Học sinh chế tạo kính cho người khiếm thị, bảng cát STEAM

Sáng 22/3, có mặt tại vòng chung kết cuộc thi Editech, Đặng Gia Vinh (học sinh lớp 9, trường PTLC Edison) tỏ ra hồi hộp và háo hức.

Nam sinh cho biết em và các thành viên trong đội đã mất 4 tháng để hoàn thành sản phẩm Hộp cát tương tác - AR Interactive Sandbox. Đây là sản phẩm giúp học sinh học tập các môn Địa lý, Lịch sử và STEAM một cách dễ dàng hơn.

"Phần khó nhất khi thực hiện sản phẩm là lập trình. Chúng em đã sử dụng ngôn ngữ lập trình C++ và mất 2 tháng để hoàn thiện phần này", Gia Vinh cho hay.

Editech là cuộc thi sáng tạo Khoa học - Kỹ thuật - Công nghệ thường niên do trường PTLC Edison tổ chức, dành cho học sinh từ 9-16 tuổi.

Trải qua 5 tháng phát động, ban tổ chức đã nhận được 75 sản phẩm từ 291 học sinh lớp 4 đến 11, trong đó 25 sản phẩm đã lọt vào vòng chung kết, được trưng bày triển lãm, thuyết trình và chấm điểm vào ngày 22/3.

Cuộc thi năm nay có 5 chủ đề, liên quan đến giáo dục; y tế - sức khỏe; môi trường, biến đổi khí hậu; văn hóa, đời sống, xã hội; kinh tế. Các sản phẩm đa dạng, ứng dụng STEM, robotics, lập trình, website, công nghệ thực tế ảo AR/VR và AI.

Nhóm của Gia Vinh thuyết trình về sản phẩm Hộp cát tương tác - AR Interactive Sandbox tại vòng chung kết. Ảnh: BTC.

Học sinh tự tay thực hiện

Chia sẻ với Tri thức - Znews, Gia Vinh cho biết sản phẩm Hộp cát tương tác xuất phát từ việc các em nhận thấy việc học Lịch sử, Địa lý hay các môn STEAM đang gặp khó khăn như bài học khô khan, nhiều nội dung, thiếu thực hành thực tế.

Nhờ gợi ý của thầy hướng dẫn, nhóm nam sinh đã thực hiện sản phẩm hỗ trợ học các môn học này. Học sinh được trải nghiệm 1 cách trực quan nhất. Trong khi đó, thầy cô đỡ vất vả hơn trong việc giảng dạy.

Về nguyên lý hoạt động, Gia Vinh cho hay ban đầu, máy chiếu giúp chiếu xuống hình ảnh địa hình, bộ phận cảm biến Kinect v2 nhận biết thay đổi độ cao khi ta đắp cát lên hay hạ xuống để điều chỉnh màu tương ứng. Sau đó, máy tính sẽ điều khiển hình ảnh xuất ra. Học sinh sẽ tương tác tại bàn cát trọng lực và giúp người dùng trải nghiệm thực tế.

"Hiện tại, sản phẩm Sandbox AR Interactive đã có mặt ở nhiều quốc gia với mức giá là 8.000 USD. Với dự án này, chúng em đã giảm chi phí của dự án xuống mức thấp nhất (1.000 USD) thông qua việc thay thế nguyên vật liệu. Chúng em hy vọng sản phẩm này sẽ tiếp cận đến nhiều học sinh ở những vùng khó khăn hơn", Vinh nói.

Bàn trưng bày Hộp cát tương tác tại vòng chung kết đã thu hút nhiều học sinh trong trường. Gia Vinh cùng đồng đội đã thiết kế thêm một số bài giảng để các bạn cùng thầy cô tham gia trải nghiệm, giành giải nhất tại bảng C (khối 9, 10, 11).

Là người trực tiếp hướng dẫn học sinh thực hiện các dự án này, thầy Nghiêm Xuân Vượng (giáo viên bộ môn STEAM, Robotics) cho biết bản thân thầy cô không hỗ trợ học sinh quá nhiều trong phần thực hành. Thay vào đó, thầy là người định hướng, gợi ý hướng đi để các em tự xây dựng sản phẩm.

Hệ thống hỗ trợ bón vôi nhằm cải thiện sự nhiễm mặn của đất do nhóm Minh Anh thực hiện. Ảnh: BTC.

Trong khi đó, với sản phẩm Hệ thống bón vôi nhằm cải thiện sự nhiễm mặn của đất, Lê Đức Minh Anh (học sinh lớp 11, trường PTLC Edison) cho hay em đã dành 3 tuần học thêm ngôn ngữ lập trình mới hoàn toàn so với những gì em đã được học trước đó.

"Mô hình chúng em nhắm đến là Arduino (tảng vi mạch thiết kế mở phần cứng và phần mềm), sử dụng ngôn ngữ C++. Trước đó, em chỉ học ngôn ngữ lập trình Python và đang học thêm CSS", Minh Anh cho hay rẽ hướng sang ngôn ngữ mới trong thời gian ngắn, lại tự học, em cũng gặp một số khó khăn nhất định.

Trong khi Minh Anh thực hiện phần lập trình, sửa lỗi, các thành viên khác trong nhóm sẽ thực hiện phần cơ khí, lắp ráp, thử nghiệm...

Nguyên lý hoạt động của Hệ thống bón vôi là ban đầu, máy đo độ PH sẽ đo độ PH của đất. Số liệu sau đó được gửi đến bộ xử lý Arduino. Arduino sẽ phân tích và đưa ra lượng vôi phù hợp cần bón cho đất để trung hòa. Cuối cùng, lượng vôi cần thiết sẽ được bón cho đất qua máy bơm mini.

Minh Anh cho hay cả nhóm mất 6 tháng để thực hiện sản phẩm, hoàn thiện một tuần trước khi vòng chung kết diễn ra và giành giải ba (bảng C).

"Đánh giá tích cực từ thầy cô về ý tưởng, lập trình, cơ khí là động lực để chúng em hoàn thiện, cải tiến sản phẩm này hơn trong thời gian tới", Minh Anh nói.

Một số dự án khác tại vòng chung kết Editech. Ảnh: BTC.

Nhiều sản phẩm độc đáo

Ngoài các sản phẩm trên, khối trung học cũng sáng tạo các sản phẩm độc đáo khác như Máy gieo hạt tự động ứng dụng lập trình Microbit và cảm biến; Hệ thống chữa cháy tích hợp với camera chống trộm; Kính mắt hỗ trợ người khiếm thị.

Robot vận chuyển đồ trong nhà ăn; Robot trò chuyện; Mái che tự động; Cửa hàng quần áo thông minh; Máy thanh lọc không khí bằng rêu xanh; Hệ thống quản lý bãi đỗ xe thông minh...

Trong đó, sản phẩm Kính mắt hỗ trợ người khiếm thị của nhóm học sinh lớp 7 đã giành giải nhất bảng B (khối 6, 7, 8), được ban giám khảo đánh giá là dự án khó thực hiện nhất trong hội thi. Sản phẩm kính sẽ có cảm biến giúp phát hiện vật cản, trời sáng/tối để phát đèn, tích hợp thêm nhận diện đồ vật bằng cách ứng dụng AI.

Theo ông Vũ Thanh Thắng (Giám đốc Trí tuệ nhân tạo, nhà sáng lập Safegate, ban giám khảo cuộc thi, giáo viên hướng dẫn) đánh giá đây là dự án rất nhất văn, hỗ trợ người yếu thế.

Đặc điểm của sản phẩm này là kết hợp nhiều công nghệ như đo khoảng cách bằng camera, nhận diện nhiều vật thể, xử lý tiếng nói và trợ lý ảo. Hiện tại, chỉ những tập đoàn lớn nhất thế giới như Meta, Google... mới làm được những sản phẩm như vậy.

"Có thể nói, học sinh lớp 7 thực hiện dự án này là quá sức, nhưng các em đã khiến tôi rất bất ngờ khi giải quyết được bài toán tương đương kiến thức của sinh viên đại học năm nhất, năm 2", ông Thắng đánh giá.

Không riêng khối trung học, các học sinh tiểu học cũng sáng tạo ra các sản phẩm như Máy rửa tay tự động; Máy cảnh báo tia UV; Camera AI cảnh báo bắt nạt học đường; Đồng hồ nhắc nhở giúp chọn cường độ ánh sáng phù hợp để đọc sách hay báo động nếu ngồi đọc hoặc dùng thiết bị điện tự quá thời gian quy định (giải nhất bảng A - khối 4, 5).

Nhóm học sinh thực hiện dự án Kính mắt hỗ trợ người khiếm thị. Ảnh: BTC.

Bất ngờ khi học sinh tiếp cận với AI

Phát biểu tại vòng chung kết, bà Lê Tuệ Minh, Chủ tịch Hội đồng trường Edison, đánh giá Editech chính là cơ hội để các em học sinh có thể biến các ý tưởng thành sản phẩm thực tế thông qua quá trình vận dụng các kiến thức liên môn Toán, Khoa học, Công nghệ, Thiết kế theo đúng phương pháp ứng dụng STEAM.

Đây cũng là cơ hội để các em mở rộng việc tự học, tự tìm hiểu, tự thực hành cùng với sự trợ giúp, hướng dẫn của các thầy cô và chuyên gia trong lĩnh vực và chính các bạn cùng nhóm dự án.

Trong khuôn khổ cuộc thi, các em tạo ra các sản phẩm có thể sử dụng trên thực tế ở quy mô nhỏ, sử dụng trong cộng đồng trường học và gia đình để có thêm động lực trong học tập và tìm hiểu, nghiên cứu, tự học.

"Từ kiến thức, ý tưởng đến việc vận dụng để tạo ra sản phẩm thực tế là một quá trình rất có ý nghĩa đối với học sinh. Bên cạnh đó, các em có cơ hội cập nhật công nghệ, ứng dụng mới như AI. Việc cập nhật này rất thiết thực và tạo động lực, mục tiêu hướng nghiệp và phát triển sau này của học sinh", bà Tuệ Minh chia sẻ.

Đánh giá về chất lượng thí sinh năm nay, ông Ngô Việt Khôi, chuyên gia bảo mật và truyền thông số, thành viên ban giám khảo nhận định so với cuộc thi năm trước, thí sinh đã thể hiện sự cố gắng, tự tìm tòi ở mức độ cao hơn, thậm chí tự tìm hiểu những đề tài mới, đi ra khỏi lối mòn.

"Các con quan tâm tới môi trường, những người yếu thế trong xã hội. Điều đáng mừng là các con đã tiếp cận với những công cụ trí tuệ nhân tạo. Sự phát triển nhanh chóng của AI là điều mà ngay cả người lớn cũng choáng ngợp, chưa biết cách khai thác ra sao", ông Khôi cho hay.