Ролевая игра с нанокотиками. Ценности естественнонаучного и технического образования детям объяснили с помощью нанокотиков

В Образовательном центре «Сириус» с 26 июля по 6 августа прошел Всероссийский детско-молодежный форум «Наноград. Сириус. 2017». На десять дней в Образовательном центре появился город-технопарк со своей логикой жизни в пространстве высоких технологий, искусства и спорта.

«Наша цель — мотивация детей к изучению естественнонаучных дисциплин. Мы говорим школьникам о том, что они могут состояться в России как инженеры, технопредприниматели и ученые, показываем примеры высокотехнологичного бизнеса и людей, успешных в нем», — говорит Андрей Мельников, руководитель отдела проектов дополнительного образования детей и молодежи Фонда инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП).

Одна из ключевых задач школьников в Нанограде — решение кейсов для производственных задач. Кейсы для наноградцев подготовили компании, работающие в сфере высоких технологий, такие как «Р-Фарм», Технопарк «Идея», «Хевел», «Оптиковолоконные системы», «Нанобарьер», PICASO 3D и «Этерно», а также стартапы Ульяновского наноцентра «Альтрэн» и «Стройлаб». Организаторы уверены: решая «взрослые» задачи, ребята начинают чувствовать свою востребованность.

Жизнь в «Нанограде-Сириус» — многоплановая ролевая игра. Наноградцы создают свою эстетику города, самостоятельно обеспечивают работу органов управления, формируют все события: интеллектуальные, творческие и спортивные. В Нанограде есть все атрибуты города: мэр, граждане, законы, своя философия и даже свои деньги — нанокотики.

Кроме решения кейсов, в Нанограде обширная образовательно-развлекательная программа: каждый день школьники видят разные примеры того, как они могут простроить дальше свою жизнь.

«Мы действуем в идеологии вовлекающего обучения. То, что в английском языке называется education & entertainment. Есть концепция высокотехнологичного города — Нанограда. В нем расположена Корпорация Граднано, в которой есть компании, академия, фестивальный центр, спортивный центр. Соответственно, должна быть своя экономика. Идея собственной валюты пришла совершенно случайно, и связана она с нашим символом. У Нанограда свой тотем — рыжий кот. Это вытекает из известного эксперимента Шредингера. Каждый год в том месте, где проходит Наноград, мы покупаем нового кота. На сайте опубликована коллекция наших котов, они совсем разные, но все рыжие. В этом году у нас был живой и очень красивый кот, теперь он живет на территории Сириуса. Вот мы и решили, что раз у нас Наноград, то валюта будет — нанокотик», — улыбается Андрей Мельников.

Есть ли у кейсов Нанограда будущее

«Ровно семь дней дети работали над кейсом денно и нощно. И это не фигура речи: ночью они прятались от нас и думали над тем, как решать кейс. Иногда приходилось загонять их спать насильно», — продолжает Андрей Мельников.

Над одним кейсом работали 15–20 человек. За отведенную неделю перед школьниками стояла задача придумать техническое решение, провести первые эксперименты и опыты. Организаторы привлекают компании, чтобы привнести в Наноград проблемы технологического толка, но тем не менее жесткой установки на то, что все найденные решения должны сразу уйти в производство, нет. По словам Мельникова, организаторы не доводят ситуацию до строгих обязательств: дети не должны сделать такое решение, которое примет компания, а компания не должна непременно принять то, что дети разработали. Однако большую часть решений с Нанограда-2017 компании оценили положительно.

Анатолий Чубайс приезжал в «Наноград-Сириус» и опробовал спрей «жидкий утюг», о чем он сообщает в своем Facebook. Спрей разработала компания Hydrop (ООО «Нанобарьер»), которая выпускает продукцию для защиты от воды и грязи, принцип ее действия основан на использовании веществ с гидрофобными свойствами. Компания поставила перед детьми две задачи: технологическую и маркетинговую. Школьникам нужно было разработать формулу вещества, которое позволило бы достаточно быстро высушивать одежду, не прибегая к естественным условиям: солнечным лучам, батареям или фену. Маркетинговая задача состояла в том, чтобы создать упаковку для уже имеющихся продуктов. Школьники справились и с тем, и с другим. На презентации результатов проекта Марина Росс, сооснователь Hydrop, сказала, что упаковка настолько понравилась компании, что они сразу берут ее в работу.

Резидентам инновационного технопарка «Идея», разрабатывающим дроны и квадрокоптеры, дети предложили идею, как увеличить их грузоподъемность. Нужно было провести расчеты и придумать схему инженерной конструкции дрона с повышенной грузоподъемностью. Такой дрон может использоваться, например, для тушения пожара. Дети предложили решение этой задачи, и уже в процессе защиты родилась идея, что подобные дроны можно использовать для спасения людей с высоких этажей горящих зданий.

«Преимущество детей в том, что у них нет шаблонов решения, они мыслят без рамок и ограничений, придумывают сумасшедшие идеи, на которые инженер бы сразу сказал: „Такое невозможно“. У школьников совсем нет зашоренности, поэтому они могут предложить любую идею. Понятно, что при работе с экспертами она может претерпевать сильные изменения. Но тем не менее иногда решения школьников являются катализатором для рефлексии руководства предприятий и инженеров. Возможность дать нестандартное решение заставляет взрослых людей серьезно задуматься. Некоторые решение лежат на поверхности, но о них никто не думает. А школьники думают», — комментирует Андрей Мельников.

Бетон для очистки воды

Дочерняя компания Ульяновского наноцентра «СтройЛаб» предложила ребятам подумать, с помощью каких химических добавок можно модернизировать бетон и придать ему фильтрующие свойства. Сделать так называемый биобетон, который бы впитывал грязные вещества, масла или остатки нефтепродуктов и пропускал через себя уже безопасную жидкость, которая не загрязняет почву. Благодаря этим свойствам биобетон можно использовать на грязном производстве, на заправках или в качестве дорожного покрытия. На защите результатов проекта выступила Ксения Гармажанова, руководил группой стажеров и решением кейса Михаил Рядинский, который некогда был стажером корпорации ГрадНано, а ныне — студент факультета полимеров Белгородского химико-технологического института.

«Основным заданием кейса от компании Стройлаб было увеличение фильтрующего срока инновационного биобетона, который может не только пропускать воду, но и фильтровать ее. Активный компонент биобетона — минерал группы цеолитов (обезвоженный клиноптилолит с Юшанского месторождения). Фильтрующая способность биобетона составляет всего два-три года, а нам нужно было каким-то способом увеличить этот срок как минимум до десяти лет. Мы изменили внутреннюю структуру цеолита, то есть химически его модифицировали», — говорит Ксения Гармажанова.

Способы химической модификации биобетона были разработаны для двух случаев его применения. Если в биобетон будут поступать органические загрязнения, следует увеличить площадь активной поверхности, на которой органические соединения будут оседать. Этот биобетон может использоваться на автомойках, где стекают органические загрязнения. В случае неорганических соединений важна способность обмениваться катионами (положительно заряженными ионами химических элементов). Школьники увеличили количество катионов, с помощью которых бетон будет очищать воду. Этот вариант модификации можно использовать на свалках, основной тип загрязнения на которых — неорганические соединения.

На защите проекта ребята показали демонстрационный образец. Они сделали цементную смесь, «связали» гравий и показали, как действует их бетон. Они демонстрировали не само вещество, а просто схему его действия. Конечный продукт требует отработки на уровне полного исследования. По итогам защиты оказалось, что компания «СтройЛаб» заинтересована в том, чтобы дальше экспериментировать с тем, как добавка в биобетон, придуманная школьниками, будет работать.

«Что касается всех кейсов, то я считаю, что школьники справились с задачей очень хорошо. Позволили им это сделать, во-первых, условия самого Нанограда, они были в этом году очень хорошие: в лабораториях мы могли делать практические задания и создавать прототипы и модели. Во-вторых, в Наноград приехали умные школьники, прошедшие серьезный конкурсный отбор, поэтому под руководством опытных кураторов им было под силу справиться с задачей. Они искали информацию, анализировали ее, предлагали свои решения. И результат их работы, я думаю, будет востребован и использован в реальном бизнесе», — комментирует куратор проекта Михаил Рядинский.

Наноград — только вершина айсберга

Первый форум Наноград состоялся семь лет назад, в 2011 году. Летняя школа «Наноград» — завершение образовательного цикла, который длится в течение всего учебного года. Стартует учебный цикл 10 сентября сетевым мероприятием «Нановый год». Это часть мифологии: наноразмерность — десять в минус девятой степени метра, 10.09. Мероприятия Школьной лиги, проходящие в течение всего учебного года, рассчитаны в основном на школьников, но также есть конференции и для педагогов. «Нановый год» — онлайн-событие, на котором организаторы анонсируют все мероприятия предстоящего учебного года. Почти все мероприятия Школьной лиги проводятся в сетевом режиме. На портале образовательной программы есть календарь, на который ориентируются все школы. Среди очных мероприятий, которые проводит ФИОП, зимняя конференция школ-участниц и конференция в мае, на которой обсуждаются интересные образовательные вопросы.

ФИОП совместно с Росатомом и Роскосмосом уже три года подряд проводят в марте совместную «Всероссийскую неделю высоких технологий и технопредпринимательства». Это флешмоб высоких технологий, в рамках которого специалисты разрабатывают тематические уроки и предоставляют технический контент, а каждая школа организует недельную программу для своих детей. У школы может быть два статуса участия в программе: школа-участница Школьной лиги (полный статус) и школа-партнер. Вместе с партнерами Лига составляет более 900 школ.

Обязательное правило — неселективность по отношению к школам, которые участвуют в программе Школьной лиги. Среди них есть как городские, так и сельские образовательные учреждения. Больше школ с естественнонаучным уклоном, но есть даже лингвистические школы.

«Мы работаем с теми, кому интересно развивать естественнонаучный компонент. Все наши учебно-методические материалы касаются преподавания естественнонаучных дисциплин, проектного метода, междисциплинарного подхода», — заключает Андрей Мельников.

Участие в форуме Наноград пока что не предполагает дальнейшей стажировки в компании и приглашения на работу в будущем. Логическое продолжение программы, по словам организаторов, состоит в том, что дети заряжаются идеологией Нанограда, и подавляющее большинство тех, кто участвовал в нем, становятся студентами вузов инженерной и естественнонаучной направленности.