Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật toàn quốc do Quỹ Vifotec, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp với Bộ Khoa học và Công nghệ, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam, Trung ương Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh tổ chức hai năm một lần từ năm 1989.

Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật toàn quốc lần thứ 17 có 587 công trình dự thi thuộc 6 lĩnh vực: Công nghệ thông tin, điện tử, viễn thông (90); Cơ khí tự động hóa, xây dựng, giao thông (111); Giáo dục và đào tạo (với 127 giải pháp); Nông, lâm, ngư nghiệp và môi trường (115); Vật liệu, hóa chất, năng lượng (67); Y dược (77). Kết quả, có 84 công trình đạt giải, trong đó có 6 giải nhất, 12 giải nhì, 24 giải ba và 42 giải khuyến khích.

Tác giả các công trình đạt giải Nhất và giải Nhì trong Hội thi (Ảnh: vusta.vn)

Trong Hội thi năm nay, tỉnh Bến Tre có 01 công trình “Cải tiến thiết kế, kỹ thuật xe robot gắp vật phục vụ dạy học chuyên đề Tin học và hoạt động trải nghiệm STEM theo chương trình giáo dục phổ thông 2018” thuộc lĩnh vực Giáo dục và đào tạo do nhóm tác giả của Trường THPT Nguyễn Đình Chiểu gồm ThS. Nguyễn Văn Ngon - PHT; CN. Nguyễn Thị Kim Ngân - CT CĐCS và ông Nguyễn Thành Nhân - sinh viên thực hiện đạt giải Nhì.

Về tính mới, xe robot được cải tiến để sử dụng được các linh kiện dễ tìm mua trên thị trường, cải tiến hộp pin và sạc pin để tăng thời gian sử dụng, tăng tính thẩm mỹ, tính tiện dụng và có khả năng sử dụng linh hoạt. Khung xe được thiết kế bằng nhôm đảm bảo tính bền, khung xe cao giúp xe chạy được trên địa hình đa dạng. Đồng thời, xe robot phát triển thêm cánh tay trên xe để thực hiện được chức năng gắp vật nhằm đáp ứng được nhu cầu tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cho học sinh. Đặc biệt xe robot này không sử dụng arduino như các xe robot hiện có mà sử dụng Node MCU Esp8266 V1, giải pháp này giúp kết nối, điều khiển xe robot qua sóng wifi và nhiều học sinh có thể kết nối đồng thời để cùng thao tác điều khiển xe. Về hình dáng, xe robot gắp vật được thiết kế theo ý tưởng mô phỏng Kiến sư tử góp phần kích thích tính sáng tạo cho học sinh trong việc gắn kết công nghệ với thực tiễn và ý thức bảo tồn đa dạng sinh vật,... Hiện tại, chưa có nơi nào công bố mẫu thiết kế xe robot tích hợp cánh tay gắp vật như sản phẩm này.

Khi triển khai áp dụng vào thực tiễn, công trình đã mang lại hiệu quả cao. Trước hết là hiệu quả về kinh tế, sản phẩm được tạo ra từ giải pháp công trình này giúp giảm chi phí chỉ còn khoảng 743.000 đồng/xe, giảm được 50,46% so với xe robot bán sẵn trên thị trường. Áp dụng sản phẩm vào tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM thông qua cuộc thi đua xe robot gắp vật đã thu hút được sự quan tâm, tài trợ (xã hội hóa) về phần thưởng, học phẩm, thiết bị cho học sinh tham gia. Giải pháp này áp dụng cho chương trình GDPT 2018 thời gian tới, do đó hiệu quả về kinh tế sẽ tăng lên theo số lượng lớp, trường và theo số năm.

Tiếp theo là hiệu quả xã hội, sản phẩm đã giúp cho giáo viên và học sinh tự chủ về mặt công nghệ, tự chủ động trong việc tìm linh kiện, thiết bị phục vụ cho dạy học và tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM về robot trong nhà trường với chi phí hợp lý. Với hình dáng sản phẩm xe robot gắp vật mô phỏng theo hình dáng Kiến sư tử ngoài việc kích thích tính sáng tạo của học sinh, gắn công nghệ với thực tiễn còn có ý nghĩa giáo dục học sinh về đa dạng sinh học, bảo tồn đa dạng sinh học và bảo vệ môi trường sống, cân bằng sinh thái. Kết quả của việc ứng dụng sản phẩm tổ chức hoạt động trải nghiệm bằng Cuộc thi đua xe robot đã thu hút được sự quan tâm của nhiều học sinh ở nhiều trường, tạo được sự lan tỏa, gắn kết giữa học sinh các trường trong việc tham gia các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, STEM, giao lưu và kích thích sự đam mê khoa học, sáng tạo, góp phần đổi mới giáo dục thông qua hoạt động trải nghiệm STEM.

Việc cải tiến thiết kế và xây dựng mô hình theo phương án cải tiến tạo ra các phiên bản xe robot theo các bước: Xác định yêu cầu kỹ thuật và tính năng của xe robot để đáp ứng được dạy chuyên đề Tin học lớp 10 và đáp ứng được hoạt động trải nghiệm STEM cho học sinh. Thực hiện bản vẽ thiết kế cho bản mẫu và sơ đồ nối dây, sơ đồ nguyên lý vận hành; Thiết kế hộp pin và mạch sạc pin; Lắp ráp cánh tay robot có khả năng nâng lên, hạ xuống và gắp vật; Kết nối motor thành từng cặp và lắp vào khung xe;  Điều chỉnh lập trình, phát triển app điều khiển; Nạp code cho xe robot; cài app điều khiển vào smartphone; Khởi động xe robot, kết nối wifi và vận hành.

Với tính thực tiễn và hiệu quả trên, công trình có khả năng áp dụng rất cao. Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng để xây dựng thành kế hoạch bài dạy thực hành tại trường từ năm học 2022-2023. Sản phẩm xe robot gắp vật (bản vẽ, sơ đồ kỹ thuật lắp ráp xe robot) đã được triển khai cho một số trường THPT tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cho học sinh thông qua cuộc thi. Cuộc thi đua xe robot gắp vật đã được tổ chức tại đơn vị với sự tham gia của nhiều đội dự thi là học sinh THPT, học sinh tham gia hoạt động hào hứng, tích cực. Kết quả này là minh chứng cho khả năng áp dụng của sản phẩm này trong thực tiễn. Ngoài ra, sản phẩm này với app điều khiển dễ cài đặt và sử dụng trên thiết bị thông minh như máy tính bảng, điện thoại nên học sinh dễ dàng thực hiện để tham gia hoạt động trải nghiệm, cuộc thi. Hoạt động trải nghiệm STEM bằng hình thức cuộc thi đua xe robot gắp vật cũng đã được công nhận là sáng kiến (Quyết định số 276/QĐ-SGD&ĐT ngày 24-5-2023).