Своими впечатлениями журналист «МК»-Югра» поделился с читателями в №16 (статья «Центры притяжения») и №17 («От идей — к искусству, от проектов — к творчеству») нашего издания. В сегодняшнем материале, который завершает цикл публикаций, мы расскажем о Кванториуме Югры, который создан в автономном учреждении Ханты-Мансийского автономного округа — Югры «Технопарк высоких технологий».
Как рождается талант
Заместитель начальника детского технопарка «Кванториум Югры» Вера Прокопьева рассказала, как в данном учреждении рождаются и воплощаются самые смелые и новаторские идеи. Вместе с коллегами мне довелось посетить несколько занятий и понаблюдать за творчеством юных изобретателей.
Вера Прокопьева пояснила, что некоторое время в стране наблюдалось снижение интереса школьников и выпускников к инженерным специальностям. Данная проблема до поры до времени находилась вне зоны внимания, но сейчас ситуация кардинально изменилась. Благодаря соглашению между Агентством стратегических инициатив (АСИ) и правительством ХМАО-Югры, подписанному в рамках Петербургского международного экономического форума летом 2015 года, идея создания первого в России Кванториума на территории Югры воплотилась в жизнь.
Сотрудничество в рамках федеральной программы предполагает развитие дополнительного образования и обучение детей по научно-техническим направлениям, причем данная концепция разработана для всех регионов России. Югре выпала честь стать одним из пилотных регионов: первые кванториумы были открыты в городах Ханты-Мансийске и Нефтеюганске, а в 2016 году планируется реализовать проект в г. Югорске.
В Кванториуме Югры все необычно: начиная от изысканных линий и ярких расцветок в аудиториях и заканчивая оборудованием и проектами будущего. Даже стильная мебель отличается графическим дизайном, создавая неповторимую атмосферу творчества. Кванториум посещают примерно 380 учащихся 1-10 классов школ г. Ханты-Мансийска. В рамках программ дополнительного образования они проходят обучение по восьми передовым научно-техническим направлениям. Практические занятия строятся по принципу проектного обучения. Преподаватель дает возможность ребенку самостоятельно выбрать проект по одной из предложенных тем. По итогам проделанной работы юный инженер готовит презентацию и защищает проект.
— Цель Кванториума — приобщать детей к научно-техническому творчеству, используя самые современные информационные технологии. В каждом из квантумов (структурных подразделениях Кванториума) учащиеся активно применяют программирование. Таким образом ребенок приобретает знания, умения и навыки работы в команде, еще в юном возрасте постигая азы научной работы, — говорит В.Г. Прокопьева.
В квантумах юные экспериментаторы, как правило, занимаются по два часа один раз в неделю, а по некоторым направлениям — по четыре часа два раза в неделю. По словам В.Г. Прокопьевой, пока ни одно направление напрямую не связано с нефтегазовой отраслью, но в скором будущем нефтегазовый квантум будет непременно создан.
Квантумы разные, цель — одна
Одно из направлений Кванториума — наноквантум. Идея проекта состоит в разработке нескольких современных материалов для решения прикладных задач по материаловедению и нанотехнологиям. Юные инженеры постигают азы работы с углеродными композитами, включая нанотрубки и нановолокна, а также аморфнокристаллическими металлическими лентами и полиэтиленами высокого и низкого давления.
Сложный процесс предусматривает несколько этапов. Вначале юным талантам предстоит проработать поисковую задачу и сделать выбор конкретных систем, а затем провести теоретический анализ предполагаемых модификаций материалов и методов синтеза или обработки. Следующий этап — экспериментальный: будущим инженерам предстоит получить материалы и тщательно исследовать их свойства, включая упругие, антикоррозийные, магнитные и электропроводящие. На завершающем этапе «кванторианцы» занимаются инженерным прототипированием на базе новых материалов.
Одно из наиболее популярных направлений — робоквантум, в нем занимаются около двухсот учащихся первых-шестых классов. В ходе очередного занятия мне довелось стать очевидцем того, как команды осваивают передовые технологии в области электроники, мехатроники и программирования, получая практические навыки их применения.
Преподаватель Александр Лупу рассказал, что программа обучения разработана совместно с компанией Lego Education. Юные изобретатели на моих глазах настроили беспроводное аппаратное обеспечение и установили беспроводную связь между мобильным роботом и компьютером, используя промышленные средства программирования.
— Приступая к разработке стратегий навигации для передвижения в знакомой и незнакомой среде, ученики изучают возможности применения мобильных роботов для различных задач, участвуют в проектировании современных систем управления. В ходе занятий юные инженеры осваивают принципы работы, возможности и ограничения технических устройств, предназначенных для автоматизированного поиска и обработки информации, развивают лидерские качества и аналитическое мышление, — отметил Александр Лупу.
По итогам обучения в каждой группе будут проведены соревнования и определены победители. Лучшие примут участие в окружных соревнованиях «Hello, робот!» в рамках IT-форума.
В Кванториуме стремятся мотивировать юных изобретателей следить за научными разработками, овладевать новыми знаниями, учиться собирать модели в мастерской аэроквантума или проводить химические опыты в лаборатории нанотехнологий.
Мы заходим в класс IT-квантума. В этом направлении команды выполняют задания по поиску уязвимых мест веб-приложений и другим аспектам компьютерной и информационной безопасности, а также осваивают реверс-инжиниринг программного обеспечения на мобильных и встраиваемых платформах.
— При создании компьютерных игр и других комплексных цифровых продуктов ученики осваивают программирование и продуктовый дизайн. Обучение на примере создания игр позволяет вовлечь их максимально, и уже в этом процессе прививаются навыки командной работы, сбора и предоставления обратной связи, проектирования макетов, программирования, развиваются системное мышление, умение обосновывать свою точку зрения и решать проблемы, — рассказывает преподаватель Виктор Крестников.
Куда двинется рыцарь
В классе нейроквантума сидят ученики в специальных шапочках с датчиками, подключенными к компьютеру. Преподаватель по нейроуправлению Марина Юккерс поясняет, что с помощью данной программы юные таланты овладевают навыками в области работы с мозг-компьютерными интерфейсами и базовыми знаниями по нейротехнологиям. В рамках курса используются портативный энцефалограф, интерфейс «Нейробелт», с помощью которого считывается активность мозга, и чип Roboroach, осуществляющий управление фигуркой рыцаря на экране монитора.
— Устройства на головах учащихся — это нейробелты, которые позволяют считывать сигналы мозга в том или ином состоянии. Испытывая одну из четырех эмоций, ребята с помощью мысли стараются отобразить ее на мониторе. Их задача — с помощью своих эмоций провести фигуру в виде рыцаря по лабиринту, — объясняет Марина Юккерс.
Я внимательно наблюдаю за рыцарем, который силой мысли юных экспериментаторов совершает различные движения. Когда одна из девочек по имени Катя испытывает чувство вины, рыцарь движется вниз. Стоит ученице сосредоточиться — фигурка поднимается вверх, расслабиться — сворачивает налево.
По словам преподавателя Владимира Совокина, особенностью dата-квантума является сочетание нескольких наук: школьники 12-14 лет изучают не только географию, информатику, математику, физику, но и знакомятся с основами картографии, геодезии и космического мониторинга (дистанционного зондирования Земли). Программа лекций, семинаров и практических занятий рассчитана на семь месяцев.
Ребята обрабатывают информацию с помощью нескольких программ, в том числе 3D-графики. Информация аккумулируется из различных источников, начиная со спутниковых снимков различного разрешения и заканчивая самостоятельным сбором информации с помощью квадрокоптеров Phantom 3.
Каждый из журналистов имел возможность в мельчайших деталях рассмотреть конструкцию диковинного аппарата, который имеет четыре лопасти и, несмотря на кажущуюся хрупкость, способен подниматься на высоту двух километров. Дальность полета квадрокоптера составляет три километра, время полета — 20 минут. Квадрокоптер снабжен автопилотом, ему можно задать начальную и конечную точки полета, а также его траекторию. Phantom 3 готов выполнять полетное задание в рамках нескольких проектов, связанных с обнаружением, регистрацией и борьбой с несанкционированными свалками, вырубкой леса, лесными пожарами.
Глядя на талантливых ребят, я мысленно представил себе их будущее. Кто-то из них наверняка станет великим ученым, а может, автором сенсационного изобретения, которое поможет людям быть добрее, гуманнее, воспринимать чужую боль, как собственную. Но главное, по-моему, скрывается не в открытиях и научных достижениях, а в том, что юные югорчане учатся творить, мыслить, анализировать, принимать самостоятельные решения, а значит, менять жизнь к лучшему.
