Метрология для детей

Как все начиналось

Год назад в Москве на форуме «Метрология без границ» был впервые показан набор «Юный метролог», разработанный Росстандартом совместно с Ассоциацией предприятий индустрии детских товаров (АИДТ) и ООО «Научные развлечения». Научная мини-лаборатория ориентирована на учебную и игровую деятельность и включает в себя 187 различных опытов, среди которых есть измерения таких физических величин, как масса, количество, доли, объем, концентрация, температура, влажность, свет, звук, напряжение, сила и пульс.

Наборы были разработаны для повышения интереса детей к науке об измерениях и теме стандартов. Как отметила Елена Шаронова, директор Академического лицея №14 г. Пензы, это особенно важно с учетом высокой востребованности метрологов и инженеров по стандартизации на современных промышленных предприятиях.

Так как набор «Юный метролог» стал первым в мире научно-игровым набором, посвященным знакомству детей с метрологией, он потребовал проведения апробации – было решено сделать это на базе одной из пензенских школ.

В январе 2024 года глава Росстандарта Антон Шалаев лично посетил одно из ведущих учебных заведений этого города – академический лицей № 14 и вручил 10 комплектов цифровых лабораторий для использования на уроках.

Сама апробация, контроль и анализ результатов были поручены ФБУ «Пензенский ЦСМ», руководитель которого имеет большой опыт преподавательской работы и лично активно участвует в работе кластера.

В настоящее время уже завершился первый цикл опытных «испытаний» и были подведены итоги, в обсуждении которых приняли участие представители всего Метрологического образовательного кластера, действующего сейчас уже в 27 регионах России.

Первые впечатления

Полный набор цифровой лаборатории «Юный метролог» – это два объемных бокса, в которых размещено почти 50 наименований датчиков, устройств, вспомогательных материалов и штативов, необходимых для проведения 90 тематических уроков в течение четырех лет начальной школы. Кроме того, в набор входят подробная методическая рекомендация и программное обеспечение.

«Когда стало понятно, что нам первым доверят апробацию этих наборов, я принял это за большую честь. У нас был значительный интерес к этому проекту, потому что наборы были сделаны именно для школьников, для непрофессионалов, и мне, как ученому, было интересно посмотреть, как авторы этих наборов методически заложили всю идею преподавания с азов до достаточно сложных моментов. Конечно, есть некоторые нюансы, требующие корректировки. Впрочем, это был первый опыт, так что, я думаю, это можно легко исправить – и в итоге наборы будут долго и успешно функционировать и, конечно же, помогут нам и другим регионам достаточно эффективно готовить будущих метрологов», – рассказал Александр Данилов, директор ФБУ «Пензенский ЦСМ».

Как отметил Александр Данилов, директор Пензенского ЦСМ и доктор технических наук, профессор, академик Российской метрологической академии, ноутбук и боксы обычно занимают большую часть рабочего пространства на парте, однако проблему удалось решить следующим образом: перед каждым уроком необходимо отобрать только те датчики, приборы и вспомогательные материалы, которые потребуются, и перенести их в нужный кабинет. Такая подготовка не вызывает особенных сложностей, так как любая практическая работа в школе требует тщательной и долгой подготовки.

С ним согласна и Дарья Спутнова, региональный координатор проекта «Метрологический образовательный кластер Росстандарта» в Пензенской области. Она объяснила, что, так как некоторые опыты подразумевали длительную и тщательную подготовку, ряд из них был адаптирован под другие условия и материалы. Это позволило оптимизировать работу с наборами и сделать процесс легким и интересным для всех участников.

Организаторы и участники проекта отметили: за время использования не было выявлено особых проблем с эксплуатацией набора или поломок каких-либо его частей. Однако набор все-таки не предназначен для самостоятельного использования детьми, а все занятия и эксперименты должны проводиться под контролем опытных наставников.

Тренажер для всех возрастов

В базе «Юного метролога» заложены 187 опытов, но при грамотном подходе практически каждый опыт позволяет педагогам развить два-три, а то и больше инвариантов. Получается, что это не только инструмент для детского образования, но и «тренажер творчества» для взрослых.

«Что интересно: изначально набор разрабатывался для младшей школы, но наибольший интерес и максимальную эффективность он показал у старших школьников, поскольку малышам и даже учащимся средних классов, у которых не хватает некоторых базовых знаний, понимать часть опытов оказалось непросто», – рассказала Дарья Спутнова.

Сейчас, несмотря на то, что у 11-классников завершились занятия по метрологии из-за особенностей учебного плана выпускного класса, они продолжают участвовать в процессе – помогают ребятам из средних классов готовиться к сложным опытам и проводить эксперименты. Также старшеклассники приняли участие в открытых мероприятиях в рамках совещания Метрологического образовательного кластера в Пензе, где продемонстрировали возможности набора.

«С одной стороны, с детьми младшего возраста работать интереснее, потому что у них более живая энергетика, а с другой – труднее, поскольку они не обладают усидчивостью и им нужно больше движения, а педагогу – всегда придумывать что-то новое и интересное, вовлекать учеников в процесс, – рассказал Александр Данилов. – Что же касается старшеклассников, с ними можно беседовать уже как с равноценными коллегами, специалистами, потому что они многое понимают, а о многом сами догадываются».

По мнению самих учеников, набор дает очень ценные знания, ведь традиционно сложные опыты проводятся только в университетах. Благодаря школьным занятиям по метрологии школьники смогли понять природу материалов и многих физических явлений.

Подведение итогов первого этапа испытаний

Проведенная в Пензе апробация – это первый, но не единственный этап, поскольку такие сложные обучающие комплекты нуждаются во внимательном и всестороннем изучении.

Как отметила куратор Метрологического образовательного кластера Росстандарта Александра Павлова, в рамках работы по апробации предусмотрено несколько этапов в разных регионах, кроме того, в Росстандарте внимательно изучают и анализируют весь полученный опыт и передают производителю данные для усовершенствования наборов.

«Конечно, для учителей это дополнительная работа, к тому же это новая специализация, поскольку метрологии в школе обычно не учат. Учителям пришлось непросто, и дополнительные знания они добывали сами – помогло взаимодействие с вузами, например, с Санкт-Петербургским государственным университетом аэрокосмического приборостроения, в чем очень помогал Епифанцев Кирилл Валерьевич. Для нас это значит, что есть наглядность и профильные вузы помогают в проектной деятельности, поскольку очень большой ресурс для этого может быть использован. Как показывает наш опыт, результат такой деятельности всегда высокий», – рассказала Ирина Морарь, директор ГБОУ СОШ № 237 Красносельского района Санкт-Петербурга.

Эксперты сходятся во мнении, что внедрение таких наборов в учебный процесс – это большой шаг к тому, чтобы работа Росстандарта с учебными заведениями стала максимально эффективной.

Конкретные результаты

Внедрение метрологии в школах не проходит бесследно и не ограничивается сиюминутным интересом – по некоторым вузам в Пензенской области конкурс на метрологические специальности летом 2024 года дошел до 28 человек на место. Во многом этот результат связан и с внедрением набора «Юный метролог» в занятия старших классов, и с основательной работой по профориентации, которую планомерно проводил ФБУ «Пензенский ЦСМ» еще до появления проекта Метрологического образовательного кластера, а также вовлеченностью и активным взаимодействием предприятий, учебных заведений, властей региона и регионального центра Росстандарта.

Благодаря тому, что работа в направлении профориентации становится все более слаженной, появляются новые инструменты и подходы к организации учебного процесса, ученики открывают для себя новые специальности, о которых ранее не знали, но так или иначе с ними сталкивались. При этом участники проекта уже оценили новый формат взаимодействия и те возможности, которые дает сотрудничество со специалистами Пензенского ЦСМ.

Сейчас апробация наборов «Юный метролог» проводится в семи регионах России. По итогам первого этапа апробации будут выявлены все недочеты и проведена оптимизация наборов для дальнейшего успешного и эффективного использования и внедрения наборов в других регионах России.