В рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» в Политехнической школе реализуется проектная деятельность для учеников десятых классов. Она позволяет ребятам уже сейчас погружаться в научную среду университета и разрабатывать собственные инновационные продукты, тесно взаимодействуя с учеными ПНИПУ. Для облегчения адаптации к сложным исследовательским процессам в обучение включены дополнительные образовательные модули (ДОМы). Они способствуют пониманию сложных научных задач и открывают новые перспективы перед юными политехниками.
Чем полезны дополнительные образовательные модули
Как отмечают в Политехнической школе, в ходе проектной деятельности перед ребятами ставятся задачи высокого уровня сложности. Они требуют глубоких знаний, умений и навыков, зачастую выходящих за рамки общеобразовательной программы. ДОМы помогают нивелировать этот разрыв и подтолкнуть начинающих исследователей к активному освоению дисциплин.
Так, подобные курсы позволяют углубить знания в таких областях, как:
- программирование (создание веб-приложений и микроконтроллеров, использование нейросетей);
- 3D-моделирование (оптимизация кода, контроль качества, проектирование механики);
- освоение электроники и сбора прототипов (робототехники, пультов управления, сенсорных систем);
- создание пользовательских интерфейсов (веб-панелей мониторинга, VR-платформ, мобильных приложений);
- математика и анализ данных (моделирование физических процессов, применение искусственного интеллекта).
Более того, модули, в рамках которых школьники выполняют практические задания (например, разработка приложений, сборка робота, печать моделей на 3D-принтере), дают возможность решать реальные задачи производства. Это повышает общий уровень самостоятельности и уверенности при реализации собственных идей, будь то конструирование аппарата управления аддитивной установкой, системы контроля 3D-печати или VR-лаборатории.
ДОМы также направлены на ускорение процесса создания работающих прототипов — тестовых версий продуктов, которые обладают необходимыми для заказчика функциями.
— Если ученики понимают, как сверстать и «оживить» интерфейс, умеют обучать простые нейронные сети и подключать камеру к микроконтроллеру, то качество их конечного проекта автоматически повышается. Разработки получаются более технологичными, хорошо оформленными, понятными пользователям и имеют большой потенциал к внедрению в индустрию и коммерциализации, — рассказывает руководитель проектного офиса Политехнической школы Никита Пиль.
Какие новые модули будут включены в программу
С прошлого года для ребят проводятся ДОМы по схемо- и робототехнике, искусственному интеллекту, а также моделированию в программах Blender 3D и КОМПАС-3D. В новом сезоне учебные планы образовательных модулей будут обновлены.
К существующим курсам добавится модуль по веб-разработке на трех языках программирования. Участники также изучат основы дизайна пользовательского взаимодействия и методы создания интерфейсов для оформления конечных продуктов в виде сайтов и приложений.
Новая серия ДОМов актуальна для множества проектов, над которыми сейчас работают ребята.
— Например, для одного из них — запуска интеллектуального помощника учителя — школьникам необходимо сделать сайт или приложение с личным кабинетом преподавателя, а также возможностью загрузки и проверки файлов. Дополнительные образовательные модули помогут ученикам с разработкой и версткой цифрового сервиса, а также позволят интегрировать методы искусственного интеллекта для генерации тестовых заданий. Другой проект — «Контроль температуры при 3D-печати» — требует знания языков программирования, которые необходимы для оформления операторской веб-панели — специализированного интерфейса, с помощью которого можно удаленно отслеживать статус печати, контролировать параметры процесса и получать уведомления о ходе работы, — поясняет Никита Пиль.
Глубокая и качественная проработка инициатив достигается благодаря применению знаний из разных сфер. Так, компетенции в области веб-разработки дополнят владение школьников VR-технологиями: это пригодится им в визуализации виртуальных химической и физической лабораторий, которые также создаются ребятами в рамках проектной деятельности. Кроме того, старшеклассники будут применять искусственный интеллект при конструировании беспилотного роботизированного катера, обладающего техническим зрением для обнаружения браконьерских сетей под водой.
Как организован процесс освоения новых программ
ДОМы проводятся в формате мастер-классов, лабораторных работ и проектных сессий. Преимущество такого режима заключается в том, что ученики сразу применяют на практике изученный материал. Более того, они могут самостоятельно выбрать модули в соответствии со своими интересами и потребностями проекта.
— Мы объясняем сложные вещи простым языком, используя живые примеры и интерактивные задания. Например, ребята изучают, как ИИ распознает изображения и делает прогнозы, а также пробуют обучить простую модель самостоятельно, что в дальнейшем становится частью их проектов. Разбираться в теме помогают, в том числе, студенты старших курсов нашего вуза, — комментирует Вадим Данелян, преподаватель ДОМа по применению искусственного интеллекта, ассистент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика».
Формат мастер-классов актуален, например, для ДОМа по коммерциализации и рыночному обоснованию инновационных решений. По словам Гульназ Суздалевой, доцента кафедры менеджмента и маркетинга, кандидата экономических наук, ближайший из них планируется провести в марте. Занятие будет посвящено анализу потребностей клиентов, обзору аналогов и формулировке преимуществ продукта.
— Ребята будут конкретизировать идеи и учиться смотреть на свои разработки глазами потенциального заказчика. Также мастер-класс поможет им найти оптимальную стратегию коммерциализации проекта, — добавляет Гульназ Суздалева.
Таким образом, навыки, которые ученики приобретают благодаря дополнительным образовательным модулям, актуальны как для исследовательской деятельности, так и для решения реальных производственных задач. Компетенции в областях ИИ, робототехники, 3D-моделирования и веб-разработки повысят шансы качественной реализации проектов, ускорят процесс обучения и прототипирования, а также послужат мотивацией для дальнейшего развития в сфере естественных наук, высоких технологий, инженерии и математики.