Bỏ qua tới nội dung
VERA Lab Tải về
Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn, Gia Lai Dự án Khoa học Kỹ thuật

Để mỗi học sinh đều được tự tay làm thí nghiệm

VERA Lab là dự án khoa học kỹ thuật của học sinh Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn, Gia Lai. Nhóm xây dựng một tòa nhà thí nghiệm ảo Hóa – Sinh tích hợp AI, chạy trên máy tính thông dụng, để học sinh tập trước và tập lại bên cạnh giờ thực hành thật.

Phòng thí nghiệm Hóa, ảnh chụp trong ứng dụng VERA Lab Phòng thí nghiệm Sinh, ảnh chụp trong ứng dụng VERA Lab
Tầng 1 · Hóa học
Tầng 2 · Sinh học
Mô hình 3D dựng từ mặt bằng của ứng dụng. Kéo để xoay.
Đề tài
Hệ thống trải nghiệm phòng thí nghiệm thực tế ảo Hóa – Sinh tích hợp AI trong dạy học
Tác giả
Nguyễn Ngọc Bảo Trọng
Trần Đức Trọng
Đơn vị
Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn, Gia Lai
Hình thức
Dự án Khoa học Kỹ thuật của học sinh trung học
2tầng Hóa và Sinh
13khu chức năng
720hóa chất
108dụng cụ sinh học
14máy phân tích
16bài thí nghiệm Sinh

Thực trạng

Học sinh cần được làm thí nghiệm. Nhiều trường chưa đủ điều kiện.

Thực hành là phần cốt lõi của môn Hóa và Sinh. Dưới đây là những gì báo chí và các nghiên cứu ở Việt Nam đã ghi nhận, từ tỉnh Gia Lai đến cả nước.

“Hóa chất được cấp không sử dụng, để lâu hết hạn”
VietnamPlus, tường thuật kết luận thanh tra tại 8 trường có cấp THPT ở tỉnh Gia Lai, 01/10/2026.1
5.328

phòng học bộ môn cấp THPT còn thiếu

Cả nước, năm học 2022–20233
58,9%

thiết bị dạy học tối thiểu cấp THPT đáp ứng nhu cầu

Cả nước, năm học 2022–20233
27,7%

giáo viên Hóa thường xuyên dùng thí nghiệm khi dạy bài mới

Khảo sát 285 giáo viên, giảng viên, 20215
72%

trường THPT chưa có phòng thí nghiệm riêng

Khảo sát ở Hà Nội, công bố 20196

Từng bước, từ bài báo đến câu hỏi nghiên cứu

Thanh tra ở Gia Lai ghi nhận trường thiếu phòng bộ môn, hóa chất để đến hết hạn

Cuối tháng 9/2026, Thanh tra tỉnh Gia Lai công bố kết luận tại 8 trường có cấp THPT. Theo VietnamPlus, một số trường còn thiếu phòng học bộ môn và nhân viên thiết bị. Trong phần nói về thiết bị, vật tư dạy học, bài báo cũng nêu hóa chất được cấp nhưng không dùng, để lâu đến hết hạn.1

Trước đó, hai kết luận khác tại 45 trường trong tỉnh ghi nhận tình trạng thiếu phòng chức năng và thiết bị dạy học.2

Nhóm nhận định: có vật tư chưa chắc đã có giờ thực hành. Còn cần người chuẩn bị và điều kiện tổ chức.

Câu hỏi nghiên cứu

Có thể xây dựng một phòng thí nghiệm ảo Hóa – Sinh chạy trên máy tính thông dụng, trong đó kết quả được tính từ chính thao tác của học sinh, để các em tập trước và tập lại khi điều kiện thực hành ở trường còn hạn chế không?

Mục tiêu của nhóm

  1. Cho học sinh thực hành an toàn, lặp lại không giới hạn, không tốn hóa chất.
  2. Cho học sinh làm quen quy trình vận hành của máy phân tích hiện đại.
  3. Có trợ lý AI và robot hướng dẫn đúng theo quy trình của từng thiết bị.
  4. Điều khiển tự nhiên hơn chuột và bàn phím, bằng webcam và tay cầm tự chế giá rẻ.
Tất cả nguồn đã dẫn (12)
  1. Sỹ Thắng, Tỉnh Gia Lai kiến nghị thu hồi hơn 450 triệu đồng chi sai tại 8 trường học, VietnamPlus, 01/10/2026.
  2. Ngàn Sâu, Thanh tra chỉ ra những “lỗ hổng” tại 45 trường học ở Gia Lai, Báo Thanh tra, 10/09/2026.
  3. Đặng Thị Loan, Ưu tiên đầu tư nâng cấp cơ sở vật chất, mua sắm trang thiết bị trường học đáp ứng yêu cầu Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, Tạp chí Thiết bị Giáo dục, số 286, 4/2023.
  4. Hạnh Nguyên, Nhận diện tồn tại của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 ở Hà Tĩnh, Bài 1: Vượt khó để đổi mới nhưng lối mòn cũ vẫn tồn tại, Báo Đại Đoàn Kết, 03/01/2023.
  5. Đặng Thị Thuận An, Nguyễn Thị Phương Linh, Lê Trọng Dũng, Thực trạng sử dụng thí nghiệm nhằm phát triển năng lực cho học sinh trong dạy học Hóa học ở trường Trung học Phổ thông, Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Xã hội và Nhân văn, tập 130, số 6E, 2021, tr. 217–228.
  6. Nguyễn Thị Thúy Quỳnh, Hoàng Thu Hà, Thiết kế thí nghiệm trong dạy học chương I - thành phần hóa học của tế bào, Sinh học 10, Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội: Nghiên cứu Giáo dục, tập 35, số 1, 2019, tr. 48–54.
  7. Bích Hạnh, Đề phòng sự cố tại phòng thí nghiệm sinh - hóa, Báo Sài Gòn Giải Phóng, 07/03/2019.
  8. Lâm An, Gỡ khó trang thiết bị dạy học, Báo Đại Đoàn Kết, 29/09/2023.
  9. Nhóm PV, Chông chênh đổi mới giáo dục phổ thông, Bài 2: Không bột có gột nên hồ?, Báo Sài Gòn Giải Phóng, 21/10/2022.
  10. Kim Thoa, Nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học phổ thông, Báo Lào Cai, 24/08/2024.
  11. Marc Lancer Santos, Maricar Prudente, Effectiveness of Virtual Laboratories in Science Education: A Meta-Analysis, International Journal of Information and Education Technology, tập 12, số 2, 2022.
  12. Tạ Thị Thảo và cộng sự, Ứng dụng công nghệ thực tế ảo và thực tế ảo tăng cường trong dạy học thiết bị phân tích cho sinh viên đại học ngành Hóa học, Tạp chí Thiết bị Giáo dục, số 295, 8/2023. Một đồng tác giả thuộc công ty thực tế ảo.

Sản phẩm

Vào lab, nhìn quanh và bắt tay làm

VERA Lab đưa không gian thí nghiệm lên máy tính để học sinh làm đi làm lại đến khi thành thạo. Chọn một tính năng để xem chi tiết.

Hành lang tầng 2 trong VERA Lab

Đi lại tự do như ở trường thật

Nhìn bằng góc nhìn thứ nhất, đi qua cửa tự động, lên tầng bằng cầu thang hoặc thang máy. Cần nhanh thì dịch chuyển thẳng tới từng trạm.

Từ cửa phòng tới kết quả, trong bốn bước

  1. Vào phòng

    Đi bộ trong tòa nhà hoặc dịch chuyển nhanh tới trạm cần làm.

  2. Chuẩn bị

    Tìm hóa chất, lấy dụng cụ, hoặc nhờ robot mang tới bàn.

  3. Thực hành

    Tự tay thao tác, hỏi trợ lý AI khi chưa rõ quy trình.

  4. Xem kết quả

    Kết quả tính theo đúng việc bạn đã làm. Sai thì làm lại, không mất gì.

Điểm mới và sáng tạo

  1. 1Mỗi lần làm là một kết quả riêng

    Kết quả được tính từ đúng những gì bạn đã pha và thao tác, không phát lại video. Hai bạn làm khác nhau sẽ thấy kết quả khác nhau.

  2. 2Làm sai vẫn an toàn, và có hậu quả thật

    Bỏ qua một bước trong quy trình thì thí nghiệm hỏng đúng như ngoài đời. Bài học nhớ lâu mà không ai gặp nguy hiểm.

  3. 3Tự do lắp ráp, không theo khuôn

    Bạn tự chọn, tự nối, và bộ dụng cụ chạy đúng theo cách đã nối, kể cả khi nối sai.

  4. 4Robot AI có giới hạn an toàn

    Robot nhận yêu cầu bằng lời và tự lập kế hoạch từng bước, nhưng mỗi bước phải qua bộ kiểm tra trước khi thực hiện.

  5. 5Nhập vai bằng thiết bị rẻ

    Webcam thường đã đủ để quay đầu nhìn quanh, thêm tay cầm tự chế thay cho kính VR đắt tiền.

Các điểm trên là đặc điểm của hệ thống. Nhóm chưa khảo sát đối chiếu có hệ thống với các phần mềm thí nghiệm ảo khác.

VERA Lab dành cho ai

Học sinh

Làm thí nghiệm trước và sau giờ học, luyện tới khi thành thạo, thử cả thao tác sai để hiểu vì sao phải làm đúng.

Giáo viên

Minh họa những thí nghiệm khó tổ chức trên lớp, theo dõi kho, thiết bị và nhật ký qua trang web quản lý.

Nhà trường

Bổ sung trải nghiệm về thiết bị và kỹ thuật chưa có điều kiện trang bị. VERA Lab đi cùng giờ thực hành thật, không thay thế.

Tham quan

Hai tầng, mỗi khu một vai trò

Chọn tầng, rồi bấm vào từng phòng trên mô hình 3D để xem nơi đó có gì. Kéo sang ngang để xoay.

Bấm vào phòng để xem, kéo để xoay

Lab Hóa học

Từ bàn thí nghiệm của học sinh, kho hóa chất đến phòng máy phân tích, khu chế tạo dụng cụ và khu robot.

720hóa chất
14máy phân tích
40loại bộ phận lắp ráp

Những thứ không phải trường nào cũng có

HóaKính hiển vi điện tửNhìn cấu trúc rất nhỏ của mẫu
SinhMáy PCR và điện diKhuếch đại và quan sát ADN
HóaMáy sắc ký khíTách chất trong hỗn hợp
SinhTrạm ghép genTìm hiểu kỹ thuật di truyền
HóaMáy nhiễu xạ tia XNhận biết chất rắn trong mẫu
SinhKính hiển vi quang họcQuan sát tế bào, khí khổng
HóaNồi hấp tiệt trùngLàm đúng quy trình mới đạt
AIRobot hình ngườiTrợ lý làm theo yêu cầu bằng lời

Công nghệ

Bên dưới hệ thống

Chọn một chủ đề để xem VERA Lab hoạt động thế nào, từ cách tính kết quả đến tay cầm do nhóm tự thiết kế.

Năm lớp công nghệ làm nên VERA Lab

Mỗi lớp đảm nhận một việc riêng, nên có thể sửa và kiểm thử từng phần.

  • Không gian 3D

    Tòa nhà hai tầng, chỉ tải phòng đang cần.

    Unity 6, URP
  • Mô phỏng

    Bộ máy tính kết quả từ thao tác của từng học sinh.

    C#, có kiểm thử tự động
  • Trí tuệ nhân tạo

    Trợ lý trả lời theo quy trình máy, robot lập kế hoạch có kiểm tra an toàn.

    Python, FastAPI, nhiều nhà cung cấp AI
  • Điều khiển tự nhiên

    Theo dõi đầu và tay qua webcam, tay cầm không dây tự chế.

    MediaPipe, OpenCV, ESP32
  • Quản lý

    Kho, thiết bị, nhật ký thí nghiệm trên trình duyệt.

    Web, SQLite

Kiểm chứng

Đã kiểm tra gì, còn thiếu gì

Nhóm tách rõ ba việc: mô hình có tính đúng không, ứng dụng có chạy được trên máy thông dụng không, và học sinh có học tốt hơn không. Hai việc đầu đã đo, việc thứ ba chưa làm.

Đã đối chiếu

Mô hình tính đúng

Kết quả mô phỏng khớp đáp án và giá trị tham chiếu trong các bài đã đối chiếu.

Đã đo

Chạy trên laptop không có card rời

Đo bằng bản .exe trên laptop Intel Iris Xe, độ phân giải 1920 × 1080.

Chưa làm

Hiệu quả dạy học

Chưa khảo sát trên học sinh thật. Đây là việc đã có trong lộ trình của nhóm.

Kết quả mô phỏng so với giá trị đối chiếu

Số liệu lấy từ bài kiểm thử tự động. Bài kiểm thử thao tác đúng và cố ý thao tác sai, rồi đối chiếu kết quả.

Thí nghiệmKết quả mô phỏngGiá trị đối chiếu
Nhiệt đốt cháy glucozơ15570 J/g15569 J/g (NIST)
Chuẩn độ giấm0,8301 mol/L0,8300 mol/L (đáp án)
Metanol trong rượu bằng GC-MS1602 mg/L1602 mg/L (đáp án)
Nung đá vôi ở 900 °Ccòn 56,0 %56,0 % (lý thuyết CaO)
Nồi hấp đúng quy trình120,8 °C, giảm 8,5 bậc logđạt tiệt trùng
Nồi hấp không đuổi khíđồng hồ 1,05 bar nhưng chỉ 94 °Ckhông tiệt trùng

Các số này cho thấy mô hình tính đúng so với đáp án và giá trị tham chiếu, chưa phải đánh giá hiệu quả dạy học.

152bài kiểm thử Python đạt
147bài mô phỏng Hóa đạt
114bài mô phỏng Sinh đạt

Tải về

Chạy trên máy tính thông dụng

Không cần card đồ họa rời. Ứng dụng chỉ tải phòng bạn đang đứng và các phòng sát cửa, nên một tòa nhà lớn vẫn nhẹ máy.

Windows
macOS

Webcam và tay cầm là tùy chọn. Chỉ cần chuột và bàn phím là dùng được.

Cấu hình đề nghị

Mức máyCấu hìnhTrải nghiệm
Máy cũCard Intel UHD 620Khoảng 30 FPS theo ước tính, nên chọn mức đồ họa thấp
Tối thiểuCore i5 thế hệ 11 hoặc Ryzen 5 5500U, card tích hợp, RAM 8 GBMượt ở 1080p (đã đo trên Iris Xe)
Khuyến nghịGTX 1650, RTX 3050 hoặc RX 6500 XTGiữ được mức giới hạn 60 FPS theo ước tính