ЛАБОРАТОРИЯ НЕПРЕРЫВНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

417-20-74, 716-68-36 administrator@lnmo.ru

Публичный отчет директора ЧОУ ОиДО «Лаборатория непрерывного математического образования» за 2018-2019 учебный год

Правоустанавливающие документы:

Руководитель организации

Директор Чистяков Илья Александрович

190005, Санкт-Петербург, набережная Обводного канала, дом 143 литера А

190005, Санкт-Петербург, Вознесенский проспект, дом 38

190005, Санкт-Петербург, Адмиралтейская набережная, дом 4

ЧОУ ОиДО «ЛНМО» работает в соответствии с лицензией № 3062, выданной Комитетом по образованию 5 июля 2017 года, и 3 приложениями.

ЧОУ ОиДО «ЛНМО» с 1992 года создает среду для развития исследовательских способностей учащихся, мотивированных к изучению математики и естественных наук.

В 2019 году ЛНМО работает на трех площадках в Санкт-Петербурге, развивая математическое, химико-биологическое и инженерное научные направления на площадках школ № 564, 241 и 225 Адмиралтейского района Санкт-Петербурга.

Концепция ЧОУ «ЧОУ ОиДО «ЛНМО» предполагает преобразование современной образовательной среды в активную, вовлекающую учащихся в процесс получения фундаментального образования, в исследовательскую и профессиональную деятельность. Она основана на идее интеграции и взаимосвязи общего, дополнительного образования и академической науки. Новая образовательная среда, созданная на основании такой концепции, формируется на основании взаимодействия с государственным общеобразовательным учреждением, которое благодаря сотрудничеству с частным учреждением дополнительного образования получает возможность активно развивать различные формы проектной и исследовательской деятельности учащихся. Особенно востребован такой принцип в области современного математического и естественнонаучного образования, так как помогает организовать процесс развития исследовательских способностей учащихся, привлекает к занятиям программированием и инженерному творчеству.

Модель функционирования научных направлений ЛНМО связана с «Концепцией взаимосвязи и интеграции общего и дополнительного образования и академической науки», разработанной в 1992 году директором ЛНМО И.А.Чистяковым. Модель работы ЧОУ ОиДО «ЛНМО» предполагает создание образовательных мини-комплексов для обучения детей с особыми образовательными потребностями, мотивированными прежде всего к занятиям наукой. Мини-комплексы создаются на основании взаимосвязи государственной и частной школ, и предполагают углубленное обучение школьников по программам общего образования по математике и информатике, биологии и химии, соответствующим ФГОС основного  и среднего общего образования, а также программ дополнительного образования, реализуются ЧОУ ОиДО «ЛНМО» и расширяют общеобразовательные программы. В результате такой работы ребята, обучающиеся по программам дополнительного образования в ЧОУ ОиДО «ЛНМО», оказываются способны работать в «Системе научных семинаров и спецкурсов ЛНМО» под руководством научных руководителей (наставников).

Показатели работы ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в 2018-2019 году:

Контингент ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в 2018-2019 году

  • 389 обучающихся, из них:
  • 123 обучающихся на математической площадке ЛНМО (набережная Обводного канала, дом 143)
  • 156 обучающихся на химико-биологической площадке ЛНМО (набережная Обводного канала, дом 143)
  • 110 обучающихся на инженерной площадке ЛНМО (Вознесенский проспект, дом 38)

Финансовое обеспечение ЧОУ ОиДО «ЛНМО» (июль 2018 года — май 2019 года):

44 млн. рублей, из них:

38 млн. — внебюджетное (средства, полученные по договорам на оказание образовательных услуг)

4 млн рублей — средства гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества, предоставленного Фондом президентских грантов на проект «Научные семинары и спецкурсы ЧОУ ОиДО «ЛНМО»

1 млн рублей — средства гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества, предоставленного Фондом президентских грантов на проект «Летняя научная школа ЛНМО как высокоэффективная среда для развития исследовательских способностей школьников».

1 млн. рублей — предоставленное компанией Джит Брейнс оборудование (ноутбуки)

780 тысяч — благотворительные пожертвования на осуществление ремонтных работ в помещениях, арендуемых ЧОУ ОиДО «ЛНМО».

Кадровое обеспечение ЧОУ ОиДО «ЛНМО»:

84 сотрудника, из них

12 — административный состав

18 педагогов дополнительного образования

54 научных руководителя

В составе педагогического коллектива ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в 2018-2019 году работали 2 доктора наук, 24 кандидата наук, 12 аспирантов, 8 преподавателей высшей категории, 18 выпускников ЛНМО.

Новая образовательная среда строится не только за счет занятий по дополнительным общеобразовательным программам в рамках традиционных кружков углубленного изучения предметов, она включает в себя также:

Систему научных спецкурсов и семинаров, организуемых ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в соответствии с направлением обучения и запросами обучающихся и родителей. На научных семинарах, работая в мини-группах с участием научного руководителя (наставника) и выбрав для себя актуальную научную тему, школьник изучает теоретический материал по выбранной тематике, обсуждает научные статьи с участниками семинара, и в результате получает тему для научной работы. В 2018-2019 учебном году, работая с использованием гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества Фонда президентских грантов над проектом «Научное руководство (наставничество) школьными научными проектами как результат системной работы по организации взаимодействия общего, дополнительного образования и научной деятельности в Лаборатории непрерывного математического образования» по договору № 18-01-016188,              ЛНМО        открыла              61 научный семинар http://lnmo.ru/home/pressabout/seminar_2018_2019, из которых 23 семинара были связаны с направлением “математика и  информатика”.  Все семинары работали бесплатно для обучаюшихся, являясь продолжением работы в рамках общего и дополнительного образования и закрепляли результаты, связанные с направлениями, релевантными сквозным цифровым технологиям (таким как машинное обучение, работа с базами данных, построение математических моделей явлений);

  • Проектную и исследовательскую деятельность учащихся, которая в сложившейся системе приобретает обязательный и системный характер и является первым этапом в построении научной карьеры. Этот компонент предполагает активное привлечение к работе в ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в качестве научных руководителей (наставников) и тьюторов, составляющих временный коллектив, преподавателей высшей школы и научных работников, и может быть эффективно реализован именно в рамках частного образовательного учреждения. В 2018-2019 учебном году в ЛНМО было создано в рамках работы «Системы научных семинаров и спецкурсов» более 60 исследований и проектов, из них более 30 – по математике и информатике. Школьники приняли участие во  всех значимых научных конференциях и конкурсах страны и более 100 раз стали призерами и победителями соревнований.

Создание научного проекта предполагает участие в научных конкурсах и конференциях.

  • Научные конкурсы и конференции, в том числе всероссийский конкурс научных исследований школьников. В соответствии с предлагаемой моделью учащийся не только представляет свое исследование, но и получает возможность принять участие в организации крупного образовательного проекта-конкурса или конференции. В частности, ЧОУ ОиДО «ЛНМО» работая в сотрудничестве с Фондом

«Время науки», организует работу волонтеров на 4 городских и всероссийских научных конкурсах и олимпиадах (таких как Балтийский научно-инженерный конкурс, олимпиада «Математика НОН-СТОП», где принимают участие более 5000 финалистов.

  • Выездные обучающие семинары, летние и зимние научные школы. В 2018 -2019 году ЛНМО провела Летнюю научную школу в санатории «Ветразь» (Республика Беларусь) для 320 подростков.
  • Партнерство с высшими учебными заведениями, другими учреждениями дополнительного образования, учебными центрами при предприятиях, научными организациями, бизнес-партнерами, предполагающее организацию лекториев, разовых лекций, выездов, экскурсий, лабораторных работ на оборудовании. В частности, ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в 2018-2019 году организовало партнерство с 3 вузами и 2 компаниями для разработки и сопровождения перспективных методов, технологий и образовательных программ развития  цифровых компетенций.

Все элементы проекта взаимосвязаны и являются частью образовательной среды нового типа, которая в результате не просто формирует у детей устойчивый интерес к математике и информатике, приводящийй к тому, что каждый год более 10 процентов выпускников выбирают своей специальностью в вузах фундаментальную математику, но в принципе формирует у детей изобретательское и креативное мышление, приводит к развитию у них современных компетенций и востребованности выпускников современной экономикой, о чем говорит более чем 20 летний опыт работы ЛНМО.

Проект начал разрабатываться в 2012 году, и строится в соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»; Распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2017 г. № 1632-р «Об утверждении программы «Цифровая экономика Российской Федерации»; Концепцией развития дополнительного образования детей, Распоряжение Правительства Российской Федерации от 4 сентября 2014г. № 1726-р

Итак, дополнительное образование в ЧОУ ОиДО «ЛНМО»” ориентировано на научную и проектную деятельность одаренных в области исследований учащихся на различных ступенях образования, и предполагает новый подход к внедрению научной составляющей в процесс получения образования. Иначе говоря, основной целью дополнительного образования в ЧОУ ОиДО «ЛНМО» является привлечение учащихся к работе на научных семинарах с учеными, преподавателями вузов, к созданию научного исследования в рамках развития цифрового общества уже в возрасте 14-18 лет – подготовка высококвалифицированных специалистов в области математики и программирования, которые легко осваивают принципы машинного обучения, обработки больших данных и так далее.

Проекты ЧОУ ОиДО «ЛНМО» строятся по принципу иерархичности: обучающиеся в государственной школе по программам общего образования дети, посещают занятия по математике и информатике по программам дополнительного образования. Успешно освоившим дисциплины по программам дополнительного образования, рекомендовано участие в работе научного семинара (спецкурса) под руководством научного руководителя. Программы дополнительного образования строится по модульной схеме – 5 модулей обучения соответствуют  5 годам обучения в государственной школе в 7-11 классах. Каждый модуль построен таким образом, что в него входят обязательные дополнительные занятия и соответствующие возрасту обучающегося и программе обучения семинары и спецкурсы по выбору.

В 2018–2019 году Лаборатория непрерывного математического образования» работала над проектом «Научное руководство (наставничество) проектами и исследованиями школьников как результат системной работы по организации взаимодействия общего, дополнительного образования и научной деятельности» в рамках гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества, предоставленного Фондом президентских грантов. Главной целью проекта было обобщение и систематизация опыта, полученного сотрудниками образовательного учреждения с 1992 года. В результате

  • был создан пакет организационных и методических материалов, которые можно использовать в организации работы кружков, научных семинаров, спецкурсов для учащихся;
  • был проведен 61 регулярный годовой научный семинар для более чем 400 школьников в возрасте 11-18 лет (23 на математической площадке, 15 на инженерной и 23 на химико-биологической);
  • в качестве научных руководителей (наставников) был привлечено 52 научных руководителя (45 в рамках гранта), из них 2 доктора наук, 17 кандидатов наук, 6 аспирантов, 4 руководителя компаний, 15 студентов, 8 школьных учителей;
  • 58 участников семинаров стали победителями (дипломы I степени) научных конкурсов и конференций всероссийского и международного уровней, 91 участник — призерами таких конкурсов и конференций, в частности, 4 участника получили премии Американского математического общества (первую, третью и позвальный отзыв) на Intel ISEF;
  • ЧОУ ОиДО «ЛНМО» заключило 12 договоров с компаниями и предприятиями, вузами, НИИ для осуществления совместной деятельности.
  • Организация системы научных семинаров позволила выстроить структуру наставничества проектами и исследованиями. Благодаря 25-летнему опыту ЛНМО удалось не просто быстро развернуть проектную и исследовательскую работу, выстроить всю систему взаимоотношений между участниками учебного процесса и привлеченными в рамках проекта специалистами. Модель показала свою универсальность и гибкость и легко была перенесена с чисто научной формы семинаров на научно-практические, которые больше соответствуют специфике нового инженерного направления. При этом система семинаров стала основой для формирования научных направлений, которые будут разрабатываться на площадках на постоянной основе.

Систематизированный опыт работы научных семинаров изложен в книге «Организационная модель Системы научных семинаров Лаборатории непрерывного математического образования» и может стать основой организации подобной деятельности в образовательных учреждениях, ставящих своей целью работу с мотивированными школьниками и развитие их исследовательских способностей, опубликованной в мае 2018 года https://ridero.ru/books/organizacionnaya_model_sistemy_nauchnykh_seminarov_laboratorii_nepreryvnogo_matematicheskogo_obrazovaniya/

Актуальность такой модели подтверждается, с одной стороны, повышенным общественным вниманием к деятельности ЛНМО, а с другой, высокими успехами участников семинаров ЛНМО в научной работе и проектно-конструкторской деятельности.

С 1992 года научные семинары ЛНМО проводились на волонтерских основаниях, поэтому финансовая поддержка Системы со стороны Фонда президентских грантов — это неоценимый вклад в создание работающей модели наставничества и научных семинаров, поддающейся тиражированию. Таким образом, работа над проектом позволила не только увеличить его показатели, но и формализовать процессы, связанные с развитием исследовательских способностей школьников

Научный семинар ЛНМО, как формат, сформировавшийся в 1992 году — это разновозрастная группа людей (от двух до 20 человек), объединенных целью решения научной задачи или создания инженерного проекта, желанием изучать ту или иную область человеческого знания, способных к научному творчеству и осуществлящих регулярную совместную практику проведения экспе-
риментов, анализа научной литературы, проведения исследований или инженерных разработок.
Занятия на семинаре осуществляются регулярно от двух месяцев до года, знакомят учащегося с современной наукой и способствуют дальнейшему выбору научной специальности. Именно на семинаре учащийся может почувствовать эстетику и красоту науки, важность
и значимость умственной работы, интеллектуального труда, приобщиться к культуре занятия наукой, добиться своих первых научных результатов, ощутить неравнодушие и поддержку к себе и своей работе, участие взрослых (педагогов, ученых) в становлении его научной карьеры.
Для руководства научными семинарами с одаренной молодежью ЛНМО привлекает высокопрофессиональных ученых, аспирантов, студентов, которые наряду с научными результатами обладают способностью объединить вокруг своих научных интересов молодых людей и добиться результата в виде освоенной научной области или созданного исследования или проекта.
Современная концепция непрерывного образования обязывает рассматривать систему годовых научных семинаров, с одной стороны, как регулярный и систематичный процесс, с другой стороны, как процесс, организованный свободно и динамично, гибко ориентированный на каждого учащегося, отвечающий его познавательным интересам и соответствующий его психологическим (возрастным) возможностям. Научные семинары в ЛНМО осуществляются как в очном (занятия в аудиториях вузов и школ, в компаниях), так и в заочном (он-лайн) формате.
Научные семинары в ЛНМО проводятся по трем научным направлениям (математические науки, естественные науки, технические науки) на трех площадках, арендуемых ЧОУ ОиДО «ЛНМО» в государственных школах Санкт-Петербурга для обучения мотивированных детей.
Формат научных семинаров ЛНМО, с одной стороны, легко подстраивается под традиционные школьные образовательные модели, так как сохраняет самые ценные традиции российского образования, с другой стороны, является привлекательной формой работы для молодежи ввиду современной свободной модели самоорганизации и ориентации на решение самых сложных проблем
на острие современной науки и бизнеса.
Резкое расширение Системы научных семинаров ЛНМО от 30 до 60 научных руководителей (благодаря использованному гранту) показало жизнеспособность модели и привлекло к работе не только в 2 раза больше руководителей, но и в 3–4 раза больше участников семинаров, ожи вило вечернее пространство, усилило конкуренцию, при влекло к научным исследованиям всех, кто был способен достигать высоких результатов в исследовательской и проектной деятельности, усилило интерес к научной деятельности не только учащихся ЛНМО, но и учеников других школ Санкт-Петербурга и страны.

Научные семинары по математике, физике и программированию
Для семинаров по точным наукам более характерна, чем для других областей, вертикальная иерархия — для занятий требуется больший объем базовый знаний и навы ков, для успешного освоения учебных материалов требуется полное понимание содержания предшествующих курсов, а более углубленные курсы включают в качестве пререквизитов все более обширный список тем. В зависи-
мости от тематики семинара, пререквизиты можно осваивать либо последовательно, по мере усложнения и углуб ления материала, либо параллельно, если требующиеся
темы независимы. Первый случай характерен для узкоспециальных исследовательских семинаров по чистой математике, так, например, для семинара «Комбинаторная и геометрическая теория групп» требуется предварительно изучить общую теорию групп в рамках семестрового
или годичного семинара, которому предшествует общий курс алгебры. Второй вариант — параллельное получение предварительных знаний и навыков — типичен для при кладных семинаров, использующих базовые понятия из разных областей. Например, семинару «Машинное обучение» предшествуют семинар «Линейная алгебра», курсы математического анализа и программирования, которые можно слушать в любом порядке, в том числе одновре менно. Таким образом, длительность и иерархичность
подготовки к работе на математических семинарах накладывают дополнительные требования на процесс планиро вания работы семинаров.
Примеры семинаров
Практический семинар «Основы цифровой обработки сигналов» под руководством Д. А. Артюшина, аспиранта Санкт-Петербургского отделения математического инсти тута им. В. А. Стеклова РАН, ориентированный на учащихся 9–10 классов, имел в качестве заявленной темы изучение теоретических основ выделения информации из различных сигналов (ЭЭГ и другие измерения частот)
и практическая реализация связанных с этими задачами алгоритмов. Участники семинара укрепили свои знания о комплексных числах и линейной алгебре, установили их связь с проблемами обработки сигналов (фильтры, дискретное преобразование Фурье), реализовали стан дартные алгоритмы (свертки, фильтры, ДПФ) на языке программирования Python.
Исследовательский семинар «Комбинаторная и геометрическая теория групп» под руководством И. С. Алексеева,
студента третьего курса СПбГУ, ранее участника семинара
под руководством С. О. Иванова (СПбГУ), имел целью со здание исследовательских проектов в области теории
групп. Ранее участниками семинара был освоен материал
курса общей теории абстрактных групп. Все четыре участника успешно провели свои исследования:
• Проект «Геометрия геодезических в дискретной груп пе Гейзенберга» (исп. Р. Магдиев) был посвящен проблеме описания и классификации геодезических слов в группе целочисленных верхних унитреугольных матриц относи тельно естественных образующих. Проект получил Диплом I степени и Главную премию на Балтийском научно- инженерном конкурсе, Диплом ПОМИ РАН, а также I пре мия Американского математического общества на Intel ISEF.
• Проект «Вокруг гипотезы Столлингса в теории кос»
(исп. Г. Мамедов) изначально был посвящен известной ги потезе, в которой удалось получить существенное продвижение для особого класса кос. Проект получил Диплом I степени и Главную премию на Балтийском научно-инже нерном конкурсе и Диплом ПОМИ РАН. Позже тематика была дополнена изучением минимальных диаграмм кос и их связи с однородными косами. Это расширенное ис следованием получило III премию Американского математического общества на Intel ISEF.
• Проект «Геометрические и алгебраические свойства групп твинов» (исп. А. Кривовичев и Д. Кудрявцев), посвященный конусам геодезических слов в специальном классе прямоугольных групп Кокстера, получил Диплом I степени и Главную премию на Балтийском научно-инженерном конкурсе, Диплом ПОМИ РАН и похвальный отзыв Американского математического общества на Intel ISEF.
Партнеры Системы научных семинаров ЛНМО ма тематического и информационного профилей
Междисциплинарная исследовательская лаборатория
имени П. Л. Чебышёва (СПбГУ), лаборатория «Современ ная алгебра и приложения» (СПбГУ), Cанкт-Петербург-
ский государственный политехнический университет
Петра Великого (СПбПУ), кафедра физико-математиче ского образования СПб АППО, ООО «Диджитал Дизайн»,
ООО «Северный очаг», ООО «Инновационные комплекс ные системы», ООО «Образовательная робототехника».

Научные семинары биологического профиля.
Специфика естественнонаучных исследований — разделение на два принципиально разных подхода к сбору научного материала: эксперименты в лаборатории и на блюдение/сбор в полевой экспедиции. Эти два подхода и соответствующие им тематики семинаров различаются не только методически, но и по минимальному возрасту участников, организации процесса и взаимодействию со сторонними организациями. Если полевое исследова ние обычно может быть организовано силами образовательной организации, то экспериментальные исследования проводятся либо в учреждениях дополнительного образования, оснащенных профильными лабораториями, либо в научных институтах или промышленных предприятиях.
Для проведения полевых исследований ЧОУ ОиДО «ЛНМО» организует выезды и экспедиции под руководством своих специалистов и при получении соответствующего разрешения.

Примеры семинаров
Исследовательский семинар «Нейробиология» проводился под руководством И. В. Смоленского, кандидата биологических наук, научного сотрудника лаборатории молекулярных механизмов нейронных взаимодействий Института эволюционной физиологии и биохи мии им. И. М. Сеченова РАН. Участник семинара Марк По- номарев посещал в 10 классе теоретический семинар «Цитология и гистология», где проявил глубокий интерес к нейробиологической тематике и присоединился к работе исследовательского семинара «Нейробиология», прово дившегося в лаборатории молекулярных механизмов ней ронных взаимодействий ИЭФБ РАН. За время работы Марк получил обширный запас теоретических знаний
по нейрофизиологии и освоил широкий спектр экспериментальных методов. Результатом его работы стало создание исследовательского проекта и победы на многочисленных научных конкурсах и конференциях.
Полученные теоретические знания: общие закономерности поведения экспериментальных лабораторных крыс, клинические проявления эпилепсии и молекулярно-клеточные механизмы эпилептогенеза, принципы функционирования глутаматергической системы головного мозга, разнообразие глутаматных рецепторов и их роль в процессах эпилептогенеза, методы фармакотерапии эпилеп-
сии в клинике и эксперименте.
Освоенные методы: правила обращения с лабораторными крысами, моделирование височной эпилепсии введением лития и пилокарпина, методы изучения поведения крыс («открытое поле», тест предпочтения сахарозы, «Y-образный лабиринт», «чужак-резидент», «fear conditioning»), методы компьютерной и статистической обработки резутьтатов экспериментов.
Созданный исследовательский проект: Коррекция когнитивных нарушений у крыс в литий-пилокарпиновой модели височной эпилепсии с помощью мемантина.
Победы на конкурсах и конференциях: Балтийский научно-инженерный конкурс (Диплом I степени и Главная региональная премия), «Фестиваль науки — Дорога в Политех» (победитель в секции биологии и медицины), Конкурс научно-исследовательских работ школьников Международной недели познания мозга в СПбГУ (диплом I степени).
Исследовательский семинар «Оценка влияния факторов среды на функциональное состояние организма учащихся» проводился под руководством Т. Н. Сляпцовой, педагога дополнительного образования, учителя биологии ГБОУ СОШ 225, учителя высшей категории, и Е. В. Алампиевой, кандидата географических наук. У участницы семи нара ученицы 11 класса Екатерины Антоновой уже был опыт успешного участия в научном семинаре в области
неврологии (за время обучения в 10 классе), а также стимулирующий фактор — подготовка к поступлению в медицинский вуз. Семинар объединил 3 учащихся, лидером в котором была Екатерина. Для подготовки к созданию полноценного самостоятельного исследования участники семинара посещали
• в 2017—2018 году дополнительный курс «медицин ской анатомии» (преподаватель — М. Овчаренко)
• дополнительный курс цитологии и гистологии (пре-
подаватель — И.В.Смоленский),
• спецкурс по физиологии доктора наук, профессора
Педиатрической академии А. П. Пуговкина.
После сдачи зачетов по итогам работы на теоретиче ских спецкурсах Екатерине Антоновой как лидеру семина ра была поставлена задача «Оценка психо-эмоционального (физиологического) состояния учащихся в процессе подготовки Государственной итоговой аттестации по показателям кожно-гальванической реакции и тонуса веге тативной нервной системы».
В процессе работы над исследованием был осуществлен информационный поиск, проведены лабораторные исследования с использованием необходимой аппарату ры, в том числе предоставленной партнерами, позволяю щие апробировать методику эксперимента и, таким обра зом, провести самостоятельное исследование.
Первые свои доклады по теме исследования Екатерина Антонова делала на специальном мероприятии — прово димой ЛНМО конференции «Академическая суббота», цель которой — представление исследовательской работы сначала в узком творческом коллективе научного семина ра, а затем в расширенной аудитории школьной научно- практической конференции.
Позже проект был представлен на Балтийском научно-инженерном конкурсе 2019, Городской научно-практической конференции старшеклассников «Лабиринты науки» 2018/2019 учебного года (победитель, публик ция — тезисы), Международной научной конференции школьников «XXIX Сахаровские чтения», XVIII Всероссий ской научно-практической конференции «Поленовские
чтения», Всероссийской научно-инновационной конференции школьников «Открой в Себе Ученого» (диплом III степени), Алмазовском молодежном медицинском фору ме 2019 (3 место в секции неврология (аспиранты, студенты).
Партнеры Системы научных семинаров ЛНМО биологического профиля.
Для максимально эффективного осуществления такой деятельности руководители Системы научных семинаров и спецкурсов ЛНМО подписали соглашения о совместной деятельности с Федеральным государственным автоном ным образовательным учреждением «Национальный исследовательский Томский государственный университет, Институтом биомедицинских систем и технологий (ИБ СиТ) СПбПУ, Федеральным государственным бюджетным учреждением «Петербургский институт ядерной физики
имени Б.П.Константинова Национального исследователь ского центра «Курчатовский институт», Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН. Все соглашения актуальны и позволяют участникам Систе мы научных семинаров и спецкурсов ЧОУ ОиДО «ЛНМО» осуществлять работу со специалистами этих институтов и в их лабораториях.

Анатолий Шперх, руководитель Системы научных семинаров и спецкурсов  инженерной площадки ЧОУ ОиДО ЛНМО

Отчет о работе Системы научных семинаров и спецкурсов на инженерной площадке ЛНМО:

Программа научно-технических семинаров на инженерной площадке стала в 2018-2019 учебном году стержнем, вокруг которой формировался профиль дополнительного образования.

Идея семинаров очень четко попала в главную идею инженерной площадки ЛНМО: проектная деятельность в инженерно-технической области невозможна без предварительной научной подготовки в той области, в которой предполагается создание проекта.

Именно поэтому научно-практические семинары на площадке разделены на три большие группы:

  1.  Семинары «широкого профиля», позволяющие создать широкий контекст знаний, в рамках которых можно выбирать направление для будущих проектов. Эти семинары не ориентированы на конкретный результат в виде проекта. Их задача — сформировать базис, причем зачастую очень широкий. Так, семинар, посвященный истории транспорта, никак не может быть конвертирован в инженерные проекты, но дает понимание того, как развивались транспортные системы, на какие вызовы отвечало их развитие. Это знание позволяет не совершить тех же ошибок, что и инженеры прошлого, использовать их опыт и идеи. Даже если это знание не пригодится для решения конкретных задач, оно создает фон, на основе которого совершенно по-другому воспринимаются специальные знания.  К этой же сфере относится семинар по практической аэродинамике. Являющийся развитием и продолжением курса физики, он дает углубленные знания в области нагрузок, которым подвергаются летательные аппараты. Но напрямую после него никто не начнет создавать свои летающие устройства. В то же время знания, полученные в этом курсе, могут стать хорошей базой для любых проектов, связанных с летательными аппаратами — от участия в соревнованиях по пилотированию сверхмалых аппаратов до разработки новых узлов и алгоритмов управления летательными аппаратами.
  2. Семинары определенной направленности. Это более узкие семинары, имеющие целью развитие какого-то отдельного направления, в рамках которого предполагается развитие школы. Эти семинары — зерна для создания специальных курсов, которые в будущем могут стать основой для направлений специализации школы. Эти направления подбираются с учетом как знаний, которые получают учащиеся при прохождении этих семинаров, так и по возможностям создания на базе этих знаний  конкретных проектов. Таков, к примеру, семинар по практической электронике, в рамках которого учащиеся изучают различные схемотехнические решения, обучаются понимать процессы, происходящие внутри электрических цепей и постепенно выходят на возможности, позволяющие им создавать собственные проекты. Например, в области измерения параметров окружающей среды, систем автоматического регулирования и пр. Курс достаточно широкий, поэтому позволяет создавать учащимся проекты сообразно их собственным интересам — от создания звуковых фильтров для электрогитар до термостатов для чашек Петри по заказу биологической площадки. Другой семинар этого класса, «Разработка и проектирование микроконтроллерных электронных устройств», имеет более узкую сферу охвата. Выбор этого семинара основывается на том, что мы рассматриваем его тему в качестве будущего стержневого курса, на базе которого будет строится работа целого направления. Однако готового курса, который был бы адаптирован под потребности детей, нет. И широкий семинар позволяет провести «разведку боем», проведя пилотный курс с небольшим числом мотивированных детей, чтобы потом превратить его в более массовый. В этом смысле научный семинар играет роль «пилота», который позволяет «нащупать правильное направление развития школы. Но помимо этой отдаленной цели семинар имеет и локальную цель — по его окончанию участники должны выполнить проект и защитить его.
  3. Семинары, нацеленные на   создание конкретного проекта или исследующие конкретную область инженерно-технических знаний. Эти семинары рассчитаны на небольшое количество учащихся и рассматривают очень локальные проблемы. Работа в них ведется по принципу консультаций, руководитель семинара если и вводит теоретический материал, то только тот, который необходим для выполнения проекта. Примерами подобных семинаров являются семинар по системам биометрического контроля. Он весь направлен на помощь учащимся в создании конкретных устройств, позволяющих снимать показания с различных частей человеческого тела. В этом году учащиеся создавали прибор для контроля движения зрачка глаза. Соответственно, материалы по электротехнике участникам семинара давались только в объеме, необходимом для расчетов электрической цепи инфракрасного освещения, а раздел, связанный с оптикой был ограничен частью, связанной с необходимостью считывания информации в ИК-диапазоне. Зато много внимания было уделено реверсному инжинирингу (в части устройства устройств обработки видеосигнала) и монтажу собственного устройства, включая схемотехнические решения, дизайн и эргономику.

По сути, получившаяся система семинаров позволила структурировать всю систему специальных курсов инженерной площадки, пропустив через себя практически всех учащихся и дав им возможность создать проект в области, к которой лежит душа.

Благодаря поддержке Фонда Президентских грантов у нас появилась возможность привлечь специалистов не только на те семинары, которые могут дать непосредственную отдачу в виде готовых проектов и дипломов, но и на семинары, которые смогут принести ощутимые плоды только в достаточно отдаленном будущем. Впрочем, даже такие семинары могут стать основой для проектов и исследовательских работ уже сегодня. Так, по окончанию семинара по истории развития транспорта, один из учеников 7 класса, Григорий Вётош, создал исследование «Продержатся ли автомобили до 2119 года?», где, проведя исследование по открытым источникам, доказывал, что двигатели внутреннего сгорания исчезнут за ближайшие сто лет полностью.

Благодаря Фонду Президентских грантов на базе семинара «Разработка и проектирование микроконтроллерных электронных устройств» был разработан в 2018-2019 году спецкурс по программированию для микропроцессоров, который в будущем году станет базовым и обязательным для учащихся инженерного отделения. Это позволит создавать новые проекты на совершенно ином качественном уровне. Стоит заметить, что этот семинар дал свои плоды уже сегодня. Работа Ивана Толмачева и Михаила Мякишева «Проектирование и разработка музыкального синтезатора «Sequasion» с новым принципом генерирования звуковой волны» на Балтийском научно-инженерном конкурсе получила диплом третьей степени.
Надеемся, что они — только первые ласточки, за которыми в будущем году последуют остальные.

Работа в разнообразных научно-практических семинарах, дающих опыт как проектирования, так и научно-исследовательской деятельности, позволяет учащимся выполнять работы, не связанные напрямую с тематикой научных семинаров. Но без них эти исследования были бы невозможны, ибо именно семинары заложили понимание того, как должны проводиться исследования, как представляться результаты.
Так, например, на семинаре по практической электронике ученики 7 класса Инна Миронова и Григорий Львов, познакомившись с принципами работы дозиметра, провели собственное исследование «Установление зависимости уровня загрязненности Петербургского метрополитена от различных условий, а также составление карты радиационной загрязненности Петербургского метрополитена». и выступили с сообщением на VIII Конгрессе молодых ученых в ИТМО 15-19 апреля 2019 года.
Не все работы успели поучаствовать в конкурсах. Так, весной 2019 года закончено два больших исследования музейных экспозиций народного музея «А музы не молчали…»
Две бригады исследователей (одну возглавляла ученица 7 класса Ася Семенова, другую — ученица 7 класса Маша Григорьева) провели комплексное обследование экспозиции народного музея. Исследовались освещенность витрин экспозиции и температурно-влажностный режим. По результатам были выработаны рекомендации для администрации музея с целью улучшить сохранность музейных экспонатов и улучшить их экспозиционные возможности.

То, что в рамках семинаров учащиеся смогли работать не только с учителями и научными сотрудниками, но и с представителями бизнеса, позволило некоторым идеям ребят выйти на уровень стартапов.
Так, проект Андрея Васильева (7 класс) «Устройство для использования аккумулятора телефона для подзарядки другого телефона» оказался проработан до такой степени, что был рекомендован к созданию на его основе стартапа, который вполне может иметь серьезный коммерческий успех.

Благодаря привлечению специалистов работы, которые проводят учащиеся, представляют собой решение конкретных производственных задач, стоящих перед реальным бизнесом.
Работа Семена  Архипова «Автоматизированнный калькулятор расчета параметров нефтяных скважин» решает задачу автоматизации рутинных вычислений, с которым ссталкиваются инженеры-проектировщики компании «Роснефть». Задача перед Семеном была поставлена непосредственно сотрудниками компании и в ходе научнгых семинаров 2018-2019 года была успешно завершена. Сейчас ему предстоит защита в компании «Роснефть» и мы надеемся, что результатом будет использование калькулятора в работе инженеров компании.

ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАБОТЫ ЧОУ ОиДО «ЛНМО»  и Фонда «Время науки»

2019-2020 учебный  год

ЛНМО:

I. Работа над 3 проектами — победителями конкурсов  2018 и 2019 года  Фонда президентских грантов:

  1. Научное руководство (наставничество) проектами и исследованиями школьников как результат системной работы по организации взаимодействия общего, дополнительного образования и научной деятельности в «Лаборатории непрерывного математического образования».

Проект успешно завершен,  в результате представлено методическое пособие по развитию исследовательской и проектной деятельности школьников.

  • Летняя научная школа ЛНМО как высококонцентрированная среда для погружения школьника в интенсивную долгосрочную научно-исследовательскую и проектную работу.

Проект   находится в стадии завершения. В рамках Летней школы были собраны команды педагогов и разработчиков проектов из  разных регионов РФ. Проект планируется как международных для обмена опытом между региональными командами.

  • Открытый исследовательский центр по этическим и гуманитарным проблемам технического образования «Принцип ответственности»

Проект Лектория для подростков и взрослых начинает свою работу в ноябре 2019 года и продолжится до  декабря 2020 года.

II. Работа над проектом — победителем конкурса Министерства Просвещения Российской Федерации  «Создание и поддержка функционирования организаций дополнительного образования детей и (или) детских объединений на базе школ для углубленного изучения математики и информатики»

  1. Проект ЧОУ ОиДО «ЛНМО» «Научные исследования и проекты обучающихся в «Системе научных семинаров и спецкурсов Лаборатории непрерывного математического образования» как итог дополнительного образования в области математики и информатики, полученного в ЧОУ ОиДО «ЛНМО», работающей в сотрудничестве с профильными физико-математическими классами ГБОУ СОШ            № 564».

III. Тиражирование модели  научно-образовательных площадок ЧОУ ОиДО «ЛНМО». Разработка модели и распространении опыта реализации научно-образовательных площадок в регионах.

ЧОУ ОиДО «ЛНМО» начала реализовывать проект тиражирования модели   работы ЛНМО  модели интеграции школ двух укладов и двух направлений деятельности (общего и дополнительного образования)  со школами Нового Уренгоя.

IV. Заключение договоров с крупными петербургскими компаниями и  российскими вузами для реализации  крупных образовательных проектов для школьников.

СПбАППО, кафедра          физико- математического образования, Федерально е государственное автономное образовательное учреждение «Национальный исследовательский Томский государственный университет, ООО Инновационные комплексные системы», ООО «Образовательная робототехника», Институт биомедицинских систем и технологий (ИБСиТ) СПбПУ, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Петербургский институт ядерной физики имени Б.П.Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», ООО«Центр лазерных технологий», компания Диджитал Дизайн.