Sáng tạo không biên giới

Nguyễn Anh Khoa (đứng), Hoàng Ngọc Hiếu và Tàu dọn rác đa năng tích hợp công nghệ 4.0. Ảnh: NVCC

Khát vọng của trò quê

Ý tưởng về một sản phẩm có thể giảm bớt công sức, sự nguy hiểm và độc hại cho con người khi thu dọn rác trên mặt nước; đồng thời có thể tích hợp sục khí cho các hồ, ao nuôi thủy sản được được Nguyễn Anh Khoa (lớp 8A2) và Hoàng Ngọc Hiếu (lớp 8A1), Trường THCS Nguyễn Đức Cảnh (Thái Thụy, Thái Bình) nung nấu từ đầu năm 2019.

Sau khi tìm hiểu về tàu dọn rác, biết sản phẩm này đã có trên thị trường, hai bạn nhỏ không bỏ cuộc mà tiếp tục đào sâu hơn. “Làm sao để tàu dọn rác có thể điều khiển được bằng điện thoại, giúp con người không phải tiếp xúc trực tiếp với rác thải ô nhiễm, đối mặt với những rủi ro trong quá trình thu gom rác trên mặt nước?

Làm cách nào để tàu dọn rác thu gom rác, vừa có thể sục khí để tạo ôxy cải tạo môi trường nước, trong các đầm nuôi thủy hải sản và có thể kết hợp cho cá ăn? Làm thế nào để tàu dọn rác có thể chạy bằng năng lượng Mặt trời, thân thiện với môi trường? Chúng em quyết tâm tìm lời giải cho những câu hỏi đó và kết quả, sản phẩm Tàu dọn rác đa năng tích hợp công nghệ 4.0 ra đời” - Nguyễn Anh Khoa chia sẻ.

Nhóm bắt tay vào thực hiện nghiên cứu từ ngày 2/1/2019 - 2/10/2019, thuận lợi cũng có, nhưng khó khăn không ít. Hoàng Ngọc Hiếu cho biết: Do sản phẩm được hình thành trên cơ sở dự án dạy học STEM của nhà trường, nên trong quá trình thực hiện, chúng em được thầy cô tận tình chỉ bảo, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Vũ Văn Phương và Nguyễn Hoài Nam.

Nhận được góp ý hỗ trợ của các bạn trong câu lạc bộ khoa học kĩ thuật của nhà trường và cả cha mẹ, tuy nhiên, chúng em gặp khá nhiều khó khăn trong việc thiết kế, chế tạo tàu, lựa chọn vật liệu làm thân tàu... Có nhiều kiến thức về nguyên lý hoạt động chúng em phải tìm kiếm thêm tài liệu trên thư viện, Internet… để tham khảo.

“Nhớ nhất là lần đầu thử nghiệm sản phẩm, khi đó, nhóm đã lắp ráp tàu khá hoàn thiện. Tàu xuống nước chạy theo ý muốn, nhưng rác sau khi đưa lên lại không vào được vào bồn chứa mà bị giữ lại ở băng chuyền. Lý do bởi băng chuyền được thiết kế bằng các thanh ngang có rãnh răng cưa nhọn, khiến rác bị mắc lại. Sau đó, chúng em dùng lưới căng mắt cáo ghép vào băng chuyền và sự cố được giải quyết” - Hoàng Ngọc Hiếu kể lại.

Sau 10 tháng miệt mài, “Tàu dọn rác đa năng tích hợp công nghệ 4.0” đã hoàn thành. Sản phẩm hoàn thiện gồm 11 bộ phận: Guồng đẩy nước; Bồn chứa rác; Cabin; Tấm năng lượng mặt trời; Khung sườn tàu; Động cơ tời rác; Băng chuyền rác; Mạch arduino; Máy sục khí; Mạch relay; Nguồn điện cung cấp mạch và động cơ. Tính sáng tạo của sản phẩm là chạy bằng pin năng lượng Mặt trời thân thiện với môi trường, có thể điều khiển bằng điện thoại thông minh để dọn sạch rác thải, khơi thông dòng chảy trên mặt nước các ao, hồ tự nhiên; Đồng thời có thể tích hợp việc sục khí oxy cho nước, kết hợp cho cá ăn, có ý nghĩa rất lớn trong các ao, hồ nuôi thủy sản.

Mong muốn đưa sản phẩm vào thực tế

Với tính sáng tạo và khả năng ứng dụng thực tiễn cao, sản phẩm “Tàu dọn rác đa năng tích hợp công nghệ 4.0” giành giải Nhất cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên nhi đồng toàn tỉnh Thái Bình lần thứ IV, năm học 2018 - 2019; Giải Nhất lĩnh vực robot và máy thông minh trong cuộc thi Khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học toàn tỉnh Thái Bình, năm học 2019 - 2020. Sản phẩm này cũng giành giải Khuyến khích cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên nhi đồng toàn quốc lần thứ 15, năm học 2018 - 2019.

Theo 2 nhà chế tạo nhỏ tuổi, nếu được sử dụng trong thực tế sẽ giảm bớt thời gian, công sức lao động, giảm bớt nguy hiểm và độc hại cho con người khi thu dọn rác trên mặt ao, hồ; Tăng năng suất lao động… “Chúng em sẽ cải tiến, tích hợp trên tàu bộ phận cho cá ăn tự động, thiết kế thành con tàu thực sự để có thể ứng dụng vào thực tế” - Nguyễn Anh Khoa và Hoàng Ngọc Hiếu chia sẻ dự định.

Cho rằng mình may mắn khi được tham gia nghiên cứu khoa học cũng như các hoạt động giáo dục STEM của nhà trường, Nguyễn Anh Khoa cho rằng: Giáo dục STEM đề cao hoạt động thực hành và phương pháp mô hình trong giải quyết các vấn đề của thực tiễn cuộc sống thông qua hoạt động nhóm, tập thể và cộng đồng.

Từ đó rèn luyện, trang bị cho học sinh những kỹ năng phù hợp để phát triển trong thế kỷ 21. “Tham gia dự án “Tàu dọn rác đa năng tích hợp công nghệ 4.0” giúp em năng lực tư duy, sáng tạo, tranh luận, phản biện, diễn đạt và thuyết trình. Cùng với đó là kỹ năng trao đổi và cộng tác, giải quyết vấn đề, kỹ năng làm việc theo dự án… Đó là những kỹ năng vô cùng cần thiết cho chúng em hiện tại và sau nay” – Nguyễn Anh Khoa cho hay.

Là người trực tiếp hướng dẫn hai học trò thực hiện dự án “Tàu dọn rác đa năng tích hợp công nghệ 4.0”, thầy Vũ Văn Phương đánh giá cao STEM trong giáo dục, giúp giáo viên nâng cao năng lực chuyên môn, không chỉ là dạy kiến thức lý thuyết mà còn giúp giáo viên nâng cao kỹ năng thực hành, tích cực áp dụng đổi mới phương pháp theo định hướng phát triển năng lực học sinh. Đây là một thuận lợi rất lớn cho triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới sắp tới.

Trong năm học này, theo thầy Vũ Văn Phương, nhà trường tiếp tục thực hiện dự án dạy học STEM theo chủ đề cho các khối lớp. Trên nền tảng sản phẩm mô hình của các buổi học STEM, học sinh lên ý tưởng và thiết kế, nhà trường sẽ lựa chọn mô hình tiêu biểu, hướng dẫn học sinh phát triển hoàn thiện để có thể tham gia các cuộc thi do tỉnh, Bộ GD&ĐT phát động.