Đội robot và đội thi khoa học học sinh làm việc thế nào trong mùa thi

Một đội robot hay đội thi khoa học của học sinh làm việc giống một xưởng nhỏ: có người lắp ráp, có người lập trình, có người tìm tài liệu, có người ghi sổ và trình bày, và cả đội đi qua nhiều vòng "làm thử – hỏng – sửa" suốt một mùa thi kéo dài vài tháng. Điều ban giám khảo đánh giá không chỉ là chiếc robot hay mô hình chạy tốt, mà còn là đội đã làm việc với nhau ra sao.

Bài này mô tả các cuộc thi mà học sinh Việt Nam hay tham gia, các vai thường gặp trong một đội, một mùa thi trông như thế nào từ tuần đầu đến ngày thi, và một thử thách nhóm nhỏ làm được ở lớp với mì sợi khô và kẹo dẻo.

Những cuộc thi học sinh thường tham gia

FIRST LEGO League

Đây là cuộc thi robot quốc tế dành cho học sinh, do tổ chức phi lợi nhuận FIRST (Mỹ) và tập đoàn đồ chơi LEGO cùng khởi xướng từ năm 1998. Ở hạng thi chính, mỗi đội có tối đa 10 thành viên khoảng 9 đến 16 tuổi. Mỗi mùa có một chủ đề mới gắn với đời thật, như năng lượng, không gian, đại dương.

Điểm đặc biệt: đội không chỉ thi robot. Đội còn phải làm một dự án nghiên cứu giải quyết một vấn đề thật theo chủ đề, trình bày cách thiết kế robot, và được đánh giá về các "giá trị cốt lõi" như hợp tác, hoà nhập và niềm vui. Tổ chức này dùng cụm từ "chuyên nghiệp mà tử tế" (gracious professionalism) do giáo sư Woodie Flowers của Viện Công nghệ Massachusetts đặt ra: thi đấu quyết liệt nhưng sẵn sàng giúp đội bạn.

Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia

Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học từ khoảng năm học 2012–2013. Học sinh làm dự án nghiên cứu thật, từ trồng trọt, môi trường đến phần mềm, cơ khí. Các dự án tốt nhất được chọn đi thi Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế (ISEF) ở Mỹ. Dự án thường do một học sinh hoặc một nhóm rất nhỏ thực hiện, có giáo viên hướng dẫn. Quy định chi tiết thay đổi theo từng năm, nên cần đọc thể lệ mới nhất của Sở hoặc Bộ.

Robocon

Robocon là cuộc thi robot dành cho sinh viên đại học, cao đẳng, không phải cho học sinh phổ thông. Nhưng nhiều bạn nhỏ ở Việt Nam biết đến robot nhờ xem Robocon trên truyền hình. Cuộc thi Robocon toàn quốc được tổ chức từ năm 2002, và các đội sinh viên Việt Nam đã nhiều lần giành chức vô địch ở vòng châu Á – Thái Bình Dương. Đây là một đích để học sinh hướng tới khi lên đại học.

Các vai trong một đội robot

Đội nhỏ thì mỗi người ôm vài vai; đội đông thì chia kỹ hơn. Nhưng các phần việc dưới đây đội nào cũng cần:

Vai	Làm gì	Kỹ năng được tập
Thiết kế, lắp ráp	Dựng khung, gắn động cơ, cảm biến, sửa khi hỏng	Tư duy không gian, cẩn thận, kiên nhẫn
Lập trình	Viết chương trình cho robot đi, rẽ, nhận biết màu, gắp vật	Chia nhỏ vấn đề, tìm lỗi
Nghiên cứu	Tìm hiểu vấn đề thật theo chủ đề, phỏng vấn chuyên gia	Đọc tài liệu, đặt câu hỏi
Ghi sổ kỹ thuật	Ghi lại mỗi phiên bản robot, cái gì thử, cái gì hỏng, vì sao đổi	Ghi chép có hệ thống
Trình bày	Nói với ban giám khảo về robot và dự án	Kể lại một cách rõ ràng
Điều phối	Theo dõi tiến độ, nhắc lịch tập, liên hệ huấn luyện viên	Lập kế hoạch, giao tiếp

Một điều các huấn luyện viên kinh nghiệm hay nhắc: đừng để chỉ một bạn biết lập trình hay chỉ một bạn biết lắp ráp. Nếu bạn đó ốm đúng hôm thi, đội sẽ đứng hình. Vì vậy nhiều đội cho mỗi người học ít nhất hai phần việc, và ghép đôi người giỏi với người đang học.

Sổ kỹ thuật: trí nhớ của cả đội

Nếu chỉ chọn một thói quen để học từ các đội robot, đó là ghi sổ kỹ thuật. Mỗi buổi tập, người ghi viết:

• Ngày, ai có mặt.
• Hôm nay thử gì, ví dụ "đổi bánh xe to hơn để robot leo dốc".
• Kết quả: "leo được nhưng rẽ bị trượt".
• Quyết định tiếp theo: "thử lại với lốp cao su".
• Kèm hình vẽ tay hoặc ảnh.

Sổ này giúp đội không lặp lại thất bại cũ, giúp bạn mới vào đội hiểu ngay chuyện gì đã xảy ra, và là bằng chứng quý khi trình bày với ban giám khảo. Các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm thật cũng giữ sổ y như vậy.

Một mùa thi trông như thế nào

Mỗi cuộc thi có lịch riêng, nhưng một mùa của đội robot học sinh thường đi qua các giai đoạn sau:

Giai đoạn	Khoảng thời gian	Việc chính của đội
Đọc đề	Tuần 1–2	Đọc kỹ luật và chủ đề, liệt kê nhiệm vụ, chọn nhiệm vụ ưu tiên
Phác thảo	Tuần 2–4	Vẽ ý tưởng trên giấy, dựng bản thử thô, chưa cần đẹp
Làm – thử – sửa	Tuần 4–10	Mỗi buổi thử một thay đổi, ghi sổ, giữ lại cái chạy được
Dự án nghiên cứu	Song song	Tìm vấn đề thật, gặp người trong nghề, đề xuất giải pháp
Chạy thử như thi thật	Hai tuần cuối	Bấm giờ, có khán giả, tập xử lý sự cố
Ngày thi	Một đến hai ngày	Thi, trình bày, giao lưu với đội khác
Nhìn lại	Sau thi	Đội nói điều đã học, ghi lại cho mùa sau

Giai đoạn "làm – thử – sửa" dài nhất và cũng hay gây nản nhất. Robot chạy đúng hôm qua, hôm nay lại lệch vì pin yếu hay ánh sáng phòng khác. Các đội có kinh nghiệm coi mỗi lần hỏng là một dòng mới trong sổ, không phải lỗi của ai.

Ngày thi: khi mọi thứ trục trặc

Gần như đội nào cũng gặp sự cố trong ngày thi: robot chạy lệch, cảm biến nhận nhầm, một chi tiết rơi ra. Điều phân biệt đội vững là cách xử lý:

• Có sẵn hộp dụng cụ, pin dự phòng, chi tiết thay thế.
• Phân công trước ai sửa, ai giữ giờ, ai nói chuyện với trọng tài.
• Giữ bình tĩnh và không trách nhau trước mặt mọi người.
• Sẵn lòng cho đội bạn mượn một chi tiết nếu họ cần, đúng tinh thần "chuyên nghiệp mà tử tế".

Phần phỏng vấn với ban giám khảo cũng là lúc tinh thần đồng đội lộ rõ. Giám khảo thường hỏi cả những bạn ít nói, và họ để ý xem các thành viên có nhường lời cho nhau, có biết phần việc của nhau hay không.

Thử làm: tháp mì sợi và kẹo dẻo

Thử thách này được nhà thiết kế Peter Skillman nghĩ ra và sau đó được Tom Wujec giới thiệu rộng rãi. Wujec kể rằng khi cho nhiều nhóm khác nhau thử, các nhóm trẻ mẫu giáo thường làm tốt hơn nhóm sinh viên ngành kinh doanh: các bé thử ngay, hỏng thì sửa, còn người lớn bàn kế hoạch quá lâu rồi dựng một lần vào phút cuối. Đây là bài học rất gần với giai đoạn "làm – thử – sửa" của đội robot.

Mỗi nhóm bốn bạn cần: 20 sợi mì Ý khô (spaghetti), một mét băng dính giấy, một mét dây, một chiếc kẹo dẻo marshmallow. Thời gian 18 phút.

1. Nhiệm vụ: dựng tháp đứng vững trên mặt bàn, kẹo dẻo phải nằm trên đỉnh. Tháp càng cao càng tốt.
2. Trước khi bắt đầu, nhóm chia vai: một người giữ giờ, một người ghi lại từng lần thử, hai người dựng (có thể đổi giữa chừng).
3. Gợi ý: đặt kẹo dẻo lên thử ngay từ phút thứ năm, đừng để đến cuối. Kẹo nặng hơn bạn tưởng.
4. Hết giờ, đo chiều cao từ mặt bàn đến đỉnh kẹo.
5. Nhìn lại 5 phút: nhóm đã thử bao nhiêu lần? Lần nào học được nhiều nhất? Nếu làm lại, nhóm đổi gì ở cách chia việc?

Không cần so tháp nhóm nào cao nhất. Điều đáng nói là phần nhìn lại. Nhóm nào thử sớm và thử nhiều lần thường hiểu cấu trúc tháp nhanh hơn, giống hệt một đội robot trong mùa thi.

Câu hỏi thường gặp

FIRST LEGO League là gì?

Đây là cuộc thi robot quốc tế cho học sinh do tổ chức FIRST và tập đoàn LEGO khởi xướng năm 1998. Mỗi đội tối đa 10 thành viên khoảng 9 đến 16 tuổi, thi robot, làm dự án nghiên cứu theo chủ đề mỗi mùa và được đánh giá cả về tinh thần đồng đội.

Đội robot học sinh gồm những vai nào?

Thường có người thiết kế lắp ráp, người lập trình, người nghiên cứu, người ghi sổ kỹ thuật, người trình bày và người điều phối. Đội nhỏ thì mỗi người ôm vài vai, và nên để ít nhất hai người biết mỗi phần việc quan trọng.

Sổ kỹ thuật của đội robot dùng để làm gì?

Sổ kỹ thuật ghi lại mỗi buổi tập đội đã thử gì, kết quả ra sao và quyết định tiếp theo. Nó giúp đội không lặp lại thất bại cũ, giúp thành viên mới theo kịp và là bằng chứng khi trình bày với ban giám khảo.

Học sinh Việt Nam có thể thi khoa học kỹ thuật ở đâu?

Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia cho học sinh trung học, dự án tốt được chọn thi Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế ở Mỹ. Ngoài ra có các giải robot cho học sinh. Thể lệ thay đổi theo năm nên cần đọc thông báo mới nhất.

Thử thách tháp mì sợi và kẹo dẻo là gì?

Đây là thử thách nhóm dựng tháp cao nhất từ 20 sợi mì khô, băng dính, dây và một chiếc kẹo dẻo trên đỉnh trong 18 phút. Nó cho thấy nhóm thử sớm, sửa nhiều lần thường làm tốt hơn nhóm chỉ lên kế hoạch rồi dựng một lần.