Направление «Наука»

Репортаж с очной программы по науке 

Применение методов машинного обучения для решения интеллектуальных задач -   перспективное направление развития современной науки и техники. Межпредметный характер области интеллектуальных систем позволяет развить мотивацию школьников к углубленному изучению математики, информатики и техники. 

С 23 по 28 ноября состоялся заочный этап профильной программы по информатике и математике «Моделирование интеллектуальных систем». С 4 по 17 декабря в Республиканском центре выявления и поддержки одаренных детей и молодежи Татарстана по модели Образовательного центра «Сириус» прошел очный этап. Школьники получили опыт моделирования и программирования систем, которые оснащены искусственным интеллектом.

Заочный этап проводился дистанционно: в течение шести дней по два часа. Здесь преподаватели программы дали информацию больше прикладного характера, связанную с дальнейшим участием в очном этапе. Школьники изучали язык программирования Python, который не входит в школьную программу. Были лекции и практика. В завершении этапа они выполнили контрольную работу и тест, результаты которого позволили оценить степень готовности ребят к очному туру. На очном этапе участники программы приступили к изучению искусственного интеллекта.

Александр Агафонов, руководитель программы, кандидат физико-математических наук, заведующий кафедрой высшей математики и математического моделирования Института математики и механики им. Н.И. Лобачевского КФУ, отметил, что ребята на профильную программу приехали мотивированные и у некоторых уже были знания в этой области и опыт программирования:

– Мой курс на программе был больше обзорный. У меня была задача – дать школьникам не фрагментарное, а общее представление в этой области, чтобы они понимали, какие есть разделы, какие задачи решаются в разделах машинного обучения, рассмотрели различные методы, математические модели. Обучение строилось на теоретической и практической частях. Каждый модуль – определенная область машинного обучения. По 2-3 дня отводилось на каждый модуль. На практической части мы решали задачи программирования.

Если мы говорим про теоретическую часть, то здесь есть высшая математика, которую школьники не знают в полном объеме. Передо мной стояла задача – адаптировать некоторые разделы математики для того, чтобы школьники старших классов могли не только на практике применить готовые программы, а еще понимали, как это работает изнутри. 

Педагог отметил, что программа носит междисциплинарный характер – взаимосвязь математики и информатики. Например, методами машинного обучения решаются задачи физики, биологии, экономики и других наук. Это все применяется как инструмент в соответствующих науках. Сейчас область машинного обучения, искусственного интеллекта очень востребована. Есть задача, необходимость – как можно раньше давать школьникам полезные знания в этой области и развивать соответствующие компетенции. Чем раньше молодой человек в эту сферу войдет, тем конкурентно способнее он будет. 

В программе были предусмотрены пять модулей: 

• «Машинное обучение без учителя», 
• «Машинное обучение с учителем», 
• «Искусственные нейронные сети», 
• «Компьютерное зрение», 
• «Машинное обучение с подкреплением».

Модуль «Машинное обучение без учителя» был посвящен практической реализации методов кластеризации данных. На конкретных практических примерах рассматривали метрические методы кластеризации. В рамках изучения модуля, школьники выполняли практические задания, заключающиеся в программной реализации и применении метода k-средних.

Модуль «Машинное обучение с учителем» был посвящен изучению теоретических основ и практической реализации методов машинного обучения, применяемых для классификации данных. Популярные методы классификации (метод Байеса, деревья принятия решений) рассматривались на примерах прикладных задач. Здесь участники программы выполняли практические задания классификации текста.

Модуль «Искусственные нейронные сети» содержал математические модели искусственных нейронных сетей, основные понятия, примеры использование нейронных сетей, виды архитектур нейронных сетей, а также методы их обучения. На практическом занятии школьники реализовали полученные знания для создания и обучения простых нейронных сетей, использовали открытые библиотеки для моделирования сетей сложной архитектуры.

Модуль «Компьютерное зрение» был посвящен знакомству участников программы с теорией и технологией создания интеллектуальных систем обнаружения, отслеживания и классификации объектов на основе информации, полученной из изображений. Школьники получили навыки решения прикладных задач компьютерного зрения. 

Модуль «Машинное обучение с подкреплением» содержал необходимые математические и биологические сведения для понимания работы генетического алгоритма, метода Q-learning. Обсуждалась программная реализация алгоритмов в популярных библиотеках машинного обучения на языке Python. На практическом занятии школьники реализовали полученные знания для создания и обучения контроллера виртуального агента.

Даниф Миннибаев, ученик 11 класса школы им. Г.Г. Гарифуллина село Ядыгерь (Кукморский район):

– На профильные программы важно ездить, чтобы узнать что-то новое, и понять нравится ли тебе эта тема. Здесь я узнал про машинное обучение, создание искусственных нейронных сетей и компьютерное зрение. Эти знания являются основой для продолжения изучения создания искусственного интеллекта, расширяют кругозор и помогают понять, как работают некоторые вещи вокруг нас. В этой программе мне понравились лекции: они были очень понятными и интересными. Мы не просто разбирали код, а сами участвовали в его создании. Кроме того, я узнал, что компьютер воспринимает изображение как набор из нескольких матриц, ряда чисел. Создал программу, которая определяет лицо на видео. Узнал, как работает и обучается один нейрон и целая нейронная сеть. Научился создавать и обучать нейронные сети и узнал, как работают сверточные нейронные сети и обучение с подкреплением.

Элина Муртазина, ученица 10 класса гимназии №96 (Казань):

– Я заинтересована работой интеллектуальных систем и хотела бы в будущем связать свою жизнь с программированием, поэтому решила принять участие в профильной программе. Она действительно была полезна, так как python -– востребованный язык, и база, которую нам дали, реально очень хороша. Я считаю, что такие профильные программы расширяют кругозор и вдохновляют двигаться дальше. Дают понять, какое направление тебе больше по душе и кем ты хотел стать в будущем. 

Светлана Кириллина,
Медиалаборатория Университета Талантов

Татарстанские школьники познакомились с социальным проектированием и тайм-менеджментом 

С 9 по 26 ноября в Республиканском центре выявления и поддержки одаренных детей и молодежи по модели Образовательного центра «Сириус» в Республике Татарстан прошла очная профильная программа по науке «Социальная активность и предпринимательство». Ее участники – 15 школьников 9-11 классов из Казани, Нижнекамска, Набережных Челнов, Кукмора, Арска и Апастово. Самые инициативные ребята познакомились с основами предпринимательства, классического проектного менеджмента, социального проектирования и тайм-менеджмента.

Ребята участвовали в мастер-классах ведущих преподавателей, учились управлять проектами, разрабатывать собственные бизнес-планы, отстаивать свою позицию на дебатах, координировать интернет-проекты. Они освоили маркетинговые технологии, знакомились с социальными теориями, попытались представить собственные сценарии будущего и прокачали  навыки публичных выступлений.

В программе были предусмотрены шесть модулей:

• «Предпринимательство как социально-ориентированная форма креативности»;
• «Современное общество и публичная политика»;
• «Менеджер проектов в дизайне профессий будущего»;
• «Бизнес и предпринимательство в цифровую эпоху: законы эффективности и вопросы этики»;
• «Управленец генерации: человек в галстуке или креативный энерджайзер»;
• «Общественная активность: вместе к лучшему будущему».

Рушания Зиннурова, руководитель программы, профессор Казанского национального исследовательского технологического университета, директор Института управления инновациями:

– Особенностью нашей программы является ее ориентация на ребят, осознающих и активно реализующих свои социальные, политические, лидерские и гражданские потребности  и навыки. На тех, кто проявляет активность в области социального творчества и предпринимательства. Наших участников выгодно выделяет междисциплинарность и готовность развивать soft- и hard skills. 

На лекциях ребята активно задавали вопросы, быстро и качественно делали задания. Каждый день смены завершался интересным творческим результатом, на котором ребята показывали не только свой ум и логику, но и могли раскрыть свои таланты в других сферах.

Образовательная программа включала в себя теоретические и практические занятия. Школьники закрепляли полученные знания, разрабатывали бизнес-планы и бизнес-модели, решали кейсы, выполняли командные задания, подготавливали индивидуальные проекты. Стоит отметить, что после участия в программе они смогут реализовать свои проекты, учитывая их значимость для общества и понимая законы функционирования рыночной экономики.

Арина Душкина, участник программы, ученица 10 класса школы №40 (Набережные Челны), отметила, что хотела научиться не только грамотно создавать проекты, но и защищать их:

– Республиканский центр предоставил мне такую возможность, я взяла от этой программы максимум. Узнала, как создавать свой сайт, как определиться с идеей проекта, как образовалось общества. Познакомилась с теориями многих социологов, поняла, как рассчитывать бюджет, как искать партнеров и многое другое.

Программа понравилась тем, что эксперты объясняли все четко и ясно. Отдельно хотелось бы отметить доцента кафедры государственного, муниципального управления и социологии Казанского национального исследовательского технологического университета Ольгу Васильевну Лисину. Она – настоящий профессионал своего дела. Всегда поможет и найдет выход из любой ситуации. Трудности возникали лишь с нехваткой времени на работу с проектами. Вопрос решили, грамотно распределив оставшееся время. Данные профильные программы создают для тебя комфортные условия для продуктивной работы. К тому же, это новые знакомства и новые связи. Мой проект называется «За дело» и направлен на популяризацию политической активности среди подростков в возрасте от 14 до 18 лет. Подростки смогут получить базовые знания в сфере политики и политологии. Самые сильные ребята даже пройти двухнедельную стажировку в Исполнительном комитете города Набережные Челны.

Ростислав Колчин, участник программы, ученик 9 класса специализированного олимпиадно-научного центра «СОлНЦе (Казань), рассказал, чему научился на программе:

– О программе мне сообщили в школе, и я подумал, что будет интересно узнать о предпринимательстве побольше. Здесь я научился создавать проект «с нуля», находить информацию, управлять собственным временем. Я познакомился с конструкторе сайтов  Tilda и научился работать в нем. Также нам рассказали о том, как рассчитать все затраты и доходы, что сразу помогает понять рентабельность проекта. Мы узнали о деятелях, значительно повлиявших на предпринимательство и технологии: Илон Маск, Курцвейл и так далее. 

Трудности возникли на моменте придумывания проекта, а также при поиске нужных поставщиков. Однако педагоги смогли мне разобраться в этом. Такие программы разгружают тебя от рутины и помогают точнее определиться с будущим. На программе я занимался созданием интернет-магазина одежды с вышивкой для молодежи, принадлежащей к разным субкультурам, ведь их популярность только растет.

Светлана Кириллина,
Медиалаборатория Университета Талантов

Репортаж с ноябрьской профильной проектной программы 

В ноябре Республиканский центр выявления и поддержки одаренных детей и молодежи в Республике Татарстан запустил первую в регионе космическую программу для молодых людей, увлекающихся темой космоса и разработками в этой области.  

Программа «Республиканская космическая смена» — это отборочный этап проекта «Дежурный по планете 2020-2021», который создан для школьников 8-11 классов и объединяет пять технологических конкурсов по разработке оборудования для спутников и прототипов космических аппаратов, приема космических данных и обработки данных дистанционного зондирования Земли.

8 ноября завершилась Республиканская космическая смена, проходившая на базе Инженерного лицея-интерната КНИТУ-КАИ. 28 талантливых школьников со всего Татарстана на протяжение недели изучали возможности применения космических снимков для целей сельского хозяйства и экологии. Ребята также создавали собственные спутники с применением технологий 3D-моделирования и проходили обучение в области разработки и проектирования малых космических аппаратов. 

Отбор участников на смену проводился на основе приложенных достижений в области физики и информатике. Ребятам необходимо было написать мотивационное эссе, где они поделились идеями научного эксперимента, космических исследований и способами их реализации, а также рассказали об общественной ценности своих проектов. В Татарстане это первая программа для школьников космической направленности. 

Обучение на программе проходило по 3 модулям:

• «Дистанционное зондирование Земли»

На этом модуле участники изучали спутниковые технологии, познакомились с методами их использования. Научились воспринимать спутниковые изображения как источник информации и производить расчеты важнейших показателей экологического состояния поверхности Земли по спутниковым данным. 

•  «Спутникостроение»

Данный модуль позволил участникам узнать о малых космических аппаратах, алгоритмах их стабилизации и ориентации в космическом пространстве. Здесь у ребят была возможность спроектировать уникальную космическую миссию с применением технологий 3D-моделирования. 

• «Прикладные космические системы»

В рамках данного модуля молодые таланты поучаствовали в перспективных направлениях исследований и разработок Сколковского института Науки и Технологий.

Педагогами и разработчиками программы выступили эксперты ведущих компаний и вузов страны, специализирующихся на теме космических технологий. Среди них «Сканекс», «Спутниковые инновационные космические системы», «Образование будущего», Космический центр Сколковского института науки и технологий, Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, Казанский федеральный университет, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева–КАИ. Руководителем программы стал Владимир Безменов, кандидат технических наук, доцент кафедры Астрономии и космической геодезии КФУ, лидер лаборатории «Дистанционное зондирование земли и внеземные территории» Республиканского центра выявления и поддержки одаренных детей и молодежи в республике Татарстан. 

Участники программы получили ценные знания, которые смогут применять на практике в будущей профессии. Практически все современные наземные цифровые разработки привязаны к космосу, поэтому специалисты данного профиля всегда найдут применение своим знаниям. В современном мире нет организации, которая не нуждаются в пространственных данных. 

Алексей Прохоров, инженер-методист компании «Образование будущего» и педагог модуля «Прикладные космические системы»:

- Программа прошла очень позитивно и продуктивно. Большинство ребят впервые участвовали в подобной смене, но, благодаря упорному труду и высокой мотивированности, достойно проявили себя и получили новые знания. Перед школьниками стояла действительно взрослая задача. Вначале смены, признаюсь, сильно переживал, успеют ли наши команды за неделю должным образом проработать и защитить свои проекты. Однако, учитывая сроки, ребята справились на отлично! Программа, прежде всего, показывает ребятам, как можно применять на практике полученные знания. Молодые люди учатся работать, используя 3D-моделирование, программирование микроконтроллеров, проектирование миссии космического аппарата, самостоятельно искать необходимую информацию и делать что-то собственными руками. Кроме того, участники программы пробовали взаимодействовать в команде, распределять задачи, примерять на себя роль программиста, конструктора, схемотехника или исследователя и, соответственно, брать на себя ответственность за определенную часть проекта. Полученные знания и навыки применяются во время работы над проектом. Немаловажен и этап защиты проекта, большинство участников в первый раз представляли свой проект перед жюри. В России проводится довольно большое количество конкурсов, на которых школьники занимаются проектной деятельностью. На смене все ребята работали над проектами связанными с космической отраслью. На нашем направлении, например, участники проектировали миссию космического аппарата, формата CubeSat 3U и, в соответствии с этой миссией, разрабатывали конструкцию, служебные системы и полезную нагрузку для аппарата. Победители программы по направлению «Прикладные космические системы» получают возможность поучаствовать в соответствующем направлении полуфинала конкурса «Дежурный по планете». 

В завершении программы все участники получили сертификаты о прохождении Республиканской космической смены. 

- Программа прошла успешно. Из Москвы было привезено оборудование: конструкторы для создания спутников, специализированное программное обеспечение. Поддержка была оказана как методическая, так и кадровая. Космические программы ежегодно проходят на базе образовательного центра «Сириус». С этим багажом знаний эксперты приехали к нам и поделились своим опытом с преподавателями из вузов Казани. Соответственно, и наши разработчики имели хороший опыт проведения подобных программ. Основное преимущество смены в том, что, изучив теорию, ребята сразу же применяли полученные знания на практике, создавая собственные проекты. Например, на модуле «Дистанционное зондирование Земли» ребята занимались поиском засушливых территорий, которые ранее использовались для сельскохозяйственных целей. Также они анализировали степень восстановления лесов после пожаров, - рассказал руководитель проектных групп направления «Наука»  Республиканского центра выявления и поддержки одаренных детей и молодежи в Республике Татарстан Николай Рыбушкин. 

Впечатлениями от программы поделилась Варвара Парамонова, ученица 9 класса лицея имени Н.И. Лобачевского:

- Программа прошла интересно, я узнала много нового о наноспутниках. Наша команда даже собрала его прототип. Мне хотелось попробовать себя в этой сфере, чтобы узнать, хочу ли я связать с ней свое будущее, а также улучшить свои навыки в физике и программировании. Еще я узнала о спутниках CubeSat, о перспективности запуска их в космос, о видах полезных нагрузок для подобных спутников, что тоже очень интересно. Для меня главная ценность программы была в том, что я получила отличный опыт и знания, которые не предоставляет ни одна школа. Просто замечательно, что у меня есть возможность развиваться в профильных направлениях.

Лилиана Муллаярова, 
Медиалаборатория Университета Талантов 

Репортаж об октябрьских программах по математике «Математическая парадигма» и по химии «Комплексное введение в химию»

18 октября завершились профильные программы по математике и химии Республиканского центра выявления и поддержки одаренных детей и молодежи Республики Татарстан по модели «Сириус». 

Профильная программа по химии проходила с 20 сентября по 18 октября. В ней приняли участие 47 школьников 7-8 классов со всего Татарстана. Целью обучения стало закрепление у учащихся фундамента знаний по химии: теоретических, практических, работы в лаборатории. Все обучение выстроено для глубокого понимания этой науки и создания базы, при помощи которой ученик сможет продолжать изучение предмета самостоятельно. В программе предусмотрены четыре основных модуля: «Общая химия», «Физическая химия», «Неорганическая химия» и «Органическая химия».

Во время занятий молодые таланты рассмотрели приемы и методы решения задач по химии, в том числе экспериментальных, научились анализировать полученные результаты,  а также работать с современным лабораторным оборудованием. 

Участники были поделены на четыре группы. У каждой группы был свой преподаватель, который еще и являлся куратором, это решение позволило наладить тесный контакт с учениками. Занятия проходили преимущественно в двух форматах: лекции и семинары по решению задач. На лекциях ребят ждали интерактивные вставки, что позволяло ученикам лучше понимать материал в такие сжатые сроки. Также проводились демонстрационные эксперименты, тестирования и клубы. Например, клуб по минералогии и кристаллографии.  

Алексей Шулятьев, педагог программы по химии, аспирант Химического института им. Бутлерова КФУ, сотрудник лаборатории высоких давлений, студент года КФУ 2019 по направлению «Наука» рассказал о результатах обучения: 

- Принять участие в профильной программе мне посоветовал Игорь Седов, ведущий научный сотрудник КФУ Химического института им. А.М. Бутлерова, он работает у нас на кафедре. Это серьезный человек, успешно занимающийся научными исследованиями по нескольким направлениям. Нам с коллегами очень важно было увидеть на программе детей, которые интересуются химией и любят постигать новое. Именно для таких ребят и создавалась программа. Ведь она достаточно обширна: включает большой список тем, который сразу усвоить на 100% в 7-8 классах - задача не из легких. Но каждый участник получил за счет программы цельную систему знаний, которая позволяет легко ориентироваться в школьном курсе и развиваться дальше самостоятельно. Мы акцентировали внимание учащихся на разных конкурсах и мероприятиях регионального, всероссийского и международного уровня, где они могут применить полученные знания и совершенствовать их. Очень ценно то, что, помимо теории, молодые люди смогли посмотреть после ключевых лекций эксперименты, которые отражают материал занятий, показывают как это выглядит в пробирке и в колбе. Я надеюсь, что итог нашей программы будет виден спустя несколько месяцев и даже несколько лет, когда участники программы выберут вузы для поступления, направление своей научной работы. Если этим направлением окажется химия или смежная с ней область, они будут применять полученные знания и дальше. Но и у тех участников, кто расстанется с химией, будут знания, которые они смогут применять и в обычной жизни. Это тоже будет считаться для нас успешным финалом нашей программы.

Итогом профильной программы «Комплексное введение в химию» стала выдача участникам сертификатов об окончании обучения. Однако, как отмечают педагоги, программа будет продолжаться и дальше, по модели постпрограммного обеспечения, где ребята будут получать консультации и материалы. Для самых упорных и настойчивых будет организован кружок. 

Руслан Капитонов, ученик 8 класса лицея № 35 (г. Нижнекамск) 

- Лично для меня обучение было эффективным, так как в любое время мы могли задать вопрос преподавателю и подробно его разобрать. Теорию мы закрепляли практикой, решали задачи по пройденной теме. Еще хочу отметить, что наши кураторы очень верили в нас и поддерживали, что также повлияло на результативность программы. Я узнал много нового, познакомился с такими понятиями как строение атома, изучил основы органической химии, химии элементов, физической химии. Благодаря профильной  программе, я понял для себя, что, скорее всего, свяжу свою жизнь с химией. Потому что это - интересная, полезная и увлекательная наука. В общем, я рад, что попал на программу, теперь собираюсь подать заявку на программу по химии, которая пройдет в феврале.

Параллельно с программой по химии прошла профильная программа по математике «Математическая парадигма». Она была направлена на развитие логического и нестандартного мышления, освоение новых навыков решения задач высокого уровня сложности. В рамках программы 46 юных математиков на протяжение трех недель занимались развитием математических способностей, расширяли математический кругозор путем интенсивных занятий по углубленной программе у ведущих педагогов России и развивали свойственный математике стиль мышления. 

Обучение велось через постановку проблем. Методика предполагает особый взгляд: проблемы – это задачи, решение которых всегда возможно. Учащийся находит алгоритмы решения задач, методы, приемы. Весь процесс обучения осуществляется через ситуации поиска решения проблем. Такой подход позволяет эффективно развивать критическое мышление. 

На занятиях педагоги сначала подробно разбирали темы, а затем ребята решали задачи по пройденному материалу. Также участникам нужно было рассказать, как они пришли к решению задачи. Таким образом молодые люди оттачивали свои навыки. 

-  Нашей первостепенной целью было не просто показать ребятам, как решать задачи, а научить их правильно мыслить, излагать свои мысли, доказывать свою точку зрения и обосновывать предложенные ими решения. Участники были действительно способные, поэтому, думаю, у нас получилось эффективное и результативное взаимодействие, - отметил педагог программы по математике и дополнительного образования Городского дворца детского творчества им А. Алиша Нияз Накипов. 

Лилиана Муллаярова, 
Медиалаборатория Университета Талантов  

Интервью с экспертом космической программы «СИРИУС-2021»

Республиканский центр выявления и поддержки одаренных детей и молодежи Республики Татарстан поборется за право провести у себя космическую программу «СИРИУС-2021». На первом этапе конкурса региональные центры-участники подтвердили свои возможности: описали площадки, имеющуюся инфраструктуру, материально-техническую базу, персонал, меры безопасности, обеспечение перевозок, условия проживания и питания детей и преподавателей. Сейчас идет разработка собственных космических программ. «СИРИУС-2021» предполагает работу над проектами в группах, консультации с экспертами, проведение испытаний разработок и представление результатов на итоговой конференции.

Программа «Республиканская космическая смена» — отборочный этап проекта «Дежурный по планете 2020-2021», созданного для школьников 8-11 классов.  Прием заявок для участия в конкурсном отборе открыт с 10 до 25 октября 2020 года. Обучение  будет проходить с 31 октября по 8 ноября. 

Мы поговорили с одним из экспертов космической программы Владимиром Безменовым,  кандидатом технических наук, доцентом кафедры астрономии и космической геодезии Казанского федерального университета, руководителем инновационных проектов компании Научно-технический центр «Зенит» (резидент Сколково). Он рассказал о современном рынке труда в области цифровых технологий, о том как будет проходить программа и где смогут применить приобретенные знания будущие выпускники Университета Талантов и Казанского федерального университета. 

Вся моя профессиональная деятельность связана с геодезией, картографией, фотограмметрией и дистанционным зондированием. Я могу уверенно сказать, что космические технологии – это очень серьезно и за ними будущее. Практически все современные наземные цифровые разработки привязаны к космосу. Простой пример: та же система GPS в вашем смартфоне, которой вы пользуетесь ежедневно, она работает благодаря космическим технологиям. Десятки спутников позволяют достаточно точно определять местоположение того или иного объекта, и сейчас нам сложно представить жизнь без этих пространственных данных. Спутники дистанционного зондирования выполняют съёмку Земли в различных диапазонах спектра. Благодаря этому имеем возможность создавать топографические, тематические карты, строить модель рельефа местности и др. Все это необходимо и востребовано для решения текущих и стратегических задач государства и общества. 

Космическая отрасль перспективна и выгодна с точки зрения трудоустройства. Тут открываются самые широкие горизонты для работы, так как данные технологии позволяют решить огромное количество задач. Информация, которую получают из космоса, нужна всем. Нет организации, не нуждающейся в  пространственных данных. Эти данные позволяют нам общаться по телефону, в интернете, отслеживать погодные условия на недели и месяцы вперед. Также они решают вопросы телевидения, радиовещания и навигации. С их помощью проводятся научно-исследовательские наблюдения за Землей, экологический мониторинг и решаются политические задачи, такие как, например, военно-космическая разведка. Молодые люди, выбравшие эту сферу, будут заниматься внедрением данных, их получением и обработкой для министерств, ведомств и ведущих компаний страны. Сразу отмечу, что эта сфера требует высокой квалификации, так как здесь на кадрах лежит большая ответственность за достоверность полученных данных. Любая ошибка может привести к серьезным последствиям. 

Помимо получения и обработки данных можно заниматься еще и проектированием  систем дистанционного зондирования Земли, участвовать в их разработке. Я и сам в какой-то момент времени, получив образование в области геодезии и картографии, имел отношение к проектированию и испытанию таких систем. Знаю, что люди, которые обладают этими знаниями, будут востребованы и смогут работать в крупнейших компаниях страны, принимать участие в разработке бортовых систем, в формировании экспериментов космических съемок, в исследованиях Луны и Марса и других планет солнечной системы. Космическая отрасль стремительно развивается и поэтому нуждается в квалифицированных кадрах. 

Мы готовы и хотим развивать это перспективное направление в Татарстане. Именно с этой целью сейчас в Республиканском центре разрабатывается космическая программа для одаренных школьников, которые смогут развиваться в сфере космических технологий. На базе бывшего Политехнического колледжа для участников программы формируется современная лаборатория «Геоателье и внеземные территории». Объем информации по этой теме очень велик, поэтому лаборатория будет работать по двум направлениям.  Там участники под руководством экспертов будут изучать вопросы дистанционного зондирования из космоса и зондирования с планет по результатам космических экспериментов. Наша задача – дать ребятам знания и научить применять их в практических целях. 

Формат космической программы должен быть максимально эффективным и результативным. Этим мы и руководствуемся в процессе разработки. Сначала молодые люди  получат базовые знания. Затем научатся работать с материалами, которые выдает космос, с их последующим доведением до конкретного практического результата. Программа предусматривает практические занятия в лаборатории по решению задач и конкурсы, по итогу которых у ребят может появиться возможность реализовать свой проект. Эти знания – колоссальная перспектива для ребят. Участники, которые успешно освоят данные компетенции и продолжат развитие в этой области, смогут работать в различных корпорациях, таких как Роскосмос, Научный центр оперативного мониторинга земли или иных госструктурах. 

Лилиана Муллаярова, 
Медиалаборатория Университета Талантов

Рассказываем, как одаренные дети Татарстана провели лето с пользой 

С 10 по 23 августа в Республиканском центре выявления и поддержки одаренных детей и молодежи по модели Образовательного центра «Сириус» состоялась первая очная профильная программа по физике «Физические эксперименты и машины Гольдберга». Ее участники – 12 школьников 8-10 классов из Казани, Набережных Челнов, Альметьевска и села Высокая гора. Программа проводилась на базе оздоровительно-образовательного комплекса «Байтик» при соблюдении всех требований Роспотребнадзора, введенных в связи с особой санитарно-эпидемиологической обстановкой. 

Программа состояла из двух модулей: «Физические эксперименты» и «Машина Гольдберга». На первом модуле школьники выполняли лабораторные работы по основным разделам физики: механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, оптика и квантовая физика. Это помогает школьникам углубленно понимать основные физические законы, учиться обрабатывать данные и  интерпретировать результаты эксперимента. Также в модуле были предусмотрены небольшие по объему практические занятия с решением задач и лекции по последним достижениям физической науки, в том числе выполненные учеными Казани.

Рустем Хуснутдинов, разработчик профильной программы, кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой физики Казанского государственного энергетического университета, отметил особенности первого модуля:

– В первые дни школьники прошли механику – один из разделов физики. Выполнили лабораторные работы, в которых находили ускорение свободного падения с помощью маятников, измеряли силу сопротивления грунта.  После вводной лекции у них состоялись теоретические занятия с учеными-физиками из других стран. Например, выступили профессор Булат Зуфарович Рамеев из технического университета Гебзе, который является вторым по рейтингу среди технических университетов Турции. Он рассказал, чем сам занимается в физике. Далее они приступили к лабораторным работам раздела «молекулярная физика», «электрический магнетизм» и «оптика». 

Также у ребят были лекции по физике элементарных частиц, которые прочитал профессор Игорь Пьерович Иванов из Лиссабона. Лекцию о твердотельных электролитических батареек провела доктор Татьяна Андреевна Зинкевич из Университета Карлсруэ. Прошли и лекции об основах квантовой механики и квантового мира.  

На втором модуле школьники вместе с Искандером Мамлеевым, выпускником КНИТУ-КАИ, инженером-электронщиком ProdusED, создавали действующую Машину Гольдберга. Это остроумный механизм, в котором по принципу домино финальное простое действие выполняется как можно более вычурной и замысловатой последовательностью действий. 

Рустем Хуснутдинов отметил преимущества очной профильной программы и какие компетенции будут развивать школьники, создавая машину Гольдберга:

– На смене ребята работали с приборами и лабораторными установками. Самое сложное, наверное, было запустить машину, чтобы все компоненты соединились и получился итоговый результат. При разработке машины Гольдберга ребята изучили работу простых механизмов – блоки, рычаги, узнали, как обычная простая механика позволяет решать механические инженерные задачи. На втором блоке юные физики научились навыкам технического конструирования: как собрать, соединить детали и составляющие, чтобы это все заработало. Третий навык – это работа в команде, потому что участники программы делали элементы в разных группах попарно и потом это все вместе соединили. Тут был важен график синхронности, чтобы ребята друг друга не ждали. 

На самом деле, у многих в школе физика еще только началась. В основном, они прошли только азы физики. Здесь ребята пошли уже дальше, и в дальнейшем в школе им многие вопросы будут понятны. Уже заметно, кто более тщательный, кто более пытливый. Ребята и химией увлекаются, и программированием, поэтому сложно сказать, что все они сто процентов пойдут в физику. Но, в любом случае, физика теперь для них не будет чем-то непонятным, недалеким и неопознанным.

Наира Хуснутдинова, преподаватель профильной программы, исследователь кафедры ядернофизических методов исследования Санкт-Петербургского государственного университета, на программе преподавала физику в двух форматах. Первый – лекции, во время которых она рассказывала заранее подготовленный, достаточно глубокий материал на темы, которые школьникам могут быть вообще незнакомы. Например, квантовую механику и молекулярную динамику. Это делается специально, чтобы все были на одинаковом уровне – дополнительная тема для каждого. Кроме этого, она вела лабораторные работы.

– На лабораторных работах сначала объясняю материал, потом ребята мне рассказывают, что из этого поняли. Полученные знания на профильной программе, во-первых, помогут им в изучении физики как в школе, так и в университете – физика, как базовый курс, есть на любой технической специальности. Во-вторых, это поможет многим при сдаче экзаменов. Эта программа отличается тем, что они занимаются прикладной физикой – все, что им обычно рассказывают, они здесь делают сами, тренируются прикладные навыки. 

Я думаю, эти знания могут повлиять на выбор будущей профессии. Ребята прошли часть университетского обучения, потому что здесь оборудование, с которым работают студенты профильных вузов. На дополнительных лекциях от приглашенных гостей они смогли увидеть, каким спектром проблем занимаются сейчас физики и может быть, найти свою область, в которой они бы хотели развиваться. 

Мне нравится формат дополнительного образования, который смешан с отдыхом и развлечениями, потому что очень приятно, что школьники имеют возможность  не только углубиться во что-то одно, – отметила Наира. 

Программа по физике включала также дополнительный модуль «Социальное проектирование и предпринимательская деятельность». Оксана Кожевникова, руководитель модуля, рассказала, что нового и полезного узнали участники программы и где смогут применить полученные знания в дальнейшем:

– В современном мире социальное проектирование стало одной из наиболее перспективных технологий управленческих процессов в обществе. Очень хочется донести до ребят, что именно социальное проектирование создает возможности для реализации задуманных идей, потому что здесь идеи проверяются с точки зрения социальной значимости, пользы для общества, а значит, и получения поддержки со стороны социума. Более того, чтобы справляться с постоянными изменениями и не потеряться в будущем. молодым людям важно параллельно развивать и узкоспециализированные, и надпрофессиональные навыки. И наш курс позволяет прокачивать все пять актуальных soft skills, которые выделили эксперты Университета Талантов.

Очень приятно, что ребята были активны, очень позитивны, легко включались в командное взаимодействие. Эффективному обучению всегда способствует комфортная среда. Спасибо организаторам за создание замечательного пространства для ребят и помощь в проведении занятий. Новый опыт приобрели не только участники. Для меня работать с участниками в гибридном формате «преподаватель онлайн и ученики оффлайн» – новый инструмент. Это и мое развитие!

Никита Кузнецов, студент Университета Талантов, ученик 10 класса Лицея-интерната для одаренных детей с углубленным изучением химии КНИТУ, рассказал, почему он участвовал в программе:

– Я приехал на профильную смену, чтобы прокачать свои знания в физике, потому что планирую сдавать ЕГЭ по этому предмету. Также я хочу подготовиться к следующему учебному году, чтобы прийти в школу уже с новыми знаниями. 

Уже за первые два дня я понял, что физика – это не настолько просто, как мне казалось ранее. Теперь я отношусь к этому предмету серьезнее и намерен углубляться и более подробно изучать его. Я узнал, что лабораторные работы и сама физика – это очень интересно. К тебе приходит осознание того, как все происходит вокруг тебя, и за счет чего работают все те самые формулы, которые я изучаю. 

Полученные знания пригодятся не только при сдаче к ЕГЭ, но и в университете и понимании окружающего мира. Это программа мне нравится тем, что здесь прекрасные преподаватели, насыщенная и интересная программа. В будущем я планирую стать инженером-программистом и проектировщиком. Я думаю, что на таких сменах, как эта, мы можем повысить свой уровень знаний и применить их на практике, углубиться в предмет и понимать по каким законом все происходит вокруг нас. 

Алина Сафина, ученица 9 класса гимназии №96 (Казань), отметила, чем ей понравилась программа:

– На эту программу пригласила меня подруга, так как мы обе увлекаемся физикой и проектированием. Здесь давалась усложненная физика. Для понимания это сначала тяжело, но все же очень интересно и информация дается в понятном формате. Мы учились делать лабораторные работы и оформлять их. Помимо этого, многое узнали по погрешностям: как измерять и какие ошибки могут быть в измерениях. Эта смена позволила больше узнать о предмете и подружиться с единомышленниками, перенять у них опыт. Знания, которые мы получили – университетского уровня. Программа мне понравилась тем, что здесь были классные ребята, а я узнала много нового. Преподаватели делились с нами интересными примерами из жизни, как можно применять тот или иной физический закон или правило. 

Варвара Парамонова, ученица 8 класса Лицея им. Н.И Лобачевского (Казань), рассказала о своих целях: 

– Я хочу научиться лучше делать эксперименты, потому что это понадобится на региональном и заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников. Я участвовала в региональном этапе, но в экспериментальной части смогла сделать только половину задания. Здесь я узнала о порядке выполнения лабораторных работ, также на дополнительной программе познакомилась с социальным проектированием. Полученные знания, я думаю, пригодятся в школе и университете. Кем я хочу стать, точно не определилась, но это, скорее, будет физико-математическое направление. Для тех, кто приезжает сюда, есть хорошая возможность пообщаться с опытными людьми и получить знания, которые не дают школьная программа или интернет.

Светлана Кириллина,
Медиалаборатория Университета Талантов