От урока информатики до «умной теплицы»

Ученики приволжской школы разрабатывают и создают с помощью современных IT-технологий уникальные проекты, в большинстве своем для аграрного сектора. Небольшие настольные 3D-модели наглядно демонстрируют, насколько «умной» и автоматизированной сегодня может практически любая сфера жизни. Помогает ребятам реализовывать задумки программист со стажем, учитель информатики и педагог дополнительного образования Дмитрий Павлятчик. 

Под его руководством ребята обычной сельской школы создали автономный тепличный комплекс, продумали, как эффективно организовать аэрацию карпятников, изобрели систему контроля солнечной активности, разработали вращающуюся вертикальную гидропонную установку с контролем температуры воздуха, реализовали идею «умного пляжа». Это лишь самые крупные работы – призеры регионального и всероссийского уровней.

Все задумки – это не просто идея на бумаге. Любой проект подразумевает разработку алгоритма работы, программирование, и в конечном результате – создание полноценной работающей 3D-модели. Ее можно выполнить из дерева или с помощью пространственной печати, предварительно отрисовав макет нужной части в специальной компьютерной программе. Абсолютно каждый этап – это поиск решения, творчество, фантазия. Готовых ответов здесь нет, тем и интересны занятия Дмитрия Павлятчика. С небольшими и простыми работами ученики справляются самостоятельно, с более крупными педагог всегда помогает и подсказывает. Свои ноу-хау они с удовольствием представляют на выставках, конкурсах, конференциях областного, межрегионального, всероссийского уровней.

– Вырастить изобретателя несложно, – считает Дмитрий Павлятчик. – Главное, подкинуть детям интересную идею и правильно объединить их в проектные команды. Конечно, нужны и гуманитарии, которые разбираются в конкретном направлении, и технари, которые понимают, как будет работать механизм, и помогают реализовать задумку. Универсалов мало. Кто-то хорошо знает 3D-моделирование, кто-то разбирается в электронике, кто-то занимается лазерной резкой, а кто-то генерирует идеи. Подобная совместная работа ребят очень эффективна. В течение учебного года мы создаем по два-три крупных проекта, – рассказывает педагог.

Все по-взрослому

Под руководством Дмитрия школьники собрали «умную теплицу». Ей не нужны никакие другие источники энергии, кроме природных – солнца и ветра. Из них аккумулируется энергия, а специальные контроллеры включают при необходимости лампы, вентиляторы, обогрев, открывают шторки, запускают воздух. Полив здесь также полностью автономен – благодаря разработанной учениками уникальной установке по добыче воды из воздуха. Двигатели-лопасти засасывают воздух, который охлаждается и конденсируется. Влага скапливается в резервуаре, после чего при помощи насоса ее можно подать на полив. С этой разработкой юные изобретатели уже много раз занимали призовые места как на региональном, так и на федеральном уровнях.

– Нашу систему можно с легкостью перенести на «взрослую» теплицу. С помощью реле подключить всю технику и управлять уже мощными нагрузками 220–380 Вт, – подводит итог Дмитрий Павлятчик.

Идеи приходят сами собой в процессе работы. Так неожиданно родилась система контроля солнечной активности – еще одна работа школьников Приволжья. Она помогает защитить растения от излишней солнечной активности, закрыв их специальными лопастями. Установка убережет от гибели молодые растения и тем самым сохранит будущий урожай. Специальный датчик улавливает солнечные лучи. При превышении нормы, которая запрограммирована разработчиками, шторки закрываются. В оригинальной версии шторки выполнены из солнечных панелей, они позволяют системе быть автономной. Для экономии бюджета их можно выполнить из любого солнцезащитного материала.

Один из последних проектов – вертикальная вращающаяся гидропонная установка с системой контроля температуры воды и воздуха. Осенью 2022 года ребята представили свое изобретение на сельскохозяйственной выставке в Усть-Кинельском. Разработка имела большой успех у предпринимателей и гостей павильона Приволжского района. В прошлом году авторы проекта показали ее на областном фестивале инноваций и изобретений и заняли первое место, обойдя многочисленных конкурентов. Установка вращается вокруг своей оси для того, чтобы растения получали свет более равномерно, а также подогревает воду, которой орошает корни.

«Система автоматизированного пожаротушения в складских помещениях» –победитель нескольких конкурсов разного уровня. Здесь нет полной визуализации проекта, как во многих других работах. Однако это не помешало старшеклассникам показать программный код и полностью его отработать.

– На многих складах использовать воду в качестве средства тушения пожара невозможно. В этих случаях на помощь приходит газ, который заполняет помещение. Специальный датчик распознает дым и дает сигнал на закрытие всех окон, дверей, вентиляционных каналов. Система два раза удостоверяется, что люди на складе отсутствуют, и после этого включается подача газа, который вытесняет кислород и тем самым препятствует горению, – поясняет педагог.

Многие проекты со временем дорабатываются и становятся еще более усовершенствованными и реалистичными.

Опытным путем

Кроме IT-разработок Дмитрий с удовольствием проводит с детьми опыты по выращиванию различных культур. Главный принцип всех экспериментов – изучить на практике влияние изменяющихся условий на интенсивность роста. Так, на подоконнике под системами досвечивания растут укроп, шпинат и базилик. Здесь юные знатоки исследуют зависимость роста растений от циклов освещения.

– Таймер выключает и включает систему освещения. Мы испытываем разные периодичности. Сейчас свет отключается каждые два часа, и видно невооруженным глазом, что культурам такое не по нраву. Когда закончится цикл роста, мы снова засеем грунт, и уже будем испытывать другую периодичность освещения. Потом сравним полученные результаты. Подобные исследования не новы, но углубленно каждая культура не изучалась. У растений дополнительно замеряется уровень влажности почвы. Помогает в этом самая настоящая метеостанция. Все данные поступают в личный кабинет, где их можно отследить и проконтролировать, – делится Дмитрий Павлятчик.

В специальном гроубоксе, где можно регулировать микроклимат, проращиваются грибницы в банках с вакуумными крышками. Когда они прорастут, из одной банки откачают воздух и продолжат наблюдать за процессом. Позже ребята установят зависимость интенсивности роста грибницы от атмосферного давления. Это станет практическим ответом на частый вопрос учеников, почему прошел дождь, а грибы не растут – нужна не только влажность, но и низкое атмосферное давление.

Новые возможности

Дмитрий Павлятчик в первую очередь инженер и программист, и только потом педагог. Он считает, что так и должно быть в современном образовании. Это позволяет учителю, в частности, информатики и технологии, показать ребятам все возможности предмета.

Дмитрий много лет назад принял решение переехать из города в село. С тех пор ни разу не пожалел. В школе № 2 села Приволжье он полностью нашел себя. В прошлом учебном году на базе мини-технопарка «Квантум Приволжье», где он проводит дополнительные занятия, открылся музей электроники и компьютерной техники. Все экспонаты Дмитрий не только собрал в одном месте, но и вернул в рабочее состояние. Это делает музей особенно привлекательным и погружает посетителей в атмосферу конца прошлого столетия. Здесь можно поиграть в старые компьютерные игры, послушать пластинки, и даже снять видео и сделать фото на камеру 1963 года.

– Я с удовольствием хожу на работу. Нравится открывать детям что-то новое. Вижу успехи и результаты своих учеников и, что немаловажно, реализую себя. Возможностей для этого в селе, на мой взгляд, даже больше, чем в городе, – делится Дмитрий.

Наталья Тиц

Фото Сергея Ставцева

Рубрика:  Земля и люди. Номер:  № 2 (304) февраль. Год:  2024.