Cuộc thi sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng: Khơi nguồn đam mê khoa học cho học sinh

Đạt giải nhất cuộc thi sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng tỉnh Ninh Bình lần thứ IX và đạt giải nhì cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia năm học 2017-2018, sáng kiến "Hệ thống tự động cảnh báo lũ lụt và sạt lở đất" của hai em Bùi Quang Hiển và Lê Thái Trường Minh, học sinh Trường THCS Lý Tự Trọng (thành phố Ninh Bình) khiến nhiều người ngạc nhiên và thán phục bởi sự sáng tạo và thông minh của các em.

Theo nhóm tác giả, xuất phát từ thực tế đất nước ta có 3/4 diện tích là đồi núi, thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, thường xuyên xảy ra hiện tượng lũ lụt, sạt lở đất, ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển kinh tế-xã hội và đời sống nhân dân, nhất là ở những vùng có nguy cơ lũ quét và sạt lở đất cao. Để cảnh báo sớm lũ quét, hiện tượng sạt lở đất tại các vùng đồi núi, nhóm tác giả đã xây dựng và phát triển thành công mô hình "Hệ thống tự động cảnh báo lũ lụt và sạt lở đất". Hệ thống này gồm thiết bị đo mực nước, thiết bị đo mưa và hệ thống cảnh báo sạt lở đất được đặt trên mô hình sa bàn.

Trong đó, thiết bị đo mực nước được thiết kế theo kiểu phao ống dài 2m, bên trong là thanh mạch ghép dài theo phao ống. Trên thanh mạch có gắn IC cảm ứng từ, mỗi IC cách nhau 10cm, tổng số 20 IC. Chiều sâu tối đa đo được từ thiết bị là 2m, tùy thuộc từng địa hình có thể làm ống dài hơn để đo mực nước sâu hơn. Trên thiết bị có gắn camera giám sát mực nước, có điều khiển quay hiển thị. Người dùng bật thiết bị và cắm xuống nước, cứ 2 phút mạch sẽ gửi thông số hiện tại về bộ trung tâm. Thiết bị đo mưa được thiết kế kiểu chao lật 2 tầng, mỗi lần lật chao tác động nam châm vào công tắc từ gửi tín hiệu về mạch điều khiển. Trên mô hình sa bàn có cắm 3 cột, bên trong có chứa dung dịch thủy ngân và lắp cảm biến, 3 cột khác được nối với nhau bằng những sợi dây đồng mỏng và cũng được lắp cảm biến. Khi có hiện tượng đất đá sạt lở gây rung động, đổ cột và đứt dây trên có gắn cảm biến, tín hiệu từ các cảm biến trên mô hình chuyển đến trung tâm, từ đó người quản lý xác định được vị trí sạt lở và đưa ra cảnh báo kịp thời.

Theo nhóm tác giả, hệ thống tự động cảnh báo lũ lụt và sạt lở đất nếu áp dụng vào thực tế sẽ có giá thành rẻ hơn nhiều so với một số hệ thống quan trắc khí tượng thủy văn hiện có trên thị trường hiện nay. Ngoài ra, sản phẩm này còn dễ sử dụng, nhỏ gọn và hoàn toàn tự động với độ chính xác cao, cảnh báo sớm được hiện tượng mưa, lũ quét và sạt lở đất. Người sử dụng có thể quan sát được trực tiếp hình ảnh mực nước qua hệ thống camera, đồng thời nắm được thông tin mực nước với số liệu chính xác từ thiết bị đo mực nước để kịp thời cảnh báo khi có lũ lụt và sạt lở đất.

Đạt giải nhì tại cuộc thi sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng tỉnh Ninh Bình lần thứ IX, sáng kiến "Hệ thống chấm thi trắc nghiệm" của 2 em Đỗ Hồng Quân và Lê Thị Thu Trang, Trường THPT Hoa Lư A nhận được sự quan tâm, thích thú của Ban giám khảo và Ban tổ chức cuộc thi.

Quân và Trang chia sẻ, từ năm 2008, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa hình thức thi trắc nghiệm vào áp dụng thi ở một số môn học, trong đó, tại kỳ thi THPT quốc gia hàng năm, hình thức thi trắc nghiệm được áp dụng cho đa số các môn thi, đã khẳng định tính khách quan, chính xác, công bằng, tiết kiệm... Tuy nhiên, khi thực hiện hình thức thi này, đòi hỏi phải có hệ thống máy quét và phần mềm chuyên dụng với chi phí tốn kém. Mỗi tỉnh chỉ được trang bị một bộ phần mềm do Bộ Giáo dục và Đào tạo cung cấp và chỉ hoạt động trên một máy. Trong khi, những năm gần đây, ở các trường phổ thông, việc thi trắc nghiệm cũng diễn ra thường xuyên, liên tục, với số lượng mã đề thi nhiều, gồm nhiều bộ môn, dẫn đến việc chấm bài của giáo viên sau mỗi đợt thi và kiểm tra rất vất vả. Trước thực tế đó, Quân và Trang đã thiết kế ra sản phẩm "Hệ thống chấm bài trắc nghiệm" hiệu quả, dễ sử dụng trong các nhà trường.

Theo đó, hệ thống sử dụng ngôn ngữ lập trình C++, C# với thuật toán điều khiển và xử lý số liệu thông minh để xây dựng các modul chương trình xử lý bài thi trắc nghiệm một cách chính xác và nhanh chóng. Hệ thống gồm có các bo mạch điều khiển, máy quét và chương trình điều khiển, phân tích bài thi. Hệ thống quét bài thi và lưu dưới dạng phần mềm ảnh, sau đó phần mềm phân tích ảnh sẽ xử lý để chuyển dữ liệu bài làm sang phần mềm Excel, cuối cùng so sánh bài làm và mã đề để ghép điểm và đưa ra kết quả. Hệ thống chấm bài thi trên phiếu trả lời trắc nghiệm bằng giấy A4, chấm được nhiều mã đề. Hệ thống này hoạt động ổn định, chính xác, tiện sử dụng cho các trường học và cá nhân, giảm thiểu thời gian, công sức cho các thầy, cô giáo. Sáng kiến này đã giành giải nhì trong cuộc thi sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng tỉnh Ninh Bình lần thứ IX.

Ông Đỗ Văn Dung, Chủ tịch Liên hiệp các Hội khoa học kỹ thuật tỉnh Ninh Bình cho biết, cuộc thi sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng tỉnh Ninh Bình được tổ chức năm nay, đã góp phần thúc đẩy phong trào sáng tạo, say mê nghiên cứu khoa học trong các em học sinh. Các sáng kiến của học sinh trong tỉnh cũng ngày càng sáng tạo, có tính ứng dụng cao và giành được nhiều giải thưởng cao trong và ngoài tỉnh. Với ý nghĩa tích cực, thiết thực của cuộc thi, thời gian tới, Liên hiệp các Hội khoa học kỹ thuật tỉnh tiếp tục tạo điều kiện, khuyến khích thanh, thiếu niên và nhi đồng trong tỉnh tích cực tham gia cuộc thi, qua đó khơi dậy tiềm năng, phát huy tư duy sáng tạo, tạo sân chơi khoa học và bổ ích cho thanh, thiếu niên và nhi đồng, giúp các em trau dồi kiến thức, hình thành ý tưởng sáng tạo, nuôi dưỡng ước mơ trở thành những nhà sáng chế trong tương lai, tạo nên phong trào thi đua nghiên cứu khoa học trong đối tượng học sinh và các nhà trường.

Bài, ảnh: Hạnh Chi