với chất ngơn ngữ lập trình đồ họa [14] Lập trình đồ họa thích hợp để giới thiệu lập trình khái niệm cho sinh viên cấp độ bắt đầu giáo dục robot [15] Các thực hành ý nghĩa Mơ-đun LEGO NXT là: (1) Chuyển động chiều tác động gia tốc không đổi: học vật lý, lực học; (2) Biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (ADC): xử lý tín hiệu cảm biến lập trình nhúng Ngồi ra, giáo trình hướng dẫn LEGO NXT cung cấp nhiều chủ đề để làm quen với robot lập trình cho tất học sinh Hình Robot học tập NXT VEX Cortex Theo tài liệu giáo dục nay, nhiều tổ chức áp dụng Robot VEX vào chương trình giảng dạy họ để tăng cường học tập STEM [16] Mơ-đun Robot VEX có thiết kế khung cứng nhắc xử lý mạnh mẽ đạt phổ biến thi robot cấp độ K12 đại học để mở rộng tham gia STEM Mô-đun Robot VEX sử dụng để phát triển kiến thức làm việc phần cứng phần mềm máy tính dạy kỹ giải vấn đề giáo dục STEM Hình hình ảnh robot học tập xây dựng với tảng VEX Cortex có tên gọi Boe-Bot (Nguồn: https://www.parallax.com) Mặc cho tính vượt trội Robot áp dụng vào chương trình giảng dạy STEM cho học sinh Trung học Phổ thông, khơng dễ để sở hữu loại robot đại Việt Nam yếu tố giá thành độ sẵn có thị trường Ngoài ra, việc sử dụng Robot đại có hạn chế lớn khả linh hoạt lập trình Do phần mềm lập trình nhà sản xuất thiết kế tối ưu cho hệ thống phần cứng họ nên việc ta muốn can thiệp vào hệ thống sáng tạo ứng dụng khác khó khả thi Vì lý trên, việc nghiên cứu mơ hình Robot lắp rắp từ mơ-đun Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh linh kiện có sẵn trường Việt Nam lập trình đơn giản trở nên quan trọng việc áp dụng Robot vào giảng dạy môn học STEM trường Trung học Phổ thông Trong nghiên cứu này, hai loại Robot phù hợp cho học sinh Trung học Phổ thông môi trường đào tạo Việt Nam đề xuất Các Robot đề xuất thiết kế đơn giản, dễ tiếp cận học sinh Việt Nam hoạt động có ý nghĩa tương ứng giống với Mơ-đun học tập tiên tiến giới 11 đồ thực trình bày tóm gọn Hình Khảo sát thực trạng sử dụng Robot giáo dục STEM Đề xuất loại Robot cho giáo dục STEM Xây dựng phần cứng viết chương trình chức Robot Thử nghiệm hoạt động phần cứng chức Robot Chỉnh sửa hoàn Robot cho giáo dục STEM Hình Robot VEX Cortex Boe-Bot 3.3 Phát triển Robot cho giáo dục STEM trường THPT Việt Nam a Quy trình phát triển Robot cho giáo dục STEM Mục tiêu nghiên cứu dùng robot thu hút học sinh phổ thông đến với STEM Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào hai hướng chính: (1) Hồn thiện nâng cao hiệu robot giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông, (2) Đề xuất giải pháp triển khai áp dụng robot vào hoạt động ngoại khóa trường Trung học phổ thơng Hướng thứ nhất, nhóm tác giả đề xuất thiết kế, xây dựng phần cứng chương trình phần mềm cho robot dùng giáo dục STEM phù hợp với khả nhiều lứa tuổi học sinh Các robot có dạng module người học thực hành tự lắp ráp, đồng thời người học tự lập trình tính robot thực tế Hướng thứ hai, sau hồn thành thiết bị phần cứng, nhóm nghiên cứu, xây dựng kế hoạch triển khai trường trung học phổ thơng địa bàn TPHCM sau nhân rộng nước đặc biệt vùng xa khu vực thị Lưu Hình Quy trình phát triển loại Robot cho giáo dục STEM Việc triển khai giảng dạy STEM dự kiến thực trường trung học phổ thơng có hợp tác với Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Chương trình thực độc lập lồng ghép vào buổi tư vấn tuyển sinh nhà trường dịp sinh hoạt ngoại khóa học sinh trại hè nghiên cứu khoa học Sau nhận thông tin phản hồi, nhóm nghiên cứu thực hiệu chỉnh robot thông qua phiếu đánh giá vấn đáp trực tiếp Các trường dự kiến chọn thử nghiệm Trường PTTH Long Trường, Quận 9, TP.HCM, Trường PTTH Nguyễn Hữu Huân, Quận Thủ Đức, TP.HCM Đồng thời Công ty TNHH Hồng Việt Thanh hỗ trợ chuyển giao cơng nghệ cho sở giáo dục đào tạo khác có nhu cầu giảng dạy STEM b Xây dựng phần cứng Robot cho giáo dục STEM Loại Robot thứ đề xuất cho việc giảng dạy STEM “Robot dị đường”, xây dựng theo Mơ-đun giúp học sinh tự lắp ráp thực hành Loại Robot có khả lập trình Khi 12 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh học sinh muốn Robot vận hành theo mong muốn bắt buộc phải suy luận, dùng tư tốn học, kỹ lập trình để lập trình cho Robot Ngồi ra, để Robot di chuyển tốt mê cung, người học cần kiến thức chuyên ngành Điều khiển Tự động Hình ảnh Robot dị đường mơ-đun linh kiện trình bày Hình Bảng Loại Robot đề xuất thứ hai “Robot khiêu vũ” hình 10 Loại mơ hình xây dựng theo Mô-đun riêng biệt, người dùng tự lắp ráp vận hành Điểm thú vị điệu khiêu vũ thay đổi tùy theo chương trình học sinh lập trình cho Robot Thử thách Robot bạn học sinh phải lập trình thời gian động tác cho khớp với tiếng nhạc (a) (a) (b) Hình Mơ hình robot dị đường (a) Mơ hình robot sau lắp ráp hồn chỉnh, (b) Linh kiện cần thiết để lắp ráp mô hình Bảng Danh sách linh kiện cần thiết để lắp ráp Robot dị đường Stt Linh kiện (b) Hình Mơ hình robot Dancing (a) Mơ hình robot sau lắp ráp hoàn chỉnh, (b) Linh kiện cần thiết để lắp ráp mơ hình Arduino Uno R3 Cảm biến siêu âm HC-SR04 Bảng Danh sách linh kiện cần thiết để lắp ráp Robot khiêu vũ Stt Linh kiện Bộ khung Robot người bậc tự Động DC giảm tốc Arduino Uno R3 Nguồn điện – Pin 12V Servo RC MG996R Mạch điều khiển động L298N Dây cắm kết nối Dây điện kết nối Mô-đun điều khiển Servo PCA9685 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Các Robot sau lập trình hồn thiện đưa vào hoạt động thi đấu để học sinh học hỏi lẫn cách thức lập trình tự đánh giá kiểm chứng, so sánh kết Tư quy trình thiết kế kỹ thuật (Engineering Design Process) tư theo hướng thiết kế để giải vấn đề (Design thinking) vận dụng hoạt động thực hành Các phương pháp giảng dạy theo hướng học theo dự án (Project based learning) nghiên cứu kỹ để đưa phương pháp sư phạm phù hợp nhằm khuyến khích học sinh tham gia vào STEM lựa chọn nghề nghiệp sau Tài liệu giảng dạy biên soạn nhằm chuyển giao cho đối tượng mong muốn giảng dạy lĩnh vực trường phổ thông sở giáo dục khác Bảng tóm tắt hoạt động học sinh kỹ cần thiết học sinh thực nội dung thực hành Bảng Nội dung thực hành cho Robot Dancing Robot dò line Bước Hoạt động Kỹ Xác định phương pháp tiếp cận vấn đề: Làm để lắp ráp Robot cách Khả giải vấn đề, tìm logic hệ thống Robot Thực lắp ráp Áp dụng kỹ phần cứng láp ráp, Robot khí Lắp đặt hệ thống Kiến thức điện, điều khiển điện, điện tử Arduino kết nối động động Viết chương trình điều khiển cho Robot phần mềm Arduino IDE Kiến thức lập trình bản, ngơn ngữ lập trình C Kỹ lập Nạp chương trình trình nhúng điều khiển chạy khả thử Robot gỡ lỗi 13 Bước Hoạt động Kỹ Lập trình động tác cho Robot Dancing (tiến, lùi, bước sang trái/phải) Lập trình hoạt động chạy tới, lùi, rẽ trái, phải, thay đổi tốc độ Robot dò đường Khả tự phát triển chương trình nâng cao cho Robot Kỹ lập Thực hành tác luận giải vụ theo yêu cầu vấn đề khác hoàn chỉnh c Xây dựng chức Robot cho giáo dục STEM Sau hồn thành cơng đoạn lắp ráp phần cứng, hai Robot lập trình điều khiển để thực thử nghiệm Công việc lập trình thực thơng qua phần mềm Arduino IDE Đây phần mềm mã nguồn mở, loại đơn giản cho đối tượng người bắt đầu học lập trình Robot Hình 11 giao diện Arduino IDE Hình Giao diện Arduino IDE Đối với Robot dị đường, mục tiêu lập trình cho Robot có khả tự động di chuyển bám tường sa hình dạng mê cung đơn giản Hình 12 thể trình thực phần “tìm đường mê cung” Robot dị đường sa hình xoắn ốc 14 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh khác khoa học kỹ thuật tham gia Trong nghiên cứu tác giả chia làm mức độ Ở mức độ 1, ban tổ chức triển lãm Robot giới thiệu thông số, ứng dụng Robot giải thích thơng qua video ứng dụng thực tế Ở mức độ 2, ban tổ chức hướng dẫn cho học sinh thực hành số chức sau giới thiệu chức mức Ở mức độ 3, học sinh giới thiệu nội dung thi tiến hành thi đấu theo nhóm Trong nghiên cứu này, tác giả đề xuất phương án tiếp cận thi sau huấn luyện cho học sinh kiến thức chức Robot Hình 10 Robot dị đường mê cung Đối với Robot khiêu vũ, mục tiêu lập trình cho Robot có khả thực động tác nhảy theo điệu nhạc đơn giản động tác di chuyển giống người Hình 13 thể vài động tác nhảy Robot Ở Robot dò đường, ban tổ chức tiến hành thực thi “Micromouse – Robot tìm đường mê cung” Mỗi đội thi gồm – thành viên thuộc lớp học Khuyến khích đội có 01 người hướng dẫn; người hướng dẫn phải giáo viên trường Các đội thi phép thay và/hoặc bổ sung tối đa 50% số lượng thành viên ban đầu, đảm bảo phải có tối thiểu thành viên ban đầu Thể lệ thi thể Bảng Với cách thức tiến hành tương tự, nội dung thi đấu thi “Dancing Robot” thể Bảng Bảng Thể lệ Cuộc thi Micromouse Vịng 1: Vịng đấu loại Hình 11 Robot khiêu vũ TRIỂN KHAI SỬ DỤNG ROBOT CHO GIÁO DỤC STEM QUA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA TẠI CÁC TRƯỜNG THPT Có nhiều hình thức triển khai hoạt động STEM cho học sinh thông qua Robot Các hoạt động xếp theo thứ tự mức độ từ dễ đến khó cho học sinh với lứa tuổi lực trình độ Mơ tả Cách tính điểm - Mỗi đội thi trang bị module Robot Các đội tiến hành lắp ráp lập trình cho Robot - Nhiệm vụ: Các đội phải hồn thành thuật tốn điều khiển nạp vào Robot trước thực phần thi Robot có khả chạy mê cung, rẽ trái, rẽ phải thoát khỏi mê cung - Trên mê cung thi đấu có điểm chốt tính điểm Khi vượt qua chốt, đội đạt điểm, thoát khỏi mê cung thưởng 10 điểm - Thể lệ tính điểm giống tất phần thi - Trường hợp xe kẹt, không di chuyển đường Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh - Thách thức: Robot chạy song song với tường mê cung, không bị va chạm liên tục Nhận diện hướng rẽ (trái/phải) thực việc rẽ nhanh chóng - Mỗi lượt thi gồm đội thực phần thi Các đội tối ưu thuật tốn máy tính cá nhân đi, đội xuất phát lại từ điểm chốt trước (theo tín hiệu từ trọng tài) - Các đội xếp theo thứ tự từ cao xuống thấp theo số điểm đạt - đội có thành tích tốt bước tiếp vòng sau Bảng Thể lệ thi Dancing Robot Vịng thi Mơ tả Vịng 1: Đấu loại - Thời gian thi đấu phút - Thực điệu nhảy tự nhạc ban tổ chức đưa - Mỗi bảng gồm đội thi đấu với đội bảng vào vòng Vòng 2: Bán kết - Thời gian thi đấu phút - Thực điệu nhảy nhạc từ chậm đến nhanh ngược lại Ban tổ chức đưa Các robot phải điều chỉnh tốc độ thực thi động tác cho phù hợp với giai điệu nhạc (nhạc nhanh nhảy nhanh, nhạc chậm nhảy chậm) - Mỗi bảng gồm đội đội thắng vào vòng Vòng 3: Chung kết - Mỗi robot trình bày diễn solo phút - Thực điệu nhảy nhạc chuẩn bị trước (SV tự chọn nộp trước cho ban tổ chức) Vịng 2: Vịng chung kết Mơ tả Trận 1: - 08 đội thi bốc thăm chia thành cặp - Lần lượt cặp thi đấu lượt mê cung độc lập - Mỗi đội có phút để chuẩn bị đưa xe vào vạch xuất phát, sẵn sàng thi đấu Trận 2: - 04 đội chia thành cặp đấu loại trực tiếp: Đội có kết cao vịng đấu với đội có kết thấp nhất; Đội có kết cao thứ đấu với đội cao thứ Cách tính điểm - đội có thành tích tốt bước tiếp tới vòng sau - Thử thách bí mật cơng bố trước phần thi - đội chiến thắng trận bước vào trận chung kết Chung kết: - 02 đội thi đấu trực - Sẽ có chỉnh sửa tiếp để tìm nhà vơ sa hình mê cung để địch tăng độ khó - Đội chiến thắng đội thoát khỏi mê cung trước đạt nhiều chốt điểm thời gian nhanh 15 Chú ý: Robot thắng dựa điểm hội đồng giám khảo với tiêu chí: Số lượng phong phú động tác Sự phù hợp động tác giai điệu nhạc Tính thẩm mỹ động tác KẾT LUẬN Việc tạo Robot sân chơi học thuật gắn liền với lĩnh vực STEM giúp định hướng nghề nghiệp, tạo đam mê cho học sinh phổ thông trung học nhằm thu hút số lượng sinh viên theo học lĩnh vực STEM Đồng thời hoạt động mang lại hào hứng việc tìm tịi nghiên cứu khoa học học sinh phổ thông Nâng cao chất lượng giảng dạy trường trung học phổ thông thông qua phương pháp học tập dựa dự án thực tế robot Nghiên cứu 16 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 57 (04/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh gián tiếp tạo nguồn nhân lực có kỹ khoa học kỹ thuật cao để phục vụ công cơng nghiệp hóa đất nước giúp Việt Nam theo kịp Cách mạng công nghiệp 4.0 giới LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu thuộc đề tài mã số B2018.SPK.01 tài trợ Bộ Giáo dục Đào tạo Tổ chức chủ trì Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] Jane J Lee "Obama's Budget Shuffles STEM Education Deck" American Association for the Advancement of Science, 2012 J.L Irwin, D.E Oppliger, J.M Pearce, G Anzalone, “Evaluation of RepRap 3D Printer Workshops in K-12 STEM”, 122nd ASEE Conf Proceedings, paper ID 12036, 2015 Yu Xie, Michael Fang, and Kimberlee Shauman, "STEM Education", 2015 Vandell, D L., “California afterschool outcome measures project: Field test of the online toolbox” (Final report submitted to the California Department of Education), 2012 https://floridapoly.edu/stem-education-florida-need-know/ https://marylandstemfestival.org/ https://blossomscholastic.org/cincinnati-camps/ Labor, United “The STEM Workforce Challenge: The Role of the Public Workforce System in a National Solution for a Competitive Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Workforce”, Federal Publications, 2007 Langdon, D & McKittrick, G & Beede, David & Khan, B & Doms, M., “STEM: Good jobs now and for the future”, 2013 A Khanlari “Effects of educational robots on learning STEM and on students’ attitude toward stem.” In Conference on Engineering Education, pp 62–66, 2013 C Kim, D Kim, J Yuan, R Hill, P Doshi, & C Thai “Robotics to promote elementary education pre-service teachers’ STEM engagement, learning, and teaching.” Computers & Education, 91, 14–31, 2015 M Karim, S Lemaignan, & F Mondada “A review: Can robots reshape k-12 STEM education?” In International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts, pp 1–8, 2015 W Wang “A mini experiment of offering STEM education to several age groups through the use of robots.” In 2016 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC), pp 120–127, 2016 A Cruz-Martín, J A Fernández-Madrigal, C Galindo, J González Jiménez, C Stockmans-Daou, & J L Blanco-Claraco “A lego mindstorms nxt approach for teaching at data acquisition, control systems engineering and real-time systems undergraduate courses.” Computers & Education, 59, 974–988, 2012 F Tuluri, J Colonias, D Vance, D Dixon, M White, & A Edwards “Robotics-based educational tool—An interactive learning platform to enhance understanding behavior of physical systems.” The Researcher, 27(1), 89–104, 2014 F Sullivana, & J Heffernana “Robotic construction kits as computational manipulatives for learning in the STEM disciplines.” Journal of Research on Technology in Education, 48(2), 105–128, 2016 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Họ tên: Lê Mỹ Hà Đơn vị: Khoa Điện – Điện Tử, Trường ĐH SPKT TPHCM Email: halm@hcmute.edu.vn ... dụng Robot vào giảng dạy môn học STEM trường Trung học Phổ thông Trong nghiên cứu này, hai loại Robot phù hợp cho học sinh Trung học Phổ thông môi trường đào tạo Việt Nam đề xuất Các Robot đề xuất. .. hiệu robot giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông, (2) Đề xuất giải pháp triển khai áp dụng robot vào hoạt động ngoại khóa trường Trung học phổ thơng Hướng thứ nhất, nhóm tác giả đề xuất. .. Robot cho giáo dục STEM trường THPT Việt Nam a Quy trình phát triển Robot cho giáo dục STEM Mục tiêu nghiên cứu dùng robot thu hút học sinh phổ thông đến với STEM Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào