В июне 2020 года на базе Национального исследовательского университета «МЭИ» прошла первая летняя смена Инженерных каникул.
Данное ежегодное образовательное событие проводится в вузе уже на протяжении более 5 лет под эгидой проекта Департамента образования и науки города Москвы «Инженерный класс в московской школе». В этом году оно впервые было организовано в дистанционном формате с использованием современных онлайн-технологий. Для участия в мероприятии зарегистрировались и активно обучались 355 учащихся 10-х классов из 20 столичных школ.
Согласно пожеланиям учащихся, на занятиях они были разделены на 15 образовательных треков, каждый из которых был закреплён за конкретным институтом, входящим в состав НИУ «МЭИ». Тематика онлайн-встреч была разнообразной и могла удовлетворить любой запрос, соответствующий специфике направления профильного обучения в инженерном классе конкретной школы.
Программа Инженерных каникул содержала в себе различные формы занятий для учащихся: лекции, практикумы, встречи с известными учёными, выпускниками вуза, представителями энергетической отрасли и IT-компаний, виртуальные экскурсии на промышленные предприятия и объекты ТЭК, лабораторные работы с применением дистанционных образовательных технологий, научно-исследовательского и учебного оборудования ведущих кафедр вуза. Как и в очном формате, более 75 % обучающего курса было практико-ориентированным.
Отчётный видеоролик о проведении Инженерных каникул 2020 года
В Институте информационных и вычислительных технологий (ИВТИ) Инженерные каникулы были посвящены изучению современных трендов в IT-области. Занятия проходили по трём трекам: обработка данных, создание веб-приложений, применение методов неразрушающего контроля и цифровой диагностики.
В ходе первого из них школьники освоили работу в среде программного комплекса Scilab. Опытные специалисты вуза провели в ней мастер-классы для ребят по управлению цветом изображений, обработке с помощью цифровых фильтров, встраиванию водяных знаков и секретных данных, методам подтверждения целостности информации.
На занятиях по второму направлению ИВТИ участники учились критической оценке идей своих виртуальных индивидуальных проектов, созданию их подробных описаний с помощью фреймворка Lean Canvas. Затем юные программисты смогли преобразовать формализованное описание в несложный веб-сайт с использованием языков HTML, CSS, Java Script и библиотеки jQuery. Наряду с этим педагоги познакомили ребят с методами использования системы контроля версий приложений Git (GitHub Desktop), а также их публикацией на платформе GitHub Pages. В завершение школьники смогли создать своё клиент-серверное приложение с использованием библиотеки NodeJS и опубликовать его на облачной вычислительной платформе Heroku.
Практические занятия по третьему модулю проходили в среде программного комплекса Electronics Workbench. Для десятиклассников были организованы интерактивные занятия по ультразвуковому методу контроля, томографии, оптическим эффектам, моделированию электрических цепей в электротехнике.
Все участники, выбравшие занятия в группах ИВТИ, побывали на виртуальных экскурсиях в компании «Акустические контрольные системы», а также в лабораториях кафедр университета «МЭИ».
Занятия по четырём трекам Инженерно-экономического института (ИнЭИ) были посвящены трём направлениям.
В рамках первого из них рассматривались экономические и кадровые аспекты управления работой предприятий и организаций. Особое внимание, ввиду специфики направлений подготовки НИУ «МЭИ», было уделено процессам функционирования и деятельности объектов топливно-энергетического комплекса на примере цепочки экономических последствий энергосбережения, составления календарного графика ремонта оборудования и др.
На онлайн-занятиях по второму направлению были рассмотрены вопросы информационной безопасности и этики, а также правовые аспекты защиты информации. Участники смогли на практике понять принципы работы оборудования, используемого для защиты от утечки и перехвата аудиовизуальной информации в помещении. В течение курса юные специалисты выполнили многоэтапные индивидуальные проекты «Вас подслушивают. За Вами наблюдают. Защищайтесь», каждый из которых состоял из трёх частей: советов по кибербезопасности на каждый день, трёхмерной модели выявления утечки акустической информации из защищаемого помещения, анализа и разработки правил безопасности персональных мобильных устройств.
Четвёртый трек для будущих инженеров был посвящён веб-разработке. В его ходе школьники познакомились с IT-инфраструктурой НИУ «МЭИ» и ближе узнали все области, где необходима профессия веб-разработчика. В процессе выполнения лабораторных работ учащиеся изучили основы языка разметки HTML, научились осуществлять вёрстку с помощью таблиц, подключать к странице стили CSS. Юным IT-специалистам рассказали об основных принципах планирования разработки структуры и дизайна сайта, исходя из его тематики и целевой аудитории. На основе полученных на занятиях знаний каждый школьник разработал свой сайт с помощью конструктора WIX и получил рекомендации по его дальнейшему развитию от ведущих сотрудников Информационно-вычислительного центра НИУ «МЭИ», ежедневно участвующих в создании и усовершенствовании веб-решений по автоматизации деятельности университета и нескольких федеральных информационных систем.
На практических занятиях от представителей Института энергоэффективности и водородных технологий (ИЭВТ) десятиклассники рассматривали все процессы в энергетике под призмой анализа платёжки за услуги ЖКХ (отопление, водо- и газоснабжение и др.) для своей квартиры или дома. Школьники познакомились с основными элементами теплоэнергетических систем, принципами водородной энергетики, посетили виртуальную экскурсию на мусоросжигательный завод и в турбинный зал тепловой станции от компании Siemens. Наряду с этим в деловой игре были оценены экономические механизмы формирования тарифов ЖКХ на примере конфликта интересов производителей, поставщиков и потребителей энергии, а также юридические аспекты их взаимодействия.
Группа практикантов Института радиотехники и электроники (ИРЭ) под руководством преподавателей шести кафедр получила навыки работы с простейшими цифровыми схемами, познакомилась с базовыми принципами приёма и передачи радиосигналов, направленными антеннами различных типов, системами радионавигации, работой современных приёмников космических навигационных сигналов. Отдельный блок занятий был посвящён законам и моделированию электрических цепей с использованием специализированного программного обеспечения. Наряду с этим представители кафедры Светотехники рассказали будущим инженерам о принципах проектирования осветительных систем для различных типов помещений, что связано с особенностями восприятия человеком зрительной информации в различных условиях.
Занятия в Институте тепловой и атомной энергетики (ИТАЭ) были построены на связке теоретических знаний от ведущих преподавателей кафедр вуза и практического опыта представителей компаний-партнёров. Так, например, азы управления электрической станцией были рассмотрены на примере ТЭЦ ПАО «Мосэнерго» столичного региона. Учащиеся разобрали все стадии работы тепловых электроцентралей, начиная от подготовки воды-теплоносителя глубокой степени очистки, заканчивая процессами сжигания топлива и функционирования систем водоснабжения и отопления города Москвы. Для изучения принципов строительства и функционирования современных АЭС поколения 3+ юные инженеры встретились с экспертами АО «Атомстройэкспорт» и АО «Концерн Росэнергоатом» в режиме открытого диалога. Отдельное внимание было уделено процессам внедрения современных и комплексных IT-решений во все отрасли экономики, включая энергетику. В этой связи речь на встречах шла о понятиях «Цифровой атом» и «Smart City»: управление умным городом». Наряду с этим на онлайн-практикумах были рассмотрены современные логические микроконтроллеры и область их применения, а также перспективные направления криогенной техники и нанотехнологий.
На онлайн-площадке кафедры Электромеханики, электрических и электронных аппаратов Института электротехники и электрификации (ИЭТЭ) юные исследователи ежедневно проводили серии учебных экспериментов и опытов, посвящённых составлению и изучению свойств электрических цепей, подключению в них различных электрических аппаратов. Участники занятий научились создавать виртуальные проекты схем простейших устройств автоматики в облачной среде моделирования Tinkercad, включающие в себя сопротивления, ёмкости, таймеры, счётчики, триггеры, светодиодную индикацию, элементы алгебры логики. Отдельные практикумы были посвящены программированию на языке Scratch на базе платформы Arduino. По итогам занятий каждый из старшеклассников смог выполнить свой индивидуальный проект схемы автомата, регулирующего работу городского парковочного пространства с ограниченной вместимостью.
В Институте электроэнергетики (ИЭЭ) участники летней смены знакомились со строением и элементами энергетической системы, принципами её проектирования и эксплуатации, а также различными задачами и проблемами, возникающими на этапе передачи и распределения электроэнергии. В Школе юного энергетика НИУ «МЭИ» будущие инженеры смогли проделать занимательные физические эксперименты из школьного курса, например, собрать электромагнит и лампочку накаливания своими руками, используя обычные материалы, имеющиеся дома. Занятия сопровождались виртуальными экскурсиями на реальные объекты электросетевого комплекса. Кроме того, школьники имели возможность поучаствовать в инженерных состязаниях по сборке электрических схем «Соревнования юных электротехников» и в деловой игре по строительству и развитию объектов энергосистемы.
Современным трендом в области генерации электроэнергии является строительство и эксплуатация объектов возобновляемой энергетики: ветряных, солнечных, приливных, геотермальных и гидроэлектростанций. Данным аспектам был посвящён образовательный курс Инженерных каникул в Институте гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии (ИГВИЭ). На занятиях десятиклассникам было предложено разделиться на команды для решения многочисленных кейс-заданий, таких как, например, «Энергетический форсайт России в перспективе до 2050 года» или расчёт и проектирование модели генерирующей установки на базе ВИЭ для своего домовладения, основываясь на полученных среднесуточных графиках нагрузки и актуальной серийной линейке фотоэлектрических преобразователей и ветрогенераторов различных производителей. На лекциях и онлайн-практикумах в лаборатории гидравлики НИУ «МЭИ» ребята познакомились с принципом работы гидравлической машины и явлением гидравлического удара, пневмоавтоматикой, а также узнали всё о порядке проведения гидрогеологических исследований при строительстве энергетических объектов. Интересной точкой программы стал телемост с Чебоксарской ГЭС с виртуальной экскурсией по объекту ПАО «Русгидро» и сессией ТРИЗ по прикладной физике.
В ходе занятий в Институте энергомашиностроения и механики (ЭнМИ) участники примерили на себя профессии инженера-конструктора и робототехника. В первом блоке практико-ориентированных встреч старшеклассники научились самостоятельно разрабатывать 3D-модели в программной среде Autodesk Inventor, начиная с простых и заканчивая сложными деталями для энергетического машиностроения. Также ребята познакомились с основами реверс-инжиниринга и проектирования. Вторая часть практики была посвящена программированию роботов и технических устройств Arduino для выполнения различных прикладных задач, а также работе в виртуальной среде Vrvex.
Инженерные каникулы во всех группах завершились командными или индивидуальными инженерными соревнованиями: защитой мини-проектов, конкурсами или деловыми играми.
Занятия проходили на протяжении двух недель по будним дням и позволили в довольно сжатые сроки интегрировать полученные школьниками в течение учебного года базовые знания по профильным общеобразовательным и инженерным дисциплинам с реальными задачами, решаемыми на производстве и в лабораториях вуза.
Вторая летняя образовательная смена Инженерных каникул для десятиклассников в НИУ «МЭИ» запланирована на конец августа 2020 года. Регистрация будет открыта в разделе «Мероприятия» сайта проекта предпрофессионального образования «Инженерный класс в московской школе».