Raspberry Pi – giải pháp triển khai STEM Robotics trong dạy học ở trường phổ thông

STEM Robotics là điểm nhấn ấn tượng của giáo dục STEM. Học sinh sẽ sử dụng robot và các công cụ lập trình để mô phỏng và giải quyết vấn đề. Bài viết đề xuất Board mạch Raspberry Pi là giải pháp triển khai STEM Robotics trong dạy học ở trường phổ thông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Raspberry Pi – giải pháp triển khai STEM Robotics trong dạy học ở trường phổ thông RASPBERRY PI – GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI STEM ROBOTICS TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG NGUYỄN TÚ HÀ Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Email: nguyentuha@dhsphue.edu.vn Tóm tắt: STEM Robotics là điểm nhấn ấn tượng của giáo dục STEM. Học sinh sẽ sử dụng robot và các công cụ lập trình để mô phỏng và giải quyết vấn đề. Điều này buộc học sinh phải vận dụng và tích hợp kiến thức của 4 lĩnh vực “Khoa học – Công nghệ – Kỹ thuật – Toán học” để hoàn thành các dự án học tập. Tuy nhiên, chi phí đầu tư dụng cụ và thiết bị lại chính là rào cản lớn để triển khai. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất Board mạch Raspberry Pi là giải pháp triển khai STEM Robotics trong dạy học ở trường phổ thông. Từ khóa: Dạy học, STEM, STEM Robotics, Raspberry Pi.1. ĐẶT VẤN ĐỀGiáo dục STEM là chìa khóa cho sự đổi mới và tăng trưởng kinh tế trong thế giới kếtnối, mà ở đó con người được bao quanh bởi công nghệ và sáng tạo [1], [6]. STEMRobotics là một môn học dành cho đối tượng học sinh từ lớp 1 trở lên, STEM Roboticscó thể đáp ứng trong chương trình ngoại khóa cũng như chính khóa cho các em học sinhtừ lớp 1 đến lớp 12 [2]. Đây là bộ môn rất quan trọng đối với học sinh trong thời đạicông nghệ 4.0 hiện nay.Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các thiết bị ngày càng được thu nhỏvề kích thước nhưng vẫn đáp ứng tốt được các yêu cầu cần có. Raspberry Pi là một vídụ điển hình, với kích thước chỉ bằng một chiếc thẻ tín dụng nhưng nó có rất nhiều tínhnăng cực kỳ hấp dẫn tương tự một chiếc máy tính [8]. Ngoài ra, Raspberry Pi còn tíchhợp thêm một hệ thống IO giúp cho người sử dụng có thể thỏa sức sáng tạo và phát triểncác ứng dụng trên nền Raspberry Pi này. Board Raspberry Pi với bộ vi xử lý SoCBroadcom BCM2835 (là chip xử lí mobile mạnh mẽ có kích thước nhỏ hay được dùngtrong điện thoại di động) bao gồm CPU, GPU, bộ xử lí âm thanh/video và các tính năngkhác… tất cả được tích hợp bên trong chip có điện năng thấp này.Chi phí đầu tư cho Board Raspberry Pi khá thấp, lại đi kèm với nhiều chức năng nênRaspberry Pi rất thích hợp để đưa vào chương trình học tập nghiên cứu ở các trườnghọc, là thiết bị để những người đam mê điện tử và lập trình thỏa sức sáng tạo. RaspberryPi có thể được xem là giải pháp để tổ chức dạy học STEM Robotics cho học sinh THPTtrong bối cảnh STEM Robotics còn nhiều khó khăn và chưa được phổ biến hiện nay.Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học HuếISSN 1859-1612, Số 2(58)/2021: tr.84-91Ngày nhận bài: 09/3/2021; Hoàn thành phản biện: 25/3/2021; Ngày nhận đăng: 26/3/2021RASPBERRY PI – GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI STEM ROBOTICS TRONG DẠY HỌC… 852. NỘI DUNG2.1. STEM RoboticsTrên thế giới, giáo dục STEM được coi như một cuộc cải cách giáo dục mang tính độtphá với mục tiêu xác lập vững chắc vị thế của quốc gia đó về kinh tế, khoa học, côngnghệ và đào tạo ra nguồn lao động chất lượng thuộc các lĩnh vực STEM. Cho đến nay,việc làm thuộc lĩnh vực STEM được dự báo mở rộng và phát triển nhanh ở Mỹ – nơikhởi nguồn của giáo dục STEM. Không những thế, dự đoán này cũng tương tự ở cácnước phát triển khác như Úc, Anh, Pháp, Canada, Singapore, Thái Lan… [1], [6].Giáo dục STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học định hướng phát triển nănglực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Trong đó,học sinh được tham gia các hoạt động STEM, chủ yếu là thực hành và các hoạt động trảinghiệm nhằm tạo ra sản phẩm, phục vụ cho sinh hoạt và học tập, hay các hoạt độnghướng đến giải quyết vấn đề thực tiễn [3]. Theo GS Nguyễn Minh Thuyết, trong Chươngtrình Giáo dục phổ thông mới, vai trò của giáo dục STEM thể hiện ở những điểm sau:“Có đầy đủ các môn học STEM; …Yêu cầu dạy học tích hợp và đổi mới phương phápgiáo dục của Chương trình GDPT mới, tạo điều kiện tổ chức các chủ đề STEM trongchương trình môn học, góp phần phát triển năng lực cho học sinh…” [9].Trong vài năm trở lại đây, STEM xuất hiện ở Việt Nam và trở thành một hoạt động giáodục chính thức nhưng chưa được phổ cập rộng rãi mà chỉ mới ở một số tỉnh, thành phố thíđiểm. Gần đây, việc đẩy mạnh và tăng cường giáo dục STEM trong giáo dục trung họcđược Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo và hướng dẫn thực hiện trong năm học 2020- 2021,nhằm góp phần thực hiện mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 [4],[5]. Do đó cho thấy STEM và giáo dục STEM vẫn đang được nghiên cứu một cách sâusắc, nghiêm túc với phạm vi ngày càng rộng rãi và ứng dụng sâu rộng vào thực tế.STEM Robotics là một môn học dành cho học sinh từ lớp 1 trở lên. STEM Robotics cóthể đáp ứng trong chương trình ngoại khó ...