1. Bảng A1: Thử thách STEAM về thiết kế cơ khí
1.1. Mô tả chi tiết bảng thi:
Nội dung và yêu cầu:
- Chủ đề: Thực hiện các dự án thiết kế cơ khí dựa trên nguyên lý khoa học như lực, áp suất, chuyển động, đòn bẩy, thủy lực, đường trượt, ròng rọc, hoặc các cơ chế vận chuyển khác.
- Thiết kế sản phẩm:
- Mỗi đội phải hoàn thiện thiết bị cơ bản và thiết bị chỉ định (được công bố theo chủ đề hàng năm).
- Các sản phẩm không được sử dụng và sao chép các sản phẩm có sẵn, đòi hỏi sự sáng tạo trong cách vận hành.
- Vật liệu thân thiện với môi trường: Tái chế, tái sử dụng vật liệu đảm bảo tính an toàn, vệ sinh, tính bền vững môi trường.
Tiêu chí đánh giá:
- Tính sáng tạo, đổi mới trong thiết kế.
- Khả năng vận dụng các nguyên lý khoa học cụ thể.
- Hiệu quả giải quyết các vấn đề về môi trường, tiết kiệm năng lượng và tái sử dụng
- Tính thẩm mỹ và sự hài hòa giữa kỹ thuật và nghệ thuật, thể hiện thông điệp của sản phẩm.
Phát triển kỹ năng:
Thông qua việc tham gia bảng GreenMech, học sinh sẽ được rèn luyện các kỹ năng quan trọng như:
- Kỹ năng quan sát, tư duy và phân tích: Hiểu rõ các nguyên lý cơ học và áp dụng vào thực tế.
- Kỹ năng làm việc nhóm: Phối hợp hiệu quả giữa các thành viên để hoàn thành nhiệm vụ.
- Kỹ năng giải quyết vấn đề: Đối mặt với các thử thách thực tiễn và đưa ra giải pháp giải quyết trong suốt quá trình thiết kế và vận hành dự án.
Mục tiêu:
- Khuyến khích học sinh nghiên cứu, sáng tạo và luôn tìm kiếm, theo đuổi các giải pháp thực tiễn cho các vấn đề môi trường.
- Góp phần nâng cao ý thức về bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng bền vững, và đẩy mạnh tái chế trong cộng đồng.
Bảng GreenMech không chỉ là một sân chơi trí tuệ mà còn là cơ hội để học sinh thể hiện khả năng kết hợp kiến thức STEAM với tinh thần bảo vệ môi trường, hướng đến sự phát triển bền vững.
1.2. Thử thách Green Mech (A1 -Tiểu học)
1.2.1. Sa bàn thi đấu
Kích thước bàn thi đấu
Các thiết bị phải được lắp trên đế có kích thước 60 x 180 cm và không cao quá 100 cm. Khu vực mục tiêu và đặt nó ở một vị trí qui định: Khu vực mục tiêu phải được đặt ở góc dưới bên trái của công trình, không có thiết bị hoặc vật cản nào ngay phía trên hình chiếu của nó, kích thước khung ngoài 20 x 30 cm . Các thanh quanh khu mục tiêu là 15 cm, các thanh chắn các khu vực A, B, C là 5 cm, tiết diện các thanh 1cm2. Khoảng cách từ mục tiêu đến vị trí bóng trên máy bắn bóng ít nhất là 90 cm. Bất kỳ vi phạm nào đối với quy tắc này sẽ dẫn đến việc bị loại. (Phần đế cắm các đội tự thiết kế bằng các vật liệu tái chế hoặc sử dụng thiết bị của Gigo bộ T036RR).
1.2.2. Nhiệm vụ: “Xây dựng hệ thống dẫn nước thải”
Nhiệm vụ 1: Thiết kế một hệ thống để phóng hai quả bóng 4cm (Gigo A-40mm BALL, học sinh đặt sẵn vào thiết bị phóng) vào khu vực mục tiêu. Máy phóng này phải được kích hoạt bằng các cơ chế cơ học và hoạt động tự động, không cần sự can thiệp của con người trong quá trình vận hành.
Nhiệm vụ 2: Mỗi đội lắp ráp ít nhất 4 thiết bị cơ bản (tự thiết kế) và ít nhất 1 thiết bị được chỉ định (thiết bị bắt buộc). Các thiết bị này cần được kết nối và hoạt động liên tục.
Thiết bị cơ bản: các đội phải thiết kế ít nhất 4 thiết bị cơ bản (tự thiết kế bằng các vật liệu tái chế hoặc sử dụng thiết bị của Gigo bộ #1248R) theo các nguyên lý khoa học cơ bản bao gồm:
- Ròng rọc (Pulley): Thiết kế cơ cấu ròng rọc để nâng vật lên hoặc tạo kích hoạt liên động.
- Đòn bẩy (Lever): Thiết kế hệ cơ cấu sử dụng nguyên tắc đòn bẩy.
- Đường trượt (Tracks): Thiết kế đường trượt để di chuyển vật theo chiều ngang hoặc chiều dọc.
- Máy bắn bóng: Thiết kế ứng dụng lực đàn hồi để bắn 2 quả bóng (Gigo A-40mm BALL) vào khu vực mục tiêu đã định.
Mỗi thiết bị kích hoạt thiết bị tiếp theo trong chuỗi vận hành. Mỗi thiết bị tái tạo năng lượng cần tuần theo nguyên lý giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế, với mục tiêu xanh hóa bảo vệ môi trường và sử dụng năng lượng bền vững.
Thiết bị chỉ định (năng lượng xanh): Bộ thiết bị năng lượng nước, kí hiệu: #1241R hoặc bộ thiết bị năng lượng nước, kí hiệu #7323 của hãng sản xuất đồ chơi Gigo.
Nhiệm vụ 3: Cho hệ thống hoạt động để phóng hai quả bóng đường kính 4 cm (Gigo A-40mm BALL) vào khu vực mục tiêu.
1.2.3. Thời gian thi đấu:
- Trong 90 phút các đội phải hoàn thành các nhiệm vụ của đề bài của bảng A1.
1.2.4. Cách tính điểm
|
Tính điểm (Scoring) |
|||||||||||
|
Độ mượt mà (Smoothness): 20 điểm |
1. Đánh giá mức độ trơn tru khi các thiết bị hoạt động mà không cần can thiệp thủ công. 2. Khi ban giám khảo chấm nếu: - Có vấn đề về thiết bị đội phải mang ra điều chỉnh, và vận hành lại bị trừ 2 điểm/1thiết bị. |
||||||||||
|
Thiết bị cơ bản (tự thiết kế) và chỉ định bắt buộc (Basis Devices and Designated Device): 40 điểm - Ròng rọc (Pulley): 8 điểm - Đòn bẩy (Lever): 8 điểm - Đường trượt (Tracks): 8 điểm - Máy bắn đá (Catapult): 8 điểm - Thiết bị chỉ định (Catapult): 8 điểm |
1. Các thiết bị kích hoạt thiết bị kế tiếp (3 điểm) |
||||||||||
|
Nhiệm vụ chỉ định (Designated Device and Mission): 12 điểm |
Nhiệm vụ chỉ định: bóng được bắn vào các vùng trong khu vực mục tiêu được tính điểm như sau:
|
||||||||||
|
Số lượng thiết bị (Total Number of Devices): 20 điểm |
Dựa trên số lượng thiết bị hoạt động chính xác. |
||||||||||
|
Thiết kế cơ khí tổng thể (Mechanical Design): 8 điểm |
Đánh giá về ý tưởng và câu chuyện của toàn bộ công trình. |
||||||||||
| Thời gian (5 phút) |
Không quá 5 phút. Nếu quá 5 phút trừ 1điểm/phút thừa. |
||||||||||
|
Nếu các đội có tổng số điểm bằng nhau thứ tự ưu tiên (if two team scores are the same) |
1. Độ mượt mà; 2. Đánh giá cao các thiết bị làm thủ công (giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế, mỹ thuật); 3. Số lượng thiết bị. |
||||||||||
• Cuộc thi này khuyến khích các học sinh phát triển kỹ năng sáng tạo, giải quyết vấn đề, và ý thức về bảo vệ môi trường thông qua việc sử dụng năng lượng bền vững và tái chế.
1.2.5. Luật thi đấu:
Các đội không tuân thủ quy tắc này có thể bị loại khỏi giải đấu.
Nội dung:
- Các đội phải tạo ít nhất 4 thiết bị cơ bản, ít nhất 1 thiết bị chỉ định. Các cấu phần phải kết nối và hoạt động trơn tru theo thứ tự đã định.
- Chủ đề thi đấu tuân theo các nguyên lý giảm thiểu (Reduce), tái sử dụng (Reuse) và tái chế (Recycle), với mục tiêu bảo vệ môi trường và sử dụng năng lượng bền vững.
Vật liệu
- Các đội phải tự mang các cấu phần rời rạc chưa lắp ráp, không có mối hàn cơ khí (như mối hàn điện, đinh tán, ...), có thể sử dụng các vật liệu tái chế như bìa cứng, gỗ, lon, chai lọ…
- Không sử dụng các vật liệu nguy hiểm như chất dễ cháy, chất ăn mòn hoặc thiết bị điện tử nguy hiểm đều bị cấm, không gây mất vệ sinh cho môi trường và khu vực thi.
- Nguồn điện sử dụng không vượt quá 12VDC (nếu có).
Người hướng dẫn/ huấn luyện viên: có thể tư vấn và hỗ trợ các học sinh nhưng không tham gia trực tiếp vào việc thiết kế, xây dựng.
Quy định về thiết kế:
- Các thiết bị phải được lắp trên đế có kích thước 60cm x 180cm và không cao quá 100cm. Các thiết bị vượt quá giới hạn này sẽ bị trừ điểm.
- Mỗi thiết bị phải được dán nhãn và phải hoàn thành nhiệm vụ theo thứ tự đã lên kế hoạch.
- Không được sử dụng laptop, mobilphone, tablets, động cơ điều khiển từ xa…
Chú ý: Nếu trong quá trình thực hiện nhiệm vụ nếu đội nào làm hư hỏng thiết bị của đội khác, gây rối, không giữ gìn vệ sinh, gây mất an toàn thì ban giám khảo và trọng tài có thể cho đội đó ngừng cuộc thi.
2. BẢNG B1- Thử thách GreenCode
2.1. Thử thách GreenCode (B1- Tiểu học):
2.1.1. Sa bàn thi đấu:
Sa bàn thi có kích thước 120 x 240cm, được in trên giấy PP cán mờ. Mỗi ô có kích thước 15 x 15cm.
2.1.2. Nhiệm vụ
Các nhiệm vụ của Robot lập trình thẻ lệnh trong sa hình:
- Nhiệm vụ năng lượng tái tạo: đội thi lập trình robot của mình di chuyển đến các khu vực năng lượng tái tạo khác nhau trên bản đồ (như năng lượng nước, năng lượng sinh khối, năng lượng mặt trời và tua bin gió ngoài khơi). Robot phải thực hiện các hành động cụ thể, chẳng hạn như bật đèn, để thu thập điểm. Nhiệm vụ này khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo.
- Nhiệm vụ năng lượng bền vững: Sân chơi được chia thành hai khu vực: Khu A (nông thôn) và Khu B (thành thị). Robot phải đi vào mỗi khu vực để hoàn thành các nhiệm vụ như xây dựng hạ tầng năng lượng ở Khu A hoặc cải thiện chuyển đổi năng lượng ở Khu B. Điểm được tính dựa trên khả năng của robot trong việc thực hiện các hành động như quay phải, quay trái và kích hoạt đèn.
- Nhiệm vụ khắc phục ô nhiễm: đội thi phải hướng dẫn robot đến các khu vực được chỉ định để mô phỏng việc giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí, nhằm nâng cao nhận thức về các vấn đề môi trường. Có một nhà máy nhiệt điện, được bao quanh bởi ba khối nhiên liệu than, robot phải đưa ba khối than này đến hầm than trong nhà để lưu trữ và robot phải đưa ba khối nhiên liệu khí đốt tự nhiên đến nhà máy nhiệt điện để cải thiện hiệu suất đốt cháy và giảm thiểu ô nhiễm.
- Nhiệm vụ quản lý chất thải hạt nhân: Trong nhiệm vụ này, robot phải vận chuyển an toàn chất thải hạt nhân cấp thấp và cấp cao đến các khu vực lưu trữ được chỉ định. Robot phải điều hướng qua các khu vực cụ thể và tránh bị phạt khi đi vào các khu vực cấm. Nhiệm vụ này tập trung vào việc xử lý an toàn các vật liệu nguy hiểm.
- Nhiệm vụ tạo năng lượng sạch: Robot thực hiện các hành động như kích hoạt đèn và quay tua bin gió để mô phỏng việc sử dụng các nguồn năng lượng xanh như năng lượng mặt trời, gió và thủy triều. Hoàn thành các nhiệm vụ này cho thấy cách khai thác năng lượng bền vững một cách hiệu quả.
2.3. Cách tính điểm
|
Nhiệm vụ |
Yêu cầu nhiệm vụ |
Điểm thành phần |
Tổng điểm (100) |
Lưu ý |
|
Năng lượng tái tạo |
Robot đi đến mỗi khu năng lượng tái tạo (4 khu vực) và bật đèn màu xanh lá 2 lần |
4 |
16 |
Robot không thực hiện đúng mỗi một yêu cầu của nhiệm vụ bị trừ 2 điểm. |
|
Năng lượng bền vững |
Robot di chuyển vào khu vực A và thực hiện lần lượt các hành động quay trái, quay phải, quay trái, quay phải. |
4 |
8 |
Robot không thực hiện đúng mỗi một yêu cầu của nhiệm vụ bị trừ 2 điểm. |
|
Robot di chuyển vào khu vực B và thực hiện hành động bật đèn lần lượt 7 màu sắc. |
4 |
|||
|
Ô nhiễm không khí |
Mỗi khối nhiên liệu than được đưa vào hầm than đúng theo hướng mũi tên quy định. |
4 |
24 |
- Ba khối nhiên liệu than sẽ đặt ở 3 ô trong số 14 ô vuông xiên cạnh hầm than và ba khối nhiên liệu khí đốt tự nhiên sẽ đặt ở 3 trong số 4 ô được đánh dấu trên sa bàn thi đấu. - Vị trí đặt nhiên liệu sẽ bốc thăm trước khi cuộc thi bắt đầu. - Robot đi vào và đi ra hầm than sai hướng mũi tên quy định bị trừ 8 điểm cho 1 lần. |
|
Mỗi khối nhiên liệu được đưa vào nhà máy nhiệt điện (không quy định hướng đi vào) |
4 |
|||
|
Chất thải hạt nhân
|
Robot hú còi cảnh báo liên tục trong suốt quá trình di chuyển từ vị trí xuất phát. |
4 |
40
|
- 5 chất thải hạt nhân cấp thấp và 3 chất thải hạt nhân cấp cao được đặt vào 8 trong số 16 ô vuông xiên trong khu vực hạt nhân. - Vị trí đặt chất thải hạt nhân sẽ bốc thăm trước khi cuộc thi bắt đầu. - Robot ra khỏi khu vực năng lượng hạt nhân bị trừ 8 điểm cho 1 lần.
|
|
Robot bật đèn nhấp nháy theo hiệu ứng ánh sáng “đèn xe khẩn cấp” trong suốt quá trình di chuyển từ vị trí xuất phát. |
4 |
|||
|
Mỗi chất thải hạt nhân cấp thấp/cấp cao được đưa về đúng khu vực. |
4 |
|||
|
Năng lượng sạch |
Robot di chuyển đến khu vực năng lượng mặt trời tại vị trí thẻ bản đồ ngôi sao màu đỏ và bật đèn màu đỏ |
4 |
4 |
Robot không thực hiện đúng mỗi một yêu cầu của nhiệm vụ bị trừ 2 điểm. |
|
Robot di chuyển đến khu vực năng lượng gió tại vị trí thẻ bản đồ ngôi sao màu xanh lá và làm quay tua bin gió. |
4 |
4 |
||
|
Robot di chuyển đến khu vực thủy chiều tại vị trí thẻ bản đồ ngôi sao màu xanh dương và thực hiện quay 1 vòng. |
4 |
4 |
2.2. Luật thi đấu
Phần này nêu chi tiết các quy tắc và vi phạm liên quan đến an toàn, các yêu cầu kỹ thuật và các quy định chi tiết trong cuộc thi.
2.2.1. Quy định trong cuộc thi
Bảng B tập trung vào việc lập trình robot SAMMY để thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến tạo năng lượng sạch và bền vững cho khu xử lý chất thải nước sạch.
- Các đội thi phải lập trình robot của mình để hoàn thành các nhiệm vụ liên quan đến việc thu thập, khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió và năng lượng nước.
- Các đội sẽ bốc thăm thứ tự thi đấu. Sau khi xác nhận thứ tự thi đấu, sau mỗi 10 phút, các đội sẽ lần lượt lên bốc thăm đề thi.
- Mỗi đội có 20 phút để thử nghiệm chương trình lập trình bằng thẻ tại khu vực diễn tập riêng. Mỗi đội có thời gian 6 phút để hoàn thành tất cả các nhiệm vụ. Sau 6 phút, nếu đột nào chưa hoàn thành tất cả các nhiệm vụ thì điểm của đội đó được tình bằng tổng điểm những nhiệm vụ mà đội đã hoàn thành.
- Ban tổ chức sẽ chuẩn bị Sa bàn thi đấu và các khối: than, nhiêu liệu khí đốt tự nhiên, chất thải hạt nhân.
- Các đội thi phải chuẩn bị: thẻ bản đồ, thẻ lệnh, robot, “tuabin gió” của nhiệm vụ Năng lượng xanh. Các đội phải tự lắp ghép tuabin gió trong 20 phút thử nghiệm của mỗi đội.
- Robot không cần thực hiện tuần tự các nhiệm vụ nhưng phải thực hiện trọn vẹn nhiệm vụ này mới chuyển sang nhiệm vụ khác.
- Các nhiệm vụ robot đã thực hiện nhưng chưa hoàn thành thì không được thực hiện lại dù còn thời gian thi đấu.
- Trong quá trình thi đấu, nếu phát hiện ra lỗi, các đội có thể lấy lại robot để chỉnh sửa sau khi được sự chấp thuận của Ban giám khảo nhưng thời gian thi vẫn tính trong quá trình các đội chỉnh sửa.
- Trong quá trình thi đấu, chỉ được phép có một robot trên sân. Khi một robot trên sân đang hoạt động, các robot ngoài sân có thể được ghi nhớ các chương trình mới.
- Các đội thi xong sẽ quay trở lại vị trí diễn tập của mình.
- Nếu có các đội bằng điểm nhau thì thứ hạng các đội sẽ được phân theo thứ tự các tiêu chí sau:
(1) Thời gian thi đấu. (đội nào ít thời gian hơn sẽ xếp trên)
(2) Điểm ở nhiệm vụ Chất thải hạt nhân. (đội nào cao điểm hơn sẽ xếp trên)
(3) Điểm ở nhiệm vụ Ô nhiễm không khí. (đội nào cao điểm hơn sẽ xếp trên)
(4) Điểm ở nhiệm vụ Năng lượng sạch. (đội nào cao điểm hơn sẽ xếp trên)
(5) Điểm ở nhiệm vụ Năng lượng bền vững. (đội nào cao điểm hơn sẽ xếp trên)
(6) Điểm ở nhiệm vụ Năng lượng tái tạo. (đội nào cao điểm hơn sẽ xếp trên)
2.2.2. Quy định về thiết kế robot
- Thiết bị phần cứng: Robot BTC bắt buộc
- Mỗi đội có thể mang theo tối đa 3 robot để tham gia cuộc thi. Bộ nhớ của tất cả các thiết bị phải được xóa bằng cách nhấn và giữ nút xóa trong 2 giây.
- Giới hạn kích thuớc của mỗi robot là 15cm x 15cm theo chiều dài và chiều rộng.
- Các đội không được phép sửa đổi hộp điều khiển của Robot, nếu vi phạm quy định này sẽ bị loại khỏi giải đấu.
3. BẢNG C1- GREEN SCIENCE – Xử lý rác thải của dòng sông
3.1.Vòng 1: Tìm vị trí khối rác thải dưới đáy sông
3.1.1 Sa bàn thi đấu:
Sa bàn thi đấu sử dụng “bạt hiflex” in màu như thể hiện trong hình dưới. Khu vực thi đấu có kích thước 180 cm x 60 cm, sa bàn được cố định trên mặt phẳng
