Biến kiến thức trong sách thành những sản phẩm khoa học

Trong 6 đề tài, dự án được trao giải cao và chọn tham dự Cuộc thi khoa học kỹ thuật (KHKT) dành cho học sinh phổ thông năm học 2015-2016 cấp Quốc gia tổ chức vào tháng 3 tới có một đề tài được các thành viên giám khảo đánh giá rất cao về khả năng ứng dụng trong lĩnh vực đảm bảo an toàn giao thông đường sắt đó là Dự án “Hệ thống cảnh báo tàu hỏa đa năng” của học sinh Lê Thái Bảo, lớp 11A1, Trường THPT Chu Văn An. Đề tài này đã thể hiện sự sáng tạo trong việc tìm kiếm ý tưởng khoa học mới lạ, độc đáo và trí tuệ để giải quyết những vấn đề thực tiễn đang đặt ra và đã được trao giải Nhất lĩnh vực Kỹ thuật cơ khí và giải Nhì toàn cuộc cấp tỉnh .

Tìm đến nhà Lê Thái Bảo, ở tổ 4, phường Tân Thành T.P Thái Nguyên chúng tôi liên tưởng ngay đến Dự án của em khi nhà em ở ngay cạnh tuyến đường sắt Thái Nguyên - Hà Nội. Và khi trò chuyện cùng Bảo thì những dự đoán của chúng tôi là có cơ sở.
Trao đổi với chúng tôi, Lê Thái Bảo cho biết: “Nhà ở gần đường tàu có đường ngang đi qua, em đã chứng kiến rất nhiều vụ tai nạn do va chạm giữa các phương tiện giao thông với tàu lúc chưa có rào chắn đường sắt. Từ khi còn nhỏ, chơi các đồ chơi có thiết bị điều khiển từ xa em đã thấy tính ưu việt của bước sóng. Em nghĩ nếu áp dụng vào thực tế để tạo ra hệ thống cảnh báo đặt trên ô tô và các phương tiện khác như chiếc điện thoại báo động đèn đỏ, đổ chuông khi có tàu thì lái xe sẽ chú ý quan sát hơn để bảo vệ được chính mình và tài sản.

Được biết nghiên cứu đầu tiên Bảo đã tận dụng chiếc chuông cửa không dây của gia đình để thí nghiệm. Phần thiết bị có nút nhấn được gắn vào trụ cổng. Khi có người bấm chuông lập tức trong nhà có một bản chuông báo được phát ra. Bảo đã thí nghiệm dùng dây cao su buộc chặt nút nhấn và liên tục kéo dài khoảng cách giữa chuông và nút nhấn. Từ việc liên tục thay đổi vị trí Bảo đã rút ra kết luận đó là vùng làm việc của thiết bị thu phát chỉ có hữu hạn trong phạm vi bán kính 25m tính từ vị trí đặt chuông đến nút nhấn (nút nhấn luôn bị đóng bởi bị buộc bằng dây cao su). Chuông bị tác động bởi sự di chuyển của nút nhấn với cảm biến số R>25m. Kết quả thí nghiệm điều kiện cần là chuông chỉ làm việc khu nút nhấn liên tục đóng “ngắn mạch”. Điều kiện đủ là chuông chỉ làm việc được khi có khoảng cách với nút nhấn R<25m. Đây là điểm quan trọng nhất trong quá trình nghiên cứu của Bảo đã phát hiện ra sử dụng vùng phủ sóng làm tín hiệu điều khiển cảnh báo tự động cho vật chuyển động. Bảo đã tính toán lựa chọn Modun thu phát RF để thiết kế bộ phát lệnh, bộ thu và hiển thị cảnh báo để lắp trên đầu tàu, các phương tiện ô tô, mô tô, xe đạp điện và các điểm có rào chắn đường ngang. Theo tính toán lý thuyết của Dự án, khi tàu đến gần, hệ thống cảnh báo 1.000m, trên các phương tiện giao thông sẽ phát ra âm thanh, bật sáng cảnh báo. Còn trên mô hình thu nhỏ thì khi tàu chạy cách mô hình chắn đường ngang khoảng 0,7m thì mô hình chắn được thiết bị thu nhận được lệnh, bật đèn đỏ, bật âm thanh cảnh báo, hạ chắn đường ngang. Khi tàu đi cách mô hình hệ thống cảnh báo và ô tô 0,7m mọi cảnh báo được giải trừ.

Còn khi nói về Lê Thái Bảo, thầy giáo Nguyễn Văn Hiếu rất tự hào: “Lê Thái Bảo là một học sinh rất thông minh, học giỏi. Liên tục từ tiểu học đến THPT Bảo đều là học sinh giỏi xuất sắc, nhiều năm liền đạt giải cao trong các kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Toán, giải Toán trên máy tính cầm tay. Năm học trước em đạt giải Khuyến khích trong cuộc thi “Tuổi trẻ với sáng kiến vì môi trường bền vững” do Bộ Tài nguyên Môi trường tổ chức. Khi em viết dự án này và chuyển cho tôi đọc, tôi cũng ngỡ ngàng vì khả năng trình bày của em rất tốt, tính ứng dụng của dự án rất cao. Nếu các cơ quan chuyên môn phát triển Dự án này phục vụ cho công tác đảm bảo an toàn đường sắt thì chi phí thấp, hiệu quả mang lại rất lớn. Tôi đã xem trên mạng thì thấy chỉ có nước Úc hiện đang có ý tưởng gần giống như thế này, đó là dùng thiết bị định vị GPS để ứng dụng trong đảm bảo an toàn đường sắt”.

Kết quả nghiên cứu của Dự án “hệ thống cảnh báo tàu hỏa đa năng” đã nghiên cứu giảm giá thành cho một điểm cảnh báo đường ngang xuống khoảng 50 triệu đồng (tiết kiệm cho mỗi điểm cảnh báo đường ngang hiện nay từ 200-400 triệu đồng). Với giá thành như vậy, ngoài kinh phí của Nhà nước, có thể vận động nhân dân địa phương đóng góp thì mỗi đoạn đường trở nên an toàn hơn.

Thực tế kết quả nghiên cứu dự án “Hệ thống cảnh báo tàu hỏa đa năng” trên cho thấy nếu các nhà trường quan tâm, chỉ đạo bài bản thì công tác nghiên cứu khoa học trong học sinh trung học sẽ thực sự có chất lượng và đây không chỉ là biện pháp góp phần nâng cao chất lượng giáo dục mà còn là những minh chứng cụ thể nhất cho việc dạy học gắn lý thuyết với thực hành, giúp học sinh tích cực và chủ động hơn trong học tập.