1.1. Hoạt động trai nghiệm ở trường THPT 1.1.1. Định nghĩa hoạt động trải nghiệm
Trải nghiệm hiệu đơn giản nhất là những gì con người trải qua, kinh qua một hoàn cảnh, môi trường, điều kiện nào đó đề suy ngẫm, suy xét hay chứng thực một điều gì đó. Trải nghiệm là một phần không thé thiếu khi học tập, khi nghiên cứu về lí thuyết học trải nghiệm, David A.Kolb (1984) tin rằng: “Hoe tập là quá trình trong do tri thức được kiến tạo thông qua sự chuyến hóa cua kinh nghiệm”. Qua trai nghiệm, người học
thu nhận được kiến thức và kinh nghiệm sông cho riêng bản thân. nhờ đó có thê phát
triển phẩm chat và năng lực, góp phần hoàn thiện bản thân, đồng thời có thé cải tạo được
thực tiền.
Theo Hiệp hội Giáo dục trải nghiệm (Association for Experiential Education
AEE) (1977), “Day học trải nghiệm là một phạm trù bao hàm nhiều phương pháp trong đó người dạy khuyến khích người học tham gia trải nghiệm thực tế, sau đó phản ánh, tong kết lại dé tăng cường hiểu biết, phát triển kĩ năng, định hình các giá trị sống và phát triển tiềm năng bản thân. tiễn tới đóng góp tích cực cho cộng đồng và xã hội".
Theo Chương trình giáo dục phô thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động
trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “Hoạt động trải
nghiệm là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng. thiết kế và hướng dẫn thực hiện. tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế. thé nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có va huy động tong hợp kiến thức, ki nang của các môn học dé thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn dé của thực tiễn đời
sông nhà trường. gia đình, xã hội phù hợp với lửa tuôi: thông qua đó, chuyên hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩ năng mới góp phan phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề nghiệp
tương lai”
Trong phạm vi khóa luận, chúng tôi giữ nguyên tinh thần định nghĩa về hoạt động trải nghiệm của Bộ Giáo dục va Dao tạo và định nghĩa ngắn gọn về hoạt động trải nghiệm như sau: Hoạt động trải nghiệm là một phần quan trọng trong chương trình GDPT. Hoạt
động trải nghiệm có nội dung, phương pháp và đánh giá cụ thê; được nhà giáo dục định
hướng, thiết kế và hướng dan thực biện; nhằm gợi lên nhu cau trải nghiệm cho HS, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế và giải quyết những van đề của thực tiễn đời sống. góp phan phát triển các phẩm chat và năng lực của HS một cách toàn diện.
1.1.2. Bản chất của hoạt động trải nghiệm
Trong lí luận Giáo dục học đã khăng định “Ban chất của giáo dục là trai nghiệm”,
muốn giáo dục nhân cách của học sinh phải tô chức hoạt động giáo dục, không thê bằng con đường lí thuyết suông.
Bản chất của hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo đục được tô chức theo con
đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự thông nhất giữa nhận thức và hành động.
hình thành và phát triển cho HS niềm tin, tình cảm, những NL cần có của HS trong tương lai. Chính vì vậy trong nội dung, phương pháp, hình thức tô chức của hoạt động có thể mang dáng dấp của hoạt động theo nghĩa hẹp. Tuy nhiên, điểm khác biệt giữa
chúng chính là cách làm, cách triển khai hoạt động. (Nguyễn Thị Liên, 2016)
Hoạt động trải nghiệm có các đặc trưng sau đây:
- Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động;
- Tính tự chú của HS trong kế hoạch và hành động của cá nhân;
- Tính tập thé của HS;
- Tính tiếp cận với môi trường sông trong và ngoài nha trường:
- Tinh sáng tạo dé thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân;
- Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiền;
- Tính công dân có trách nhiệm khi đặt người học vào các tình huống mới;
- HS được khăng định giá trị bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL của mình;
- HS hình thành các ý thức. pham chat cùng chung sông và sông có trách nhiệm với bản thân và xã hội;
- HS được tiếp cận với các giá tri cuộc sông trong các tình huéng thực tiền.
1.1.3. Nội dung của hoạt động trải nghiệm
Theo chương trình Giáo duc phd thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động
trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018). “hoạt động trải
nghiệm được thiết kế theo hướng vừa đồng tâm, vừa tuyến tính, xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp 12 với các mạch nội dung hoạt động thông nhất sau: Hoạt động hướng vào bản thân, Hoạt động hướng đến xã hội. Hoạt động hướng đến tự nhiên và Hoạt động hướng nghiệp”
Bang 1.1. Nội dung hoạt động trải nghiệm theo chương trình Giáo dục phổ thông.
Hoạt động Nội dung hoạt động
- HD tim hiéu/ khám phá bản thin;
- HĐ rèn luyện nén nếp, thói quen, tính tuân
Hoạt động hướng vào bản thân thủ, trách nhiệm, ý chí, vượt khó:
- HB phát triển các mỗi quan hệ trong gia đình,
nhà trường và xã hội.
- HD giáo dục truyền thống, tư tưởng, đạo đức;
- HD giáo dục văn hóa, hữu nghị và hợp tác:
; _ |- HD tìm hiểu phong cảnh, đi tích văn hóa —
Hoạt động hướng den xã hội - - ;
lich sử của địa phương va dat nước;
- HB tình nguyện/ nhân đạo và hoạt động giáo các van dé xã hội.
- HD tìm hiểu và bảo tồn cảnh quan thiên Hoạt động hướng đến tự nhiên nhiên;
- HD tìm hiểu, lao động bảo vệ môi trường
- HD tìm biểu, trải nghiệm thé giới nghề
Hoạt động hướng nghiệp nghiệp; ; ;
- HD tim hiểu một số pham chat va năng lực của nghé/ nhóm nghé gan gũi:
Nội dung hoạt động
- HD đánh giá và rèn luyện bản thân phù hợp
với nhóm nghề:
- HD tìm hiểu và lựa chọn các nhóm tri thức
khoa học liên quan đến nghề nghiệp:
- HD tìm hiểu hệ thống giáo dục trung học
chuyên nghiệp và đào tạo nghề và các cơ sở
đào tạo cao đăng, đại học của Trung ương, địa
phương.
Trong phạm vi khóa luận, nội dung tô chức hoạt động trải nghiệm của đẻ tài là các mô hình, ứng dụng STEM Robotics có liên quan đến những kiến thức trong chuyên dé *Mở dau vẻ điện tử học - Vật lí 11” và một số kiến thức liên hệ thuộc các môn học khác như toán học, công nghệ. tin học lập trình nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vẫn dé của học sinh
1.1.4. Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm
Chương trình GDPT - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động trải nghiệm, hướng
nghiệp của Bộ Giáo dục và Đảo tạo (26/12/2018) đã đưa bốn phương thức tô chức hoạt
động trai nghiệm như sau: (Bộ Giáo dục và Dao tao, 2018)
- Phuong thức Khám phá: là cách tô chức hoạt động tạo cơ hội cho HS trải nghiệm
thé giới tự nhiên, thực tế cuộc sông và công việc, giúp HS khám phá những điều mới lạ, tìm hiểu, phát hiện van dé từ môi trường xung quanh, bồi dưỡng những cám xúc tích cực và tình yêu quê hương đất nước. Nhóm phương thức tổ chức này bao gồm các hoạt động tham quan, cam trai, thực địa và các phương thức
tương tự khác.
- _ Phương thức Thê nghiệm. tương tác: là cách tô chức hoạt động tạo cơ hội cho
HS giao lưu, tác nghiệp và thể nghiệm ý tưởng như dién đàn, đóng kịch, hội
thảo,hội thi, trò chơi và các phương thức tương tự khác.
- Phương thức Công hiến: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS mang lại những giá trị xã hội băng những đóng góp và cống hiến thực tế của mình thông
10
qua các hoạt động tình nguyện nhân đạo, lao động công ích. tuyên truyền và các
phương thức tương tự khác.
- Phuong thức Nghiên cứu: là cách tô chức hoạt động tạo cơ hội cho HS tham gia các đẻ tài, dự án nghiên cứu khoa học nhờ cảm hứng từ những trải nghiệm thực tế, qua đó dé xuất những biện pháp giải quyết vấn đề một cách khoa học. Nhóm hình thức tô chức này bao gdm các hoạt động khảo sát, điều tra, làm dự án nghiên
cứu, sáng tạo công nghệ, nghệ thuật và các phương thức tương tự khác.
Trong phạm vi khóa luận, chúng tôi dựa trên phương thức Khám phá và Nghiên cứu
của Bộ Giáo đục và Dao tạo dé xây dựng và tô chức hoạt động trải nghiệm cho HS vận
dụng kiến thức chuyên dé “Mo đầu về điện tử học - Vật lí 11” để nghiên cứu, thiết kế
và chế tao các sản phẩm theo định hướng giáo dục STEM Robotics.
1.2. Giáo dục STEM Robotics
1.2.1. Khái niệm giáo duc STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa hoc), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kĩ thuật và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn
đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia (Nguyễn Thanh Nga. 2018). Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh
khác nhau đó là ngữ cảnh nghề nghiệp và ngữ cảnh giáo dục.
Trong ngữ cảnh giáo dục. STEM là sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn dé phát triển và nâng cao năng lực của người học.
Mô hình giáo dục STEM có thé diễn giải ở ba cấp độ: chính sách STEM (chỉ thi, thông tư, đề án, công văn hướng dẫn,..), chương trình STEM (mục tiêu, nội dung, phương pháp. phương tiện và kiêm tra đánh giá) va nguồn lực STEM (nhân lực, vật lực.
tài lực). (Nguyễn Thanh Nga, 2018)
Hình 1.1. Trực quan hóa mô hình giáo dục STEM
Giáo dục STEM được nhiều té chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiệu khác nhau.
Trong đó một số cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là: (Nguyễn Thanh Nga,
2018)
Quan tam đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây là cách
hiểu theo nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. O cách hiểu này, cứ tô chức day
học các môn thuộc lĩnh vực STEM nghĩa là giáo dục STEM.
Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Tác giá Tsupros định nghĩa: “Giáo dực STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Ki thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thé tạo nên sự kết nỗi giữa
nhà trường, công đông và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nên kính tế mới”. Với cách
hiểu này, giáo dục STEM được hiéu là giáo dục tích hợp STEM.
Tích hợp từ hai lĩnh vực vẻ Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên.
Theo quan niệm này, tác gia Sanders định nghĩa: “Giáo duc STEM là mô hình
giáo dục dua trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ. Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết mot số vấn dé thực tiền trong bối cảnh cụ thé”.
12
- Tại Việt Nam, Chương trình giáo dục phô thông 2018 định nghĩa giáo dục STEM: “Giáo duc STEM là mô hình giáo duc dua trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ. kĩ thuật và toán học
vào giải quyết mot so van đề thực tiên trong boi cảnh cụ thể”.
Trong phạm vi của khóa luận nay, chúng tôi quan tâm đến quan điểm Giáo dục STEM là sự tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học
trở lên.
1.2.2. Giáo duc STEM Robotics
Robotics (hay khoa học Robot) là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng robot tự động.
Nó tập trung vào thiết kế. xây dựng và vận hành các hệ thông tự động. kết hợp cơ điện tử, trí tuệ nhân tạo và lập trình. Robotics không chỉ áp dụng trong sản xuất công nghiệp mà còn có ứng dung rộng rãi trong y tế, giáo dục. nông nghiệp và nhiều lĩnh vực khác, mang lại tiềm năng to lớn cho sự tiến bộ của công nghệ và cuộc sông con người.
Giáo dục khoa học robot (hay Educational Robotics) là một lĩnh vực tập trung vào sự áp dụng của robot trong quá trình giáo dục và học tập. Nó không chỉ dừng lại ở
việc sử dung robot làm công cụ, ma con thúc đây việc tích hợp công nghệ vào quá trình giáo dục dé tạo ra môi trường học tập tương tác và kích thích sự sáng tạo cho học sinh.
Trong lĩnh vực này, robot không chỉ được xem như một công cụ hỗ trợ mà còn là cầu
nói giữa lý thuyết giáo dục và thực tế áp dụng, góp phần tăng cường khả năng học tap,
tư duy logic, phát triển năng lực giải quyết van dé và sáng tạo cho học sinh.
Giáo dục khoa học Robot được xem là một cách tiếp cận tốt nhất đối với giáo dục STEM ở các trường trung học, được gọi là STEM Robotics. Trong cách tiếp cận này, robot không chỉ đóng vai trò là công cụ học tập mà còn trở thành đối tượng chính dé hoc sinh ap dung kiến thức về Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào việc giải quyết các van dé thực tế theo hướng tự động hóa. Đồng thời, việc tham gia vào các hoạt động STEM Robotics cũng giúp học sinh tiếp cận kiến thức vé cảm biến, mach điện tử, kỹ năng sử dụng các phần mém lập trình, thiết kế và lập trình điều khién tự động, tạo nên tảng vững chắc cho sự phát triển của họ trong lĩnh vực này.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tích hợp robot trong giảng dạy, đặc biệt là trong giáo dục STEM đã đưa ra nhiều lợi ích rất hữu hiệu đối với HS tiểu học và trung
13
học như: phát triển hoạt động khoa hoc, nâng cao sự tiếp thu kiến thức trong môn vật lí;
phát triển ki năng, tư duy thiết kế kĩ thuật; tăng cường hiệu năng trong môn toán học, nhất là học sinh trung bình. Ngoài ra cũng đã có nhiều nghiên cứu cho rằng việc sử dụng
robot trong giáo dục STEM giúp tăng cường năng lực đặc thù STEM va tạo sự hứng thú
của HS đối với giáo duc STEM. (D. B. Larkins, 2013)
Dựa vào vai trò của robot trong quá trình học, Giáo dục khoa học Robot tích hợp trong giáo duc STEM thường được chia làm hai loại chính:
Robot được xem như là một công cụ học tập: Robot sẽ được xem như là một
dụng cụ hỗ trợ trong quá trình tiếp thu kiến thức khoa học và của HS thông qua các hoạt động như thực hành. làm thí nghiệm. thu thập số liệu. (H. Altin and M.
Pedaste, 2013)
Robot được xem như là một đối tượng học tập: Robot được xem như 1a một môn
học riêng, HS học và khám phá chính con robot thông qua các hoạt động học tập
có sự tương đồng với giáo dục STEM. (S. E. Jung & E. S. Won, 2018)
1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM Robotics
Giáo dục STEM Robotics được phát triển ở nhiều môi trường giáo dục khác nhau
nên được xây dựng dựa trên các mục tiêu khác nhau, tuy nhiên chúng tôi muôn đề cập
đến ba mục tiêu chính sau đây:
Phát triển năng lực cốt lõi. Giáo dục STEM Robotics thúc đây học sinh khám phá và chiếm lĩnh những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học dé giải quyết các vẫn đề thực tiễn. Từ đó, học sinh có nhiều cơ hội để phát triển một số năng lực cốt lõi như: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giải quyết van dé và sáng tạo, năng lực tính toán, năng lực khoa
học, năng lực công nghệ. năng lực tin học. (Nguyễn Thanh Nga & Hoàng Phước
Muội, 2022)
Đây mạnh giáo duc Robotics ở trưởng phổ thông. Như chúng tôi đã đề cập đến ở phan "Giáo dục STEM Robotics”, giáo dục robotics ở trường trung học phô
thông được chia thành hai loại chính:
Robot là công cụ học tập. Robot hỗ trợ học tập các môn học khác liên quan ở các
cấp học khác nhau, đóng vai trò là phương tiện để đạt được các mục tiêu của bài
14
học thuộc các nội dung hoặc lĩnh vực khác nhau như toán học, vật lí, địa lí,...
(Nguyễn Thanh Nga & Hoàng Phước Muội, 2022)
+ Robot là một đối tượng học tập. Robotics được nghiên cứu như một môn học
riêng, bao gồm các hoạt động giáo dục nhằm xây dựng một môi trường học tập
tích cực. tư duy sáng tạo và trách nhiệm. Một môn học lôi cuén học sinh vào giải quyết vấn dé, tập trung đến thiết kế, chế tạo và vận hành robot theo ý tưởng và
giải pháp của mình. Qua đó học sinh vừa phát triển được năng lực cá nhân, đồng thời cảm thấy ý nghĩa trong hoạt động tạo ra sản phẩm của bản thân. (Nguyễn
Thanh Nga & Hoang Phước Muội, 2022)
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Giáo dục STEM Robotics sẽ tạo cơ hội cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp tương lai của HS. Từ đó. góp phan xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.
(Nguyễn Thanh Nga & Hoàng Phước Muội, 2022)
Mục tiêu giáo dục STEM Robotics
Sơ dé 1.1. Mục tiêu của giáo duc STEM Robotics.
1.2.4. Công cụ robot trong giáo duc STEM Robotics
Trong quá trình giảng dạy STEM Robotics, robot đóng một vai trò quan trong,
có thê là công cụ học tập hoặc đối tượng học tập. Việc chọn lựa bộ robot và nên tảng
lập trình phù hợp là không thê thiếu dé đảm bảo đạt được mục tiêu day học mong muốn
của giáo viên đối với học sinh. Trên thị trường ngày nay, có nhiều loại robot pho bién như LEGO Mindstorms, Micro:bit, Arduino, Yolo:bit,... Mỗi loại robot nay đều có đặc điềm và giá thành khác nhau, phù hợp với mục đích cụ thé của giáo viên và đối tượng
học sinh mà họ đang hướng đến. Tuy nhiên, có thê phân loại các bộ dung cụ robot trên