| Trong chương trình giáo dục thực hành tại Maya, mỗi năm học, học sinh THCS được trực tiếp tham gia vận hành 01 dự án học tập thực tế hướng đến các mục tiêu phát triển bền vững. Theo đó, học sinh được tự do lựa chọn 1 trong 7 xưởng thực hành đại diện cho các nhóm ngành trọng điểm để giải quyết 1 vấn đề kinh tế, xã hội cụ thể.
Việc tự xây dựng và vận hành một dự án thực tế giúp các bạn học sinh phát triển toàn diện các kiến thức và kỹ năng nằm trong bộ 16 Kỹ năng Thế Kỷ 21 theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới. |
THÔNG TIN CHUNG
Trong năm học 2023 – 2024, dự án học tập thực tế của học sinh THCS Maya tại Xưởng tự động hóa Mira là “The Power Changer – Nghiên cứu, ứng dụng, lắp đặt hệ thống điện mặt trời”. Nội dung của dự án xoay quanh việc gia tăng sử dụng năng lượng tái tạo trong phạm vi trường Maya nói riêng và mở rộng ra khu vực Thạch Thất nói chung. Theo đó, các bạn sẽ nghiên cứu để tạo ra một bộ nguồn sử dụng năng lượng mặt trời để giảm sự phụ thuộc vào điện lưới.
Mục tiêu mà dự án “The Power Changer – Nghiên cứu, ứng dụng, lắp đặt hệ thống điện mặt trời” hướng đến bao gồm:
- Mục tiêu phát triển bền vững: Dự án hướng tới mục tiêu số 7 – Sử dụng năng lượng sạch với giá thành hợp lý và mục tiêu số 13 – Hành động về khí hậu nằm trong 17 Mục tiêu Phát triển Bền vững do Liên Hợp Quốc khởi xướng.
- Mục tiêu giáo dục: Dự án hướng đến đào tạo (1) bộ kỹ năng bao gồm quản lý dự án, xác định và giải quyết vấn đề, quản lý thời gian, xây dựng Timeline, quản lý tài chính, đội nhóm; và (2) nhóm kỹ năng chuyên ngành của riêng lĩnh vực Khoa học Kỹ thuật như điện, điện tử, thao tác chế tạo, lắp ráp trong lĩnh vực điện và điện tử.
Thành viên nhóm dự án bao gồm các bạn học sinh từ lớp 6 đến lớp 9:
- Kiều Cảnh Phong – Học sinh lớp 6
- Phan Nam Anh – Học sinh lớp 6
- Bạch Nguyên Khang – Học sinh lớp 7
- Trần Quốc Thịnh – Học sinh lớp 7
- Lê Anh Phong – Học sinh lớp 7
- Đặng Nguyễn Lâm Tùng – Học sinh lớp 8
- Phạm Việt Long – Học sinh lớp 9
- Nguyễn Minh Quang – Học sinh lớp 9
Với sự đồng hành của thầy và cô giáo:
- Thầy Đỗ Minh Đức – Chuyên gia về Tự động hóa
- Cô Nguyễn Thị Diệu Linh – Admin Xưởng Mộc & Tự động hóa Mira
TIẾN TRÌNH DỰ ÁN
Thông thường, các dự án học tập thực tế của các xưởng thực hành tại Maya đi theo tiến trình các giai đoạn:
- Xác định và phân tích vấn đề
- Thiết kế và lập kế hoạch
- Thực hiện
- Đánh giá
Tuy nhiên, do đặc thù của Xưởng Tự động hóa Mira, trước khi bước vào quy trình 4 giai đoạn trên, học sinh được trải qua bước đầu tiên – Chuẩn bị kiến thức.
Chuẩn bị kiến thức
Để các bạn học sinh được trang bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng ban đầu cần thiết để vận hành dự án một cách thuận lợi, xưởng Tự động hóa Mira thiết kế một giai đoạn riêng, trong đó cung cấp cho các bạn nền tảng liên quan đến chế tạo điện, điện tử, khái niệm về phát triển bền vững, năng lượng tái tạo và quản lý dự án.
 |
 |
Mặt khác, khi đến với dự án, học sinh của Xưởng Tự động hóa Mira có độ tuổi trải đều từ lớp 6 đến lớp 9 với nhiều trình độ và năng lực khác nhau. Có bạn đã từng tham gia dự án và thành thạo về lập trình nhưng có những bạn còn chưa được học về mạch điện. Vì vậy, việc gắn kết và phối hợp làm việc với nhau cũng là một thử thách mà các bạn phải đối mặt. Giai đoạn này cũng giúp nhóm dự án làm quen, hiểu nhau và xác định được cách thức làm việc phù hợp nhất, để từ đó vận hành các bước tiếp theo trơn tru.
Giai đoạn chuẩn bị kiến thức kéo dài trong 1,5 tháng với các hoạt động học và thực hành kiến thức, luyện kỹ năng với sự hỗ trợ của thầy cô chuyên gia.
Xác định và phân tích vấn đề
Tại Maya, khi thực hành dự án thực tế tại các xưởng, thay vì được đưa sẵn một đề bài cụ thể, học sinh phải chủ động quan sát và nghiên cứu môi trường xung quanh và tự đặt ra những câu hỏi:
- Địa phương đang gặp vấn đề gì?
- Nhóm dự án có thể tác động để giải quyết vấn đề không?
- Giải quyết như thế nào?
Trong những ngày đầu tiên của dự án tại Xưởng, nhóm tổ chức nhiều buổi thảo luận để các thành viên đưa ra ý tưởng. Thời điểm ấy, những ý kiến được đưa ra vẫn còn sơ khai và chung chung như: “Môi trường đang bị ô nhiễm”, “Sử dụng năng lượng để sinh hoạt và sản xuất là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tác động xấu đến môi trường”.
Sau khi được hướng dẫn về các kỹ thuật như Brainstorm, Sáu chiếc mũ tư duy, Bộ câu hỏi “5 WH Questions” cùng với sử dụng một số công cụ nghiên cứu và phân tích như Cây vấn đề, Cây viễn cảnh,…; nhóm đã đào sâu hơn vào hiện trạng tại địa phương, bóc tách từng lớp của vấn đề để tìm ra hướng đi phù hợp cho dự án.
Theo đó, các bạn học sinh bắt đầu quan sát tình hình sử dụng điện tại Thạch Thất. Một vấn đề nổi cộm tại đây là vào mùa hè, nhiều gia đình phải chịu cảnh mất điện. Điều này không phải do sự cố, mà được xác định là vì thiếu điện cục bộ ở một số khu vực.
Bắt đầu từ từ khóa “Thiếu điện cục bộ”, nhóm dự án tiến hành nghiên cứu thông tin trên mạng, áp dụng kiến thức mà các bạn đã được học trong môn Nghiên cứu thị trường đầu năm, để tổng hợp các nguyên nhân dẫn đến thiếu điện bao gồm:
- Sản xuất điện không đủ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng
- Cung ứng điện không hiệu quả
Từ đó, nhóm dự án thảo luận để trả lời câu hỏi:
Với năng lực và tài nguyên của xưởng, dự án có thể tác động để giải quyết mặt nào của vấn đề?
Theo phân tích của nhóm, vì mang đặc thù là một xưởng sản xuất, dự án khó có thể tác động vào nguồn cung điện lưới và cũng không thể giảm lượng điện tiêu thụ trong trường và trong địa phương. Vì vậy, giải pháp được các bạn đưa ra là bổ sung lượng điện từ năng lượng tái tạo, từ đó có thể hạn chế sử dụng điện lưới.
Mặt khác, trong quá trình tìm kiếm thông tin, nhóm học sinh cũng nhận thấy sản xuất điện có thể gây phát thải lớn cho môi trường, trong khi điện sử dụng năng lượng tái tạo lại không phổ biến. Vì thế, nhóm ấp ủ về một dự án có thể thay đổi cách sử dụng năng lượng tái tạo trong phạm vi trường Maya, để từ đó đóng góp vào công cuộc chuyển dịch năng lượng từ nguyên liệu hóa thạch thành nguyên liệu tái tạo.
Ở giai đoạn này, khó khăn lớn nhất mà các bạn học sinh gặp phải nằm ở khả năng tư duy tổng quát. Các bạn thường vấp phải những lối mòn suy nghĩ và loay hoay trong việc tìm một hướng đi cho mình.
Để giải quyết điều này, các thầy cô giáo đã hỗ trợ bằng cách hướng dẫn các bạn về bộ công cụ tư duy. Từ đó, nhóm hình thành thói quen liệt kê tất cả những hướng giải quyết có thể, sau đó mới phân tích để thấy hành động nào tác động đến yếu tố gì và tạo ra kết quả như thế nào. Dần dần, các bạn hình thành tư duy tổng quát và phát triển góc nhìn đa chiều đối với các vấn đề trong đời sống.
Lập kế hoạch
Sau khi đã xác định được vấn đề và hướng đi cho dự án, nhóm học sinh chuyển sang giai đoạn lên kế hoạch chuẩn bị, để hiện thực hóa những ý tưởng mà nhóm ấp ủ.
Đầu tiên, nhóm lên kế hoạch khảo sát hiện trạng tại trường Maya và nhận thấy trường đang sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời tại một số khu vực như hệ thống đèn dọc các lối đi, hành lang…
Điều này chứng tỏ nhà trường có quan tâm tới năng lượng xanh và vấn đề bảo vệ môi trường. Đây là cơ hội tiềm năng để nhóm có thể triển khai và giới thiệu sản phẩm của dự án.
Tuy nhiên, điều này mới chỉ dừng lại ở phỏng đoán của các bạn mà chưa có sự kiểm chứng. Sau khi thảo luận, nhóm quyết định phỏng vấn đại diện Ban Giám hiệu trường Maya – cô Phạm Hoài Thu, để thu thập được những thông tin cần thiết.
Với ý định đó, các bạn đã chủ động đặt lịch hẹn phỏng vấn với cô Thu . Trước buổi phỏng vấn, nhóm cùng nhau chuẩn bị bảng hỏi, kịch bản phỏng vấn, phân công công việc và xác định rõ ràng các mục tiêu chính:
- Hiểu tình hình sử dụng điện và những vấn đề trong sử dụng điện tại trường Maya
- Thảo luận về nhu cầu của trường Maya về bộ nguồn sử dụng Năng lượng tái tạo mà nhóm đang nghiên cứu
- Đề xuất vị trí lắp đặt và sử dụng bộ nguồn đó
 |
 |
 |
 |
Dựa vào những thông tin thu được sau buổi phỏng vấn, nhóm quay trở về làm việc cùng chuyên gia để tính toán, lên phương án triển khai phù hợp với nhu cầu của nhà trường, đưa ra thiết kế cho các gói giải pháp, bên cạnh phương án thực thi chung cho từng gói.
Thực hiện
Mô hình thực hành lần 1
Với những kiến thức và kỹ năng được học từ giai đoạn đầu của kỳ I, nhóm dự án bắt tay vào thiết kế và xây dựng hệ thống mô hình thực hành với công suất nhỏ 300W để thử nghiệm hoạt động.
Sau khi nghiên cứu, chạy thử và điều chỉnh, hệ thống đã có thể vận hành. Mặc dù đây chỉ là hệ thống thử nghiệm nhưng cũng là thành quả bước đầu minh chứng cho tính khả thi của dự án.
Tính toán hệ thống và thiết kế kết cấu
Bước sang học kỳ II, nhóm học sinh bắt đầu thực hiện các bước tính toán cho hệ thống thật của mình. Các bạn tìm hiểu và quan sát điều kiện thời tiết tại Thạch Thất, nghiên cứu nhu cầu sử dụng điện tại xưởng, đặc tính của máy móc và các thiết bị điện để lên kế hoạch cho hệ thống năng lượng mặt trời của mình, như số lượng tấm pin mặt trời, công suất của inverter,…
Song song với đó, nhóm cũng tiến hành làm mẫu thử 2 với công suất lớn hơn. Giai đoạn này, nhóm xin được các tấm năng lượng mặt trời từ xưởng Mira. Nhờ những kinh nghiệm tích luỹ từ mẫu thử 1, các bạn đã có thể tự đấu điện, rồi chạy thử thiết bị để kiểm tra vận hành.
Đây cũng là lúc nhóm dự án đối mặt với các vấn đề khiến hệ thống chưa hoạt động được như kỳ vọng. Sau khi cùng nhau nghiên cứu, tham khảo ý kiến từ thầy cô trong xưởng, các bạn đã tự dò lại từng mối nối, kiểm tra lại chuỗi dữ liệu, đo đạc,… Giai đoạn này đã giúp nhóm thành thạo hơn trong việc phát hiện, đánh giá và xử lý lỗi như đấu nối sai, đặt vị trí, đo đạc sai,…
 |
 |
Sau khi hoàn thành, hệ thống đã thành công khai thác được ánh sáng mặt trời, lưu trữ vào trong ắc quy và chạy được điện cho một số bóng đèn và thiết bị làm mát trong xưởng. Với kết quả nhìn thấy rõ ràng, nhóm dự án đã tự tin chuyển sang giai đoạn tiếp theo: xin gọi vốn để lắp đặt hệ thống điện mặt trời hoàn chỉnh.
Chuẩn bị kế hoạch lắp đặt và gọi vốn cho sản phẩm cuối
Vì dự án hoạt động dưới quy mô nhỏ của một xưởng sản xuất – thực hành, để có đủ chi phí vận hành, các bạn học sinh lên kế hoạch tổ chức một buổi gọi vốn trước đại diện BGH trường Maya. Trong quá trình chuẩn bị, nhóm dự án đang xây dựng các nội dung:
- Hồ sơ giới thiệu sản phẩm với nội dung chi tiết về dự án, mục đích, kế hoạch hoạt động, lợi ích mà dự án mang đến cho nhà đầu tư,…
- Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời mà nhóm đã nghiên cứu
- Kế hoạch tài chính cho dự án và các gói đầu tư
- Kịch bản thuyết trình và phản biện các câu hỏi từ nhà đầu tư
Theo đó, hệ thống điện mặt trời mà nhóm dự án Mira kêu gọi đầu tư sẽ có công suất đủ để phục vụ lượng điện tiêu thụ trên toàn bộ khu vực xưởng Mira, bao gồm đèn chiếu sáng, hệ thống làm mát, làm ấm, camera an ninh, máy móc kỹ thuật,…
Nhóm cũng đã tính toán đến trường hợp dự phòng do yếu tố thời tiết hoặc sự cố, hệ thống có thể chuyển lại về điện lưới bất cứ khi nào cần thiết.
Đặc biệt, để đại diện BGH trường Maya hình dung rõ về những lợi ích mà hệ thống điện mặt trời “made by Mira” mang lại, nhóm dự án đã tiến hành nghiên cứu để đưa ra được các con số cụ thể về lượng năng lượng mà hệ thống giúp nhà trường tiết kiệm, và tác động về môi trường của việc chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời. Theo đó, dựa trên tiêu chuẩn quốc tế TOE, nhóm tiến hành quy đổi từ số điện sang lượng phát thải CO2, rồi dùng đó làm chỉ số trung gian để tính ra các con số xoay quanh tác động môi trường. Kết quả thu được như sau:
- Hệ thống giúp trường Maya giảm đến 900 số điện/tháng
- Hệ thống giúp trường Maya tiết kiệm đến 2 triệu đồng/tháng
- Giảm trung bình 6,3 tấn phát thải CO2 1 năm
- Giảm tới 3,8 tấn than cần đốt để tạo ra điện 1 năm
Kế hoạch và phần trình bày của nhóm học sinh Mira đã thuyết phục được BGH trường Maya đầu tư để nhóm có thể triển khai giai đoạn cuối cùng của dự án và thật sự đưa hệ thống vào hoạt động.
Cũng trong giai đoạn này, khi tiến hành khảo giá với các đơn vị cung cấp để tối ưu về chi phí, nhóm đã có cơ hội trò chuyện cùng đại diện công ty Poso Vietnam. Ấn tượng bởi sự chủ động và những thành quả bước đầu mà nhóm dự án đã làm được, chú đại diện công ty Poso đã quyết định tài trợ 17 tấm năng lượng mặt trời với giá trị tương đương gần 20 triệu đồng để các bạn có thể tiếp tục phát triển dự án thuận lợi và sử dụng trong các công việc sau này.
Lắp đặt sản phẩm cuối và kế hoạch mở rộng dự án
Sau khi nhận được vốn và nguyên liệu từ các nhà đầu tư, nhóm dự án nhanh chóng tiến hành đặt các vật tư khác và tăng ca để lắp đặt cho kịp tiến độ của dự án. Quá trình thi công lắp đặt kéo dài trong khoảng 1 tuần.
Bên cạnh đó, khi đã tự tin với hệ năng lượng mặt trời cơ bản, nhóm vẫn liên tục nghiên cứu các giải pháp chuyên sâu để nâng cao mức độ hiện đại và quy mô của hệ thống. Các bạn chia thành các nhóm hoạt động bao gồm:
- Nhóm IOT: nghiên cứu giải pháp điều khiển từ xa
- Nhóm Tracker: nghiên cứu hệ chuyển động để tấm pin có thể xoay theo hướng mặt trời
Những nghiên cứu này đòi hỏi kiến thức chuyên sâu hơn về cơ khí – kỹ thuật.
Sau thời gian nghiên cứu, các nhóm đã xây dựng được mô hình của hệ IOT và Tracker. Đây là tiền đề để dự án có thể mở rộng sau này..
Hệ thống đi vào hoạt động
Để kịp hoàn thành hệ thống điện mặt trời, các bạn học sinh phải tranh thủ tăng ca vào các cuối tuần và thời gian trống ngoài giờ học trên lớp.
Với công suất thu hoạch điện dự kiến là 900 kW/tháng, vào giữa tháng 5/2024, các bạn đã chính thức nối hệ thống vào Xưởng Mộc và Tự động hóa Mira và lắp đồng hồ để đo công suất thực tế. Hiện tại, hệ thống đã chạy thành công, đủ cung cấp cho các thiết bị điện tại Xưởng Tự động hoá Mira.
Trong năm học tới, khi Xưởng Tự động hoá Mira mới hoàn thành thi công, nhóm sẽ chuyển hệ thống này sang Xưởng mới để tiếp tục cung cấp điện và phục vụ các hoạt động học tập & thực hành dự án sau này.
Tại Triển Lãm Phát Triển Bền Vững “Những Dấu Chân Nhỏ” – Mùa 3 diễn ra vào cuối năm học, các thành viên trong dự án đã trưng bày mô hình về hệ năng lượng mặt trời mà mình đã nghiên cứu và xây dựng trong suốt 1 năm học qua, và trực tiếp giới thiệu với khách tham quan về hành trình thực hiện, sản phẩm, nguyên lý và giải đáp các câu hỏi xung quanh hệ thống của mình.
Dự án của những “kỹ sư trẻ”
Theo chia sẻ của thầy Đức – Chuyên gia hướng dẫn Tự động hóa tại Xưởng Mira, các bạn học sinh đăng ký làm dự án tại Mira mặc dù đến từ những lứa tuổi và sở hữu năng lực khác nhau, nhưng đều mang trong mình niềm yêu thích và quan tâm với lĩnh vực khoa học kỹ thuật. Điểm hấp dẫn các bạn nhất trong bộ môn Tự động hóa là cơ hội được tiếp xúc và thực hành trực tiếp với các công cụ, máy móc điện tử. Nhờ đặc thù của ngành, những kết quả thường khá rõ để nhận thấy, tạo cho các bạn niềm hứng thú và say mê với những “tác phẩm” và tác động mà mình tạo ra.
Tuy nhiên, ngành kỹ thuật nói chung và công việc vận hành một dự án về kỹ thuật nói riêng không phải một thử thách đơn giản đối với các bạn học sinh cấp 2. Khó khăn đầu tiên đến từ việc còn thiếu những kiến thức và phương pháp tư duy logic, hướng đến giải quyết vấn đề cụ thể mà dễ đi vào những lối mòn quen thuộc trong suy nghĩ. Điều này đã và đang được cải thiện đáng kể dưới sự hỗ trợ của thầy cô chuyên gia – những người đóng vai trò cung cấp kiến thức và các công cụ tư duy, thay vì can thiệp quá sâu vào các quyết định và cách nhóm thực hiện dự án. Thành quả bước đầu là nhóm đã biết nghiên cứu, phân tích vấn đề một cách bài bản và chủ động tìm kiếm giải pháp về năng lượng tái tạo.
 |
 |
Việc vận hành dự án cũng cho học sinh bài học về sự thích ứng, bởi xuyên suốt quá trình này, học sinh phải đối mặt với rất nhiều yếu tố khó kiểm soát như các vấn đề về giải pháp chưa tối ưu, lỗi vận hành, khả năng xin đầu tư, ngân sách không phù hợp,… Dù đã xây dựng kế hoạch cụ thể, những tình huống bất ngờ luôn có thể xuất hiện và cản trở dự án. Để xoay xở được trong những tình huống này, học sinh đã và đang học được cách quản lý rủi ro và linh hoạt đối phó với những khả năng có thể xảy ra. Ví dụ, trong giai đoạn giới thiệu sản phẩm sắp tới, nhóm phải dự trù những tình huống về mức đầu tư của nhà trường cũng như phương án vận hành với mức đầu tư đó.
Chia sẻ về điều tự hào nhất về nhóm học sinh dự án “Hệ thống điện mặt trời tại trường Maya – The Power Changer”, thầy Đức ấn tượng về tinh thần “tự tay làm hết” mà các bạn luôn nỗ lực thể hiện. Xuyên suốt quá trình dự án diễn ra, thầy cô giáo chỉ đóng vai trò hỗ trợ khi các bạn gặp phải khó khăn liên quan trực tiếp đến kiến thức và kỹ năng vượt quá tầm hiểu biết thông thường. Trong phần lớn dự án, học sinh đều tự giác giao việc, phối hợp và đưa ra quyết định. Cũng chính nhờ những hoạt động thực tế này, các bạn đã có sự trưởng thành rõ rệt. Nếu như ở giai đoạn đầu dự án, các bạn chưa biết cách làm việc và mất đến hàng tuần để phản hồi mỗi nhiệm vụ; thì hiện tại, khi đã đi được nửa chặng đường, nhóm đã tự giác và chủ động hành động mà không cần nhắc nhở. Một ví dụ là sau các cuộc họp, các bạn học sinh đã biết tự tổng hợp thông tin rất nhanh và gửi cho toàn bộ thành viên trong nhóm ngay trong ngày.
Một kỷ niệm khác mà thầy Đức ấn tượng trong quá trình làm dự án với các bạn lại liên quan đến cách điều phối và xử lý khủng hoảng. Trong một lần thuyết trình, nhóm xảy ra cuộc tranh cãi gay gắt giữa các thành viên vì vấn đề phân công công việc. Bạn học sinh chịu trách nhiệm điều phối nhân sự đã bình tĩnh nhắc nhở nhóm về nguyên tắc tôn trọng lẫn nhau và tinh thần phối hợp để giải quyết công việc, và kết quả là nhóm đã thống nhất được với nhau phương án và hoàn thành bài thuyết trình suôn sẻ mà không cần thầy giáo phải can thiệp.
——-
TRƯỜNG LIÊN CẤP SONG NGỮ MAYA
Xem thêm hoạt động học tập của học sinh Maya tại: https://www.facebook.com/maya.school
Chuyến tham quan thực tế ảo: https://maya.edu.vn/vrtour
Tư vấn tuyển sinh: 0971508228
Làng Maya – Thôn Đồng Dâu, Tiến Xuân, Thạch Thất, Hà Nội