Кран, який економить воду, портативний вимірювач якості води та пристрій, що визначає якість ґрунту за допомогою сейсмічних хвиль, тактильний сигналізатор відстані до перешкод і прототипи інфраструктурних рішень на Місяці – не ідеї чи презентації, а реальні роботи учнів КМДШ, що здатні змінювати індустрії.
Про навчання через дію, спроби та критичне мислення розповідає Павло Гусевик – учитель фізики, інженерії та робототехніки KMDШ ГРАНД, PhD з фізики, науковий керівник призерів міжнародних виставок ISEF та Genius Olympiad.
Від ідеї до прототипу: шлях STEAM
Ми не готуємо дітей до майбутнього, а пропонуємо їм самим творити це майбутнє власноруч через експерименти та тестування ідей, даючи необхідні інструменти - лабораторії із сучасним обладнанням та 3D-принтерами. У світі це називають STEAM-підходом, який ми вважаємо основою якісного освітнього процесу.
Наші технічні розробки неймовірно практичні - їх можна застосовувати тут і зараз. Наприклад, учні розробили апарат, який накопичує енергію щоразу, коли ми відкриваємо водопровідний кран, або пристрій, що кольорами показує стадії уроку (оскільки у КМДШ немає звукових сигналів у дзвінків на перерву).
Але є прототипи, які можуть змінити майбутнє людства. Просто зараз інженерна команда досліджує реголіт – дрібнозернистий ґрунт, що покриває поверхню Місяця, а ще – розробляє девайс, який буде вказувати на пошкодження в космічному (чи іншому) обладнанні. Звучить, як стартап з Кремнієвої долини?
І точно нічим не гірше – пристрій аналізує склад ґрунту через вібрації, що критично важливо для того, щоб будувати щось на Місяці, бо дозволяє визначати щільність та стабільність породи (реголіту) без глибокого буріння.
Інший апарат допомагатиме виявляти у розрідженому середовищі або всередині герметичних місячних куполів мікротріщини в обшивці чи збої в роботі систем життєзабезпечення.
Де народжуються ідеї і як вони перетворюються на винаходи?
Ідеї є завжди. Варто лише їх помітити. У вчителів КМДШ за замовчуванням увімкнений сканер пошуку, налаштований на зацікавленість. Ми не шукаємо вже сформованих геніїв – вони самі нас знайдуть. Наша задача – знайти саме прихований потенціал, оскільки таких дітей – більшість. Ми пропонуємо всім. А далі – проєкт покаже.
Раз на тиждень у нас є заняття "STEAM TIME", у межах якого група учнів чи кожен індивідуально може представити свій проєкт. Ми разом розбираємо технічні нюанси та шукаємо рішення. Основна ж робота триває поза розкладом, і часто це 24 на 7. Бо коли в учня з’являється імпульс, його важливо підтримати негайно, щоб роздмухати здоровий азарт до глобальної конкуренції.
Зараз наша інженерна команда з 15 старшокласників працює над 20 проєктами. Серед них:
- пристрій для створення звукового профілю середовища для аналізу динамічних процесів;
- джойстик зворотного зв’язку у реальному часі;
- портативні датчики вимірювання фізичних параметрів води та ґрунту.
Від шкільної лабораторії до Космічного Агентства Японії та співпраці із NASA: кейс Данила Терміти
Наші діти не тільки чують, як це може бути, а й мають реальні приклади. Причому не лише успіху, але і тимчасових поразок, і того, як ті самі учні, яких вони бачать у коридорах, виходили з цих складних ситуацій.
Наш випускник 2025 року Данило Терміта розпочав шлях дослідника із розробки гідромеханічного перетворювача для водопровідного крана, який генерує енергію та накопичує її в акумуляторах. З цією роботою ми здобули золото на національному етапі "Genius Olympiad", а згодом Данило презентував проєкт у США разом із тисячами інших учасників.
Згодом ми націлилися на космос, тобто подалися на конкурс Students Spaceflight Experiments. Умови – підготувати експеримент на Землі, який відтворять у космосі, на МКС, а потім – порівняють результати.
Конкуренція – теж космічна: 200 претендентів на три призових місця. І ми вийшли в фінал, роботу рецензували у NanoRacks (партнер NASA). І вони виявили, що наш експеримент в космос не летить: астронавти не зможуть його виконати через магнітні обмеження в польотах.
Але і для нас, і для Данила ця історія стала трампліном. Він брав участь у ISEF, їздив у Японію за запрошенням JAXA, де спілкувався з Нобелівськими лауреатами. Нині він продовжує науковий шлях, зокрема проходив стажування в університеті Нью-Йорку. Тобто почав розробляти прототип у шкільній лабораторії КМДШ, а продовжив – на найсучаснішому обладнанні університетської дослідницької бази в Нью-Йорку.
Звідки гроші: хто фінансує інновації?
Робота над проєктами виглядає дуже класно: вигадали – зібрали – подали на конкурс – виграли. Насправді – вигадали – випробовуємо.
Потрібно провести кілька експериментів, щоб підтвердити гіпотезу, яку досліджуємо. Робимо це на власних пристроях, які ми виготовляємо. У нас є база, майстерня, де можна паяти, складати, моделювати, лабораторія з 3D-принтерами. Вони, до слова, працюють майже безперервно. Друкуємо в рік близько тисячі деталей.
Звісно, що значне фінансування отримують тільки дійсно перспективні проєкти. Був випадок, коли для фінального етапу дослідження нам знадобилися наночастинки графіту вартістю десятків тисяч гривень. Керівництво школи погодило запит за лічені хвилини. Це принципово: дитина повинна мати право на експеримент без страху помилитися через вартість деталей. Готові пристрої залишаються в нашому шкільному музеї як доказ того, що межі можливостей існують лише в уяві.
За що змагаємось?
У подібних конкурсах важливий не приз (хоча на міжнародних конкурсах премії сягають десятків тисяч доларів), а досвід, який отримує дитина. Це - унікальний досвід наполегливої наукової роботи, презентації і захисту своєї ідеї в конкурентному національному та міжнародному середовищі.
Коли дитина проходить через жорстку конкуренцію, де на одне місце претендують 200 учасників, вона здобуває загартовані уміння дебатувати, сприймати критику та тримати удар. За такими випускниками "полюють" усі корпорації світу. Це тест і для нас, дорослих: чи в тому напрямку ми рухаємо країну? Я впевнений, що так.
Наші діти вже зараз проєктують інфраструктуру для місячної програми "Артеміда", і це лише початок. Впевнений, що скоро у нас буде проєкт WOW, який переможе все і всюди.
