Технологичная школа: 3D-принтеры и столы Пирогова в процессе обучения

Электрокардиограф, гидравлический пресс, кульман, стол Пирогова – на этом высокотехнологичном оборудовании весь учебный год занимались будущие инженеры, физики, медики – ученики столичных школ. Технические новинки можно сказать стали частью учебного процесса. Супертехника помогает школьникам лучше усваивать информацию, глубже погружаться в материал, разбудить мотивацию к учебе.

Учебные центры, IT-полигоны и лаборатории в школах – именно здесь дети осваивают высокие и нанотехнологии.

«Для развития предпрофессионального образования в Москве реализуется проект по созданию творческих площадок, — рассказывает доктор биологических наук, руководитель школьного учебно-научного центра школы №1392 им. Д. Рябинкина ИльяДанилин. — В нашей школе открыт Учебно-научный центр, состоящий из предпрофессиональных лабораторий, укомплектованных оборудованием по четырем направлениям: робототехника, физика, естественные науки, 3D-моделирование и прототипирование».

Педагоги, используя все это в учебном процессе, отмечают, что в разы увеличивается скорость работы, мотивация и эффективность усвоения материала.

Инженерные и ИТ-направления

Для развития инженерного творческого мышления уже в началке детей учат собирать и программировать роботов: устройства должны уметь ходить и перемещать предметы. В средней школе ученики предпрофильных классов начинают «погружение» в инженерную, медицинскую и ИТ-сферы. В ИТ-полигонах их ждет настоящая айтишная жизнь: высокотехнологичное оборудование, программное обеспечение, где они осваивают программирование, 3D-моделирование, прототипирование, изучают локальные вычислительные сети, знакомятся с big data, технологией дополненной реальности, основами информационной безопасности, осваивают геймдизайн, рисуют мультфильмы.

На кульманах ребята решают интерактивные задания из уроков МЭШ и с авторского сайта учителя. В школе №1368 уроки информатики проходят на интерактивных кульманах — высокотехнологичные комплексы предназначены для автоматизации проектирования, дизайна и цифрового моделирования.

«Кульман — это интерактивная доска на колесах, — поясняет учитель информатики школы №1368 Анна Красногорская. — Я со своего компьютера вывожу таблицу результатов учеников, дети в режиме реального времени видят достижения. С тремя экранами удобнее, ведь на уроке обращаешься к большому количеству источников информации». 

А ученики школы №2120 постигают азы сетевого администрирования и готовятся к чемпионатам профессионального мастерства в компетенции «Сетевое и системное администрирование» на вполне реальном оборудовании сисадминов: 19-дюймовой стойке для сетевого оборудования, коммутаторе, маршрутизаторе, патч-корде, патч-панелях.

С помощью электроники, моторов, сервоприводов, программного обеспечения ребята из школы №2065 проектируют и создают прототипы, модели своих изобретений, в системе автоматизированного проектирования Autodesk inventor или Fusion 360. Модели деталей делаются из фанеры, оргстекла, акриловых соединений, композитных пластиков – на станке лазерной резки. Работая на всей этой технике, школьники «набивают» руку, а еще используют метапредметные знания, ведь без азов физики, механики, программирования, 3D-моделирования никуда.

Создать проект – это полдела, еще его надо грамотно представить. Презентация - один из важнейших навыков как в сфере высоких технологий, так и в науке. Обучению грамотно делать презентации в школе №2065 уделяют особое внимание.

Физика

Вместо эбонитовых палочек - спектроскопы, комплекты для демонстрации и изучения атомной физики. Эксперименты по физике вышли на новый уровень.

«До появления современного оборудования многие темы изучали только в теории, — рассказывает учитель физики школы №1391 Ольга Портунова. — Например, диаграмму растяжения. А сейчас получаем ее с помощью лабораторного испытательного стенда прочности материалов. Ребята радуются, когда видят, что результаты эксперимента и диаграмма в учебнике совпадают. Исследовательские задачи повышают мотивацию, развивают интерес».

Есть в школах и приборы для определения физических постоянных, которые раньше смотрели по таблицам. Например, прибор-измеритель постоянной Планка. Школьники наблюдают работу гидравлического пресса с прозрачными стенками, видят линейчатые спектры различных газов — аргона, ртути, водорода — с помощью спектроскопов, следят за траекторией движения электронов при помощи комплекта для демонстрации и изучения атомной физики.

Эти новинки техники помогают освоить школьную программу, а во внеурочной деятельности придумать и воплотить в жизнь проекты. Так, старшеклассники инженерного класса школы №1392 им. Д. Рябинкина при помощи атомно-силового микроскопа создали проект по анодированию материалов с помощью спроектированной ими установки. Они проанализировали поверхности алюминия и титана и вычислили, как меняются прочностные характеристики материалов после воздействия. Атомно-силовой микроскоп позволил на нано-уровне увидеть структуру материалов. Проект заслужил высокие оценки жюри конференции «Потенциал».

Естественные науки и медицина

Технологичные приборы помогают детям изучать природу, проводить мониторинг окружающей среды: состав почвы, воды, воздуха. Ученики школы №1392 проанализировали, как загрязненность снежного покрова около школы влияет на почву, экосистему. А один из старшеклассников даже создал свои экосистемы, вырастив в банках мини природные островки. С помощью датчиков в лаборатории он контролировал их жизнедеятельность: температуру, влажность, выработку углекислого газа. Получилась работа на стыке физики, химии, экологии и биологии. Другой проект десятиклассника - «умный горшок» для растений - «родился» между биологией, информатикой и 3D-моделированием. Гаджет с помощью датчиков следит за параметрами растения и оповещает, когда пора полить цветок. Одним словом, у школьников появляются уникальные идеи, которые можно воплотить в жизнь от начала до конца прямо в школе.

Проект «Медицинский класс в московской школе» позволяет познакомиться с миром медицины.

«К базовому оборудованию, которое есть в школе — световые микроскопы, оборудование для ведения лабораторных работ, покровные стекла, скальпели — добавили болеесерьезное, — рассказывает учитель биологии и куратор медицинского направления школы №1354 «Вектор» Ольга Хорошилова. — Например, цифровые микроскопы — их можно подключать к программам, датчикам. Школьники могут наблюдать за объектами и процессами, изучать их строение. Микроскопы с веб-камерами помогают переносить информацию в компьютер. Есть датчики для исследования процессов и явлений: начиная от мутности воды и освещенности помещения, заканчивая пульсом и давлением человека. Устройства не сложные, но они дают возможность детям примерить на себя роль ученого-исследователя».

Будущие медики на симуляторах и фантомах учатся оказывать первую помощь, на тренировочных столах отрабатывают манипуляции младшей медсестры: промывают желудок после отравления, ухаживают за младенцем, накладывают повязки, при этом все манипуляция отображается на экране. На «кожных» симуляторах - накладки с трубками, имитирующие кожу человека со всеми капиллярами и сосудами - отрабатывают инъекции внутривенно и внутримышечно, забор крови, определяют глубину расположения вен и сосудов у младенца, взрослого и пожилого человека. На муляжах и моделях органов человека, его скелета и мышц изучают анатомию человека. Интерес у юных медиков вызывает анатомический столПирогова - экран, на котором они рассматривают человека «в разрезе», изучают кожу, мышцы, внутреннее строение, сравнивают здоровые органы и органы с патологиями. С этим оборудованием может работать любой. Так, ученик инженерного класса школы №1354 после прорабатывания проекта на медицинском оборудовании создал чертеж и распечатал на 3D-принтере бионический протез человеческой руки.

Высокотехнологичное оборудование, станки, программы и симуляторы помогают школьникам стать ближе к профессиональной среде, научиться работать на стыке инженерии и медицины, программирования и биологии, создавать конвергентные проекты, которые помогают им понять, в какой сфере они хотят работать в будущем. Работа на «взрослом» оборудовании позволяет детям усвоить важнейшие для современности цифровые компетенции.