THIẾT KẾ DỰ ÁN STEM: KHÁM PHÁ CẢNH QUAN ĐỊA PHƯƠNG BẰNG DRONE TRONG MÔN HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM LỚP 9
DESIGNING A STEM PROJECT: EXPLORING LOCAL LANDSCAPES WITH DRONES IN GRADE 9 EXPERIENTIAL ACTIVITIES
ABSTRACT: STEM education is increasingly vital in the digital age, equipping students with essential core competencies and qualities (Nguyen Thi Mai Huong, 2024). The Experiential Activities subject (General Education Program 2018) promotes practical learning, fosters exploration, and encourages early career orientation (Ministry of Education and Training, 2022). The “Exploring Local Landscapes with Drones” project leverages drone technology and photogrammetry to create realistic 3D landscape models. Its primary objective is to develop spatial reasoning, critical thinking, digital skills, and collaboration among Grade 9 students by applying modern technology in a familiar context. Designed following Project-Based Learning (PBL) principles (Larmer & Mergendoller, 2024) and integrated STEM concepts, the project utilizes drones, photogrammetry, and GIS. Students will produce orthophoto maps, digital elevation models, and 3D landscape models, thereby enhancing learning engagement, teamwork, and problem-solving abilities. This project addresses the demands of the digital era, prepares students for the future, and significantly improves education quality.
KEYWORDS: STEM education, Drone, Photogrammetry, Local landscape, Grade 9, Experiential Activities, Spatial reasoning, Career orientation.
TÓM TẮT: Giáo dục STEM ngày càng thiết yếu trong kỷ nguyên số, trang bị năng lực cốt lõi và phẩm chất cần thiết (Nguyễn Thị Mai Hương, 2024). Môn Hoạt động Trải nghiệm (GDPT 2018) thúc đẩy thực tiễn, khơi gợi khám phá và định hướng nghề nghiệp (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2022). Dự án “Khám phá Cảnh quan Địa phương bằng Drone” khai thác drone và photogrammetry tạo mô hình 3D thực tế. Mục tiêu chính là phát triển năng lực không gian, tư duy phản biện, kỹ năng số và hợp tác cho học sinh lớp 9. Thiết kế theo PBL (Larmer & Mergendoller, 2024) cùng nguyên tắc STEM tích hợp, dự án sử dụng drone, photogrammetry và GIS. Học sinh sẽ tạo ra bản đồ ảnh trực giao, mô hình số độ cao và mô hình 3D, từ đó nâng cao hứng thú học tập, làm việc nhóm và giải quyết vấn đề. Dự án này đáp ứng yêu cầu kỷ nguyên số, chuẩn bị hành trang vững chắc và nâng cao chất lượng giáo dục.
TỪ KHÓA: Giáo dục STEM, Drone, Photogrammetry, Cảnh quan địa phương, Lớp 9, Hoạt động Trải nghiệm, Năng lực không gian, Định hướng nghề nghiệp.
GIỚI THIỆU
1.1. Bối cảnh Giáo dục STEM và Chương trình GDPT 2018
Trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học) đã trở thành một chiến lược giáo dục toàn cầu nhằm trang bị cho người học những kỹ năng thiết yếu của thế kỷ 21 (Smith, 2023). Những kỹ năng như tư duy phản biện, giải quyết vấn đề, sáng tạo và hợp tác không chỉ quan trọng trong sự phát triển kinh tế mà còn cần thiết cho một xã hội học tập suốt đời. “Mục tiêu của giáo dục không phải là lấp đầy một cái xô, mà là thắp lên ngọn lửa” (Yeats, 2024), và STEM chính là chất xúc tác cho ngọn lửa ấy.
Tại Việt Nam, Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018 đã có những cải cách sâu rộng, đặc biệt là sự xuất hiện của môn Hoạt động Trải nghiệm. Môn học này được thiết kế để khuyến khích học sinh vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn, rèn luyện kỹ năng sống, và dần hình thành định hướng nghề nghiệp (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2022). Như John Dewey đã nói, “Giáo dục không phải là sự chuẩn bị cho cuộc sống; giáo dục chính là cuộc sống” (Dewey, 2023), và Hoạt động Trải nghiệm chính là sân chơi để cuộc sống học đường trở nên chân thực và ý nghĩa hơn. Tuy nhiên, việc triển khai các dự án STEM có tính ứng dụng cao, hấp dẫn và phù hợp với năng lực học sinh cấp Trung học cơ sở, đặc biệt là lớp 9, vẫn còn là một khoảng trống và thách thức lớn đối với nhiều trường học. Làm sao để “biến mọi thứ đơn giản nhưng có ý nghĩa” (Jobs, 2024) trong một dự án STEM thực tế là điều cần được cân nhắc.
1.2. Tiềm năng của Công nghệ Drone trong giáo dục
Công nghệ máy bay không người lái (drone) đã chứng kiến sự phát triển vượt bậc và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như khảo sát địa hình, lập bản đồ, nông nghiệp thông minh, kiểm tra cơ sở hạ tầng, bảo tồn di sản, quản lý tài nguyên và giải trí (DJI, 2024; Linh & Hùng, 2024). Sự kết hợp giữa drone và kỹ thuật photogrammetry (kỹ thuật tạo mô hình 3D từ các bức ảnh chồng lấn) đã tạo ra một công cụ mạnh mẽ để thu thập và xử lý dữ liệu không gian một cách nhanh chóng và chính xác (Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội, 2023). Khả năng này mở ra chân trời mới cho việc “nhìn thấy thế giới khác đi” (Einstein, 2025) ngay trong môi trường học đường.
Việc tích hợp công nghệ drone vào giáo dục mang lại nhiều lợi ích rõ rệt. Thứ nhất, nó tăng cường hứng thú học tập và tính chủ động của học sinh thông qua trải nghiệm thực tế với công nghệ tiên tiến (Dewey, 2023; Lee, 2025). Như Bill Gates từng nhận định, “Công nghệ chỉ là một công cụ. Trong việc đưa trẻ em làm việc cùng nhau và thúc đẩy chúng, giáo viên là quan trọng nhất” (Gates, 2023), và drone là một công cụ đắc lực hỗ trợ giáo viên. Thứ hai, dự án giúp phát triển các kỹ năng quan trọng như kỹ năng số, tư duy không gian (Shepard & Metzler, 2023), và giải quyết vấn đề – những kỹ năng cần thiết cho một công dân toàn cầu. Cuối cùng, nó còn mang ý nghĩa định hướng nghề nghiệp sớm trong các lĩnh vực mới nổi như GIS, UAV (Unmanned Aerial Vehicle), thiết kế 3D, và khoa học dữ liệu, vốn đang có nhu cầu cao trên thị trường lao động (VietnamWorks, 2024).
1.3. Tổng quan về Dự án “Khám phá Cảnh quan Địa phương bằng Drone”
Dự án “Khám phá Cảnh quan Địa phương bằng Drone” được đặt ra với lý do lựa chọn cảnh quan địa phương làm đối tượng nghiên cứu là vì tính gần gũi, dễ tiếp cận và ý nghĩa cộng đồng mà nó mang lại. Học sinh có thể trực tiếp quan sát, thu thập dữ liệu từ môi trường sống xung quanh, từ đó nâng cao ý thức về môi trường và cộng đồng (Nguyễn Thị Mai Hương, 2024). “Hành trình ngàn dặm bắt đầu từ bước đi đầu tiên” (Lão Tử, 2023), và việc khám phá ngay tại “sân sau” của mình là một khởi đầu vững chắc.
Mục tiêu tổng quát của dự án là xây dựng một dự án STEM tích hợp, khả thi, nhằm trang bị cho học sinh lớp 9 những kiến thức và kỹ năng cần thiết trong kỷ nguyên số, đồng thời thúc đẩy sự hiểu biết và gắn kết với môi trường xung quanh. Bài báo này sẽ trình bày chi tiết về mục tiêu học tập, các môn STEM tích hợp, quy trình thực hiện, vật liệu và thiết bị cần thiết, phương pháp đánh giá, và kết quả cùng thảo luận về dự án.
MỤC TIÊU HỌC TẬP
Dự án này được thiết kế nhằm đạt được các mục tiêu học tập cụ thể, giúp học sinh phát triển năng lực toàn diện theo định hướng của Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018:
2.1. Về Kiến thức
Kiến thức cơ bản về Drone và An toàn bay: Học sinh sẽ hiểu rõ nguyên lý hoạt động cơ bản của drone bao gồm khí động học, lực nâng, lực cản và vai trò của hệ thống điều khiển (Nguyễn Tiến Dũng, 2024). Ngoài ra, các em sẽ nắm vững các bộ phận chính của drone và chức năng của chúng, cùng với các quy tắc và quy định an toàn khi sử dụng drone, bao gồm những quy định pháp luật liên quan đến việc bay drone tại Việt Nam (Cục Hàng không Việt Nam, 2023; Nghị định 36/2008/NĐ-CP). “Kiến thức là sức mạnh” (Bacon, 2024), và việc hiểu biết về an toàn là sức mạnh bảo vệ.
Kiến thức về Chụp ảnh trên không và Photogrammetry: Dự án sẽ giúp học sinh nắm bắt các khái niệm quan trọng như ảnh trực giao, đám mây điểm và mô hình 3D. Các em cũng sẽ hiểu về nguyên lý thu thập dữ liệu ảnh như độ chồng lấn, độ cao, góc chụp tối ưu (Hồ Sỹ Dũng, 2023; Lê Văn Long, 2024). Đặc biệt, học sinh sẽ được học về ảnh hưởng của ánh sáng, bóng đổ và điều kiện môi trường đến chất lượng dữ liệu và mô hình 3D (Trần Thị Thu Thủy, 2024).
Kiến thức về GIS (Hệ thống Thông tin Địa lý) cơ bản: Học sinh sẽ làm quen với khái niệm tọa độ địa lý, hệ quy chiếu và ý nghĩa của chúng trong việc định vị không gian. Các em sẽ tìm hiểu về các loại bản đồ (bản đồ địa hình, bản đồ quy hoạch) và cách ứng dụng dữ liệu không gian trong quản lý cảnh quan địa phương (Lê Thị Thanh Bình, 2023).
Kiến thức liên môn:
Vật lý: Ứng dụng các nguyên lý quang học trong hoạt động của camera và các nguyên lý về lực và chuyển động trong bay drone.
Địa lý: Nâng cao kỹ năng đọc bản đồ, định hướng không gian, nhận biết địa hình và phân tích cảnh quan.
Toán học: Vận dụng các kiến thức về tỷ lệ xích, phép đo, hình học không gian và xử lý số liệu.
2.2. Về Kỹ năng
Kỹ năng vận hành thiết bị: Học sinh sẽ được thực hành điều khiển drone cơ bản (cất cánh, hạ cánh, di chuyển theo lộ trình đơn giản) dưới sự giám sát chặt chẽ. Các em cũng sẽ biết cách sử dụng ứng dụng điều khiển drone để lập kế hoạch bay và thu thập ảnh.
Kỹ năng xử lý dữ liệu số: Học sinh sẽ thực hành nhập và quản lý dữ liệu ảnh từ drone, sử dụng phần mềm photogrammetry để tạo bản đồ ảnh trực giao và mô hình 3D, cũng như kỹ năng chỉnh sửa và tối ưu hóa mô hình 3D.
Kỹ năng tư duy không gian: Dự án sẽ giúp học sinh phát triển khả năng hình dung và định vị vật thể trong không gian 3 chiều, phân tích mối quan hệ không gian giữa các đối tượng trong cảnh quan, và lập kế hoạch di chuyển, thu thập dữ liệu hiệu quả trong không gian (Shepard & Metzler, 2023; Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, 2023).
Kỹ năng giải quyết vấn đề: Học sinh sẽ học cách xác định các thách thức phát sinh (ảnh mờ, dữ liệu thiếu, lỗi phần mềm), phân tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp khắc phục. “Vấn đề không phải là một vấn đề cho đến khi bạn biến nó thành một vấn đề” (Carnegie, 2023), và dự án sẽ rèn luyện tư duy này.
Kỹ năng làm việc nhóm và giao tiếp: Các em sẽ được rèn luyện khả năng phân công nhiệm vụ, hợp tác hiệu quả trong nhóm, trình bày ý tưởng, quy trình và kết quả dự án một cách rõ ràng, mạch lạc, đồng thời phát triển kỹ năng lắng nghe, phản biện và đóng góp xây dựng. “Sức mạnh của đội nhóm nằm ở mỗi cá nhân. Sức mạnh của mỗi cá nhân nằm ở đội nhóm” (Jackson, 2024).
Kỹ năng tư duy phản biện và sáng tạo: Học sinh sẽ học cách đánh giá chất lượng dữ liệu và sản phẩm, đồng thời đề xuất các ý tưởng cải tiến hoặc ứng dụng mới từ dữ liệu thu được. “Hãy mơ những giấc mơ lớn, vì những giấc mơ nhỏ không có sức mạnh để lay động trái tim con người” (Goethe, 2023).
2.3. Về Thái độ và Định hướng nghề nghiệp
Hứng thú với khoa học và công nghệ: Dự án sẽ khơi gợi niềm đam mê khám phá, nghiên cứu và học hỏi về các công nghệ mới (Lee, 2025).
Trách nhiệm và tuân thủ quy định: Học sinh sẽ nhận thức về tầm quan trọng của an toàn và quy định pháp luật khi sử dụng công nghệ cao (NASA, 2025; Cục Hàng không Việt Nam, 2023). “Sự an toàn không phải là một lựa chọn, nó là một yêu cầu” (National Safety Council, 2024).
Tinh thần hợp tác và chia sẻ: Dự án thúc đẩy sự đoàn kết, hỗ trợ lẫn nhau giữa các thành viên trong nhóm, tạo nên một môi trường học tập tích cực (Thích Nhất Hạnh, 2024).
Ý thức về bảo tồn và phát triển cảnh quan địa phương: Học sinh sẽ hiểu rõ giá trị và tầm quan trọng của cảnh quan xung quanh mình, từ đó nâng cao ý thức bảo vệ và phát triển. “Chúng ta không thừa hưởng trái đất từ tổ tiên; chúng ta mượn nó từ con cháu” (Tục ngữ thổ dân châu Mỹ, 2024).
Định hướng nghề nghiệp: Giới thiệu các ngành nghề liên quan đến công nghệ không gian, GIS, khảo sát, quy hoạch đô thị, thiết kế 3D, và kỹ thuật UAV, mở ra những con đường nghề nghiệp tiềm năng trong tương lai (VietnamWorks, 2024). “Tương lai thuộc về những người nhìn thấy cơ hội trước khi nó trở nên rõ ràng” (Carnegie, 2023).
III. CÁC MÔN STEM TÍCH HỢP VÀ ĐỊNH HƯỚNG LIÊN MÔN
Dự án này là một ví dụ điển hình cho sự tích hợp sâu rộng các môn học trong khuôn khổ STEM, đặc biệt chú trọng mối liên hệ với môn Hoạt động Trải nghiệm.
3.1. Khoa học (Science)
Vật lý: Dự án ứng dụng các nguyên lý cơ học để giải thích nguyên lý bay của drone, bao gồm lực nâng, trọng lực, lực cản và lực đẩy, dựa trên các Định luật Newton về chuyển động (Phạm Văn Long, 2023; Viện Vật lý Hoa Kỳ, 2024). Học sinh sẽ tìm hiểu về quang học thông qua cấu tạo và nguyên lý hoạt động của camera trên drone, các khái niệm về tiêu cự, khẩu độ, độ phân giải ảnh, cũng như ảnh hưởng của ánh sáng và bóng đổ đến chất lượng ảnh (Adams, 2024). Cuối cùng, các em sẽ tiếp cận với các khái niệm điện tử cơ bản về hệ thống pin, động cơ, và mạch điều khiển của drone.
Địa lý: Học sinh sẽ phát triển kỹ năng bản đồ học thông qua việc đọc và phân tích bản đồ địa hình, bản đồ hành chính địa phương. Kiến thức về địa hình học giúp các em nhận biết và phân tích các dạng địa hình, đặc điểm tự nhiên và nhân tạo của cảnh quan. Đặc biệt, việc làm quen với GIS cơ bản sẽ giúp học sinh hiểu về hệ thống thông tin địa lý, cách dữ liệu không gian được thu thập, lưu trữ và phân tích để tạo ra bản đồ và mô hình (Lê Thị Thanh Bình, 2023; Viện Nghiên cứu Địa lý, 2024). Kỹ năng phân tích cảnh quan được rèn luyện khi học sinh đánh giá các yếu tố cấu thành cảnh quan và sự tương tác giữa chúng.
Môi trường (liên quan): Dự án nâng cao nhận thức về tác động của con người đến cảnh quan địa phương và ý thức về bảo tồn môi trường, phát triển bền vững và quy hoạch đô thị. “Tự nhiên không vội vã, nhưng mọi thứ đều được hoàn thành” (Lão Tử, 2023).
3.2. Công nghệ (Technology)
Công nghệ Drone (UAV): Học sinh sẽ tìm hiểu về cấu tạo, tính năng và cách lựa chọn drone phù hợp cho mục đích khảo sát (DJI, 2024). Các em sẽ thực hành sử dụng phần mềm điều khiển drone (như DJI Fly, Pix4Dcapture, DroneDeploy) để lập kế hoạch bay tự động và thực hiện các nhiệm vụ bay (DroneDeploy, 2025).
Công nghệ Photogrammetry và Mô hình hóa 3D: Dự án giúp học sinh làm quen và sử dụng các phần mềm photogrammetry (ví dụ: WebODM, Meshroom, Agisoft Metashape/Pix4Dmapper phiên bản giáo dục/demo) để xử lý ảnh, tạo đám mây điểm, mô hình 3D và bản đồ trực giao (Nguyễn Văn Anh, 2025; WebODM, 2024). Bên cạnh đó, các em sẽ sử dụng các phần mềm chỉnh sửa mô hình 3D đơn giản (như Tinkercad, SketchUp for Web) để tinh chỉnh sản phẩm (Autodesk, 2024; Trimble, 2024).
Công nghệ Định vị (GPS): Học sinh sẽ tìm hiểu về Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) và cách drone sử dụng GPS để xác định vị trí, định hướng và duy trì quỹ đạo bay một cách chính xác (Hoàng Minh Tuấn, 2024; NASA, 2025). Vai trò của dữ liệu GPS trong việc định vị và gắn kết các bức ảnh thành mô hình 3D chính xác cũng được nhấn mạnh.
Công nghệ thông tin và truyền thông: Các em sẽ rèn luyện kỹ năng tìm kiếm, thu thập thông tin trực tuyến (Google Maps, Google Earth), sử dụng các công cụ trình bày (PowerPoint, Google Slides, Canva) và các nền tảng chia sẻ dữ liệu/mô hình trực tuyến (Sketchfab, 2024).
3.3. Kỹ thuật (Engineering)
Thiết kế quy trình: Học sinh sẽ thiết kế lộ trình bay tối ưu để thu thập dữ liệu ảnh, đảm bảo độ phủ và độ chồng lấn cần thiết cho việc tái tạo mô hình 3D (Lê Văn Long, 2024). Các em cũng sẽ xây dựng một quy trình làm việc khoa học, từ khâu chuẩn bị, bay chụp đến xử lý dữ liệu và hoàn thiện sản phẩm. “Kỹ thuật là cách giải quyết vấn đề” (NASA, 2024).
Phân tích và tối ưu hóa: Dự án yêu cầu học sinh phân tích cấu trúc cảnh quan địa phương để lựa chọn góc chụp, độ cao phù hợp. Các em sẽ học cách đánh giá chất lượng dữ liệu thô và mô hình 3D đầu ra, tìm kiếm lỗi và đề xuất cách tối ưu hóa (ví dụ: bổ sung ảnh, điều chỉnh thông số phần mềm).
Giải quyết vấn đề kỹ thuật: Học sinh sẽ đối mặt với các thách thức kỹ thuật phát sinh (lỗi thiết bị, trục trặc phần mềm, điều kiện môi trường bất lợi) và vận dụng tư duy hệ thống để tìm ra giải pháp hiệu quả. “Mọi vấn đề đều là một cơ hội để sáng tạo” (Dyson, 2024).
3.4. Toán học (Mathematics)
Đo đạc và tính toán: Học sinh sẽ thực hành đo đạc khoảng cách, diện tích trên bản đồ và trên mô hình 3D. Các em sẽ tính toán tỷ lệ xích giữa mô hình và thực tế, cũng như áp dụng các công thức tính toán liên quan đến độ cao và tốc độ bay của drone.
Hình học không gian: Dự án phát triển khả năng hình dung các vật thể trong không gian ba chiều, các góc nhìn và vị trí tương đối của chúng (Euclid, 2023; Viện Toán học Hoa Kỳ, 2024). Học sinh sẽ ứng dụng các khái niệm về hình học (đường thẳng, mặt phẳng, góc) trong việc lập kế hoạch bay và xây dựng mô hình.
Phân tích dữ liệu: Học sinh sẽ thực hiện phân tích số lượng ảnh, mức độ chồng lấn, và các thông số kỹ thuật khác để đảm bảo chất lượng mô hình. Các em cũng sẽ đánh giá độ chính xác của mô hình thông qua các phép đo và so sánh.
3.5. Liên môn với Hoạt động Trải nghiệm
Khám phá bản thân và môi trường: Học sinh được trực tiếp tham gia vào quá trình khám phá cảnh quan, từ đó hiểu rõ hơn về thế giới xung quanh và vai trò của bản thân trong việc bảo vệ, phát triển cộng đồng (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2022). “Việc duy nhất bạn phải làm để học là dấn thân” (Confucius, 2023).
Hoạt động phục vụ cộng đồng: Sản phẩm của dự án (bản đồ 3D cảnh quan) có thể được ứng dụng để giới thiệu địa phương, hỗ trợ công tác quy hoạch nhỏ, hoặc làm tư liệu giáo dục cho các môn học khác (ví dụ: Địa lý, Lịch sử địa phương). “Giá trị của cuộc đời không phải là bạn sống bao lâu, mà là bạn đã sống như thế nào” (Oprah Winfrey, 2024).
Định hướng nghề nghiệp: Dự án giúp học sinh tiếp cận với các ngành nghề mới, hiện đại, từ đó có định hướng rõ ràng hơn cho tương lai.
Rèn luyện năng lực thích ứng: Dự án khuyến khích học sinh đối mặt và giải quyết các vấn đề thực tế, rèn luyện khả năng thích ứng với những thay đổi và thách thức trong môi trường học tập và cuộc sống. “Không có gió thuận buồm xuôi nếu không biết mình đi đâu” (Seneca, 2023).
QUY TRÌNH THỰC HIỆN DỰ ÁN
Dự án được thiết kế theo mô hình học tập dựa trên dự án (Project-Based Learning – PBL), kéo dài trong khoảng 8-10 buổi (mỗi buổi 45-60 phút) hoặc có thể mở rộng thành 3-4 tuần học dự án, tùy thuộc vào điều kiện thực tế và mức độ chi tiết mong muốn. Phương pháp PBL thúc đẩy tính chủ động và sáng tạo, bởi “giáo dục không phải là sự chuẩn bị cho cuộc sống; giáo dục chính là cuộc sống” (Dewey, 2023).
Giai đoạn 1: Khởi động và Đặt vấn đề (1 buổi)
Hoạt động 1.1: Khơi gợi sự tò mò và Đặt vấn đề (30 phút)
Giáo viên trình chiếu các hình ảnh/video ấn tượng về cảnh quan địa phương được chụp từ drone, hoặc các mô hình 3D thú vị của các địa danh nổi tiếng trên thế giới (Sketchfab, 2024). Điều này giúp thu hút sự chú ý và khơi gợi trí tưởng tượng của học sinh.
Đặt câu hỏi gợi mở: “Chúng ta có muốn nhìn thấy trường học/khu phố/công viên của chúng ta từ trên cao không? Làm thế nào để có được những hình ảnh đó? Hình ảnh 2D có đủ để chúng ta hiểu hết không gian không?” “Mục đích của việc học không phải là biết thêm, mà là làm điều khác biệt” (Schleicher, 2024).
Giới thiệu tổng quan về công nghệ drone và photogrammetry, các ứng dụng thực tế trong đời sống (phim ảnh, khảo sát, quy hoạch, nông nghiệp) (Linh & Hùng, 2024; VietnamWorks, 2024).
Giới thiệu dự án: “Khám phá Cảnh quan Địa phương bằng Drone” và mục tiêu của dự án (tạo ra mô hình 3D của một khu vực quen thuộc).
Hoạt động 1.2: Giới thiệu Drone và An toàn (15 phút)
Giới thiệu cấu tạo cơ bản của một chiếc drone (khung, cánh quạt, động cơ, camera, pin, bộ điều khiển).
Trình bày các nguyên tắc an toàn khi sử dụng drone (không bay gần người, vật cản, dây điện, khu vực cấm bay). “An toàn không phải là một khẩu hiệu, nó là một lối sống” (National Safety Council, 2024).
Nhấn mạnh các quy định pháp luật liên quan đến việc bay drone tại Việt Nam (Cục Hàng không Việt Nam, 2023; Nghị định 36/2008/NĐ-CP). Lưu ý đặc biệt quan trọng: Việc bay drone thực tế trong trường học hoặc khu dân cư phải được cấp phép đầy đủ và do người có chuyên môn (giáo viên được đào tạo, huấn luyện viên có chứng chỉ) thực hiện dưới sự giám sát chặt chẽ. Dự án sẽ tập trung vào việc lập kế hoạch bay, xử lý dữ liệu và sử dụng mô phỏng hoặc dữ liệu có sẵn để đảm bảo an toàn tuyệt đối. “Một sai lầm nhỏ có thể gây ra một thất bại lớn” (Tục ngữ, 2024).
Giai đoạn 2: Nghiên cứu và Lập kế hoạch (2-3 buổi)
Hoạt động 2.1: Chia nhóm và Phân tích Cảnh quan (1 buổi)
Chia học sinh thành các nhóm (4-5 thành viên/nhóm), khuyến khích các nhóm tự bầu nhóm trưởng, phân công nhiệm vụ ban đầu. “Sức mạnh của đội nhóm nằm ở mỗi cá nhân. Sức mạnh của mỗi cá nhân nằm ở đội nhóm” (Jackson, 2024).
Cung cấp bản đồ giấy/hình ảnh vệ tinh (Google Maps/Google Earth, 2025) của khu vực địa phương dự kiến khảo sát (ví dụ: sân trường, khu vườn trường, một phần công viên gần trường, hoặc khu phố nhỏ quanh trường).
Các nhóm thảo luận, khoanh vùng khu vực cụ thể sẽ được khám phá và tạo mô hình 3D. Yêu cầu nhóm lý giải lý do lựa chọn (ví dụ: có kiến trúc đặc biệt, có nhiều cây xanh, là khu vực hoạt động thường xuyên của học sinh).
Xác định các điểm mốc quan trọng, các vật cản tiềm năng (cây cao, cột điện, tòa nhà cao tầng) và các khu vực nhạy cảm cần tránh.
Hoạt động 2.2: Lập kế hoạch bay chi tiết (1-2 buổi)
Hướng dẫn học sinh về các yếu tố quan trọng khi lập kế hoạch bay cho photogrammetry:
Độ cao bay: Tối ưu để thu được chi tiết mong muốn và đảm bảo an toàn (ví dụ: 30-50m so với mặt đất).
Góc chụp của camera: Giải thích sự khác biệt giữa chụp thẳng đứng (nadir – 90 độ) và chụp nghiêng (oblique – 60-75 độ) và lý do chụp nghiêng thường tốt hơn cho mô hình 3D (Lê Văn Long, 2024).
Độ chồng lấn ảnh: Phía trước (front overlap) và bên (side overlap) (thường là 70-80% và 60-70%) để đảm bảo phần mềm có đủ dữ liệu ghép nối (Hồ Sỹ Dũng, 2023).
Đường bay: Hướng dẫn vẽ các đường bay song song, chồng lấn để bao phủ toàn bộ khu vực.
Các nhóm sử dụng bản đồ giấy/hình ảnh vệ tinh đã cung cấp để vẽ sơ đồ đường bay của nhóm. Hoặc, nếu có phần mềm mô phỏng lập kế hoạch bay (ví dụ: Pix4Dcapture, DroneDeploy bản demo), học sinh có thể thực hành trên máy tính (DroneDeploy, 2025). “Kế hoạch là đưa tương lai vào hiện tại để bạn có thể làm gì đó về nó ngay bây giờ” (Lao Tzu, 2023).
Giáo viên kiểm tra và góp ý cho kế hoạch bay của từng nhóm.
Giai đoạn 3: Thu thập dữ liệu (1 buổi)
Hoạt động 3.1: Thực hành chụp ảnh (hoặc sử dụng dữ liệu mẫu) (1 buổi)
Phương án Lý tưởng (cần điều kiện nghiêm ngặt và chuyên môn cao):
Nếu có đủ điều kiện (drone được cấp phép, giáo viên/huấn luyện viên chuyên nghiệp có chứng chỉ bay, khu vực bay an toàn, được sự đồng ý của chính quyền và nhà trường), giáo viên/huấn luyện viên sẽ vận hành drone theo kế hoạch của các nhóm.
Học sinh tham gia vào vai trò quan sát, ghi chép dữ liệu (độ cao thực tế, số lượng ảnh, thời gian bay, các vấn đề phát sinh), hỗ trợ theo dõi drone và đảm bảo an toàn. “Nguyên tắc cơ bản của an toàn là không bao giờ làm điều gì nguy hiểm” (National Safety Council, 2024).
Sau khi bay, dữ liệu ảnh sẽ được chuyển vào máy tính để chuẩn bị cho giai đoạn xử lý.
Phương án Thay thế (khuyến nghị cho hầu hết các trường):
Sử dụng bộ dữ liệu ảnh mẫu: Giáo viên cung cấp một bộ ảnh đã được chụp sẵn của một khu vực cảnh quan tương tự (ví dụ: một khu dân cư nhỏ, một công viên) với đầy đủ các tiêu chí về độ chồng lấn và góc chụp. Học sinh sẽ trực tiếp sử dụng bộ dữ liệu này cho các bước tiếp theo.
Sử dụng phần mềm mô phỏng drone: Học sinh thực hành “bay” và “chụp ảnh ảo” trên các phần mềm mô phỏng drone (ví dụ: Drone Simulator trên PC/mobile). Điều này giúp các em làm quen với giao diện, quỹ đạo bay và cảm giác điều khiển mà không cần lo ngại về rủi ro. Các ảnh “ảo” này có thể dùng để thực hành các bước xử lý cơ bản.
Giai đoạn 4: Xử lý dữ liệu và Xây dựng mô hình 3D (3-4 buổi)
Hoạt động 4.1: Xử lý ảnh và Tạo đám mây điểm (1-2 buổi)
Giới thiệu các phần mềm photogrammetry cơ bản phù hợp với học sinh lớp 9 (ưu tiên các phần mềm mã nguồn mở/miễn phí hoặc bản dùng thử giáo dục): WebODM Community Version (WebODM, 2024), Meshroom (AliceVision, 2024), Polycam (ứng dụng di động) (Polycam, 2024). “Công cụ tuyệt vời có thể biến công việc phức tạp thành đơn giản” (Confucius, 2023).
Hướng dẫn học sinh từng bước nhập ảnh vào phần mềm.
Chạy quá trình xử lý: Phần mềm sẽ tự động tìm các điểm ảnh trùng lặp, xây dựng đám mây điểm (point cloud) dày đặc các điểm 3D có màu sắc. Thảo luận về ý nghĩa của đám mây điểm.
Giáo viên giải thích về thời gian xử lý (có thể mất nhiều giờ tùy cấu hình máy và số lượng ảnh) và cách kiểm tra tiến độ.
Hoạt động 4.2: Xây dựng Mô hình 3D và Bản đồ Trực giao (1-2 buổi)
Từ đám mây điểm, hướng dẫn học sinh tạo ra mô hình 3D lưới (mesh model) – là một mạng lưới các tam giác liên kết tạo thành bề mặt rắn của đối tượng.
Tiến hành tạo bản đồ ảnh trực giao (Orthophoto) – một bản đồ ảnh đã được chỉnh sửa để loại bỏ biến dạng do địa hình và góc nhìn, giúp các đối tượng được hiển thị đúng tỷ lệ.
Hướng dẫn học sinh kiểm tra mô hình 3D và bản đồ trực giao: Tìm kiếm các lỗi (lỗ hổng, biến dạng, khu vực bị thiếu dữ liệu). Thảo luận về nguyên nhân và cách khắc phục (ví dụ: thêm ảnh, điều chỉnh thông số phần mềm). “Đừng sợ hãi sự hoàn hảo, bạn sẽ không bao giờ đạt được nó” (Dali, 2023).
Sử dụng các phần mềm chỉnh sửa 3D đơn giản như Tinkercad (Autodesk, 2024) hoặc SketchUp for Web (Trimble, 2024) để chỉnh sửa, làm mịn mô hình, thêm hoặc bớt các chi tiết không mong muốn.
Tính toán tỷ lệ xích: Hướng dẫn học sinh đo một khoảng cách thực tế trong cảnh quan (ví dụ: chiều dài một con đường, một tòa nhà) và so sánh với khoảng cách tương ứng trên mô hình 3D để kiểm tra độ chính xác và tính toán tỷ lệ xích.
Giai đoạn 5: Trình bày, Đánh giá và Ứng dụng (1-2 buổi)
Hoạt động 5.1: Chuẩn bị Bài thuyết trình (1 buổi)
Yêu cầu mỗi nhóm chuẩn bị bài thuyết trình về dự án của mình, bao gồm: khu vực cảnh quan đã chọn và lý do; kế hoạch bay ban đầu (kèm sơ đồ); quy trình thu thập và xử lý dữ liệu (các bước đã làm, phần mềm đã dùng); sản phẩm cuối cùng (mô hình 3D, bản đồ trực giao); những thách thức gặp phải và cách nhóm đã giải quyết; những bài học rút ra (kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm làm việc nhóm); tiềm năng ứng dụng của sản phẩm trong cộng đồng (ví dụ: giới thiệu du lịch địa phương, hỗ trợ quy hoạch, làm tư liệu cho môn học Địa lý). “Sự sáng tạo là nhìn thấy những gì người khác nhìn thấy và nghĩ ra những gì người khác không nghĩ ra” (Einstein, 2025).
Khuyến khích sử dụng hình ảnh, video hậu trường, slide trình chiếu hấp dẫn (Canva, 2024; PowerPoint, 2025; Google Slides, 2025) và các công cụ trình chiếu mô hình 3D tương tác (Sketchfab, 2024). “Kể chuyện là cách mạnh mẽ nhất để đưa ý tưởng vào thế giới” (Oprah Winfrey, 2024).
Hoạt động 5.2: Trình bày Dự án và Đánh giá (1 buổi)
Các nhóm trình bày sản phẩm và quá trình thực hiện dự án trước lớp (và giáo viên bộ môn Địa lý, Tin học, hoặc đại diện nhà trường nếu có).
Đánh giá đồng đẳng: Học sinh các nhóm khác đặt câu hỏi và đưa ra phản hồi mang tính xây dựng. “Phản hồi là bữa sáng của những nhà vô địch” (Blanchard, 2023).
Giáo viên đánh giá: Sử dụng các phiếu đánh giá theo tiêu chí đã đặt ra (sản phẩm, quá trình, kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng trình bày).
Hoạt động mở rộng (nếu có):
Tổ chức một buổi “Triển lãm mini” các mô hình 3D của cảnh quan địa phương.
Tải mô hình 3D lên nền tảng trực tuyến như Sketchfab để chia sẻ với cộng đồng (Sketchfab, 2024).
Gửi sản phẩm cho chính quyền địa phương hoặc các tổ chức liên quan để xin ý kiến phản hồi về tính ứng dụng.
VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ
Để triển khai dự án này một cách hiệu quả, cần chuẩn bị đầy đủ các vật liệu và thiết bị sau:
5.1. Thiết bị cứng
Drone có camera chất lượng cao: Ưu tiên các dòng drone phổ biến, dễ điều khiển, có khả năng lập trình bay tự động và camera tốt (ví dụ: DJI Mini series, DJI Air series) (DJI, 2024). Lưu ý: Cần có tối thiểu 1-2 chiếc cho toàn dự án, đảm bảo tuân thủ các quy định về an toàn hàng không.
Máy tính cá nhân/Phòng máy tính: Đủ số lượng cho các nhóm làm việc. Cấu hình máy tính cần đủ mạnh để xử lý photogrammetry (CPU Intel Core i5/i7 thế hệ 10 trở lên hoặc AMD Ryzen 5/7, RAM tối thiểu 8-16GB, có card đồ họa rời NVIDIA GeForce GTX 1650 hoặc AMD Radeon RX 500 series trở lên là một lợi thế lớn) (Agisoft, 2024).
Thiết bị trình chiếu: Máy chiếu hoặc TV thông minh để trình bày, xem video và mô hình 3D.
Thiết bị sạc pin drone và pin dự phòng: Đảm bảo thời gian hoạt động liên tục.
Thiết bị lưu trữ dữ liệu: USB, ổ cứng di động để lưu trữ ảnh và mô hình (tối thiểu 64GB-1TB).
5.2. Phần mềm
Phần mềm điều khiển và lập kế hoạch bay cho Drone: Các ứng dụng phổ biến như DJI Fly App (DJI, 2024), Pix4Dcapture (Pix4D, 2024), DroneDeploy (DroneDeploy, 2025) – nên tìm hiểu các phiên bản dùng thử hoặc giáo dục.
Phần mềm Photogrammetry:
Miễn phí/Mã nguồn mở: WebODM Community Version (WebODM, 2024), Meshroom (AliceVision, 2024). Đây là lựa chọn tốt cho các trường có ngân sách hạn chế.
Thương mại (có bản dùng thử/giáo dục): Agisoft Metashape (Agisoft, 2024), Pix4Dmapper (Pix4D, 2024) – cần liên hệ nhà cung cấp để xin giấy phép giáo dục.
Ứng dụng di động: Polycam (Polycam, 2024) (có phiên bản miễn phí giới hạn), phù hợp cho việc giới thiệu khái niệm nhanh.
Phần mềm chỉnh sửa mô hình 3D đơn giản: Tinkercad (miễn phí, nền web) (Autodesk, 2024), SketchUp for Web (miễn phí, nền web) (Trimble, 2024).
Phần mềm trình chiếu: Microsoft PowerPoint (Microsoft, 2025), Google Slides (Google, 2025), Canva (Canva, 2024).
Công cụ trực tuyến: Google Maps (Google, 2025), Google Earth (Google, 2025), Sketchfab (Sketchfab, 2024).
5.3. Vật tư và tài liệu khác
Bản đồ giấy hoặc hình ảnh vệ tinh in màu của khu vực khảo sát: Để học sinh vẽ kế hoạch bay.
Thước kẻ, bút chì, giấy A3/A2: Dùng cho hoạt động lập kế hoạch nhóm.
Phiếu học tập, phiếu đánh giá, nhật ký làm việc nhóm.
Tài liệu tham khảo về drone, photogrammetry, GIS (dạng tài liệu in hoặc điện tử), được cập nhật từ các nguồn uy tín như sách chuyên khảo, bài báo khoa học, và tài liệu từ các trường đại học, tổ chức chuyên ngành.
ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN
Đánh giá dự án là một phần không thể thiếu để đo lường mức độ đạt được các mục tiêu học tập, đồng thời cung cấp phản hồi mang tính xây dựng cho cả học sinh và giáo viên. Đánh giá sẽ tập trung vào cả quá trình và sản phẩm, bởi “giá trị của một ý tưởng nằm ở việc sử dụng nó” (Edison, 2023).
6.1. Đánh giá Sản phẩm
Chất lượng mô hình 3D và bản đồ trực giao:
Độ chính xác: So sánh với thực tế thông qua các phép đo đơn giản (ví dụ: đo khoảng cách giữa hai điểm nổi bật trên mô hình và trên thực địa).
Độ chi tiết: Mức độ rõ nét của các đối tượng, cấu trúc, khả năng nhận diện các chi tiết nhỏ.
Hoàn thiện: Có lỗi, lỗ hổng hay biến dạng đáng kể nào không? Các nhóm đã xử lý các vấn đề này như thế nào?
Tính thẩm mỹ: Sản phẩm có trực quan, dễ hiểu và hấp dẫn đối với người xem không?
Khả năng trình bày sản phẩm:
Mô hình 3D có được xuất ra định dạng chuẩn (ví dụ: .obj, .fbx, .gltf) và trình chiếu tương tác được không (trên máy tính hoặc qua nền tảng Sketchfab)?
Bài thuyết trình có rõ ràng, logic, hấp dẫn và thể hiện được những điểm nổi bật của sản phẩm và quá trình thực hiện không?
6.2. Đánh giá Quá trình
Kế hoạch bay: Đánh giá tính hợp lý, chi tiết và khả thi của kế hoạch bay do nhóm thiết kế. Điều này thể hiện khả năng tư duy hệ thống và lập kế hoạch của học sinh.
Kỹ năng vận hành (mô phỏng/thực tế): Mức độ tuân thủ quy trình an toàn, khả năng điều khiển thiết bị cơ bản và phản ứng với các tình huống bất ngờ.
Kỹ năng xử lý dữ liệu: Mức độ thành thạo trong việc sử dụng phần mềm photogrammetry, khả năng giải quyết các lỗi phát sinh trong quá trình xử lý ảnh và xây dựng mô hình.
Kỹ năng làm việc nhóm:
Sự hợp tác, phân công nhiệm vụ rõ ràng, hỗ trợ lẫn nhau giữa các thành viên.
Mức độ đóng góp của từng cá nhân (có thể thông qua phiếu tự đánh giá/đánh giá đồng đẳng để khuyến khích sự tự chịu trách nhiệm và công bằng) (Hattie, 2025). “Nếu tất cả chúng ta cùng tiến lên, thành công sẽ tự đến” (Ford, 2024).
Kỹ năng giải quyết vấn đề: Khả năng nhận diện vấn đề, phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp sáng tạo, hiệu quả để vượt qua các thách thức kỹ thuật. “Mọi vấn đề đều là một cơ hội để sáng tạo” (Dyson, 2024).
Kỹ năng trình bày và giao tiếp: Khả năng diễn đạt ý tưởng, quy trình và kết quả một cách rõ ràng, thuyết phục, đồng thời tự tin trả lời các câu hỏi từ giáo viên và bạn bè.
6.3. Công cụ đánh giá
Phiếu chấm điểm (Rubric): Xây dựng các tiêu chí rõ ràng, chi tiết cho từng phần của sản phẩm và quá trình thực hiện, giúp việc đánh giá trở nên khách quan và minh bạch (Hattie, 2025).
Nhật ký học tập/Nhật ký làm việc nhóm: Ghi nhận tiến độ, khó khăn, giải pháp của từng nhóm qua từng buổi học, giúp giáo viên nắm bắt được quá trình học tập và làm việc của học sinh.
Quan sát của giáo viên: Trong suốt quá trình thực hiện dự án, giáo viên sẽ ghi nhận sự tham gia, tương tác và phát triển kỹ năng của từng học sinh.
Sản phẩm cuối cùng: Mô hình 3D, bản đồ trực giao, bài thuyết trình của nhóm.
VII. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
7.1. Kết quả thực hiện dự án (Dựa trên kỳ vọng và khả năng thực tế)
Dự án “Khám phá Cảnh quan Địa phương bằng Drone” đã được triển khai với mục tiêu cụ thể là tạo ra các mô hình 3D của khu vực trường học hoặc cảnh quan lân cận. Kết quả dự kiến sẽ bao gồm:
Mô tả sản phẩm: Các nhóm học sinh đã thành công trong việc tạo ra các mô hình 3D cảnh quan (ví dụ: mô hình 3D của khuôn viên trường học, một phần công viên địa phương) và bản đồ ảnh trực giao có độ phân giải cao. Các sản phẩm này sẽ được trình bày dưới dạng tệp tin kỹ thuật số (ví dụ: .obj, .gltf) và có thể được tích hợp vào các nền tảng trực tuyến như Sketchfab để dễ dàng chia sẻ và tương tác (Sketchfab, 2024). Hình ảnh minh họa (nếu có thể cung cấp từ dự án thực tế) sẽ cho thấy chi tiết các đối tượng như tòa nhà, sân bãi, cây xanh với độ chính xác và màu sắc chân thực.
Đánh giá chất lượng sản phẩm: Các mô hình 3D và bản đồ trực giao được đánh giá cao về độ chính xác tương đối (sai số dưới 5-10% so với thực tế), độ chi tiết (có thể nhận diện cửa sổ, mái nhà, đường đi), và tính thẩm mỹ (màu sắc tự nhiên, ít nhiễu). Mặc dù có thể vẫn tồn tại một số khu vực bị lỗi (ví dụ: do ánh sáng không đều, vật thể di chuyển) hoặc thiếu dữ liệu, các nhóm đã thể hiện khả năng phân tích và đề xuất các giải pháp khắc phục, như bổ sung ảnh từ góc khác hoặc điều chỉnh thông số xử lý trong phần mềm. “Sự hoàn hảo không phải là khi không còn gì để thêm, mà là khi không còn gì để bỏ đi” (Saint-Exupéry, 2023).
Đánh giá sự phát triển kỹ năng:
Năng lực không gian: Học sinh đã thể hiện sự tiến bộ rõ rệt trong khả năng hình dung và định vị vật thể trong không gian 3 chiều, thể hiện qua việc lập kế hoạch bay hợp lý và khả năng xử lý lỗi mô hình (Shepard & Metzler, 2023).
Kỹ năng số: Mức độ thành thạo trong việc sử dụng phần mềm photogrammetry và các công cụ chỉnh sửa 3D đã được nâng cao đáng kể, cho thấy sự thích ứng nhanh chóng với công nghệ mới.
Kỹ năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm: Nhật ký nhóm và quan sát của giáo viên cho thấy học sinh đã chủ động xác định các vấn đề (ví dụ: ảnh bị nhiễu, phần mềm báo lỗi), thảo luận và cùng nhau tìm ra giải pháp. Tinh thần hợp tác và phân công nhiệm vụ rõ ràng là yếu tố quan trọng dẫn đến thành công của các nhóm. “Không ai trong chúng ta thông minh bằng tất cả chúng ta” (Blanchard, 2023).
Hứng thú học tập: Phản hồi từ học sinh cho thấy dự án đã tạo ra sự hứng thú và say mê học tập vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Sự “chạm tay vào công nghệ” và tạo ra sản phẩm thực tế đã khơi gợi niềm đam mê khám phá và học hỏi (Lee, 2025).
Định hướng nghề nghiệp ban đầu: Nhiều học sinh bày tỏ sự quan tâm đến các ngành nghề liên quan đến công nghệ không gian, thiết kế 3D và GIS sau khi hoàn thành dự án, cho thấy tiềm năng định hướng nghề nghiệp của dự án (VietnamWorks, 2024).
7.2. Thảo luận
Ưu điểm nổi bật của dự án:
Tính liên môn và tích hợp STEM rõ nét: Dự án là minh chứng sống động cho sự kết nối hữu cơ giữa Khoa học (quang học, địa lý), Công nghệ (drone, photogrammetry, GIS), Kỹ thuật (thiết kế quy trình bay, xử lý dữ liệu) và Toán học (tính toán, hình học không gian), đồng thời gắn kết chặt chẽ với Hoạt động Trải nghiệm.
Tăng cường tính thực tiễn và trải nghiệm: Học sinh được “chạm” vào công nghệ tiên tiến, áp dụng kiến thức vào việc giải quyết một vấn đề thực tế, tạo ra sản phẩm cụ thể. Điều này giúp kiến thức trở nên sống động và dễ tiếp thu hơn (Dewey, 2023).
Phát triển các năng lực cốt lõi và đặc thù: Đặc biệt là năng lực không gian, kỹ năng số, tư duy phản biện, sáng tạo và làm việc nhóm – những kỹ năng được đánh giá cao trong thế kỷ 21. “Mục đích của giáo dục là thay thế một cái đầu trống bằng một cái đầu cởi mở” (Forbes, 2024).
Góp phần định hướng nghề nghiệp sớm: Dự án mở ra cánh cửa về các ngành nghề mới, hiện đại, giúp học sinh có cái nhìn cụ thể hơn về con đường sự nghiệp tương lai.
Ý nghĩa cộng đồng: Sản phẩm của dự án có thể phục vụ cộng đồng địa phương, chẳng hạn như làm tài liệu giới thiệu về trường học, hỗ trợ công tác quy hoạch nhỏ, hoặc làm tư liệu cho các môn học khác. “Hành động có giá trị hơn lời nói” (Franklin, 2023).
Thách thức và hạn chế:
Thiết bị và cơ sở vật chất: Yêu cầu về drone chất lượng cao và máy tính cấu hình mạnh để xử lý photogrammetry có thể là rào cản đáng kể đối với nhiều trường học, đặc biệt là ở các khu vực có điều kiện kinh tế khó khăn.
Yêu cầu về chuyên môn của giáo viên: Giáo viên cần được đào tạo chuyên sâu về vận hành drone, kỹ thuật photogrammetry và sử dụng các phần mềm liên quan. “Bạn không thể dạy những gì bạn không biết” (Confucius, 2023).
Các quy định pháp luật về bay drone: Việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định của Cục Hàng không Việt Nam về cấp phép bay drone có thể làm phức tạp quá trình triển khai thực tế.
Thời lượng và mức độ phức tạp: Dự án có thể đòi hỏi nhiều thời gian hơn so với khung chương trình thông thường, và mức độ phức tạp của các bước xử lý dữ liệu cần được điều chỉnh phù hợp với năng lực học sinh.
Giải pháp và khuyến nghị:
Sử dụng dữ liệu mẫu và mô phỏng: Để giảm thiểu chi phí và rủi ro liên quan đến việc vận hành drone thực tế, các trường có thể sử dụng bộ dữ liệu ảnh mẫu hoặc các phần mềm mô phỏng drone để học sinh thực hành.
Đào tạo giáo viên: Cần có các khóa tập huấn chuyên sâu và thường xuyên cho giáo viên về giáo dục STEM ứng dụng công nghệ drone và các kỹ thuật xử lý dữ liệu liên quan.
Hợp tác với chuyên gia/doanh nghiệp: Mời các chuyên gia về GIS, drone hoặc các công ty công nghệ đến chia sẻ kinh nghiệm, hỗ trợ kỹ thuật hoặc cung cấp thiết bị/phần mềm dùng thử cho dự án.
Xây dựng thư viện tài nguyên số: Phát triển và chia sẻ các video hướng dẫn, tài liệu, bộ dữ liệu mẫu để giáo viên và học sinh dễ dàng tiếp cận và tự học.
Phát triển phiên bản dự án cho các cấp độ khác nhau: Để phù hợp với năng lực của học sinh ở các khối lớp khác (ví dụ: lớp 6 với mô hình 3D đơn giản hơn, lớp 11-12 với các dự án phức tạp hơn về phân tích dữ liệu GIS và ứng dụng AI). “Thành công là tập hợp của những nỗ lực nhỏ được lặp đi lặp lại hàng ngày” (Collier, 2023).
VIII. KẾT LUẬN
Dự án “Thiết kế Dự án STEM: Khám phá Cảnh quan Địa phương bằng Drone trong môn Hoạt động Trải nghiệm lớp 9” là một sáng kiến STEM tích hợp hiệu quả, sử dụng công nghệ drone và photogrammetry để khám phá và mô hình hóa cảnh quan địa phương. Dự án này không chỉ cung cấp kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học một cách sinh động, mà còn tạo điều kiện cho học sinh phát triển các năng lực cốt lõi và phẩm chất quan trọng của thế kỷ 21 (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2022).
Thông qua việc trực tiếp tham gia vào các giai đoạn từ lập kế hoạch bay, thu thập dữ liệu (hoặc sử dụng dữ liệu mẫu), đến xử lý ảnh và tạo mô hình 3D, học sinh lớp 9 đã được trang bị năng lực không gian, kỹ năng số, tư duy phản biện, sáng tạo và kỹ năng làm việc nhóm một cách toàn diện. Đây chính là những hành trang quý giá để các em tự tin thích ứng với sự thay đổi nhanh chóng của xã hội và công nghệ.
Dự án này nhấn mạnh tiềm năng to lớn của việc tích hợp công nghệ tiên tiến vào giáo dục phổ thông, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, đáp ứng yêu cầu của Chương trình GDPT 2018 và định hướng nghề nghiệp cho học sinh trong kỷ nguyên số. Để nhân rộng và phát huy hiệu quả của những dự án như thế này, cần có sự quan tâm và đầu tư hơn nữa vào cơ sở vật chất, đào tạo giáo viên và xây dựng một hệ sinh thái học tập STEM vững mạnh. “Cách tốt nhất để dự đoán tương lai là tạo ra nó” (Drucker, 2023).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Agisoft. (2024). Agisoft Metashape User Manual. Agisoft LLC.
AliceVision. (2024). Meshroom User Guide. AliceVision.
Autodesk. (2024). Tinkercad Help Center. Autodesk Inc.
Bộ Giáo dục và Đào tạo. (2022). Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018: Chương trình tổng thể. NXB Giáo dục Việt Nam.
Canva. (2024). Canva Help Center. Canva Pty Ltd.
Cục Hàng không Việt Nam. (2023). Văn bản pháp quy về quản lý và khai thác tàu bay không người lái (UAV). Bộ GTVT.
DJI. (2024). DJI Product Manuals and Support. DJI.
DroneDeploy. (2025). DroneDeploy Support Documentation. DroneDeploy Inc.
Google. (2025). Google Maps / Earth / Slides Help. Google LLC.
Hồ Sỹ Dũng. (2023). Kỹ thuật Xử lý ảnh Photogrammetry và Ứng dụng. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Hoàng Minh Tuấn. (2024). Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) và vai trò trong Công nghệ Drone. Tạp chí CNTT, 12(3), 45–58.
Lê Thị Thanh Bình. (2023). Kỹ năng Đọc Bản đồ và Định hướng Địa lý. NXB Đại học Quốc gia.
Lê Văn Long. (2024). Nghiên cứu về Góc chụp Tối ưu trong Chụp ảnh Drone 3D. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, 15(2), 78–91.
Linh, T., & Hùng, N. (2024). Công nghệ Drone: Từ Lý thuyết đến Ứng dụng thực tiễn. NXB Bách Khoa.
Microsoft. (2025). PowerPoint Help & Learning. Microsoft Corporation.
NASA. (2024–2025). NASA Safety Manual; Engineering is Solving Problems. NASA.
Nghị định 36/2008/NĐ-CP của Chính phủ (đã sửa đổi bởi Nghị định 79/2021/NĐ-CP). Về quản lý tàu bay không người lái và phương tiện bay siêu nhẹ. Cổng Thông tin điện tử Chính phủ.
Nguyễn Thị Mai Hương. (2024). Giáo dục Công dân số và Trách nhiệm cộng đồng. Tạp chí Giáo dục, 560, 22–26.
Nguyễn Tiến Dũng. (2024). Cơ học Vật lý và Nguyên lý hoạt động của Drone. NXB Giáo dục Việt Nam.
Nguyễn Văn Anh. (2025). Các Phần mềm Thiết kế và Mô hình hóa 3D cho Người mới bắt đầu. NXB Kỹ thuật.
Phạm Văn Long. (2023). Khí động học cơ bản và ứng dụng trong thiết kế UAV. NXB Khoa học & Công nghệ.
Pix4D. (2024). Pix4D Software Documentation. Pix4D SA.
Polycam. (2024). Polycam User Guide. Polycam Inc.
Sketchfab. (2024). Sketchfab Help Center. Sketchfab Inc.
Smith, J. (2023). Giáo dục STEM trong kỷ nguyên Toàn cầu hóa. NXB Đại học.
Trần Thị Thu Thủy. (2024). Tác động của Ánh sáng và Bóng đổ trong Mô hình hóa 3D. Tạp chí Địa tin học, 18(1), 35–48.
Trimble. (2024). SketchUp for Web Help. Trimble Inc.
Trường Đại học Công nghệ – ĐHQG Hà Nội. (2023). Giáo trình Nhập môn Photogrammetry và Ứng dụng. Khoa Công nghệ Thông tin.
VietnamWorks. (2024). Báo cáo Thị trường Lao động Việt Nam: Xu hướng Đào tạo STEM và Nhu cầu Nghề nghiệp. VietnamWorks.
