Создатели технологий: кто учится в инженерных классах московских школ
На фотографии: куратор проекта "Инженерный класс в Московской школе" Татьяна Новикова. Фотография предоставлена Департаментом образования и науки города Москвы. Проект реализуется при поддержке Департамента образования и науки города Москвы.
«Инженерный класс в московской школе» — один из первых проектов предпрофессионального образования в столице. В следующем году ему исполнится 10 лет. За это время из инженерных классов выпустились несколько десятков тысяч «будущих профессионалов», многие из которых уже достигли профессиональных успехов на ведущих технологических предприятиях и в ключевых научных организациях города — от конструкторского бюро «Туполев» до Курчатовского института.
Мы поговорили с куратором проекта Татьяной Новиковой о том, что вдохновляет будущих инженеров, какую практическую подготовку они получают в школе и почему им бывает непросто после выпуска.
— Мы брали интервью у кураторов ИТ-классов, медицинских, предпринимательских. Понятно, что врачи нужны всегда, «айтишники» в тренде, а бизнес четко ассоциируется с финансовым успехом. А что движет ребятами, которые хотят идти в инженерные классы? Что или кто является для них примером?
— Ребята, которые идут в инженерные классы, — «технари» по складу ума. Это юноши и девушки, для которых с детства любимые игрушки — конструкторы, любимые книги — научная фантастика. А любимые школьные предметы — математика и физика. И чем глубже эти дети изучают закономерности физического мира, тем интереснее им становится применять эти закономерности на практике: изобретать, разрабатывать, создавать новое.
Примеры для подражания у всех свои: кого-то вдохновляют теоретики, как Лев Ландау, кого-то — практики, как Петр Капица. Это отражается в содержании проектов, которые школьники разрабатывают на базе вузов. Одним ребятам интересно исследовать магнитные поля, а другие сразу стремятся с их помощью создать, например, магнитный амортизатор для автомобиля. И лучшие результаты получаются, когда те и другие работают вместе.
— У будущих инженеров есть очень интересный специализированный курс — инженерный практикум. Что именно в нем практического, выходящего за рамки обычной школьной программы?
— Инженерный практикум — метапредметный курс: он берет физику, химию, математику, связывает их в единое целое и дает ученику практические инструменты, которые ему в дальнейшем пригодятся и для создания школьного проекта, и для учебы вузе, и для работы по специальности. Сперва ребята погружаются в техническую механику: знакомятся с механизмами общего назначения, их свойствами и особенностями, учатся рассчитывать прочность, упругость, трение, износ. Затем школьники расширяют навыки, работая с электроизмерительными приборами — различными датчиками, осциллографом, учатся собирать электрические цепи, пользоваться амперметром и вольтметром, узнают, что такое реле и трансформаторы. За этим следует знакомство с тепловыми процессами в технических устройствах, световыми явлениями в оптических системах. Старшеклассники уже понимают, что такое двигатель Стирлинга, принципы работы спектральных приборов и могут объяснить, как на жидкокристаллическом экране появляется изображение.
— Каково ваше мнение об учебниках по физике? Насколько они адекватны задачам вовлечения в науку, в инженерию? Пользуетесь обычными учениками для средних школ или у вас есть свои?
— Школы с инженерными классами, как и все другие, работают по федеральным государственным образовательным стандартам. Учебники для углубленного курса физики у нас такие же, как в любом старшем классе технологического профиля. И они полностью соответствуют тому, что должен знать старшеклассник к моменту выпуска из школы, чтобы успешно сдать ЕГЭ и поступить в профильный вуз.
Отличие московского инженерного класса в том, что у нас курс физики, пусть и углубленный, — далеко не единственный способ вовлечь подростка в науку и познакомить с профессией. Сегодня ребята изучают проводящие свойства металлов, а завтра видят, как создается микроэлектроника на НПП «Пульсар», и по-настоящему понимают, зачем им все это учить. А потом сами травят, паяют и программируют печатные платы для собственных устройств на мастер-классах в МГТУ «СТАНКИН». Поэтому не столько важен учебник по физике, сколько подход к ее преподаванию и структура образовательного маршрута в целом.
— Еще один спецкурс у инженерных классов — технологии современного производства. В него включены робототехника, 3D моделирование и печать, и работа на станках с ЧПУ. Почему у него именно такое наполнение? Это больше об инженерии или о рабочих профессиях?
— Да, в структуру этого курса включены аддитивные и субстрактивные технологии, промышленная робототехника. Знание этих технологий и владение ими — основа инженерного образования в современном мире. При этом их содержание и сферы применения очень различны и требуют от профессионалов разного уровня квалификации в зависимости от конкретных задач.
Для того, чтобы напечатать уже готовую модель, достаточно базовых навыков владения 3D-принтером. Чтобы создать эту модель, нужно уже уметь работать в САПРах, это гораздо сложнее. А спроектировать в САПРе, например, целый механизм для нового типа двигателей сможет только дипломированный инженер. Но он должен представлять, как в дальнейшем этот механизм будут изготавливать на станках и 3D-принтерах, то есть владеть базовыми знаниями, которые и заложены в наш курс.
Мы стремимся к тому, чтобы наш выпускник был не просто специалистом по использованию существующих технологий, но мог в будущем разрабатывать новые инструменты и использовать их для решения задач, которые сейчас перед производством еще не стоят.
При этом рабочие профессии наши будущие инженеры тоже получают. На базе московских колледжей ребята осваивают программу «чертежник-конструктор», где как раз учатся создавать чертежи по эскизам, визуализировать их в системах автоматического проектирования и оформлять конструкторскую документацию. Свидетельство о получении профессии школьники получают уже в 10-м классе.
— Как вы сотрудничаете с вузами и научными организациями?
— Главным образом высшие учебные заведения становятся площадками для проектно-исследовательской деятельности учеников. Дети работают в реальной научно-образовательной среде над актуальными задачами. Сперва вузы знакомят старшеклассников со своими направлениями работы. Дети узнают, какие факультеты и кафедры существуют в вузах, что на них изучают и разрабатывают. Это помогает ребятам определиться со сферой научных интересов.
Выбрав интересующее направление и кафедру, школьник может присоединиться к проекту, который ведет вуз. Если интересы ребенка совпадают с направлением работы кафедры, он уже в 10 или 11 классе может попробовать себя в роли ассистента профессора, окунуться в научную среду и сделать вклад в большое исследование или проект. Однако очень часто ученики приходят в вузы с уже готовыми идеями для научных статей и практических разработок.
Преподаватели проводят для школьников консультации, дают доступ к базам знаний и информации по теме, помогают в подборе литературы, освоении различных инструментов. Если ученику необходимо провести эксперимент или собрать прототип устройства, вуз приглашает его в свои лаборатории, учит работать с высокотехнологичным оборудованием. Результатом такого взаимодействия с вузом-партнером для каждого ребенка становится завершенный проект или исследование, которое затем эксперты оценивают на научно-практической конференции.
— Какие сложности возникают во взаимодействии предпрофессиональных классов и университетов?
— Эта схема взаимодействия за почти 10 лет уже четко отработана. Сложности, тем не менее, иногда возникают. Но уже после того, как ребята заканчивают школу и приходят на первые курсы. Многое из того, что преподают им в первые месяцы обучения, выпускники предпрофессиональных классов уже знают благодаря спецкурсам и обучению в колледжах. И если их одногруппники оказываются «слабее» по уровню знаний, в группе возникает дисбаланс, который мешает и студентам, и преподавателям.
Многие из наших вузов-партнеров придумали способы решения этой проблемы: например, формируют отдельные группы из выпускников инженерных классов из разных регионов. Но нам еще предстоит совместно с коллегами из университетов развивать эту систему так, чтобы переход из предпрофессиональных классов в вузы ощущался для школьников действительно бесшовным.