Máy ngăn 'trốn học' của thầy giáo công nghệ

Thầy giáo Lê Đức Quốc cho biết, sản phẩm của mình giúp xây dựng lớp học thông minh

Điểm danh từ xa

Vào nghề hơn 10 năm với kinh nghiệm nhiều năm làm giáo viên chủ nhiệm, thầy Quốc từng chứng kiến một bộ phận học sinh lơ là học tập, trốn học đi chơi điện tử.

Thầy luôn ấp ủ việc nghiên cứu thiết bị giúp nhà trường và gia đình quản lý con em học tập từ xa hiệu quả, giảm thiểu tình trạng học sinh trốn học, nghỉ học không lí do.

“Tại địa phương nơi tôi công tác, đa số phụ huynh đi làm ăn xa tận Bình Dương, Đồng Nai, TPHCM... Trẻ ở nhà với ông bà hoặc tự chăm sóc nhau. Việc phụ huynh quản lý trẻ gặp nhiều khó khăn, ít ai nắm được hôm nay con họ đi học hay nghỉ. Thiết bị hỗ trợ điểm danh từ xa giúp giải quyết bài toán trên”, thầy Quốc nói.

Nghiên cứu về thiết bị IoT có trong lớp học thời sống chung với Covid-19 này chưa nhiều. Thầy Quốc nảy ra ý tưởng là làm một chiếc máy nhắc nhở khi học sinh vào lớp như: Khi vào lớp thì rửa tay, đo thân nhiệt, điểm danh bằng thẻ. Ra lớp nhớ tắt đèn, quạt.

“Thiết bị còn có khả năng giám sát các thông số môi trường trong lớp học, giám sát sự sinh trưởng của cây, đồng hồ điện tử tự cập nhật theo Internet không gây sai thời gian… Điều này giúp cho lớp học của tôi thông minh hơn và nó phù hợp với giai đoạn bình thường mới hiện nay”, thầy Quốc nhấn mạnh.

Ban đầu, thầy Quốc sử dụng thẻ từ nhận dạng (RFID) hoặc vân tay để định danh từng học sinh. Danh sách này sẽ được lưu vào dữ liệu quản lý của trường, giúp việc điểm danh được dễ dàng.

Tuy nhiên, hệ thống này tồn tại nhược điểm khá lớn là việc điểm danh hộ vẫn có thể xảy ra khi chỉ cần sử dụng thẻ từ mà không cần một chế độ bảo mật nào khác. Việc sử dụng vân tay cũng không khả thi vì có thể lây nhiễm Covid-19 trong môi trường trường học.

Khắc phục nhược điểm trên, thầy Quốc kết hợp công nghệ RFID và cơ chế nhận dạng gương mặt khi chủ nhân quét thẻ. Sau 3 giây, dữ liệu ảnh thông qua việc điểm danh sẽ được gửi email, tin nhắn tới phụ huynh và nhà trường, giúp cả 2 bên thuận tiện hơn trong việc quản lý học sinh.

Thầy Quốc cũng lập trình để thiết bị có thể tự mở khóa cửa khi quét thẻ, tự gọi điện thoại khi có sự cố trên lớp học và học sinh quên thẻ vẫn có thể điểm danh được.

Thiết bị này cũng tích hợp chức năng đo thân nhiệt cho học sinh thông qua camera nhiệt. Nhờ vậy, phụ huynh dù đi làm xa vẫn có thể nhìn thấy hình ảnh con mỗi ngày, nắm được tình hình sức khỏe cũng như việc học của con.

Máy hoạt động dựa trên cảm biến khoảng cách hồng ngoại. Ngay khi người được đo tiếp xúc gần với máy, máy sẽ tự động bật cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc và màn hình OLED sẽ hiển thị nhiệt độ của người sử dụng. Nếu người đo có nhiệt độ cao hơn bình thường, máy sẽ báo đèn đỏ và đổ.

Hình ảnh cũng được camera chụp lại và lưu trữ để xác định thông tin học sinh, phục vụ phòng chống dịch. Hệ thống đã thử nghiệm thực tế tại 2 phòng học của Trường THCS-THPT Thạnh Lộc từ đầu năm đến nay và được đánh giá cao.

Vận hành tự động

Thầy Lê Đức Quốc cho biết, máy tự động điều chỉnh camera phù hợp với chiều cao học sinh giúp khắc phục được nhược điểm của một số hệ thống đo thân nhiệt hiện nay phải dùng hệ thống nâng hạ bằng xi-lanh.

Cải tiến này giúp hệ thống trở nên gọn gàng, an toàn do không sử dụng bất kỳ cảm biến nào tác động lên mặt người. Thông thường, với mỗi hệ thống đo thân nhiệt phải có một người theo dõi ở đó. Nhưng hệ thống này không cần người quản lý tại chỗ, giảm nhân lực nhưng vẫn quản lý tốt trong phòng dịch.

Hệ thống đang chạy thử nghiệm tại 2 phòng học của trường và được giáo viên, học sinh hưởng ứng vì tính hiệu quả. Khi mở rộng hệ thống ra toàn trường, chỉ cần đầu tư phần lập trình, nạp thêm thông tin vào phần mềm để quản lý.

Trung bình mỗi phòng học khoảng 40 học sinh cần đầu tư 500.000 - 600.000 đồng cho hệ thống điểm danh, còn với mỗi máy đo nhiệt độ chi phí khoảng 2 triệu đồng.

Thiết bị điểm danh từ xa đang lập trình đọc được khoảng 50 thẻ (đủ cho 1 lớp học hiện nay tối đa 45 học sinh). Các học sinh sẽ thực hiện việc điểm danh vào giữa buổi học (trong giờ ra chơi) và cuối buổi học trước khi ra về.

Hạn chế lớn nhất của thiết bị là bị phụ thuộc vào đường truyền wifi. Trường hợp wifi yếu, dữ liệu truyền đi sẽ bị chậm hơn so với thời gian dự tính ban đầu. “Thiết bị này cần kết nối với wifi để gửi dữ liệu.

Vậy nên, trong trường hợp wifi yếu hoặc wifi lắp quá xa lớp học, dữ liệu gửi đi sẽ có độ trễ. Nếu mỗi lớp học được lắp wifi riêng, thiết bị sẽ phát huy tác dụng tối đa”, thầy Quốc nói.

Hệ thống được bảo mật hai lớp, bảo đảm dữ liệu học sinh được an toàn, không bị đánh cắp. Ngoài trường học, sản phẩm cũng có thể ứng dụng ở các doanh nghiệp, cơ quan, tổ chức xã hội để phòng Covid-19 và quản lý nhân sự.

Giáo viên Nguyễn Khoa Mỹ, Tổ trưởng Tổ bộ môn Công nghệ - Âm nhạc - Mỹ thuật, Trường THCS-THPT Thạnh Lộc, cho biết, đây là sản phẩm công nghệ rất hữu ích, thể hiện sự tìm tòi nghiên cứu của thầy Quốc. Hệ thống thử nghiệm nhiều tháng ở trường nhưng chưa phát sinh lỗi, hay vấn đề lớn.

“Trước đây, giáo viên chủ nhiệm phải trực tiếp đến trường hoặc nhắn tin cho trường để biết học sinh vắng. Khi hệ thống vận hành, thông tin được tự động gửi cho giáo viên nên các thầy cô đỡ vất vả hơn. Việc đo thân nhiệt tự động cũng giúp trường kiểm soát được học sinh nghi nhiễm, nên số lượng em mắc Covid-19 rất ít”, thầy Mỹ nói.

Thầy Lê Đức Quốc cho biết, tương lai nếuu có đủ kinh phí, nhóm sẽ đầu tư thiết kế thêm hệ thống điện mặt trời để giúp hệ thống tiết kiệm năng lượng hơn.