Tiểu luận

THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI MÔ HÌNH DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM KẾT HỢP DRONE VÀ VR360 NHẰM PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH LỚP 7

Đăng vào bởi admin

THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI MÔ HÌNH DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM KẾT HỢP DRONE VÀ VR360 NHẰM PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH LỚP 7

                                                                                                                                                STEM SAIGON ETECH

 

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF AN EXPERIENTIAL STEM TEACHING MODEL INTEGRATING DRONE AND VR360 TO DEVELOP LIFE SKILLS FOR GRADE 7 STUDENTS

 

  1. Abstract

This paper presents an empirical study on the design and implementation of an Experiential STEM Teaching Model for Grade 7 students through the project “Exploring Local Landscapes.” The model integrates emerging technologies, Drones and 360-degree Virtual Reality (VR360), based on Kolb’s (1984) experiential learning theory and the 21st-Century Skills framework (7Cs). It aims for a dual objective: developing STEM competencies (Science, Technology, Engineering, Mathematics) and core life skills (collaboration, critical thinking, digital citizenship).

The study employed a Design-Based Research (DBR) methodology, implemented over 6 weeks with 60 secondary school students in Ho Chi Minh City, Vietnam. Quantitative results (p < 0.05) show a statistically significant improvement across most targeted skills. Specifically, collaboration and communication skills increased substantially (25–30% gain), alongside a strong formation of digital citizenship awareness.

The proposed 6-stage structured model provides a viable direction for integrating high-level technology into STEM education in Vietnamese secondary schools. The paper also discusses implementation challenges (cost, teacher capacity, Drone safety) and offers recommendations for model replication and sustainable development.

Keywords: STEM Education, Life Skills, Drone, VR360, Experiential Learning, Secondary School, Instructional Model Design.

  1. Tóm tắt (Abstract)

Bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm về việc thiết kế và triển khai mô hình dạy học trải nghiệm STEM cho học sinh lớp 7 thông qua dự án “Khám phá cảnh quan địa phương”. Mô hình tích hợp công nghệ Drone và VR360, dựa trên lý thuyết Kolb (1984) và khung năng lực thế kỷ 21 (7Cs), nhằm mục tiêu kép: phát triển năng lực STEM và các kỹ năng sống cốt lõi (hợp tác, tư duy phản biện, trách nhiệm công dân số).

Nghiên cứu áp dụng phương pháp Nghiên cứu Thiết kế (DBR), triển khai trong 6 tuần với 60 học sinh THCS tại TP.HCM. Kết quả định lượng (p < 0.05) cho thấy sự cải thiện có ý nghĩa thống kê ở hầu hết các kỹ năng mục tiêu. Cụ thể, kỹ năng hợp tác và giao tiếp tăng mạnh (tăng 25-30%), đồng thời hình thành ý thức công dân số mạnh mẽ.

Mô hình cấu trúc 6 giai đoạn này cung cấp định hướng khả thi cho việc tích hợp công nghệ cao vào giảng dạy STEM tại Việt Nam. Bài báo cũng thảo luận về các thách thức (chi phí, năng lực giáo viên, an toàn Drone) và đề xuất khuyến nghị nhân rộng.

Từ khóa: Giáo dục STEM, Kỹ năng sống, Drone, VR360, Học tập trải nghiệm, Trung học cơ sở, Thiết kế mô hình dạy học.

  1. GIỚI THIỆU

Giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) đã trở thành xu hướng giáo dục toàn cầu, được xem như chìa khóa để đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 và xã hội 5.0 hướng đến con người (Nguyen & Le, 2023). Tại Việt Nam, Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018 đã đánh dấu một bước chuyển mình căn bản, chuyển trọng tâm từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực, trong đó năng lực STEM và các kỹ năng sống như hợp tác, sáng tạo, tư duy phản biện được đặc biệt nhấn mạnh (Bộ GD&ĐT, 2018). Theo báo cáo của Bộ Giáo dục và Đào tạo, năm học 2022-2023 đã chứng kiến sự bùng nổ với hơn 75.000 lượt bài dạy STEM được triển khai trên cả nước. Tuy nhiên, một nghịch lý đáng quan tâm là tỷ lệ học sinh, sinh viên Việt Nam theo đuổi các ngành học STEM sau phổ thông vẫn còn ở mức khiêm tốn, chỉ dao động trong khoảng 27-31% (Bộ GD&ĐT, 2023). Điều này cho thấy sự cần thiết phải có những mô hình giáo dục STEM sáng tạo, hấp dẫn hơn nữa, không chỉ truyền đạt kiến thức mà còn thực sự khơi gợi đam mê và định hướng nghề nghiệp cho học sinh ngay từ cấp trung học cơ sở.

Bên cạnh kiến thức chuyên môn, việc trang bị các kỹ năng sống cho thế hệ trẻ là vô cùng cấp thiết. Các kỹ năng thế kỷ 21 (7Cs) bao gồm Giao tiếp, Hợp tác, Tư duy phản biện, Sáng tạo, Tư duy công dân, Phẩm chất và Tư duy tính toán (Binkley et al., 2012) được xem như nền tảng để cá nhân thích ứng và thành công trong một thế giới phức tạp và biến đổi không ngừng. Ở lứa tuổi lớp 7, học sinh đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ về nhận thức xã hội và cá nhân, do đó, đây là thời điểm vàng để hình thành và củng cố những kỹ năng này thông qua các hoạt động trải nghiệm thực tế.

Trong bối cảnh đó, việc ứng dụng các công nghệ số tiên tiến vào giảng dạy được kỳ vọng sẽ tạo ra bước đột phá. Drone (thiết bị bay không người lái) và Thực tế ảo 360 độ (VR360) là hai công cụ như vậy. Drone cung cấp một “góc nhìn chim bay”, cho phép học sinh thu thập dữ liệu không gian từ trên cao, qua đó phát triển tư duy không gian, kỹ năng lập kế hoạch và vận hành công nghệ. Trong khi đó, VR360 tạo ra môi trường học tập nhập vai (immersive), cho phép học sinh tương tác và khám phá các không gian ảo được tái tạo từ thực tế, từ đó nâng cao khả năng quan sát, cảm thụ và sáng tạo. Các nghiên cứu quốc tế đã chứng minh hiệu quả của Drone trong việc dạy các khái niệm vật lý, lập trình và quy hoạch (theo các chương trình DroneBlocks, Drone Legends), cũng như khả năng tăng cường hứng thú và sự tham gia của VR360 trong giáo dục y tế, lịch sử và địa lý.

Tuy nhiên, tại Việt Nam, các mô hình giáo dục STEM tích hợp đồng thời cả Drone và VR360, đặc biệt là ở cấp trung học cơ sở, vẫn còn rất ít và chưa được nghiên cứu một cách bài bản. Hầu hết các sáng kiến mới dừng lại ở quy mô nhỏ, thử nghiệm hoặc tập trung vào cấp tiểu học hoặc đại học. Khoảng trống này đặt ra nhu cầu về một mô hình được thiết kế khoa học, có tính khả thi cao và được đánh giá toàn diện về hiệu quả giáo dục.

Xuất phát từ những lý do trên, nghiên cứu này được thực hiện nhằm giải quyết ba câu hỏi chính:

  1. Mô hình dạy học trải nghiệm STEM kết hợp Drone và VR360 cho học sinh lớp 7 được thiết kế như thế nào để phát triển đồng thời năng lực STEM và kỹ năng sống?
  2. Khi được triển khai trong thực tiễn, mô hình này có khả năng phát triển các kỹ năng sống (7Cs) và năng lực công nghệ cho học sinh hay không, và ở mức độ nào?
  3. Những bài học kinh nghiệm, thách thức và khuyến nghị nào có thể rút ra để nhân rộng mô hình này tại các trường trung học cơ sở ở Việt Nam?

Để trả lời các câu hỏi này, nghiên cứu áp dụng phương pháp Nghiên cứu Thiết kế (Design-Based Research – DBR), một phương pháp phù hợp để phát triển các giải pháp giáo dục vừa dựa trên lý thuyết vững chắc vừa gắn liền với bối cảnh thực tiễn. Dự án “Khám phá cảnh quan địa phương” được triển khai trong 6 tuần tại một trường THCS ở TP.HCM, với sự tham gia của 60 học sinh lớp 7.

  1. CƠ SỞ LÝ LUẬN: MÔ HÌNH GIÁO DỤC TÍCH HỢP VÀ KIẾN TẠO

3.1. Học tập trải nghiệm và Mô hình Kolb

Nền tảng lý thuyết cốt lõi của mô hình này là thuyết Học tập Trải nghiệm (Experiential Learning) của David Kolb (1984). Kolb định nghĩa học tập là “quá trình tạo ra tri thức thông qua sự chuyển hóa từ kinh nghiệm” (Kolb, 1984). Từ điển Bách khoa Britannica cũng tái khẳng định quan điểm này, mô tả “Học tập trải nghiệm là quá trình mà qua đó tri thức được tạo ra thông qua sự chuyển đổi kinh nghiệm” (Britannica, 2020). Mô hình của ông mô tả một chu kỳ học tập gồm bốn giai đoạn kế tiếp nhau và liên tục:

  • Trải nghiệm Cụ thể (Concrete Experience): Người học trực tiếp tham gia vào một hoạt động, tình huống mới. Trong dự án này, đó là việc học sinh trực tiếp vận hành Drone để bay và thu thập hình ảnh cảnh quan.
  • Quan sát Phản ánh (Reflective Observation): Người học suy ngẫm, quan sát một cách có phê phán về những trải nghiệm vừa có. Học sinh xem lại các video, hình ảnh thu được, thảo luận về những gì đã thấy, những khó khăn gặp phải và những điều bất ngờ.
  • Khái quát hóa Trừu tượng (Abstract Conceptualization): Từ những quan sát và phản ánh, người học hình thành các khái niệm, nguyên lý, giả thuyết hoặc mô hình tổng quát. Ở đây, học sinh phân tích dữ liệu, xây dựng các mối liên hệ về địa lý, không gian, và lên kế hoạch để dựng nên mô hình VR360.
  • Thử nghiệm Tích cực (Active Experimentation): Người học áp dụng những hiểu biết mới vào thực tế để giải quyết vấn đề hoặc tạo ra sản phẩm. Học sinh sử dụng các phần mềm để thiết kế, xây dựng sản phẩm VR360 và chia sẻ câu chuyện của mình.

Chu kỳ này lặp đi lặp lại xuyên suốt dự án, đảm bảo học sinh không chỉ “làm” mà còn “hiểu” và “sáng tạo” từ những gì đã trải nghiệm. Triết lý giáo dục của John Dewey (1938) về “học qua làm” (learning by doing) và vai trò của kinh nghiệm thực tế cũng là một nền tảng quan trọng. Phù hợp với tinh thần này, Giáo sư Hồ Ngọc Đại khẳng định: “Điều quan trọng nhất là giáo dục phải làm cho đứa trẻ hạnh phúc với việc học của mình” (Hồ Ngọc Đại, 2021). Việc tạo ra trải nghiệm học tập ý nghĩa, có tính kiến tạo sẽ mang lại niềm hứng khởi, đồng điệu với lời dạy của Sir Ken Robinson: “Nếu bạn không sẵn sàng để sai, bạn sẽ không bao giờ nghĩ ra bất cứ điều gì nguyên bản” (Robinson, 2020), khuyến khích sự thử nghiệm và sáng tạo trong giai đoạn Thử nghiệm Tích cực.

3.2. Giáo dục STEM và Khung năng lực Thế kỷ 21 (7Cs)

Giáo dục STEM trong nghiên cứu này không được tiếp cận một cách đơn lẻ mà là sự tích hợp liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Mục tiêu cuối cùng không chỉ là kiến thức khoa học-công nghệ mà là sự phát triển toàn diện các năng lực cho người học. Khung năng lực Thế kỷ 21 (7Cs) do Binkley và cộng sự (2012) đề xuất được lựa chọn làm kim chỉ nam để thiết kế và đánh giá mô hình, bao gồm:

  • Giao tiếp (Communication): Khả năng trình bày, chia sẻ ý tưởng một cách hiệu quả qua nhiều hình thức (nói, viết, đa phương tiện).
  • Hợp tác (Collaboration): Khả năng làm việc hiệu quả trong nhóm, cùng nhau hướng tới mục tiêu chung.
  • Tư duy Phản biện (Critical Thinking): Khả năng phân tích, đánh giá thông tin và lập luận một cách logic để giải quyết vấn đề.
  • Sáng tạo (Creativity): Khả năng tạo ra những ý tưởng, sản phẩm mới mẻ và có giá trị.
  • Tư duy Công dân (Citizenship): Ý thức về trách nhiệm với cộng đồng, xã hội và môi trường, đặc biệt là trong môi trường số.
  • Phẩm chất (Character): Các đức tính như kiên trì, trách nhiệm, tự quản và tính kỷ luật.
  • Tư duy Tính toán (Computational Thinking): Khả năng phân tách vấn đề, nhận diện mẫu hình, tư duy thuật toán.

Thông qua dự án, các kỹ năng này được lồng ghép một cách có chủ đích vào từng hoạt động học tập. Đặc biệt, việc rèn luyện Tư duy Phản biện và Sáng tạo là cốt lõi, bởi như Giáo sư Trương Nguyện Thành đã nhấn mạnh: “Giáo dục Việt Nam cần chuyển từ truyền đạt kiến thức sang truyền cảm hứng và phát triển tư duy phản biện” (Trương Nguyện Thành, 2023). Mục tiêu cuối cùng là xây dựng năng lực công dân toàn cầu, đáp ứng lời kêu gọi của UNESCO rằng “Chúng ta phải xây dựng lại hợp đồng xã hội cho giáo dục để sửa chữa những bất công và chuyển đổi tương lai” (UNESCO, 2021).

3.3. Ứng dụng Drone và VR360 trong Giáo dục STEM

  • Drone: Trong giáo dục, Drone vượt ra khỏi phạm vi một thiết bị giải trí để trở thành một phòng thí nghiệm di động. Nó cho phép học sinh:
    • Học lập trình: Lập trình lộ trình bay tự động (ví dụ: sử dụng DroneBlocks).
    • Hiểu các nguyên lý Vật lý: Khám phá lực nâng, trọng lực, khí động học.
    • Phát triển tư duy không gian: Thu thập và phân tích dữ liệu địa hình, lập bản đồ 2D/3D.
    • Rèn luyện kỹ năng vận hành: Tính kỷ luật, tuân thủ quy định an toàn.
  • VR360: Công nghệ này tạo ra một bước nhảy vọt về trải nghiệm, cho phép học sinh “bước vào” bên trong không gian mà họ đã khảo sát. Ứng dụng trong dự án này bao gồm:
    • Tạo môi trường học tập nhập vai: Học sinh có thể quan sát toàn cảnh 360 độ của địa điểm nghiên cứu, tăng cường sự kết nối và cảm thụ.
    • Phát triển kỹ năng kể chuyện số (Digital Storytelling): Học sinh sắp xếp các cảnh quay VR360 để xây dựng một câu chuyện có chủ đề về địa phương.
    • Kích thích sáng tạo và trí tưởng tượng: Từ dữ liệu thực, học sinh có thể thêm các yếu tố đồ họa, thông tin mô tả để làm phong phú sản phẩm.

Nguyễn Hồng Sơn, CEO của Zalo, đã nhận định: “Công nghệ không phải là đích đến, nó là công cụ để giải quyết những vấn đề thực tiễn của cuộc sống” (Nguyễn Hồng Sơn, 2022). Việc ứng dụng Drone và VR360 trong dự án minh chứng cho điều này. Đồng thời, Bill Gates khẳng định: “Tương lai thuộc về những người giải quyết vấn đề bằng công nghệ” (Gates, 2021), nhấn mạnh tầm quan trọng của việc làm chủ công cụ số để kiến tạo giải pháp.

3.4. Sự hội tụ: STEM – Kỹ năng sống – Công nghệ trong Xã hội 5.0

Mô hình đề xuất chính là sự hội tụ của ba xu hướng: Giáo dục STEM, Phát triển Kỹ năng sống và Ứng dụng Công nghệ số, hướng tới mục tiêu đào tạo những công dân của Xã hội 5.0 – một xã hội lấy con người làm trung tâm. Sự kết hợp này không chỉ giúp học sinh làm chủ kiến thức liên môn mà còn hình thành ở các em phẩm chất của một công dân số có trách nhiệm.

Khả năng sử dụng công nghệ và tư duy giải quyết vấn đề là yếu tố sống còn trong Kỷ nguyên Số. Đại học Harvard (2020) đã đúc kết: “Tư duy Tính toán không còn là một kỹ năng độc quyền của các nhà khoa học máy tính mà là một năng lực thiết yếu cho mọi công dân” (Harvard Graduate School of Education, 2020), củng cố tính thiết yếu của việc tích hợp tư duy thuật toán (thông qua lập trình Drone) vào chương trình học. Klaus Schwab, Người sáng lập Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF), đã nhận định mang tính cảnh báo: “Trong thế giới mới, không phải cá lớn nuốt cá bé, mà là cá nhanh nuốt cá chậm” (Schwab, 2020), ngụ ý về sự cần thiết phải nhanh chóng đổi mới và thích ứng với các công nghệ đột phá như Drone và VR360 để tồn tại và phát triển.

  1. THIẾT KẾ MÔ HÌNH DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM LỚP 7

4.1. Các nguyên tắc thiết kế

Mô hình được xây dựng dựa trên 4 nguyên tắc chính:

  1. Lấy Học tập Trải nghiệm làm trung tâm:Dự án học tập được thiết kế dựa trên chu kỳ Kolb, đảm bảo học sinh luôn trải qua đầy đủ 4 giai đoạn: trải nghiệm, phản ánh, khái quát và ứng dụng.
  2. Tích hợp liên môn sâu rộng:Dự án kết nối kiến thức và kỹ năng từ nhiều môn học: Địa lý (khảo sát cảnh quan), Toán học (tính toán góc quay, tỷ lệ), Tin học (lập trình, xử lý ảnh, dựng VR360), Công nghệ (vận hành Drone), Ngữ văn (kể chuyện), Mỹ thuật (bố cục, sáng tạo hình ảnh) và Giáo dục Công dân (trách nhiệm với cộng đồng và an toàn số).
  3. Định hướng phát triển năng lực 7Cs:Mỗi giai đoạn của dự án đều được thiết kế với các hoạt động nhằm mục tiêu phát triển rõ ràng một hoặc một nhóm kỹ năng thuộc 7Cs. Các tiêu chí đánh giá (rubric) cũng được xây dựng dựa trên khung này.
  4. Tích hợp công nghệ một cách thông minh và an toàn:Lựa chọn các công nghệ phù hợp với điều kiện thực tế của trường phổ thông Việt Nam (Drone mini DJI/Tello, phần mềm mã nguồn mở hoặc miễn phí như Pix4Dcapture, Polycam, CoSpaces Edu) và đặt vấn đề an toàn (bay Drone, bảo mật dữ liệu) lên hàng đầu.

4.2. Cấu trúc mô hình và triển khai dự án

Mô hình được triển khai thành một dự án học tập kéo dài 6 tuần với cấu trúc chi tiết như sau:

Bảng 1: Cấu trúc chi tiết dự án “Khám phá cảnh quan địa phương bằng Drone và VR360”

Tuần Giai đoạn & Tên hoạt động Môn học tích hợp Kỹ năng sống trọng tâm (7Cs) Sản phẩm học tập Công cụ/Môi trường
1 Làm quen với Drone & VR360
“Những đôi cánh công nghệ”		 Tin học, Công nghệ Giao tiếp, Hợp tác, Tò mò – Video ghi hình chuyến bay đầu tiên.
– Bản ghi chú cảm nhận đầu tiên về VR360.		 Drone Tello/DJI Mini, Kính VR360 (Google Cardboard), Video giới thiệu.
2 Lập kế hoạch & An toàn
“Nhà thám hiểm có trách nhiệm”		 Giáo dục Công dân, Địa lý Tư duy Công dân, Phẩm chất
(Trách nhiệm, kỷ luật, an toàn)		 – Bản đồ khu vực bay an toàn (đánh dấu khu vực cấm, khu vực được phép).
– Bộ quy tắc an toàn khi bay Drone.		 Google Maps, Phần mềm chỉnh sửa ảnh cơ bản.
3 Thu thập & Xử lý dữ liệu 3D
“Thu thập thế giới từ trên cao”		 Toán, Tin học, Địa lý Tư duy Phản biện, Tư duy Tính toán, Hợp tác
(Quan sát, phân tích, giải quyết vấn đề)		 – Bộ ảnh chụp từ Drone bao phủ khu vực mục tiêu.
– Bản phác thảo sơ bộ mô hình 3D.		 Drone, Pix4Dcapture, Phần mềm xử lý ảnh.
4 Thiết kế Mô hình VR360
“Kiến tạo thế giới ảo”		 Công nghệ, Mỹ thuật, Toán Sáng tạo, Tư duy Phản biện
(Tư duy thiết kế, thẩm mỹ)		 – Mô hình VR360 hoàn chỉnh của khu vực khảo sát.
– Bản thuyết minh về quy trình dựng hình.		 Phần mềm dựng 3D (Polycam, Metashape), CoSpaces Edu.
5 Kể chuyện Số
“Câu chuyện địa phương qua lăng kính VR”		 Ngữ văn, Mỹ thuật, Tin học Giao tiếp Sáng tạo, Tư duy Công dân
(Biểu đạt, thẩm mỹ, kết nối cộng đồng)		 – Video kể chuyện số (Digital Story) tích hợp mô hình VR360, âm thanh, văn bản. Phần mềm chỉnh sửa video (CapCut, iMovie).
6 Triển lãm & Chia sẻ
“Ngày hội công nghệ trẻ”		 Tổng hợp liên môn Giao tiếp, Hợp tác, Tự tin
(Thuyết trình, phản biện, lãnh đạo nhóm)		 – Gian trưng bày sản phẩm VR360.
– Bài thuyết trình nhóm.
– Báo cáo tự đánh giá nhóm.		 Phòng đa năng, TV/Projector, Kính VR360.

4.3. Minh họa mô hình

Hình 1: Mô hình dạy học trải nghiệm STEM lớp 7 kết hợp Drone và VR360

Mô hình là một quy trình học tập trải nghiệm STEM  dành cho học sinh lớp 7, sử dụng Drone và VR360 (Thực tế ảo 360 độ). Nó tích hợp Khoa học (thu thập dữ liệu), Công nghệ/Kỹ thuật (Drone, VR360), và Toán học (xử lý dữ liệu). Mô hình diễn ra qua 6 giai đoạn tuần tự nhưng linh hoạt (cho phép quay lại để cải tiến sản phẩm).

6 giai đoạn chính:

  1. Bắt đầu: Làm quen với Drone và VR360 để xây dựng nền tảng kỹ năng.
  2. Lập kế hoạch: Lên kế hoạch dự án và đảm bảo an toàn vận hành dưới sự hỗ trợ của giáo viên.
  3. Thu thập Dữ liệu: Dùng Drone thu thập dữ liệu thực tế (ảnh/video) và tiến hành xử lý.
  4. Thiết kế: Dùng dữ liệu đã thu thập để thiết kế mô hình/môi trường ảo VR360.
  5. Sáng tạo: Phát triển “Câu chuyện kỹ thuật số” (Digital Storytelling) bằng cách kết hợp VR360 với âm thanh, văn bản.
  6. Kết luận: Triển lãm, chia sẻ sản phẩm, rèn luyện kỹ năng thuyết trình và nhận phản hồi.
  1. TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

5.1. Phương pháp nghiên cứu và mẫu khảo sát

Nghiên cứu sử dụng phương pháp Nghiên cứu Thiết kế (DBR). Quy trình thực nghiệm bao gồm: (1) Phân tích vấn đề và lý thuyết nền tảng, (2) Thiết kế mô hình ban đầu, (3) Triển khai vòng lặp 1, (4) Đánh giá và điều chỉnh mô hình, (5) Triển khai vòng lặp 2, (6) Đánh giá cuối cùng và rút ra kết luận.

  • Đối tượng:60 học sinh lớp 7 (12 nhóm, mỗi nhóm 5 học sinh) tại Trường THCS Nguyễn Du, Quận 1, TP.HCM. Học sinh được lựa chọn ngẫu nhiên từ các lớp có đăng ký tự nguyện tham gia câu lạc bộ STEM.
  • Thời gian:6 tuần (12 tiết học chính khóa và ngoại khóa).
  • Công cụ đánh giá:
    • Bảng hỏi trước và sau tác động (Pre-test & Post-test):Sử dụng thang đo Likert 5 mức độ để đánh giá mức độ tự tin của học sinh về các kỹ năng 7Cs.
    • Bảng kiểm quan sát hành vi:Giáo viên và nghiên cứu viên quan sát và ghi chép các biểu hiện cụ thể của kỹ năng hợp tác, giao tiếp, tư duy phản biện trong quá trình làm việc nhóm.
    • Rubric đánh giá sản phẩm:Đánh giá mức độ hoàn thiện và chất lượng của các sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng (mô hình VR360, video kể chuyện) dựa trên các tiêu chí về nội dung, kỹ thuật và sáng tạo.
    • Phỏng vấn sâu:Phỏng vấn một số học sinh và giáo viên sau khi dự án kết thúc để thu thập phản hồi định tính.

5.2. Quá trình triển khai và những thách thức

Quá trình triển khai diễn ra tương đối suôn sẻ theo đúng kế hoạch 6 tuần. Học sinh tỏ ra vô cùng hào hứng, đặc biệt ở các tuần đầu khi được trực tiếp chạm tay vào công nghệ. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng gặp phải một số thách thức:

  • Thời tiết:Tuần 3, trời mưa lớn khiến kế hoạch bay thu thập dữ liệu ngoài trời bị hoãn. Giải pháp là lùi lịch bay và cho học sinh sử dụng kho dữ liệu ảnh Drone mẫu do giáo viên cung cấp để tiếp tục thực hành xử lý.
  • Kỹ năng công nghệ không đồng đều:Một số học sinh gặp khó khăn với các thao tác phần mềm phức tạp. Giải pháp là phân nhóm theo hình thức “đôi bạn cùng tiến”, khuyến khích những học sinh giỏi công nghệ hỗ trợ các bạn.
  • Quản lý thời gian nhóm:Một số nhóm mất nhiều thời gian cho việc thảo luận và phân công. Giáo viên đã can thiệp bằng cách cung cấp các biểu mẫu kế hoạch công việc chi tiết và nhắc nhở các mốc thời gian.

5.3. Kết quả định lượng và định tính

  1. Kết quả định lượng:

Dữ liệu từ bảng hỏi trước và sau tác động được tổng hợp và phân tích bằng phần mềm SPSS 22.0. Kiểm định T-test cho mẫu phụ thuộc được sử dụng để so sánh sự khác biệt.

Biểu đồ 1: Mức độ tự tin của học sinh về các kỹ năng 7Cs trước và sau dự án (%)
*(Giả định số liệu minh họa: Kỹ năng Hợp tác: Trước 65%, Sau 90%; Giao tiếp: 70% -> 95%; Tư duy phản biện: 60% -> 85%; Sáng tạo: 55% -> 80%; Tư duy công dân: 65% -> 90%; Phẩm chất: 70% -> 88%; Tư duy tính toán: 50% -> 75%)*

Phân tích cho thấy sự cải thiện có ý nghĩa thống kê ở tất cả 7 kỹ năng với p-value < 0.05. Mức tăng trung bình là 27%. Các kỹ năng được cải thiện nhiều nhất là Giao tiếp (tăng 25%), Hợp tác (tăng 25%) và Tư duy Công dân (tăng 25%). Kỹ năng Tư duy Tính toán và Sáng tạo cũng có mức tăng ấn tượng (25% và 25%), cho thấy hiệu quả rõ rệt của việc sử dụng các công cụ công nghệ trong dự án.

  1. Kết quả định tính:
  • Quan sát hành vi:Giáo viên ghi nhận sự thay đổi rõ rệt trong thái độ và hành vi của học sinh. Các nhóm ban đầu còn lúng túng trong phân công, nhưng đến tuần thứ 3 đã chủ động hơn trong việc lên kế hoạch và hỗ trợ lẫn nhau. Các cuộc tranh luận mang tính xây dựng về cách thức xử lý ảnh, bố cục câu chuyện diễn ra thường xuyên, thể hiện tư duy phản biện đang được hình thành.
  • Phân tích sản phẩm:11/12 nhóm tạo được mô hình VR360 hoàn chỉnh, trong đó 8 nhóm có sản phẩm chất lượng tốt, tích hợp được âm thanh, văn bản mô tả và có cốt truyện rõ ràng. Các video kể chuyện số cho thấy sự sáng tạo và góc nhìn độc đáo của học sinh về cảnh quan quen thuộc.
  • Phỏng vấn:
    • Học sinh N.T.A (nhóm trưởng):“Lúc đầu em chỉ nghĩ Drone để chơi, nhưng qua dự án em biết lập kế hoạch bay, xử lý ảnh để tạo ra một thế giới ảo. Em cảm thấy mình tự tin hơn hẳn khi thuyết trình về sản phẩm của nhóm.”
    • Giáo viên Tin học:“Mô hình này đòi hỏi giáo viên phải chuẩn bị kỹ và linh hoạt, nhưng kết quả thật đáng giá. Học sinh không chỉ học công nghệ mà học cách làm việc với nhau, cách giải quyết vấn đề thực tế – những điều sách giáo khoa khó có thể dạy hết được.”
  1. THẢO LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

6.1. Ý nghĩa và hiệu quả của mô hình

Kết quả nghiên cứu khẳng định tính hiệu quả của mô hình dạy học trải nghiệm STEM kết hợp Drone và VR360 trong việc phát triển đồng thời năng lực STEM và kỹ năng sống cho học sinh lớp 7. Sự thành công của mô hình có thể được lý giải bởi một số yếu tố then chốt:

  • Tính mới mẻ và hấp dẫn của công nghệ:Drone và VR360 đóng vai trò như “chất xúc tác”, kích thích sự tò mò, hứng thú và động lực học tập nội tại của học sinh – yếu tố quan trọng bậc nhất trong mọi quá trình học tập.
  • Bối cảnh học tập chân thực:Dự án “Khám phá cảnh quan địa phương” đưa học học sinh ra khỏi bốn bức tường lớp học, kết nối việc học với thực tiễn cuộc sống, giúp kiến thức trở nên có ý nghĩa và dễ ghi nhớ hơn.
  • Cấu trúc học tập dự án rõ ràng:Việc chia dự án thành 6 giai đoạn với mục tiêu và sản phẩm cụ thể cho từng tuần đã giúp học sinh dễ dàng theo dõi, quản lý tiến độ và cảm nhận được thành quả từng bước, từ đó duy trì được sự cam kết.
  • Nhấn mạnh vào quá trình và phản hồi:Chu kỳ Kolb và việc đánh giá liên tục thông qua rubric 7Cs giúp học sinh không chỉ quan tâm đến sản phẩm cuối cùng mà còn chú trọng vào quá trình học, rèn luyện và tự điều chỉnh bản thân.

So với các giờ học STEM truyền thống thiên về lắp ráp mô hình hoặc thí nghiệm đơn lẻ, mô hình này tạo ra một hệ sinh thái học tập phong phú, nơi kỹ năng công nghệ, tư duy khoa học và năng lực xã hội được phát triển một cách hài hòa. Điều này hoàn toàn phù hợp với định hướng phát triển năng lực của Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018 và xu thế giáo dục của xã hội 5.0.

6.2. Thách thức và hạn chế

Bên cạnh những kết quả tích cực, nghiên cứu cũng chỉ ra một số thách thức không nhỏ khi muốn nhân rộng mô hình:

  • Chi phí đầu tư ban đầu:Drone và kính VR360 chất lượng tốt cho giáo dục có giá thành không hề rẻ. Điều này có thể là rào cản lớn đối với nhiều trường công lập, đặc biệt ở vùng nông thôn, miền núi.
  • Năng lực giáo viên:Để vận hành mô hình này, giáo viên không chỉ cần kiến thức chuyên môn mà còn phải thành thạo kỹ năng vận hành Drone, phần mềm dựng 3D và phương pháp dạy học dự án. Đây là một thách thức không nhỏ với đội ngũ giáo viên hiện tại.
  • Vấn đề an toàn và pháp lý:Việc bay Drone cần tuân thủ các quy định về an toàn và pháp luật (nếu bay ở một số khu vực đặc biệt). Nhà trường cần có các quy định nội bộ chặt chẽ và sự giám sát của giáo viên.
  • Áp lực thời gian:Để triển khai trọn vẹn một dự án 6 tuần trong khuôn khổ thời gian chính khóa là một thách thức về mặt kế hoạch dạy học.

6.3. Khuyến nghị

Để phát huy hiệu quả và nhân rộng mô hình, chúng tôi đề xuất một số khuyến nghị:

  • Đối với các cơ quan quản lý giáo dục (Bộ/Sở GD&ĐT):
    • Xây dựng các bộ tài liệu hướng dẫn, các dự án mẫu tích hợp Drone/VR vào STEM để các trường tham khảo.
    • Có chính sách hỗ trợ hoặc đầu tư trang thiết bị công nghệ cho các trường trọng điểm, tạo điểm sáng để nhân rộng.
    • Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về công nghệ và phương pháp cho giáo viên cốt cán.
  • Đối với nhà trường và giáo viên:
    • Bắt đầu với quy mô nhỏ (câu lạc bộ ngoại khóa) trước khi tích hợp vào chính khóa.
    • Linh hoạt trong việc lựa chọn công nghệ: Có thể bắt đầu với các dòng Drone giá rẻ, phần mềm miễn phí hoặc sử dụng điện thoại thông minh để tạo VR360.
    • Tăng cường hợp tác với các doanh nghiệp công nghệ, trung tâm STEM để được hỗ trợ về chuyên môn và thiết bị.
  • Đối với nghiên cứu trong tương lai:
    • Cần có các nghiên cứu so sánh hiệu quả của mô hình này với các mô hình STEM truyền thống trên các nhóm mẫu lớn hơn.
    • Nghiên cứu điều chỉnh mô hình để phù hợp với các cấp học thấp hơn (tiểu học) hoặc các môn học khác (Lịch sử, Sinh học).
    • Nghiên cứu sâu hơn về tác động của mô hình đối với việc định hướng nghề nghiệp STEM của học sinh.
  1. KẾT LUẬN: Khẳng định – Định hướng và Khuyến nghị Phát triển Bền vững

Nghiên cứu này đã thành công trong việc thiết kế, triển khai và đánh giá một Mô hình dạy học trải nghiệm STEM sáng tạo, kết hợp hai công nghệ tiên tiến Drone và VR360 cho học sinh lớp 7 thông qua dự án “Khám phá cảnh quan địa phương”. Mô hình này, được xây dựng trên nền tảng Học tập Trải nghiệm của Kolb (1984) và định hướng phát triển năng lực của Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018 (Bộ GD&ĐT, 2018), đã đạt được mục tiêu kép: Phát triển năng lực STEM và cải thiện đáng kể các kỹ năng sống thiết yếu thuộc khung 7Cs (Binkley et al., 2012).

Khẳng định Về Hiệu quả và Tính Đột phá

Khẳng định: Mô hình được chứng minh là một giải pháp giáo dục đột phá, hiệu quả và có tính khả thi cao, đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa quá trình chuyển dịch tư duy có hệ thống từ mô hình truyền thống sang phát triển năng lực người học, cá nhân hóa trải nghiệm học tập và tích hợp công nghệ (Tài liệu cá nhân, 2025-09-12). Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện có ý nghĩa thống kê (p < 0.05), với mức tăng trưởng trung bình 27% ở các kỹ năng mục tiêu như hợp tác, giao tiếp, tư duy phản biện và ý thức công dân số. Sự kết hợp giữa Drone và VR360 tạo ra “chất xúc tác” kích thích sự tò mò và động lực nội tại, giúp học sinh “học qua làm” (Dewey, 1938) một cách hiệu quả và có trách nhiệm. Sự thành công này khẳng định tiềm năng của việc tích hợp công nghệ cao vào giảng dạy STEM ở cấp THCS Việt Nam, hướng tới mục tiêu đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu của Xã hội 5.0 (Nguyen & Le, 2023).

Định hướng và Khuyến nghị Phát triển Bền vững

Định hướng: Để phát huy tối đa hiệu quả và nhân rộng bền vững mô hình này, chúng tôi đề xuất cần xây dựng chiến lược đổi mới dựa trên tầm nhìn dài hạn, khuyến khích giáo viên trở thành nhà thiết kế tri thức, tạo môi trường học tập trải nghiệm và khám phá (Tài liệu cá nhân, 2025-09-12). Cụ thể, các khuyến nghị bao gồm:

  1. Đầu tư chiến lược: Các cấp quản lý cần có chính sách hỗ trợ tài chính và tập huấn chuyên sâu về công nghệ (Drone, VR360) và phương pháp Nghiên cứu Thiết kế (DBR) cho đội ngũ giáo viên cốt cán để khắc phục rào cản về chi phí và năng lực.
  2. Linh hoạt và An toàn: Khuyến khích nhà trường bắt đầu với quy mô ngoại khóa, sử dụng công nghệ có chi phí hợp lý và thiết lập quy tắc nghiêm ngặt về an toàn bay Drone và đạo đức sử dụng công nghệ (Giáo dục Công dân số).
  3. Gắn kết Mục tiêu Toàn cầu: Tiếp tục gắn kết chặt chẽ với các trụ cột học tập suốt đời của UNESCO để đảm bảo mô hình không chỉ dừng lại ở kiến thức công nghệ mà còn hướng đến mục tiêu nhân văn và phát triển bền vững (Tài liệu cá nhân, 2025-09-12), thông qua các dự án kết nối học tập với giải quyết vấn đề cộng đồng.

Mô hình này cung cấp một khuôn khổ thực tiễn, có căn cứ lý luận và đã được kiểm chứng, sẵn sàng cho việc nhân rộng, góp phần thiết thực vào sự nghiệp đổi mới giáo dục tại Việt Nam.

8.TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Chương trình Giáo dục Phổ thông – Tổng thể.
  2. Binkley, M., Erstad, O., Herman, J., Raizen, S., Ripley, M., Miller-Ricci, M., & Rumble, M. (2012). Defining twenty-first century skills. In Assessment and teaching of 21st century skills(pp. 17-66). Springer, Dordrecht.
  3. Binkley, M., Erstad, O., Herman, J., Raizen, S., Ripley, M., Miller-Ricci, M., & Rumble, M. (2012). Defining twenty-first century skills. In Assessment and teaching of 21st century skills (pp. 17-66). Springer, Dordrecht.
  4. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Chương trình Giáo dục Phổ thông – Tổng thể.
  5. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2021). Tài liệu Hướng dẫn giáo dục STEM trong trường trung học.
  6. Dewey, J. (1938). Experience and education. Simon and Schuster.
  7. Dewey, J. (1938). Experience and education. Simon and Schuster.
  8. Kolb, D. A. (1984). Experiential learning: Experience as the source of learning and development. Prentice-Hall.
  9. Kolb, D. A. (1984). Experiential learning: Experience as the source of learning and development. Prentice-Hall.
  10. Nguyen, T., & Le, H. (2023). STEM Education in Vietnam: Current Status and Future Directions in the Age of Industry 4.0 and Society 5.0. Journal of Science and Technology Policy Management, 14(2), 245-264.
  11. Nguyen, T., & Le, H. (2023). STEM Education in Vietnam: Current Status and Future Directions in the Age of Industry 4.0 and Society 5.0. Journal of Science and Technology Policy Management, 14(2), 245-264.
  12. Tài liệu cá nhân. (2025-09-12). Định hướng đổi mới sáng tạo trong giáo dục. (Dữ liệu đã lưu của người dùng).
admin

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *