Lập trình Robot STEM là gì? Gợi ý 5 bước để trẻ tự học lập trình Robot Stem dễ dàng

Lập trình Robot STEM là sự kết hợp giữa các bộ môn Khoa học (Science), Công Nghệ (Technology), Kỹ Thuật (Engineering) và Toán Học (Math) để thiết kế, chế tạo và điều khiển robot. Chúng bao gồm nhiều bước như thiết kế phần cứng, viết mã lệnh điều khiển và tích hợp nhiều công nghệ như các cảm biến hay máy học (machine learning) để robot thực hiện những nhiệm vụ phức tạp.

Học lập trình Robot STEM thường bắt đầu từ những bài tập đơn giản nhằm giúp trẻ làm quen với việc điều khiển robot. Ví dụ, trẻ có thể lập trình để robot di chuyển theo một đường thẳng, sang trái, sang phải, hoặc thực hiện những nhiệm vụ nhỏ như gắp một vật nhẹ. Nâng cao hơn sẽ có các nhiệm vụ như lập trình để robot nhận diện vật cản thông qua cảm biến, xử lý các lệnh giao tiếp bằng giọng nói. 

Rõ ràng, lập trình Robot STEM đã mang lại rất nhiều những lợi ích rõ rệt trong nhiều khía cạnh, giúp trẻ phát triển toàn diện – một lợi thế vượt trội trong học tập và cuộc sống sau này.

1. Phát triển tư duy logic và giải quyết vấn đề

Học lập trình Robot STEM giúp trẻ phát triển tư duy logic thông qua việc phân tích, lên kế hoạch và thực hiện các bước cụ thể để giải quyết vấn đề. Khi trẻ phải thiết kế một robot để hoàn thành nhiệm vụ, như di chuyển qua mê cung hoặc nhặt một vật thể, chúng cần chia nhỏ nhiệm vụ thành các bước đơn giản, sau đó kết nối các bước đó lại một cách hợp lý.

Ví dụ, để lập trình một robot tự động dừng lại khi gặp vật cản, trẻ cần xác định các yếu tố như: cảm biến cần sử dụng, cách thu thập dữ liệu từ cảm biến, và cách robot phản ứng với dữ liệu đó. Quá trình này không chỉ rèn luyện khả năng tư duy logic mà còn giúp trẻ học cách giải quyết vấn đề theo hướng có hệ thống.

2. Khơi dậy sự sáng tạo

Lập trình Robot STEM là môn học kích thích trẻ tư duy sáng tạo, tìm hiểu và áp dụng các yếu tố kỹ thuật trong thực tế. Trẻ có cơ hội tự tay thiết kế và tái tạo các robot, thể hiện những ý tưởng độc đáo của riêng mình.

3. Kỹ năng làm việc nhóm

Lập trình Robot STEM thường được thực hiện trong môi trường cộng tác, nơi trẻ phải làm việc cùng nhau để hoàn thành dự án. Trong quá trình này, trẻ học cách giao tiếp, lắng nghe ý kiến của người khác và phối hợp để đạt mục tiêu chung. Đây là những kỹ năng quan trọng trong cả học tập lẫn công việc sau này.

Ví dụ, trong một cuộc thi lập trình robot, mỗi thành viên trong đội có thể đảm nhận một vai trò khác nhau: người chịu trách nhiệm lập trình, người thiết kế cấu trúc robot, và người kiểm tra lỗi. Khi làm việc cùng nhau, trẻ không chỉ học cách chia sẻ công việc mà còn biết cách xử lý mâu thuẫn và đưa ra quyết định dựa trên ý kiến của nhóm.

4. Chuẩn bị nghề nghiệp tương lai

Thế giới đang ngày càng hướng đến tự động hóa và trí tuệ nhân tạo, với robot là một phần không thể thiếu. Việc học lập trình Robot STEM từ nhỏ giúp trẻ xây dựng nền tảng kỹ năng cần thiết để thành công trong các ngành nghề tương lai như kỹ sư robot, nhà khoa học dữ liệu, hoặc nhà phát triển phần mềm.

Ví dụ, một học sinh từng học lập trình robot từ nhỏ có thể dễ dàng tiếp cận các lĩnh vực như lập trình trí tuệ nhân tạo hoặc thiết kế hệ thống tự động khi lớn lên. Đây là những ngành nghề có tiềm năng phát triển mạnh mẽ và mang lại thu nhập cao.

Theo thống kê của Cục Lao động Mỹ, các ngành nghề liên quan đến trí tuệ nhân tạo và hệ thống tự động hóa dự kiến sẽ tăng trưởng 31% từ năm 2020 đến năm 2030, nhanh hơn nhiều so với mức trung bình của các ngành khác. Thu nhập trung bình cho các chuyên gia AI tại Mỹ vào năm 2023 dao động từ 120.000 USD đến 200.000 USD/năm, tùy thuộc vào vị trí và kinh nghiệm. Đối với kỹ sư robot, mức lương trung bình rơi vào khoảng 85.000 USD đến 140.000 USD/năm, với nhu cầu tuyển dụng tăng mạnh trong các ngành công nghiệp như sản xuất, y tế và logistics.

5. Xây dựng sự tự tin

Việc hoàn thành một dự án robot, bắt đầu từ ý tưởng đến sản phẩm hoạt động sẽ mang lại cho trẻ cảm giác tự hào và có thành tựu. Điều này giúp trẻ tự tin hơn khi đối mặt với các thử thách trong học tập và cuộc sống.

Ví dụ, khi trẻ tự lập trình một robot đơn giản như xe tự hành và thấy nó hoạt động như mong đợi, trẻ sẽ cảm thấy mình có khả năng tạo ra những điều đặc biệt. Sự tự tin này không chỉ dừng lại ở môn học lập trình Robot STEM mà còn lan tỏa sang các lĩnh vực khác trong cuộc sống hoặc trong bất kỳ việc gì trẻ làm. 

1. Tìm tài liệu phù hợp

Lựa chọn tài liệu học tập là bước đầu tiên và rất quan trọng. Ba mẹ có thể bắt đầu với các tài liệu dạng sách như "Robot Programming for Beginners" hoặc "Learn Robotics with Raspberry Pi". Những cuốn sách này được thiết kế với ngôn ngữ đơn giản, dễ hiểu, phù hợp cho trẻ nhỏ. Ngoài ra, các video hướng dẫn trên YouTube hoặc các nền tảng học tập như Coursera, Udemy cũng cung cấp nhiều khóa học miễn phí và trả phí về lập trình robot.

Ví dụ:

• Một khóa học online trên YouTube về cách lập trình robot với Arduino thường sẽ hướng dẫn trẻ cách sử dụng phần mềm Arduino IDE để viết mã đơn giản và kết nối với cảm biến cơ bản.
• Nếu trẻ thích học qua sách, cuốn "Adventures in Arduino" có thể là một lựa chọn tốt với rất nhiều bài tập thực hành sinh động.

2. Chọn các bộ kit robot phù hợp

Một bộ kit robot là công cụ lý tưởng để trẻ vừa học vừa thực hành. Trên thị trường hiện nay có nhiều bộ kit phổ biến như LEGO Mindstorms, Arduino Starter Kit, Raspberry Pi hay VEX Robotics. Mỗi loại đều có ưu điểm riêng như sau:

• LEGO Mindstorms: Phù hợp cho trẻ mới bắt đầu vì nó kết hợp giữa lắp ráp LEGO và lập trình cơ bản.
• Arduino Starter Kit: Thích hợp cho trẻ lớn hơn, muốn học lập trình chuyên sâu và làm việc với phần cứng.
• Raspberry Pi: Lựa chọn tốt cho các dự án phức tạp hơn, như robot nhận diện khuôn mặt hoặc điều khiển bằng giọng nói.
• VEX Robotics: Đây là giải pháp tối ưu cho ba mẹ mong muốn con được tham gia các cuộc thi robot chuyên nghiệp. Bộ kit VEX cung cấp hệ thống linh hoạt với các linh kiện chất lượng cao, hỗ trợ trẻ trong việc xây dựng và lập trình các robot có độ phức tạp cao. Ngoài ra, VEX Robotics còn được thiết kế để khuyến khích làm việc nhóm và học hỏi, phù hợp với các môi trường giáo dục hiện đại.

Ví dụ: Một bài tập với LEGO Mindstorms có thể yêu cầu trẻ lập trình để robot tự động di chuyển qua một mê cung. Trong khi đó, với Arduino, trẻ có thể học cách làm đèn LED nhấp nháy hoặc điều khiển động cơ servo. Với VEX Robotics, trẻ có thể thiết kế robot vận chuyển và xếp chồng các khối hộp trong các cuộc thi đối kháng.

3. Đăng ký khóa học STEM tại trung tâm uy tín

Nếu ba mẹ không có thời gian hoặc chuyên môn để hướng dẫn trẻ tại nhà, việc tìm kiếm một trung tâm uy tín để trẻ tham gia là giải pháp tối ưu. Tại đây, trẻ sẽ được học theo lộ trình bài bản với sự hỗ trợ của giáo viên giàu kinh nghiệm.

Ví dụ như khóa học lập trình Robotics tại MindX là khóa học dành cho trẻ từ 4-10 tuổi yêu thích lắp ráp, thích chơi với các khối gạch, mô hình, đặc biệt nhạy bén với công nghệ, thường xuyên thể hiện sự tò mò và quan tâm đến công nghệ, robot và máy tính.

Khóa học được thiết kế theo lộ trình 4 năm bao gồm:

• Năm 0: Kỹ sư Robot nhí
• Năm 1: Nhập môn Robotics
• Năm 2: Truy tìm bí ẩn Robotics
• Năm 3: Sáng tạo Robot

Tham gia khóa học lập trình Robotics tại MindX, trẻ được trang bị thêm nhiều kiến thức về lập trình căn bản, làm quen với các ngôn ngữ lập trình như C, C++, Python, Javascript... giúp con tạo ra các sản phẩm robot ứng dụng vào thực tế đời sống. 

Không chỉ vậy, trẻ có cơ hội phát triển thêm các kỹ năng mềm như kỹ năng giao tiếp, tư duy phản biện, tư duy tính toán, kỹ năng sáng tạo và kỹ năng hợp tác. Đây cũng chính là bộ kỹ năng 5Cs - bộ kỹ năng quan trọng nhất của thế kỷ 21, giúp con dễ dàng thích nghi và hội nhập, trở thành công dân số toàn cầu trong tương lai.

Đặc biệt và quan trọng nhất, trẻ sẽ được học lắp ráp và lập trình Robotics trong môi trường giáo dục Stem. Thay vì dạy bốn môn học tách biệt và rời rạc, Stem kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Bên cạnh đó, con còn được sử dụng bộ dụng cụ VEX GO và VEX IQ đến từ thương hiệu VEX ROBOTICS - một trong những nhà cung cấp hàng đầu về các giải pháp giáo dục robot tại Mỹ.

4. Tạo môi trường thực hành thường xuyên tại nhà

Ba mẹ nên khuyến khích trẻ áp dụng kiến thức đã học vào thực tế bằng cách đặt ra các thử thách nhỏ. Ví dụ, yêu cầu trẻ lập trình robot tự động quét nhà hoặc gửi tín hiệu khi phát hiện có vật cản. Những hoạt động này không chỉ giúp trẻ ôn luyện mà còn tăng hứng thú với môn học.

5. Tham gia các cuộc thi và sự kiện STEM

Để tăng động lực học, ba mẹ nên cho trẻ tham gia các cuộc thi lập trình robot hoặc các sự kiện STEM tại trường hoặc địa phương. Đây là cơ hội để trẻ giao lưu, học hỏi từ bạn bè và áp dụng kiến thức vào thực tế.

Tại MindX, học sinh luôn được khuyến khích và tạo điều kiện để tham gia các cuộc thi như: X-Robotics Challenge, VEX World Champion, First Robotics Challenge,... Hay mới đây nhất, đội thi từ MindX Nghệ An cũng đã dành vô số giải thưởng cao quý tại Chung kết Sáng tạo Robotics 2024 toàn quốc. 

Việc tham gia các cuộc thi như này không chỉ giúp trẻ định hình năng lực, khám phá điểm mạnh/ yếu của bản thân, tạo động lực để vươn lên phía trước, mà còn rèn cho các con một bản lĩnh vững vàng, một tinh thần bền gan vững chí, sẵn sàng chiến đấu & vượt qua mọi thử thách của bản thân. 

Lập trình Robot STEM thực sự là một môn học đáng để đầu tư cho tương lai của trẻ. Bởi việc tiếp cận sớm với công nghệ, phát triển tư duy toàn diện và xây dựng các kỹ năng mềm sẽ giúp trẻ tự tin hơn, sẵn sàng đối mặt với thách thức của thế kỷ 21. Đặc biệt, khi thế giới ngày càng số hóa, những kiến thức và kỹ năng từ lập trình Robot STEM sẽ là chìa khóa để trẻ vươn xa hơn, không chỉ trong học tập mà còn trong sự nghiệp tương lai.