Не без клепки. Шесть изобретений учеников Львовского технологического лицея

Как идеи учеников школы, где воспитывают юных разработчиков и розробниць, могут улучшить нашу жизнь, и что делают учителя, чтобы поощрить детей к изобретательству.

Пластилин, снегоход, батут, зубная щетка для космонавтов, ласты для плавания и государственный флаг Аляски — что общего между всеми этими вещами? Их все придумали дети. Ученические разработки могут сделать помещение умными, города — чище, канализацию — не вонючей, предотвратить разрушение водосбросов и уберечь водителей от столкновений.

Самое важное помещение в львовском технологическом лицее расположено в подвале. Именно там, в небольшом классе со стареньким оборудованием, расположена научная лаборатория. Занятия в лаборатории — это то, без чего у учащихся не было бы разработок, грамот и побед. Они занимают первые места на всеукраинских конкурсах и олимпиадах, принимают участие в научных шоу и ездят представлять свои разработки до Америки.

Заведующий лабораторией Виктор Колдун рассказывает, что толчок в развитии произошел, когда одна из львовских фабрик помогла основать научный кружок. Впоследствии городской совет создал на базе лицея единственный во Львове ресурсно-методический центр при учебном заведении.

«Самодеятельный кружок, который раньше держался на нескольких энтузиастах, сейчас перерос в полноценный научный центр с руководителем и лаборантами. Чем-то похожим занимается вдова Стива Джобса в Америке. Она делает образование неформальной. Мы тоже к этому стремимся», — рассказывает мужчина.

В технологическом лицее неформальное образование внедряют через особый подход к обучению: мотивируют детей больше учиться и интересоваться точными науками. Большинство активных учащихся дополнительно занимаются в Малой академии наук. «Когда школьники работают над определенной разработкой, понимают, что им не хватает знаний из физики, химии или математики. Поэтому приходится глубже изучать различные дисциплины. Это особенно заметно во время уроков. Дети-разработчики часто спрашивают учителей о вещах, которые не входят в учебную программу, но необходимые для их проекта», — говорит директор лицея Михаил Кремень.

Виктор Колдун говорит, что учителя пытаются разрывать шаблоны: рассказывают не о том, как стать Нобелевским лауреатом через 10 лет, зато обсуждают проблемы, которые дети могут самостоятельно решить уже сейчас. «На каждом уроке мы спрашиваем детей, что их беспокоит, что бы они хотели изменить в своем городе или доме. Вместе думаем, как этого можно достичь. Таким образом пытаемся показать, что их проекты нужны и могут на что-то повлиять», — объясняет преподаватель.

Виктор Колдун убежден, что изобретательства не может учить человек без всякого собственного патента. Он и сам, помимо обучения, занимается разработками для нескольких львовских предприятий. Знает об изобретениях каждого из своих учеников и может рассказать, как подобные технологии развиваются в мире.

Виктор Колдун

«Все проекты начинаются с моей идеи или направления. Например, ребенок хочет решить определенную проблему, а я предлагаю, как этого достичь. Но интересно, еще ни разу именно моя идея не была воплощена детьми. Они берут ее за основу, но со временем улучшают, создавая новый, уникальный проект», — говорит мужчина.

Чтобы воспитать изобретателей, важно дать не только знания, но и инструменты их воплощения. В лицее даже самые младшие ученики умеют работать в Arduino, платформе для разработки электронных устройств. С восьмого класса дети начинают разрабатывать собственные стартапы, а для этого нужно уметь писать компьютерные программы. Поэтому недавно в лицее решили, что с пятого класса будут учить детей языку программирования. Директор школы рассказывает, что когда восьмиклассник Остап Бекещук работал над идеей умных окон, то привозил в школу собственный стационарный компьютер. Парень хотел, чтобы преподаватель установил ему нужную программу и помог ее освоить. «Люди в университетах не один год учатся работать с Arduino и С++, а он освоил это за месяц. Конечно, только на нужном ему уровне, но таки освоил», — говорит директор.

Еще один шаг, который поможет заинтересовать детей наукой, — отправлять их на конкурсы или даже научные шоу. Соревнования порождают здоровую конкуренцию, амбициозность и желание развиваться. Однако победа, говорит Виктор Колдун, не является самоцелью: «Мы постоянно говорим детям, что любой опыт является важным. Певец Борис Гребенщиков сказал когда-то классную фразу: “Как написать хорошую песню? Долго и нудно писать плохие песни”. То же самое касается и науки».

 

Пластик, что спасет от вони

Девятиклассница Ирина Иващишин исследовала, что делать с мусором и вонью в городском пространстве, и нашла неожиданно простой в каждом из случаев выход.

Ярина предлагает использовать измельченный пластик как фильтр. Для этого нужно засыпать его в специальный контейнер, а тот поместить в люки в местах, где сточные трубы переходят в городскую канализацию.

«Все моющие средства или порошки для стирки вместе с водой попадают в канализацию и могут налипать на стенки, заиливая водные пути. Такая среда — курорт для патогенных микроорганизмов, которые и вызывают неприятный запах», — объясняет школьница.

Соединения, содержащие жир, могли бы оседать на фильтре еще до того, как попадут в канализацию. Затем контейнеры увозили бы на сушилку, чтобы получить очищен и готов к новому использованию пластик и высушенный осадок. Его школьница предлагает использовать как топливо или удобрение. Такая технология — комбинация компонентов, которые уже существуют, однако Ярина планирует ее усовершенствовать. Научный руководитель ученицы Виктор Колдун рассказывает, что сушилки используют итальянцы, но с другой целью. Есть у них и фильтры, впрочем одноразовые и не на основе пластика.

Активированный уголь vs свалки

Ирина Иващишин предлагает рекультивировать свалки и уберечь грунтовые воды от ядовитых веществ с помощью активированного угля собственного производства. Для этого на свалке нужно установить специальную печь. В нее будут засыпать бумага, картон, пищевые и другие отходы. «К печи нужно подсоединить трубы с паром. Тогда в мусоре образуются поры и мы получим желаемый продукт», — объясняет девушка.

Такое вещество школьница предлагает засыпать в траншеи, вырытые вокруг свалки. Это станет фильтром, сквозь который яд не сможет попасть в грунтовые воды. Когда же активированный уголь потеряет эффект, Ярина советует выкопать следующий ряд траншей и повторить процедуру снова.

«Наше активированный уголь будет иметь более слабую действие, чем обычное, поскольку вместе с органикой в печь будут попадать батарейки и кабели с опасными веществами. Образованное уголь поглотит ядовитые составляющие, впрочем общая поглотительная способность снизится», — объясняет Виктор Колдун.

Похожая технология есть в Америке — активированным углем и глиной там пересыпают слои хлама на наиболее загрязненных свалках. Однако само вещество покупают уже готовым. С другой стороны, есть страны, где активированный уголь производят в печах, однако еще никто не делал этого на помойках.

 

Ноу-хау для водосбросов и канализаций

Десятиклассница Виктория Савченко заинтересовалась, как работают аварийные и штатные водосбросы, и придумала, как предотвратить их разрушение.

За большую скорость, попав в водосбросы, жидкость повреждает их стенки и дно. Чтобы уменьшить силу удара, девушка предлагает установить вдоль всей конструкции систему вращателей.

«Вода будет попадать в округлые выемки и менять траекторию движения. Тогда два потока столкнулись, и от удара кинетическая энергия превратится в тепловую. То есть скорость воды снизится», — объясняет школьница.

Не менее эффективной разработка Виктории будет для канализации. Единственное отличие, что здесь поток воды не будет разворачиваться, а разделится надвое. Жидкость будет протекать через округлую конструкцию, в конце которой два потока столкнутся. Как и в ситуации с водосбросами, скорость воды уменьшится, а следовательно, и давление на стенки и дно канализации.

«Похожая технология применяется при производстве оружия. В пистолетах есть дульную тормоз. Когда вылетает пуля, поток воздуха меняет траекторию движения, и это уменьшает шум выстрела. Виктория же адаптировала эту идею в совершенно новых условиях», — рассказывает Виктор Колдун.

 

Окна, которые уберегут от простуды

Благодаря системе, которую разработал восьмиклассник Остап Бекещук, в помещениях не будет сквозняков. Датчики движения, установленные на дверях, автоматически будут закрывать окно, если вычислят приближение человека. Еще одна функция разумной системы — энергосбережение. «Обычно, чтобы проветрить комнату зимой, люди открывают окна не полностью, а в режиме микровентиляции. Тогда нагретый воздух выдувается и охлаждаются стены. Если же открывать окно полностью, за одну-две минуты состоится воздухообмен, при этом температура существенно не уменьшится, как и сумма в вашем кошельке», — говорит школьник.

В углу помещения парень предлагает разместить датчик температуры и влажности. Такой же будет извне. Когда отметки на обоих сравняются, окно автоматически закроется.

Хотя умные дома давно не новость, идею, предложенную Остапом, до сих пор никто не применял, учитель говорит Виктор Колдун. «Над смарт-помещениями активно работают американцы. У них нет такого риска простудиться во время проветривания, как у нас. Поэтому, возможно, никто и не думал про эту функцию. А вот наш Остап простудился на сквозняке, — так и возникла идея проекта».

 

Умная теплица

Девятиклассник Роман Федевич разработал проект умной теплицы, чтобы облегчить жизнь своему деду-хозяйственнику. В ней можно будет установить температурный режим, при котором окна будут открываться и закрываться автоматически. Также теплица будет иметь датчик ветра. Если порывы ветра будут слишком сильные, парник будет закрываться. Впоследствии датчик будет делать еще один замер, чтобы узнать, миновала опасность.

«Теплицы с системой анализа температуры существовали еще в Советском Союзе. Тогда операторы проверяли показания приборов и самостоятельно закрывали окна. Зато Роман хочет автоматизировать эту систему», — объясняет научный руководитель.

Впоследствии юноша планирует разработать еще и систему умного полива теплицы. На плату будет поступать информация с метеосайтів, и если, например, на следующий день должно быть жарко, то ночью в теплице включается автоматический полив. При этом система также будет учитывать влажность почвы.

В перспективе все данные о парник хозяева смогут отслеживать через специальное мобильное приложение, обещает школьник.

 

Противоаварийная система

Девятиклассница Ярина Кукла считает, что навесные сооружения с вмонтированными датчиками — простой способ уменьшить количество аварий на дорогах. С помощью фотоэлементов система будет реагировать на движение. Например, если из двора выезжает авто, пешеходы и водители, находящиеся на главной дороге, видеть сигнал: желтый или красный мерцающий свет. Такой системой девушка предлагает впоследствии оборудовать светофоры. Или же установить экраны, на которых будет появляться информация о ситуации на дороге.

«В проекте есть недостаток — датчики движения очень чувствительны и реагируют почти на все, от автомобилей до животных. Система считывает их движения и подает водителям ложный сигнал. Водители, не зная этого, ждать, пока якобы другая машина проедет. Но на самом деле там может быть не машина, а, например, собака», — рассказывает разработчик.

Поэтому в будущем Ярина хочет разработать систему, которая не только будет фиксировать движение, но и распознавать изображения. Сигнал будет появляться только тогда, когда камеры зафиксируют номерные знаки автомобиля. Благодаря нескольким фотографиям можно было бы также определять, в каком направлении движется машина – во двор или со двора.

Добавить комментарий