Tự mày mò nghiên cứu khoa học bằng niềm đam mê, các tác giả của 2 dự án đạt giải cao tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học được tổ chức cuối tháng 1 đã minh chứng cho khả năng sáng tạo của các em ngay khi còn ngồi trên ghế nhà trường.
Tự mày mò nghiên cứu khoa học bằng niềm đam mê, các tác giả của 2 dự án đạt giải cao tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học được tổ chức cuối tháng 1 đã minh chứng cho khả năng sáng tạo của các em ngay khi còn ngồi trên ghế nhà trường.
 |
| Em Hoàng Trung Hiếu (bìa phải), Nguyễn Phạm Xuân Thắng (bìa trái ) và thầy giáo hướng dẫn tại Cuộc thi Khoa học cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm 2015. |
Điều khiển thí nghiệm bằng máy tính
Với mong muốn gây hứng thú và giúp các bạn học sinh làm quen với phương pháp tìm hiểu, nghiên cứu khoa học mới ngay tại trường phổ thông, 2 em Hoàng Trung Hiếu và Nguyễn Phạm Xuân Thắng (lớp 12 Tin, Trường THPT Lê Quý Đôn, Nha Trang) đã nghiên cứu và chế tạo thành công bộ dụng cụ “Thiết kế và xây dựng bộ thí nghiệm cơ học thông minh dành cho học sinh THPT”. Chia sẻ về sản phẩm của mình, Hiếu cho biết: “Từ bộ đồ dùng thí nghiệm sẵn có tại phòng thực hành vật lý của trường, chúng em đã cải tiến nên một bộ dụng cụ mới. Điểm khác biệt nhất so với bộ thí nghiệm cũ là dụng cụ mới cho phép dùng máy tính điện tử để điều khiển toàn bộ quá trình thực hiện thí nghiệm, ghi chép kết quả, xử lý, phân tích số liệu và xuất kết quả báo cáo một cách nhanh gọn, chính xác và hiệu quả”.
 |
| Hình ảnh mặt trăng do em Võ Thành Đạt chụp bằng kính thiên văn. |
Theo đó, sản phẩm sẽ cho phép học sinh có thể thực hiện được 2 thí nghiệm trong chương trình THPT: Thí nghiệm khảo sát chuyển động rơi tự do - xác định gia tốc rơi tự do (chương trình Vật lý lớp 10) và Thí nghiệm khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn (chương trình Vật lý lớp 12). Hiếu cho biết, cấu tạo của sản phẩm này gồm 2 phần chính là phần cứng và phần mềm. Trong đó phần cứng gồm các mạch điện tử, được chia thành 3 khối chức năng. Khối nhận tín hiệu thu nhận kết quả thí nghiệm. Khối xử lý được kết nối với máy tính qua cổng USB có công dụng giao tiếp và thực hiện các lệnh do máy tính điều khiển. Khối mạch nguồn cung cấp nguồn điện 12VDC và 5VDC cho các mạch điện trong mạch hoạt động. Phần mềm gồm phần chương trình máy tính và phần chương trình được lập trình cho chíp vi xử lý. Chức năng của phần mềm là điều khiển thí nghiệm, nhận các tín hiệu báo về, xử lý kết quả số liệu tính toán, hỗ trợ xây dựng báo cáo thực hành… theo một giao diện thân thiện, đơn giản, gần gũi với học sinh... “Một trong những khó khăn nhất khi chúng em thực hiện dự án là việc kết nối giữa chíp vi xử lý vào máy tính điện tử để xử lý và điều khiển. Không ít lần thiết bị bị cháy nổ, không hoạt động được. Trong khi đó, các mạch điện tử lại phức tạp, không dễ tìm ra chỗ hư hỏng” - Hiếu và Thắng chia sẻ. Sau hơn 3 tháng mày mò nghiên cứu, lắp ráp, lập trình, hai em đã thành công trong việc kết nối chíp vi xử lý vào máy tính. Đây là kết quả của kỹ thuật “truyền thông nối tiếp”, là nguyên lý được ứng dụng để chế tạo ra rất nhiều thiết bị điều khiển tự động quan trọng như máy gia công cơ khí CNC, robot công nghiệp, phẫu thuật nội soi…
Dự án của Hiếu và Thắng đã trở thành một trong số các dự án được đánh giá cao nhất tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh do Sở Giáo dục và Đào tạo tổ chức. Trước đó, trong các cuộc thi về khoa học kỹ thuật, hai em cũng có các đề tài đạt giải cao. Hiếu cho biết, sản phẩm hai em tạo ra rất nhỏ gọn, đơn giản, dễ cải tiến, mở rộng. Tất cả các linh kiện điện tử dùng trong mạch đều đơn giản, phổ biến, giá thành rẻ, có thể phát triển thành sản phẩm thương mại với số lượng lớn và chi phí thấp. Các em hy vọng nó sẽ trở thành một mô hình cơ bản nhất giúp cho các bạn học sinh đam mê kỹ thuật điện tử - máy tính có thể ứng dụng phát triển, sáng tạo ra các sản phẩm mới của riêng mìn
Tự chế tạo kính thiên văn
Từ nhỏ, khi được nhìn các hình ảnh chụp mặt trăng, dải ngân hà và các vì sao trên sách vở, báo chí, em Võ Thành Đạt (lớp 10A11, Trường THPT Hoàng Hoa Thám, Diên Khánh) đều rất thích thú và không khỏi tò mò. Điều đó thôi thúc em nghiên cứu chế tạo ra chiếc kính thiên văn để thỏa mong ước khám phá vũ trụ.
 |
| Em Võ Thành Đạt và sản phẩm kính thiên văn |
Năm học lớp 6, Đạt đã mày mò chế tạo kính từ ống nhựa và mắt kính viễn thị của ông nội, nhưng không thành công. Đến năm lớp 9, nghe trường phổ biến cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học, em đã tìm hiểu và chế tạo kính thiên văn. Đạt cho biết: “Qua nhiều lần thất bại, cuối cùng em cũng thành công. Lần đầu tiên được nhìn rõ nét bề mặt mặt trăng lồi lõm ra sao, rồi thấy các vì sao di chuyển, em cảm thấy vô cùng hạnh phúc. Nhiều bạn bè, người thân của em cũng rất thích thú khi được cùng quan sát vũ trụ”. Tuy nhiên, sản phẩm của Đạt khi đó mới dừng ở cấp độ cơ bản là điều chỉnh bằng tay. Năm học này, em đã chế tạo một tổ hợp kính thiên văn được điều khiển bằng mô-tơ, kết nối với máy tính để lấy ảnh. Tổ hợp này vừa có thể điều chỉnh bằng tay, vừa có thể thao tác điều chỉnh bằng máy tính. Và dự án “Kính thiên văn điều khiển - bắt ảnh bán tự động” ra đời.
Với niềm say mê thiên văn học, sau giờ học ở trường, Đạt đều tranh thủ thời gian nghiên cứu. Nhờ sự hướng dẫn của thầy giáo, Đạt đã hoàn thành sản phẩm gồm các bộ phận: Kính thiên văn phản xạ, chân đế điều khiển bằng động cơ Step, động cơ Step được điều khiển bằng bản mạch qua lập trình kết nối với máy tính, camera kết nối với thị kính và máy tính. Kính thiên văn có độ phóng đại gấp khoảng 152 lần so với nhìn bằng mắt thường. Các hình ảnh chụp mặt trăng, sao Kim, sao Thổ… được lưu lại khá rõ nét.
Chưa dừng lại ở đó, Đạt cho biết, sắp tới em sẽ tiếp tục nâng cấp chiếc kính thiên văn để sản phẩm ngày càng hoàn thiện hơn. “Tỉnh chưa có đài thiên văn, cũng chưa có câu lạc bộ thiên văn để những học sinh yêu thích khám phá các điều bí ẩn của vũ trụ thỏa mãn đam mê của mình. Chúng em nghĩ rằng, chiếc kính thiên văn nhỏ bé mà mình tự chế tạo sẽ là chất xúc tác để các bạn học sinh yêu thích khoa học hơn và sáng tạo nên những sản phẩm hữu ích” - Đạt tâm sự.
ANH THÁI
Ông Trần Văn Long - Trưởng phòng Quản lý khoa học và công tác học sinh sinh viên (Sở Giáo dục và Đào tạo): Hai dự án trên đã đạt giải nhất lĩnh vực vật lý và thiên văn học tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học tổ chức cuối tháng 1 vừa qua. Cùng với 4 dự án khác, hai dự án này sẽ tham dự cuộc thi cấp quốc gia diễn ra vào tháng 3-2015 tại Đồng Tháp.
Ông Nguyễn Chánh, tổ trưởng tổ chấm môn Vật lý và Thiên văn học: Trong quá trình phỏng vấn, các em đều trả lời rất tự tin, thuyết phục các câu hỏi của Ban giám khảo. Ở cấp học của các em, tạo ra được những sản phẩm như vậy đòi hỏi sự am hiểu và quá trình nghiên cứu công phu. Thành công mà các em đạt được góp phần khích lệ các em ý thức tự học, tự nghiên cứu và nuôi dưỡng đam mê khoa học của mình.
