Як ідеї учнів школи, де виховують юних розробників і розробниць, можуть покращити наше життя, і що роблять учителі, аби заохотити дітей до винахідництва. Про це пише Твоє місто.
Пластилін, снігохід, батут, зубна щітка для космонавтів, ласти для плавання та державний прапор Аляски — що спільного між усіма цими речами? Їх усі вигадали діти. Учнівські розробки можуть зробити помешкання розумними, міста — чистішими, каналізацію — не смердючою, запобігти руйнуванню водоскидів та вберегти водіїв від зіткнень.
Найважливіше приміщення у львівському технологічному ліцеї розташоване у підвалі. Саме там, у невеликому класі зі стареньким устаткуванням, розташована наукова лабораторія. Заняття в лабораторії — це те, без чого в учнів не було би розробок, грамот і перемог. Вони посідають перші місця на всеукраїнських конкурсах та олімпіадах, беруть участь у наукових шоу і їздять представляти свої розробки до Америки.
Завідувач лабораторії Віктор Колдун розповідає, що поштовх до розвитку стався, коли одна із львівських фабрик допомогла започаткувати науковий гурток. Згодом міська рада створила на базі ліцею єдиний у Львові ресурсно-методичний центр при навчальному закладі.
«Самодіяльний гурток, який раніше тримався на декількох ентузіастах, зараз переріс у повноцінний науковий центр із керівником і лаборантами. Чимось схожим займається вдова Стіва Джобса в Америці. Вона робить освіту неформальною. Ми теж до цього прагнемо», — розповідає чоловік.
У технологічному ліцеї неформальну освіту впроваджують через особливий підхід до навчання: мотивують дітей більше вчитися і цікавитися точними науками. Більшість активних учнів додатково займаються в Малій академії наук. «Коли школярі працюють над певною розробкою, розуміють, що їм бракує знань із фізики, хімії чи математики. Тому доводиться глибше вивчати різні дисципліни. Це особливо помітно під час уроків. Діти-розробники часто запитують вчителів про речі, які не входять до навчальної програми, але необхідні для їхнього проекту», — каже директор ліцею Михайло Кремінь.
Віктор Колдун каже, що вчителі намагаються розривати шаблони: розповідають не про те, як стати Нобелівським лауреатом через 10 років, натомість обговорюють проблеми, які діти можуть самостійно вирішити вже зараз. «На кожному уроці ми запитуємо дітей, що їх турбує, що б вони хотіли змінити у своєму місті чи домі. Разом думаємо, як цього можна досягти. Таким чином намагаємося показати, що їхні проекти потрібні і можуть на щось вплинути», — пояснює викладач.
Віктор Колдун переконаний, що винахідництва не може вчити людина без жодного власного патенту. Він і сам, окрім вчителювання, займається розробками для декількох львівських підприємств. Знає про винаходи кожного зі своїх учнів і може розповісти, як подібні технології розвиваються у світі.
«Усі проекти починаються з моєї ідеї чи дороговказу. Наприклад, дитина хоче вирішити певну проблему, а я пропоную, як цього досягти. Але цікаво, ще жодного разу саме моя ідея не була втілена дітьми. Вони беруть її за основу, але згодом поліпшують, створюючи новий, унікальний проект», — каже чоловік.
Щоб виховати винахідників, важливо дати не лише знання, а й інструменти їх утілення. У ліцеї навіть наймолодші учні вміють працювати в Arduino, платформі для розробки електронних пристроїв. Із восьмого класу діти починають розробляти власні стартапи, а для цього потрібно вміти писати комп’ютерні програми. Тому нещодавно в ліцеї вирішили, що з п’ятого класу навчатимуть дітей мови програмування. Директор школи розповідає, що коли восьмикласник Остап Бекещук працював над ідеєю розумних вікон, то привозив до школи власний стаціонарний комп’ютер. Хлопець хотів, щоб викладач встановив йому потрібну програму і допоміг її опанувати. «Люди в університетах не один рік вчаться працювати з Arduino і С++, а він опанував це за місяць. Звісно, лише на потрібному йому рівні, але таки опанував», — каже директор.
Ще один крок, який допоможе зацікавити дітей наукою, — відправляти їх на конкурси чи навіть наукові шоу. Змагання породжують здорову конкуренцію, амбітність і бажання розвиватися. Однак перемога, каже Віктор Колдун, не є самоціллю: «Ми постійно говоримо дітям, що будь-який досвід є важливим. Співак Борис Гребенщиков сказав колись класну фразу: “Як написати хорошу пісню? Довго й нудно писати погані пісні”. Те саме стосується й науки».
ПЛАСТИК, ЩО ВРЯТУЄ ВІД СМОРОДУ
Дев’ятикласниця Ярина Іващишин досліджувала, що робити зі сміттям та смородом у міському просторі, і знайшла неочікувано простий у кожному із випадків вихід.
Ярина пропонує використовувати подрібнений пластик як фільтр. Для цього треба засипати його у спеціальний контейнер, а той помістити у люки в місцях, де стічні труби переходять у міську каналізацію.
«Усі мийні засоби чи порошки для прання разом із водою потрапляють до каналізації і можуть налипати на стінки, замулюючи водні шляхи. Таке середовище — курорт для патогенних мікроорганізмів, які й спричиняють неприємний запах», — пояснює школярка.
Сполуки, що містять жир, могли б осідати на фільтрі ще до того, як потраплять у каналізацію. Потім контейнери відвозили б на сушарку, щоб отримати очищений і готовий до нового використання пластик та висушений осад. Його школярка пропонує використовувати як паливо або добриво. Така технологія — комбінація компонентів, які вже існують, однак Ярина планує її вдосконалити. Науковий керівник учениці Віктор Колдун розповідає, що сушарки використовують італійці, але з іншою метою. Є у них і фільтри, втім одноразові і не на основі пластику.
АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ VS СМІТТЄЗВАЛИЩА
Ярина Іващишин пропонує рекультивувати сміттєзвалища та вберегти ґрунтові води від отруйних речовин за допомогою активованого вугілля власного виробництва. Для цього на смітнику потрібно встановити спеціальну піч. У неї засипатимуть папір, картон, харчові та інші відходи. «До печі потрібно під’єднати труби з парою. Тоді в смітті утворяться пори і ми отримаємо бажаний продукт», — пояснює дівчина.
Таку речовину школярка пропонує засипати у траншеї, вириті навколо звалища. Це стане фільтром, крізь який отрута не зможе потрапити в ґрунтові води. Коли ж активоване вугілля втратить ефект, Ярина радить викопати наступний ряд траншей і повторити процедуру знову.
«Наше активоване вугілля матиме слабшу дію, ніж звичайне, оскільки разом із органікою в піч потраплятимуть батарейки і кабелі з небезпечними речовинами. Утворене вугілля поглине отруйні складники, втім загальна поглинальна здатність знизиться», — пояснює Віктор Колдун.
Схожа технологія є в Америці — активованим вугіллям і глиною там пересипають шари непотребу на найбільш забруднених звалищах. Однак саму речовину купують вже готовою. З іншого боку, є країни, де активоване вугілля виробляють у печах, однак ще ніхто не робив цього на смітниках.
НОУ-ХАУ ДЛЯ ВОДОСКИДІВ ТА КАНАЛІЗАЦІЙ
Десятикласниця Вікторія Савченко зацікавилась, як працюють аварійні та штатні водоскиди, і вигадала, як запобігти їх руйнуванню.
Через велику швидкість, потрапивши у водоскиди, рідина пошкоджує їхні стінки і дно. Щоб зменшити силу удару, дівчина пропонує встановити вздовж усієї конструкції систему обертачів.
«Вода потраплятиме в округлі виїмки та змінюватиме траєкторію руху. Тоді два потоки зіштовхнуться, й від удару кінетична енергія перетвориться на теплову. Тобто швидкість води знизиться», — пояснює школярка.
Не менш ефективною розробка Вікторії буде для каналізації. Єдина відмінність, що тут потік води не розвертатиметься, а розділиться надвоє. Рідина протікатиме через округлу конструкцію, в кінці якої два потоки зіткнуться. Як і в ситуації з водоскидами, швидкість води зменшиться, а отже, і тиск на стінки і дно каналізації.
«Схожа технологія застосовується при виробництві зброї. В пістолетах є дульне гальмо. Коли вилітає куля, потік повітря змінює траєкторію руху, і це зменшує шум пострілу. Вікторія ж адаптувала цю ідею до абсолютно нових умов», — розповідає Віктор Колдун.
ВІКНА, ЯКІ ВБЕРЕЖУТЬ ВІД ЗАСТУДИ
Завдяки системі, яку розробив восьмикласник Остап Бекещук, у приміщеннях не буде протягів. Датчики руху, встановлені на дверях, автоматично зачинятимуть вікно, якщо вирахують наближення людини. Ще одна функція розумної системи — енергозбереження. «Зазвичай, щоб провітрити кімнату взимку, люди відчиняють вікна не повністю, а в режимі мікровентиляції. Тоді нагріте повітря видувається й охолоджуються стіни. Якщо ж відчиняти вікно повністю, за одну-дві хвилини відбудеться повітрообмін, при цьому температура істотно не зменшиться, як і сума у вашому гаманці», — каже школяр.
У кутку приміщення хлопець пропонує розмістити датчик температури і вологості. Такий самий буде ззовні. Коли позначки на обох зрівняються, вікно автоматично зачиниться.
Хоча розумні домівки давно не новина, ідею, запропоновану Остапом, досі ніхто не застосовував, каже вчитель Віктор Колдун. «Над смарт-помешканнями найактивніше працюють американці. У них немає такого ризику застудитися під час провітрювання, як у нас. Тому, можливо, ніхто й не думав про цю функцію. А от наш Остап застудився на протязі, — так і виникла ідея проекту».
РОЗУМНА ТЕПЛИЦЯ
Дев’ятикласник Роман Федевич розробив проект розумної теплиці, щоб полегшити життя своєму дідові-господарнику. У ній можна буде встановити температурний режим, за якого вікна відчинятимуться та зачинятимуться автоматично. Також теплиця матиме датчик вітру. Якщо пориви вітру будуть занадто сильні, парник зачинятиметься. Згодом датчик робитиме ще один замір, щоб дізнатися, чи минула небезпека.
«Теплиці зі системою аналізу температури існували ще у Радянському Союзі. Тоді оператори перевіряли показники приладів і самостійно зачиняли вікна. Натомість Роман хоче автоматизувати цю систему», — пояснює науковий керівник.
Згодом юнак планує розробити ще й систему розумного поливу теплиці. На плату надходитиме інформація із метеосайтів, і якщо, наприклад, наступного дня має бути спекотно, то вночі у теплиці ввімкнеться автоматичний полив. При цьому система також враховуватиме вологість ґрунту.
У перспективі всі дані про парник господарі зможуть відстежувати через спеціальний мобільний додаток, обіцяє школяр.
ПРОТИАВАРІЙНА СИСТЕМА
Дев’ятикласниця Ярина Лялька вважає, що навісні споруди із вмонтованими датчиками — простий спосіб зменшити кількість аварій на дорогах. За допомогою фотоелементів система реагуватиме на рух. Наприклад, якщо з двору виїжджатиме авто, пішоходи й водії, які перебувають на головній дорозі, бачитимуть сигнал: жовте або червоне мерехтливе світло. Такою системою дівчина пропонує згодом обладнати і світлофори. Або ж установити екрани, на яких з’являтиметься інформація про ситуацію на дорозі.
«У проекті є недолік — датчики руху дуже чутливі і реагують майже на все, від автомобілів до тварин. Система зчитує їхні рухи і подає водіям хибний сигнал. Кермувальники, не знаючи цього, чекатимуть, поки нібито інша автівка проїде. Але насправді там може бути не машина, а, наприклад, собака», — розповідає розробниця.
Тож у майбутньому Ярина хоче розробити систему, яка не лише фіксуватиме рух, але й розпізнаватиме зображення. Сигнал з’являтиметься лише тоді, коли камери зафіксують номерні знаки автомобіля. Завдяки декільком світлинам можна було би також визначати, в якому напрямку рухається машина – у двір чи з двору.
Текст – Ірина Саєвич
Фото – Дарія Скрипнюк
