Проектная деятельность

Второй год лицеисты занимаются на кафедре нанотехнологий В ПГУ. Под руководством ученых они изучают материалы, процессы в области нанотехнологий. В этом учебном году группа лицеистов вошла в состав проекта, которым руководит кандидат технических наук Вареник Юрий Александрович.

Сегодня техническое оснащение исследований в микроэлектронике связано с огромными затратами на приобретение оборудования, значительную стоимость в котором занимает технологическое оборудование для получения низкоразмерных структур. В исследовательских целях требуется получать единичные образцы микроэлектронных структур из разнородных материалов. Применение в исследовательских целях промышленных технологических установок не эффективно в экономическом, энергетическом и технологическом отношениях. В связи с этим, для организации эффективных и экономичных исследовательских лабораторий микроэлектроники требуется производство лабораторных комплексов технологического и измерительного оборудования.

В качестве измерительного модуля может выступать современный комплекс оборудования для исследования электрофизических параметров материалов и элементов микроэлектронной техники, выпускаемый научным коллективом кафедры «Нано- и микроэлектроники» Пензенского государственного университета. Модуль микроскопии в современных условиях хорошо реализуем на основе существующих различных исследовательских микроскопов.

Современное развитие импульсной и ВЧ-СВЧ техники требует создания всё более новых и совершенных магнитомягких материалов. Так повышение отношения мощность/габаритны современных импульсных источников питания и преобразователей форсирует развитие магнитомягких материалов в плане увеличения индукции насыщения и снижения магнитных потерь. Производство магнитомягких материалов и изделий из них непременно связано с измерением их параметров. Для магнитомягких материалов, применяемых в силовой электронике, важнейшим является измерение их магнитных параметров при действии сильных магнитных полей.

Данная система позволяет получать характеристики намагничивания образцов при токе возбуждающей обмотки до 10А. Однако у предприятий, занимающихся производством изделий из магнитомягких материалов, существует потребность в установках с большим током возбуждающей обмотки для измерения параметров магнитных сердечников из распылённого железа и ряда электротехнических сталей. Поэтому разработан проект автоматизированной системы, обеспечивающей ток намагничивающей обмотки до 60А.
Новая автоматизированная система обеспечит следующие характеристики: максимальный ток намагничивания – 60А, временная нестабильность тока намагничивания не более 0,2 %/мин, основная приведенная погрешность измерения тока намагничивания не более 0,5 %, основная приведенная погрешность интегрирующего преобразования не более 1,5%.
Проект имеет высокий потенциал коммерциализации. Уже достигнуты договорённости с предприятием ФГУП «ПО СТАРТ» по развитию этого проекта для удовлетворения потребностей производства данного предприятия.
В проекте ученики лицея выполняют следующие задачи:
1. Техническое обоснование применения и расчёт корректора коэффициента мощности автоматизированной системы (Климов Кирилл, Чебан Олег)
2. Расчёт выходных фильтров импульсного усилителя мощности (Костина Оксана, Шубин Роман)
3. Анализ методом преобразований Фурье спектров выходного сигнала и токов в выходных фильтрах импульсного усилителя мощности (Дементьев Михаил, Казеев Ринат)
В ходе исследований в рамках проекта планируются:
• Подготовка учениками статей на конференции: «Университетское образование. МКУО-2012» (начало апреля 2012г.), Профессорско-преподавательского состава и студентов университета (конец апреля 2012г.)
• Выступление учеников с докладами на конференциях: «Университетское образование. МКУО-2012», Профессорско-преподавательского состава и студентов университета, апрель 2012г.
• Участие в школе–семинаре «Индустрия микро-, наносистем» 1-2 декабря 2011г (посещение выставки, прослушивание научных докладов, участие в научных дискуссиях по материалам и методам нанотехнологий, посещение мастер-классов по методам исследования и создания материалов нано- и микроэлектроники).

Актуальность проекта
В связи с модернизацией школьного образования особую роль приобретает вопрос о возможности получения молодежью в процессе обучения надежных, необходимых и прочных знаний. Значительное место занимает и аспект социализации личности ученика: в данном случае полученные в процессе учебы в школе, вузе знания и навыки молодые люди смогут использовать, вступая в  жизнь. Эффективным такое использование станет в случае практикоориентированного обучения с привлечением производства. Одним  из приоритетных направлений работы современной школы является формирование определенных навыков учащихся в процессе исследовательской работы. Общеобразовательная школа в тесном контакте с высшей  школой и производством должны ориентироваться на практическую реализацию научных идей. Необходимой становится  линия передачи знаний и опыта "от образования к науке и производству. Школа – наука – производство должны совместными усилиями оказывать целенаправленную педагогическую помощь при осуществлении образовательных программ для талантливой школьной молодежи.
Поэтому целесообразным является организация образовательных "ячеек” в научно - исследовательских институтах и передача с их помощью сведений о достижениях современной науки преподавательскому активу и учащейся молодежи. В данном случае преподаватели из числа сотрудников науки и производства в сотрудничестве с преподавателями школы разрабатывают учебные программы с учетом общеобразовательных и исследовательско-творческих задач. Лекционный материал в конечном счете должен сочетаться с систематической практической работой студентов в научно-исследовательских лабораториях вуза и  НИИ по избранному профилю обучения, а также в создании совместных научных проектов и исследовательских работ.

Содержание проекта
Губернский лицей-интернат для одаренных детей уже не первый год работает в тесном контакте с научно-методическим центром  ОАО «НИИ физических измерений» (ОАО «НИИФИ»). На базе научно-методического центра создан макетный участок. Группа учащихся 8-11 классов посещает занятия под руководством ученых и работников НИИ ФИ. Занятия проходят в форме лабораторных работ  В ходе занятий выполняются монтаж и настройка систем для испытаний датчиков, выпускаемых для оснащения космических аппаратов, а также для приборов, работающих на атомных станциях.

Главным принципом организации системы «школа - ВУЗ- производство» выступает личностно ориентированный подход, направленный на развитие личности в целом и формировании компетентности как условия успешности социально- профессиональной адаптации и оказание психологической помощи молодому человеку.
Совместная работа школьных учителей и преподавателей  НИИ имеют целью достижение готовности абитуриента к поступлению в ВУЗ, успешную учебу в высшей школе, формирование социальной и профессиональной компетентности, создание действенных образовательных механизмов, функционирующих на основе знания и учета закономерностей и способов развития личности учащихся и современных технологий обучения.

Результат  проекта
1.Подготовка специалистов, в том числе высококвалифицированных, которой способствует повышение качества на всех уровнях образования;
2.Усиление  связи учебного заведения с научно-производственными структурами;
3.Создание условий для получения  непрерывного и вариативного образования, с привлечением научных кадров из числа сотрудников НИИФИ для педагогической работы;
4.Предоставление лицеем творческой рабочей группы из числа заинтересованных учащихся;
5.Использование интеллектуального потенциала, уникальной материально-технической базы и приборного парка  института;
6.Развитие новых форм интеграции на базе фундаментальных и прикладных исследований в области ракетно-космического и авиационного приборостроения, а также нанотехнологий.

Интегративная система "школа - наука - производство" способствует профессионально-ориентированному обучению и интеллектуальному развитию детей , а в перспективе - обеспечению кадрами региональных предприятий. Базой такой деятельности являются исследовательские молодежные общества, инновационные и производственные коллективы, создаваемые и поддерживаемые программой.