Lập trình robot: Cánh cửa vào thế giới kỹ thuật số cho học sinh phổ thông

Tháng 12 năm ngoái, hơn 30 bạn trẻ xa lạ đã cùng nhau tụ họp tại tầng 8 của Trung tâm Hoa Kỳ (AC) ở quận 1, TPHCM để tham gia lớp lập trình robot cho những ai “hứng thú nhưng không biết bắt đầu từ đâu”. Lớp học kéo dài 13 tuần do CODE tổ chức và hoàn toàn miễn phí.

Khác với những phòng học thông thường, không gian này không có bàn ghế hay bục giảng. Thay vào đó, nó có một lớp thảm xốp dày màu kem để các nhóm 3-5 người có thể ngồi chụm đầu thảo luận, một khoảng trống lớn ở giữa để trải bản đồ, vài ba chiếc máy tính bảng kết nối wifi và đặc biệt là những con robot Sphero hình cầu thỉnh thoảng lại chớp nháy lăn qua lăn lại.

Đây là buổi học thứ 5. Các nhóm phải lập trình, chạy thử robot để mô phỏng một đoàn tàu chạy trên đường ray, tự động tăng tốc khi đến chỗ vắng người, giảm tốc khi đến gần trạm chờ, và biết tự động tránh khi gặp đoàn tàu khác. Trong lớp, mọi người được thoải mái trò chuyện và đi lại. Thỉnh thoảng, người ta lại nghe thấy những tiếng kêu thất vọng hoặc hò reo vui mừng.

Đến buổi học thứ 9, do ảnh hưởng của giãn cách xã hội, lớp học có sự thay đổi lớn. Robot được đặt tại một phòng lab thực nghiệm học từ xa ở cơ sở Nam Sài Gòn của Đại học RMIT. Cách đó nhiều kilomet, trên khắp các quận của TPHCM, mỗi học viên đều nín thở, nhìn chằm chằm vào màn hình Zoom theo dõi camera quay robot. Các bạn vừa thảo luận xong phương án lập trình và chuẩn bị ấn nút chạy thử. Trong phòng lab không một bóng người, robot Sphero bất chợt thức dậy, lăn tròn một vòng. Đó là buổi học trực tuyến thành công đầu tiên của khóa học.

Học tập kết hợp với tương tác trải nghiệm là hướng tiếp cận mới trong giáo dục. “Thay vì làm các bài lập trình lặp đi lặp lại, chúng tôi dùng trò chơi và mô phỏng thực tế để dạy các em. Qua đó, các em biết cách sử dụng robot một cách sáng tạo để giải quyết vấn đề và phát triển giải pháp,” PGS. Jerry Watkins, giám đốc phụ trách điều hành trung tâm CODE, chia sẻ.

Để xây dựng được “một chương trình hoàn thiện”, sẵn sàng áp dụng cho tất cả các trường THPT từ lúc học sinh chưa biết gì đến khi nắm được những kiến thức lập trình cơ bản như vậy, chị Huỳnh Thục Yến, điều phối viên cấp cao của CODE, cho biết, nhóm dự án mang tên CODE4Schools đã trải qua 81 buổi workshop, “vừa dạy vừa cải tiến” cho hơn 1.600 học sinh cấp 3 của 36 trường trên khắp cả nước như TPHCM, Hà Nội, Cần Thơ, Bình Dương, Đồng Nai...

“Việc hiểu cách thức hoạt động của công nghệ kỹ thuật số và chuẩn bị các kỹ năng số liên quan sẽ giúp sinh viên sẵn sàng hơn với cuộc sống của mình sau khi ra trường”, chị Yến chia sẻ. Trong quá trình tìm kiếm những xu hướng về công nghệ mới trong cộng đồng để phục vụ việc đào tạo, đội ngũ CODE nhận thấy lập trình robot có thể mở ra cánh cửa vào thế giới kỹ thuật số.

Các nước như Úc, Canada, Mỹ hay New Zealand đều đã đưa robot vào lớp học từ cấp tiểu học trong chương trình giảng dạy riêng về robot hoặc áp dụng robot để dạy các môn học khác. Ở Việt Nam, làn sóng giáo dục STEM những năm gần đây đã kích thích sự quan tâm đặc biệt của thầy cô và học sinh về robot. Điều này tạo thuận lợi lớn cho những người thực hiện dự án.

“Chúng tôi gần như không gặp một thách thức nào khi tiếp cận các trường”, chị Yến chia sẻ. Trước hoạt động mới như robot, phần lớn giáo viên phụ trách môn tin học hoặc ban giám hiệu nhà trường đều sẵn lòng tiếp nhận hoặc thử nghiệm. Thậm chí, có những thầy cô còn say mê mượn thiết bị để táy máy cùng các em.

Tuy nhiên, ở bất kỳ nơi nào trên thế giới, khi bước đầu đem công nghệ vào giáo dục, người ta đều phải đối mặt với hai thách thức lớn: (i) có tiếp cận được đúng thiết bị dạy học mình mong muốn không, và (ii) có tiếp cận được đúng nguồn lực để sử dụng thiết bị đó trong quá trình dạy học không. Nói cách khác, những rào cản về cơ sở vật chất và tài chính có thể là yếu tố quá lớn để ngăn các lớp học lập trình robot được triển khai một cách rộng rãi.

Để giải quyết vấn đề này, CODE đưa ra nhiều phương án. Tại các workshop, thầy cô chỉ cần chuẩn bị một phòng học trống. Máy tính bảng và robot sẽ được nhóm dự án mang đến như một lớp học di động. Chúng rất nhỏ gọn có thể bỏ vừa trong một vali.

Từ năm 2021, nhóm dự án đã phát triển thêm mô hình phòng thực nghiệm học từ xa (remote learning lab) đặt tại khuôn viên RMIT ở quận 7 để phục vụ cho việc tương tác robot trực tuyến. Khi đó, thầy cô và học sinh dù ngồi ở bất kì đâu cũng có thể tham gia lớp học, miễn là cả hai có thể tự trang bị (hoặc được nhà trường hỗ trợ) máy tính và đường truyền Internet tốt.

“Trước mắt, chúng tôi có thể dựng lên 4 trạm thực hành tại Đại học RMIT. Do thiết kế của chương trình nhấn mạnh các kỹ năng làm việc nhóm, mà một nhóm hiệu quả nhất thường gồm 3-4 người, tối đa là 5 người, nên mỗi lab có thể đáp ứng được từ 20-30 học sinh”, chị Yến cho biết. Nếu mô hình này nhận được nhiều phản hồi tích cực, CODE sẽ nghĩ cách thiết kế mô hình phòng lab phù hợp với nhu cầu dạy và học của giáo viên và học sinh, giúp các trường dễ dàng vượt qua vấn đề nguồn lực.

Trong 81 buổi workshop kể từ năm 2019, những người tổ chức đã chứng kiến nhiều tình huống dở khóc dở cười. Một số nhóm có học sinh xuất sắc về lập trình trong khi những bạn khác chưa biết gì, do vậy bạn xuất sắc đã một mình làm toàn bộ công việc, bỏ rơi những người trong nhóm ở phía sau. Lại có nhiều bạn quạu cọ không chịu làm việc cùng nhau. Những lúc như vậy, giáo viên mới nhận ra kỹ năng làm việc nhóm của lớp cũng cần được phát triển hơn.

Nhưng phần lớn các nhóm đang hợp tác thành công. Mặc dù mỗi học sinh một vẻ - có người thuyết trình lưu loát, có người lập trình giỏi, có người truyền đạt ý logic, có người dễ dàng nảy ra những sáng kiến thú vị - nhưng thay vì cảm thấy ngại ngùng hay ngại khó, các học sinh hầu như đều cởi mở và hào hứng, thậm chí hết giờ rồi còn chưa muốn đứng lên. Trong những nhóm này, bất kỳ ai chưa tốt về mặt gì cũng có thể học hỏi đồng đội để trở nên tiến bộ hơn.

“Làm việc nhóm là một phần rất quan trọng của chương trình”, PGS. Watkins nhấn mạnh. Với việc kết hợp những phương pháp học qua dự án (project-based learning) và học tập dựa theo phương pháp giải quyết vấn đề (problem-based learning) trong các bài tập, các nhà thiết kế lớp học tin tưởng rằng học sinh không chỉ lĩnh hội được kiến thức mà còn phát triển được những kỹ năng mềm quan trọng mà bất kì nhà tuyển dụng nào cũng đánh giá cao.

Nếu như năm 2019-2020 là bước đầu tiên CODE4Schools truyền cảm hứng cho học trò và thầy cô nhưng chưa có ‘bằng chứng’ cụ thể thì đến năm 2021, dự án đã xây dựng được một chương trình hoàn thiện. Đại diện chương trình cho biết dần dần họ sẽ lui lại, nhường cho các thầy cô làm người trực tiếp dẫn dắt workshop. Với việc sở hữu các nội dung giáo dục công nghệ cốt lõi, CODE sẽ đóng vai trò hỗ trợ thầy cô tinh chỉnh cho chương trình gần gũi hơn với yêu cầu của mỗi trường.

Bên cạnh đó, trong năm nay, chương trình robotics sẽ không chỉ dừng lại ở môn học lập trình và IT, mà bắt đầu tiếp cận sang những môn học khác như toán, lý, hóa,…

“Chúng tôi muốn cùng các thầy cô thiết kế ra những cách dạy học thú vị ở các bộ môn,” chị Yến nói. “Đây là một thách thức bởi sẽ cần giải quyết nhiều bài toán liên quan tới việc kết nối chương trình robotics một cách hiệu quả với những môn học trong trường phổ thông và thiết kế chương trình làm sao để dễ dàng thực hiện trong phạm vi lớp học. CODE đang nỗ lực chuẩn bị và hy vọng có thể cùng các thầy cô khám phá ra các giải pháp mang tính bền vững, vượt qua được thách thức đó.”

Trong tương lai, CODE cũng dự tính đưa các chương trình lập trình robot đến với sinh viên của các trường đại học khác tại Việt Nam nhằm góp phần giải quyết việc đào tạo nhân lực số đang ngày càng có nhu cầu cao.