наноквантум что это такое
НАНОКВАНТУМ
Наноквантум — инновационные материалы уже близко!
Технологии создания конструкционных и функциональных наноматериалов являются на сегодняшний день одним из самых сложных и перспективных направлений как в области нанотехнологий, так и в области получения новых материалов с уникальным сочетанием свойств.
Наноквантум — это современная лаборатория, оснащенная современными приборами, позволяющими синтезировать, модифицировать и изучать материалы на микро- и нано- уровнях.
Наноквантум- для тех, кто хочет создавать и изучать новые материалы, в том числе собирая их начиная с атомов, и нано-электронные устройства
на их основе. Данное направление находится на стыке физики и химии. Программа Наноквантума представляет возможность изучения современной инженерной отрасли, направленную на изучение материаловедение на микро- и наноуровнях.
В помощь кванторианцам для погружения микромир служат: сканирующий зондовый микроскоп СЗМ Nanoedukator II, ph-метр, спектрофотометр, оптические микроскопы исследовательского класса и многое другое.
В рамках образовательной программы в наноквантуме изучаются современные материалы на основе наночастиц, а также синтез наноструктур. Будущие наноконструкторы смогут предложить свои идеи технологического применения различных материалов, методов их получения или функционального улучшения.
Наноквантум что это такое
Команда Университета ИТМО стала федеральным тьютором программы «Агентства стратегических инициатив» по созданию новой модели дополнительного образования для детей. Для решения этой глобальной задачи агентство и вуз совместно создают «Наноквантум.ИТМО»
О «Кванториумах»
К 2020 году в России должно открыться не менее 100 «Кванториумов» в разных регионах страны. Уже определены площадки для детских технопарков в Хабаровске, Красноярске, Ульяновске, Вологде, Грозном, Туле и в других городах. Некоторые «Кванториумы» уже открыты: 19 «Кванториумов» открыты в 2016 году и не меньше 17 «Кванториумов» будет открыто в текущем году. В каждом технопарке дети смогут развивать свои таланты по таким направлениям, как робототехника, нанотехнологии, космос, биотехнологии, VR/AR, нейротехнологии, автомобилестроение, конструирование дронов, энергетика, геология, IT, лазерные технологии и промышленный дизайн.
Главная задача
Развить в детях изобретательские и инженерные навыки, то есть умение выполнять прикладные задачи и применять инновационные решения, а также навыки работы в команде и ведения проектной деятельности, так называемые «проникающие компетенции». Все это необходимо не только для того, чтобы «вытащить» на свет талантливую молодежь, но и чтобы сформировать в стране кадровый резерв для глобального экономического лидерства России. Ведь согласно Национальной технологической инициативе, к 2035 году страна должна стать мировым лидером на нескольких высокотехнологических рынках. Эта задача требует специалистов, на воспитание которых и направлена работа «Кванториумов».
Михаил Мухин
руководитель наноцентра лаборатории метаматериалов Университета ИТМО
«Особенность “Кванториумов” в том, что акцент там будет делаться на проектную работу. Дети не будут выполнять лабораторные работы по учебнику, но должны будут сами формулировать задачи и искать методы их решения. Технопарки направлены на развитие детского технологического творчества. Более того, планируется, что ребята будут работать и над реальными кейсами, которые будут задавать бизнесмены и представители промышленности. Ожидается, что именно дети смогут предлагать оригинальные и нестандартные решения для актуальных проблем, потому что они открыты всему новому, перед ними не стоит никаких ограничений, как это часто бывает у взрослых. Таким образом, технопарки смогут получать стороннее финансирование, а дети – готовиться к реальной работе с малых лет»
Обучение наставников для «Наноквантумов»
Для того, чтобы готовить наставников для «Наноквантумов», в Университете ИТМО был создан специальный нанокласс.ИТМО. Первая группа учителей этого года из шести регионов уже прошла в нем четырехдневные курсы по работе с нано-оборудованием и тому, как обучать этому детей. Будущие наставники научились работать на NanoTutor, который можно использовать для диагностики наноповерхностей или для создания наноструктур. В процессе обучения учителя сделали наногербы своих регионов. Кроме того, они изучили технологии использования оптико-зондового и электронно-зондового микроскопов, а также рентгенофлуоресцентного спектрометра – прибора, который определяет элементный состав вещества. Все оборудование, на котором работали наставники, полностью производится в Технопарке Университета ИТМО, а методология обучения наставников была разработана сотрудниками вуза.
Использован материал статьи news.ifmo.ru
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Телефон: +7 (812) 251-26-05
Лаборатория Нанокванта оснащена современными приборами, позволяющими синтезировать, модифицировать и изучать материалы на микро- и нано- уровнях: это сканирующий зондовый микроскоп СЗМ Nanoedukator II, ph-метр, спектрофотометр, оптические микроскопы исследовательского класса (прямой, инвертированный, металлографический), муфельная печь, магнитные мешалки, водяные бани, источники питания, сушильный шкаф и многое другое, затем, возможно, предложить свои идеи технологического применения различных материалов, методов их получения или функционального улучшения.
Устинов Илья Игоревич Преподаватель НаноКвантума
Окончил Тульский государственный педагогический университет им.Л.Н.Толстого по специальности «Химия окружающей среды и химическая экспертиза» в 2011 году. В 2014 году окончил аспирантуру по направлению «органическая химия».
Удостоверение о повешении квалификации «методики преподавания и специальные компетенции для работы в детском технопарке «Кванториум» в объеме 72 часа с 21-27 мая 2016 года. Сертификат о том, что прошел подготовку и обучение по программе для преподавателей и руководителей детских технопарков «Кванториум» и центров молодежного инновационного творчества в объеме 72 часа в ноябре 2016 года.
Благодарственное письмо Тульской областной думы за активное участие в научной и научно-практической деятельности и достижение высоких результатов работы а январе 2018 года.
В детском технопарке «Кванториум» обучает детей основам научно-исследовательской деятельности: навыкам обращения с химическими реактивами, химической посудой, приборами: весы, аналитические весы, микроскоп, спектрофотометр, нагревательные плиты; а так же изучают структуру различных веществ.
Никитенко Елена Николаевна Преподаватель НаноКвантума
Окончила Тульский государственный педагогический университет им.Л.Н.Толстого по специальности «Учитель химии» в 2013 году. В 2015 году получила звание магистр по направлению «Органическая химия».
В ноябре 2016 года прошла подготовку и обучение по программе для преподавателей и руководителей детских технопарков «Кванториум» и центров молодежного инновационного творчества в объеме 72 часа.
2-ое место в конкурсе «Педагогический дебют» в 2016 году; лауреат регионального этапа всероссийского конкурса «Учитель года» в 2017 году.
Основное место работы: МКОУ «Приупская СОШ»
В детском технопарке обучает детей следующим модулям: «Свойства и структура материалов», «Процессы, явления, материалы», преподает междисциплинарный практикум по естествознанию и нанотехнологиям, а также изучают основы сканирующей зондовой микроскопии.
Лазарева Анастасия Рамильевна Преподаватель НаноКвантума
Окончила Тульский государственный педагогический университет им.Л.Н.Толстого по специальности «учитель биологии и географии» в 2007 году.
В 2013 году прошла курсы в ИПК по программе «Методика преподавания биологии и географии». В 2017 году ТИУБ им. Н.Д. Демидова «Компьютерные технологии в преподавании»
Лауреат регионального этапа всероссийского конкурса «Учитель года России 2015»; 2-ое место в региональном этапе всероссийского конкурса «Профессионал» в номинации «Молодой учитель» в 2014 году.
В 2020 получила Удостоверение о повышении квалификации «Программа повышения квалификации педагогов по направлению нанотехнологий (базовый модуль)».
В детском технопарке обучает детей: правилам работы в химической лаборатории; основам химической науки; химическим законам; работать с химическими реактивами.
Детские технопарки «Кванториум»: растим инженеров
Совместно с Агентством стратегических инициатив Госкорпорация Ростех с 2016 года развивает федеральную сеть детских технопарков, призванных стать инкубаторами новой инженерной мысли в России. Сегодня любой подросток практически во всех регионах страны может попробовать свои силы в инженерном деле и прикоснуться к самым современным технологиям. О предпосылках появления нового образовательного проекта и особенностях «Кванториума» – в нашем материале.
Образование ушло в отрыв
Раз в три года в разных странах международная Организация экономического сотрудничества и развития проводит тест, который позволяет оценить уровень знаний школьников и, самое важное – умение применять эти знания на практике. Согласно результатам 2015 года Россия по разным показателям занимает с 26-го по 23-е места. Сегодня разрыв между образованием и потребностями реального сектора экономики увеличивается. И если школьная система, призванная давать базовые знания, достаточно инерционна, чтобы быстро реагировать на запросы общества, то на дополнительное образование в этом плане возлагаются большие надежды.
Проблема разрыва между качеством образования и насущными потребностями работодателей актуальна уже несколько десятилетий. В начале 2000-х как ответ на запрос возникают новые формы взаимодействия научной среды и индустрии. Крупные компании стали вкладывать ресурсы в корпоративные образовательные проекты. Особенно нехватка профильных кадров ощущалась в IT-индустрии, поэтому именно этот сектор первым откликнулся на веяние времени. Яркими примерами стали проекты в сфере образования таких компаний, как «Яндекс», ABBYY, «Лаборатория Касперского», 1С, Cisco, Mail.RuGroup. Опыт оказался успешным.
Ростех поддерживает новую модель
Проекты, о которых шла речь выше, были направлены в основном на студентов профильных вузов. А как быть школьникам, которые только начинают определяться с профессией? Для этого в 2015 году Владимиром Путиным была подписана стратегическая инициатива «Новая модель дополнительного образования детей», в рамках которой сегодня по всей стране создаются детские технопарки «Кванториум». Это совершенно новый формат внешкольной работы с учащимися от 10 до 18 лет, где подростки в проектной форме обучаются перспективным естественно-научным и техническим направлениям, осваивают инженерные навыки.
В октябре 2016 года Агентство стратегических инициатив, координатор проекта развития детских технопарков «Кванториум», и Госкорпорация Ростех подписали соглашение о развитии сети инженерных и бизнес-инкубаторов на территории России. Площадки существующих «Кванториумов» должны стать базой для создания инженерных инкубаторов.
«Реализация стратегии ежегодного роста выручки Ростеха на 17% до 2025 года и увеличение доли гражданской продукции требует от нас формирования новой, современной среды, в которой юные таланты, молодые ученые и бизнес-ориентированные инженеры будут прорабатывать идеи и проекты по гражданскому использованию технологий двойного назначения и по практическому применению имеющихся и новых гражданских разработок», – отметила директор по организационному развитию Госкорпорации Ростех Анна Шарипова. – При том объеме разработок и интеллектуального капитала в военных технологиях, которым обладает Ростех, мы считаем оптимальным решением развитие площадок инженерных бизнес-инкубаторов».
Таким образом Ростех поддержал мировой тренд по созданию новой образовательной модели, когда молодые люди изучают инженерное дело не в аудитории за партой, а сами проходят всю технологическую цепочку от зарождения идеи до ее реализации и выстраивания бизнес-процесса.
Детский технопарк – что это?
На данный момент открыто 89 технопарков в 62 регионах России, а также три мобильных технопарка «Кванториум» – в Калининградской и Нижегородской областях и Приморском крае. По сути детские технопарки в регионах заменили или, лучше сказать, усилили доставшуюся в наследство от Советского Союза систему Домов пионеров и Домов детского творчества.
По словарному определению технопарк – это научно-производственный комплекс, совмещающий взаимосвязанные фундаментальные исследования, опытное производство, внедрение разработок и рынок, включая подготовку менеджеров и специалистов по маркетингу.
Детский технопарк отличается от обычного в той же мере, что и научное исследование от исследования учебного. Для одного и для другого характерны схожие этапы, компоненты и содержание. Отличие взрослого исследования от детского – в масштабе и действительном уровне новизны открытия. Основной целью деятельности детских технопарков является вовлечение максимального количества учащихся в инженерно-конструкторскую и исследовательскую деятельность в разных областях.
Детские технопарки «Кванториум» – это прежде всего уникальная среда для развития универсальных навыков и предметных компетенций через решение реальных кейсов от промышленных партнеров программы. Можно сказать, что здесь детей «учат учиться», то есть педагоги не дают готовых знаний, а предлагают задавать вопросы, самостоятельно работать с информацией, осмыслять большие объемы данных и верифицировать их. Работа строится на основе развития четырех важных компетенций, или 4К: креативность, коммуникативность, критическое мышление, командная работа. Так «Кванториумы» воспитывают поколение детей, способных обеспечить будущий технологический прорыв в нашей стране.
Как работают детские технопарки
Обучение в «Кванториумах» ведется по 13 направлениям или, как их называют в технопарках, квантумам, каждый из которых соответствует одному из приоритетных направлений инновационного развития:
автоквантум (наземный транспорт),
аэроквантум (летательные аппараты),
геоквантум (геоинформационные технологии),
космоквантум (различные области космонавтики),
наноквантум (работа с наноматериалами),
промдизайнквантум (проектирование объектов массового производства),
промробоквантум (промышленная робототехника),
IT-квантум (прикладные информационные технологии),
VR/AR-квантум (виртуальная и дополненная реальность),
data-квантум (анализ информации),
хайтек (умные технологии).
Образовательные программы детских технопарков «Кванториум» рассчитаны на возрастную категорию от 10 до 18 лет. В некоторые квантумы можно поступить на обучение только с 12 лет, что связано со спецификой работы с оборудованием.
Работа в технопарках строится проектно, то есть все полученные знания дети могут применить в деле. Процессом руководят наставники-тьюторы, обладающие знаниями в той или иной области. Педагоги проходят многоступенчатый отбор. Большая часть сотрудников технопарков – увлеченные люди, молодые ученые или работники предприятий реального сектора.
Важно отметить, что обучение в «Кванториумах» принципиально бесплатное. Это государственный проект, который существует на бюджетные деньги с привлечением средств партнеров-промышленников. Количество учащихся ограничено только числом свободных мест, никаких дополнительных требований к поступающим не предъявляется. Самое важное – это желание ребенка получать новые знания и раскрывать свои таланты.
Через 7–10 лет, когда сегодняшние «кванторианцы» станут молодыми специалистами, обладающими компетенциями видеть весь цикл проекта от зарождения идеи до финального результата, умеющими эффективно работать в команде, ставить себе цели и креативно подходить к решению новых задач, тогда мы поймем, что наша цель достигнута
Марина Ракова, замминистра образования РФ, создатель сети «Кванториумов»
Региональная поддержка
В каждом регионе «Кванториум» заручается поддержкой местных промышленных предприятий. Партнеры не только помогают создать инфраструктуру технопарка, но и курируют научную деятельность детей, организуют экскурсии, предлагают реальные проекты для разработки.
Большинство предприятий-партнеров проекта входят в Госкорпорацию Ростех. Так, например, участники детского технопарка в Калининградской области сотрудничают с Калининградским янтарным комбинатом и занимаются вопросами автоматизации процессов производства янтаря в регионе. Тульский «Кванториум» стал частью креативного индустриального кластера, созданного на базе завода – производителя микрофонов «Октава» Госкорпорации Ростех. Рыбинская двигателестроительная компания «Сатурн» поддерживает местный технопарк, создавая технологические кейсы для юных изобретателей. Сотрудники холдинга «КАМАЗ» вошли в наблюдательный совет одного из первых «Кванториумов» в Набережных Челнах. В Удмуртии детские технопарки создаются с участием концерна «Калашников».
Каждому городу – по «Кванториуму»!
Сегодня в научную деятельность федеральной сети «Кванториум» на постоянной основе вовлечено 80 тысяч детей и около 600 тысяч охвачены мероприятиями, проводимыми сетью. В соответствии с планами развития нацпроекта «Образование» к 2024 году в каждом городе с населением более 60 тысяч человек будет функционировать как минимум один детский технопарк «Кванториум».
Есть надежда, что с помощью такого качественного и целенаправленного влияния на молодые умы при поддержке крупнейших предприятий и корпораций в России будет создан кадровый резерв будущих инженеров, технических экспертов, изобретателей, рационализаторов в самых современных областях науки и производства.
События, связанные с этим
Детские технопарки «Кванториум»: растим инженеров
НАНО-кванториум
В НАНОКВАНТУМЕ ребята увлекательно знакомятся с химией и физикой в доступной для них форме, учатся работать на современном оборудовании (3 D принтер, 3 D сканер).
Возраст 5-7 лет. Срок реализации: 1 год.
Цель:
Стимулировать познавательный интерес к естественным наукам, формировать основы самосознания, исследовательский тип мышления, знакомить с профессиями, связанными с исследовательской деятельностью. Способствовать расширению и обобщению знаний об элементарных физических и химических явлениях.
Задачи:
Обучающие: формирование способов познания путём сенсорного анализа; расширение представлений детей об окружающем мире через знакомство с элементарными знаниями из различных областей наук; умение проводить опыты с использованием приборов (весы, увеличительные стёкла, микроскоп и т.д.); умение планировать эксперимент: формулировка цели исследования, выдвижение гипотез, выбор способа проверки гипотезы, оценка результата; совершенствование способности самостоятельного планирования эксперимента и прогнозирования его результатов;
Воспитывающие: воспитывать аккуратность и внимательность при работе с приборами, устройствами, различными веществами; потребность к открытиям и познаниям окружающего мира; внимание и бережное отношение к окружающему миру.
Программа направлена на ознакомление воспитанников с химией и физикой в доступной, увлекательной для них форме, учатся работать на современном оборудовании (3 D принтер, 3 D сканер, цифровые микроскопы и пр.).
Занятия в «Наноквантуме» будут направлены на изучение, синтезирование и создание новых материалов. Получение современных высококачественных и конкурентоспособный материалов — одна из задач современных нанотехнологий. Увлекательное погружение в химию и материаловедение, знакомство с существующими наноматериалами и принципами их разработки, существующими запросами современности и развитие собственных исследовательских способностей.