Các em cũng tự viết game, thiết kế trò chơi của chính mình chứ không chỉ đơn giản là tải một game có sẵn trên mạng hay đăng nhập vào một game online trên internet...

Lớp học robotics

18h, lớp học Mindstorm nâng cao của Câu lạc bộ (tạm dịch Ngành học về robot) - IoT của trường ĐH Khoa học tự nhiên TP.HCM có hơn chục em nhỏ từ 7-13 tuổi vây quanh sa bàn dành cho một cuộc thi robot của Lego có chủ đề về nước.

Các bạn học sinh nghe giới thiệu về 18 nhiệm vụ trên sa bàn mà các robot phải thực hiện - Ảnh: VŨ THỦY

Sa bàn là tổ hợp mini có trạm bơm nước, nhà máy lọc nước, nắp cống, hệ thống tưới nước cho hoa, các giếng nước... mà robot phải thực hiện các nhiệm vụ bơm nước, lọc nước, thay ống nước bị hư, tưới nước cho hoa, mang khối nước vào vùng khô cằn.

Hôm nay cũng là ngày đầu tiên các bạn bắt tay vào thực hiện các thử thách của sa bàn. Thầy Cao Phương Nam, chủ nhiệm CLB, nói về 18 nhiệm vụ trên sa bàn mà các robot cần phải thực hiện. Chỉ vào một khối mô hình tượng trưng cho trạm bơm nước thầy ra đề bài: "Hôm nay các bạn sẽ thực hiện nhiệm vụ đầu tiên, robot phải đến vị trí trạm và gạt "cần" để cho khối nước rớt ra".

Học sinh CLB Robotics - IoT - Trường ĐH Khoa học tự nhiên TP.HCM cho robot thử làm nhiệm vụ trên sa bàn - Ảnh: VŨ THỦY

Suốt hơn một tiếng đồng hồ, Phan Gia Hưng (12 tuổi) mở bộ lắp ráp ra, lắp một hệ thống có trục, bánh xe, mô tơ, não điều khiển… Ở sa bàn, cậu bé thử đo khoảng cách từ khu vực xuất phát của robot đến vị trí làm nhiệm vụ, thử kiểu "cánh tay" robot có thể gạt cần của mô hình trạm bơm, sau đó loay hoay lắp ráp con robot, chốc chốc lại đến sa bàn kiểm tra xem cánh tay robot có thích hợp để làm nhiệm vụ chưa.

Hưng còn thử gắn cả cảm biến màu để robot có thể dừng lại ở vị trí thích hợp làm động tác gạt.

Thiết kế xong mô hình, Hưng bật laptop, mở phần mềm Mindstorm để viết chương trình cho robot hoạt động, cuối cùng là nạp chương trình vào "não" robot và đưa nó chạy thử trên sa bàn.

Cùng với Hưng, Bảo Lâm (10 tuổi), Khánh Ngọc (9 tuổi) cũng lắp ráp robot, lập trình và chạy thử robot trên sa bàn. Các em đều đã học qua khóa robotics với lập trình WeDo dành cho lứa tuổi nhỏ hơn trước đó ở trung tâm.

Ở một lớp học khác dành cho các em nhỏ tiểu học của trung tâm Vườn Sáng Tạo tại Q.3 (TP.HCM), các em nhỏ 6-9 tuổi đang học thiết kế game kiểu Pacman trên phần mềm lập trình Scratch.

Một game Pacman truyền thống mà nhân vật phải vừa di chuyển trong mê cung tìm thức ăn vừa tránh né những "con ma". Một tiếng sau thì cả lớp khoảng 12 bạn nhỏ cũng đã hoàn thành và chuyển sang phần lắp ráp robot.

Mô hình robot của buổi học là xe gắp hàng điều khiển tự động bằng điện thoại. Thầy giáo hỏi các bạn xe gắp hàng thường dùng ở đâu, cần có những bộ phận nào thì cả lớp nhao nhao đưa ra đáp án: xe ở tầng hầm siêu thị, cần cẩu ở công trường…

Hai bạn nhỏ đang lắp robot gắp hàng ở lớp học của trung tâm Vườn sáng tạo - Ảnh: VŨ THỦY

Tuần tự, các em nhỏ lắp mô hình robot gắp hàng theo các bước thầy trình chiếu trên bảng. Các em tự tìm trong hàng trăm mảnh ghép lego để láp ráp, viết chương trình điều khiển, nạp chương trình vào bộ não của mô hình và kết nối với điện thoại để điều khiển xe di chuyển, dùng cánh tay robot để ôm gọn một chai nước.

Khi ai nấy đều đã hoàn thành thì cả lớp bùng nổ với trò chơi tập thể, điều khiển các robot cùng xuất phát và gắp lấy chai nước nhanh nhất có thể.

Những lớp học lắp ráp robot không chỉ có có các bé trai mà có cả những bé gái. Kim Phụng (11 tuổi) đã học STEM (viết tắt của các từ tiếng Anh gồm: khoa học-công nghệ - kỹ thuật-toán học) ở trung tâm Stem Education Center (Q.Tân Bình) khóa thứ 4, từ lớp cơ bản dành cho học sinh 6 tuổi cách đây hai năm.

Cuối tuần nào Phụng cũng đến lớp chăm chỉ ngồi lắp ráp, học lập trình… Phụng và khoảng 7 bạn nhỏ khác vừa lắp ráp và viết chương trình điều khiển cho con robot có tên Balloon Fighter (robot đấu bong bóng) điều khiển bằng remote.

Sau hai tiếng, bây giờ là lúc 8 con robot cùng thử sức, xáp lá cà rồi dùng cánh tay robot tự thiết kế có gắn ghim nhọn chọc thủng những quả bong bóng gắn trên thân robot đối thủ. Những tiếng bong bóng nổ lụp bụp, cả lớp chìm trong những trận cười nắc nẻ của những đấu sĩ điều khiển chiến binh robot của mình.

Từ trò chơi đến thực tế

Hầu hết các khóa học robotics, lập trình đều gắn liền với tên gọi STEM được thiết kế ở nhiều cấp độ cho những lứa tuổi khác nhau.

Các bé 6-12 tuổi sẽ làm quen với robot, viết kịch bản câu chuyện có nhân vật, tình huống, tiếp đó là tiếp cận viết ứng dụng, viết game, lập trình điều khiển với các chương trình Wedo, Scratch, Mindstorm, robot NAO...

Các bạn nhỏ trong lớp học của trung tâm Stem Education Center chuẩn bị cho phần thi đấu sau khi lắp ráp - Ảnh: VŨ THỦY

Các bé 12 tuổi trở lên sẽ học lắp ráp và lập trình IoT (Internet of Things-Internet vạn vật), Arduino. Tiếp đó có thể học lập trình với ngôn ngữ Python, một trong những ngôn ngữ lập trình đa dụng phổ biến nhất hiện nay.

Ớ một lớp học Arduino của trung tâm Stem Education Center, Ninh Hoàng Tài Phát, cậu học sinh lớp 9 đang cặm cụi dùng que hàn thiết kế bảng mạch điều khiển cho dự án đèn led khối. Phát phải tự lên ý tưởng, tham khảo các mô hình, tham khảo mã lập trình trên internet để viết lập trình điều khiển cho hệ thống của riêng mình.

Em sẽ phải lên danh sách các thiết bị cần mua, sau đó tự thiết kế bảng mạch điện điều khiển, lập trình điều khiển…Như nhiều bạn khác trong lớp, Phát đã học các lớp về robotics, lập trình từ Wedo, Mindstorm, Scratch lên.

Ở lớp Arduino, Phát sẽ tự thực hiện các dự án từ nhỏ đến lớn, từ hệ thống tưới cây thông minh, hệ thống đèn tự động, thiết kế đàn piano điều khiển gõ phím từ xa và cuối cùng là dự án sáng tạo với sự hỗ trợ, hướng dẫn của thầy cô. "Những kiến thức toán, lý, tin học học ở trường được áp dụng rất nhiều khi làm dự án. Ở trường chỉ học lý thuyết, còn ở đây là áp dụng vào mô hình thực tế", Phát cho biết.

Thầy Cao Phương Nam cho biết robotics chỉ là một trong những phương pháp giáo dục STEM thu hút được các em nhỏ. Học STEM các em sẽ không học lý thuyết suông mà học kiến thức thông qua các hoạt động, tình huống thực tế, các câu hỏi, video gợi mở từ đó kích thích sự tự học, tự tìm hiểu của các em.

Các lớp học lắp ráp, lập trình không thiếu những bé gái - Ảnh: VŨ THỦY

Ở lớp robotics cơ bản, các em sẽ lần lượt học nhận biết các mảnh ghép, các cảm biến, động cơ, bộ điều khiển trung tâm, ròng rọc, bánh răng, các kết nối nhận, xuất tín hiệu. Rất nhiều bài học về tư duy logic, sáng tạo được xen kẽ như học về cấu tạo của con cua - đại diện loài giáp xác, quá trình tiến hóa từ con nòng nọc (rụng đuôi, mọc chân) để thành con ếch, nhân vật lịch sử…

Tiếp đó là lắp ráp các mô hình robot, làm quen với lập trình đơn giản WeDo để viết chương trình điều khiển hoạt động của các động cơ, cảm biến…Lên cấp độ cao hơn, các em sẽ học từng thành phần cụ thể: từ lực ma sát, từ trường, lực đàn hồi, đòn bẩy, bánh răng đến động cơ điện một chiều, mạch điều khiển, mã nhị phân…

Sau phần lý thuyết liên hệ mô hình trong thực tế, mỗi thành phần được học sẽ thể hiện trong những mô hình lắp ráp, robot do các em quan sát, lắp ráp và thiết kế điều khiển.

Robotics vào trường học

Trong 2- 3 năm trở lại đây rất nhiều trung tâm đào tạo STEM thông qua robotics đã mở ra thu hút các em học sinh, đặc biệt là vào dịp hè. Nhiều lớp STEM chỉ mở trong hè nhưng tại một số trung tâm các lớp được duy trì liên tục trong năm vào các ngày cuối tuần.

Học phí trung bình khoảng 3-5 triệu đồng/khóa 3 tháng, nếu chọn gói học cả năm và chỉ học vào ngày cuối tuần thì học phí 14-20 triệu đồng/năm tùy lứa tuổi.

TS Lê Đình Phong, đồng sáng lập Vườn Sáng Tạo cho biết, thành lập từ năm 2016 đến nay trung tâm này đang có 15 lớp học, mỗi lớp 10-12 học sinh. "Phong trào STEM đã phổ biến trên thế giới từ lâu.

TTO - Hơn 80 phần quà gồm bánh kẹo, đồ chơi được các bạn trẻ trao tặng các cháu thiếu nhi tại 2 bãi rác An Thới và Cửa Cạn (Phú Quốc, Kiên Giang).

Thay vì học các môn toán, lý, tin học rời rạc thì các em sẽ học thông qua lập trình, lắp ráp, điều khiển robot", thầy nói. Trung tâm Stem Education Center cũng đang có 27 lớp cho lứa tuổi từ 6-13 tuổi.

Hiện nhiều trường tiểu học, THCS tại TP.HCM cũng đưa robotics vào chương trình ngoại khóa hoặc sinh hoạt theo hình thức CLB, hàng năm đều tổ chức các đội tuyển tham dự các cuộc thi robot trong nước và quốc tế như Robotacon, cuộc thi Khoa học kỹ thuật.

"Hiện CLB cũng đang liên kết với các trường tiểu học mở các câu lạc bộ STEM, robotics. Từ 2-3 năm trở lại đây, nhiều trường tiểu học đã cho học sinh học robotics, tuy nhiên số lượng bộ dụng cụ ở nhiều trường có hạn, 3-4 em chung một bộ, số tiết học, thời gian học giới hạn nên các em vẫn chưa thể tiếp cận được nhiều", thầy Cao Phương Nam cho biết.