На берегу реки Оби в сотне километров от Томска расположено село Кожевниково. Это не очень большой населенный пункт, где постоянно проживает всего 8 тыс. человек. Тем не менее здесь в январе впервые был опробован 3D-принтер для печати в невесомости, который отправится на Международную космическую станцию (МКС). Протестировали его школьники. Ребята загрузили созданную специалистами РКК «Энергия» модель в программу управления и затем из полимерной нити изготовили на принтере требуемый объект. Грузы на МКС с Земли доставляют редко, а с помощью такого устройства у космонавтов появится возможность на орбите печатать нужные детали, к примеру крепления.
Промышленные компании ставят детям реальные задачи
Этот необычный опыт – часть программы, призванной привить ребятам интерес к инженерным наукам. Почему Кожевниково? Просто это филиал томского «Кванториума», одного из сети детских технопарков, открытых от Хабаровска до Калининграда. К концу 2017 года таких образовательных центров станет более 40 по всей России.
Дворцы пионеров XXI века
Детские технопарки «Кванториум» – современный формат дополнительного образования. Раньше школьники бегали на кружки во Дворцы пионеров. Многие авиаконструкторы начинали свою карьеру с таких занятий по авиамоделированию. Но в век стремительного развития технологий только создания моделей уже мало. В детских технопарках практикуется проектный подход, развивается креативное, критическое и продуктовое мышление. Площадки создаются на основе государственно-частного партнерства, где крупные промышленные компании, такие как «Ростех», «Росатом», «Газпром», «Северсталь», «КамАЗ», ставят задачи перед молодыми инженерными командами.
В прошлом году к инициативе присоединился СИБУР: компания в качестве пилотного проекта поддержала создание мультимедийного пространства с 3D-кинотеатром и медиатекой в детском технопарке Томска. На этой площадке будут проходить интерактивные лекции, мастер-классы, воркшопы, транслироваться научно-популярные фильмы.
«Кванториум», по сути, школа мышления, что открывает новые возможности
«Наступление нового технологического уклада и запрос ведущих российских промышленных компаний определяют повышенные требования к качеству инженерных кадров. Мы понимаем, что возможности, которые школьники имеют сегодня, будут определять их профессиональную состоятельность завтра», – говорит Алексей Козлов, член правления СИБУРа.
Все серьезно. Иллюстрация этого – шорт-лист премии «Юный изобретатель», вручение которой как раз было приурочено к открытию технопарка. Например, обладательницей учрежденной СИБУРом награды в номинации «Экология» стала Анна Земцова из Тобольска. Ее проект посвящен химическому анализу подземных вод на предмет их пригодности для питья.
«Мы знаем, что именно дети в силу гибкости и незашоренности наиболее креативно решают инженерные задачи. На первом этапе наша цель в «Кванториуме» – заинтересовать ребенка, показать ему практический эксперимент, опыт. Далее мы вовлекаем его в исследование причин происходящего и подводим к логическим выводам и поиску идеального конечного результата. По сути, «Кванториум» – это школа мышления. Такой подход открывает новые возможности, – говорит Марина Ракова, руководитель федерального оператора сети детских технопарков «Кванториум». – Ввиду этого основными стейкхолдерами и заказчиками являются как органы госуправления, так и промышленные предприятия. Для них мы разрабатываем и развиваем инновационные образовательные треки в области нанотехнологий.Мы обучаем детей, например, как создавать продукты из полимеров, которые будут сохранять окружающую среду и атмосферу».
В числе тематических приоритетов также можно выделить нейро- и биотехнологии, робототехнику, аддитивное производство, программирование, космонавтику, лазерные технологии, промышленный дизайн. Основа обучения – практические занятия, в которых все умения и навыки приобретаются через опыт, хорошие кейсы и побуждают детей на практике доказывать, изобретать, воплощать и действовать.
Главное – попробовать
Обучение действием опирается на кейс-технологии. Преподаватели готовят модули на ситуациях из реальной жизни, они направлены на развитие soft skills или hard skills. В переводе soft skills означает «гибкие навыки», позволяющие быть успешными независимо от специфики деятельности. Их относят к числу социальных навыков: умение убеждать, находить подход к людям, работать в команде, рефлексировать, мыслить творчески. Hard skills, или «твердые навыки», – технический фундамент, знания, записанные на подкорку. Например, метод слепой печати, управление транспортными средствами, программирование и т.п.
Работа с кейсами может идти как в группах, так и индивидуально в установленное время, по истечении которого преподавателю представляются варианты решений предложенных задач. «Основными воспитанниками «Кванториума» становятся дети, заинтересованные в созидании и желании делать своими руками проекты», – рассказывает Борис Близнюков, советник генерального директора федерального оператора сети детских технопарков «Кванториум».
Задачи, которые решают современные школьники
1. Оцениваем варианты
Цель кейса: Познакомиться с несколькими альтернативными способами получения энергии и сравнить их между собой.
Задание: Изучить то, какими способами можно получить энергию, применяемую в автомобилях, и сравнить их между собой. Так, в Лондоне курсирует автобус, работающий на водороде. В Бразилии активно используются автомобили, которые работают на спирте, получаемом из сахарного тростника. В России набирают популярность гибридные машины. Кроме того, есть традиционные бензиновые и дизельные двигатели, а также установки, работающие на пропан-бутановых смесях и метаноле.
2. Теоретизируем
Цель кейса: Заложить основы теоретического мышления, научить наблюдать, выдвигать гипотезы и проверять их на практике. Полученные компетенции закрепляются затем на другом биологическом объекте (рыба, птица, медуза, дождевой червь, гусеница и т.д.)
Задание: Непосредственное наблюдение за передвижением брюхоногих моллюсков, зарисовка результатов и обсуждение основ.
3. Строим модели
Цель кейса: Получение знаний о передаче нервного сигнала от рецептора к эффектору и механизме сокращения мышечной ткани. Работа на понимание текста, обучение схематизации.
Задание: Пользуясь учебными материалами восстановить динамическую схему сокращения мышечной клетки и в заключение представить свое понимание процесса.
4. Экспериментируем
Цель кейса: Погружение учащихся в ситуацию экспериментальной деятельности.
Задание: Вначале учащиеся восстанавливают анатомию ротовой полости, пользуясь бытовыми представлениями, знаниями анатомии. Ищутся ответы на простые вопросы: «Каковы функции слюны?» и «Почему корочка черного хлеба при тщательном пережевывании становится сладковатой?». Проведение экспериментов: «Действие йода на крахмал» и «Действие слюны на крахмал». Выдвижение гипотез.
5. Создаем
Цель кейса: В качестве нерешенной критической задачи взята Глобальная экологическая проблематика. Ученикам важно выявить верное биологическое и экономическое обоснование модели работы аквариумной системы с разной водой.
Задание: Создание действующей модели аквариумной системы. Проведение экспериментов по определению состояния биоты в зависимости от технологии водоочистки и режимов работы инженерной системы модели аквариума. Мониторинг качества воды в аквариумной системе (биологический и химический) для оценки применимости систем водоочистки для обеспечения сохранения коллекции гидробионтов Москвариума.
Варвара Фуфаева
