Встречи и конкурсы

Нижегородский конкурс школьных научных проектов «ЮКИ-2009»

В методической копилке учителей наверняка существует много активных форм учебной работы. Хочу познакомить коллег с довольно оригинальной, с моей точки зрения, формой работы с учащимися как своей, так и других школ и даже городов. Речь пойдёт о Нижегородском областном творческом конкурсе «Юные конструкторы-исследователи» (ЮКИ), который ежегодно проводится государственным образовательным уч­реждением «Поволжский центр аэрокосмического образования» Министерства образования Нижегородской области (ГОУ ПоЦАКО). Победители конкурса представляют Нижегородскую область на всероссийских конкурсах, конференциях, выставках. Цель конкурса «ЮКИ» – формирование открытой развивающей среды, создающей условия для развития интеллектуального и творческого потенциала обучающихся, формирование у них умения работать в коллективе, работать с разноплановой информацией, вести дискуссию, организовывать проектную деятельность с социально значимой целью, ориентированной на научный потенциал региона.

В ноябре 2009 г. на базе пансионата «Дубки» прошёл конкурс «ЮКИ-2009». На конкурс приехали ребята из Нижнего Новгорода, Арзамаса, Дзержинска, Бора и д. Задворка (Воскресенский район). Чтобы попасть на итоговый этап, ребята решали конструкторские и ТРИЗовские задачи, подготовленные преподавателями ГОУ ПоЦАКО и НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Были выявлены самые талантливые учащиеся лицеев, школ и  гимназий, которые вместе с руководителями стали участниками заключительного этапа конкурса.

В первый день ребята представили свои команды на вечере встречи. Десятиклассники школы № 44 г. Нижнего Новгорода (команда «Весёлая обойма») представили «Умные мысли в весёлом содержании». Команда «Вечный двигатель» (11-й класс той же школы) выступала под девизом «Без движенья мы не можем,//Вечный двигатель у нас,//Вы спросите у любого,//Мы команда – просто класс!» Наша команда (школа № 2 г. Дзержинска) – «Растяпинские Кулибины» (ведь Дзержинск – это бывшая деревня Растяпино) – дала понять, что «Не будет в России инноваций без Растяпинской кулибинской организации».

В первый же день ребятам было выдано задание: на базе деталей разобранного графопроектора «Лектор-2000» разработать оригинальные инновационные проекты (можно было добавить не более 10% деталей от других устройств). Параллельно дети посещали тренинговые занятия по проектным методам, теории решения изобретательских задач и психологии. Много времени уделялось развивающим тренингам и практическим занятиям  по коллективной проектной деятельности и по робототехнике.

Через три дня ребята представили жюри свои проекты:

• команда «Весёлая обойма» – «Климатизатор» и «Russian stave» («Русскую печь»), которая безопаснее СВЧ-печи, удобна в обращении, проста в управлении и не имеет аналогов в России;
• команда «220 вольт» (г. Арзамас) – «Инкубатор» (для разведении домашней птицы) и прибор «Спектрометр» (для измерения длины световой волны);
• команда «Вечный двигатель» – проекты «Аниматор», «Зимний сад» и «Калейдоскоп»;
• команда лицея г. Бор – презентацию «Домик в деревне», в которой показали деревенский миксер, тепловую пушку, электрокосу и антикрот;
• команда гимназии № 38 г. Дзержинска – действующую модель фотоаппарата и мини-оранжерею, позволяющую выращивать растения дома и в условиях ограниченного светового режима (в Заполярье, Сибири);
• команда «Растяпинские Кулибины» – победители – представила самое большое количество проектов: генератор электромагнитных волн, аэродинамическую трубу, передвижную сушилку, анемометр, тензометрические весы, полезные технические мелочи (уголковый отражатель, перископ, телескоп-рефлектор и термометр). Ребята проявили смекалку, показали нестандартное видение предметов и нестандартное мышление. Удивило, что практически любой проект можно было воплотить в жизнь. Рассмотрим подробнее несколько проектов нашей команды.

Никита Жаднов из деталей графопроектора разработал модель аэродинамической трубы. Корпус делается из боковых стенок графопроектора. Для увеличения скорости движения воздуха внутри трубы в средней её части выполняется сужение, где в соответствии с теоремой неразрывности струи скорость намного больше, чем на входе. Если в эту область поместить модель крыла самолёта, то на неё будет действовать подъёмная сила. Величину этой силы можно измерить следующим образом. К верхней части крыла крепится вертикальный стержень, который проходит через отверстие в верхней части аэродинамической трубы и удерживается вместе с крылом пружиной. На верхней части стержня находится подвижный контакт переменного резистора. Когда через аэродинамическую трубу продувают воздух, то крыло со стержнем поднимается, и сопротивление резистора изменяется. Переменный резистор подключается к преобразователю сопротивление–напряжение. Снимаемое с него напряжение, пропорциональное сопротивлению, подаётся на аналогоцифровой преобразователь, подключённый к компьютеру. А компьютер с помощью специальной программы выводит значение подъёмной силы на экран монитора. Изменяя угол атаки и форму крыла, на этой модели можно проводить интересные эксперименты по физике полёта.

Роман Кирсанов и Алексей Пигин предложили проект тензометрических весов. Сопротивление любого проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения. Если проводник растягивать, то его сопротивление будет увеличиваться, т. к. увеличивается его длина и уменьшается площадь поперечного сечения. На этом принципе основано действие промышленных тензорезисторов. Ребята решили изготовить тензорезистор сами. В качестве проводника они взяли медную проволоку из обмотки электродвигателя вентилятора охлаждения лампы графопроектора и приклеили её клеем «Момент» в виде серпантина с малым шагом к нижней части крышки графопроектора. Это позволило сделать проводник достаточно длинным, что обеспечило сравнительно большую чувствительность тензорезистора. Если крышку с тензорезистором положить на корпус графопроектора и положить на неё груз, допустим, гирю, то она прогнётся, тензорезистор деформируется и его сопротивление изменится. Чем больше вес груза, тем больше прогибается крышка, тем сильнее изменяется сопротивление. Тензорезистор подключается к одному из плеч моста Уитстона, напряжение разбаланса моста подаётся на операционный усилитель, а с него – на АЦП и далее, на вход ПК. Специальная программа выводит на экран ПК вес тела, положенного на тензометрические весы.

Антонина Торопкина на базе деталей из графопроектора разработала учебное пособие для изучения и демонстрации свойств электромагнитных волн. В качестве излучателя она предложила самодельную катушку Румкорфа. Первичная обмотка с небольшим числом витков толстой проволоки наматывается проволокой из сетевого шнура, а вторичной обмоткой служила обмотка электродвигателя вентилятора. Сердечник катушки нарезался из железного магнитомягкого корпуса графопроектора. Прерыватель делался из контактной группы термореле графопроектора. Напряжение на концах вторичной обмотки, по расчётам автора, должно было достигать 3 кВ. К концам вторичной обмотки подключался передающий диполь Герца, шарики которого располагались на расстоянии 1–2 мм. При проскакивании электрической искры между шариками в диполе Герца возникали колебания, и он излучал электромагнитные волны. Приём осуществляется аналогичным диполем, нагруженным на лампочку от карманного фонаря. С помощью этой простейшей установки можно демонстрировать излучение и приём электромагнитных волн, отражение, интерференцию и поляризацию.

Мария Стешина предложила проект анемометра – прибора для измерения скорости ветра. В качестве вращающейся оси анемометра она использовала электродвигатель вентилятора. Двигатель располагался под крышкой корпуса графопроектора, а его ось выходила наружу. На ось насаживались самодельные полушария, например, от «Киндер-сюрприза». Под крышкой к оси двигателя приделывался стержень, который при вращении замыкал пару контактов. Контакты были подключены к простейшей цепи, состоящей из батареи и конденсатора, параллельно которому был подключён резистор сравнительно большого сопротивления. Чем сильнее дует ветер, тем чаще замыкаются контакты и, следовательно, сильнее заряжается конденсатор. Напряжение с конденсатора подавалось на АЦП и далее – на вход ПК. Специальная программа выводила на экран ПК значение скорости ветра.

Миша Балашов разработал проект передвижной установки для сушки волос в мобильных парикмахерских, предназначенных для сельской местности.

Даниил Лысухин, капитан команды, разработал больше всех проектов под общим названием «Полезные технические мелочи» (уголковый отражатель, перископ, телескоп-рефлектор и термометр). По решению жюри, он стал лучшим капитаном команды конкурса «ЮКИ-2010».

Команда сельской Задворковской школы, занявшей второе место, представила два чисто «сельских» проекта: «Вытяжка» и «Веялка Velka-2009».

Члены жюри отметили высокий уровень представленных на конкурс работ школьников, их научность, оригинальность, инновационность решения проблем, их актуальность и практическую значимость. Особо были отмечены творческий подход к выполнению задания, сообразительность участников, нетривиальность найденных решений и умение работать в команде.

Команды победителей – «Растяпинские Кулибины» из г. Дзержинска и Задворковской школы – были награждены дипломами победителей I и II степеней, а каждый школьник получил диплом участника конкурса.

Команда «Растяпинские Кулибины» (МОУ СОШ № 2 г. Дзержинск). В первом ряду: руководитель команды Л.В. Пигалицын, генерал-майор, водитель луноходов В.Г. Довгань и проректор ННГПУ, заведующий кафедрой астрономии С.М. Пономарёв. Во втором ряду: Стешина Мария, Торопкина Антонина, Балашов Михаил, Кирсанов Роман, Околышев Дмитрий, Лысухин Даниил, Пигин Алексей, Жаднов Никита

«ЮКИ-2009» закончился. Уважаемые коллеги, приезжайте к нам с учениками в Нижегородскую область на «ЮКИ-2010»! На этом конкурсе вы встретитесь с единомышленниками, а ребята приобретут талантливых друзей. А если не получится, то попробуйте провести этот интересный и развивающий конкурс в своей школе, городе или районе.

Фото присланы автором.