Ứng dụng công nghệ cải tiến đồ dùng học tập

Trong điều kiện một số thiết bị dạy học trong các trường trung học cơ sở và trung học phổ thông chưa đáp ứng các chủ đề bài dạy, thầy giáo Lê Thanh Liêm (giáo viên Trường Phổ thông dân tộc nội trú Him Lam, tỉnh Hậu Giang) đã nghiên cứu, cải tiến, đem lại những tiết thực hành, thí nghiệm trực quan, sinh động cho giáo viên và học sinh. Các nghiên cứu của thầy còn là kho dữ liệu “mở” để các giáo viên, học sinh trên cả nước có thể tiếp cận phục vụ cho hoạt động nâng cấp chế tạo các thiết bị dạy học phù hợp với điều kiện của từng địa phương.

Công trình nghiên cứu “Tích hợp công nghệ vào cải tiến đồ dùng dành cho học tập cấp trung học cơ sở theo định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông 2018” của thầy giáo Lê Thanh Liêm vừa được trao giải ba tại Hội thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc lần thứ 16 (2020-2021). Sau nhiều năm miệt mài nghiên cứu, phát huy sáng tạo của người dạy các môn Vật lý, Công nghệ, Nghề điện dân dụng, thầy Liêm đã chế tạo thành công 10 sản phẩm, đã được thử nghiệm và ứng dụng trong nhà trường, như: Thiết bị đo chiều dài, thể tích, khối lượng đa năng; thiết bị đo áp suất; bộ thiết bị rơi tự do và dao động con lắc đơn; bộ thiết bị trộn mầu ánh sáng; thiết bị đo lực đẩy Archimedes…

Khắc phục tính năng thủ công và các hạn chế của thiết bị hiện có, thầy Liêm đã ứng dụng kỹ thuật, công nghệ để đem lại độ chính xác, nhanh, liên tục theo thời gian thực cho các thí nghiệm. Giới thiệu những cải tiến trong bộ thiết bị rơi tự do và dao động của con lắc đơn, thầy Liêm cho biết, bộ thí nghiệm trong chương trình học hiện nay có độ nhạy của cổng quang học chưa tốt, viên bi dễ bị văng ra xa so với nơi thả rơi tự do, còn bộ thí nghiệm về dao động điều hòa của con lắc đơn thì chỉ tự khởi động được đồng hồ đếm thời gian thông qua cổng quang học. Từ những bất cập đó, thầy đã tích hợp thành một sản phẩm, có ứng dụng cảm biến, bộ vi xử lý, và kết quả đem lại là con lắc dao động ổn định, thiết bị tự đếm thời gian và ngắt khi đủ số chu kỳ đã được chọn trước. Ðối với vật rơi tự do, thiết bị cũng tự điều khiển vật rơi va chạm để tính thời gian rơi. Hoặc như thiết bị trộn màu ánh sáng có ánh sáng rất yếu, học sinh khó quan sát kết quả cũng đã được thầy khắc phục bằng cách chế tạo các nút điều chỉnh cường độ ánh sáng của ba mầu cơ bản là đỏ, xanh lá, xanh da trời và ứng dụng bộ vi xử lý để cho khả năng hiển thị và trộn mầu rõ nét, dễ quan sát hơn.

Công trình đoạt giải đã khẳng định tính mới trên toàn quốc, có khả năng áp dụng rộng rãi trong điều kiện của Việt Nam và mang lại hiệu quả cao hơn so với các giải pháp tương tự đã biết trước đây. Ðể cải tiến một sản phẩm mang lại kết quả cao nhất, thầy Liêm tự đề ra cho mình một quy trình nghiêm ngặt như: Phân tích những hạn chế trong các thiết bị hiện có; xây dựng phương án cải tiến; tìm hiểu các kỹ thuật và công nghệ cần thiết; tiến hành thiết kế và chế tạo; thực nghiệm kiểm tra; đề xuất phương án cải tiến, hoàn thiện sản phẩm. Thầy chia sẻ, phần lớn các ý tưởng sáng tạo đều xuất phát từ gợi ý của giáo viên và học sinh trong trường. Quá trình dạy học gặp khó khăn, giáo viên bộ môn thường trao đổi, cùng bàn luận với thầy để tìm cách giải quyết. Học sinh khi thấy thí nghiệm chưa hiệu quả cũng thể hiện mong muốn có thiết bị thí nghiệm tiện lợi hơn.

Bản thân thầy là giáo viên cốt cán của Sở Giáo dục và Ðào tạo tỉnh Hậu Giang về triển khai chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 cho nên nắm được các nội dung cơ bản của chương trình để sáng tạo các thiết bị đúng mục đích hơn. Từng thiết bị được thầy tính toán để áp dụng dạy các bài học cụ thể của môn Vật lý cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông hiện hành và môn Khoa học tự nhiên cấp trung học cơ sở và môn Vật lý cấp trung học phổ thông của chương trình giáo dục phổ thông năm 2018. Thực tiễn áp dụng tại Trường Phổ thông dân tộc nội trú Him Lam cho thấy, các thiết bị ra đời từ yêu cầu thực tế dạy học đã góp phần đem lại sự thuận tiện, hào hứng cho giáo viên, học sinh trong các giờ thực hành. Ðặc biệt, học sinh khi tiếp nhận các kết quả thí nghiệm trực quan và chính xác đã làm tăng niềm tin vào kiến thức khoa học, phát triển năng lực tự học, tự chủ của các em. Hiện, không chỉ Trường Phổ thông dân tộc nội trú Him Lam ứng dụng các thiết bị, mà các trường khác trong địa bàn tỉnh Hậu Giang cũng được thầy hướng dẫn để cải tiến thiết bị dạy học.

Tuy nhiên, các thiết bị cải tiến chỉ là những sản phẩm ban đầu, và việc sáng tạo sẽ vẫn còn tiếp tục bởi hoạt động dạy học luôn vận động, đổi mới không ngừng, việc cải tiến các thiết bị dạy học sẽ là nhiệm vụ thường xuyên của các nhà trường. Chính vì điều đó, công trình được giải của thầy Liêm “ăn điểm” ở hạng mục xây dựng một website để lưu trữ toàn bộ phương pháp chế tạo, hướng dẫn sử dụng để mỗi giáo viên, học sinh trên cả nước có thể truy cập dữ liệu “mở” này và có thể sáng tạo nên những sản phẩm hữu ích, phù hợp với điều kiện học của địa phương mình. Thầy Liêm chia sẻ, đây là một xu hướng mới trong thiết kế đồ dùng học tập, bởi nếu trang bị đồ dùng học tập cho các trường phù hợp từng chủ đề và địa bàn giáo dục thì khoản đầu tư rất lớn. Trang web với các quy trình cải tiến đồ dùng học tập sẽ giúp giáo viên bộ môn nâng cấp hoặc chế tạo mới thiết bị với chi phí thấp, từ đó kỳ vọng số lượng và chất lượng các sản phẩm sáng tạo theo từng chủ đề bài học ngày càng được nâng cao. Có thể nói, lan tỏa tình yêu khoa học, công nghệ trong nhà trường và đưa khoa học, công nghệ giải quyết các nhu cầu học tập là mục tiêu lớn nhất của công trình đoạt giải của thầy Liêm.

Sau khi đạt giải thưởng, thầy Liêm tâm sự, sẽ vẫn giữ niềm đam mê nghiên cứu, ứng dụng khoa học, công nghệ vào cải tiến thêm các thiết bị dạy học và hướng dẫn học sinh tham gia thi các cuộc thi về khoa học-kỹ thuật. Thầy mong mỏi các giải pháp của mình có được sự đầu tư, hợp tác của các doanh nghiệp lĩnh vực thiết bị dạy học để sản xuất các sản phẩm hỗ trợ dạy học tinh gọn hơn và chế tạo mới các thiết bị khác phục vụ công tác dạy học hiệu quả hơn ■