Bắc Ninh: Những dự án 'Vàng' của học sinh trường THPT Chuyên Bắc Ninh

Thầy giáo trường THPT chuyên Bắc Ninh hướng dẫn những học sinh vừa đạt giải cuộc thi Olympic trẻ thế giới làm thí nghiệm Vật lý. (Ảnh: Đinh Văn Nhiều/TTXVN)

Cuộc thi Olympic trẻ thế giới (KIYO 4I) 2020 lần thứ 5 được tổ chức tại Hàn Quốc từ ngày 5-12/10 vừa qua theo hình thức thi trực tuyến, đoàn Việt Nam tham gia đoạt được nhiều kết quả xuất sắc.

Đáng chú ý là hai đề tài của học sinh Trường Trung học phổ thông Chuyên Bắc Ninh, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh, tham dự đều đoạt Huy chương Vàng và một dự án giành giải đặc biệt vì có ý tưởng xuất sắc.

Giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường làng nghề

Vừa trải qua Cuộc thi Olympic trẻ thế giới (KIYO 4I) 2020 lần thứ 5, đến nay, em Nguyễn Thị Như Mai, học sinh lớp 11 Anh 1, Trường Trung học Phổ thông Chuyên Bắc Ninh vẫn nhớ khoảnh khắc khi nhận được Huy chương Vàng và giải đặc biệt vì có ý tưởng xuất sắc trong dự án “Nghiên cứu, chế tạo hạt nano ZnO (kẽm ôxít) giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường tại làng tranh Đông Hồ,” huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh.

"Khi đó, hai bàn tay em nắm chặt tay bạn cùng lớp và chỉ muốn hét lên thật to lời cảm ơn chân thành đến bố mẹ, thày cô, các bạn cùng đồng hành cùng em để hoàn thành dự án," Mai tâm sự.

Dự án “Nghiên cứu, chế tạo hạt nano ZnO giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường tại làng tranh Đông Hồ” được thực hiện với sự tham gia của 6 học sinh Trường Trung học Phổ thông Chuyên Bắc Ninh gồm: Tô Thành Long lớp 11 Vật lý, Trịnh Tuấn Minh lớp 11 Vật lý, Nguyễn Thị Như Mai lớp 11 Anh 1, Phan Đình Trung lớp 11 Anh 1, Nguyễn Vũ Minh lớp 10 Toán 2 và Cao Đức Khánh lớp 10 Vật lý.

Chia sẻ về ý tưởng chọn dự án làm đề tài tham dự cuộc thi, Nguyễn Thị Như Mai cho biết: Sau chuyến đi tham quan làng tranh dân gian Đông Hồ, em cùng nhóm bạn nhận thấy làng nghề đang phải đối diện nguy cơ ô nhiễm nước tại các kênh, rạch. Nguyên nhân chủ yếu là từ phẩm màu của phế liệu thải ra từ nghề sản xuất vàng mã trong thôn; bên cạnh nghề làm tranh, hiện nay làng Đông Hồ còn nghề sản xuất, buôn bán vàng mã rất phát triển. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân.

Khi Mai và các bạn trong nhóm trình bày ý tưởng đã nhận được sự ủng hộ các thày cô tổ Vật lý và tổ Tiếng Anh của nhà trường. Để tìm ra cách xử lý triệt để ô nhiễm môi trường trên, cả 6 thành viên trong nhóm cùng tìm hiểu trên mạng Internet và quyết định sử dụng hạt nano.

Nguyễn Thị Như Mai cho biết cùng với tự tìm tòi, nghiên cứu, những kiến thức vật lý mà các em đã được học và sự giúp đỡ của thầy Trần Văn Kỷ, giáo viên môn Vật lý, Trường Trung học Phổ thông Chuyên Bắc Ninh các em bắt đầu vào quá trình nghiên cứu.

Với việc sử dụng các thiết bị phân tích, đánh giá UV-Vis và TEM (một loại thiết bị dùng trong nghiên cứu vật lý), các em dùng dung dịch muối kim loại có chứa polyol (rượu đa chức) để tạo thành các hạt nano. Khi đó, polyol có tác dụng như một dung môi hoặc chất khử ion kim loại. Sau đó, bằng cách điều khiển động học kết tủa, các em thu được các hạt kim loại, từ đó tạo ra các hạt nano với kích thước và hình dáng như mong muốn.

Khác với các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường truyền thống, thường chôn lấp, không có xử lý, hay phân hủy, các em học sinh Trường Chuyên Bắc Ninh chế tạo hạt nano ZnO và ứng dụng chúng để phân hủy các chất hữu cơ độc hại thành những chất thân thiện hơn với môi trường.

Cùng với sự giúp đỡ của các thầy giáo, các chuyên gia, nhóm của Mai đã thành công trong việc chế tạo hạt nano ZnO có kích thước từ 15 đến 20 nano mét.

Trong phòng thí nghiệm, các em đã chọn hợp chất xanh metylen, một trong những hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy nhất, được chọn làm thuốc thử. Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau 4 giờ chiếu sáng, các hạt nano ZnO đã xử lý được hơn 50% hàm lượng xanh metylen trong dung dịch.

Để chứng minh tính ứng dụng vào thực tiễn cao, Mai và các bạn trong nhóm đã về làng Đông Hồ lấy nước, sử dụng hạt nano xử lý ô nhiễm nước và đã thành công. Kết quả, nguồn nước đã chuyển sang màu trắng trong, qua thí nghiệm không còn ô nhiễm.

Chia sẻ về niềm vinh dự được tham dự trong Cuộc thi, Cao Đức Khánh học sinh lớp 10 Vật lý, Trường Trung học Phổ thông Chuyên Bắc Ninh cho biết: “Tham gia cuộc thi này đã cho chúng em biết thêm nhiều kiến thức mở rộng của môn Hóa học và Vật lý. Đặc biệt, chúng em được trải nghiệm học tập trong phòng thí nghiệm hiện đại với các máy móc, dụng cụ, thiết bị thí nghiệm.”

Ý tưởng nhân văn sử dụng hạt nano dẫn truyền thuốc

Cùng tham dự Cuộc thi Olympic trẻ thế giới (KIYO 4I) 2020 lần thứ 5, học sinh Trường Chuyên Bắc Ninh còn có đề tài “Nghiên cứu, chế tạo Nano Fe203 (sắt III ôxít) ứng dụng trong dẫn truyền thuốc.”

Sáu học sinh: em Nguyễn Thủy Dương lớp 11 Anh 1; Nguyễn Đức Thành lớp 11 Anh 1; Vũ Bắc Giang lớp 11 Vật lý; Đoàn Hoàng Dũng lớp 11 Vật lý; Ngô Minh Nghĩa lớp 12 Vật lý; Hoàng Thái Sơn lớp 12 Tin đã tham gia đề tài.

Nói về việc hình thành ý tưởng, Đoàn Hoàng Dũng chia sẻ: ''Thời gian vừa qua, sau khi chứng kiến bà của em bị ốm, sử dụng nhiều loại thuốc chữa bệnh. Tuy nhiên, do uống nhiều thuốc gây ra nhiều tác dụng phụ, trong khi vẫn bị 'nhờn thuốc'.''

Đứng trước cơ hội tham dự Cuộc thi Khoa học trẻ quốc tế, em đã thảo luận với các bạn trong nhóm tìm hiểu trên mạng và thấy công nghệ dẫn truyền thuốc bằng nano lấy cảm hứng từ hai nhà khoa học Mỹ được Giải thưởng Nobel khi họ dùng các hạt nano có tính chất từ (ví dụ hạt nano sắt), gắn chặt vào phân tử thuốc.

Sau khi bệnh nhân uống thuốc, hệ 2 hạt nano từ tính và phân tử thuốc sẽ cùng nhau theo đường máu đi khắp cơ thể. Sau đó, dùng từ trường để tập trung các hạt nano từ tính tại vị trí chỗ đau. Kết quả là các phân tử thuốc sẽ được tập trung tại một vị trí. Điều này làm cho tác dụng của thuốc tăng lên rất nhiều lần. Ngay sau đó, em đã mạnh dạn trao đổi với thầy Kỷ để hoàn thiện ý tưởng của mình.

Đánh giá về thành tích của các em đoạt giải, thầy Trần Văn Kỷ cho biết: "Sau hơn 3 tháng nghiên cứu, dự án của các em đã thành công trong việc chế tạo hạt nano Fe2O3. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, các hạt Fe2O3 chế tạo được là những hạt nano có kích thước từ 10 đến 15 nano mét, đều có tính chất sắt từ, không độc hại, có khả năng phân tán tốt trong nước trong thời gian ít nhất 2 tuần. Với nghiên cứu này, theo đánh giá của Ban Tổ chức cuộc thi, vật liệu nano Fe2O3 chế tạo rất phù hợp để làm vật liệu dẫn truyền thuốc.''

Trao đổi về ưu điểm của cả hai dự án trên, thầy Kỷ chia sẻ: Các ý tưởng của học sinh trong trường đều xuất phát từ những hoàn cảnh thực tế. Vì vậy, các em đều tâm huyết và thực hiện đến cùng ý tưởng của mình. Khi nhận nhiệm vụ đồng hành với các em, tôi không đặt nặng vấn đề thành tích mà điều quan trọng tôi để các em thoải mái "nuôi dưỡng" ý tưởng của mình. Tôi tham gia vào việc hướng dẫn các em làm sao chế tạo ra các hạt nano để làm mục đích các em nghĩ tới. Sau đó, tạo cho các em khả năng tự tin thuyết trình sản phẩm của mình, giúp các em tự tin, trưởng thành hơn.

Thầy giáo trường THPT Chuyên Bắc Ninh hướng dẫn những học sinh vừa đạt giải cuộc thi Olympic trẻ thế giới làm thí nghiệm Vật lý. (Ảnh: Đinh Văn Nhiều/TTXVN)

Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện, nhóm nghiên cứu gặp không ít khó khăn. Do các công cụ phục vụ thí nghiệm tại nhà trường còn hạn chế, cả thầy và trò phải thường xuyên di chuyển đến phòng thí nghiệm trung tâm quốc gia tại Hà Nội.

“Dẫu vậy, một trong những thế mạnh của các em trong trường là có kinh nghiệm xử lý thực nghiệm, kiến thức nền tốt. Do đó, khi gặp các vấn đề mới, các em rất tự tin nhờ đó các dự án đều nhanh chóng thực hiện thành công,” thầy Trần Văn Kỷ nhấn mạnh.

Nâng cao khả năng phát triển toàn diện cho học sinh

Một trong những nhiệm vụ quan trọng để tham gia cuộc thi khi đề tài đã hoàn thành, 100% các em trong đội thuyết trình bằng tiếng Anh trong khi nhiều em không học ở lớp chuyên Anh.

Cô Ngô Thùy Dung, giáo viên môn tiếng Anh, Trường Trung học Phổ thông Chuyên Bắc Ninh, người trực tiếp hướng dẫn các em thuyết trình cho biết đồng hành cùng các em trong kỳ thi lớn, bản thân tôi bên cạnh áp dụng những nghiệp vụ của mình, tôi nâng cao kiến thức chuyên môn như nghiên cứu sâu vào từ ngữ chuyên ngành vật lý để có bản dịch từ tiếng Việt sang tiếng Anh chuẩn xác. Khi có bản dịch, tôi rèn cho các em học sinh từng âm đơn giản, để ghép thành từng đoạn, luyến láy, nhấn âm chính xác. Từ đó, phân vai cho từng em để có bài thuyết trình xuất sắc.

Để chuẩn bị cho kỳ thi, thầy Nguyễn Văn Bình, Phó Hiệu trưởng Trường Trung học Phổ thông Chuyên Bắc Ninh cho biết nhà trường đã lựa chọn những học sinh có khả năng tiếng Anh tốt, có tố chất khoa học. Vì vậy, cả hai đề tài nói trên đều có tính thực tiễn rất cao.

Thí sinh có vốn tiếng Anh phong phú, khả năng thuyết trình thuần thục cùng kiến thức Vật lý tốt và khả năng lập luận tốt đã hoàn toàn thuyết phục được Ban Giám khảo cuộc thi.

Kết quả, cả hai nhóm đều giành Huy chương Vàng và một giải đặc biệt cho cuộc thi ý tưởng xuất sắc. Dự án “Nghiên cứu, chế tạo hạt nano ZnO giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường tại làng tranh Đông Hồ” được Ban Giám khảo đánh giá rất cao bởi các em không chỉ tập trung vào nghiên cứu khoa học mà đã nhìn nhận vấn đề môi trường, từ đó có ý thức bảo vệ môi trường và tìm ra hướng giải quyết. Đây được xem là thành tích mở màn năm học 2020-2021, thành tích nổi bật về giáo dục nghiên cứu khoa học của ngành nói chung và nhà trường nói riêng.

Theo thầy Bình, trong thời gian tới, nhà trường sẽ tiếp tục có các hình thức khuyến khích học sinh tham gia các kỳ thi nghiên cứu khoa học. Theo đó, nhà trường thường xuyên tổ chức các câu lạc bộ, cuộc thi về nghiên cứu khoa học, khoa học kỹ thuật để rèn luyện kỹ năng cho học sinh. Đặc biệt, nhà trường phối hợp với các chuyên gia về các lĩnh vực khoa học khơi dậy tiềm năng, bồi dưỡng khả năng nghiên cứu cho các em học sinh.

Cuộc thi Olympic trẻ thế giới (KIYO 4I) 2020 lần thứ 5 được tổ chức tại Hàn Quốc từ ngày 5-12/10 vừa qua theo hình thức trực tuyến.

Tham dự cuộc thi năm nay có 20 quốc gia với hơn 1.000 học sinh. Tại Việt Nam, cuộc thi được tổ chức trực tuyến tại Hội Vật lý Việt Nam, quận Ba Đình, Hà Nội. Đoàn Việt Nam đạt được một giải đặc biệt, 4 Huy chương Vàng, 4 Huy chương Bạc, 4 Huy chương Đồng và một dự án đạt giải thưởng ý tưởng xuất sắc./.

Thanh Thương (TTXVN/Vietnam+)