Нанотехнологии с детства: как в «Наноквантумах.ИТМО» вырастут инженеры для экономики будущего

Команда Университета ИТМО стала федеральным тьютором программы «Агентства стратегических инициатив» по созданию новой модели дополнительного образования для детей. Для решения этой глобальной задачи агентство и вуз совместно создают «Наноквантум.ИТМО». Это значит, что вуз должен готовить преподавателей в области нанотехнологий для работы в «Кванториумах», детских технопарках, которые уже открываются по всей стране. Они должны стать современным аналогом советских дворцов пионеров, где в детях развивали таланты и воспитывали будущих инженеров и изобретателей. В «Кванториумах» дети смогут заниматься по 13 направлениям, которые соответствуют научно-техническим приоритетам России на глобальных рынках на будущие 20-30 лет

О «Кванториумах»

К 2020 году в России должно открыться не менее 100 «Кванториумов» в разных регионах страны. Уже определены площадки для детских технопарков в Хабаровске, Красноярске, Ульяновске, Вологде, Грозном, Туле и в других городах. Некоторые «Кванториумы» уже открыты: 19 «Кванториумов» открыты в 2016 году и не меньше 17 «Кванториумов» будет открыто в текущем году. В каждом технопарке дети смогут развивать свои таланты по таким направлениям, как робототехника, нанотехнологии, космос, биотехнологии, VR/AR, нейротехнологии, автомобилестроение, конструирование дронов, энергетика, геология, IT, лазерные технологии и промышленный дизайн.

Главная задача работы «Кванториумов» – развить в детях изобретательские и инженерные навыки, то есть умение выполнять прикладные задачи и применять инновационные решения, а также навыки работы в команде и ведения проектной деятельности, так называемые «проникающие компетенции». Все это необходимо не только для того, чтобы «вытащить» на свет талантливую молодежь, но и чтобы сформировать в стране кадровый резерв для глобального экономического лидерства России. Ведь согласно Национальной технологической инициативе, к 2035 году страна должна стать мировым лидером на нескольких высокотехнологических рынках. Эта задача требует специалистов, на воспитание которых и направлена работа «Кванториумов».

«Особенность “Кванториумов” в том, что акцент там будет делаться на проектную работу. Дети не будут выполнять лабораторные работы по учебнику, но должны будут сами формулировать задачи и искать методы их решения. Технопарки направлены на развитие детского технологического творчества. Более того, планируется, что ребята будут работать и над реальными кейсами, которые будут задавать бизнесмены и представители промышленности. Ожидается, что именно дети смогут предлагать оригинальные и нестандартные решения для актуальных проблем, потому что они открыты всему новому, перед ними не стоит никаких ограничений, как это часто бывает у взрослых. Таким образом, технопарки смогут получать стороннее финансирование, а дети – готовиться к реальной работе с малых лет», – прокомментировал руководитель наноцентра лаборатории метаматериалов Университета ИТМО Михаил Мухин, который стал федеральным тьютором «Наноквантумов.ИТМО».

В этом году в «Наноквантумах.ИТМО» дети, например, будут реализовывать проекты по созданию нанодобавок, которые смогут менять свойства шампуней для волос, а также по разработке технологий для защиты ценных бумаг, рассказал Иван Мухин, научный сотрудник лаборатории метаматериалов Университета ИТМО.

Какие учителя нужны «Кванториумам»

Творить в этой новой модели дополнительного образования школьники будут под руководством специально обученных наставников, учителей новой формации, которые будут работать по направлениям «Кванториумов». Для подготовки наставников по каждому направлению были выбраны так называемые федеральные тьюторы. Команда Университета ИТМО (профессор Александр Голубок, Иван и Михаил Мухины) стала федеральным тьютором по направлению нанотехнологий, которое получило название «Наноквантум.ИТМО». Федеральные тьюторы разрабатывают методологию подготовки, проводят специальные курсы и затем курируют наставников в ходе работы.

Михаил, Алексей Мухины и Александр Голубок
Михаил, Алексей Мухины и Александр Голубок

Вуз был выбран для этой миссии не случайно. Сотрудники вуза, в частности недавно сформированного физико-технического факультета, уже на протяжении нескольких лет внедряют нанотехнологические комплексы и методики изучения наномира в систему школьного образования. Например, резидент Технопарка Университета ИТМО, компания «НТ-СПб», в которую входят сотрудники факультета, разработала нанотехнологический комплекс NanoTutor, мультимодовый анализатор сканирующего зондового микроскопа ProBeam для сканирующего электронного микроскопа и СЗМ модуль, совмещенный с оптическим микроскопом, которые используются в образовательных целях при работе со школьниками.

«Мы должны подготовить наставников нового поколения, которые одновременно смогут обучать детей и электронике, и физике, и конструированию, и программированию. Эти учителя должны уметь формировать у ребят “наномировоззрение”, научить их работать с современным оборудованием для исследований наномира. Не секрет, что сегодня ребенок знакомится с оптическим микроскопом едва ли не в детском саду. То же самое должно быть и с нанотехнологиями, они должны стать часть мировоззрения ребенка на самых ранних стадиях его становления как личности. Чем раньше он столкнется с ними, тем лучше», – подчеркнул профессор кафедры нанофотоники и метаматериалов Александр Голубок.

Философия наставников «Кванториумов» будет не в том, чтобы сказать ребенку, как нужно делать, а в том, чтобы помочь ему реализовать именно его идею, добавил Михаил Мухин. Согласно методологии АСИ, наставник будет работать с ребенком на четырех уровнях ограничений (уровнях сложностей проектных заданий). На первом дети будут решать базовые задачи и развивать в себе навыки поиска информации. Второй уровень подразумевает уже углубленные исследования с использованием лабораторного оборудования – например, нужно будет рассчитать какие-либо параметры наночастицы. На третьем уровне ребята будут сталкиваться с задачами, для которых нет конкретных решений, потому что решить их можно по-разному и в каждом методе есть свои плюсы и минусы. Цель таких проектов – мотивировать будущих резидентов детских технопарков мыслить нестандартно. И наконец, на последнем «уровне сложности» будут проходить соревнования команд разных «Кванториумов». Схема обучения построена так, что на третьем уровне дети готовят какой-то проект и приезжают с ним на соревнования, где решают похожие, но другие задачи – задачи с нестандартными ограничениями. Стоит подчеркнуть, что задания для участников «Кванториумов» наставники будут придумывать в зависимости от потребностей и особенностей своего региона.

Как проходит обучение наставников для «Наноквантумов»

Для того, чтобы готовить наставников для «Наноквантумов», в Университете ИТМО был создан специальный нанокласс.ИТМО. Первая группа учителей этого года из шести регионов уже прошла в нем четырехдневные курсы по работе с нано-оборудованием и тому, как обучать этому детей. Будущие наставники научились работать на NanoTutor, который можно использовать для диагностики наноповерхностей или для создания наноструктур. В процессе обучения учителя сделали наногербы своих регионов. Кроме того, они изучили технологии использования оптико-зондового и электронно-зондового микроскопов, а также рентгенофлуоресцентного спектрометра – прибора, который определяет элементный состав вещества. Все оборудование, на котором работали наставники, полностью производится в Технопарке Университета ИТМО, а методология обучения наставников была разработана сотрудниками вуза.

В состав первой группы наставников, прошедших обучение, вошли недавние студенты, опытные педагоги, специалисты-материаловеды и люди с высшим инженерно-конструкторским образованием. Многим из них действительно не хватало знаний по новым материалам и современному оборудованию, отметил Иван Мухин. Работа с наставниками, однако, на этом не завершится. Команда федеральных тьюторов «Наноквантума.ИТМО» раз в неделю будет устраивать вебинары для всех наставников направления и ежемесячно приезжать в один из «Кванториумов» решать возникающие проблемы и вопросы на месте.

«Благодаря участию в проекте по созданию “Кванториумов.ИТМО” Университет ИТМО не только решает важную для страны задачу, но и проводит работу по привлечению самых талантливых абитуриентов, формирует у школьников желание заниматься нанотехнологиями и продолжать изучать их в нашем вузе. Это целенаправленная работа со школьниками. Созданный нанокласс будет служить и общеобразовательным целям вуза, так как в нем смогут выполнять свои проекты студенты и аспиранты. Кроме того, он позволяет реализовывать продукцию Технопарка Университета ИТМО и продвигать разработки вуза на общероссийский рынок образования», – сказал Александр Голубок.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба