Khơi nguồn đam mê khoa học

Dù mới chỉ ở dạng nghiên cứu khoa học kỹ thuật ban đầu, nhưng những sản phẩm do học sinh làm đã có người tìm đến đặt hàng, hoặc đưa vào ứng dụng trong thực tiễn đời sống. Cuộc thi Khoa học - Kỹ thuật cấp quốc gia năm 2018 dành cho học sinh trung học đã ghi đậm dấu ấn của Đoàn học sinh Thái Nguyên với ba giải Quốc gia. Để có được kết quả ấy, có phần không nhỏ là môi trường học tập đã khơi nguồn đam mê sáng tạo khoa học trong học sinh.

Chơi mà học

Nguyễn Vũ Nam và Lưu Thị Thu Cúc, học sinh lớp 11A13, Trường THPT Lương Ngọc Quyến (T.P Thái Nguyên) là học sinh giỏi nhiều năm. Những tưởng các bạn chỉ miệt mài với đèn sách và các lớp học thêm, nhưng thực tế lại là những người luôn say mê tìm hiểu khoa học và kỹ thuật. Nam cho biết: Từ khi học THCS em đã biết sửa xe đạp, điều chỉnh các bộ phận chuyển động nhịp nhàng, an toàn. Nam cũng là người rất đam mê các trò chơi, thiết bị điều khiển tự động, như điều khiển tivi, quạt điện, cài đặt hẹn giờ hoạt động thiết bị điện tử… Còn với Lưu Thị Thu Cúc thì luôn đặt ra cho bản thân cách làm việc, học tập khoa học, đơn giản theo cách “lập trình” và tiện ích. Cúc chia sẻ: “Các phương tiện, thiết bị phục vụ nhu cầu cuộc sống, sinh hoạt cá nhân… đều được ứng dụng khoa học, kỹ thuật cao. Chúng ta là những người thừa hưởng những thành tựu đó, quan trọng là sắp xếp cho khoa học, tiện ích  và hiệu quả hơn mà thôi”.

Trong một vài lần đến nhà các bạn chơi và nấu ăn, do mải chế biến mà sơ ý quên khóa bếp gas bị các bậc phụ huynh than phiền, Cúc đã trao đổi ý tưởng chế tạo thiết bị tự động khóa gas khi không sử dụng với Nam. Ý tưởng nhanh chóng được hai bạn hiệp lực, với sự trợ giúp của giáo viên bộ môn Vật Lý, Tin học hai bạn đã bắt tay vào nghiên cứu từ tháng 8-2017. Sau khi cả hai bạn cùng mô phỏng các thao tác mà mẹ vẫn thường làm khi nấu ăn, mở và đóng khóa van gas, một đồ họa phác lên hiển thị các vị trí cần tác động và cần lắp đặt thiết bị điều khiển, chuyển  động…được mô phỏng theo phương án tối giản, tiết kiệm diện tích và bảo đảm mỹ quan…được hoàn chỉnh. Từ đây, các bạn bắt đầu củng cố lại kiến thức về ngành kỹ thuật, tìm hiểu về cấu tạo chung của bình gas, nguyên lý làm việc của các cảm biến nhiệt 18B20, cảm biến khoảng cách, nguyên lý làm việc của động cơ bước, chuyển động…Sau đó được các cô giáo bộ môn Vật lý, Tin học hướng dẫn tìm hiểu môi trường ứng dụng thực tế của kỹ thuật nhúng và kỹ thuật lập trình, tìm các kiến thức vi điều khiển, vi xử lý và vi mạch điều khiển phù hợp rồi bắt đầu tính toán, thiết kế cơ khí... Điểm nhấn cơ bản chính là hệ thống cảm biến nhiệt khi tắt bếp, nhiệt độ bếp sẽ giảm dần, đến 60 độ hệ thống chuyển động sẽ chủ động điều tốc khóa van gas.

Nguyễn Vũ Nam chia sẻ: Khó nhất là thuyết trình bằng các phép toán và các quy tắc của vật lý. Các thiết bị có thể dễ sưu tầm hoặc dễ chế tác, những sự tính toán đạt đến độ chuẩn xác về cảm biến nhiệt độ và tốc độ đóng khóa…vận hàng bằng nguồn điện, nên cần tính đến các tác động khác mà khi đưa ra sử dụng phải tiện ích, dễ vận hành. Sau khi tính toán kỹ trên máy tính, đồ họa và thực tế vận hành, sản phẩm của chúng em đã vượt qua được các vòng phỏng vấn của Ban Giám khảo và vinh dự được nhận giải Ba quốc gia. Em nghĩ mọi chế tác kỹ thuật ngày nay không còn quá khó, cái chính là ý tưởng, kết hợp với kiến thức là có thể làm ra nhiều sản phẩm hữu ích cho cuộc sống.

Học để làm chứ không để biết

Đối với nhóm học sinh lớp 11 Chuyên Sinh (Trường THPT Chuyên Thái Nguyên): Trịnh Quang Hải, Đinh Thảo Ngân và Nguyễn Minh Đức thì quan niệm: “Biết mà để đấy là sự lãng phí, biết đến đâu thì làm đến đấy”. Trong bài học, các bạn đã biết đến các chất trong các loại thảo mộc sau khi được tách triết và pha chế sẽ trở thành thuốc, dược liệu, hóa chất…Trong một lần đi làm từ thiện, các bạn đã không cầm được nước mắt khi thấy những em bé mắc bệnh ung thư nằm trên giường bệnh truyền hóa chất mơ ước trở thành bác sĩ, cầu thủ bóng đá... Hải và Ngân đã tra các tài liệu về thảo dược hỗ trợ trị bệnh ung thư. Cuối cùng hai bạn đã lựa chọn vỏ thân mít lá đen (cây thường trồng để lấy gỗ trong dân cư) và củ tam thất hoang dại mọc ở vùng núi huyện Võ Nhai để thử nghiệm. Sau khi triết xuất tách các chất rồi dùng nhiều dung môi có độ phân cực khác nhau để lựa chọn hoạt tính cao nhất, trộn bột tam thất tạo, các bạn đã tạo ra chất chống ô xi hóa với các tế bào, kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư. Mặc dù bước đầu được các nhà khoa học ghi nhận và Ban Giám khảo cuộc thi Khoa học kỹ thuật Quốc gia đánh giá cao và đạt giải Ba, nhưng sản phẩm mới chỉ là giai đoạn nghiên cứu ban đầu. Chính vì vậy, khoảng thời gian sau giờ học, nhóm Trịnh Quang Hải và Đinh Thảo Ngân vẫn thường xuyên bám trụ ở các phòng thí nghiệm để tìm ra những giải pháp tối ưu nhất về sinh, hóa với các chất triết tách. Tuy nhiên, khó khăn nhất các “nhà khoa học” trẻ đã vượt qua được chính là sự kiên trì và đam mê. Mà niềm đam mê đó lại bắt đầu từ cảm nhận trực quan hết sức cảm động trong một hoạt động trải nghiệm.

Còn Nguyễn Minh Đức thì lại tiếp cận cách giải quyết vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm đơn giản và trực tiếp hơn: Rau sạch là không sử dụng thuốc trừ sâu bằng hóa chất độc hại. Rau muốn không có sâu thì phải dùng các chế phẩm từ thực vật ngăn ngừa và phải hiểu quy luật sinh trưởng phát triển của từng loại sâu. Từ mảnh vườn nhỏ của gia đình tại phường Quang Vinh (T.P Thái Nguyên), Đức đã “biến” thành vườn thí nghiệm hữu ích. Với dự án “Chế phẩm diệt trừ sâu hại và cỏ dại từ thảo mộc” tại kỳ thi Khoa học Kỹ thuật Quốc gia, nhóm tác giả Nguyễn Minh Đức và Triệu Thành Đạt đã được các doanh nghiệp, các trường đại học “đặt hàng”. Với các chất liệu: Gừng, ớt, lá bạch đàn, hạt cau và cây thuốc cá (duốc cá) được trồng trong nông thôn tán thành bột, ngâm cồn 70 độ quay ly tâm thu dung dịch, rồi hòa với cồn, dầu lạc, dầu vừng theo tỷ lệ khác nhau phun vào lá, cây rau các loại, sâu bệnh tính hàn đều chết, cỏ dại mọc sau cây rau cũng không phát triển được. Điểm mới chính là hợp chất có sử dụng cây thuốc cá và dầu vừng, dầu lạc. Đây chính là các chất tạo kết dính lâu trên mặt lá và thân cây, khiến cho sâu bệnh không thể hồi sinh trở lại, hoặc bị bít các lỗ thở dẫn đến tự chết trong môi trường thiếu không khí.. Tuy nhiên, để phát huy hiệu quả với các chế phẩm này, thì phải “ăn, nằm” cùng sâu. Đức cho biết, nếu phun vào ban ngày có ánh sáng mặt trời thì hầu hết các loại thuốc đều vô dụng, vì sâu bệnh trốn ánh sáng nên không chịu tác động các hoạt chất. Nhưng phun đêm muộn, có sương, dung dịch bị loãng hoặc trôi, hiệu quả thấp, do đó phải nắm vững cả đặc tính từng loài sâu bệnh mới có liệu pháp đặc trị mà thực phẩm vẫn an toàn. “Chính vì vậy em đã lựa chọn học chuyên Sinh để đưa kiến thức sinh học vào cuộc sống”- Đức tâm sự.