3D-принтеры, лазеры, роботы: Чему учат школьников в инженерных классах Петербурга

Уроки программирования, робототехники, оптики лазеров помогут старшеклассникам с поступлением в профильные вузы.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

1 сентября в школах 23 регионов России заработали инженерные классы. По задумке министерства образования, в учебных заведениях ребят посвятят в основы судо- и авиастроения. Так талантливые юные технари смогут поступать в профильные университеты с хорошей базой некоторых прикладных знаний. В Петербурге таких школ с инженерным уклоном пять, все они учат судостроению. Полезные уроки, созданные в тандеме школ, профильных вузов и предприятий, стали проводить после основного расписания. «Комсомолка» решила разузнать, что и как преподают будущим корабелам на инженерных занятиях, и поехала в школу №375 Красносельского района. Там спецкласс стали развивать еще в 2020 году.

Пока серьезные инженерные классы работают для старшеклассников. А для всех желающих помладше доступны занятия по черчению, программированию и экономике. Но пока - только интереса ради.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

КАК СОЗДАВАЛИ КЛАСС

Десятиклассникам преподают оптику лазеров, робототехнику, 3D-моделирование и 3D-прототипирование, а также технический английский и даже основы технологического предпринимательства. Специально для «Комсомолки» учителя объединили в одном классе четыре практических урока, чтобы показать все сразу. Хотя обычно подростки полноценно учатся каждый день разной дисциплине. Занятие занимает стандартные 45 минут, но школьники вместе с наставниками частенько засиживаются, не в силах оторваться от роботов и программ.

Ради специальных уроков школа подружилась с морским техническим университетом, куда уходят многие выпускники. Партнеры вошли в федеральную программу «Инженерный класс», а потом выиграли соответствующий грант в 2021 году. Один из кабинетов оснастили оборудованием – компьютерами, 3D-принтером, роботами, лазерными станками, а учителей физики и информатики отправили повышать квалификацию в «корабелку».

Ошибки в процессе программирования - постоянные спутники учеников, но их тут делать не боятся: раз учиться интересно, то и ошибаться тоже.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

- В класс был тестовый отбор среди сильнейших в физике, математике, информатике, учитывались результаты экзаменов. Некоторые дети перешли к нам в 10 класс из других школ и даже районов. Каждый посещает все четыре практических направления и получает зачеты-незачеты в специальную книжку - эти занятия считаются внеурочными, поэтому не оцениваются по пятибалльной шкале. Засчитывается также участие в мастер-классах, экскурсиях от наших партнеров, - объясняет директор школы Марина Карпова.

Главной отметкой в книжечке будет защита индивидуального проекта в 11 классе, а потом школьные зачетки приложат к портфолио для вуза – она прибавит профессиональный вес абитуриенту.

Сейчас в инженерном классе учатся 25 десятиклассников. А вот для любопытных технарей из средней школы руководство предложило внеурочные занятия по инженерному делу. Детям с 5 по 9 классы объясняют программирование, черчение, экономику, но пока исключительно по желанию.

С инженерных уроков ребята уходят неохотно - учителям приходится подгонять юных технарей домой.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

ОПТИКА С ЗАПАХОМ ДЕРЕВА

Работа в классе закипела в секунду: в одном углу загудел лазерный станок, в другом стали заправлять пластиком 3D-принтер, на компьютерах открылись объемные детали и программные коды. А на столе, похожем на компактное игровое поле, задвигались роботы из конструктора.

- Роботы уже собраны, ребята учатся их программировать на отечественной платформе OmegaBot. Один должен подъехать к препятствию и подать сигнал SOS, чтобы второй убрал препятствие. Затем первый должен проехать по свободному пути и подать сигнал благодарности, - кратко разъяснил задачу учитель Владимир Замолоцкий.

Верхом мастерства будет переход ребят с простой образовательной платформы на серьезную, как для больших профессионалов. Роботы на колесиках – пока тоже лишь начало: позднее дети будут учиться собирать и писать программы для подводных роботов, востребованных в судопроизводстве.

Кабинет с техникой внезапно пахнет жженым деревом - это вытачиваются на лазерном станке детали, разработанные в компьютерной программе.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

По классу неожиданно разливается запах жженого дерева. Это из дубовой заготовки выжигается объемный прототип детали, созданной в виртуальном пространстве на предыдущих уроках. В основе – технология оптики лазеров.

- Мы создаем рисунок, ставим в программе размеры, материал, скорость вытачивания. Составлять программу – самое сложное, - делится десятиклассник Иван Мельник.

Пока на станке вытачивается лишь простая многоугольная «елочка» из десятка деталей – мальчики планируют превратить ее в модель маяка. Но с опытом к технарям придет умение ювелирно делать модели любых крупных производственных или строительных машин. Ведь прежде чем испытывать настоящую машину в действии, без ее уменьшенной копии не обойтись.

НА ПУТИ К ПОДВОДНОЙ ЛОДКЕ

На соседнем станке лазеры вершат другое чудо – уже на металле и с тонкой гравировкой. Чтобы на выходе получилась красивая пластинка с картинкой, надписью или логотипом (как, например, с «Комсомольской правдой» и нашей фирменной птичкой), нужна уже знакомая кропотливая подготовка. В графическом редакторе не только составляется программа для гравировки, но и аккуратно подгоняется под нужные параметры вся числовая составляющая – ширина, длина запланированной надписи.

Такой подарочный сувенир "Комсомолка" забрала с собой в редакцию. Пластинку металла отгравировали с помощью технологии оптика лазеров.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

- Это захватывающе, - не скрывает восторга Егор Аксенов. - Каждый раз, когда пробуешь что-то делать, искры там (на лазерном станке, – прим.ред) и искры из глаз. Хочется еще и еще, делать разные проекты. Мы уже пробовали лазером выжигать не на одной пластинке, а на двух сразу. А из дерева решили выточить всем учителям по елочке, которые можно поставить на столы – с отверстиями в виде звездочек, чтобы цеплять к ним за нитки игрушки.

После школы десятиклассник видит себя не судостроителем, но графическим редактором. Поэтому векторная рисовка и 3D-моделирование, с помощью которых он шустро гравирует и вытачивает детали, несомненно ему пригодятся.

Деталь, появившаяся на свет из 3D-принтера, оказалась для школьников задачей со звездочкой - работу усложнил новый тип пластика.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

На 3D-принтерах, тем временем, печатают простую деталь, но аж тремя способами. Учитель с ребятами планируют проверить, как идет процесс печати с полноценной «подставкой» для детали, с частичной опорой и вовсе без нее. Для каждой печати, конечно, нужно готовить свой алгоритм в компьютерной программе. Это только со стороны печатать пластиком легко – в основе лежит мастерство соблюдения тонких настроек и нюансов.

Задача в этот раз у учеников со звездочкой – работа усложнилась, потому что пришлось использовать новый тип пластика. Был водорастворимый, который получалось вымывать, а теперь в дело пошел пластик на основе кукурузного крахмала. Безопасный, совсем не пахучий, но мгновенно остывающий и очень капризный в обработке.

- В будущем предполагаем собрать по деталям маленькую подводную лодку для учебных целей, - улыбается педагог Сергей Речкалов. - Роботизируем объект, чтобы он мог двигаться. На 3D-принтере можно сделать даже деталь для самолета, но и сам принтер должен быть огромным. Объем нашего – всего 20 на 20 сантиметров, на нем мы вот этот чехольчик для снятия пыли с пластикового кабеля напечатали за раз. Это неразъемная деталь, но способна защелкиваться. Мелочь, а приятно.

Печатать на 3D-принтере легко, а вот составлять программу для печати - та еще задачка.

Фото: Юлия ПЫХАЛОВА

После звонка ребята расходятся неохотно, но уже загадывают, чем займутся на следующем занятии. А «Комсомолка» возвращается в редакцию с новым сувениром, сделанном на лазерном станке руками будущих судостроителей и инженеров.