Сетевая университетская инженерная и естественно-научная школа «Хочу учиться в ПетрГУ»

АННОТАЦИИ ПРОГРАММ

1. Интересная физика. 7-11 классы, очно. Е.М. Тетелева, О.И. Пронина.

Модуль предполагает знакомство учащихся с миром физических явлений и законов, учит видеть физические явления в окружающем мире.  Темы: «Непростые пространства», «Эксперименты с бумагой», «Занимательные эксперименты», «История человека, который изобрел XX век», «Книга рекордов Гиннесса» — практическое занятие с датчиками Pasco, «Датчики движения», Мини-проекты: школьники выполняют проекты в группах, «Физический квиз».

2. В будущее – вместе с физикой. 10-11 кл., дистант. Е.В. Мошкина

На занятиях ты познакомишься с некоторыми интересными вопросами физики, на которые не хватает времени в школе; научишься решать непростые задачи; сможешь принять участие в физических конкурсах, олимпиадах и экскурсиях в учебные и научные лаборатории. Курс поможет тебе в подготовке к ЕГЭ.

3. Моделирование в физике. 9-11 кл., очно или дистант. Д.В. Логинов.

Основные темы модуля: «Компьютерное моделирование. Макромоделирование», «Атомистическое моделирование», «Программное обеспечение», «Основы работы в ANSYS», «Основы работы в LAMMPS». На практических занятиях обучающиеся приобретут навыки работы с программным обеспечением, в частности моделирования МЭМС систем  в программе LAMMPS, моделирования поведения газов при низких температурах. Результатом работы учащихся будет выполнение курсового проекта в микрогруппах или индивидуально.  Защита проектов будет проходить в группах с привлечением преподавателей ФТИ, а лучшие проекты будут рекомендованы для представления на конференциях.

4. Биоинформатика. 10-11 кл., А.С Шелестов – очно; А.И. Савушкин – дистант и очно.

Основные темы: «Хранение и визуализация данных», «Моделирование», «Специализированные библиотеки», «Анализ Big Data».

На практических занятиях рассматриваются разные инструменты для анализа биологических данных на языке программирования Python:

1) построение транскрипции последовательности РНК на основании последовательности кодирующей цепочки ДНК;

2) получение белковой последовательности как результата синтеза исследуемого гена;

3) реализация доступа к базе данных NCBI;

4) визуальная оценка временных интервалов по графику, визуализация структуры молекул;

5) анализ данных и машинное обучение на базе нейросети AlphaFold, предсказывающей пространственную структуру белка;

6) молекулярное моделирование для исследования и визуализации пространственной структуры и свойств молекул на примере использования библиотеки MDAnalysis, позволяющей анализировать траектории каждой частицы молекулы и получать атомные координаты.

5. ЭнергоКласс. 10-11 кл., очно-дистанционно. Н.А. Кулдин, Л.А. Луговская, А.А. Тихомиров,

Е.А. Заваркина.

Школьники изучат основные элементы электрических схем, чтение схем, основные законы и характеристики электрических цепей. Получат теоретические сведения о типах энергии, не возобновляемых первичных ресурсах, отходах и загрязнении атмосферы. Познакомятся с видами энергии, способами преобразования электроэнергии в другие виды, классификацией электроприёмников и графиками нагрузки, со средствами измерения электроэнергии и расчётом ее стоимости. Освоят в теории парниковый эффект и изменение климата планеты, понятие альтернативных источников энергии (АИЭ) и их виды, преимущества и недостатки АИЭ, их классификацию, рассмотрят политико-социальные аспекты использования АИЭ.

На практических занятиях в первом семестре школьники:

• приобретут навыки измерений основных электрических параметров цепей постоянного тока с помощью мультиметров, ваттметров,
• экспериментально изучат закон Ома, особенности последовательного и параллельного соединения резисторов,
• экспериментально проверят выполнение первого и второго законов Кирхгофа и баланса мощностей и т.п.,
• научатся создавать кластеры по типам энергии, создаваемой и потребляемой людьми.

Во втором семестре обучающиеся будут  решать задачу  «Определение объема электроэнергии, потребляемой бытовыми приборами, и расчёт её стоимости», выполнят лабораторные работы на стендах «Аварийные режимы распределительной сети» и «Аварийные режимы распределительной электрической сети 110/10/0,4 кВ», научатся рассчитывать расход и определять напор воды в реке, рассчитывать гидроэнергетические потенциалы крупных рек России и строить кривые обеспеченности створа реки на многолетнем интервале времени и напорных характеристик для русловых и деривационных станций, выполнять расчет выработки электроэнергии солнечными модулями.

В рамках модуля предусмотрена проектная деятельность, подготовка проектов на конференцию «Будущее Карелии-2024», экскурсии на объекты энергетики Республики Карелия.

6. Основы микропроцессорной техники. 8-9 кл., очно или дистант. Н.Ю. Ершова.

Если вы хотите узнать, что общего у суперкомпьютера Frontier, занимающего первую строчку в списке самых быстрых суперкомпьютеров на планете, и центрального процессора вашего домашнего компьютере, понять, как работает ваш смартфон, приходите, будет интересно.

Основные темы модуля: «Архитектура типового микропроцессора» (6 ч), «Организация логической структуры микропроцессора» (2 ч), «Форматы обмена данными» (2 ч), «Способы обмена информацией» (4 ч), «Система памяти» (8 ч), «Особенности функционально-структурной организации микроконтроллера» (2 ч).

На практических занятиях обучающиеся будут решать тестовые задания по недесятичной арифметике и логическим основам ЭВМ, задачи на определение скорости передачи информации по разным интерфейсам, изучат особенности поиска данных в разных типах кэш памяти.

7. Микроконтроллеры. 10-11 кл., очно или дистант. Н.Ю. Ершова.

Если вы хотите понять, что управляет вашей микроволновкой, стиральной машиной, автомобилем, научиться проектировать встроенные системы управления – приходите, покажем, научим!

Основные темы модуля: «Особенности функционально-структурной организации микроконтроллера», «Микроконтроллеры семейства AVR компании Atmel», «Основы работы с AVR-Studio», «Основные этапы проектирования автоматизированных систем на базе микроконтроллеров».

На практических занятиях обучающиеся приобретут навыки программирования на языке низкого уровня – ассемблере микроконтроллера AtMega16.

Цель курсового проектирования – освоить этапы проектирования автоматизированных систем на базе микроконтроллеров, разработав поэтапно проект микропроцессорной системы.

8. Основы информационной безопасности. 10-11 кл., очно, А.В. Семенов.

Курс состоит из теоретической и практической частей.

Вы ознакомитесь с историей хакерства, теоретическими основами информационной безопасности, механизмами и моделями управления доступом, основами криптографии; выполните две лабораторные работы: «Реализация Шифра Цезаря» и «Использование библиотеки OpenSSL для криптостойкого обмена информацией».

9. Нанопокрытия. 10-11 кл., очно. Н.М. Яковлева.

Если ты хочешь познакомиться с физикой и химией загадочного и удивительного мира нанотехнологий, то стоит пройти обучение по модулю «Нанопокрытия» в лаборатории физики наноструктурированных оксидных пленок и покрытий физико-технического института.

Есть желание узнать о нанопокрытиях и их удивительных свойствах – добро пожаловать в нашу лабораторию. Ты научишься получать нанопокрытия различного назначения, исследовать их свойства с применением современного оборудования. Попробуешь себя в роли наноинженера-исследователя!

В рамках модуля ты найдешь ответ на вопрос, что общего у самоорганизации и нанопокрытий, познакомишься с инструментами для исследования микро- и наноструктуры, и выяснишь, для чего нанопокрытия применяются в медицине и биотехнологиях. Приходи к нам на занятия, мы ждем именно тебя!

10. Робототехнические системы. 9-11 кл., очно. А.А. Тихомиров, В.С. Игнахин.

На занятиях обучающиеся получат знания по основам цифровых и аналоговых систем сбора информации, проектирования электропривода, языку программирования высокого уровня Си, алгоритмизации практических задач по робототехнике. Освоят сборку роботов и их программирование.

В рамках модуля предусмотрена проектная деятельность, подготовка проектов на конференцию «Будущее Карелии-2024».

11. Биотехнология. 10-11 кл., очно или дистант. Н. А. Сидорова, А.И. Савушкин.

Что такое биотехнология и зачем она нужна? Как можно применить биологические системы и организмы для создания новых продуктов и технологий или решить проблемы в области здравоохранения, сельского хозяйства или окружающей среды …. Все это и многое другое ты узнаешь на занятиях.

Во время освоения дисциплин модуля школьники освоят азы практической биотехнологии, особенности работы с культурами клеток и тканей, генетическим материалом; узнают о возможностях генетической инженерии. На лабораторных и практических занятиях познакомятся с современным оборудованием биотехнологической лаборатории, с объектами биотехнологии и их биотехнологическими функциями, с субклеточными культурами и культурами клеток растений и животных; научатся готовить микропрепараты, питательные среды для выращивания клеточных и тканевых культур, овладеют основами конструирования моделей живых организмов с заранее заданными свойствами. Получат навыки работы в стерильных условиях; приобретут навыки планирования, организации и проведения научно-исследовательских работ в области биотехнологии; освоят методы анализа и систематизации научно-технической информации по биотехнологии; приобретут навыки представления результатов выполненной работы в виде исследовательских проектов, докладов и презентаций.

В рамках модуля предусмотрена проектная деятельность, подготовка проектов на конференцию «Будущее Карелии-2024», экскурсии в лаборатории и центры ИБЭАТ И ФТИ, участие в интеллектуальных конкурсах, олимпиадах, выставках.

12. Прикладная микробиология. 8-11 кл, очно или дистант. С. А. Трофимова, Н. А. Чечкова.

Ты хочешь стать востребованным специалистом, заниматься интересными исследованиями в различных сферах деятельности и чтоб твоя будущая работа была связана с научным поиском в сложном и захватывающем мире микроорганизмов. Тогда стоит познакомиться поближе с микробиологией и узнать больше о тайной жизни невидимого!

Школьники освоят методы изучения микроорганизмов, их жизнеспособности, ферментативной активности. На лабораторных и практических занятиях познакомятся с современным оборудованием микробиологической лаборатории, с объектами микробиологии: чистыми культурами хлебопекарных дрожжей, филлосферы, ризосферы, ризопланы, хемолитотрофов, йогуртовых культур; с методами оптической микроскопии и основами компьютерной морфометрии; с методами оценки видового разнообразия микроорганизмов. Приобретут навыки работы в стерильных условиях; планирования, организации и проведения научно-исследовательских работ по микробиологии; представления результатов выполненной работы в виде исследовательских проектов, докладов и презентаций. Освоят методы анализа и систематизации научно-технической информации по микробиологии.

В рамках модуля предусмотрена проектная деятельность, подготовка проектов на конференцию «Будущее Карелии-2024», экскурсии в лаборатории и центры ИБЭАТ И ФТИ, участие в интеллектуальных конкурсах, олимпиадах, выставках.

13. Молекулярная биология: решение олимпиадных задач по молекулярной биологии и генетике. 10-11 кл., очно или дистант. С. А. Трофимова, С. В. Матросова

Интересна генетика, биохимия, иммунология, фармакология? Хочется узнать больше о структуре и функции молекул, которые образуют живые организмы, такие как ДНК, РНК и белки?  Тогда записывайся на программу по молекулярной биологии, и профессия молекулярного биолога может стать твоим будущим!

Школьники познакомятся с центральной догмой молекулярной биологии, основными свойствами генетического кода, особенностями кодового словаря, с процессами синтеза белка (трансляция), активации аминокислот и синтеза аминоацил-т РНК, с процессами взаимодействие кодона и антикодона. На лабораторных и практических занятиях познакомятся с современным аналитическим оборудованием в области молекулярной биологии; освоят молекулярно-биологические методы анализа ДНК, обслуживающие и аналитические процедуры, необходимые при работе с генетическими анализаторами; современные методы секвенирования и фрагментного анализа ДНК; анализ полученных результатов. Приобретут навыки планирования, организации и проведения научно-исследовательских работ по молекулярной биологии; освоят методы анализа и систематизации научно-технической информации по молекулярной биологии; приобретут навыки представления результатов выполненной работы в виде исследовательских проектов, докладов и презентаций.

В рамках модуля предусмотрена проектная деятельность, подготовка проектов на конференцию «Будущее Карелии-2024», экскурсии в лаборатории и центры ИБЭАТ И ФТИ, участие в интеллектуальных конкурсах, олимпиадах, выставках.

14. Математическое моделирование в физике. 9-11 классы, дистант. В.Б. Ефлов.

Цель курса научить школьников самостоятельно создавать и анализировать математические модели физики; реализация самостоятельных экспериментальных задач и построение их моделей на основе заданий «Международного турнира Юных Физиков».

Моделирование будет проводиться в задачах механики, астрономии, молекулярной физики и термодинамики, в электродинамике.

15. Основы ландшафтного 3d-проектирования. 10–11 классы, очно. Ю.В. Ольхин, И.В. Морозова.

Основные темы модуля: общее представление о профессии ландшафтного архитектора; Международная федерация ландшафтных архитекторов; интересные факты о ландшафтной архитектуре и о профессии. Суть понятий: композиционный замысел, стилевые направления, примеры стилевых направлений в планировке и в озеленении садов и парков, ландшафтная урбанистика, организованное пространство, открытые пространства, ландшафтное проектирование, ландшафтный дизайн и др. Программное обеспечение для ландшафтного проектирования и 3D визуализации. Учащиеся получат навыки проектирования планировки и озеленения площадок для отдыха в общественных парках и детских площадок.

16. Клуб юных геологов «Архей». 7–11 классы, очно по субботам. А. В. Рахманова, С.В. Егорова.

Занятия проводятся по следующим дисциплинам: «Общая геология», «Минералогия», «Палеонтология», «Месторождения Карелии», «Петрография», «Основы кристаллографии», «Компас и карта (основы структурной геологии)». Устраиваются   различные тестирования, викторины и коллоквиумы. Осуществляется помощь в сборе минералогических коллекций, определении образцов минералов и горных пород, консультирование по вопросам общей геологии, минералогии, палеонтологии. Ежегодно проводятся празднования дня основания клуба, дня геолога и др. праздничные мероприятия. Возможно посещение музея геологии докембрия.  Ребята принимают активное участие в олимпиадах, конкурсах, а также школьных и студенческих конференциях.  В летний период (с   середины мая по сентябрь) организуются полевые выезды на месторождения и проявления Карелии.

17. SQL для начинающих. 8-11 классы, очно. Р.В. Алькин.

Курс предназначен для тех, кто только начинает знакомиться с языком структурированных запросов. В рамках курса слушатели узнают, как создавать и управлять базами данных, извлекать нужную информацию из таблиц, использовать функции агрегации и группировки, работать с транзакциями и блокировками, а также использовать оконные функции для более продвинутого анализа данных. Курс представлен в виде уроков с пошаговым объяснением материала и практическими заданиями для закрепления полученных знаний. По окончанию курса слушатели смогут самостоятельно создавать запросы на SQL и работать с базами данных.

18. Программирование на С++. 8-11 классы, очно. Р.В. Алькин.

Программа разработана для учащихся, желающих освоить язык программирования С++, решение алгоритмов при помощи этого языка, а также основные паттерны проектирования.

Целью реализации программы является формирование познавательной активности обучающихся в области функционального и объектно-ориентированного программирования, приобретение навыков работы c базовыми и сложными структурами языка в интегрированных средах разработки, получение навыков самостоятельного написания кода и разработки эффективных алгоритмов и программ.

19. Программирование на С++ для олимпиадников. 8–11 классы, очно. Р.В. Алькин.

Программа разработана для учащихся, желающих освоить язык программирования С++, решение алгоритмов при помощи этого языка, а также способы эффективного написания кода.

Целью реализации программы является формирование познавательной активности обучающихся в области функционального и спортивного программирования, приобретение навыков работы c базовыми и сложными структурами языка в интегрированных средах разработки, получение навыков самостоятельного написания кода и разработки эффективных алгоритмов и программ.

20. Математический клуб. 10 -11 классы, очно-дистанционно. Ведущие преподаватели и студенты ИМИТ.

Программа направлена на получение дополнительных знаний по математике, не дублируя школьную программу. Обучение направлено на развитие интереса к предмету, накопление конкретных математических знаний, приобретение важнейших умений и навыков, необходимых для изучения смежных дисциплин и для применения в практической деятельности, формирование интеллектуальной готовности к обучению в университете.

Учебный план предусматривает занятия по нескольким математическим дисциплинам: алгебра, геометрия, математический анализ.

В период обучения предусмотрено участие обучающихся в ежегодном развлекательно-образовательном флешмобе по математике MathCat на площадке ПетрГУ.

21. Введение в технологию CUDA. 11 кл., очно интенсив во время каникул.

Школьники изучат следующие темы: гибридные (гетерогенные) вычислительные системы; иерархия памяти, модель программирования в технологии CUDA; атомарные операции, использование разделяемой памяти, редукция; работа с 2D вычислительной сетью в технологии CUDA; Multi-GPU в технологии CUDA для вычислений общего назначения, CUDA streams, события.