От гипотезы до доказательства

Как изучать геометрические теоремы с помощью оригами, можно ли определять внешность человека по отпечаткам пальцев, а также как Шекспир повлиял на современный английский и какова роль социальных сетей в событиях «арабской весны». На эти и другие вопросы отвечали участники программы «Школа молодого ученого» на итоговой конференции. 

Более 130 ребят прошли обучение в региональном центре одаренных детей по выбранным направлениям: математика, история, биология, лингвистика, машинное обучение, 3D-моделирование, проектирование и печать. Школьники работали либо в команде, либо индивидуально: выбирали тему, выдвигали гипотезы, проводили исследования. В этом году ряды «ШМУ» пополнили новички. Среди них юный математик Середёнкина Алиса. Тема её работы – «Геометрия в оригами». В паре с коллегой она наглядно показала, что искусство складывания бумаги в различные фигуры – это не просто красивое увлечение, но и полезное в учёбе.

- Очень люблю математику – это предмет, который я хорошо понимаю. Мечтаю стать инженером-архитектором, - поделилась семиклассница из Ленинска Середёнкина Алиса. - В «Школе молодого ученого» я впервые и мне очень понравилось. Мы выбрали тему «Оригами для геометрии». Оригами – это достаточно интересный вид деятельности. Меня привлекло то, что оригами состоит из геометрических фигур. Здесь есть признаки равнобедренной трапеции, квадрата, прямоугольника, биссектриса встречается. В геометрии есть теоремы, которые сложно запоминаются и благодаря оригами можно запомнить и выучить теорему, например, теорему о равнобедренном треугольнике или теорему Пифагора. Благодаря технике оригами можно их все увидеть.

Достойный пример соединения приятного с полезным! А вот Мелехов Илья рассказал, как легко могут запутать софизмы и как не попасться на удочку ложных утверждений, даже если нас почти убедили, что 2+2=5, а 5=102.

- Математика очень строга, не допускает ошибок в числах, в ней нет никаких вольностей, тем она мне и нравится, - отметил одиннадцатиклассник Илья Мелихов. - Я выбрал тему «Софизмы». Её предложил нам преподаватель. Цель проекта – рассказать ребятам, что такое софизмы, какие они бывают в математике и для чего они нужны, а потом предложить своё ложное утверждение. Начнем с самого популярного софизма, согласно которому 2+2=5. Задача нашего проекта не просто о них рассказать, а показать, как с ними бороться. Мы сначала докажем, что 5=102. Проверим всех на внимательность. Потом объясним, где мы намеренно допустили ошибку, чтобы всех запутать. В нашем случае мы использовали деление на 0, которое в математике не допускается.

О магии чисел говорили в секции «Русский язык и литература». Речь шла о романе Ф.М. Достоевского «Преступление и наказание». Также школьники знакомились со своеобразием японской поэзии в стиле хокку, изучали происхождение слов, беседовали о футуризме. В математику, логику и программную составляющую школьники погрузились в секции «Машинное обучение». Они разбирались в устройстве нейросетей. Перед ребятами стояли задачи: распознавание образов на основе датасета "Animals-10" и распознавание образов на основе датасета "Язык жестов MNIST" с использованием свёрточных нейронных сетей и не только. Историки выясняли роль социальных сетей в событиях «арабской весны», обсуждали эволюцию мировых танковых доктрин, погружались в «Смутное время» в России, изучали купеческое сословие. Школьники из секции иностранного языка узнали, как американцы «испортили» английский, но сделали его лучше, выясняли какой вклад внес Шекспир в структуру современного английского языка и говорят ли на английском в Англии. В секции 3D-моделирования школьники учились работать в программах Компас 3D и Blender, разрабатывали модели и печатали их на 3D-принтере. Так что к защите они представили массу интересных работ, созданных в течение смены.

- Мы давали им примерные темы, и они уже сами выбирали себе деталь: держатель для канцтоваров или бижутерии, модель Человека-паука, клешню с сервоприводом, разводной ключ, - пояснил преподаватель по 3D-моделированию и проектированию Владислав Фомин. – Дети учатся работать в новых программах Компас 3D и Blender – это основные программы, которые являются базовыми. В них можно делать анимации, создавать персонажи для видеоигр, делать фотореалистичные картинки, рендеры каких-то моделей. Также ребята могут делать технические сборки деталей – сборку самолета или другой конструкции с использованием огромного количества деталей. Здесь есть и развлекательный момент – работать с 3D принтером в принципе интересна, потому что в школе такому точно не научат.

Юные биологи, вооружившись микроскопами и необходимым оборудованием доказывали свои гипотезы. Елизавета Тертычная, «старожил» ШМУ, на этот раз ушла от общей биологии. Она, как настоящий детектив, снимала у ребят отпечатки пальцев.

- Сравниваю рисунки отпечатков ладоней и пальцев с внешними признаками человека: цвет волос, форма глаз, бровей, лица, – пояснила Лиза. – Статей по криминалистике написано множество, в некоторых говорится, что по отпечатками пальцев можно определить, как выглядит человек. Как известно, у каждого человека индивидуальный узор и есть определенные типы этих узоров. Мой проект «Дерматоглифика - как способ идентификации личности» заключается в том, чтобы проверить можно ли составить портрет человека по кожному рельефу или нет. Поэтому я в течение смены собирала отпечатки пальцев у ребят, составляла табличку, проводила необходимый опрос, потом сравнивала.

В работе одиннадцатиклассницы однозначного вывода нет, так как работа требует более продолжительного исследования, но были выявлены некоторые закономерности. Так, она установила, что завитки, то есть особенность узоров папиллярных линий на мизинцах встречаются только у женщин. По словам педагогов, это, конечно, тоже требует подтверждения, но это можно проверить, если привлечь большее количество исследуемых. Также в биолаборатории ребята изучали строение крыльев жесткокрылых насекомых, исследовали эффективность антисептиков, выясняли как группа крови влияет на физическую активность и как отличить эмоциональные слёзы человека от рефлекторных.

- Я изучаю кристаллы слёз, - рассказала десятиклассница София Голубева. - Я взяла эту тему потому, что о слезах информации мало и хотелось узнать больше, а главное, увидеть их отличия. Мы собирали слёзы, потом изучали их рисунки под микроскопом. Эмоциональные слезы у нас появляются, когда мы огорчаемся или радуемся, а рефлекторные омывают глаз постоянно в течение всего дня. Они разные – отличаются по кристаллам. У рефлекторных рисунок более резкий, а эмоциональные имеют более плавные округлые кристаллы.

В региональном центре одаренных детей «Школа молодого ученого» проводит образовательные смены уже не первый год. Благодаря этой программе школьники могут на практике изучить то, что в теории проходят в школе и читают в интернете. Здесь есть необходимое оборудование, чтобы проводить разные опыты, которые, как говорят сами школьники, дают возможность «потрогать руками и увидеть собственными глазами».

- Думаю, у нас получается делать учебу интересной и увлекательной, - отметил преподаватель математики «Школы молодого ученого» Максим Бобров. – Мы берем стандартный набор школьных предметов, спрашиваем ребят, что бы им хотелось изучить. Исходя из пожеланий составляем программу на каждую смену. Стараемся не повторяться. Делаем упор на исследовательской деятельности. Темы берем не только из школьной программы, но и то, что пригодится для общего развития. Рассказываем интересно о сложном. Итогом каждой научной смены – защита проектов и докладов на итоговой конференции.

В течение смены у ребят не только насыщенная образовательная программа, но и досуговая, к которой педагоги и вожатые готовятся не менее тщательно.