Học lập trình từ nhỏ giúp trẻ phát triển tư duy thế nào? Đọc đúng bằng chứng từ các nghiên cứu

Tóm tắt bằng chứng về việc học lập trình từ nhỏ giúp trẻ phát triển tư duy: tổng hợp 105 nghiên cứu, thí nghiệm với trẻ mẫu giáo và lớp 1, cách đọc con số và giới hạn.

"Cho con học lập trình để thông minh hơn" là lời giới thiệu quen thuộc của nhiều lớp học. Nhưng câu hỏi phụ huynh thật sự cần trả lời cụ thể hơn: học lập trình giúp trẻ giỏi thêm những gì ngoài lập trình, giỏi thêm bao nhiêu, và trong điều kiện nào?

Bài viết tóm tắt các nghiên cứu đáng tin cậy nhất về câu hỏi này: một tổng hợp 105 nghiên cứu, các thí nghiệm với trẻ mẫu giáo và lớp 1, cùng cách đọc các con số để không hiểu quá lên hay hiểu sai. Đây là bài mở đầu cho nhóm bài về các loại tư duy mà lập trình rèn luyện: giải quyết vấn đề có hệ thống, sáng tạo và tư duy hệ thống.

1. Câu hỏi đúng: kỹ năng có "chuyển" sang việc khác không?

Học lập trình thì giỏi lập trình là điều dễ hiểu. Các nhà nghiên cứu gọi đó là chuyển giao gần. Điều đáng quan tâm hơn là chuyển giao xa: thói quen chia nhỏ vấn đề, lập kế hoạch, thử và sửa sai khi lập trình có giúp trẻ làm toán, giải quyết tình huống hằng ngày hay nghĩ ra ý tưởng mới tốt hơn không.

Câu hỏi này đã được nghiên cứu từ những năm 1980, khi Seymour Papert đưa ngôn ngữ Logo vào trường học và cho rằng lập trình là cách trẻ "học cách suy nghĩ về suy nghĩ". Từ đó tới nay có hàng trăm nghiên cứu, kết quả không hoàn toàn giống nhau. Vì vậy, cách đáng tin nhất là nhìn vào các bài tổng hợp (meta-analysis): gom kết quả của nhiều nghiên cứu lại và tính mức tác động chung.

2. Tổng hợp 105 nghiên cứu: học lập trình tác động tới kỹ năng nào?

Tổng hợp lớn nhất là của Ronny Scherer, Fazilat Siddiq và Bárbara Sánchez Viveros, đăng năm 2019 trên tạp chí Journal of Educational Psychology (tập 111, số 5). Nhóm tác giả gom 105 nghiên cứu với 539 kết quả đo, từ mẫu giáo tới đại học, mỗi nghiên cứu đều có nhóm học lập trình và nhóm so sánh.

• Tác động chung: hệ số g = 0,49, ở mức vừa.
• Chuyển giao gần (kỹ năng lập trình): g = 0,75, lớn. Chuyển giao xa (kỹ năng khác): g = 0,47, vừa.
• Theo kỹ năng: rõ nhất là tư duy sáng tạo (0,73) và kỹ năng toán học (0,57); tiếp theo là siêu nhận thức, tức khả năng tự theo dõi và điều chỉnh cách mình suy nghĩ (0,44), lập luận (0,37) và kỹ năng không gian (0,37).
• Kết quả học tập ở các môn khác chỉ tăng ít (0,28), còn đọc viết gần như không thay đổi.

Khoảng tin cậy của tư duy sáng tạo và siêu nhận thức rất rộng, nghĩa là kết quả giữa các nghiên cứu chênh nhau nhiều. Thứ tự giữa các kỹ năng chỉ nên xem là xu hướng; nhóm tác giả cũng lưu ý không phải cặp kỹ năng nào cũng khác nhau có ý nghĩa thống kê.

3. Đọc con số g cho đúng

Hệ số g đo chênh lệch giữa hai nhóm theo đơn vị độ lệch chuẩn. Với g = 0,49, nếu điểm của hai nhóm có dạng phân bố chuẩn thì khoảng 69 % trẻ nhóm học lập trình có điểm cao hơn mức trung bình của nhóm còn lại (nếu hai nhóm như nhau, con số này là 50 %). Quy ước thường dùng: khoảng 0,2 là nhỏ, 0,5 là vừa, 0,8 là lớn.

Hai điều cần nhớ khi đọc: đây là mức trung bình trên nhiều trẻ, không dự đoán được cho từng em; và mức tác động phụ thuộc mạnh vào việc nhóm học lập trình được so với ai.

4. So với ai? Con số thay đổi nhiều

• Khi nhóm so sánh không học gì thêm, tác động là g = 0,65. Khi nhóm so sánh cũng được học một hoạt động khác (ví dụ phần mềm học tập, hoạt động khoa học), tác động chỉ còn g = 0,16.
• Nghiên cứu đã đăng tạp chí cho kết quả cao hơn nghiên cứu chưa đăng (0,60 so với 0,34). Điều này gợi ý có một phần kết quả "đẹp" được công bố nhiều hơn.
• Tuổi của học sinh và tổng số giờ học không làm thay đổi rõ mức tác động trong tổng hợp này.
• Gần một nửa số nghiên cứu được làm trong thập niên 1980 với Logo và BASIC, chỉ khoảng một phần năm làm từ năm 2010 trở đi.

Kết luận thực tế: so với để trẻ không làm gì, học lập trình có ích rõ rệt; so với các hoạt động tư duy tốt khác, lập trình là một lựa chọn tốt chứ không phải lựa chọn duy nhất.

5. Thí nghiệm với trẻ mẫu giáo và tiểu học

Logo với trẻ 6 tuổi (1984)

Douglas Clements và Dominic Gullo (Journal of Educational Psychology, tập 76) chia ngẫu nhiên 18 trẻ 6 tuổi thành hai nhóm học 12 tuần: một nhóm lập trình bằng Logo, một nhóm dùng phần mềm bài tập. Nhóm lập trình có điểm cao hơn ở khả năng suy nghĩ kỹ trước khi trả lời, nghĩ ra nhiều ý tưởng (tư duy phân kỳ), khả năng tự nhận biết mình hiểu hay chưa và khả năng mô tả đường đi. Hai nhóm không khác nhau ở các bài đo phát triển nhận thức chung. Mẫu nhỏ nên kết quả cần được xem là gợi ý.

Lập trình robot ở lớp mẫu giáo (2013)

Elizabeth Kazakoff, Amanda Sullivan và Marina Bers (Early Childhood Education Journal) tổ chức một tuần học lập trình robot bằng các khối lệnh cầm tay cho 27 trẻ mẫu giáo. Điểm bài sắp xếp tranh theo trình tự câu chuyện tăng rõ sau tuần học. Nhóm tác giả giải thích: sắp xếp lệnh cho robot và kể chuyện đúng trình tự cùng dùng một kỹ năng sắp xếp các bước.

Lập trình khối lệnh ở lớp 1 (2019)

Barbara Arfé và cộng sự (Frontiers in Psychology) cho 76 học sinh lớp 1 học 8 buổi lập trình trên Code.org, mỗi buổi khoảng 60 phút, so với nhóm học sau. Sau một tháng, nhóm học lập trình làm tốt hơn hẳn ở hai bài đo khả năng lập kế hoạch (bài tìm đường Elithorn và bài Tháp London, hệ số khoảng 0,8 và 0,95) và mắc ít lỗi hơn ở bài đo khả năng kìm phản ứng vội. Một nghiên cứu thứ hai với học sinh lớp 2 cho kết quả tương tự.

Tổng hợp các nghiên cứu thực nghiệm (2024)

Chiara Montuori và cộng sự (Computers & Education, tập 210) tổng hợp các nghiên cứu thực nghiệm về dạy lập trình cho trẻ từ 2006 đến 2022. Tác động rõ nhất ở giải quyết vấn đề, kế đến là lập kế hoạch; tác động tới khả năng kìm phản ứng và trí nhớ làm việc nhỏ hơn.

6. Điều có thể nói và chưa thể nói

Gộp lại, các bằng chứng ủng hộ nhận định: học lập trình từ nhỏ giúp trẻ rèn cách giải quyết vấn đề có trình tự, cách lập kế hoạch và khả năng nghĩ ra nhiều hướng làm, với mức tác động vừa phải. Lợi ích đến từ việc trẻ tự làm, tự sai và tự sửa, chứ không đến từ số giờ ngồi trước màn hình.

Các bài tiếp theo trong nhóm phân tích từng loại tư duy: giải quyết vấn đề có hệ thống, tư duy sáng tạo, tư duy hệ thống, và các điều kiện để việc học lập trình phát huy tác dụng.

7. Nguồn tham khảo

• Scherer, R., Siddiq, F., & Sánchez Viveros, B. (2019). The cognitive benefits of learning computer programming: A meta-analysis of transfer effects. Journal of Educational Psychology, 111(5), 764–792.
• Clements, D. H., & Gullo, D. F. (1984). Effects of computer programming on young children's cognition. Journal of Educational Psychology, 76(6), 1051–1058.
• Kazakoff, E. R., Sullivan, A., & Bers, M. U. (2013). The effect of a classroom-based intensive robotics and programming workshop on sequencing ability in early childhood. Early Childhood Education Journal, 41.
• Arfé, B., Vardanega, T., Montuori, C., & Lavanga, M. (2019). Coding in primary grades boosts children's executive functions. Frontiers in Psychology, 10, 2713.
• Montuori, C., Gambarota, F., Altoè, G., & Arfé, B. (2024). The cognitive effects of computational thinking: A systematic review and meta-analytic study. Computers & Education, 210, 104961.

8. Xem thêm

• Học lập trình có lợi gì cho trẻ? Lợi ích thật và những hiểu lầm thường gặp
• Tư duy máy tính (tư duy lập trình) là gì? 4 kỹ năng với ví dụ đời thường
• Trẻ mấy tuổi nên học lập trình? Lộ trình từ 4 đến 15 tuổi
• Lập trình không cần máy tính: 8 trò chơi rèn tư duy cho trẻ 4–8 tuổi

Cùng nhóm bài: lập trình rèn cách giải quyết vấn đề có hệ thống; lập trình nuôi dưỡng tư duy sáng tạo; tư duy hệ thống qua lập trình; điều kiện để học lập trình phát triển tư duy toàn diện.