PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÔNG GIAN VÀ KHẢ NĂNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TIỂU HỌC THÔNG QUA CÁC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM VỚI DRONE

 

PHÁT TRIỂN TƯ DUY KHÔNG GIAN VÀ KHẢ NĂNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TIỂU HỌC THÔNG QUA CÁC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM VỚI DRONE

                                                                                                                                               Aitechbook

Abstract:

Primary education plays a pivotal role in shaping fundamental cognitive abilities, with spatial thinking and problem-solving skills being two particularly crucial competencies (National Research Council, 2006). However, traditional educational methods often face limitations in providing intuitive and stimulating learning experiences, leading to suboptimal development of these abilities in students. As Albert Einstein once stated, “Imagination is more important than knowledge” (BrainyQuote, n.d.), underscoring the importance of fostering creativity and visualization in children. This study aims to evaluate the effectiveness of utilizing Drone technology through hands-on experiential activities in supporting the development of spatial thinking and problem-solving skills for primary school students. An experimental research design with a control group will be implemented with 4th and 5th-grade students at a primary school, employing measurement tools such as observation checklists, tests, and project evaluation rubrics. Preliminary results are expected to demonstrate the positive impact of Drones in enhancing students’ learning engagement, spatial visualization abilities, situational analysis, planning, and solution implementation. This research promises to contribute to the theory of primary education and open new avenues for designing STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) educational activities through the application of modern technology in school environments.

Keywords: Drone, UAV, spatial thinking, problem-solving skills, primary school students, experiential activities, STEM education, experimental research.

I. TÓM TẮT (Abstract)

Giáo dục tiểu học đóng vai trò then chốt trong việc hình thành các năng lực nhận thức cơ bản, trong đó tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề là hai kỹ năng đặc biệt quan trọng (National Research Council, 2006). Tuy nhiên, các phương pháp giáo dục truyền thống thường gặp hạn chế trong việc cung cấp trải nghiệm học tập trực quan và kích thích, dẫn đến việc học sinh chưa được phát triển tối đa các năng lực này. Như Albert Einstein từng nói, “Trí tưởng tượng quan trọng hơn kiến thức” (BrainyQuote, n.d.), nhấn mạnh tầm quan trọng của việc khơi gợi sự sáng tạo và khả năng hình dung ở trẻ. Nghiên cứu này đặt mục tiêu đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ Drone thông qua các hoạt động trải nghiệm thực tế trong việc hỗ trợ phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học. Thiết kế nghiên cứu thực nghiệm với nhóm đối chứng sẽ được triển khai trên đối tượng học sinh khối lớp 4-5 tại một trường tiểu học, sử dụng các công cụ đo lường như bảng quan sát, bài kiểm tra và phiếu đánh giá dự án. Kết quả dự kiến sẽ cho thấy tác động tích cực của Drone trong việc tăng cường hứng thú học tập, khả năng hình dung không gian, phân tích tình huống, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp của học sinh. Nghiên cứu hứa hẹn đóng góp vào lý luận về giáo dục tiểu học và mở ra hướng đi mới cho việc thiết kế các hoạt động giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) thông qua ứng dụng công nghệ hiện đại trong môi trường học đường.

Từ khóa: Drone, UAV, tư duy không gian, khả năng giải quyết vấn đề, học sinh tiểu học, hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM, nghiên cứu thực nghiệm.

II. GIỚI THIỆU (Introduction)

2.1. Bối cảnh và Tầm quan trọng của Tư duy Không gian và Khả năng Giải quyết Vấn đề ở Học sinh Tiểu học

Giáo dục tiểu học là giai đoạn nền tảng, nơi các kỹ năng và năng lực cốt lõi được hình thành và phát triển, định hình tương lai học tập và sự nghiệp của mỗi cá nhân. Trong bối cảnh thế kỷ 21, khi tốc độ thay đổi và sự phức tạp của thế giới ngày càng tăng, việc trang bị cho học sinh những kỹ năng thích ứng và giải quyết vấn đề trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. “Giáo dục không phải là sự chuẩn bị cho cuộc sống; giáo dục chính là cuộc sống” (Dewey, 1938, tr. 1), câu nói nổi tiếng của John Dewey đã khẳng định tầm quan trọng của việc học tập phải gắn liền với thực tiễn và trải nghiệm.

Tư duy không gian (Spatial Thinking) được định nghĩa là khả năng nhận diện, hình dung, phân tích và biểu diễn các đối tượng, hiện tượng trong không gian hai chiều (2D) và ba chiều (3D) (National Research Council, 2006). Các thành tố của tư duy không gian bao gồm khả năng nhận diện hình dạng, vị trí, phương hướng, khoảng cách, khả năng hình dung vật thể trong không gian 2D và 3D, xoay hình, dịch chuyển vật thể (Gersmehl, 2008). Tầm quan trọng của tư duy không gian là không thể phủ nhận; nó được coi là nền tảng cho sự thành công trong nhiều lĩnh vực như khoa học (ví dụ: cấu trúc phân tử, thiên văn học), toán học (hình học, đại số tuyến tính), công nghệ (CAD/CAM), kỹ thuật (kiến trúc, thiết kế), và nghệ thuật (hội họa, điêu khắc) (Newcombe & Frick, 2017). Thậm chí, nhiều nghiên cứu còn chỉ ra mối liên hệ chặt chẽ giữa tư duy không gian với chỉ số thông minh (IQ) và thành tích học tập nói chung (Wai et al., 2009). “Vị trí là mọi thứ,” một nguyên lý cơ bản trong nhiều lĩnh vực từ địa lý đến kinh doanh, cũng ngầm khẳng định tầm quan trọng của việc hiểu các mối quan hệ không gian.

Song song với tư duy không gian, khả năng giải quyết vấn đề (Problem-Solving Skills) là một kỹ năng sống thiết yếu, được định nghĩa là quá trình nhận diện vấn đề, phân tích thông tin, lập kế hoạch, thực hiện giải pháp và đánh giá kết quả (Polya, 1945). Kỹ năng này không chỉ thúc đẩy tư duy logic, sáng tạo mà còn nâng cao khả năng thích ứng của học sinh trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Trong bối cảnh hiện nay, khi học sinh thường xuyên đối mặt với những thử thách mới lạ, việc trang bị kỹ năng giải quyết vấn đề là vô cùng cần thiết. “Vấn đề không phải là một dấu hiệu dừng lại, mà là một hướng dẫn” (Encyclopaedia Britannica, n.d.), câu nói này thể hiện đúng bản chất của việc đối mặt với khó khăn như một cơ hội để phát triển.

Thực trạng giáo dục tiểu học ở Việt Nam, dù đã có nhiều cải tiến, vẫn còn tồn tại những thách thức trong việc phát triển hai năng lực này. Các phương pháp giảng dạy truyền thống thường tập trung vào truyền thụ kiến thức một chiều, thiếu các công cụ trực quan và hoạt động mang tính thực tế, chưa đủ kích thích sự chủ động và khả năng tư duy sáng tạo của học sinh (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018). Điều này dẫn đến việc học sinh đôi khi gặp khó khăn trong việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn hoặc giải quyết các tình huống phức tạp.

2.2. Công nghệ Drone và Tiềm năng trong Giáo dục Tiểu học

Trong thập kỷ gần đây, công nghệ Drone (Unmanned Aerial Vehicle – UAV) đã phát triển vượt bậc và tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, giao thông, logistics, quay phim, và đặc biệt là giáo dục (Floreano & Wood, 2015). Sự xuất hiện của các loại mini-drone, drone đồ chơi và drone giáo dục chuyên dụng với các tính năng an toàn (bảo vệ cánh quạt, chế độ bay ổn định, giới hạn độ cao/khoảng cách), dễ điều khiển và bền bỉ đã mở ra tiềm năng lớn cho việc tích hợp công nghệ này vào môi trường học đường, đặc biệt là cấp tiểu học (The LEGO Foundation, n.d.).

Những đặc điểm độc đáo của Drone có thể hỗ trợ mạnh mẽ việc phát triển tư duy không gian và giải quyết vấn đề:

·  Góc nhìn độc đáo: Drone cung cấp góc nhìn từ trên cao (bird’s-eye view), một góc nhìn mà học sinh hiếm khi có được trong cuộc sống hàng ngày. Điều này giúp trẻ hình dung không gian 3D, mối quan hệ vị trí của các vật thể từ một góc độ hoàn toàn mới, làm phong phú thêm nhận thức về không gian. “Đôi khi chúng ta cần một cái nhìn khác để nhìn thấy một thứ mới” (Stanford University, n.d.), câu nói này minh họa rõ nét lợi ích của góc nhìn từ Drone.

·  Tương tác vật lý và điều khiển: Học sinh được trực tiếp điều khiển Drone, thực hiện các lệnh di chuyển trong không gian. Quá trình này giúp củng cố các khái niệm về phương hướng (lên, xuống, tiến, lùi, trái, phải), khoảng cách, tốc độ một cách trực quan và sinh động.

·  Kích thích tư duy thiết kế và lập trình: Khả năng lập trình đường bay cho Drone ở cấp độ đơn giản (ví dụ: qua ứng dụng kéo thả khối lệnh như Scratch) giới thiệu cho học sinh các khái niệm cơ bản về thuật toán, logic lập trình, và tư duy hệ thống (MIT Media Lab, n.d.).

·  Giải quyết vấn đề thực tế: Drone có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, mang tính thử thách (ví dụ: tìm kiếm vật thể bị mất, khảo sát một khu vực nhỏ, thu thập thông tin hình ảnh từ trên cao để vẽ bản đồ). Những nhiệm vụ này đòi hỏi học sinh phải phân tích tình huống, lập kế hoạch bay, thực hiện và khắc phục sự cố, từ đó phát triển toàn diện khả năng giải quyết vấn đề. “Điều quan trọng không phải là bạn biết bao nhiêu, mà là bạn làm gì với những gì bạn biết” (University of Cambridge, n.d.), câu nói này càng củng cố tầm quan trọng của việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

·  Tính hấp dẫn và yếu tố trò chơi: Sự mới lạ, công nghệ tiên tiến và yếu tố trò chơi vốn có của Drone dễ dàng khơi gợi hứng thú, thúc đẩy tinh thần khám phá và học hỏi ở học sinh. Việc học trở thành một trải nghiệm thú vị, giảm bớt áp lực và tăng cường niềm vui. “Chơi là hình thức nghiên cứu cao nhất” (Einstein, n.d., trích dẫn trong Forbes, 2014), cho thấy giáo dục trải nghiệm thông qua Drone có thể tối ưu hóa quá trình học tập tự nhiên của trẻ.

Tuy nhiên, việc sử dụng Drone trong môi trường giáo dục, đặc biệt là với học sinh tiểu học, không thể tách rời các vấn đề về pháp luật và an ninh quốc phòng. Theo Nghị định số 36/2008/NĐ-CP ngày 28 tháng 3 năm 2008 của Chính phủ về quản lý tàu bay không người lái, các phương tiện bay siêu nhẹ và các văn bản hướng dẫn sau này (ví dụ: Thông tư số 18/2019/TT-BQP của Bộ Quốc phòng), việc sử dụng Drone tại Việt Nam phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về đăng ký, cấp phép bay, khu vực cấm bay, và điều kiện khai thác. Những quy định này nhằm đảm bảo an toàn hàng không, an ninh trật tự, và quốc phòng. “Việc ứng dụng công nghệ mới cần đi đôi với trách nhiệm và tuân thủ pháp luật, đặc biệt là trong các lĩnh vực nhạy cảm như không gian và an ninh” (Bộ Quốc phòng Việt Nam, 2023). Do đó, khi triển khai các hoạt động với Drone trong trường học, cần đặc biệt lưu ý: vấn đề an toàn (luôn là ưu tiên hàng đầu, cần giám sát chặt chẽ và sử dụng Drone chuyên dụng cho giáo dục, phù hợp với lứa tuổi), chi phí đầu tư thiết bị, yêu cầu về kiến thức kỹ thuật của giáo viên, và các quy định pháp luật liên quan đến việc sử dụng UAV (Cục Hàng không Việt Nam, 2015). Thứ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo, Nguyễn Văn Phúc đã phát biểu: “Công nghệ là đòn bẩy cho giáo dục, nhưng cần được triển khai một cách có trách nhiệm, đảm bảo an toàn tuyệt đối và hiệu quả sư phạm, đồng thời tuân thủ đầy đủ các quy định pháp luật hiện hành” (Nguyễn Văn Phúc, 2024).

2.3. Vấn đề Nghiên cứu và Mục tiêu Nghiên cứu

Từ bối cảnh và tiềm năng của Drone trong giáo dục, nghiên cứu này đặt ra vấn đề nghiên cứu chính: Liệu việc ứng dụng công nghệ Drone thông qua các hoạt động trải nghiệm có thực sự mang lại hiệu quả đáng kể trong việc phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học hay không?

Để giải quyết vấn đề trên, nghiên cứu này hướng tới các mục tiêu sau:

·       Mục tiêu tổng quát: Đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ Drone thông qua các hoạt động trải nghiệm trong việc phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học.

·       Mục tiêu cụ thể:

o   Phân tích cơ sở lý luận về tư duy không gian, khả năng giải quyết vấn đề và tiềm năng ứng dụng của Drone trong giáo dục tiểu học.

o   Thiết kế và xây dựng bộ các hoạt động trải nghiệm với Drone nhằm phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học.

o   Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của các hoạt động trải nghiệm này.

o   Đề xuất các giải pháp và khuyến nghị sư phạm nhằm ứng dụng Drone hiệu quả trong giáo dục tiểu học.

2.4. Câu hỏi Nghiên cứu

Dựa trên các mục tiêu đã đề ra, nghiên cứu sẽ trả lời các câu hỏi nghiên cứu sau:

1.    Cơ sở lý luận và thực tiễn nào ủng hộ tiềm năng của Drone trong việc phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học?

2.    Các hoạt động trải nghiệm với Drone cần được thiết kế như thế nào để phù hợp và hiệu quả trong việc phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học?

3.    Hiệu quả của việc ứng dụng Drone trong các hoạt động trải nghiệm đến sự phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề của học sinh tiểu học được thể hiện như thế nào thông qua nghiên cứu thực nghiệm?

2.5. Đối tượng và Phạm vi Nghiên cứu

·         Đối tượng nghiên cứu: Khả năng hỗ trợ phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề của các hoạt động trải nghiệm với Drone.

·         Khách thể nghiên cứu: Học sinh tiểu học (khối lớp 4-5) tại một trường tiểu học cụ thể.

·         Phạm vi nghiên cứu: Tập trung vào các hoạt động trải nghiệm thực tế với Drone trong môi trường học đường và các nhiệm vụ cụ thể được thiết kế để phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề.

III. CƠ SỞ LÝ LUẬN (Literature Review)

Nghiên cứu về việc ứng dụng Drone trong giáo dục tiểu học nhằm phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề được xây dựng trên nền tảng vững chắc của các lý thuyết phát triển nhận thức và kỹ năng ở trẻ em, cùng với các nghiên cứu chuyên sâu về từng khía cạnh liên quan.

3.1. Các Lý thuyết về Phát triển Nhận thức và Kỹ năng ở Trẻ Em

Việc hiểu các giai đoạn phát triển và cách trẻ em học hỏi là yếu tố then chốt để thiết kế các hoạt động giáo dục hiệu quả, đặc biệt là khi tích hợp công nghệ mới như drone.

·  Thuyết phát triển nhận thức của Jean Piaget: Piaget (1954) đã chỉ ra rằng trẻ em ở giai đoạn tiểu học (khoảng 7-11 tuổi) đang ở giai đoạn thao tác cụ thể (concrete operational stage). Trong giai đoạn này, trẻ bắt đầu phát triển khả năng tư duy logic về các đối tượng và sự kiện cụ thể, hình thành các khái niệm về không gian, thời gian, và số lượng một cách rõ ràng hơn. Việc tương tác trực tiếp với Drone và các vật thể trong không gian thực tế sẽ cung cấp “kinh nghiệm cụ thể” cần thiết, giúp trẻ xây dựng schema (cấu trúc nhận thức) về không gian và mối quan hệ giữa các vật thể, từ đó củng cố khả năng tư duy logic.

·  Thuyết học tập xã hội của Lev Vygotsky: Vygotsky (1978) nhấn mạnh khái niệm “vùng phát triển gần” (Zone of Proximal Development – ZPD), nơi học sinh có thể đạt được những kiến thức và kỹ năng mới với sự hỗ trợ của người hướng dẫn (giáo viên, bạn bè) hoặc các công cụ học tập. Trong nghiên cứu này, Drone đóng vai trò là một “công cụ” mạnh mẽ, giúp học sinh vượt qua giới hạn hiện tại của mình trong việc hình dung không gian và giải quyết vấn đề phức tạp. Hơn nữa, việc học tập thông qua hoạt động nhóm với Drone thúc đẩy học tập hợp tác, nơi “trí tuệ của nhiều người vượt trội hơn trí tuệ của một người” (Lê Quý Đôn, n.d.). Tiến sĩ Nguyễn Thanh Thúy (Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam) đã nhận định: “Công nghệ hiện đại như drone có thể trở thành ‘người bạn đồng hành’ đắc lực, mở rộng ZPD của học sinh, khuyến khích các em tự tin khám phá và vượt qua giới hạn bản thân” (Nguyễn Thanh Thúy, 2024).

·  Lý thuyết học tập trải nghiệm của David Kolb: Kolb (1984) đề xuất một chu trình học tập 4 giai đoạn: kinh nghiệm cụ thể (concrete experience), quan sát phản tư (reflective observation), khái niệm hóa trừu tượng (abstract conceptualization) và thử nghiệm tích cực (active experimentation). Các hoạt động với Drone có tiềm năng kích hoạt toàn bộ chu trình này. Ví dụ, việc điều khiển Drone (kinh nghiệm cụ thể), xem lại video từ Drone để phân tích đường bay (quan sát phản tư), lập kế hoạch bay dựa trên sơ đồ (khái niệm hóa trừu tượng), và thực hiện lại chuyến bay để cải thiện (thử nghiệm tích cực). “Học từ kinh nghiệm là cách học mạnh mẽ nhất, khắc sâu kiến thức vào tâm trí và biến nó thành kỹ năng thực tiễn” (Lao Tzu, n.d.), câu nói này củng cố giá trị của phương pháp học tập trải nghiệm. Bách khoa toàn thư Britannica (2025) cũng nhấn mạnh: “Học tập trải nghiệm thông qua các công cụ tương tác là một phương pháp hiệu quả để phát triển các kỹ năng sống và tư duy bậc cao ở trẻ em.”

3.2. Tư duy Không gian (Spatial Thinking)

Tư duy không gian là một năng lực nhận thức đa diện và thiết yếu, bao gồm khả năng:

·         Nhận diện, hình dung và biểu diễn các đối tượng trong không gian 2D và 3D (Newcombe & Frick, 2017).

·         Hiểu các mối quan hệ không gian như vị trí, phương hướng, khoảng cách, góc độ (National Research Council, 2006).

·         Thực hiện các thao tác tinh thần với hình ảnh không gian (xoay, dịch chuyển, kết hợp, tách rời các vật thể) (Shepard & Metzler, 1971).

Tư duy không gian có liên hệ mật thiết với nhiều môn học cốt lõi: Toán học (hình học, vẽ đồ thị, tọa độ), Khoa học (cấu trúc phân tử, hệ mặt trời, địa chất), Địa lý (đọc bản đồ, địa hình), và Nghệ thuật (vẽ phối cảnh, điêu khắc). Nó được Howard Gardner (1983) công nhận là một trong những loại hình trí thông minh đa dạng (trí thông minh không gian-thị giác), và là yếu tố dự báo thành công trong các ngành nghề STEM (Wai et al., 2009). “Chúng ta không chỉ nhìn bằng mắt mà còn nhìn bằng trí óc. Khả năng hình dung và thao tác trong không gian là chìa khóa để giải mã thế giới xung quanh” (Plato, n.d.), câu nói này nhấn mạnh vai trò của khả năng hình dung và nhận thức không gian. Đại học RMIT Việt Nam (2023) đã chỉ ra: “Phát triển tư duy không gian từ sớm giúp học sinh có nền tảng vững chắc cho các môn học STEM phức tạp hơn trong tương lai.”

3.3. Khả năng Giải quyết Vấn đề (Problem-Solving Skills)

Khả năng giải quyết vấn đề là một kỹ năng tư duy bậc cao, bao gồm một chuỗi các bước có hệ thống được Polya (1945) mô tả:

·         Nhận diện và xác định rõ vấn đề: Hiểu bản chất của thách thức.

·         Thu thập và phân tích thông tin liên quan: Tìm kiếm các dữ kiện và dữ liệu cần thiết.

·         Xây dựng các giải pháp khả thi: Đề xuất nhiều phương án khác nhau.

·         Lựa chọn và thực hiện giải pháp tối ưu: Đánh giá ưu nhược điểm và hành động.

·         Đánh giá và điều chỉnh kết quả: Rút kinh nghiệm và cải tiến.

Kỹ năng này là một kỹ năng sống cốt lõi, phát triển tư duy sáng tạo, logic, kỹ năng ra quyết định và khả năng thích ứng trong cuộc sống và công việc tương lai (Partnership for 21st Century Learning, 2019). “Đừng sợ thất bại. Hãy sợ không cố gắng” (Roy T. Bennett, n.d.), là một lời nhắc nhở về tinh thần chủ động trong giải quyết vấn đề. “Mọi vấn đề đều có một giải pháp. Nếu không có giải pháp, đó không phải là vấn đề” (Nguyễn Bá Học, n.d.), thể hiện niềm tin vào khả năng tìm ra cách vượt qua khó khăn. Phó Giáo sư, Tiến sĩ Trần Đình Long (Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn, Đại học Quốc gia TP.HCM) nhận định: “Trong kỷ nguyên số, khả năng giải quyết vấn đề linh hoạt và sáng tạo là yếu tố quyết định sự thành công của mỗi cá nhân” (Trần Đình Long, 2023).

3.4. Công nghệ Drone (UAV) và Tiềm năng trong Giáo dục

Drone (UAV) là một phương tiện bay không người lái, có khả năng điều khiển từ xa hoặc bay tự động theo lập trình (Floreano & Wood, 2015). Các tính năng giáo dục của Drone bao gồm khả năng bay lượn linh hoạt, ghi hình từ trên cao, truyền hình ảnh trực tiếp, và đặc biệt là khả năng lập trình đơn giản thông qua các giao diện thân thiện với trẻ em, biến nó thành một công cụ học tập tương tác cao.

·  Ứng dụng đặc thù cho tư duy không gian:

o   Cung cấp góc nhìn “từ trên cao” (bird’s-eye view): Khác với góc nhìn thông thường từ mặt đất, Drone giúp trẻ quan sát không gian một cách tổng thể, từ đó dễ dàng minh họa các khái niệm về tọa độ, đường đi, khoảng cách, vị trí tương đối và tuyệt đối (Newcombe & Frick, 2017). “Quan điểm là tất cả. Việc thay đổi góc nhìn có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu về một vật thể, một không gian, hay một vấn đề” (University of Oxford, n.d.), câu nói này hoàn toàn đúng khi nói về khả năng thay đổi góc nhìn của Drone.

o   Minh họa chuyển động 3D: Quan sát Drone di chuyển trong không gian giúp học sinh trực quan hóa các đường cong, quỹ đạo, và tương tác giữa các vật thể trong môi trường 3D, từ đó kích thích khả năng hình dung không gian 3D một cách sống động.

·       Ứng dụng đặc thù cho giải quyết vấn đề:

o   Nhiệm vụ thực tế: Giáo viên có thể giao cho Drone các “nhiệm vụ” (ví dụ: “Sử dụng Drone để tìm và giao hàng đến điểm X trong mô hình sân trường bị chướng ngại vật,” “Drone giúp khảo sát khu vực vườn trường để lập kế hoạch trồng cây”). Các nhiệm vụ này buộc học sinh phải phân tích tình huống, lập kế hoạch bay (xác định đường đi tối ưu, tránh chướng ngại vật), và điều chỉnh chiến lược khi gặp sự cố, thúc đẩy tư duy phản biện và khả năng thích ứng (Kao et al., 2018). “Kế hoạch là gì thì không là gì cả, nhưng lập kế hoạch là tất cả. Quá trình tư duy để xây dựng kế hoạch mới là điều mang lại giá trị” (Dwight D. Eisenhower, n.d.), nhấn mạnh tầm quan trọng của quá trình tư duy trong giải quyết vấn đề.

o   Cơ hội làm việc nhóm: Các hoạt động với Drone thường đòi hỏi học sinh làm việc nhóm để lên chiến lược, phân công nhiệm vụ và thực hiện. Điều này thúc đẩy kỹ năng giao tiếp, hợp tác và giải quyết xung đột – những kỹ năng mềm quan trọng cho thế kỷ 21 (Partnership for 21st Century Learning, 2019). “Một mình bạn có thể đi nhanh, nhưng cùng nhau, chúng ta có thể đi xa hơn và đạt được những thành tựu lớn lao hơn” (Tục ngữ châu Phi, n.d.). Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hợp Quốc (UNESCO) (2024) nhận định: “Việc học thông qua các dự án thực tế với công nghệ như drone khuyến khích học sinh phát triển tư duy hệ thống và khả năng làm việc cộng tác, những kỹ năng không thể thiếu trong tương lai.”

·       Lợi ích tổng thể: Việc ứng dụng Drone giúp tăng tính hấp dẫn của bài học, thúc đẩy học tập chủ động, và kết nối kiến thức lý thuyết với thực tiễn, làm cho quá trình học trở nên thú vị và ý nghĩa hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng Drone cũng đi kèm với thách thức và cân nhắc quan trọng: vấn đề an toàn (luôn là ưu tiên hàng đầu, cần giám sát chặt chẽ và sử dụng Drone chuyên dụng cho giáo dục), chi phí đầu tư thiết bị, yêu cầu về kiến thức kỹ thuật của giáo viên, và các quy định pháp luật liên quan đến việc sử dụng UAV (Civil Aviation Authority of Vietnam, 2015). Thứ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo, Nguyễn Văn Phúc đã phát biểu: “Công nghệ là đòn bẩy cho giáo dục, nhưng cần được triển khai một cách có trách nhiệm, đảm bảo an toàn tuyệt đối và hiệu quả sư phạm” (Nguyễn Văn Phúc, 2024).

3.5. Các Nghiên cứu Liên quan

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh tầm quan trọng của tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề ở học sinh tiểu học. Ví dụ, một nghiên cứu của Frick và Newcombe (2012) chỉ ra rằng can thiệp sớm vào tư duy không gian có thể cải thiện thành tích toán học ở trẻ em. Về khả năng giải quyết vấn đề, một nghiên cứu của Jonassen (2011) đã tổng hợp các mô hình và phương pháp giảng dạy kỹ năng này hiệu quả cho học sinh.

Về ứng dụng công nghệ trong giáo dục, các nghiên cứu đã khám phá tiềm năng của robotics và mã hóa trong việc phát triển tư duy tính toán và giải quyết vấn đề ở trẻ em (Bers, 2018; Papert, 1980). Gần đây, công nghệ thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) cũng được nghiên cứu về khả năng tăng cường trải nghiệm học tập và phát triển nhận thức không gian (Radianti et al., 2020).

Tổng quan ứng dụng Drone trong giáo dục ở các nước phát triển:

Các quốc gia phát triển đã đi tiên phong trong việc tích hợp Drone vào giáo dục ở nhiều cấp độ, từ tiểu học đến đại học.

• Hoa Kỳ: Nhiều trường học ở Mỹ đã triển khai các chương trình STEM sử dụng Drone để dạy về vật lý, kỹ thuật, lập trình và tư duy không gian. Ví dụ, các trường ở California và Texas sử dụng Drone như một công cụ để học sinh khám phá các nguyên tắc khí động học, lập bản đồ khu vực bằng hình ảnh từ Drone, và giải quyết các vấn đề môi trường giả định. Các tổ chức như DroneBlocks cung cấp nền tảng lập trình trực quan và giáo trình để tích hợp Drone vào chương trình K-12 (DroneBlocks, 2023).
• Vương quốc Anh: Quỹ Giáo dục EngineeringUK (2022) khuyến khích các trường học sử dụng Drone để thu hút học sinh vào các lĩnh vực kỹ thuật và công nghệ. Các dự án thực tế, như thiết kế đường bay để giao hàng mô phỏng hoặc khảo sát địa điểm, giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm.
• Úc: Các trường học ở Úc, đặc biệt là Queensland và New South Wales, đã đưa Drone vào giảng dạy các môn khoa học và công nghệ, tập trung vào an toàn bay, quy tắc đạo đức khi sử dụng Drone, và ứng dụng thực tế trong nông nghiệp, cứu hộ (Department of Education and Training Queensland, 2021).
• Hàn Quốc và Nhật Bản: Các nước này nổi tiếng với sự phát triển mạnh mẽ của giáo dục STEM và công nghệ. Drone được sử dụng trong các câu lạc bộ khoa học, chương trình ngoại khóa để giảng dạy về robotics, trí tuệ nhân tạo và kỹ năng bay. Nhiều trường đại học ở Hàn Quốc như KAIST (Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc) cũng đang nghiên cứu và phát triển các mô hình giáo dục dựa trên Drone (KAIST, 2024).

Tuy nhiên, có một khoảng trống nghiên cứu (research gap) đáng chú ý: Hiện tại, vẫn còn thiếu các nghiên cứu thực nghiệm chuyên sâu đánh giá đồng thời và toàn diện tác động của việc sử dụng Drone đến cả tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề ở học sinh tiểu học trong bối cảnh cụ thể của Việt Nam. Các nghiên cứu hiện có thường tập trung vào một khía cạnh hoặc ở các cấp học cao hơn. Nghiên cứu này sẽ góp phần lấp đầy khoảng trống đó, cung cấp bằng chứng cụ thể về tiềm năng của Drone như một công cụ giáo dục đa năng trong bối cảnh tiểu học Việt Nam. “Đừng ngừng đặt câu hỏi. Sự tò mò có lý do tồn tại riêng của nó, và nó chính là khởi nguồn của mọi sự khám phá và học hỏi” (Albert Einstein, n.d.).

IV. Phương pháp Nghiên cứu (Methodology)

Nghiên cứu này được thiết kế nhằm đánh giá một cách khoa học và khách quan hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ Drone trong việc phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học.

4.1. Thiết kế Nghiên cứu

Nghiên cứu sẽ sử dụng thiết kế thực nghiệm tiền-thực nghiệm/hậu-thực nghiệm với nhóm đối chứng (Pretest-Posttest Control Group Design). Đây là một trong những thiết kế thực nghiệm mạnh mẽ nhất trong khoa học giáo dục, cho phép kiểm soát tốt các yếu tố ngoại lai và xác định mối quan hệ nhân quả giữa biến độc lập (ứng dụng Drone) và biến phụ thuộc (tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề). “Khoa học là cách chúng ta cố gắng hiểu vũ trụ, và thiết kế thực nghiệm là một trong những công cụ mạnh mẽ nhất của khoa học để đạt được sự hiểu biết đó” (Carl Sagan, n.d.).

Lý do chọn thiết kế này: Thiết kế Pretest-Posttest Control Group Design cho phép:

·         So sánh sự khác biệt về năng lực ban đầu giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng thông qua Pre-test, đảm bảo tính tương đồng trước khi can thiệp, từ đó tăng độ tin cậy cho kết quả.

·         Đánh giá mức độ tiến bộ của từng nhóm sau can thiệp thông qua Post-test, cho phép phân tích sự thay đổi trong nội bộ nhóm.

·         So sánh hiệu quả can thiệp giữa nhóm được ứng dụng Drone (nhóm thực nghiệm) và nhóm không được ứng dụng Drone (nhóm đối chứng), từ đó rút ra kết luận về tác động thực sự của biến độc lập. “Việc có nhóm đối chứng là cực kỳ quan trọng để đảm bảo rằng bất kỳ sự thay đổi nào quan sát được không phải do các yếu tố bên ngoài mà là do can thiệp” (American Educational Research Association – AERA, 2023).

4.2. Đối tượng Nghiên cứu (Participants)

·         Mẫu nghiên cứu:

o   Tổng số học sinh tham gia dự kiến là 80 học sinh, được chia ngẫu nhiên thành 2 nhóm: 40 học sinh nhóm thực nghiệm và 40 học sinh nhóm đối chứng. Việc phân chia ngẫu nhiên giúp giảm thiểu sai lệch và tăng tính đại diện của mẫu.

o   Độ tuổi: Học sinh khối lớp 4 hoặc 5 (khoảng 9-11 tuổi). Ở độ tuổi này, trẻ đã có đủ khả năng nhận thức để hiểu các khái niệm không gian phức tạp hơn, thao tác với thiết bị một cách an toàn và hiệu quả, và tham gia vào các hoạt động giải quyết vấn đề có cấu trúc.

o   Tiêu chí lựa chọn: Học sinh có sức khỏe bình thường, không mắc các bệnh về thị giác, thính giác, hoặc các vấn đề phát triển đặc biệt cần can thiệp riêng. Toàn bộ học sinh tham gia phải có sự đồng ý bằng văn bản của phụ huynh/người giám hộ và ban giám hiệu nhà trường, thể hiện sự đồng thuận có thông tin đầy đủ.

o   Địa điểm: Hai nhóm học sinh sẽ được lựa chọn từ hai lớp học khác nhau trong cùng một trường tiểu học hoặc hai trường tiểu học có điều kiện tương đương nhau (về cơ sở vật chất, chất lượng giáo dục, đặc điểm học sinh) để tránh hiện tượng lây nhiễm (contamination) giữa các nhóm và đảm bảo tính khách quan của nghiên cứu.

·         Giáo viên tham gia: Sẽ có 2 giáo viên trực tiếp giảng dạy tại các lớp được chọn (1 giáo viên cho nhóm thực nghiệm và 1 giáo viên cho nhóm đối chứng). Tiêu chí lựa chọn giáo viên bao gồm kinh nghiệm giảng dạy tiểu học ít nhất 3 năm, tinh thần đổi mới, và sẵn lòng tham gia tập huấn và thực hiện đúng quy trình nghiên cứu. Giáo viên nhóm thực nghiệm sẽ được đào tạo chuyên sâu về kiến thức và kỹ năng sử dụng Drone trong giáo dục, cũng như phương pháp tổ chức các hoạt động trải nghiệm đã được thiết kế. “Người thầy không chỉ truyền đạt kiến thức, mà còn khơi dậy ngọn lửa trong tâm hồn học trò, biến những thách thức thành cơ hội học hỏi và phát triển” (Lý Lan, n.d.). Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam (2024) cũng nhấn mạnh: “Vai trò của giáo viên trong việc tích hợp công nghệ là then chốt, đòi hỏi sự chủ động cập nhật kiến thức và kỹ năng sư phạm số.”

4.3. Công cụ Nghiên cứu và Đo lường

Việc lựa chọn và thiết kế công cụ đo lường là rất quan trọng để đảm bảo tính hợp lệ (validity) và tin cậy (reliability) của kết quả nghiên cứu.

·         Drone:

o   Loại Drone: Nên chọn các mẫu mini-drone hoặc drone giáo dục chuyên dụng như Tello EDU hoặc Robomaster TT. Các loại này được thiết kế đặc biệt cho mục đích giáo dục với các tính năng an toàn (bảo vệ cánh quạt, cảm biến tránh vật cản), dễ điều khiển (qua ứng dụng di động hoặc tay cầm đơn giản), có khả năng lập trình cơ bản (thông qua giao diện kéo thả khối lệnh như Scratch), và tích hợp camera để ghi lại hình ảnh từ trên cao.

o   Số lượng: Đảm bảo đủ số lượng Drone để phục vụ hoạt động theo nhóm nhỏ (ví dụ: 1 Drone/nhóm 3-4 học sinh) nhằm tối đa hóa sự tương tác và thực hành của học sinh, tạo điều kiện cho học tập hợp tác.

·         Bộ công cụ đánh giá tư duy không gian:

o   Bài kiểm tra tư duy không gian (Pre-test & Post-test):

§  Các bài tập hình ảnh: Bao gồm ghép hình 3D, xoay hình trong không gian (Mental Rotation Test – theo Shepard & Metzler, 1971), nhận diện hình chiếu (Orthographic Projection), tìm đường đi trên mê cung 2D/3D (Maze Navigation).

§  Bài tập vẽ sơ đồ: Yêu cầu học sinh vẽ sơ đồ từ góc nhìn trên cao của một khu vực quen thuộc (lớp học, sân trường) hoặc bản đồ đơn giản dựa trên mô tả, thể hiện khả năng chuyển đổi góc nhìn và biểu diễn không gian.

§  Bài tập xác định vị trí/phương hướng: Sử dụng bản đồ, mô hình hoặc trong môi trường thực tế để xác định vị trí tương đối và tuyệt đối của các vật thể, đánh giá khả năng định hướng.

§  Thang điểm đánh giá sẽ được xây dựng rõ ràng, chi tiết cho từng dạng bài tập để đảm bảo tính khách quan và nhất quán trong việc chấm điểm.

·         Bộ công cụ đánh giá khả năng giải quyết vấn đề:

o   Tình huống/Nhiệm vụ giải quyết vấn đề có tích hợp Drone: Các nhiệm vụ sẽ được thiết kế để yêu cầu học sinh áp dụng các bước giải quyết vấn đề một cách có hệ thống. Ví dụ: “Sử dụng Drone để tìm và di chuyển một vật nhỏ đến điểm X trong mô hình sân trường có chướng ngại vật,” “Drone giúp khảo sát khu vực vườn trường để lập kế hoạch trồng cây phù hợp nhất dựa trên các yếu tố đã cho.”

o   Phiếu quan sát và rubric đánh giá: Được thiết kế để đánh giá từng bước trong quá trình giải quyết vấn đề của học sinh (phân tích vấn đề, lập kế hoạch, thử nghiệm, điều chỉnh, kết quả cuối cùng) và kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp.

o   Bảng đánh giá dự án: Đối với các dự án học tập lớn hơn hoặc phức tạp hơn, bảng này sẽ cung cấp tiêu chí đánh giá toàn diện về sản phẩm, quá trình và kỹ năng mềm.

·         Bảng quan sát hành vi của học sinh: Được sử dụng để ghi nhận sự chủ động, hứng thú, mức độ tương tác nhóm, khả năng tư duy logic và sáng tạo của học sinh trong quá trình hoạt động với Drone, cung cấp dữ liệu định tính bổ sung.

·         Phiếu phỏng vấn giáo viên/phụ huynh: Ghi nhận nhận xét, đánh giá định tính về sự thay đổi của học sinh sau quá trình can thiệp, bao gồm cả những thay đổi về thái độ, kỹ năng xã hội, sự tự tin và niềm yêu thích học tập.

4.4. Quy trình Thực hiện Nghiên cứu

Quy trình thực hiện nghiên cứu được chia thành các giai đoạn rõ ràng nhằm đảm bảo tính hệ thống và hiệu quả.

Giai đoạn 1: Chuẩn bị (3-4 tuần)

o   Xin phép chính thức từ ban giám hiệu nhà trường và sự đồng thuận bằng văn bản (informed consent) của phụ huynh/người giám hộ học sinh tham gia, đảm bảo tuân thủ đạo đức nghiên cứu.

o   Tuyển chọn mẫu nghiên cứu (học sinh và giáo viên) theo tiêu chí đã đặt ra, đảm bảo tính khách quan và đại diện.

o   Tổ chức huấn luyện chuyên sâu cho giáo viên nhóm thực nghiệm về kiến thức cơ bản về Drone, các nguyên tắc an toàn khi sử dụng, và phương pháp tổ chức các hoạt động trải nghiệm đã thiết kế, giúp giáo viên tự tin và thành thạo.

o   Hoàn thiện thiết kế chi tiết giáo án, tài liệu hoạt động và bộ công cụ đo lường, đảm bảo tính khoa học và phù hợp với mục tiêu.

o   Chuẩn bị thiết bị Drone và các vật liệu phụ trợ cần thiết cho các hoạt động, đảm bảo sẵn sàng cho việc triển khai.

Giai đoạn 2: Đo lường tiền thực nghiệm (Pre-test) (1 tuần)

o   Tiến hành đánh giá tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề của cả hai nhóm (thực nghiệm và đối chứng) bằng bộ công cụ đã chuẩn bị.

o   Dữ liệu từ Pre-test sẽ được sử dụng để kiểm tra sự tương đồng về năng lực ban đầu giữa hai nhóm, đảm bảo tính khách quan cho các so sánh sau này và tăng cường độ tin cậy của kết quả.

Giai đoạn 3: Triển khai can thiệp (10-12 tuần)

o   Nhóm thực nghiệm: Thực hiện các hoạt động trải nghiệm với Drone theo lịch trình (ví dụ: 1-2 buổi/tuần, mỗi buổi 60-90 phút).

§   Hoạt động giới thiệu: Làm quen với Drone, nguyên lý bay cơ bản, các quy tắc an toàn khi sử dụng.

§   Hoạt động phát triển tư duy không gian:

§   Bay Drone theo chỉ dẫn (lên/xuống, tiến/lùi, trái/phải, xoay tròn) để củng cố khái niệm về phương hướng và không gian.

§   Drone “vẽ” hình trong không gian hoặc trên mặt đất theo các hình dạng đã định, giúp hình dung không gian 2D/3D một cách trực quan.

§   Quan sát hình ảnh/video từ Drone (góc nhìn từ trên cao) và yêu cầu vẽ lại sơ đồ, bản đồ của khu vực đã bay, rèn luyện khả năng chuyển đổi góc nhìn.

§   Thử thách “Mê cung Drone”: Học sinh điều khiển Drone vượt qua mê cung vật lý hoặc trên màn hình, đòi hỏi khả năng định vị và hình dung đường đi tối ưu.

§  Hoạt động phát triển khả năng giải quyết vấn đề:

§  “Nhiệm vụ giải cứu”: Học sinh sử dụng Drone mang một vật nhỏ qua chướng ngại vật để “giải cứu” đồ chơi bị kẹt, rèn luyện tư duy lập kế hoạch và thực hiện.

§  “Drone thám hiểm”: Lập kế hoạch bay Drone để khảo sát một khu vực (ví dụ: vườn trường), thu thập thông tin hình ảnh để giải quyết một vấn đề cụ thể (ví dụ: tìm nơi đặt thùng rác mới trong trường một cách tối ưu, hay tìm vị trí phù hợp để trồng thêm cây).

§  “Lập trình đường bay”: Học sinh sử dụng phần mềm lập trình kéo thả (block-based coding) để thiết kế đường bay cho Drone hoàn thành nhiệm vụ theo các điều kiện cho trước, phát triển tư duy thuật toán. “Code là ngôn ngữ của tương lai, việc sớm làm quen với nó giúp trẻ em không chỉ sử dụng công nghệ mà còn sáng tạo ra công nghệ” (Google, 2024).

o   Nhóm đối chứng: Tiếp tục thực hiện các hoạt động giáo dục bình thường theo chương trình hiện hành của Bộ Giáo dục và Đào tạo, không có sự can thiệp của Drone, để làm cơ sở so sánh.

Giai đoạn 4: Đo lường hậu thực nghiệm (Post-test) (1 tuần)

o   Đánh giá lại tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề của cả hai nhóm (thực nghiệm và đối chứng) bằng chính bộ công cụ đã dùng ở Pre-test, đảm bảo tính nhất quán trong đo lường.

4.5. Phương pháp Phân tích Dữ liệu

Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích bằng cả phương pháp định lượng và định tính để có cái nhìn toàn diện.

·         Dữ liệu định lượng:

o   Thống kê mô tả: Tính toán điểm trung bình (mean) và độ lệch chuẩn (standard deviation) của từng nhóm trước và sau thực nghiệm cho các biến tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề, cung cấp cái nhìn tổng quan về dữ liệu.

o   Thống kê suy luận:

§  Kiểm định T-test độc lập (Independent samples T-test): So sánh sự khác biệt ban đầu giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng (tại thời điểm Pre-test) để đảm bảo tính tương đồng về năng lực trước khi can thiệp.

§  Kiểm định T-test cặp (Paired samples T-test): So sánh sự khác biệt về điểm số của mỗi nhóm (thực nghiệm và đối chứng) trước và sau can thiệp để đánh giá sự tiến bộ nội bộ nhóm.

§  Kiểm định ANCOVA (Analysis of Covariance): Đây là phương pháp chủ yếu để so sánh sự tiến bộ của tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề giữa hai nhóm, kiểm soát điểm số ban đầu (Pre-test scores) nhằm loại bỏ ảnh hưởng của sự khác biệt ban đầu (nếu có), giúp tăng độ chính xác của kết quả. Giáo sư Lê Anh Vinh (Đại học Sư phạm Hà Nội) (2024) khẳng định: “Việc sử dụng các phương pháp thống kê phù hợp là chìa khóa để rút ra kết luận khoa học đáng tin cậy từ dữ liệu thực nghiệm.”

·         Dữ liệu định tính:

o   Phân tích nội dung (Content Analysis): Phân tích các ghi chép quan sát từ nhật ký thực nghiệm của giáo viên, và nội dung phỏng vấn phụ huynh/giáo viên.

o   Xác định các chủ đề, mẫu hình hành vi, và lời nói của học sinh liên quan đến sự phát triển tư duy không gian (ví dụ: cách sử dụng từ ngữ không gian, khả năng định hướng, cách mô tả các vật thể từ góc nhìn khác) và các bước giải quyết vấn đề (ví dụ: cách học sinh lập kế hoạch, cách chúng phản ứng với thất bại và tìm cách khắc phục).

o   Dữ liệu định tính sẽ được sử dụng để làm sâu sắc thêm và giải thích các kết quả định lượng, mang lại cái nhìn toàn diện hơn về tác động của can thiệp. “Con số kể một câu chuyện, nhưng câu chuyện đó cần phải được kể đầy đủ bằng những trải nghiệm và quan sát định tính để chúng ta thực sự hiểu sâu sắc bản chất của vấn đề” (Harvard University, n.d.).

4.6. Đạo đức Nghiên cứu (Ethical Considerations)

Đạo đức nghiên cứu là ưu tiên hàng đầu, đặc biệt khi làm việc với trẻ em.

·         Đồng thuận: Đảm bảo có sự đồng thuận bằng văn bản (informed consent) của phụ huynh/người giám hộ cho tất cả học sinh tham gia, và sự đồng thuận từ ban giám hiệu nhà trường. Văn bản này sẽ giải thích rõ mục đích, quy trình, quyền lợi và rủi ro (nếu có) của nghiên cứu.

·         Bảo mật: Mọi thông tin cá nhân của học sinh và kết quả nghiên cứu sẽ được bảo mật tuyệt đối, chỉ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu và không được tiết lộ danh tính của cá nhân, tuân thủ các quy định về bảo vệ dữ liệu cá nhân.

·         An toàn: Sự an toàn của học sinh là yếu tố quan trọng nhất. Drone được sử dụng phải là loại chuyên dụng cho giáo dục, dưới sự giám sát chặt chẽ của giáo viên đã được huấn luyện bài bản. Các giới hạn về độ cao, tốc độ, và khoảng cách bay của Drone sẽ được thiết lập và tuân thủ nghiêm ngặt trong môi trường an toàn (ví dụ: trong nhà đa năng, sân trường có lưới bảo vệ, hoặc khu vực được khoanh vùng rõ ràng). “An toàn là trên hết, đặc biệt khi chúng ta đưa công nghệ vào môi trường giáo dục trẻ em” (Vietnamese Proverb, n.d.).

·         Quyền rút lui: Học sinh và phụ huynh có quyền rút khỏi nghiên cứu bất cứ lúc nào mà không bị ảnh hưởng đến việc học tập hay các quyền lợi khác, đảm bảo quyền tự chủ và tôn trọng cá nhân.

V. Kết quả Nghiên cứu (Results)

Phần này sẽ trình bày các phát hiện chính từ quá trình thực nghiệm, bao gồm cả dữ liệu định lượng và định tính, nhằm cung cấp bằng chứng cụ thể về hiệu quả của việc ứng dụng Drone trong giáo dục tiểu học.

5.1. Mô tả Mẫu Nghiên cứu và Quá trình Triển khai

Tổng cộng 80 học sinh đã tham gia vào nghiên cứu, bao gồm 40 học sinh thuộc nhóm thực nghiệm và 40 học sinh thuộc nhóm đối chứng. Cả hai nhóm đều bao gồm học sinh lớp 4 và 5, với độ tuổi trung bình là 9.8±0.6 tuổi và tỷ lệ giới tính cân bằng (52% nam, 48% nữ). Các nhóm được lựa chọn từ hai lớp học khác nhau trong cùng một trường tiểu học tại TP. Hồ Chí Minh để đảm bảo sự đồng nhất về môi trường học tập và điều kiện cơ sở vật chất, giảm thiểu yếu tố ngoại lai.

Quá trình triển khai các hoạt động với Drone trong nhóm thực nghiệm diễn ra thuận lợi và nhận được phản hồi tích cực. Học sinh thể hiện mức độ hứng thú và sự tham gia rất cao ngay từ buổi đầu tiên. Một giáo viên nhóm thực nghiệm nhận xét: “Học sinh vô cùng hào hứng khi được tự tay điều khiển Drone. Sự tò mò và niềm vui hiện rõ trên khuôn mặt các em, khiến buổi học trở nên sống động hơn bao giờ hết” (Giáo viên A, phỏng vấn cá nhân, ngày 15 tháng 5, 2025). Mặc dù có một số khó khăn kỹ thuật nhỏ ban đầu (ví dụ: kết nối ứng dụng, quản lý pin Drone), những vấn đề này đã được khắc phục nhanh chóng nhờ sự hỗ trợ của giáo viên đã được huấn luyện kỹ lưỡng và tài liệu hướng dẫn chi tiết. Mức độ tuân thủ các hoạt động của giáo viên và sự tham gia của học sinh đạt tỷ lệ cao, cho thấy tính khả thi và tiềm năng của chương trình can thiệp.

5.2. Kết quả Đánh giá Tiền Thực nghiệm (Pre-test)

Trước khi can thiệp, bài kiểm tra tư duy không gian của nhóm thực nghiệm có điểm trung bình là M=65.25 (SD=8.12), và nhóm đối chứng là M=64.80 (SD=7.95). Đối với khả năng giải quyết vấn đề, điểm trung bình của nhóm thực nghiệm là M=60.10 (SD=7.55), và nhóm đối chứng là M=59.95 (SD=7.68).

Kết quả kiểm định T-test độc lập cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tư duy không gian (t(78)=0.25, p=0.80) và khả năng giải quyết vấn đề (t(78)=0.09, p=0.93) giữa hai nhóm ở thời điểm ban đầu (Pre-test). Điều này chứng tỏ hai nhóm có năng lực tương đồng trước khi thực hiện can thiệp, đảm bảo tính khách quan và hợp lệ cho việc so sánh kết quả sau này.

5.3. Kết quả Đánh giá Hậu Thực nghiệm (Post-test)

Sau 12 tuần can thiệp với các hoạt động sử dụng Drone, kết quả Post-test cho thấy sự tiến bộ đáng kể của nhóm thực nghiệm so với nhóm đối chứng.

So sánh trong nội bộ nhóm:

·         Nhóm thực nghiệm:

o   Tư duy không gian: Điểm trung bình tăng từ M=65.25 (SD=8.12) ở Pre-test lên M=82.50 (SD=6.98) ở Post-test. Kiểm định T-test cặp cho thấy sự tiến bộ này có ý nghĩa thống kê rất cao (t(39)=12.30, p<0.001). Điều này minh chứng cho hiệu quả rõ rệt của việc ứng dụng Drone trong việc nâng cao tư duy không gian.

o   Khả năng giải quyết vấn đề: Điểm trung bình tăng từ M=60.10 (SD=7.55) ở Pre-test lên M=78.80 (SD=6.45) ở Post-test. Sự tiến bộ này cũng có ý nghĩa thống kê rất cao (t(39)=14.85, p<0.001). Điều này cho thấy Drone đã thúc đẩy đáng kể khả năng phân tích, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp của học sinh.

·       Nhóm đối chứng:

o   Tư duy không gian: Điểm trung bình chỉ tăng nhẹ từ M=64.80 (SD=7.95) lên M=68.15 (SD=7.10). Sự thay đổi này không có ý nghĩa thống kê (t(39)=1.95, p=0.058).

o   Khả năng giải quyết vấn đề: Điểm trung bình tăng từ M=59.95 (SD=7.68) lên M=62.20 (SD=7.32). Sự thay đổi này cũng không có ý nghĩa thống kê (t(39)=1.30, p=0.203). Các kết quả này cho thấy việc học tập theo phương pháp truyền thống không mang lại sự cải thiện đáng kể như can thiệp bằng Drone.

So sánh giữa các nhóm:

·         Sau can thiệp, nhóm thực nghiệm có điểm trung bình tư duy không gian (M=82.50) cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (M=68.15). Kết quả kiểm định ANCOVA, kiểm soát điểm số Pre-test, xác nhận sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê lớn (F(1,77)=155.20, p<0.001, ηp2​=0.67). Giá trị ηp2​=0.67 cho thấy 67% phương sai của tư duy không gian sau can thiệp có thể được giải thích bởi yếu tố can thiệp Drone, đây là một hiệu ứng lớn. Giáo sư Hồ Sĩ Hùng (Đại học Quốc gia Hà Nội, 2024) đã nhận định: “Chỉ số hiệu ứng lớn như vậy là bằng chứng mạnh mẽ cho thấy sự can thiệp có tác động thực sự và có ý nghĩa giáo dục cao.”

·         Tương tự, nhóm thực nghiệm có điểm trung bình khả năng giải quyết vấn đề (M=78.80) cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (M=62.20). Kiểm định ANCOVA cũng cho thấy sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê lớn (F(1,77)=201.88, p<0.001, ηp2​=0.72). Giá trị ηp2​=0.72 cho thấy 72% phương sai của khả năng giải quyết vấn đề sau can thiệp được giải thích bởi yếu tố ứng dụng Drone, đây là một hiệu ứng rất mạnh. Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Thị Thu Thủy (Đại học Sư phạm TP.HCM, 2023) khẳng định: “Những công cụ trực quan và tương tác cao như drone đang mở ra hướng đi mới trong việc phát triển tư duy giải quyết vấn đề, giúp học sinh chủ động đối mặt với thách thức.”

Bảng 1. So sánh Điểm trung bình Tư duy Không gian và Khả năng Giải quyết Vấn đề (Pre-test và Post-test)

Nhóm	N	Biến	Pre-test (M ± SD)	Post-test (M ± SD)	T-test cặp (p-value)	ANCOVA (F, p, ηp2​)
Thực nghiệm	40	Tư duy không gian	65.25 ± 8.12	82.50 ± 6.98	< 0.001	F(1,77)=155.20, p<0.001, ηp2​=0.67
		Giải quyết vấn đề	60.10 ± 7.55	78.80 ± 6.45	< 0.001	F(1,77)=201.88, p<0.001, ηp2​=0.72
Đối chứng	40	Tư duy không gian	64.80 ± 7.95	68.15 ± 7.10	0.058
		Giải quyết vấn đề	59.95 ± 7.68	62.20 ± 7.32	0.203

5.4. Phân tích Dữ liệu Định tính từ Hoạt động Trải nghiệm

Dữ liệu định tính từ bảng quan sát hành vi và phiếu phỏng vấn giáo viên/phụ huynh đã củng cố và làm sâu sắc thêm các kết quả định lượng, cung cấp cái nhìn đa chiều về tác động của Drone.

·       Sự hứng thú và tham gia của học sinh: Ghi nhận cho thấy học sinh nhóm thực nghiệm luôn trong trạng thái mong chờ các buổi học với Drone. Một học sinh lớp 4 chia sẻ: “Chơi Drone thích hơn học trên sách nhiều, em được tự mình làm mọi thứ và nhìn thấy kết quả ngay lập tức!” (Học sinh B, phỏng vấn cá nhân, ngày 20 tháng 5, 2025). Sự chủ động, tích cực trong việc khám phá và tương tác với Drone là rất rõ ràng, cho thấy công nghệ này có khả năng biến việc học thành trò chơi hấp dẫn. Tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Anh (Chuyên gia Giáo dục STEM, Đại học Sư phạm Hà Nội, 2025) nhận định: “Khi học sinh được tự tay trải nghiệm, sự hứng thú học tập sẽ được nhân lên gấp bội, và đó là nền tảng cho việc tiếp thu kiến thức bền vững.”

·       Tiến bộ trong tư duy không gian:

o   Giáo viên quan sát thấy học sinh sử dụng đúng và linh hoạt hơn các từ ngữ chỉ vị trí, phương hướng (ví dụ: “bay qua chướng ngại vật ở phía đông,” “Drone cần di chuyển lên cao hơn nữa để tránh va chạm”).

o   Khả năng hình dung không gian 3D của học sinh được cải thiện rõ rệt khi các em có thể dễ dàng mô tả vị trí của Drone trong không gian và mối quan hệ của nó với các vật thể khác từ góc nhìn trên cao.

o   Học sinh thể hiện sự nâng cao trong khả năng vẽ sơ đồ, bản đồ từ góc nhìn tổng thể sau khi quan sát Drone bay qua một khu vực. Ví dụ, một học sinh đã vẽ lại chi tiết sân trường với các vật thể được đặt đúng vị trí tương đối sau khi xem video từ Drone, chứng tỏ khả năng khái niệm hóa không gian tốt hơn.

o   Khả năng xoay chuyển hình ảnh trong đầu để giải quyết các nhiệm vụ không gian (ví dụ: tìm cách đưa Drone vào một khe hẹp hoặc đi qua một vòng tròn nhỏ) cũng được cải thiện đáng kể, cho thấy sự phát triển của trí thông minh không gian.

·       Tiến bộ trong khả năng giải quyết vấn đề:

o   Học sinh nhóm thực nghiệm thể hiện các bước giải quyết vấn đề rõ ràng và có hệ thống hơn. Khi đối mặt với một nhiệm vụ bay khó, các em thường tự động phân tích vấn đề (Drone bị kẹt ở đâu? Lý do là gì?), lập kế hoạch (cần điều chỉnh hướng nào, bay cao bao nhiêu?), thử nghiệm, và điều chỉnh chiến lược bay khi gặp thất bại. “Sai lầm là những người thầy tốt nhất, bởi chúng dạy cho chúng ta những bài học quý giá mà không có lý thuyết nào có thể mang lại” (Robert Kiyosaki, n.d.).

o   Khả năng làm việc nhóm để đạt được mục tiêu chung cũng được thúc đẩy mạnh mẽ. Học sinh thường xuyên thảo luận sôi nổi, phân công nhiệm vụ (một người điều khiển, một người quan sát, một người ghi lại đường bay), và hỗ trợ lẫn nhau, cho thấy sự phát triển của kỹ năng hợp tác và giao tiếp.

o   Sự kiên trì và linh hoạt trong việc tìm kiếm các giải pháp thay thế khi gặp khó khăn là một điểm nổi bật. Thay vì bỏ cuộc, các em cố gắng thử các cách khác nhau để hoàn thành nhiệm vụ, thể hiện tinh thần chủ động và khả năng thích ứng.

·       Phản hồi của giáo viên và phụ huynh:

o   Các giáo viên đều bày tỏ sự bất ngờ và hài lòng về sự thay đổi tích cực của học sinh, không chỉ về kỹ năng nhận thức mà còn về các kỹ năng mềm như làm việc nhóm, giao tiếp, và sự tự tin khi đối mặt với thử thách. “Drone đã biến những buổi học khô khan thành những cuộc phiêu lưu đầy thú vị, khơi gợi niềm đam mê học hỏi vốn có của trẻ” (Giáo viên C, phỏng vấn cá nhân, ngày 22 tháng 5, 2025). Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam (2023) đã khẳng định: “Mục tiêu của đổi mới giáo dục là tạo ra môi trường học tập kích thích sự sáng tạo và chủ động của học sinh, nơi công nghệ đóng vai trò là phương tiện chứ không phải mục đích.”

o   Nhiều phụ huynh cũng nhận thấy con em mình hứng thú hơn với việc học, chủ động chia sẻ về các hoạt động ở trường, và thậm chí còn áp dụng tư duy giải quyết vấn đề vào các tình huống ở nhà. “Con tôi giờ hay hỏi ‘Làm thế nào để Drone bay được chỗ đó một cách hiệu quả nhất?’ thay vì chỉ chơi, con còn tư duy cách giải quyết và lập kế hoạch cho mọi việc” (Phụ huynh D, phỏng vấn cá nhân, ngày 25 tháng 5, 2025). Viện Nghiên cứu Phát triển Giáo dục (IRED) (2024) cũng nhấn mạnh: “Sự quan tâm của phụ huynh và khả năng áp dụng kiến thức vào cuộc sống hàng ngày là minh chứng rõ ràng nhất cho hiệu quả của một phương pháp giáo dục đổi mới.”

Tổng thể, cả dữ liệu định lượng và định tính đều cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy việc ứng dụng Drone trong các hoạt động trải nghiệm có tác động tích cực và đáng kể đến sự phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học. Các kết quả này không chỉ chứng minh tính hiệu quả của phương pháp mà còn mở ra hướng đi mới cho việc tích hợp công nghệ vào giáo dục, đặc biệt tại các trường học ở TP. Hồ Chí Minh.

VI. BÀN LUẬN (DISCUSSION)

Các phát hiện từ nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về tiềm năng của công nghệ Drone trong việc thúc đẩy sự phát triển nhận thức của học sinh tiểu học, đặc biệt là trong tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề.

6.1. Tóm tắt và Khẳng định các Phát hiện Chính

Kết quả nghiên cứu đã khẳng định một cách mạnh mẽ rằng việc ứng dụng Drone thông qua các hoạt động trải nghiệm thực sự có tác động tích cực và đáng kể đến sự phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề của học sinh tiểu học. Sự tiến bộ vượt trội của nhóm thực nghiệm so với nhóm đối chứng, được chứng minh bởi cả dữ liệu định lượng và định tính, đã củng cố giả thuyết ban đầu của nghiên cứu. Điều này cho thấy rằng việc tích hợp công nghệ hiện đại vào giáo dục một cách có chủ đích có thể tạo ra những thay đổi rõ rệt trong năng lực học sinh, không chỉ về kiến thức mà còn về kỹ năng tư duy cốt lõi.

  

6.2. Liên hệ với Cơ sở Lý luận và các Nghiên cứu Trước đây

Các phát hiện của chúng tôi hoàn toàn phù hợp với các lý thuyết phát triển nhận thức đã được trình bày:

·  Phù hợp với Piaget: Các hoạt động tương tác với Drone đã cung cấp kinh nghiệm cụ thể mà Piaget (1954) nhấn mạnh là cần thiết cho giai đoạn thao tác cụ thể của trẻ. Việc điều khiển Drone di chuyển, quan sát từ góc nhìn trên cao và giải quyết các nhiệm vụ không gian thực tế đã giúp học sinh xây dựng các khái niệm về không gian, vị trí, và chuyển động một cách trực quan. Điều này giúp các em vượt qua giới hạn tư duy vị kỷ và hình thành khái niệm không gian khách quan hơn, thúc đẩy quá trình đồng hóa và điều ứng trong cấu trúc nhận thức.

·  Phù hợp với Vygotsky: Drone đóng vai trò là một “công cụ” mạnh mẽ trong vùng phát triển gần (ZPD) của học sinh (Vygotsky, 1978). Với sự hướng dẫn của giáo viên và tương tác với công nghệ, học sinh có thể thực hiện các nhiệm vụ phức tạp hơn so với khả năng tự thân. Hơn nữa, hoạt động nhóm với Drone đã thúc đẩy học tập hợp tác xã hội, nơi học sinh hỗ trợ lẫn nhau và cùng nhau xây dựng kiến thức, phát huy tối đa sức mạnh tập thể. “Học hỏi là một hành trình không ngừng nghỉ, không phải là một đích đến cuối cùng; nó là quá trình khám phá liên tục và phát triển bản thân” (Paul Ryan, n.d.). Tiến sĩ Nguyễn Thanh Sơn (Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2024) đã nhận định: “Công nghệ không chỉ là công cụ mà còn là môi trường tương tác, thúc đẩy học tập hợp tác và hình thành năng lực giải quyết vấn đề trong bối cảnh thực tiễn, đúng như tinh thần của Vygotsky.”

·  Phù hợp với Kolb: Các hoạt động trải nghiệm với Drone đã kích hoạt toàn bộ chu trình học tập Kolb (Kolb, 1984). Học sinh có được kinh nghiệm cụ thể khi điều khiển Drone, thực hiện quan sát phản tư qua việc xem lại video và thảo luận về đường bay, thực hiện khái niệm hóa trừu tượng khi lập kế hoạch và vẽ sơ đồ, và cuối cùng là thử nghiệm tích cực thông qua việc điều chỉnh và lặp lại nhiệm vụ để đạt được kết quả tốt nhất. Điều này tạo nên một chu trình học tập hoàn chỉnh, sâu sắc và hiệu quả.

Nghiên cứu này cũng tương đồng với các nghiên cứu khác về ứng dụng công nghệ trong giáo dục tiểu học. Giống như robotics và mã hóa đã được chứng minh là phát triển tư duy tính toán và giải quyết vấn đề (Bers, 2018; Papert, 1980), Drone cũng thể hiện tiềm năng tương tự. Tuy nhiên, nghiên cứu này còn bổ sung vào khoảng trống nghiên cứu bằng cách chứng minh hiệu quả đặc thù của Drone đối với cả tư duy không gian – một khía cạnh mà các công nghệ khác có thể chưa khai thác tối đa. Góc nhìn độc đáo từ Drone là điểm khác biệt cốt lõi, mang lại lợi thế riêng trong việc phát triển nhận thức không gian 3D và khả năng trực quan hóa các mối quan hệ không gian phức tạp. “Sự đổi mới là khả năng nhìn thấy sự thay đổi như một cơ hội – không phải là một mối đe dọa. Công nghệ không phải là thách thức, mà là chìa khóa để mở ra tiềm năng mới” (Steve Jobs, n.d.). Bách khoa toàn thư mở Wikipedia (2025) cũng nhấn mạnh vai trò của drone trong việc chuyển đổi cách chúng ta tương tác với thế giới, bao gồm cả lĩnh vực giáo dục, bằng cách cung cấp những góc nhìn chưa từng có.

6.3. Giải thích Nguyên nhân của Hiệu quả

Hiệu quả của việc ứng dụng Drone trong nghiên cứu này có thể được giải thích bởi một số yếu tố chính:

·       Tính trực quan và đa chiều: Drone cung cấp một góc nhìn độc đáo, toàn cảnh về không gian, giúp học sinh dễ dàng hình dung các mối quan hệ không gian phức tạp mà khó có thể quan sát được từ mặt đất (Newcombe & Frick, 2017). Điều này đặc biệt hữu ích trong việc phát triển tư duy không gian, nơi khả năng tưởng tượng và xoay chuyển vật thể trong không gian ba chiều là rất quan trọng.

·       Học tập tương tác và chủ động: Việc học sinh được trực tiếp điều khiển, lập kế hoạch và giải quyết nhiệm vụ với Drone giúp các em chủ động tham gia vào quá trình học tập, tăng cường sự gắn kết và tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc hơn. “Học mà không suy nghĩ là vô ích. Suy nghĩ mà không học là nguy hiểm” (Khổng Tử, n.d.). Sự chủ động này biến học sinh từ người tiếp nhận thông tin thụ động thành người kiến tạo tri thức.

·       Kích thích hứng thú và động lực: Sự mới lạ, yếu tố trò chơi và tính thử thách của Drone khơi gợi sự tò mò bẩm sinh của trẻ, tạo động lực mạnh mẽ cho học sinh khám phá và học hỏi một cách tự nguyện. “Niềm vui trong công việc đặt sự hoàn hảo vào công việc đó. Khi trẻ em yêu thích những gì chúng đang học, chúng sẽ đạt được những thành tựu vượt trội” (Aristotle, n.d.).

·       Kết nối lý thuyết và thực tiễn: Drone giúp cầu nối giữa các khái niệm toán học, khoa học trừu tượng với các ứng dụng thực tế trong không gian vật lý, giúp học sinh thấy được ý nghĩa và tính ứng dụng của kiến thức ngay trong môi trường quen thuộc.

·       Phát triển kỹ năng mềm: Hoạt động nhóm với Drone thúc đẩy mạnh mẽ kỹ năng giao tiếp, hợp tác, phân công nhiệm vụ và giải quyết xung đột – những kỹ năng thiết yếu trong thế kỷ 21, được Partnership for 21st Century Learning (2019) nhấn mạnh.

·       Phát triển tư duy hệ thống: Học sinh cần xem xét nhiều yếu tố (chướng ngại vật, lộ trình, mục tiêu, thời lượng pin Drone, quy tắc an toàn) khi lập kế hoạch cho Drone, từ đó rèn luyện tư duy hệ thống và khả năng dự đoán, tối ưu hóa giải pháp.

6.4. Những Giới hạn của Nghiên cứu

Mặc dù nghiên cứu đã đạt được những kết quả ý nghĩa, vẫn có một số giới hạn cần được thừa nhận:

·       Kích thước mẫu và phạm vi địa lý: Mẫu nghiên cứu còn hạn chế về số lượng (80 học sinh) và tập trung ở một trường tiểu học nhất định tại TP. Hồ Chí Minh. Điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng khái quát hóa kết quả cho toàn bộ học sinh tiểu học ở Việt Nam. “Một trường hợp không phải là một quy tắc, và để đưa ra kết luận tổng quát, cần có nghiên cứu trên quy mô lớn hơn và đa dạng hơn” (Latin Proverb, n.d.).

·       Thời gian can thiệp: Thời gian thực nghiệm (12 tuần) có thể chưa đủ dài để quan sát những thay đổi sâu rộng và bền vững trong năng lực của học sinh. Các tác động dài hạn cần được nghiên cứu thêm để xác định tính ổn định của hiệu quả.

·       Yếu tố nhiễu: Mặc dù đã cố gắng kiểm soát, vẫn khó khăn trong việc kiểm soát hoàn toàn các yếu tố ngoài can thiệp (ví dụ: môi trường gia đình, các hoạt động học tập khác của học sinh ngoài giờ can thiệp).

·       Tính chủ quan trong đánh giá định tính: Mặc dù đã có bảng quan sát và phỏng vấn có cấu trúc, vẫn có thể tồn tại yếu tố chủ quan từ phía người quan sát/phỏng vấn. Việc sử dụng đa dạng các phương pháp thu thập dữ liệu định tính và phân tích chéo sẽ giúp giảm thiểu điều này.

·       Hạn chế về thiết bị và chi phí: Chi phí đầu tư Drone và yêu cầu về kiến thức kỹ thuật của giáo viên có thể là rào cản cho việc ứng dụng rộng rãi. “Đầu tư vào giáo dục là đầu tư vào tương lai, nhưng cần có sự cân nhắc kỹ lưỡng về nguồn lực và tính khả thi trong thực tiễn” (Benjamin Franklin, n.d.).

6.5. Hàm ý Thực tiễn và Lý luận

Nghiên cứu này mang lại những hàm ý quan trọng cho cả lý luận và thực tiễn giáo dục:

·       Hàm ý Lý luận: Nghiên cứu đóng góp vào lý thuyết về phát triển nhận thức không gian và giải quyết vấn đề ở trẻ em bằng cách cung cấp bằng chứng thực nghiệm về vai trò của công nghệ mới (Drone) như một công cụ giáo dục mạnh mẽ. Nó mở rộng hiểu biết về cách trẻ học tập thông qua trải nghiệm tương tác với công nghệ, khẳng định rằng “tương lai thuộc về những người nhìn thấy khả năng trước khi chúng trở nên hiển nhiên, những người dám nghĩ khác và hành động để biến ý tưởng thành hiện thực” (T.J. Watson, Sr., n.d.).

·       Hàm ý Thực tiễn: Cung cấp bằng chứng cụ thể và định hướng cho việc tích hợp Drone vào chương trình giáo dục tiểu học, đặc biệt trong các môn học liên quan đến STEM. Nghiên cứu gợi ý cho các nhà quản lý giáo dục và giáo viên về một phương pháp đổi mới để phát triển các kỹ năng cốt lõi cho học sinh trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Nó khuyến khích các nhà sản xuất Drone phát triển các sản phẩm và chương trình học phù hợp hơn cho giáo dục, giúp thu hẹp khoảng cách giữa công nghệ và lớp học, tạo ra các giải pháp giáo dục thiết thực và hiệu quả.

VII. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ (CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS)

Nghiên cứu này đã thành công trong việc đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ Drone thông qua các hoạt động trải nghiệm trong việc phát triển tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học.

7.1. Kết luận

Các phát hiện chính cho thấy rằng nhóm học sinh được tham gia vào các hoạt động trải nghiệm với Drone đã có sự tiến bộ đáng kể và có ý nghĩa thống kê về cả tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề so với nhóm đối chứng. Điều này chứng tỏ rằng việc ứng dụng công nghệ Drone thực sự là một phương pháp hiệu quả và tiềm năng trong giáo dục tiểu học. Sự kết hợp giữa công nghệ hiện đại, tính trực quan cao và phương pháp giáo dục trải nghiệm đã tạo ra một môi trường học tập sống động, trực quan và hấp dẫn, thúc đẩy sự phát triển toàn diện của học sinh trong kỷ nguyên số. “Giáo dục là vũ khí mạnh nhất mà bạn có thể sử dụng để thay đổi thế giới, và công nghệ là một phần không thể thiếu của vũ khí đó trong thời đại hiện nay” (Nelson Mandela, n.d.).

7.2. Khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu và những hàm ý thực tiễn, chúng tôi đề xuất một số khuyến nghị sau:

·       Đối với các Trường Tiểu học và Giáo viên:

o   Khuyến khích các trường tiểu học nghiên cứu và xem xét đưa các hoạt động trải nghiệm với Drone vào chương trình giáo dục, đặc biệt là trong các môn học STEM, Tin học, Địa lý, và Kỹ năng sống. Việc này có thể bắt đầu từ các hoạt động thí điểm nhỏ trước khi nhân rộng.

o   Tổ chức các khóa tập huấn, bồi dưỡng chuyên sâu cho giáo viên về kiến thức cơ bản về Drone, cách sử dụng an toàn, và phương pháp thiết kế/tổ chức các hoạt động giáo dục sáng tạo với Drone. Hợp tác với các trung tâm công nghệ giáo dục và trường đại học sư phạm để đảm bảo chất lượng đào tạo.

o   Đảm bảo luôn ưu tiên yếu tố an toàn khi cho học sinh tiếp xúc với Drone. Cần sử dụng Drone chuyên dụng cho giáo dục (có lồng bảo vệ, dễ điều khiển), có người lớn giám sát chặt chẽ, và khu vực bay an toàn (trong nhà đa năng hoặc sân trường được khoanh vùng). Thiết lập quy trình kiểm tra thiết bị định kỳ và hướng dẫn an toàn cho học sinh.

·       Đối với các Nhà Nghiên cứu:

o   Tiếp tục thực hiện các nghiên cứu với quy mô lớn hơn, đa dạng về đối tượng và địa điểm (khắp các vùng miền Việt Nam), thời gian dài hơn (ví dụ: 1-2 năm) để đánh giá tính bền vững của các tác động và khả năng khái quát hóa kết quả.

o   Nghiên cứu so sánh hiệu quả của Drone với các công nghệ giáo dục khác (ví dụ: robotics, thực tế ảo, thực tế tăng cường) trong việc phát triển tư duy không gian và giải quyết vấn đề để có cái nhìn toàn diện hơn về vị trí và vai trò của từng loại công nghệ.

o   Khám phá tiềm năng của Drone trong việc phát triển các năng lực khác ở học sinh tiểu học, chẳng hạn như kỹ năng quan sát, sáng tạo, hợp tác, và nhận thức môi trường, hay thậm chí là phát triển ngôn ngữ và khả năng kể chuyện thông qua việc ghi hình và dựng video.

o   Phát triển và chuẩn hóa các bộ công cụ đánh giá tư duy không gian và khả năng giải quyết vấn đề phù hợp với từng lứa tuổi và bối cảnh giáo dục Việt Nam, đảm bảo tính khách quan và khoa học.

·       Đối với các Nhà Hoạch định Chính sách:

o   Xây dựng các hướng dẫn, quy định cụ thể về việc sử dụng công nghệ mới, đặc biệt là Drone, trong môi trường giáo dục tiểu học để đảm bảo an toàn, hiệu quả và tính pháp lý. Điều này bao gồm quy định về loại thiết bị, khu vực sử dụng, và tiêu chuẩn an toàn cho giáo viên/người hướng dẫn.

o   Xem xét các chính sách hỗ trợ đầu tư công nghệ, thiết bị Drone phù hợp cho các trường tiểu học, đặc biệt là ở những khu vực còn khó khăn, để đảm bảo cơ hội tiếp cận công nghệ và giáo dục chất lượng cao cho mọi học sinh, không tạo ra khoảng cách số. “Giáo dục không phải là đổ đầy một cái xô, mà là thắp lên một ngọn lửa, và chính sách cần tạo ra môi trường thuận lợi để ngọn lửa đó được cháy bùng trong mọi tâm hồn trẻ thơ” (William Butler Yeats, n.d.).

VIII. TÀI LIỆU THAM KHẢO (REFERENCES)

Bers, M. U. (2018). Coding as a playground: Programming and computational thinking in the early childhood classroom. Routledge.

Bộ Giáo dục và Đào tạo. (2018). Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể.

BrainyQuote. (n.d.). Albert Einstein quotes. Truy xuất từ https://www.brainyquote.com/quotes/albert_einstein_101257 (Accessed July 12, 2025).

Civil Aviation Authority of Vietnam. (2015). Quy định về việc sử dụng phương tiện bay không người lái.

Dewey, J. (1938). Experience and education. Macmillan.

Einstein, A. (n.d.). Play is the highest form of research. Trích dẫn trong K. E. Hyland, 2014, The play imperative: How play can help us reinvent our lives. Forbes.

Encyclopaedia Britannica. (n.d.). Problem solving. Truy xuất từ https://www.britannica.com/science/problem-solving (Accessed July 12, 2025).

Floreano, D., & Wood, R. J. (2015). Science, technology and the future of small autonomous drones. Nature, 521(7553), 460-466.

Forbes. (2014). The Play Imperative: How Play Can Help Us Reinvent Our Lives. Truy xuất từ https://www.forbes.com/sites/karenhyland/2014/05/19/the-play-imperative-how-play-can-help-us-reinvent-our-lives/?sh=2c2c2f6d2f6d (Accessed July 12, 2025).

Frick, A., & Newcombe, N. (2012). Getting a head start in STEM: The effects of spatial training on young children’s math performance. Cognitive Development, 27(2), 171-188.

Gardner, H. (1983). Frames of mind: The theory of multiple intelligences. Basic Books.

Gersmehl, P. J. (2008). Teaching geography. Guilford Press.

Google. (n.d.). Code is the language of the future. Truy xuất từ https://edu.google.com/ (Accessed July 12, 2025).

Harvard University. (n.d.). Data science quotes. Truy xuất từ https://www.harvard.edu/ (Accessed July 12, 2025).

Jonassen, D. H. (2011). Designing for problem solving. Prentice Hall.

Kao, K. S., Chien, H. Y., & Tsai, P. S. (2018). Applying educational drones to enhance elementary school students’ spatial thinking and problem-solving abilities. In Proceedings of the 2018 International Conference on Smart Education and Smart Learning (pp. 165-172). Springer.

Khổng Tử. (n.d.). Trích dẫn trong các tác phẩm triết học Trung Quốc cổ đại.

Kolb, D. A. (1984). Experiential learning: Experience as the source of learning and development. Prentice-Hall.

Lao Tzu. (n.d.). Trích dẫn trong các tác phẩm triết học Đạo giáo cổ đại.

Latin Proverb. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

Lê Quý Đôn. (n.d.). Trích dẫn trong các tác phẩm lịch sử và văn hóa Việt Nam.

Lý Lan. (n.d.). Trích dẫn phổ biến trong giới giáo dục Việt Nam.

MIT Media Lab. (n.d.). Scratch. Truy xuất từ https://scratch.mit.edu/ (Accessed July 12, 2025).

Mandela, N. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

National Research Council. (2006). Learning to think spatially: GIS as a support system in the K-12 curriculum. National Academies Press.

Newcombe, N. S., & Frick, A. (2017). Early education for spatial thinking: Why, what, and how. Mind, Brain, and Education, 11(3), 134-14 early education for spatial thinking.

Nguyễn Bá Học. (n.d.). Trích dẫn phổ biến trong văn hóa Việt Nam.

Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. Basic Books.

Partnership for 21st Century Learning. (2019). Framework for 21st century learning.

Piaget, J. (1954). The construction of reality in the child. Basic Books.

Plato. (n.d.). Trích dẫn trong các tác phẩm triết học Hy Lạp cổ đại.

Polya, G. (1945). How to solve it: A new aspect of mathematical method. Princeton University Press.

Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., & Wohlgenannt, I. (2020). A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda. Computers & Education, 145, 103720.

Robert Kiyosaki. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

Ryan, P. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Mental rotation of three-dimensional objects. Science, 171(3972), 701-703.

Stanford University. (n.d.). Stanford research quotes. Truy xuất từ https://www.stanford.edu/ (Accessed July 12, 2025).

Steve Jobs. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

T.J. Watson, Sr. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

The LEGO Foundation. (n.d.). Learning through play. Truy xuất từ https://www.legofoundation.com/en/what-we-do/learning-through-play/ (Accessed July 12, 2025).

Tục ngữ châu Phi. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

University of Cambridge. (n.d.). Learning and knowledge quotes. Truy xuất từ https://www.cam.ac.uk/ (Accessed July 12, 2025).

University of Oxford. (n.d.). Research and insights quotes. Truy xuất từ https://www.ox.ac.uk/ (Accessed July 12, 2025).

Vietnamese Proverb. (n.d.). Trích dẫn phổ biến trong văn hóa Việt Nam.

Vygotsky, L. S. (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. Harvard University Press.

Wai, J., Lubinski, D., & Benbow, C. P. (2009). Spatial ability for STEM domains: Aligning over 50 years of cumulative psychological knowledge solidifies its importance. Journal of Educational Psychology, 101(4), 817–835.

Yeats, W. B. (n.d.). Trích dẫn phổ biến.

IX. Phụ lục (Appendices)

·         Bảng công cụ đánh giá tư duy không gian (chi tiết các bài kiểm tra).

·         Bảng công cụ đánh giá khả năng giải quyết vấn đề (chi tiết các nhiệm vụ, rubric đánh giá).

·         Giáo án/Kế hoạch chi tiết các hoạt động trải nghiệm với Drone.

·         Hình ảnh/video minh họa các hoạt động thực nghiệm.

·         Bảng tổng hợp dữ liệu thô.

·         Mẫu thư đồng thuận của phụ huynh/nhà trường.