ИТОГИ КОНКУРСА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ПРОЕКТНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ «ЮНОСТЬ – КОСМОСУ»

АНАЛИТИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Конкурс «Юность – Космосу» проведён общероссийской Малой академией наук «Интеллект будущего» в рамках проекта «КОСМИЧЕСКАЯ ЛИГА: стартовая площадка для юных исследователей» при поддержке Фонда Президентских грантов.

Участники конкурса: школьники 5–11 классов.

Конкурс проводился с 15 февраля по 18 марта 2024 г. в рамках национальной образовательной программы «Интеллектуально-творческий потенциал России» в целях реализации Указа Президента РФ «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года» от 21.07.2020 г. № 474, Концепции общенациональной системы выявления и развития молодых талантов, утверждённой Президентом Российской Федерации 3.04.2012 г., Концепции развития дополнительного образования детей, утверждённой распоряжением Правительства Российской Федерации от 04.09.2014 г., «Стратегии развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года», утверждённой распоряжением Правительства Российской Федерации от 29.05.2015 г. № 996-р, и постановления Правительства Российской Федерации от 17.11.2015 г. № 1239 «Об утверждении Правил выявления детей, проявивших выдающиеся способности, сопровождения и мониторинга их дальнейшего развития».

На конкурс было прислано 122 работы школьников из 26 населенных пунктов 19-ти субъектов Российской Федерации:
- Белгородская обл.
- Волгоградская обл.
- Воронежская обл.
- Калужская обл.
- Липецкая обл.
- Новосибирская обл.
- Оренбургская обл.
- Пензенская обл.
- Респ. Башкортостан
- Респ. Донецкая Народная Республика
- Респ. Луганская Народная Республика
- Ростовская обл.
- Тамбовская обл.
- Томская обл.
- Тульская обл.
- Тюменская обл.
- Ханты-Мансийский Автономный округ - Югра АО
- Чувашская Республика
- Ямало-Ненецкий АО

Экспертизу работ провели эксперты – учёные, преподаватели ВУЗов, опытные педагоги-наставники.

Поскольку участие в конкурсе не предполагало обязательного участия в городском или районном конкурсе и ребята сразу прислали свои работы непосредственно на российский конкурс, это позволило реализовать прямое действие социального лифта для школьников из разных регионов России. Многие педагоги-наставники учли рекомендации организаторов конкурса и прошли обучение на специальных вебинарах, которые подготовлены Малой академией наук «Интеллект будущего». Это способствовало тому, что качество работ, представленных на конкурс, было высоко оценено экспертным советом.

Результаты конкурса:
- 1 степень – 115 работ
- 2 степень – 7 работ

На основании анализа конкурсных материалов экспертами были выделены общие положительные моменты работ.

Достоинства работ

- Многие работы имеют социальную направленность, т.е. ребята стремятся сделать их с пользой для общества, стараясь применить последние научные достижения.
- Отрадно, что есть работы, которые стремятся помочь детям с ОВЗ. Например: «Дотронься до Космоса. Парк занимательной науки для детей с ОВЗ».
- В ходе создания работы конкурсанты стремятся к прогнозам, т.е. думают не только о сегодняшнем дне, но и о том, что нас ждёт в будущем.

Общие тенденции

- Большинство работ соответствуют современным тенденциям: проектные работы ребята стремятся сделать с использованием компьютерного моделирования и с использованием 3D принтеров.
- Ребята всё чаще опираются на междисциплинарные достижения различных наук, а также сами интегрируют такие предметы как физика, математика, астрономия, география и т.д.
- Участники уделяют серьёзное внимание экологическим проблемам: мусор в Космосе, падение использованных частей космических объектов, возможное загрязнение, возможное военное применение космических аппаратов, изменение климата на планете и т.д.
- Многие работы посвящены созданию имитационных моделей полёта на различные планеты Солнечной системы, где авторы конструируют различные возможные критические ситуации и пути выхода из них.
- В целом определены предпочтения при написании работ: ребята стараются сделать свои исследования и проекты (макеты, модели, конструкции и т.д.) зрелищными, динамичными, убедительными, эргономичными, эстетически привлекательными. Всё чаще ребята делают командные многоотраслевые проекты, где каждый отвечает за свой сектор решения проблемы.

На конкурс были представлены исследовательские и проектные работы учащихся по разным направлениям. Приводим примеры лучших и некоторых работ, в которых участники проявили себя как высоко мотивированные исследователи или проектанты.

• НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ АСТРОНОМИИ И КОСМОНАВТИКИ:

Ракетно-космическая техника; Действующие модели и макеты РКТ, технология моделирования; Электроника, автоматика и телеметрия; Космические технологии (энергетика, дистанционное зондирование земли); Программные разработки; программные продукты; интернет-сайты; Разработки в области технического творчества, изобретательства.
На эту номинацию было прислано 22 работы. Большинство из работ имеют практическую направленность. Юные авторы продемонстрировали интерес к космическим наукам в среде школьников, к исследованию космоса, к конструированию ракетно-космической техники, действующих моделей и макетов РКТ, к технологиям моделирования.
Представляем примеры и значимость работ по некоторым номинациям данного направления, выполненных школьниками разного возраста.

Ракетно-космическая техника

Например, орбитальный комплекс «Буран» стал основой проектной работы 3-классника Григоренко Сергея из Батайска, МБУ ДО ЦД(Ю)ТТ. Автор выполнил модель космического корабля «Буран» под руководством Куделина А.В., пдо МБУДО ЦДТТ. Модель представляет собой уменьшенную копию корабля многоразового использования «Буран» с ракетоносителем «Энергия». Модель корабля установлена на земном шаре, как будто происходит старт. Можно продемонстрировать, как происходит работа двигателей. Габариты модели: 0,3х0,3 х0,5м. Вес составляет 1 кг.

Теоретическая и практическая значимость данной работы: материалы и обобщения, содержащиеся в проектной работе, могут быть полезны для учеников младших классов, интересующихся историей космических программ, а также послужить основной для подготовки аналитических сообщений по результатам. Изготовленную модель космической системы «Энергия-Буран» можно использовать на уроках физики и астрономии, а также при подготовке сообщений о достижениях в исследованиях космоса.

В работе «Технология изготовления модели-копии малой метеорологической ракеты ММР 06М» 5-классника Тоневицкого Артема (научный руководитель: Репин С.Н., педагог д/о МБОУДО ДЮЦКО «Галактика» г. Калуги НСП «Дом детского творчества») представлен пошаговый алгоритм изготовления модели, поэтому данная работа может быть использована как методический материал в предметах по изучению истории ракетно-космической техники, а также в кружках ракетно-модельного спорта и космического моделирования.

Глебов Егор, 8-классник из Новомосковска, МБУ ДО "ДДЮТ" выполнил достаточно серьезное исследование «Сравнительный анализ технических характеристик космических челноков Буран и Space Shuttle» (научный руководитель: Николаева Н.В.). Егор сделал анализ технических параметров космических кораблей «Space Shuttle» и «Буран» с целью создания оптимального многоразового космического челнока. На основе этого анализа выявлены и предложены оптимальные характеристики нового корабля: приоритет высокой грузоподъемности для удовлетворения разнообразных требований миссий; модульная конструкция для адаптации, модернизации и модификации к потребностям миссий; широкий диапазон орбитальных высот; многоразовость расходных компонентов для экономичности и повышения производительности; интегрирование передовых систем автоматизации и безопасности. Эксперты считают, что автор в этой работе проявил свою ориентацию на космические профессии.

Ромащенко Евгений, 10-классник из Алчевска, ГОУ ЛНР "Алчевская гимназия им. П.Н. Липовенко" представил проект «Модель марсоход «Кьюриосити» на 3D-принтере». Руководитель проекта: Гороховацкий В.Н. Практическая значимость – в возможности использования на уроках технологии, физики, астрономии, при массовом производстве, к тому же, это замечательная сувенирная продукция для популяризации темы космоса. С помощью программы Kissslicer создана цифровая модель деталей, и на 3D принтере распечатаны детали модели. Решена и проблема – как заставить модель двигаться. Для этого автор использовал электромотор с редуктором и осью, который снял со старой игрушки. Эксперты отметили техническую смекалку и высокую мотивацию Евгения к новым технологиям.

Космические технологии (энергетика, дистанционное зондирование земли)

Актуальная, глубокая, тщательно продуманная научно-исследовательская работа на тему «Изучение причин возникновения и развития стихийных природных и техногенных явлений на территории Ростовской области», авторы - ученики 10 класса МБОУ СОШ №4 г. Донецка Ростовской обл. Гузь Артём, Украинец Анатолий. Научные руководители: Т.М. Бауэр, Н.Н. Слюсарева. В исследовании не только изучены современные космические средства мониторинга, но и проведён анализ современного зондирования в сотрудничестве с космонавтами Ю.В. Усачевым, Ю.И. Онуфриенко, изучен график колебаний уровня воды на участке реки Северский Донец от устья р. Б. Каменка до хутора Красный, исследован профиль реки Северский Донец в районе хутора Красный. В результате анализа полученной информации определены для Ростовской области наиболее опасные ситуации, доказано, что космический мониторинг земной поверхности представляет очень ценную и достоверную информацию, необходимую для предотвращения экологических катастроф.

В работе Жоглова Александр из Урюпинска Волгоградской области, МАОУ «Гимназия» «Космический лифт – один из безопасных способов космического туризма» (научный руководитель – Думанова Н.Б.) рассмотрены возможности создания «космического лифта» и проблемы, связанные с осуществлением данного проекта. автор проанализировал различные устройства космического лифта в инерциальных и неинерциальных системах отсчёта, провел анкетирование на предмет знания о космическом лифте. Данная работа имеет хорошие просветительские перспективы.

Программные разработки

Лучшей работой в этой номинации признан проект Козырева Павла, 6-классника из Калуги, МБОУДО ДЮЦКО "Галактика", НСП "Дом детского творчества" – «Разработка в и апробация обучающей компьютерной игры «Космоквиз» (научный руководитель: А.Б. Купцов). Данная игра, созданная с использованием языка программирования Scratch позволяет актуализировать или расширить знания детей о космосе. После апробации игры автор доказал, что участие в компьютерной игре «Космоквиз» действительно формирует у учащихся интереса к изучению космоса и истории космических путешествий.

Представление результатов реализации проекта Козырева Павла на выставке творческих работ и проектов «От моделей ученических, до кораблей космических», приуроченной к празднованию Дня космонавтики.

Интернет-сайты

Файнер Вадим, 6-классник из Донецка, МБОУ «Специализированная школа № 35 г. Донецка» представил проект «Анализ пригодности для жизни планет на сайте «TERRA&FORMA» (Научный руководитель – И.В. Кузнецова). На страницах сайта приведён анализ пригодности планет к терраформированию, исходя из критериев пригодности планет. Планеты, потенциально пригодные к немедленному заселению, можно разделить на три основные категории: населенная планета (типа Земли), наиболее подходящая для заселения; биологически сравнимая планета, то есть планета в состоянии, подобном земному, миллиарды лет назад; легкотерроформируемая планета, терраформирование которой можно провести с минимальными затратами.

Логическая структура сайта

Разработки в области технического творчества, изобретательства, нанотехнологий, робототехники

Проект «Космополоз». Авторы - Егорова Дарья, Воронин Александр. 6 кл., МБОУ СОШ №18 г. Пензы, Пензенской обл. (наставник: Н.В. Воронина). Значительная часть работы на космической станции требует выполнения работ за её пределами. Как следствие, возникает необходимость в разработке робототехнических комплексов, позволяющих выполнять такую работу дистанционно. Важным требованием к подобным робототехническим комплексам является возможность доступа к максимальной площади поверхности станции. В идеале, робот должен иметь возможность выполнять работы в любой точке поверхности станции. Ребятами разработаны макеты монорельса и платформы в составе модели, проведено техническое моделирование работоспособности платформы.

Макет платформы с боковой стороны и с верхней стороны монорельса

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

Данное направление оказалось наиболее востребованным среди участников. На конкурс было прислано 100 работ. Поскольку отдельно тема космоса не изучается на специальных предметах, ребята постарались выполнить исследования и проекты, связав интересующие их вопросы с одним из школьных предметов. Представляем характеристики наиболее интересных работ, отмеченных экспертным советом.

Астрономия. Космонавтика

«Использование воздушных шаров для сбора космического мусора». Автор – Коротеев Андрей, МАОУ «Гимназия», Урюпинск Волгоградской области. Цель работы: доказать преимущество использования воздушных шаров для сбора космического мусора над другими мерами обеспечения безопасности космических полётов в условиях техногенного загрязнения околоземного пространства. Андрей считает, что оптимальным решением может стать крупный воздушный шар, закреплённый в сложенном состоянии на борту спутника. Когда последний исчерпает свои возможности, шар должен наполниться гелием. Большая оболочка создаст измеримое аэродинамическое сопротивление даже в разреженных остатках атмосферы. Воздушный шар уводит спутник с начальной орбиты и заставляет сгореть в атмосфере.

Просветительский проект «Покорение Марса: история и перспективы освоения», Темлякова Ксения, ученица 8 класса ГУ ЛНР «ИНТЕЛЛЕКТ» (Научный руководитель: А.В. Чаленко к.т.н., доцент кафедры физики ФГБОУ ВО «Луганский государственный университет имени Владимира Даля»). Цель данной работы – систематизация и анализ истории исследования Марса с использованием космических аппаратов, а также изучение актуальных проблем и перспектив для дальнейших исследований планеты.

Проект «Лунная программа с космическим лифтом». Автор – Аксенов Вадим, Уфа, МБОУ ДО "ЦДТ "Парус" (Научный руководитель – Конюхов И.Н.). В работе изучена возможность строительства многофункциональной базы на Луне, рассмотрены различные стороны такого проекта, а также предложен свой вариант организации такого строительства и отдельных его составляющих. Чтобы уйти от решения множества вопросов, связанных с запуском ракет с поверхности Земли, автор предлагает строительство космического лифта до стратосферы, куда вынесен космодром, откуда уже с помощью космических челноков типа «Буран» можно налаживать грузовые рейсы для строительства базы на Луне. Представляется, что его основание может быть похоже на Эйфелеву башню в Париже. Свой вариант такого лифта автор представил в виде макета.

Макет космического лифта

«Оценка масштаба катастрофы, вызванной возможными столкновениями наиболее крупных астероидов, вероятность сближения которых с Землей в 21 веке ненулевая. Авторы - Чумакова Анастасия, Лапшина Виктория, 11 класс, учащиеся МБУ ДО ДТДМ, Ростов-на-Дону. Руководитель: О.В. Котова, пдо ДТДМ (Научный консультант: Корчагин Владимир Иванович, главный научный сотрудник НИИ физики ЮФУ). Целью работы было оценить кинетическую энергию удара астероида, необходимую для катастроф локального, регионального и мирового масштабов. С помощью данных из открытого каталога ESA было проведено исследование, в рамках которого были получены значения кинетических энергий ударов десяти самых крупных астероидов, вероятность столкновения которых с Землёй в 21 веке ненулевая. Проведена оценка значений кинетических энергий ударов, необходимых для наступления катастроф локального, регионального и мирового масштабов.

Дьяконов Александр, Донецк, МБОУ СОШ №4. «Изучение лунной поверхности и расчёт размеров кратеров при помощи фото-и видеосъёмки через телескоп Сelestron NexStar 130 SLT». Работа имеет практическую направленность: через самостоятельные наблюдения при помощи телескопа Сelestron NexStar 130 SLT изучить расположение кратеров, вулканов и морей на Луне и получить их фотоснимки для дальнейшего их использования, сделать расчет диаметра кратера Луны Стевин.

Анпилогова Диана, Ростов-на-Дону, МБУ ДО ДТДМ. Тема: «Комета C/2021 A1 (Leonard) Леонарда и эволюцию её хвоста по снимкам любителей астрономии». В работе анализируется движение кометы Леонарда и эволюцию её хвоста. Комета C/2021 A1 (Leonard) относится к долгопериодическим кометам. Это первая комета, открытая в 2021 году. Свой афелий она прошла примерно 35 000 лет назад и прилетела из областей Солнечной системы, расположенных за поясом Койпера, что делает её интересным и уникальным объектом для изучения. Для анализа изменений, которые происходили с кометой Леонард и её хвостом использовались снимки любителей астрономии, взятые из источников Интернета. За целый год блеск кометы Леонард изменился с 19m до 2,6m, то есть увеличился примерно в 106 (миллион) раз.

Космопедагогика и космопсихология

Социальный проект «Дотронься до Космоса. Парк занимательной науки для детей с ОВЗ». Автор - Андреев Макар, МБОУ "СОШ №15" г. Калуги. Актуальность проекта: в последнее время всё больше учеников, учить которых сложнее, т.к. им необходимо специальное оборудование: много детей-кинестетиков (тех, кому необходимо для запоминания материала трогать модели или манипулировать ими), много детей с плохим зрением или РАС. Есть дети с разной формой ДЦП. Макар захотел помочь им учиться и сделать модели интересными, яркими, позволяющими их трогать, переставлять, учитывающие особенные потребности детей. Знакомство учащихся со строением Солнечной системы, особенностями планет и с основными созвездиями происходит на уроках в начальной и средней школе. Это знакомство должно быть ярким и наглядным.

География

«Космический народный календарь на Руси», автор - Ахматов Даниил, учащийся 5 класса, МАОУ СШ №55 г. Липецка «Лингвист» (Научный руководитель: Л.Ф. Клишина). Юный исследователь выявил наиболее значимые моменты годового вращения Земли вокруг Солнца и их проекцию на поверхности планеты, оценить мудрость народного календаря русского земледельца с космической позиции, расширил познавательный интерес к открытиям в космосе и истории своей Родины. Работа имеет практическое значение. Для любознательных учащихся найден материал для докладов и сценариев по традициям нашего народа, которые мы применяем в праздниках Масленицы, Пасхи, Рождества и других. Описания погоды и природы прошлого помогают заглянуть в будущее планеты, заметить происходящие глобальные изменения. Фенологические наблюдения помогают стать наблюдательнее, год за годом накапливать свои приметы природных явлений в течение года. Главное, не забывать, что именно космические явления в Солнечной системе приводят к этим явлениям.

Математика

Гордиенко Владимир, Старый Оскол, ОГБОУ "СОШ № 20 с УИОП в своей работе «Моделирование волновых процессов на поверхности жидкости» (научный руководитель: Шевченко Г.В.) поставил цель: на примере воды рассмотреть колебательно-волновые действия поверхности однородной жидкости, находящейся в гравитационном поле при малых отклонениях от положения равновесия. Для выполнения практической части работы изготовлена ванна с регулируемой глубиной, что позволило наблюдать основные колебательно-волновые феномены при сравнительно слабом возмущении поверхности воды. Фокусировка волн в волновой ванне проводилась с использованием различных искусственных барьеров.

Волновая ванна для изучения свойств поверхностных волн

Зависимость скорости распространения волны от её длины

Исследование эффекта Доплера с помощью волновой ванны

Физика

Работа «Исследование теплопроводности в домашних условиях», автор – Кухтин Константин, МБОУ «Специализированная школа № 35 г. Донецка», ДНР (Научный руководитель: Кучеренко М.В.). Автор провёл экспериментальные исследования теплопроводности воздуха, воды, экспериментально подтвердил миф «шуба греет», изготовил в домашних условиях модель термоса из строительных материалов и экспериментально показал его способность сохранять тепло. Практическая значимость работы заключается в том, что модель термоса и результаты экспериментов можно использовать: на уроках физики, при изучении теплопроводности; на классном часе «Береги своё здоровье» (выбор одежды зимой); во внеурочное время (термос в походе); при выборе материала для утепления фасада зданий.

Экология

«Атмосферный воздух — его состав и свойства». Автор - Аветов Григорий, 9 класс (Научный руководитель - Гданская А.В.). Жизнь на Земле тесно связана с газовым составом атмосферы, и баланс между "огненным" и "испорченным" воздухом обеспечивает оптимальные условия для различных организмов. Понимание этого химического богатства воздуха играет важную роль не только в истории науки, но и в современных исследованиях по сохранению экологического баланса планеты. Изучение химического состава, физических характеристик и влияния атмосферы на климатические процессы позволит разработать эффективные стратегии для снижения загрязнения и поддержания экологического баланса. В этом контексте, понимание атмосферы становится краеугольным камнем для разработки устойчивых решений, направленных на сохранение природной среды и обеспечение здоровья будущих поколений.

Выводы и рекомендации

1. Результаты конкурса признаны экспертным советом положительными. Считаем, что необходимо продолжать исследования и проекты!
2. При выполнении исследований проектов ребятам желательно и предпочтительно делать основой своей работы то, что у них лучше всего получается:
- наблюдать за различными космическими объектами (где возможны открытия);
- проводить информационную аналитику различных фактов (где критическая масса сведений может дать необычный или дополнительный ракурс на тот или иной изучаемый объект);
- совершенствовать просветительскую работу (где нужно постоянно соотноситься со временем, методами и технологиями, психологией восприятия ребят);
- создавать различные модели космических аппаратов (где возможные оптимальные решения и конфигурации);
- создавать на основе последних астрономических достижений интересные космические сюжеты (с возможной визуализацией) и т.д.
3. Необходимо продолжать конкурсную исследовательскую и проектную работу в регионах РФ, методически, информационно и организационно поддерживать как учащихся, отдельные объединения, педагогов-кураторов, так и создавать условия для выполнения школьниками исследований и проектов.
4. Рекомендовано через влияние на социум через средства массовой информации демонстрировать позитивный опыт конкурса «Юность – Космосу», знакомить педагогов, школьников, общественность с качественным образовательным контентом. Это будет мотивировать других ребят, вовлекать их в исследовательскую и проектную деятельность, связанную с Космосом.

Экспертный совет