DESIGN AND IMPLEMENTATION OF ROBOTICS KIT FOR TEACHING FRICTION
Main Article Content
Abstract
When organizing activities in which students design and conduct physics experiments—especially those involving multiple hypotheses to be tested—the current laboratory equipment often lacks the flexibility needed to accommodate the diversity of students’ experimental designs. This paper analyzes several advantages and limitations of existing physics experiment kits as well as robotic kits that have been employed in physics teaching. Building on this analysis, we propose the development of a new physics education kit. The kit leverages the mechanical flexibility of LEGO bricks, the processing power of the ESP32 microcontroller, and the Phyphox application to support students in data representation and analysis. The paper also presents different experimental approaches using the proposed kit in teaching the concepts of friction in the high school physics curriculum. Through these examples, the strengths of the kit are highlighted in enabling students to design and implement diverse experimental solutions while engaging with these topics.
Keywords
educational kits, hands-on learning, physics teaching, STEM education
Article Details
References
Bitzenbauer, P., & Meyn, J.-P. (2021). Fostering experimental competences of prospective physics teachers. Physics Education, 56(4), 045020.
Bộ Giáo dục và Đào tạo. (2018). Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ban hành ngày 26/12/2018 về việc Ban hành chương trình giáo dục phổ thông. Hà Nội
Chu, W. W., Ong, E. T., Ayop, S. K., Mohd Azmi, M. S., Abdullah, A. S., Abd Karim, N. S., & Tho, S. W. (2023). The innovative use of smartphone for sound STEM practical kit: a pilot implementation for secondary classroom. Research in Science & Technological Education, 41(3), 1008-1030.
Church, W. J., Ford, T., Perova, N., & Rogers, C. (2010). Physics With Robotics-Using LEGO MINDSTORMS In High School Education. AAAI Spring Symposium: Educational Robotics and Beyond,
Đức, L. A., Hưng, N. N., & Chất, T. N. (2023). Xây dựng khung cấu trúc năng lực thực nghiệm Vật lí tổng quát. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 20(2), 253-253.
Ferrari, M. (2001). Building robots with lego mindstorms. Elsevier.
Hải, T. D., Chất, T. N., & Việt, N. V. T. (2024). Ứng dụng các cảm biến và phần mềm trên điện thoại thông minh thực hiện giáo dục STEM. TNU Journal of Science and Technology, 229(01/S), 181-189.
Hải, T. D., & Nội, Đ. V. (2024). Thiết kế và chế tạo cảm biến lực kết nối với smartphone trong dạy học vật lí. TNU Journal of Science and Technology, 229(12), 130-136.
Imtinan, N., & Kuswanto, H. (2023). The use of phyphox application in physics experiments. JIPF, 8, 183-191.
Loan, N. T., & Duyên, H. T. N. (2022). Thực trạng phát triển năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm cho học phần thí nghiệm vật lí đại cương. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 19(5), 745-745.
Lotriet, H. H., & Gouws, P. M. (2025). Educational robotics in physics education: a systematic review. Studies in Science Education, 1-30.
Nga, N., & Muội, H. P. (2019). Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua hoạt động câu lạc bộ và sử dụng cơ sở vật chất phòng thí nghiệm ở trường trung học. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 15(4), 5-5.
Nga, N. T., & Đạt, L. C. (2024). Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua dạy học thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống ở trường trung học phổ thông. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 21(4), 727-727.
Nga, N. T., & Trung, T. T. (2021). Giáo dục STEAM và tiềm năng vận dụng quy trình tư duy thiết kế để triển khai giáo dục STEAM. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 18(2), 310-310.
Staacks, S., Hütz, S., Heinke, H., & Stampfer, C. (2018). Advanced tools for smartphone-based experiments: phyphox. Physics Education, 53(4), 045009.
Thong, S. P. P. M. X., Hai, T. D., Quy, D. X., & Chat, T. N. (2024). Designing and manufacturing an experimental kiton electromagnets and electric motors fororganizing stem experiential activitiesfor students in teaching electromagnetismbased on the laos general education program. TNU Journal of Science and Technology, 229(01/S), 226-235.
Weber, B., Suhina, T., Junge, T., Pastewka, L., Brouwer, A., & Bonn, D. (2018). Molecular probes reveal deviations from Amontons’ law in multi-asperity frictional contacts. Nature communications, 9(1), 888.