I. GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật dành cho học sinh lớp 9 là một sân chơi bổ ích, thiết thực dành cho học sinh cuối cấp THCS. Nhiều năm qua, sân chơi này đã mang lại nhiều niềm vui, hứng thú trong học tập, tích cực tiếp cận tri thức, vận dụng kiến thức, kĩ năng được học vào thực tế cuộc sống, thúc đẩy tính sáng tạo và cống hiến khoa học của học sinh.

Tiếp tục hưởng ứng Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Hải Dương lần thứ X và Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học năm học 2015-2016, chúng em đã suy nghĩ về các giải pháp kỹ thuật có thể áp dụng vào thực tế học tập hiện nay tại các trường học, cụ thể với mỗi môn học. Môn Vật lí là một môn học không kém phần quan trọng so với các môn khác, kiến thức bộ môn này trang bị sẽ là nền tảng cho nhiều lĩnh vực trong cuộc sống.

II. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Môn Vật lí là một môn học với rất nhiều bài học có sử dụng đồ dùng thí nghiệm và bài thực hành. Việc học tập luôn cần được kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực hành. Từ đó phát triển tư duy, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tế.

Do vậy, mục đích trước hết của dự án là hỗ trợ các thầy cô giáo khi giảng bài và các bạn học sinh lớp 8 tiếp thu bài Lực đẩy acsimet, bài Bình thông nhau, thấy rằng kiến thức được học nằm ngay trong thực tế mà ta có thể tự mình tìm hiểu. Dự án cũng góp phần gây thêm hứng thú học tập, say mê nghiên cứu bộ môn, bồi dưỡng tư duy độc lập, sáng tạo, tinh thần nghiên cứu khoa học của học sinh.

Hơn thế nữa mô hình còn có thể áp dụng vào thực tế phục vụ một số công việc hàng ngày trong cuộc sống, giúp cho con người đỡ vất vả và nguy hiểm. 

Dự án hướng tới việc người quan sát thấy được hệ thống nâng bằng thủy lực. Ý tưởng về thiết kế một mô hình đã xuất hiện từ khi chúng em còn học lớp 8, khi học đến bài Lực đẩy Acsimet. Ý tưởng đó được cụ thể hóa từ tháng 10/2015  khi nhóm bắt tay vào nghiên cứu thảo luận, thiết kế và bước đầu chế tạo sản phẩm.

Sản phẩm được thiết kế từ các vật liệu đơn giản, dễ tìm trong cuộc sống hàng ngày như tấm bìa cứng, thanh gỗ, dây đồng, xilanh, keo nến, mô hình ông già noen bằng nhựa, . Định hướng chung khi thiết kế được đặt ra là đơn giản, hiệu quả, chế tạo từ các vật liệu gần gũi đảm bảo an toàn.Việc thiết kế khá đơn giản khi chỉ cần dùng một vỏ hộp bánh gắn các vật liệu bằng keo nến. Dùng 2 xilanh chứa nước sạch đặt ngược chiều và được nối với nhau bởi dây dẫn bằng nhựa làm hệ thống đẩy bằng áp lực của nước. Phần hệ thống nâng được thiết kế bởi những thanh gỗ từ que kem, thanh tre nhỏ, dây đồng và mô hình ông già Noen đồ chơi.

Sản phẩm đã được hoàn thành vào giữa tháng 10/2015. Qua kiểm nghiệm và sử dụng tại trường, mô hình đã thực sự phát huy hiệu quả thực tế: học sinh hiểu và vận dụng kiến thức vào bài Lực đẩy ácsimet, Bình thông nhau ( Vật lí 8), bài Hai đường thẳng song song. Ngoài ra mô hình còn có thể ứng dụng ngoài thực tế đó là: Dựa vào mô hình người ta có thể vận dụng làm hệ thống nâng ô tô, xe máy để sửa chữa; làm hệ thống nâng con người để lắp đặt đèn trang trí các ngày lễ Giáng sinh, trung thu, lắp đặt đèn điện; Làm hệ thống giàn giáo trong xây dựng giúp công nhân đưa vật liệu lên cao……

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Ý tưởng thiết kế cơ bản:

- Mô hình được nhóm thiết kế dựa trên bài Lực đẩy Acsimet, bài Bình thông nhau môn Vật lí 8.

- Kích cỡ được được tính toán để phù hợp với mục đích sử dụng và thuận tiện trong vận chuyển.

- Sử dụng keo nến, dây đồng để gắn các phần lại với nhau.

2. Cấu tạo:  Gồm 4 phần:

Các bước chế tạo sản phẩm:

Bước 1: Cắt hộp bìa cứng để tạo ra một khoảng trống gắn hệ thống nâng vật, đục 1 lỗ nhỏ để đặt vừa xi lanh ở đầu hộp.

Bước 2: Dùng 2 xi lanh hút nước vào và gắn 2 đầu xi lanh bằng 1 ống dân dẫn bằng nhựa dài 10cm, dùng keo nến gắn 2 xi lanh nằm ngược chiều nhau vào một đầu của hộp. Một  xi lanh nằm bên trong còn 1 xi lanh nằm trong phần đã được đục trên hộp.

Bước 3: Dùng dây đồng gắn các thanh gỗ để làm hệ thống nâng

Bước 4: Trang trí ông già noen trên hệ thống nâng

3. Sử dụng:

Dùng tay đẩy xilanh để tạo ra lực đẩy nâng hệ thống giàn nâng lên cao.

IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 1. Ưu điểm của sản phẩm:

* Sự sáng tạo:

  Vận dụng kiến thức được học để chế tạo sản phẩm, sử dụng sản phẩm diễn tả các khái niệm, hình ảnh trừu tượng một các cụ thể, thực tế hơn.

* Tính hiệu quả:

- Sản xuất đơn giản, dễ sử dụng. Vật liệu thân thiện với môi trường.

- Không chỉ giúp tiếp thu tốt kiến thức bài học, sản phẩm phát huy được hiệu quả trong nhiều công việc trong thực tế.

* Tính thẩm mĩ:

Mô hình được làm từ những vật liệu đơn giản, ưa nhìn.

V. KẾT LUẬN

Mô hình sản phẩm khá gần gũi và thiết thực, được làm từ những vật liệu dễ tìm, thân thiện với môi trường, cách làm đơn giản. Tuy vậy, sản phẩm sẽ được cải tiến với các hướng phát triển bằng cách thay thế những vật liệu bền chắc hơn để phát huy hơn nữa hiệu quả sử dụng. Hiện tại, mô hình có thể được sử dụng làm đồ dùng dạy học môn Vật lí 8 của các thầy cô giáo, làm đồ dùng để các bạn học sinh nghiên cứu sâu hơn về bài Lực đẩy Acsimet, bài Bình thông nhau.

Trong quá trình nghiên cứu và chế tạo, ngoài kết quả là sản phẩm thu được, chúng em còn được học hỏi, tích lũy thêm rất nhiều kiến thức thực tế về vật liệu xây dựng, quy cách chế tạo đồ dùng - thiết bị, được vận dụng kiến thức nhiều môn học khác nhau, cách tìm hiểu các tư liệu tham khảo, được bồi dưỡng phương pháp tự học tự nghiên cứu. Chúng em mong cuộc thi này sẽ được duy trì và phát triển để chúng em luôn có cơ hội giao lưu, học hỏi và hoàn thiện các kĩ năng nghiên cứu khoa học.

Chúng em xin trân trọng cảm ơn!