Mã số N2055: Ứng dụng công nghệ Robotics trong dạy và học phục vụ cho giáo dục mầm non

Dạy và học Robotics ở mầm non là một xu hướng mới trong giáo dục hiện nay. Robotics cung cấp cho trẻ em cơ hội tiếp cận công nghệ từ sớm và phát triển các kỹ năng cần thiết để đáp ứng thế giới số hóa. Việc áp dụng Robotics trong giáo dục mầm non đem lại môi trường học tập thú vị và kích thích sự sáng tạo của các em nhỏ.

Robotics là môn học liên quan đến thiết kế, xây dựng và lập trình robot, cung cấp cho trẻ em cơ hội tìm hiểu và nắm vững cơ bản về khoa học và công nghệ. Khi học Robotics, trẻ em có cơ hội rèn luyện kỹ năng tư duy logic, tư duy trừu tượng và học cách giải quyết các vấn đề phức tạp một cách sáng tạo.

Hiên nay, dạy và học Robotics không chỉ áp dụng cho học sinh cấp 1, cấp 2, cấp 3 mà nó có thể áp dụng cả cho mần non. Qua việc tham gia vào các hoạt động Robotics, giúp trẻ  được khuyến khích phát triển tư duy sáng tạo, khám phá và học tập tích cực. Đồng thời, việc học mã hóa từ sớm giúp trẻ rèn luyện kỹ năng vận động tinh, phát triển khả năng giải quyết vấn đề và hợp tác làm việc nhóm. 

Yêu cầu của bài học robotic: Hướng trẻ đến việc nhận thức về robot. Kích thích trí tưởng tượng và khơi gợi các ý tưởng sáng tạo và thiết kế ra các loại robot mới.

Mục tiêu của bài học robotic: 

•     Khoa học máy tính: Lập trình thẻ lệnh cho robot di chuyển.

•    Công nghệ: Sử dụng thành thạo các dụng cụ để thiết kế robot.

•    Kỹ thuật: Quy trình thiết kế robot từ bản vẽ ra thành phẩm.

•    Nghệ thuật: Sáng tạo ra nhiều robot với các chức năng khác nhau.

•    Toán học: Đo, so sánh chiều cao Robot, định hướng trong không gian

Tại sao trẻ em nên học Robotic?

•     Robotics giúp trẻ học cách suy nghĩ sáng tạo, tư duy phản biện, tăng khả năng giải quyết vấn đề

  •     Robotics khuyến khích trẻ suy nghĩ sáng tạo, xây dựng và thiết kế các giải pháp cho các vấn đề trong thế giới thực. Trẻ em vốn tò mò, ham hiểu biết, thích hoạt động với đồ chơi, đồ vật. Bằng các hoạy động trải nhiệm, khám phá không ngừng, các bạn trẻ đưa ra những ý tưởng và giải pháp sáng tạo mới khi có vấn đề phát sinh. Trẻ cố gắng tìm những cách mới, theo kiểu mới để sử dụng robot của mình, để mà chơi. Theo một nghiên cứu được thực hiện bởi Đại học Ben-Gurion của Negev và Đại học Mở của Israel, (Các dự án robot và khái niệm học tập về khoa học, công nghệ và khả năng giải quyết vấn đề) việc học robot giúp nhiều trẻ nhỏ giải quyết các thách thức theo cách sáng tạo, nhiều trẻ em phát triển khả năng học tập bằng cách tham gia vào các dự án người máy.

  •     Nghiên cứu cho thấy trẻ nhỏ thường giải quyết vấn đề một cách khéo léo và tự nhiên. Trong các dự án người máy, trẻ em chủ yếu làm việc với kiến thức định tính và khả năng nhận biết các hiện tượng cụ thể ảnh hưởng đến hiệu suất của cả hệ thống. Trẻ học theo chương trình giảng dạy dựa trên dự án sẽ thúc đẩy kỹ năng giải quyết vấn đề, có lợi cho sự phát triển trí tuệ trẻ em.

• Robotic giúp trẻ học và hiểu mã hóa

  • Robotics giúp trẻ em hiểu những kiến thức cơ bản về lập trình và các ứng dụng của nó. Thông qua thao tác với người máy, trẻ em chế tạo người máy thực tế và tự mình khám phá những hoạt động nào có thể tiến hành tốt với người máy, những gì không. Trẻ học cách viết các hướng dẫn chính xác giúp robot hoạt động. Hơn nữa, lập trình/viết mã là một trong những môn học sẽ mang lại cơ hội việc làm trong tương lai cho nhiều người.

  • Ngoài ra, công nghệ cho phép trẻ em hiểu thế giới thực và giải quyết vấn đề dựa trên thực tế bằng cách sử dụng công nghệ. Robotics giúp trẻ em học các kỹ năng của con người thế kỷ 21. Người máy - Robot là chủ đề có khả năng tác động đến khái niệm kỹ thuật ở tất cả các cấp từ mầm non đến đại học và cả sau đó nữa. Robotics cung cấp cách để trẻ em trở nên thông thạo công nghệ. Và nó cũng giúp trẻ học toán, các môn khoa học tự nhiên, hiểu các nguyên lý khoa học tốt hơn. Robot có thể giúp học sinh hình thành các kỹ năng học tập quan trọng. Chẳng hạn như viết, đọc, nghiên cứu, sáng tạo, hợp tác, tư duy phản biện, ra quyết định, giải quyết vấn đề và giao tiếp, đồng thời tác động tốt đến việc trẻ tiếp thu nội dung các lĩnh vực như vật lý, sinh học, địa lý, toán học, khoa học, điện tử và kỹ thuật cơ khí.

•     Robotics phát triển kỹ năng làm việc nhóm và hợp tác ở trẻ em

  •    Theo một nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nanyang, việc trẻ em tham gia vào việc tạo ra các đồ tạo tác cho các dự án Robot của chúng đã giúp thúc đẩy khả năng hợp tác và giải quyết vấn đề ở trường tiểu học. Điều này đã được minh họa thêm bởi Hong et al. (2011), cho thấy việc sử dụng Robot giúp trẻ em phản ứng đầy đủ, sâu sắc khi làm việc với các bạn cùng lớp để giải quyết các thách thức, giúp cải thiện trải nghiệm học tập của chúng.

  •    Trẻ em đang làm việc trong các dự án chế tạo robot phân công nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm. Vì vậy, trẻ thường tập trung trao đổi các vật liệu có để chế tạo Robot, không gian chế tạo và ý tưởng; phân công làm sao để hỗ trợ lẫn nhau hoàn thành một mục tiêu chung, tạo ra sản phẩm chung. Giá trị của tinh thần tập thể và sự hợp tác tốt với bạn trong nhóm, với lớp dễ thấy thông qua hoạt động như thế. Khả năng làm việc theo nhóm và cộng tác mà trẻ em phát triển thông qua các dự án robot có giá trị trong nhiều lĩnh vực hoạt động của trẻ.

•    Robotics khuyến khích trẻ em thử những ý tưởng mới

  •    Robotics cung cấp trải nghiệm thực hành thực tế. Từ trực quan sinh động đến tư duy từu tượng; trẻ em học tốt nhất bằng cách thực hành và robot cho phép chúng sáng tạo và thiết kế người máy của mình, đây có thể là một trải nghiệm thú vị và thỏa mãn của các bé. Thử những ý tưởng mới mang lại cho trẻ em cơ hội mới để đưa kiến thức của trẻ vào sử dụng. Và nó cũng giúp trẻ xây dựng các kỹ năng xã hội, vì hầu hết các con phải làm việc theo nhóm để chuẩn bị cho các dự án của mình.

  •    Robotics cũng có thể cung cấp một môi trường an toàn, chuẩn, có quy định; nơi trẻ em có thể thử nghiệm và chấp nhận rủi ro mà không phải lo lắng về kết quả. Ngay cả khi trẻ không thành công, trẻ vẫn có thể hào hứng thử những điều mới. Tuy nhiên, những thất bại này có thể là khoảnh khắc vô giá nuôi dưỡng tính kiên trì và khả năng khắc phục ở trẻ. Trẻ em có thể có tư duy phát triển và học cách coi thất bại là cơ hội để học hỏi và tiến bộ bằng cách vượt qua những trở ngại này và học hỏi từ những sai lầm của mình. Thật tuyệt vời phải không các bạn!

•     Robotics giúp trẻ rèn luyện các kỹ năng vận động tinh.

Khi đã hiểu đúng về lý thuyết người máy, trẻ muốn trải nghiệm thực tế nhiều hơn. Chẳng hạn như trẻ kết nối mạch với nhau hay là trẻ lắp ráp các bộ phận, thao tác với các linh kiện, chi tiết nhỏ và lắp chúng đúng cách. Trẻ em có khi học cách gõ bàn phím, quẹt điện thoại, vận hành chuột máy tính để lập trình robot, giúp chúng phát triển khả năng phối hợp tay mắt và sự khéo léo của các ngón tay. Trẻ em có thể học cách quản lý và phối hợp các thao tác của mình bằng cách sử dụng robot để hoàn thành nhiệm vụ.

Làm thế nào để trẻ mẫu giáo của bạn suy nghĩ như một lập trình viên?

• Giải thích

Giải thích những khái niệm mơ hồ này cho những người học nhỏ tuổi có vẻ khó khăn. Cách tốt nhất để giải thích mã hóa cho trẻ nhỏ là mô tả nó như một loại ngôn ngữ. Giống như chúng ta học cách giao tiếp bằng lời nói để có thể hoạt động trong cuộc sống hàng ngày, công nghệ của chúng ta dựa vào ngôn ngữ mã để cung cấp hướng dẫn về cách vận hành. Đó là cách chúng ta có thể nói chuyện với máy tính. Mọi trang web, ứng dụng điện thoại thông minh và chương trình máy tính đều yêu cầu mã hóa để hoạt động. Ngay cả các thiết bị nhà bếp, như lò vi sóng, nồi cơm điện… cũng cần mã để hướng dẫn công nghệ, cách vận hành. Robot, một trò chơi yêu thích thời thơ ấu sẽ không thể hoạt động nếu không có mã hóa.

Một khi trẻ hiểu ý cơ bản, cách tốt nhất để tiếp cận với công nghệ robot là thông qua các hoạt động thú vị và hấp dẫn. Trẻ học tốt nhất khi vui chơi! Lúc đầu, họ thậm chí sẽ không nhận ra rằng họ đang học các khối lập trình cơ bản.

•    Ý tưởng mã hóa:

  •    Dạy mệnh lệnh cho thú cưng trong gia đình, chẳng hạn như cách ngồi yên, nhảy lên, đi bằng 2 chân, sủa, đi ra… Trẻ sẽ biết rằng chúng cần tạo ra các hướng dẫn bằng lời nói và cử chỉ, điệu bộ để tạo ra kết quả mong muốn ở thú cưng của mình. Những hướng dẫn này là một cách để “mã hóa” hành vi của thú cưng của trẻ.

  •    Cho con bạn đi tìm “kho báu”! Dạy trẻ viết mã gợi ý một cuộc săn tìm kho báu vì nó đòi hỏi nhiều kỹ năng mà các lập trình viên máy tính sử dụng khi viết mã. Bằng cách tạo ra một cuộc săn tìm kho báu với các hướng dẫn bằng dấu, ký hiệu, màu sắc, kích thước, mùi vị, chỉ dẫn… trẻ em có thể làm theo để tìm kho báu của mình. Hoạt động này dạy trẻ em về các thuật toán - một tập hợp các hướng dẫn để giúp máy tính thực hiện một tác vụ cụ thể. Hoạt động này không cần chuẩn bị trước! Đơn giản chỉ cần đặt “kho báu” xung quanh phòng hoặc khu vườn, sau đó vẽ bản đồ có hướng dẫn và cô giáo dõi theo, hướng dẫn trẻ. Trong giờ thể dục vận động: tiến 2 bước, sang phải 3 bước, chui xuống gầm bàn, nhảy qua chướng ngại vật, vào lều màu xanh, chui vô hang hình tam giác…Giải mã các ký hiệu đúng để về đích sớm nhất.

  •    Cho trẻ chơi “Làm theo tôi bảo”! Mọi hành động/động tác chỉ được bắt đầu khi có cụm từ “Tôi bảo!” vang lên. (Trò này giống với trò chơi “Simon Says”. Trò chơi bằng lời, bằng cử chỉ, hành động cụ thể mà không cần chuẩn bị đồ dùng, vật liệu phức tạp gì hết. Trẻ chỉ cần nghe theo lời người quản trò, ghi nhớ luật chơi, giải mã lời nói của người quản trò thành hành động trẻ phải làm.

  •    Cắt ra những bức tranh về người máy và những bức tranh về những thứ không phải là người máy và để con bạn phân loại. Trẻ vốn mày mò. Cho trẻ tháo rời một con robot nhỏ để xem chúng ghép lại với nhau như thế nào! Nhà cửa, lớp học có thể lộn xộn, cô giáo hãy giới thiệu và thống nhất với cả lớp một ký hiệu lớp học gọn gàng cùng cái mặt cười. Sau buổi chơi cho trẻ “giải mã” cái ký hiệu đó (cả lớp dọn dẹp để cho lớp học gọn gàng trở lại). Nhớ ghi thời gian cần thiết cho mỗi hoạt động và khen ngợi trẻ khi trẻ hiểu và làm theo. Trẻ sẽ vui vẻ ngừng chơi đúng lúc, dọn dẹp sau khi chơi, không bực tức khi phải dừng, bởi trẻ đã biết nguyên tắc của lớp.

  •    Hóa trang và giả làm người máy! Trẻ em học rất tốt thông qua chơi đóng kịch.

•    Cách dạy mã hóa và robot cho trẻ mẫu giáo

Vậy, bắt đầu từ đâu? Điều quan trọng là các hoạt động phải phù hợp với sự phát triển theo từng lứa tuổi, và không tách rời Chương trình giáo dục mầm non chính thống, bởi chương trình này đã được nghiên cứu và biên soạn phù hợp với đặc điểm phát triển tâm-sinh lý trẻ mầm non. 

Ở lứa tuổi mẫu giáo, tốt nhất là bắt đầu với các hoạt động Robotic không dây. Một vài ý tưởng tuyệt vời bao gồm:

- Nghĩ ra những câu chuyện để tạo mã hóa (ví dụ: Khỉ con lạc đường, đang đứng khóc ở cuối làng. Bác Gấu chỉ cho Khỉ con đường về nhà: Phải lội qua suối, leo 2 ngọn núi, trèo qua cây to, nhảy qua hàng rào…. Trẻ nhìn ký hiệu và giải mã xem mình phải làm gì)!

- Cho trẻ chơi cờ, chơi cá ngựa, đố tìm tranh ẩn, giải mã các câu đố.

- Tạo ra các chuỗi lệnh (mã) để lập trình cho trẻ. Ví dụ: sử dụng các khối màu trong đó mỗi màu đại diện cho một mã khác nhau. Ví dụ: màu đỏ = nhảy, màu xanh lam = lượn sóng, màu vàng = vỗ tay. Hướng dẫn cha mẹ trẻ hiểu và chơi được với con mình.

Khi học Robotic trẻ sẽ được rèn kỹ năng vẽ, viết sơ đồ, sự khéo léo khi cắt dán, kết nối giấy bìa thành robot, khả năng lắng nghe, thảo luận.. Trẻ biết  so sánh, đánh giá hình dạng với chức năng nhiệm vụ của robot. Trẻ có khả năng sáng tạo ra nhiều hình dạng robot với các chức năng khác nhau, biết phân công công việc, chia sẻ đồ dùng

Robotics cũng giúp trẻ em mở rộng tầm nhìn về tương lai công nghệ và khám phá những cơ hội mới trong lĩnh vực công nghệ và khoa học. Nhờ đó, việc ứng dụng công nghệ Robotics trong giáo dục mầm non đã trở thành một xu hướng phổ biến và cần thiết trong thời đại công nghệ 4.0.