Придумать настольную игру, создать квест по биологии и переобучить нейросеть: московские учителя представили свои проекты
В Москве подвели итоги трех хакатонов для учителей. На них более 180 педагогов из 97 столичных школ вместе с молодыми учеными и изобретателями создавали новые методические разработки для занятий.
Мероприятия прошли в рамках проекта «В центре науки», участникам предлагались следующие направления: «Интеграция научных открытий в школьную программу» (для учителей математики и физики), «Разработка лабораторных опытов» (для учителей биологии, экологии, химии), «Информатика и искусственный интеллект» (для учителей информатики). В течение трех дней педагоги в команде с молодыми учеными работали над собственными проектами. Так, учителя физики и математики собрались на базе МИСИС, биологии и химии — в НИЯУ МИФИ, информатики — в главном офисе Т-Банка. Проект был направлен на создание связей между современной наукой и школьным образованием, а также объединил учителей для обмена опытом с коллегами.
В результате совместной работы участники подготовили и представили, например, квест с элементами виртуальной экскурсии для повторения темы из курса биологии для восьмиклассников, проект, рассказывающий, как при помощи клеток гамет восстанавливать популяции вымерших животных, а еще придумали задачу, как ускорить работу двигателя внутреннего сгорания. Благодаря этим примерам школьники смогут узнать об актуальных научных открытиях.
Формат хакатона позволил и самим учителям немного сменить привычную работу и получить информацию напрямую от исследователей. Об этом рассказала участница мероприятий Яна Шенгоф, учитель физики в школе № 1213.
«Сейчас проектная деятельность обязательна во всех школах. Но дети часто не знают, что делать, а идеи педагогов тоже не бесконечны, поэтому полезно получать информацию извне. На хакатоне мы работали над проектом по ядерной физике. Обычно в школах рассказывают, что такое ядро, что оно состоит из протонов и нейтронов. Еще немного говорят в 11 классе, что они состоят из более мелких частиц — кварков — и все это внутри удерживается неким сильным взаимодействием. И задача нашего кейса состояла в том, чтобы раскрыть само понятие сильного взаимодействия, откуда оно берется, как с ним работать, когда оно существенно, когда — нет, когда его стоит или не стоит учитывать. В итоге нам удалось интегрировать актуальные научные знания из области ядерной физики в школьный курс».
Созданные этой командой методические разработки можно использовать на уроках в профильных 11 классах. Учителя подготовили теоретические материалы, описание лабораторных работ, задачи, интерактивы, систему оценивания и руководство, которым может воспользоваться каждый педагог. Основная задача таких уроков — заинтересовать ядерной физикой как можно больше школьников, чтобы затем они пошли в университеты получать соответствующее образование.
Яна также отметила, что хакатоны — удобный формат нетворкинга, где можно завести новые знакомства с коллегами из своей сферы и обменяться опытом: «А еще смена деятельности и погружение в методические задачи позволяют создать то, на что в текущей рутине времени бы не нашлось. Подобные мероприятия вдохновляют и дают силы работать дальше с новыми идеями».
В современном мире большое место уделяется технологиям и их развитию. И, конечно, организаторы хакатонов не могли обойти стороной эту тему. Школьные педагоги, например, попробовали переобучить нейронную сеть. Об этом рассказал Илья Лонкин, руководитель ИТ-полигона и учитель информатики в школе № 1560 «Лидер».
«Наша команда выбрала кейс, связанный с тематикой “Unlearning”. Если коротко: нейронные сети нужно обучать, используя определенный набор данных, которые, однако, иногда оказываются недостоверными. И нейронная сеть, впитывая всю эту информацию, тоже начинает выдавать не совсем релевантные ответы. Чтобы этого избежать, придется либо строить сеть с самого нуля, либо, что намного логичнее и дешевле, переобучить ее с уточненными данными. То есть мы должны удалить тот блок, который был некорректен изначально».
Для занятий с учениками преподаватели взяли уже готовую бесплатную нейросеть, с которой смогут взаимодействовать даже школьники, пока не умеющие писать код. «Мы сделали квест, где первым заданием нужно было провести робота по лабиринту, используя язык жестов. То есть основная задача детей — подготовить набор исходных изображений, чтобы потом нейронная сеть научилась их распознавать. И в нашем квесте одна из станций содержала избыточный набор данных, где были лишние картинки. Это и стало демонстрацией для детей, что такое “unlearning”, ведь они должны были удалить из представленного набора фотографий ненужные, либо добавить еще больше правильных, чтобы баланс неверных данных к верным изменился», — пояснил Илья Ломакин.
Вместе с ним участие в хакатоне принимали и другие учителя из школы № 1560 «Лидер». И теперь коллеги планируют в ближайшее время представить свой квест ученикам 8–11 классов.
Хакатон для учителей информатики проходил при поддержке Т-Банка и Центрального университета. Они предоставили свои кейсы, пригласили экспертов для оценки работ, а также наградили призами три команды-победителя. На закрытии мероприятия в штаб-квартире организаторов выступили Варвара Смирнова, руководитель Т-Банк Образования и Евгений Ивашкевич, ректор Центрального университета.
Еще одной разработкой на хакатонах стала игра с исследовательскими станциями. Алексей Наумов, учитель биологии в школе № 1552, вместе с командой подготовил кейс «Гаметы в пробирке» и рассказал, что этот материал подходит для недели естественных наук в школах.
«Наш кейс вел Валерий Владимирович Мун. Он рассказывал о своем научном исследовании, которое может использоваться для создания искусственных гамет с заданным набором ДНК, например, вымершего животного. Мы решили адаптировать материал для школьников в формате квеста. Вместе с коллегами придумали шесть станций разной направленности: они должны познакомить детей с навыками, присущими исследователю, и сложностями, которые встречаются ученым-микробиологом и цитологом в процессе работы. Школьники будут выполнять задания и получать некий кусочек информации, который им потребуется для финальной работы. Например, на физической станции нужно будет сделать расчет и понять, с какой скоростью центрифуга должна вращаться, чтобы отделить ДНК от биоматериала, не повредив при этом ДНК. На географической станции ребята изучат вопрос нахождения биоматериалов вымерших или же редких животных.
А в конце игры школьники получат непосредственно кейс, который мы адаптировали. И они должны будут попытаться самостоятельно расписать методологические характеристики: цели, задачи, объект, предмет, вывести гипотезу. Таким образом, вся работа в рамках квеста подводит детей к возможности проведения собственного исследования».
Как отметил Алексей Наумов, предложенный кейс основывается на перспективном исследовании. Увлеченный ребенок может загореться этой идеей и в будущем пополнить штат ученых-биологов.
Координатором проекта «В центре науки» выступает Центр педагогического мастерства столичного Департамента образования и науки. Программа позволяет школьникам и учителям погрузиться в исследовательскую работу, используя современные методы и общаясь с молодыми учеными.