Một sáng tạo khoa học thông minh và thiết thực

“Lịch laser đồng bộ Mặt trời”

Hiện nay, việc sử dụng điện thoại thông minh, máy tính bảng… đã trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hằng ngày. Bên cạnh những tiện ích, việc sử dụng quá nhiều các thiết bị này, đã gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe, nhất là đối với học sinh, làm ảnh hưởng đến kết quả học tập.

Mô hình “Lịch laser đồng bộ Mặt Trời”

Trước thực tế đó, nhóm 5 học sinh gồm Hà Chi Mai (8A11), Nguyễn Tất Cường (7A10), Trần Thế Quang (7A5), Lê Đức Vương (8A4) của trường THCS Cầu Giấy, Hà Nội và Nguyễn Tất Thắng (11A2 Lý) THPT Chuyên Khoa học tự nhiên, Hà Nội đã suy nghĩ về việc tìm kiếm một phương pháp học tập mới, sao cho vừa có kết quả tốt vừa có thể giảm bớt thời gian sử dụng các thiết bị điện tử.

Trưởng nhóm Nguyễn Tất Thắng cho biết: “Trong chương trình Khoa học Tự nhiên lớp 6, chúng em đã được học về chủ đề “Trái Đất và bầu trời”. Đây là một chủ đề rất thú vị, giúp chúng em hiểu rõ hơn về những hiện tượng thiên nhiên xung quanh mình. Tuy nhiên, những kiến thức này chúng em chủ yếu chỉ được học qua sách giáo khoa và các video trên mạng. Dù hữu ích nhưng nhiều bạn vẫn gặp khó khăn để hiểu rõ những gì đã học. Chúng em muốn có một công cụ học tập vừa thú vị, vừa giúp các bạn dễ dàng tiếp thu kiến thức mà không cần phụ thuộc quá nhiều vào các thiết bị điện tử. Từ đó, chúng em đã quyết định thiết kế và chế tạo mô hình “Lịch laser đồng bộ Mặt Trời”.

Phác thảo ý tưởng mô hình

Với mô hình này, chúng em có thể quan sát và hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa ngày và đêm, sự thay đổi của các mùa trong năm, cũng như các hiện tượng nhật thực, nguyệt thực. Đặc biệt, mô hình này có thể dễ dàng sử dụng trong các buổi học tại trường hoặc tại nhà, giúp các bạn dễ dàng tiếp cận và học tập”.

Mô hình sử dụng tia laser và thấu kính để tạo chùm sáng song song giống chùm sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất; sử dụng mô tơ, bánh răng để minh họa chuyển động của Trái Đất – Mặt Trăng. Nguồn năng lượng cung cấp cho mô hình hoạt động là một tấm pin năng lượng Mặt Trời từ bộ đồ chơi ô tô điều khiển đã hỏng động cơ. Ngoài ra, các em cũng thiết kế để có thể nạp điện cho pin dự trữ thông qua sạc điện thoại đề phòng trường hợp để pin mặt trời nơi thiếu sáng và pin dự trữ hết điện.

Lắp ráp thử nghiệm mô hình

Vỏ ngoài của mô hình, các em đã thiết kế 12 tấm mica tương ứng với 12 tháng của năm đặt thẳng đứng bao quanh mô hình. Trên tấm mica có in ảnh đại diện cho các loại hoa đặc trưng cho từng tháng. Cạnh dưới trên tấm mica cũng được in các vạch chia độ ứng với các ngày trong tháng và làm nổi bật một số ngày lễ, ngày kỉ niệm như trong lịch truyền thống. Mặt đáy của mô hình in ảnh đại diện 4 mùa trong năm.

Khi mô hình Trái Đất quay quanh mô hình Mặt Trời, mỗi vị trí Trái đất so với Mặt Trời sẽ ứng với một ngày, tháng xác định trong năm. Để chỉ thị ngày, tháng cụ thể các em đã thiết kế đèn laser gắn trên giá đỡ nối mô hình Trái Đất và mô hình Mặt Trời. Đèn laser này tạo một vệt sáng mảnh hiển thị đè lên vạch ngày, tháng trên tấm mica thẳng đứng. Nhờ vậy, khi mô hình Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời thì vết sáng laser sẽ dịch chuyển từ từ trên vạch ngày, tháng. Ngày, tháng ứng đọc được ứng với vị trí của vệt sáng laser chính là ngày, tháng ứng với vị trí Trái Đất so với Mặt Trời.

Mô hình trong giai đoạn thử nghiệm

Các em cũng chú trọng đến việc bảo vệ môi trường khi sử dụng các vật liệu tái chế và năng lượng tái tạo để tạo ra mô hình, nhằm giảm thiểu tác động xấu đến môi trường và giúp mô hình trở nên thân thiện hơn với người sử dụng.

Mang lại nhiều trải nghiệm học tập phong phú

Khi mô hình được vận hành sẽ giúp cho người xem hiểu rõ về các hiện tượng thiên văn như: Sự thay đổi ngày - đêm, sự thay đổi mùa, các pha của Mặt Trăng, sự thay đổi số giờ sáng tối theo vĩ độ. Đặc biệt, mô hình minh họa rõ ràng mối liên hệ giữa thời gian trong lịch và các hiện tượng thiên văn, nhất là chuyển động tương đối của Trái Đất quanh Mặt Trời. Nhờ sử dụng ánh sáng laser để mô phỏng ánh sáng Mặt Trời, mô hình giúp quan sát rõ ràng phần sáng và tối của Trái Đất và Mặt Trăng, ngay cả trong điều kiện ánh sáng phòng.

Mô hình trưng bày tại Ngày hội STEM của trường đã thu sự quan tâm của học sinh và thầy cô

Với thiết kế bắt mắt nhưng đơn giản, dễ sử dụng và phù hợp cho mọi lứa tuổi, mô hình không chỉ giúp học sinh dễ dàng tiếp thu kiến thức mà còn tạo điều kiện cho người lớn, người cao tuổi cùng tham gia trải nghiệm khám phá các kiến thức thiên văn một cách thú vị và gần gũi.

Tại “Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh, thiếu niên và nhi đồng Thủ đô năm 2024”, mô hình “Lịch laser đồng bộ Mặt Trời” được hội đồng giám khảo đánh giá cao và đoạt giải Nhất.

Các tác giả nhận Giải Nhất cuộc thi

Ông Lê Xuân Rao - Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, Trưởng ban Tổ chức cuộc thi nhận xét: Mô hình này không chỉ là một công cụ giáo dục khoa học đơn thuần, mà còn là một sản phẩm đồ chơi khoa học độc đáo, mang lại nhiều trải nghiệm học tập phong phú cho học sinh, đồng thời nâng cao nhận thức và trách nhiệm bảo vệ môi trường. “Có thể nói mô hình này đã thể hiện được ý tưởng sáng tạo, trình độ kỹ thuật và sau khi hoàn thiện có thể ứng dụng vào thực tiễn, phục vụ học tập, sinh hoạt. Đây là một trong số những sản phẩm chúng tôi chọn gửi tham dự Cuộc thi Sáng tạo dành cho Thanh thiếu niên, Nhi đồng toàn quốc năm 2024 và tại cuộc thi này, mô hình cũng đoạt giải Nhất” – Ông Rao cho biết thêm.

Qua 20 lần tổ chức, cuộc thi Sáng tạo dành cho Thanh thiếu niên, Nhi đồng Thủ đô đã cất cánh cho niềm đam mê khoa học của nhiều thế hệ học sinh Hà Nội, góp phần phát hiện, trau dồi và rèn luyện cho nhiều nhà sáng chế tương lai.

Đây chính là hướng đi đúng góp phần thực hiện mục tiêu chung: Phát triển khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo trở thành động lực chủ yếu phát triển kinh tế - xã hội của Thủ đô, xây dựng Hà Nội trở thành trung tâm đổi mới sáng tạo, nghiên cứu khoa học, chuyển giao và phát triển công nghệ hàng đầu của cả nước.

bài và ảnh Thu Hằng