Đồ chơi xếp hình có thể có thể tăng cường kỹ năng STEM của con bạn?
Tại sao chơi khối lắp ghép là một đặt cược tốt cho sự phát triển nhận thức của trẻ?
Bài viết của Tiến sỹ GWEN DEWAR, nhà sáng lập website Khoa học làm cha mẹ (https://www.parentingscience.com)
Đồ chơi lắp ghép như Lego, Lepin… mang đến cho trẻ em những cơ hội thú vị để mày mò và sáng tạo.
Những trò chơi này có lợi cho sự phát triển của trẻ nhỏ. Đồ chơi hình khối có thể thúc đẩy một loạt các khả năng, bao gồm các kỹ năng vận động, kỹ năng không gian, kỹ năng ngôn ngữ và kỹ năng giải quyết các vấn đề khác biệt.
Không phải tất cả trò chơi đều mang tính tự do. Đồ chơi lắp ghép mang lại niềm vui khác biệt, nó có thể giúp trẻ phát triển một dạng trí thông minh phi ngôn ngữ rất quan trọng để đạt được thành tích trong nhiều lĩnh vực STEM: Khả năng hình dung các vật thể ba chiều, khả năng tưởng tượng và kiểm soát thông tin về không gian.
Loại trò chơi này được gọi là chơi khối lắp ghép hay khối có cấu trúc (structured block). Trẻ em cố gắng tạo ra mọi vật, công trình… bằng cách tham khảo một mô hình hoặc bản thiết kế.
Trẻ em phải phân tích những gì chúng thấy, cảm nhận các bộ phận tạo nên tổng thể và tìm ra cách các bộ phận liên quan đến nhau. Để thực sự thành công, chúng cũng có thể cần phải suy nghĩ một cách định lượng — đếm. Chúng còn phải tưởng tượng được một vật sẽ trông như thế nào từ một góc khác. Ví dụ, trẻ em sẽ thấy dễ dàng hơn nếu chúng có thể tưởng tượng trong đầu việc xoay một hình khối.
Để xem những nhiệm vụ này có thể khó đến mức nào, giả sử chúng tôi đưa cho một cô bé một số viên gạch Lego và yêu cầu cô bé tái tạo mẫu thiết kế này:
Có vẻ đơn giản, nhưng hãy xem xét những gì cô ấy cần phải làm:
- Cô bé phải chọn ba loại gạch — một loại có 4 mấu (pips), một loại có 8 mấu và loại thứ ba có 12 mấu.
- Cô bé phải gắn viên gạch ngắn nhất để nó khớp và khí hoàn toàn với đầu của viên gạch dài nhất.
- Cô bé phải gắn viên gạch cỡ trung bình vào đầu kia của viên gạch dài nhất, nhưng phải để 2 mấu ngoài của nó nằm ngoài rìa (không nằm trên viên dài nhất).
Khi Brian Verdine và các đồng nghiệp (vào năm 2013) đã thử nghiệm hơn 100 đứa trẻ ba tuổi với một mô hình như thế này, chỉ 40% trẻ làm được mẫu thiết kế.
Đối với các mẫu khác phức tạp hơn, tỷ lệ hoàn thành dưới 10%.
Mẫu dưới đây không thể thực hiện được bởi bất kỳ đứa trẻ nào:
Tại sao vậy? Bộ não của trẻ ba tuổi kiểm soát ít kiểm soát việc thực hành và có ít khả năng ghi nhớ để làm việc. Điều này có nghĩa là trẻ khó theo dõi một số điều khác nhau cùng một lúc.
Trong thí nghiệm của Verdine, trẻ em đã mắc nhiều lỗi hơn trên các thiết kế kết hợp số lượng gạch nhiều hơn. Chúng cũng mắc nhiều lỗi hơn khi thiết kế yêu cầu gạch định vị theo nhiều hướng.
Ngoài ra, nhiều trẻ dường như không nhận ra tầm quan trọng của việc đếm các mấu để tìm hiểu xem các viên gạch có được xếp đúng cách hay không. Điều này có thể phản ánh thực tế rằng trẻ mẫu giáo gặp khó khăn khi nghĩ về một đồ vật theo nhiều cách — ví dụ, nghĩ về một viên gạch vừa là một đơn vị lắp ghép vừa là thứ có thể được chia thành nhiều đơn vị nhỏ hơn.
Vì vậy, hầu như không ngạc nhiên khi trẻ nhỏ không thực hiện được các nhiệm vụ này như người lớn làm. Bộ não của chúng vẫn đang phát triển.
Nhưng hiệu suất không chỉ là một câu hỏi về tuổi tác. Nó cũng phụ thuộc vào kinh nghiệm.
Một loạt các bằng chứng chỉ ra rằng các kỹ năng không gian như vậy có thể được cải thiện thông qua chơi.
Chẳng hạn, trong các nghiên cứu bằng quan sát, những đứa trẻ dành nhiều thời gian rảnh để chơi với các câu đố (puzzles) hoặc khối lắp ghép đạt được điểm cao hơn trong các bài kiểm tra về khả năng không gian.
Một nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng con trai vượt trội so với con gái trong các việc có tính không gian, nhưng chỉ ở trẻ em từ các gia đình trung lưu vào giàu có. Trong số những đứa trẻ từ nhà thu nhập thấp — nơi cơ hội về trò chơi lắp ghép bị hạn chế nhiều hơn — các nhà nghiên cứu quan sát không có sự khác biệt giới tính. Các nhà tâm lý học suy đoán rằng những cậu bé trong các gia đình có thu nhập cao gặt hái được lợi ích từ hai lợi thế môi trường:
- Được tiếp cận nhiều hơn với đồ chơi lắp ghép đắt tiền.
- Được khuyến khích nhiều hơn để chơi với các đồ chơi như vậy.
Hỏi kỹ sư
Ngoài ra còn có bằng chứng chứng thực của các nhà khoa học và kỹ sư trưởng thành. Các kỹ sư thường nói rằng đồ chơi lắp ghép đã truyền cảm hứng cho sự nghiệp của họ.
“Lego là một sự tiếp cận tốt để truyền đạt ý tưởng với các đối tượng vật lý”, Tiffany Tseng, một kỹ sư của MIT Media Lab lưu ý. “Đặt mọi thứ lại với nhau và tách rời chúng khiến tôi quan tâm đến cách mọi thứ hoạt động. Từ khi tôi còn là sinh viên, tôi biết tôi muốn trở thành một kỹ sư. “
Với tất cả các ẩn dụ về gạch Lego được sử dụng trong nghiên cứu khoa học — về các chủ đề từ hạt nano đến sinh học tổng hợp, có vẻ như đồ chơi lắp ghép cũng đã truyền cảm hứng cho mọi người trong nhiều lĩnh vực khác.
Trên thực tế, niềm vui từ việc lắp ghép đồ vật dường như có mối liên hệ mật thiết với thành công trong cuộc sống.
Trong một cuộc khảo sát ở Mỹ về những sinh viên tốt nghiệp đại học đạt thành tích cao, những người trưởng thành có bằng cấp trong các lĩnh vực STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học) “có khả năng cao hơn nhiều so với người Mỹ trung bình” trong việc có những trải nghiệm sâu rộng với các nghề thủ công và thực hành, bao gồm công việc với đồ gỗ, cơ khí và điện tử. Những nghiên cứu cá nhân cũng chỉ ra việc tham gia suốt đời trong các hoạt động đó thường sẽ có nhiều khả năng có các phát minh mang lại bằng sáng chế.
Nhưng những mối tương quan không chứng minh được mối quan hệ nhân quả. Trẻ em có kỹ năng không gian mạnh có lẽ bị thu hút nhiều hơn bởi đồ chơi và trò tiêu khiển liên quan đến lắp ghép, phân tích và bản thiết kế. Điều đó không có nghĩa là chơi khối có cấu trúc làm nên sự cải thiện trí tuệ. Những gì cần thiết là bằng chứng thực nghiệm, và những bằng chứng như vậy vẫn đang được tích lũy.
Thí nghiệm: Cải thiện kỹ năng không gian thông qua chơi lắp ghép.
Trong một nghiên cứu quét (scan) não bộ, Sharlene Newman và các đồng nghiệp (năm 2016) đã yêu cầu trẻ em 8 tuổi thực hiện một hoạt động xoay đồ vật bằng cách tưởng tượng.
Những đứa trẻ phải nhìn vào các chữ cái trong bảng chữ cái và xác định xem chúng có bị lật úp hay chỉ xoay.
Khi những đứa trẻ thực hiện nhiệm vụ, tốc độ và độ chính xác của chúng đã được ghi lại. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã đo hoạt động não của chúng bằng chụp cộng hưởng từ fMRI.
Ban đầu, không có sự khác biệt giữa các nhóm. Những đứa trẻ đã được kết hợp cẩn thận về giới tính, tuổi tác, điểm kiểm tra toán học, trình độ học vấn của cha mẹ và số lần chơi trò chơi mang tính không gian trước đó.
Nhưng sau đó các nhà nghiên cứu chia trẻ em thành các nhóm. Một số trẻ em được chỉ định tham gia vào một loạt các lượt chơi khối xếp hình (sử dụng loại Blocks Rock STEM Building Blocks Educational Game). Những đứa trẻ khác được chỉ định chơi trò chơi ô chữ (Scrabble).
Chỉ sau năm lần, những lượt chơi 30 phút trải đều trong khoảng thời gian khoảng 12 ngày, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra lại khả năng xoay chuyển bằng cách tưởng tượng của các em. Và thứ gì đó đã thay đổi.
Những đứa trẻ trong nhóm chơi khối xếp hình cho thống kê về sự cải thiện đáng kể tốc độ và độ chính xác.
Hơn nữa, quét não của chúng cho thấy hoạt động gia tăng trong các lĩnh vực liên quan đến xử lý không gian — một mô hình phù hợp với khả năng những đứa trẻ này đang học cách giải quyết vấn đề xoay chuyển tưởng tượng theo một cách mới.
Hãy nhớ rằng, đây là một thử nghiệm nhỏ, chỉ có 14 đứa trẻ trong mỗi nhóm.
Nhưng kết quả lại đồng nhất với kết quả của một nghiên cứu trước đó (của Casey và cộng sự 2008), nơi các học sinh mẫu giáo được chỉ định xây dựng một số cấu trúc nhất định — như những bức tường có chiều cao xác định — với các khối. Những đứa trẻ tham gia vào các hoạt động xây dựng đã cho thấy sự gia tăng về khả năng không gian sau đó, được đo bằng điểm số của chúng trên phần không gian của bài kiểm tra IQ (WISC-IV).
Gần đây hơn, các nhà nghiên cứu đã chỉ định 70 đứa trẻ (từ 8–10 tuổi) thực hiện một số hoạt động không gian trong lớp học, bao gồm một số nhiệm vụ lắp ghép.
Trước và sau can thiệp, khả năng không gian của trẻ em đã được kiểm tra theo hai cách. Sau đó, hiệu suất của họ được so sánh với 70 trẻ em trong một nhóm kiểm soát.
Những đứa trẻ được chỉ định chơi trò chơi mang tính không gian cho thấy không có sự cải thiện đặc biệt nào về khả năng xoay chuyển tưởng tượng.
Nhưng các em đã vượt trội so với nhóm kiểm soát trong bài kiểm tra không gian thứ hai — một người yêu cầu trẻ em tưởng tượng mình di chuyển xung quanh một vật thể và nhìn thấy nó từ các góc độ khác nhau (Vander Heyden và cộng sự, năm 2017).
Mọi việc đã xong?
Chưa. Chúng ta cần nhiều nghiên cứu hơn — các nghiên cứu ngẫu nhiên, có kiểm soát — để thiết lập quan hệ nhân quả.
Nhưng trong thời gian đó, có lý do chính đáng để nghĩ rằng chơi khối lắp ghép có lợi ích trí tuệ:
- Dựa trên những gì chúng ta biết về tâm trí, điều hợp lý là các mô hình sao chép sẽ cải thiện khả năng phân tích các mối quan hệ không gian của trẻ. Chúng ta trau dồi kỹ năng thông qua thực hành.
- Các nghiên cứu tương quan cho thấy mối liên hệ giữa chơi xếp hình, kỹ năng không gian và thành tích STEM.
- Các thí nghiệm ủng hộ ý tưởng rằng chơi khối lắp ghép dẫn đến sự cải thiện về khả năng không gian.
Đây chỉ là một phần của câu chuyện.
Có bằng chứng cho thấy các khối đồ chơi có thể thúc đẩy phát triển ngôn ngữ, kỹ năng giải quyết vấn đề và sự hợp tác.
Chơi lắp ghép rất thú vị, các nguyên liệu để xây dựng (khối gỗ, hộp carton được tái sử dụng, gạch Lego, xếp hình Lepin…) rất linh hoạt. Trẻ em có thể tự do tạo ra bất cứ thứ gì chúng tưởng tượng, và khi chúng lớn lên chúng có thể sử dụng cùng một vật liệu xây dựng, trải qua từng năm.
Vì vậy, nếu bạn sẽ chi tiền cho đồ chơi, đồ chơi lắp ghép là một khoản đầu tư tốt. Nếu bạn có con nhỏ, hãy dành thời gian chơi bên cạnh chúng, và bắt chuyện với nhau về các dự án của chúng. Sử dụng ngôn ngữ không gian khi bạn xem xét cùng nhau cách định hướng các mảnh ghép của bạn. Các nghiên cứu cho thấy rằng trẻ em học hỏi việc sử dụng ngôn ngữ của chúng ta và điều này có thể giúp chúng phát triển các kỹ năng về không gian (Borriello và cộng sự, năm 2017).
(Bài gốc: Can Lego bricks and other construction toys boost your child’s STEM skills? của tác giả GWEN DEWAR. Cấn Đình Việt dịch tiếng Việt và bổ sung ảnh minh họa, 28/12/2018)
