Trong bối cảnh công nghệ phát triển mạnh mẽ, tư duy tính toán là năng lực quan trọng trong giáo dục STEM, giúp học sinh giải quyết vấn đề và thích ứng với thị trường lao động tương lai. Nghiên cứu này tổng quan tài liệu, phân tích các nghiên cứu quốc tế và quan sát thực tiễn tại 05 trường trung học cơ sở ở Thành phố Hồ Chí Minh để đánh giá biểu hiện năng lực tư duy tính toán trong giáo dục STEM Robotics. Dựa trên các tiêu chí quốc tế và dữ liệu thực tiễn, nghiên cứu đề xuất một khung năng lực tư duy tính toán gồm 06 thành tố chính (nhận dạng mẫu, phân tách vấn đề, thiết lập thuật toán, trừu tượng hóa, khái quát hóa, gỡ lỗi) với 25 tiêu chí cụ thể. Khung năng lực này cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế chương trình STEM Robotics phù hợp với học sinh Việt Nam, đồng thời mở rộng ứng dụng tư duy tính toán trong giáo dục STEM. Kết quả nghiên cứu không chỉ định hướng phát triển chương trình giảng dạy mà còn tạo nền tảng cho nghiên cứu thực nghiệm và chuẩn hóa định lượng về năng lực tư duy tính toán trong giáo dục Việt Nam.
[1] Amri, S., Budiyanto, C. W., Fenyvesi, K., Yuana, R. A., & Widiastuti, I. (2022). Educational Robotics: Evaluating the Role of Computational Thinking in Attaining 21st Century Skills. Open Education Studies, 4, 322-338. doi:10.1515/edu-2022-0174
[2] Anwar, V. N., Darhim, Suhendra, & Nurlaelah, E. (2024). Exploring the Characteristics of Digital Pedagogy Model for Developing Computational Thinking in Mathematical Problem Solving. Journal Teori dan Aplikasi Matematika, 8(1), 137-149. doi:10.31764/jtam.v8i1.17419.
[3] Angeli, C., & Georgiou, K. (2023). Investigating the Effects of Gender and Scaffolding in Developing Preschool Children’s Computational Thinking During Problem-Solving with Bee-Bots. Frontier in Education. doi:10.3389/feduc.2022.757627.
[4] Aytekin, A., & Topcu, M. S. (2024). Improving 6th Grade Students’ Creative Problem-Solving Skills Through Plugged and Unplugged Computational Thinking Approaches. Journal of Science Education and Technology, 33, 867-891. doi:10.1007/s10956- 024-10130-y.
[5] Ching, Y.‑H., & Hsu, Y.‑C. (2023). Educational Robotics for Developing Computational Thinking in Young Learners: A Systematic Review. Tech Trends, 68, 423-434. doi:10.1007/s11528-023-00841-1.
[6] Forsström, S., & Bond, M. (2024). Computational Thinking Assessment in Primary and Secondary Education: A Meta-Synthesis of Tools, Methods and Pedagogical Approaches. International Journal of Computer Science Education in Schools, 6(4). doi:10.21585/ijcses.v6i4.208.
[7] García-Valcárcel, A., & Caballero-Gonzalez, Y. (2019). Robotics to develop computational thinking in early Childhood Education. Media Education Research Journal, 63-72. doi:10.3916/C59-2019-06.
[8] Grover, S., & Pea, R. D. (2013). Computational Thinking in K–12 A Review of the State of the Field. Educational Researcher, XX, 1-6. doi:DOI: 10.3102/0013189X12463051.
[9] Grover, S., & Pea, R. D. (2017). Computational Thinking: A Competency Whose Time Has Come. In S. Sentance, E. Barendsen, & C. Schulte (Eds.), Computer Science Education: Perspectives on Teaching and Learning in School, pp.20-34. Bloomsbury Publishing. doi:10.5040/9781350057142.ch-003
[10] Giannakoulas, A., & Xinogalos, S. (2023). Studying the Effects of Educational Games on Cultivating Computational Thinking Skills to Primary School Students: a Systematic Literature Review. Journal of Computers in Education, 11, 1283-1325. doi:10.1007/s40692-023-00300-z.
[11] Jin, Y., & Harron, J. R. (2023). An Investigation of Inservice Teachers’ Perceptions and Development of Computational Thinking Skills in a Graduate Emerging Technologies Course. International Journal of Computer Science Education in Schools, 6(2), 1-20. doi:10.21585/ijcses.v6i2.165.
[12] Korkmaz, Ö., Çakir, R., & Özden, M. Y. (2017). A validity and reliability study of the Computational Thinking Scales (CTS). Computers in Human Behavior, 72, 558-569. doi:10.1016/j.chb.2017.01.005.
[13] Khine, M. S. (2017). Robotics in STEM Education Redesigning the Learning Experience. Springer Cham. doi:10.1007/978-3-319-57786-9
[14] Lai, T. M., & Vu, T. H. (2022). Using the “Entity - Combination” Model to Form “Computational Thinking” in Teaching Reading and Writing Descriptive English Text for Students of English Pedagogy. Vietnam Journal of Education, 10(22), 7-12.
[15] Liu, D., Huang, R., Chen, Y., Adarkwah, M. A., Zhang, X., Li, X., . . . Da, T. (2024). Robotics in STEM Education. In Using Educational Robots to Enhance Learning. Smart Computing and Intelligence (pp. 87- 104). Springer, Singapore. doi:10.1007/978-981-97- 5826-5_5
[16] Marín-Marín, J.-A., García-Tudela, P.-A., & DuoTerrón, P. (2024). Computational Thinking and Programming with Arduino in Education: A Systematic Review for Secondary Education. Heliyon, 8(10), Article e29177. doi:10.1016/j. heliyon.2024.e29177.
[17] Mills, K. A., Cope, J., Scholes, L., & Rowe, L. (2024). Coding and Computational Thinking Across the Curriculum: A Review of Educational Outcomes. Review of Educational Research, 1-38. doi:10.3102/00346543241241327
[18] Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J., & Altman, D. G. (2009). Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta‐Analyses: the PRISMA Statement. Open Medicine, 3(2), 123-130. doi:10.1016/j.jclinepi.2009.06.005.
[19] Nga, N. T., Phương, M. H., Ngân, L. H., Trung, T. T., Vĩ, N. T., Sơn, V. H., & Cảnh, L. M. (2022). Giáo dục STEM Robotics ở trường trung học. Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
[20] Ngan, L. H., & Bien, N. V. (2020). Designing a problemsolving competence framework in educational robotics [Xây dựng khung năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục khoa học robot của học sinh trung học cơ sở]. Educational Sciences, 65(7), p.185- 196. doi:10.18173/2354-1075.2020-0089
[21] Nguyen, N. H., Ho, C. H., & Nguyen, C. T. (2024). Factors That Can Affect Differences in Students’s Computational Thinking. TNU Journal of Science and Technology, p.146-153. doi:10.34238/tnujst.10388
[22] O’Kane, L. (2023, September 27). Compute primary computing. Retrieved December 31, 2024, from https://www.icompute-uk.com/news/ computational-thinking-2/.
[23] Pasterk, S., & Benke, G. (2024). Computational Thinking for Self-Regulated Learning. Proceedings of the 2024 Innovation and Technology in Computer Science Education V. 1 (ITiCSE 2024), 641-645. doi:10.1145/3649217.3653565
[24] Pou, A. V., Canaleta, X., & Fonseca, D. (2022). Computational Thinking and Educational Robotics Integrated into Project-Based Learning. Sensors, 22, Article 3746. doi:10.3390/s22103746.
[25] Yadav, A., Hong, H., & Stephenson, C. (2016). Computational Thinking for All: Pedagogical Approaches to Embedding 21st Century Problem Solving in K-12 Classrooms. TechTrends, 60, 565- 568. doi:10.1007/s11528-016-0087-7.
[26] Yang, S.-Y., Lin, Y.-C., & Lin, Y.-T. (2024). Improving Elementary Students’ Computational Thinking Skills through an Educational Robot Intervention: A Quasi-Experimental Study (Vol. 23). doi:10.26803/ ijlter.23.9.18