Научно-проектная лаборатория для школьников и студентов «Илмаринен» ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» г. Петрозаводск, Республика Карелия

Название проекта:	Измерение и анализ механических нагрузок арочно-вантового моста на базе конструкторских решений цифровой лаборатории PASCO
Цель проекта:	Исследование механических нагрузок, возникающих в различных частях сконструированного моста в статическом и динамическом резонансном режимах
Исполнители:	Богданова Милана Владимировна, МОУ «Петровская школа» 11 кл. Кийски Александр Эдуардович, МОУ «Петровская школа» 11 кл.
Руководитель:	Назаров Алексей Иванович, д. п. н., заведующий кафедрой общей физики Петрозаводского государственного университета Прохорова Елена Игоревна, к. ф.-м. н., доцент кафедры общей физики Петрозаводского государственного университета
Актуальность:	В настоящее время в г. Петрозаводске из-за аварийного состоянияперекрыт мост над железнодорожным полотном. Вместо трех дорог, соединяющих районы города, осталось только две. Кроме того, число автотранспортных средств в городе увеличивается с каждым годом (особенно в летний период), соответственно, растет время,проведенное водителями и пассажирами в автомобильных пробках. В связи с этим требуется спроектировать и построить новый мост.
Описание:	В ходе работы над проектом сконструирована микромодель моста, экспериментально определены возникающие в этой модели нагрузки и прогнозируется реакция реального моста аналогичной конструкции на внешние механические воздействия (поток машин, периодически дующий ветер). Мост сконструирован с помощью фермовых конструкций PASCO, а нагрузки на фермы моста измеряются с помощью датчика силы (тензодатчик чувствительностью 100 Н). Для измерения смещения моста в статическом режиме использовался ультразвуковой датчик движения PASCO. Для определения смещения в динамическом режиме использовалась калибровочная зависимость силы от смещения моста, полученная в статике. Измерения проводились в статическом режиме на частоте опорного сигнала 1 Гц, а в динамическом – на частоте 100 Гц. Статические нагрузки создавались с помощью набора грузов, подвешиваемых к горизонтальному полотну моста, а динамические нагрузки создавались путем подвешивания грузов к пружине, закрепленной на горизонтальном полотне моста. Собственная частота колебаний грузов подбиралась близкой к собственной частоте колебаний моста, которая определялась заранее (зависимость амплитуды колебаний от времени). Результаты измерений фиксировались с помощью программного обеспечения SPARKVue.

Научно-проектная лаборатория для школьников и студентов «Илмаринен» ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» г. Петрозаводск, Республика Карелия

Название проекта:	Сравнительный анализ параметров качества воды в разных частях здания МОУ «СОШ №10 им. А.С. Пушкина» г. Петрозаводска
Цель проекта:	Проведение сравнительных анализов воды на органолептические и химические показатели с помощью ионометрического преобразователь И-510, цифрового датчика PASCO и тест-системы для экспресс-анализа.
Исполнители:	Сенев Вадим Сергеевич, МОУ «СОШ №10 им. А.С. Пушкина» 9 кл.
Руководитель:	Маркова Татьяна Владимировна, учитель биологии МОУ «СОШ №10 им. А.С. Пушкина»
Актуальность:	Вода является неотъемлемой частью жизни человека, а значит её качество может оказывать непосредственное влияние на здоровье. Ежегодно коммунальные службы г. Петрозаводска публикуют информацию о том, что качество воды в водопроводных системах заметно улучшается (по сравнению с десятилетней давностью), так как для очистки используются новые технологии, современных трубы и фильтры. Но, к сожалению, в городе остаётся множество старых зданий, в которых такие нововведения не применяются, а водопроводные сети находятся в неудовлетворительном состоянии. Одним из таких зданий является МОУ «Средняя школа №10 им. А.С. Пушкина».
Описание:	В ходе работы над проектом были взяты пробы водопроводной воды в девяти разных точках школьного здания. По каждой пробе определены органолептические (мутность, цветность, интенсивность и характер запаха), фотометрические (цветность, мутность) и химические показатели (водородный показатель, железо общее, хлор, нитраты). По результатам работы сделаны следующие выводы: 1) пробы с разных этажей здания обладают цветностью (это можно объяснить непригодным состоянием водопроводных труб); 2) пробы обладают неопределённым запахом искусственного происхождения; 3) проба №8 показала неудовлетворительные результаты по всеморганолептическим параметрам (возможная причина – неудовлетворительное состояние данного участка водопровода); 4) показатели воды на хлор и нитраты не превышают ПДК; 5) все пробы на железо не превышают ПДК (кроме пробы №8); 6) с увеличением этажа повышается кислотность воды, что приводит к быстрой коррозии труб; 7) употребление воды для питья из водопроводной сети зданияшколы не рекомендуется.

Ученики 11 класса Петровской школы показали на стенде Polymedia проект «Измерение и анализ механических нагрузок арочно-вантового моста на базе конструкторских решений цифровой лаборатории PASCO». В настоящее время в Петрозаводске из-за аварийного состояния перекрыт мост над железнодорожным полотном. Вместо трех дорог, соединяющих районы города, осталось только две. А с ростом автотранспортных средств в городе увеличивается и время, проведенное водителями и пассажирами в пробках. В связи с этим требуется спроектировать и построить новый мост. Под руководством научных руководителей и используя оборудование, поставленное партнером, старшеклассники Милана Богданова и Александр Кийски построили модель для измерения и анализа динамических нагрузок моста - точную копию Гоголевского моста в Петрозаводске. Это позволит создавать новые конструкции и улучшать существующие. В ходе работы над проектом школьники не только сконструировали микромодель моста, но и экспериментально определили возникающие в этой модели нагрузки  и спрогнозировали реакцию реального моста аналогичной конструкции на внешние механические воздействия (поток машин, периодически дующий ветер).

Цифровые лаборатории PASCO школьники-участники «Илмаринен» также смогли использовать для исследовательского проекта по анализу качества питьевой воды в одной из школ Петрозаводска, в ходе которого  были выявлены существенные нарушения, сделаны выводы и вынесены рекомендации по улучшению ситуации в ответственные инстанции. 

Под руководством педагогов и молодых наставников ребята освоили начальные навыки исследовательской деятельности, конструирования и программирования с помощью  инновационной образовательной платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3, позволяющей ученикам вести экспериментальную деятельность  и развиваться сразу в нескольких предметных областях: информатике, физике, технологии, инженерии и математике. В рамках дистанционной школы «Познай Intel® Edison», проводившейся с 26 октября 2015 года по 29 февраля 2016 года, школьники 8-го класса Петрозаводска под руководством педагогов из лаборатории «Илмаринен» реализовали 2 проекта на тему «Интернет вещей»: «умный» аквариум и «умная» парковка. Оба проекта были представлены на стенде корпорации Intel в рамках ММСО 2016. Один из проектов – «Smartarium – умный аквариум» – был признан победителем школы. Ближайшие планы по развитию центра касаются привлечения к работе центра «Илмаринен» ребят из разных городов республики Карелия, талантливых и заинтересованных в будущих технических инновациях.

В работу лаборатории Московским центром исследований и разработок EMC2 по облачным технологиям и большим данным была внедрена программа «Биоинформатика для школьников». Факультатив разработан специально для учащихся 8-11 классов без предварительных знаний по предмету. Курс сейчас ведут 2 преподавателя. В рамках него в научно-популярной форме с применением мультимедийных материалов и специализированного программного обеспечения освещаются ключевые понятия биоинформатики. О результатах говорить пока рано, однако, по итогам курса учащиеся получат знания, которые кроме расширения кругозора будут полезны для более осознанного выбора будущей профессии.