В самом разгаре третий сезон проектной деятельности в Политехнической школе. В ней традиционно задействованы десятиклассники — 102 юных исследователя, которые погружаются в научный процесс и работают над реализацией своих инициатив под руководством ведущих ученых и старшекурсников ПНИПУ. Такое тесное взаимодействие реализуется в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Напомним, что проектная деятельность в Политехнической школе ведется с 2022 года. За два прошедших сезона старшеклассники провели около 50 исследований и создали более 50 высокотехнологичных продуктов.
В этом году очередной цикл работы начался в октябре. По словам руководителя проектного офиса Политехнической школы Никиты Пиля, это обусловлено тем, что ранний старт позволяет ребятам больше времени уделять детальной проработке своих идей и дает возможность уже в следующем году представить свои передовые решения на научных конференциях и конкурсах, сохраняя время для подготовки к экзаменам.
В текущем сезоне ученики генерируют и развивают новые инициативы, среди которых:
- системы контроля 3D-печати металлами на основе лазерного датчика;
- беспилотный роботизированный катер для мониторинга малых рек;
- интеллектуальный помощник учителя;
- лекарственное средство из нефти;
- биопрепарат на основе микрооорганизмов для стимуляции роста растений;
- новые антиоксиданты и исследование механизма их действия
- и многие другие.
Вектор исследований ребят задан реальными требованиями промышленного сектора, а конкретные темы и задачи формируют ученые ПНИПУ.
Проект команды Полины Главатских, ученицы 10 физико-математического класса, связан с разработкой системы обнаружения дефектов в процессе 3D-печати металлами.
— При аддитивном производстве необходимо точно задавать большое количество параметров, небольшие отклонения от которых приводят к браку деталей. Имеющееся программное обеспечение, создающее инструкции для печати изделия, не учитывает ранее поданное тепло. Поэтому возможен его избыток или недостаток в зависимости от траектории наслаивания. Основной целью нашего проекта стало создание такого модуля, который бы выявлял аномалии на основе данных сварочного источника. В дальнейшем его необходимо интегрировать в 3D-принтер и аппарат управления установкой, — объясняет Полина.
Школьница отмечает, что эта интеллектуальная система мониторинга основана на нейронных сетях. Они помогают анализировать параметры сварочного процесса в режиме реального времени, идентифицируя отклонения от нормы на ранних стадиях. Предполагается, что они будут отображаться через веб-интерфейс, что обеспечит возможность своевременного предотвращения брака.
— Этот проект актуален для производителей стальных деталей, инженеров-конструкторов, специалистов по контролю качества и безопасности в промышленности. Технология минимизирует потерю материалов и ресурсов, а также повысит общую эффективность заводского процесса, — добавляет Полина.
Ученица 10 инженерного бета класса Мария Виноградова и ее команда работают над созданием универсальной методики выбора цветовых решений зданий с учетом психоэмоционального состояния жителей.
— Проблема выбора колористики фасадов домов в городской среде тесно связана с необходимостью формирования гармоничного и эстетически приятного визуального облика: зачастую он бывает нарушен в условиях типовой советской застройки. Большинство имеющихся исследований по этой теме не фокусируются на важнейшем аспекте — влиянии цвета на ментальное состояние окружающих людей. Поэтому мы решили разработать собственный метод определения наиболее подходящей гаммы оттенков. Кроме того, мы стремимся сконструировать удачный внешний вид учебных корпусов комплекса ПНИПУ, который бы в большей степени соответствовал запросам и потребностям студентов и преподавателей, — добавляет Мария.
По словам школьницы, на данный момент ребята завершают исследовательский этап. Десятиклассники уже проанализировали, какие цвета наиболее сильно сказываются на ощущениях пермяков, используя методику комплексного оценивания. Они внесли данные в общую таблицу с помощью программных комплексов «Джобс-Декон» и «Декон-табл», на основе которой планируют составить опрос политехников и других жителей комплекса для дальнейшего моделирования «идеальных» зданий с перспективой реальных изменений в экстерьере.
Таким образом, проекты учеников Политехнической школы имеют практическую направленность и создаются для применения четко обозначенными группами потребителей. Например, Елизавета Макарова, обучающаяся в 10 физико-математическом классе, рассказывает, что сейчас их коллектив занимается разработкой умного помощника для учителей младшего и среднего звеньев, а также преподавателей вузов.
— Мы хотим создать приложение, которое бы избавило пользователей от выполнения монотонной и рутинной работы. Например, программа сможет составлять тестовые задания для учеников, исключая человеческий фактор. Более того, мы планируем добавить функцию автоматической проверки и выявления пробелов в знаниях учащихся с последующей системой уведомлений о них для преподавателя, — объясняет Елизавета.
Сейчас ребята сосредоточены на написании кода, формировании базы данных и интерфейса приложения. В процессе они осваивают специальные программы, в том числе Linux Debian, которая помогает им разрабатывать собственное ПО и вести командную работу.
Во время реализации проектов школьники тесно взаимодействуют со специалистами разных факультетов Пермского Политеха. Они учатся работать в лабораториях вуза на современном оборудовании университета, посещают экскурсии и презентуют предварительные итоги на контрольных точках. На защитах ребята получают обратную связь от научных сотрудников ПНИПУ и своевременно корректируют план действий.
— Еще одним новшеством в проектной деятельности стали регулярные семинары, где старшеклассники делятся друг с другом промежуточными результатами, обсуждают перспективы и возникающие сложности. Благодаря этому они не только получают навыки публичных выступлений, но и оперативно решают проблемы, обмениваясь идеями с другими командами и экспертами, — отметает Никита Пиль.
Школьники работают в группах от двух до шести человек. Для эффективного взаимодействия они учатся применять различные стратегии коммуникации:
— Нам помогает четкое распределение обязанностей и регулярное общение. Очень важно уметь доносить свои мысли, делиться мнением, прислушиваться друг к другу и сообща справляться с трудностями. На мой взгляд, самое интересное в этом процессе — приобретение новых знаний и полезных знакомств, — рассказывает Мария Виноградова.
— Мне кажется, ключом к успеху в совместной работе становится четкая иерархия. Обмен информацией происходит по ступеням: от научного руководителя к координатору проекта, от него — ко мне, а далее ко всей остальной команде. Это позволяет результативно и своевременно выполнять все задачи и понимать роль каждого из нас, — делится Елизавета Макарова.
— В настоящее время мы проводим очные встречи с нашими наставниками, изучаем теорию и практикуемся. В группе комфортные взаимоотношения: не возникает конфликтов, мы слушаем друг друга и рассматриваем идеи каждого участника. Все уважают свое и чужое время, поэтому всегда выполняют свою часть работы в срок, — говорит Полина Главатских.
Для достижения максимальной готовности к реальной научной и конструкторской деятельности для ребят организуются дополнительные образовательные модули (ДОМы).
— В ближайшие месяцы стартует новая серия ДОМов, которые помогут школьникам получить недостающие специфические знания для своих исследований — от основ программирования и работы с технологиями 3D-печати до принципов экономической оценки проектов, — добавляет Никита Пиль, руководитель проектного офиса Политехнической школы.
Все это позволяет десятиклассникам не только погрузиться в научную среду, но и определиться с будущей профессией.
— В этом году я впервые познакомилась с проектной деятельностью. Раньше и не могла подумать, что проведение исследования — настолько интересный процесс. Я бы с радостью продолжила заниматься этим на базе строительного факультета ПНИПУ. В будущем я хочу обучаться именно здесь. Еще в седьмом классе я задумалась о том, чтобы получить инженерную специальность, — делится Мария Виноградова.
— Не думаю, что подобную деятельность в обычных средних образовательных учреждениях можно сравнить с тем, как она реализована здесь. При Пермском Политехе она гораздо глубже и масштабнее. Я бы хотела продолжать заниматься научными исследованиями и дальше после поступления в университет, — добавляет Елизавета Макарова.