Tìm hiểu giáo dục khoa học dữ liệu với ứng dụng mBlock

Dạy STEAM là một sự lựa chọn phù hợp và hoàn hảo trong thời đại công nghệ số. Ngoài việc đào tạo thế hệ trẻ trở thành công dân toàn cầu trong tương lai thì ngay tại thời điểm trẻ làm quen với STEAM là gì trẻ đã được học nhiều hơn cho một cách giải quyết vấn đề và cả quá trình tư duy sáng tạo.

Là một giáo viên STEAM bạn luôn mong muốn tìm ra các phương pháp mới mẻ để dẫn dắt học sinh tiếp cận và tìm hiểu về các bộ môn liên quan tới STEAM như khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học, nghệ thuật. Cho dù đó là AI hay lập trình Arduino thì người dạy luôn tìm cách hoàn hảo và phù hợp nhất để giúp học sinh khám phá về thế giới xung quanh.

Hơn hết chúng tôi nhận thấy những năm gần đây khoa học dữ liệu ngày càng bùng nổ mạnh mẽ. Mặc dù giáo dục khoa học dữ liệu là một lĩnh vực khá mới mẻ, thế nhưng quan trọng người dạy phải đóng vai trò giáo dục học sinh suy nghĩ theo hướng thống kê và dữ liệu bắt đầu từ những điều đơn giản quanh cuộc sống của mình. 

Khoa học dữ liệu hiện đại được hiểu là nội dung bao quát của tất cả mọi thứ, ngay cả khi đó là những điều thông dụng trong đời sống thực tế. Vậy khoa học dữ liệu được hiểu chính xác là gì và tầm quan trọng của việc giảng dạy bộ môn này đến với học sinh, sinh viên?

1.Tìm hiểu khái niệm khoa học dữ liệu là gì?

Khoa học dữ liệu là việc người học ứng dụng giải quyết các vấn đề đặt ra bằng cách sử dụng dữ liệu. Nội dung này bao gồm:

• Xác định vấn đề đặt ra
• Thu thập các dữ liệu đang có
• Xử lý tất cả các dữ liệu tìm được
• Phân tích dữ liệu bằng nghiệp vụ
• Tổng hợp các kết quả phân tích

Trong khi cuộc sống của chúng ta càng được số hoá thì dữ liệu cũng vì thế mà nhiều lên. Một lần tìm kiếm, 1 câu click chuột là chúng ta đã góp phần tạo thêm dữ liệu vào kho dữ liệu vốn đã khổng lồ.  Lúc này dữ liệu đã quá nhiều để có thể xử lý bằng các công nghệ truyền thống.

Sự bùng nổ và không ngừng tăng lên của dữ liệu lớn đã thúc đẩy khoa học dữ liệu phát triển để hỗ trợ nhu cầu sử dụng dữ liệu để giải quyết tất cả các vấn đề trong đời sống.

Dữ liệu có khối lượng lớn không còn là vấn đề khi các chuyên gia khai thác các biến dữ liệu thành các thông tin hữu ích chi tiết cho người dùng. Khoa học dữ liệu là việc sử dụng dữ liệu để tạo ra nhiều sự tác động tối đa nhất.

Tác động lúc này có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, ví dụ như thông tin chi tiết, sản phẩm dữ liệu hoặc đề xuất sản phẩm này cho đơn vị cần. Tuy nhiên để thực hiện được điều này chúng ta cần sử dụng một số phương pháp như xây dựng mô hình dữ liệu hoặc trực quan hoá nó.

2.Vì sao cần dạy khoa học dữ liệu

Lập trình máy tính là bộ môn quan trọng trong chương trình giáo dục phổ thông. Đây là một phương pháp giáo dục quả để dạy học sinh tư duy toán học. Bên cạnh đó nó còn có vai trò trọng cho nền giáo dục hiện đại đặc biệt là tác động trực tiếp tới nghề nghiệp tương lai của thế hệ trẻ.

Đối với học sinh Trung học phổ thông việc học làm quen và viết mã lập trình là một phần của kỹ năng nghề nghiệp giảng dạy trong bộ môn Giáo dục Kỹ thuật và Nghề nghiệp viết tắt là CTE. 

Vấn đề quan trọng mà CTE đặt ra đối với ngành giáo dục biết mã là theo kịp các ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất Trước hết là để tìm việc làm phù hợp. Khi khoa học kỹ thuật tiệm cận với mọi ngành nghề thì cơ hội việc làm cho các chuyên gia biết mã lập trình càng rộng mở hơn. 

So với bộ môn lập trình máy tính thì khoa học dữ liệu thiên về việc định hướng khám phá và đòi hỏi học sinh tự học hỏi tìm tòi và giải thích dữ liệu. Trong khi đó lập trình máy tính lại thiên về định hướng nhiệm vụ cho người học. Bởi vì khoa học dữ liệu thường đi với số lượng dữ liệu lớn vì vậy đòi hỏi kỹ năng hợp tác làm việc nhóm nhiều hơn.

Chính vì thế mà Gottfried Sehringer- phó chủ tịch tiếp thị của một công ty chuyên phát triển nền tảng web đã từng phát biểu.

" Đừng dạy tất cả mọi người cách viết mã. Dạy họ cách xác định và tìm hiểu nhu cầu, như cách diễn đạt logic một cách trực quan. Hãy dạy chúng cách thức hoạt động của công nghệ, để chồng có thể hiểu được lĩnh vực khả năng xảy ra và sau đó hình dung ra những đổi mới thay đổi cuộc chơi".

3. Nền tảng mBlock có những gì cho giáo dục khoa học dữ liệu?

Đối với giáo dục khoa học dữ liệu Trung học phổ thông mBlock đã có đóng góp khá lớn giúp các nhà khoa học đưa dữ liệu khoa học vào chương trình giáo dục lớp học. 

Mblock được biết đến là 18 mã hóa dựa trên khối cho phép giáo viên giảng dạy lập trình máy tính từ việc mã hóa dựa trên khối đến mã hoá Python. Đặc biệt mBlock được trang bị nhiều tiện ích mở rộng phục vụ các mục đích giáo dục khoa học dữ liệu khác nhau. Có thể thu thập và ghi dữ liệu trực tiếp, trực quan hóa nguồn dữ liệu và phân tích dữ liệu.

3.1.mBlock thu thập và ghi dữ liệu như thế nào?

Dưới đây là một số chức năng mà ứng dụng mBlock thể thực hiện để thu thập và ghi dữ liệu.

• Mblock có tiện ích mở rộng dữ liệu khí hậu: tính năng này cho phép người dùng thu thập dữ liệu thời tiết theo nhiều thời gian thực của các địa điểm khác nhau. Bao gồm dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí.
• Tất cả các loại cảm biến và mở rộng cảm biến mở rộng: mblock hỗ trợ 13 loại cảm biến khác nhau, trong đó có cảm biến ánh sáng, nhiệt độ, chuyển động, độ ẩm…
• Tính năng nhận dạng ký tự quang học (OCR): Dịch vụ nhận thức của Microsoft được tích hợp cho phép người dùng chuyển giọng nói thành văn bản, ngoài ra còn có thể chỉnh sửa và nhận dạng hình ảnh.
• Tính năng dịch văn bản: Chức năng này cho phép người dùng dịch văn bản sang ngôn ngữ mong muốn.

3.2. mBlock phân tích dữ liệu và trực quan hóa dữ liệu

• Biêủ đồ dữ liệu: Thông qua tiện ích mở rộng biểu đồ dữ liệu người dùng có thể trực quan hóa dữ liệu, thu thập từ trực tuyến và ngoại tuyến.
• Google trang tính: Khi bạn tạo một dự án trong ứng dụng mà block để đọc dữ liệu thì cho phép bạn đăng nhập và lưu trữ dữ liệu trong bảng tính Google sheet.
• Dịch vụ nhận thức của Microsoft: Bạn có thể tạo một dự án AI không cần yêu cầu về chuyên môn hay máy móc vẫn có thể tương tác nhận dạng cảm xúc, giọng nói hay nhận dạng văn bản.
• Teachable Machine: mblock tích hợp với Teachable Machine giúp cho AI dễ dàng hơn đối với học sinh. Cho phép bạn tạo ra dự án của riêng mình bằng cách kéo thả các khối lệnh.

Về bản chất giá trị cốt lõi của giáo dục khoa học dữ liệu là giúp học sinh tham gia vào việc tư duy và giải quyết vấn đề theo hướng sử dụng dữ liệu và phân tích dữ liệu. Nếu là nhà giáo dục chúng ta chỉ cần tìm hiểu cách sử dụng các công cụ và kỹ thuật thích hợp cho từng cấp học. Không nên áp dụng tất cả các khía cạnh của khoa học dữ liệu vào các cấp của giáo dục.

Mblcok là một nền tảng mã hóa được thiết kế dành riêng cho giáo dục STEAM. Vì vậy có thể cung cấp cho người dùng công cụ và kỹ thuật tốt nhất cho giáo dục STEAM và giáo dục khoa học dữ liệu.