Hành trình chinh phục Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia của học sinh xứ Nghệ

Biến ý tưởng thành thực tiễn

Trần Đức Mạnh - học sinh lớp 12A2 là người đầu tiên xây dựng ý tưởng. Mạnh cho biết, ý tưởng được em nảy ra khi xem chương trình dự báo thời tiết, trong đó có thông tin không khí tại các thành phố lớn bị ô nhiễm, tỷ lệ bụi mịn, siêu mịn cao: Một trong những tác nhân gây ô nhiễm và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người là bụi mịn và siêu mịn, mà nguyên nhân chính đến từ khí thải công nghiệp và phương tiện giao thông. Lúc đó, em chỉ nghĩ đơn giản làm sao có thiết bị hút bụi mịn trong không khí để giảm ô nhiễm - Mạnh kể lại.

Từ suy nghĩ này nên khi Trường THPT Lê Viết Thuật triển khai Cuộc thi ý tưởng sáng tạo khoa học, nam sinh này đã mạnh dạn xây dựng ý tưởng và bất ngờ giành giải Nhất cấp trường. Là thành viên ban giám khảo, thầy giáo Lê Minh Triết nhận thấy đây là một ý tưởng hay, có sự sáng tạo và quyết định đồng hành với Mạnh để triển khai Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh. Trong quá trình thực hiện, dự án có thêm thành viên thứ 2 là em Lê Nam Trường (lớp 11A). Sau này, Trường chính là người phụ trách lập trình, nghiên cứu hoàn chỉnh bộ phận cảm biến của máy.

Trước khi đi vào thực hiện, nhóm tác giả cũng đã tìm hiểu về máy hút bụi trên thị trường và nhận thấy các máy hiện nay chủ yếu sử dụng một trong hai phương pháp lọc bụi mịn là màng lọc Hepa hoặc lọc tĩnh điện. Tuy nhiên, hai phương pháp lọc này đều vướng phải một số nhược điểm là giá thành cao, tiêu tốn năng lượng lớn và màng lọc phải thay thường xuyên gây ra nhiều phiền toái và tốn kém.

Để khắc phục hạn chế này, nhóm tác giả quyết định nghiên cứu dự án "Máy lọc bụi mịn đa dụng bằng công nghệ kết dính và ly tâm" - đây là công nghệ mới và chưa có trên thị trường. Đây cũng là thách thức của nhóm trong quá trình nghiên cứu và cả hai cho biết, đã thất bại và thay đổi thiết kế nhiều lần. Đi kèm với đó là nhiều cải tiến, sáng tạo dựa trên kiến thức đã học ra đời nhằm mục đích tăng hiệu suất nổi bật như: Lưới Ion hoá, khối phân tách bụi đa tầng.

Sau thời gian khoảng 9 tháng nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và vận hành thử nghiệm, nhóm tác giả đã thu được kết quả: chế tạo được máy lọc bụi mịn, siêu mịn (PM2.5, PM10, PM1.0) với hiệu suất khoảng 80% bằng công nghệ mới giúp tối ưu chi phí (khoảng 10% so với công nghệ cũ) và tiện dụng trong việc vệ sinh, bảo trì.

“

Lúc đầu em dự định sáng tạo máy lọc bụi mịn ở đường giao thông, nhưng phạm vi quá lớn, không khả thi. Hay khi sử dụng bộ tạo điện cực ion để hút bụi, thì lực quá yếu và hiệu suất máy gần như bằng 0%. Sau khi nghiên cứu, chúng em nghĩ ra cách tạo ra bộ ion hóa dạng lưới điện cực. Lưới ion gồm các dây thép nối vào các cực đầu ra của module điện áp cao làm bằng kim loại được xếp so le, cách nhau 1,5 cm.

Về phía Trường còn đưa ra ý tưởng sử dụng công nghệ kết dính để biến bụi mịn thành hạt bụi có kích thước, hình dạng. Qua quá trình trao đổi, nghiên cứu với nhau, chúng em mới chốt phương án cuối cùng chính là công nghệ kết dính và ly tâm. Mục tiêu nhằm biến các hạt bụi mịn thành các hạt bụi có kích thước, khối lượng lớn hơn và tách chúng ra khỏi hỗn hợp bụi khí, lấy không khí sạch ra ngoài.

Học sinh Trần Đức Mạnh

Đồng hành với học sinh trong quá trình thực hiện, thầy giáo Lê Minh Triết cho biết, toàn bộ quá trình nghiên cứu, sáng tạo máy hút bụi 100% là của học sinh. Thầy chỉ là người hỗ trợ về địa điểm, không gian nghiên cứu, phân tích tính khả thi hay không khả thi của các giải pháp.

Ngoài ra, trong quá trình chế tạo máy, có những việc quá sức với học sinh, thầy giáo sẽ liên hệ với thợ cơ khí để giúp các em như cắt kim loại, hàn điện.

“

Thực ra, những kiến thức trong dự án đều ở trong sách giáo khoa chứ không phải là điều quá cao siêu. Bản thân Mạnh là học sinh giỏi môn Vật lý nên em nắm rất chắc lý thuyết và áp dụng khá tốt vào trong thực tiễn.

Về phía Trường là một học sinh ham học hỏi, các em đã nghiên cứu khá nhiều tài liệu liên quan đến lĩnh vực này nên có nhiều sáng tạo trong quá trình thực tiễn. Quá trình làm việc với các học trò, tôi đánh giá cao sự chăm chỉ, chịu khó và đam mê, sáng tạo của học trò, có khả năng độc lập tự làm, tính tự giác cao.

Thầy giáo Lê Minh Triết

Tự tin vì là chính mình

Với sự đầu tư, tâm huyết, khi dự án hoàn thành, thầy và trò Trường THPT Lê Viết Thuật đặt mục tiêu vào Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh. Vậy nên, khi nhận được thông tin cuộc thi không tổ chức, cả ba đều hụt hẫng, tiếc nuối.

Sau này, khi Sở Giáo dục và Đào tạo tổ chức chấm dự án để chọn đi thi quốc gia, Trường và Mạnh cũng không tin rằng sản phẩm của mình sẽ được lựa chọn và kết quả nhận được là “nằm ngoài dự đoán”.

Kể thêm điều này, học sinh Trần Đức Mạnh nói thêm: Em đặt mục tiêu vào Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và đánh cược vào cuộc thi này để hy vọng có 1 giải Nhì cấp tỉnh, lấy cơ sở để xét tuyển thẳng. Tuy nhiên, cuộc thi cấp quốc gia thì chưa bao giờ tụi em nghĩ tới và cảm thấy rất vui khi đây là 1 trong 3 dự án được vượt qua vòng loại cấp tỉnh.

Theo thầy giáo Lê Minh Triết, từ khi nhận được kết quả vòng thẩm định của Sở đến khi hoàn thiện hồ sơ để dự cuộc thi cấp quốc gia, thầy và trò chỉ có gần 1 tháng để chuẩn bị.

Thế nên, trong khi nhiều dự án khác có thể có thêm thời gian, điều kiện để tham vấn các trường đại học, các chuyên gia thì dự án của học sinh Trường THPT Lê Viết Thuật hoàn toàn là “cây nhà lá vườn”.

Thời điểm sát Tết, khi thời hạn nộp hồ sơ chỉ còn mấy ngày, cả 3 “đóng quân” ở nhà thầy giáo hướng dẫn, vừa chỉnh sửa, vừa gia công, vừa tự quay clip để hoàn thiện sản phẩm.

Thầy trò cũng thú nhận, so với sản phẩm cấp tỉnh, sản phẩm dự thi cấp quốc gia không được “nâng cấp” nhiều, chủ yếu chỉ chỉnh sửa về mặt hình thức để trông “tươm tất” hơn.

“

Tôi nghĩ rằng, trong số những dự án tham gia cuộc thi cấp quốc gia năm nay, dự án của chúng tôi có lẽ là dự án được đầu tư ít nhất và không có điều kiện để được chăm chút về mẫu mã, hình ảnh. Ngược lại chúng tôi tự tin bởi đây là sản phẩm do chính học trò thực hiện, từ ý tưởng, thiết kế đến hoàn thiện.

Thầy giáo Lê Minh Triết

Với điều “đặc biệt” trên, nên khi đến với Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dù khá “ngợp” so với nhiều đội bạn, nhưng Mạnh và Trường lại mang tâm thế thoải mái và khá tự tin vào sản phẩm. "Cuộc thi Khoa học kỹ thuật quy tụ rất nhiều dự án được đầu tư công phu, bài bản và có những dự án trùng với ý tưởng của chúng em. Tuy nhiên, dự án trên lại sử dụng công nghệ cũ, khác biệt so với dự án chúng em đang thực hiện" - Trường kể lại.

Trước khi bước vào vòng chung kết, nhóm tác giả đến từ Trường THPT Lê Viết Thuật cho biết gặp một số sự cố thiếu may mắn. Cụ thể, sản phẩm sau khi được vận chuyển vào Thành phố Hồ Chí Minh tuy đã được đóng gói cẩn thận nhưng vào đến nơi, dỡ kiện hàng ra cả nhóm mới biết là các bộ phận trong máy lọc bụi đã bị hư hỏng. Để kịp chuẩn bị cho lễ khai mạc, 3 thầy trò đã cặm cụi thức suốt gần 1 đêm trong khách sạn để chỉnh sửa lại.

Bước vào vòng thi chính thức, áp lực đè nặng khá lớn lên Mạnh và Trường khi cả hai phải trả lời khá nhiều các câu hỏi từ ban giám khảo: Chúng em có khoảng 10 phút để thuyết trình cho sản phẩm, nhưng chỉ trình bày được một nửa ban giám khảo đã bắt đầu đặt câu hỏi về quá trình triển khai. Sau đó, liên tục trong một ngày, chúng em sẽ có những giám khảo khác nhau “vô tình” đến tham quan gian trưng bày và sẽ đưa ra bất cứ một câu hỏi nào.

Không được chứng kiến phần dự thi của các học trò nhưng đứng ngoài khu vực trưng bày, thầy giáo Lê Minh Triết nói rằng rất lạc quan, bởi thầy biết mọi “ngóc ngách” của sản phẩm học sinh đã nắm rất rõ, rất chắc vì do chính các em thực hiện. Điều tiếc nuối lớn nhất của 3 thầy trò có lẽ phần câu hỏi Tiếng Anh mà ban giám khảo đặt ra các em đã không kịp chuẩn bị.

“

Em có thể nghe và hiểu được câu hỏi nhưng em không thể trình bày bằng Tiếng Anh vì có quá nhiều thuật ngữ chuyên ngành. Sau này, em rất tiếc vì biết rằng, chỉ có một số dự án được ban giám khảo quan tâm và đặt câu hỏi bằng Tiếng Anh.

Học sinh Lê Nam Trường

Bằng sự tự tin, dự án “Máy lọc bụi mịn đa dụng bằng công nghệ kết dính và ly tâm" của thầy và trò Trường THPT Lê Viết Thuật đã được ban giám khảo trao giải Ba toàn quốc và là một trong ít dự án của học sinh Nghệ An đạt được giải chính thức ở sân chơi này.

“

Từ nhiều năm nay, cuộc thi khoa học kỹ thuật ở trường chúng tôi rất được quan tâm và được thi nhiều vòng với mục tiêu học sinh được rèn luyện kỹ năng báo cáo, kỹ năng trả lời câu hỏi, rút kinh nghiệm qua từng vòng thi để hoàn thiện sản phẩm với chất lượng tốt nhất.

Chúng tôi cũng rất mừng, bởi bằng giải pháp này, liên tục trong những năm gần đây nhà trường đều có dự án được chọn vào vòng thi cấp quốc gia. Dù giải thưởng chưa cao nhưng với chúng tôi đó là sự khích lệ, là thành quả sau nhiều cố gắng của thầy và trò. Đây cũng là động lực để học sinh nhà trường tiếp tục vươn lên, phát huy được sự sáng tạo và thể hiện đam mê nghiên cứu khoa học, biến những bài học ở trong sách vở vào thực tiễn.

Cô giáo Thái Phương Chi – Phó Hiệu trưởng Trường THPT Lê Viết Thuật