Nghiên cứu khoa học của học sinh trung học tại Đức ​

.

Từ ngày 3-7/9/2018 tại Uni Erlangen đã tổ chức cuộc thi học sinh nghiên cứu khoa học “Schülerforschung Camp” dành cho các em học sinh Gymnasium cũng như sinh viên của các trường kỹ thuật.

Với khẩu hiệu "Thích và thú vị trong nghiên cứu và sáng tạo khoa học" (Lust und Spaß am Forschen und Tüfteln) mùa xuân năm 2009 Trường đại học tổng hợp Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg thuộc tiểu bang Bayern đã thành lập trung tâm nghiên cứu dành cho học sinh và sinh viên yêu thích các môn học tự nhiên và kỹ thuật có tên là Das Erlanger Schülerforschungszentrum (ESFZ).

Người khởi xướng và thành lập trung tâm nghiên cứu này là Giáo sư, Tiến sỹ Gisela Anton, Tiến sỹ Angela Fösel và Tiến sỹ Jürgen.

Năm 2011, những đề tài nghiên cứu khoa học của các em học sinh ở đây là 1 trong 7 đề tài được chọn trong 60 đề tài tốt nhất cả nước tại cuộc thi “Nhà trường nghiên cứu khoa học” (Schule trifft Wissenschaft) do quỹ Robert Bosch Stiftung tài trợ.

Nội dung của dự án (Konzeptsnhalt)

ESFZ này khác với nhiều Förderinitiativen là cho các em tham gia thoải mái sáng tạo và giải quyết các vấn đề liên quan đến sáng kiến của mình một cách độc lập.

Thi học sinh giỏi Vật lý toàn nước Đức và triển vọng một học sinh gốc Việt

ESFZ chỉ cung cấp cho các em phương tiện để thực hiện sáng kiến của mình như phòng thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm và các phương pháp nghiên cứu cũng như ủng hộ các em có động cơ để thúc đẩy thực hiện sự sáng tạo của mình.

Cũng qua hoạt động này mà rất nhiều em đã mang sáng kiến của mình tới các cuộc thi sáng tạo như “Jugend forsch”.

ESFZ này được trang bị 7 phòng thí nghiệm trong đó có một phòng tối (dunkelraum), một phòng với các bàn giảm xóc (Schwingungsgedämpften Tischen), một phòng chống phóng xạ và chống tia hồng ngoại (Strahlenschutz und Laserschutzbestimmung).

Trong mỗi phòng thí nghiệm đều có một hệ thống máy tính, hệ thống đo đạc và phân tích kết quả (Computer und computer Assistet Sicience System zur Messwerterfassungssystem) và một thư viện nhỏ để các em có thể tra cứu khi cần thiết.

Ngoài ra, còn có hai kho đựng đồ dùng thí nghiệm và một xưởng nhỏ có trang bị đầy đủ máy móc, thiết bị cần thiết cho các em dùng cho quá trình nghiên cứu.  

Triển vọng và những đặc biệt của chương trình ESFZ (Besondere Aspekte des Konzept ESFZ)

ESFZ nhằm đánh thức và khuyến khích các em học sinh hứng thú học các môn học như Vật lý và Kỹ thuật.

Trung tâm cho phép các em thoả sức thử và sáng tạo theo ý của mình.

Qua quá trình tập dượt như vậy các em sẽ làm tốt hơn cho các sáng tạo về sau.

Những đề tài của các em qua đó mà phát triển thành công sẽ là chìa khoá quan trọng giúp cho các em không ngừng sáng tạo và nghiên cứu.

Đồng thời, giúp các em sẽ tiếp tục hứng khởi và nghiên cứu sâu phục vụ công việc khi trưởng thành.

Khó khăn của dự án ESFZ (Risiken des Konzepts)

Những đề tài mà các em thực hiện không thành công có thể làm cho các em thất vọng và dẫn đến thất bại. Khi đó các em thấy rằng, nghiên cứu sáng tạo chẳng có gì thú vị nữa cả.

Như vậy, thất bại từ những lần tập dượt như vậy sẽ giết chết ý tưởng sáng tạo của các em.

ESFZ tổ chức 1 năm một lần vào tháng 9 dành cho các em học sinh từ lớp 10 và sinh viên các ngành khoa học tự nhiên ít nhất là 16 tuổi.

Đại học tổng hợp Kỹ thuật Dresden, nơi đào tạo những tiến sĩ, kỹ sư của Việt Nam

Cứ mỗi năm khoảng 28 đến nhiều nhất là 32 em thuộc các trường Gymnasium, các trường đại học kỹ thuật trong cả nước cũng như các em học sinh đến từ Schweiz, Österei.

Để được mời tới chương trình “Schülerforschung Camp” các em cần có các điều kiện như sau:

1. Là học sinh các trường Gymnasium (ít nhất là lớp 10) hoặc sinh viên các trường đại học kỹ thuật trong cả nước.

2. Đã từng tham gia các cuộc thi học sinh giỏi hoặc các cuộc thi sáng tạo như MathematikLandeswettbewerb, Bundeswettbewerb, Bundesweiter Pysikwettbewerb, Robotickwettbewerb, Jugend Forscht.

3. Được thầy giáo trong trường giới thiệu.

4. Tự nghĩ cho mình đề tài nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu có thể gửi (chậm so với Bewerbungsunterlage) nhưng phải gửi đến ESFZ trung tâm ít nhất một tuần trước khi đến tham gia.

Trong phần tóm tắt đề tài mình định thực hiện ghi rõ cần những đồ dùng, dụng cụ và máy móc gì cần phải có trong quá trình thực hiện ý tưởng để trung tâm chuẩn bị sẵn cho các em khi đến.

5. Đối với các em chưa đủ 18 tuổi thì phải được phụ huynh đồng ý ký tên vào (Einverständniserklärung).

Tất cả hồ sơ của các em gửi về ESFZ muộn nhất là vào 17/7, tức khoảng một tháng rưỡi trước khi cuộc thi diễn ra.

ESFZ sẽ kiểm tra hồ sơ của các em và tìm ra khoảng 30 em tham gia.

Em nào được mời sẽ được gửi giấy mời đến trước khoảng tháng rưỡi. Thường thì muộn nhất vào đầu tháng 8 hàng năm.

Thời gian biểu của các em trong 1 tuần như sau: thời gian làm việc từ 9 giờ sáng đến 19 giờ tối.

Sáng ra ăn sáng trong khách sạn. Sau đó, vào phòng thí nghiệm để thực hiện Projekt của mình. Buổi trưa ăn trong Mensa của Uni Erlangen. Buổi tối các em được đi ăn ở nhà hàng trong thành phố.

Mỗi hôm một nhà hàng khác nhau. Hôm nhà hàng Italy, hôm nhà hàng Đức, Tây Ban Nha, hôm nhà hàng China. Mọi chi phí ăn ở đi lại do ESFZ tài trợ hết.

Các em có thể làm Projekt một mình “einsamer Wölfe” hoặc theo nhóm nhiều nhất là 4 em.

Trong quá trình thực hiện Projekt của mình nếu cần sự ủng hộ thì các giáo sư hoặc các nhà nghiên cứu trong Uni sẽ có mặt để giúp đỡ.

Trong vòng một tuần nếu em nào không đủ thời gian thực hiện dự án của mình thì có thể kéo dài đến năm sau lại đến không sao hết.

Các em học sinh cùng nhau tham gia ESFZ (Ảnh: tác giả cung cấp).

Trong đợt Schülerforschung Camp năm nay tổ chức từ 3-7/9/2018 ở ESFZ Uni Erlangen có khoảng 30 em được mời tham gia.

Trong số đó có 3 em đến từ Österreich và một em học sinh Việt Nam là Phạm Nam học sinh lớp 10 (bây giờ vừa bước sang lớp 11 đến từ Deutschhaus Gymnasium thành phố Würzburg) với đề tài “Xây dựng hệ thống thu và phối âm thanh trong phòng thu nhạc”.

Ý tưởng này được xuất phát như sau:

Nam có cô em gái là Thanh Mai, 14 tuổi cùng học lớp 10, hiện đã vào lớp 11 Trường chuyên DHG.

Mai nổi tiếng là học sinh giỏi về toán học. Mai không những học giỏi tất cả các môn mà Mai còn có rất nhiều năng khiếu bẩm sinh.

Mai không những viết truyện, vẽ rất đẹp, hát rất hay, đàn giỏi, Mai còn sáng tác bài hát và viết nhạc.

Năm nay bài hát mà Mai và bạn cùng lớp Alexander 16 tuổi sáng tác lời hát và viết nốt nhạc “Everyday life” là một trong 5 đề tài được chọn trong số 72 đề tài của chương trình khuyến khích năng khiếu (Begaförderungsveranstaltung) thành phố Würzburg được chọn biểu diễn trong Fräsentationsabend ngày 28/06/2018.

Bài hát này mô tả lại đời sống thường ngày của tỷ tỷ học sinh trên cả thế giới và được giới chuyên môn đánh giá rất cao.

Từ đây Nam và Mai có ý tưởng là hai em sẽ tự xây dựng một kênh ca nhạc (Musikkanal) trước hết là để giải trí (Spaß machen) trong dịp hè và sau đó cũng có thể sẽ tự kiếm tiền được.

Được sự ủng hộ của bố mẹ, Nam và Mai tự mua dụng cụ như thiết bị thu âm mini, microfon, Sofware. Sau đó hai anh em tự đàn, hát, chỉnh sửa và thu âm lại.

Tuy đã có hệ thống âm ly trong phòng khách nhưng Nam muốn tự làm cho mình một cái riêng mà không phải mất tiền.

Bởi thu âm một bản nhạc có hay hay không phụ thuộc vào chất lượng của loa phóng, trộn âm thanh có đủ cường độ, cao độ, trường độ và âm sắc.

Thiết bị này sẽ nối cùng vào máy thu âm. Vì bộ âm ly trong phòng khách ở xa đàn piano và rất cồng kềnh phải nối dây nên Nam cần một cái nhỏ mini để dễ nối với nhau.

Đó là ý tưởng mà tại sao Nam lại đến với đề tài trong đợt “học sinh nghiên cứu khoa học” (Schülerforschung Camp) năm nay.

Thông thường âm ly hoạt động dựa trên nguyên tắc kỹ thuật điện cơ. Nó gồm một cuộn dây đặt trong một từ trường mạnh của nam châm. Khi có dòng điện âm tần chạy qua, cuộn dây sẽ dao động.

Do cuộn dây được nối với màng loa nên các dao động này được truyền ra không khí, tác động vào người nghe.

Tự hào về thành tích của học sinh gốc Việt ở Đức năm 2017

Bộ phận quan trọng nhất của thiết bị gọi là màng loa nơi âm thanh được phát ra để đến với tai người nghe. Tuỳ từng loại âm ly khác nhau mà nguyên lý làm màng rung là khác nhau.

Bởi âm thanh có dải tần thấp, tần cao và tần trung. Như vậy, để có thể truyền tải âm thanh ở đủ mọi dải tần nghe được, một bộ loa cần sử dụng nhiều loa với đường kính và cấu tạo khác:

Loa trầm (Bass có tần số ít nhất là 20HZ đến cao nhất là 500HZ), loa trung (Mid có tần số ít nhất là 500 HZ đến cao nhất là 6kHZ) và loa phát tần số cao (Tredlecó tần số tới 40kHZ). Tần số ít nhất là 6kHz thì âm thanh mới nghe được ổn.

Vì hệ thống âm ly của bố mẹ trong phòng khách bao gồm rất nhiều loa nhỏ nối lại với nhau nên sẽ rất cồng kềnh và không pha trộn âm thanh được nên Nam muốn tự làm một cái âm ly nén nhỏ gọn dùng cho một vùng rộng hẹp, nhỏ lớn nhất định cái này gọi là “Audio Interface für Homestudio”.

Hệ thống thu và trộn âm thanh này có hệ thống cộng hưởng âm thanh qua 3 lần trước khi phát ra ngoài.

Tại vị trí màng rung được thiết kế buồng khép kín không có lối thoát hơi ra ngoài như vậy nó sẽ dùng thích hợp trong nhà nhỏ, phòng kín.

Vì nó có cấu tạo nhỏ gọn làm cho âm thanh trở nên sắc hơn, chi tiết hơn. Hệ thống thu trộn âm thanh này có bán trên thị trường rất nhiều nhưng Nam muốn tự lắp đặt nó không mất tiền.

Sau một tuần nghiên cứu và làm thử như vậy các dự án của các em sẽ được trung tâm đánh giá.

Những nghiên cứu thành công sẽ được giới thiệu đến các chương trình nghiên cứu cao và xa hơn để phát triển tiếp ví dụ để các em tham gia các cuộc thi như Physik Exciting, IPT (Internaltional Physicists) hay JuFo Bayern (Jugend Forscht Bayern) hay như là GYPT (Grman Young Physicists Tournament).

Nam cũng được mời tham gia Exciting Physics 2018 đã diễn ra từ ngày 19-21/9/2018 tại Trường đại học kỹ thuật Dortmund do ba nhà tài trợ chính là TU Dortmund, DPG (Deutsche Physikalische Gesellschaft), Wilhelm und Else Herausstiftung tổ chức.

Nam vốn không phải là học sinh chuyên về bộ môn Vật lý. Trong suốt quá trình học tập từ lớp 4 đến lớp 8, Nam cùng em gái Pham Thanh Mai chỉ tham gia các cuộc thi học sinh giỏi về toán như Mathematikmeisterschaft Unterfranken, Mathe Olympiade, Mathematik Landeswettbewerb.

Phạm Nam (áo trắng đứng thứ 4 từ bên phải vào) cùng tham gia cuộc thi (Ảnh: tác giả cung cấp).

Năm lớp 8 Nam nhẩy sang thi lập trình người máy (Robotikwettbewerb).

Kết quả là đội thi của Trường DHG đã đạt giải nhất năm 2016 trong cuộc thi Robot Force 1 và đạt giải 2 trong Robot Force 2 trong đợt thi đấu FLL (First Lego Leagur in Würzburg).

Huy chương mà Phạm Nam đã đạt được (Ảnh: tác giả cung cấp).

Sang năm lớp 9 được thầy giáo bộ môn Vật lý phát hiện ra Nam có năng khiếu nên đã chọn ra nhóm học sinh tham gia thi học sinh giỏi Vật lý (Bundesweiter Pysikwettbewerb).

Tuy không được ôn luyện gì nhưng ngay năm đó Nam đã đạt giải 3 toàn Bang Bayern và được chọn vào nhóm 30 em trong cả nước đi thi toàn quốc được tổ chức ở thành phố Freising.

Nay lớp 10, Nam cũng tham gia cuộc thi học sinh giỏi Vật lý và giành giải 2 toàn Bang Bayern. Lần thứ 2 Nam được chọn vào nhóm 30 em học sinh của cả nước đi thi toàn quốc.

Nam (áo trắng đứng thứ 3 từ trái vào) cùng các bạn đạt giải trong cuộc thi (Ảnh: tác giả cung cấp).

Ngày 16/7/2018, Nghị sỹ quốc hội Manfred Ländner của Bang Bayern đã gửi thư chúc mừng Nam nhân dịp Nam tham gia thi học sinh giỏi Vật lý toàn quốc.

Trong thư có đoạn viết "Như báo Main Post đưa tin trong cuộc thi Vật lý toàn quốc cháu đã đạt kết quả rất đáng khâm phục. Thay mặt quốc hội bang Bayern, chúc mừng cháu.

Là nghị sỹ quốc hội Bang Bayern nhưng chú cũng là thành viên trong hội đồng giáo dục bang Bayern, chú rất vui mừng và cảm phục kết quả mà cháu đạt được.

Trong cuộc thi này, cháu đã chứng minh được là cháu đã làm chủ được kiến thức Vật lý trong lý thuyết và thực tế thật tuyệt.

Thay mặt quốc hội bang Bayern chú công nhận chân thành kết quả mà cháu đạt được.

Chú chúc cháu đạt được nhiều kết quả cao hơn nữa trong tương lai. Những người như cháu rất cần cho đất nước.

Nguồn: giaoduc.net.vn