Интервью с Валентином Вячеславовичем Цимбалом: «Я могу сделать это сам!»

В этом году под руководством Валентина Вячеславовича Цимбала в Лицее запустился кружок по инженерному творчеству — проектная мастерская по 3d моделированию для 8-9 классов. Мы взяли у Валентина Вячеславовича небольшое интервью, чтобы узнать, как в Лицее создаётся среда свободного инженерного творчества, какие эксперименты вызывают у ребят настоящий «вау-эффект», и причем здесь 3d моделирование.

Расскажите про концепцию ЛИМа? Какая у него цель? Как появилась идея?

Этим летом мне позвонила Елена Тютина и сказала: «Слушай, а ты не хотел бы открыть ЛиМ? Я видела, ты делаешь всякие прикольные штуки с ребятами». В тот момент в моей голове воскресла идея сделать кружок по инженерному творчеству. Я сказал, что это потребует некоторых ресурсов для реализации. Елена меня успокоила, мы прописали список оборудования, тематическое планирование и отправили дальше. Нам на удивление быстро все согласовали, оборудование приехало к началу года и мы постепенно начали. Так и появился наш ЛиМ «Инженерное творчество».

Цель кружка — дать ребятам фундаментальные навыки практической инженерии через форму свободного творчества. Например, мы изучаем принципы работы и управления шаговым двигателем. Дальше наша задача — «поиграть в это»: попробовать прикрепить стрелку и сделать часы, взять второй двигатель и сделать двухосевой манипулятор, наиграться теперь с этим, поперетаскивать объекты, поуправлять лазерным лучом, потыкать кнопки на клавиатуре и так далее. В конце курса и ближе к этапу ИВР в 10-м классе от лимовцев ожидаются очень сильные проекты. 

Как устроена работа ребят на ЛиМе, чем занимаетесь в этом семестре?

В формате ЛИМа мы встречаемся два раза в неделю. Один день у нас отведен под учебную часть: осваиваем 3D-моделирование в этом триместре, дальше перейдем к основам схемотехники и управления микроконтроллерами, после — к автоматизации и работе с материалами (для финализации проектов). Второй день в неделе отведен как раз на работу над проектами. В этом триместре, пока ребята только знакомятся с инженерией, мы делаем маленькие учебные проекты — вибродинамик, автополив растений, проектирование планарных механизмов, управление шаговыми двигателями и другие — но ближе к новому году лимовцы встанут на рельсы выполнения собственных проектов, дунут в гудок, запыхтят паром и, постепенно разгоняясь, поедут на конечную станцию «Лимонный фестиваль».

Если говорить про навыки, которые помогает развить 3D-моделирование, то ответ простой — пространственное мышление. Я считаю, что до тех пор, пока наше сознание живет в механическом, трехмерном мире, это очень полезный навык. 

Как вы считаете, помогает ли 3D-моделирование ученикам развивать «гибкость ума» и решать нестандартные задачи?

Например, вы делаете исследование по химии или биологии, и вам нужен маленький штатив для датчика или препарата — у вас есть возможность самостоятельно смоделировать его и распечатать на 3D-принтере! Разве не здорово? Или, например, вы будущий дизайнер и хотите создать первый реальный проект — красивую настольную лампу. Открываем любую САПР или тот же Blender, печатаем, подбираем светодиодный модуль, трансформатор, запаиваем, заклеиваем и — вуаля! Можно открывать ИП «username&co lights».

Как вы подбираете темы для занятий? Вторят ли они темам из школьного учебника или затрагивают какие-то новые аспекты?

Нет, тематически на ЛИМе мы не привязаны ни к какому учебнику. Логика же построения программы исходит из двух принципов: 1) школьного курса физики 8-х и 9-х классов, 2) от механики (самый наглядный раздел) к электронике (не самый наглядный раздел), к мехатронике (комбинируем механику и электронику), к программированию (автоматизируем получившуюся мехатронику). Таким образом, под конец года мы с ребятами сможем собрать своих первых простеньких роботов. Мне очень интересно посмотреть на продукт нашей деятельности в течение года, так как идеи проектов ребята выбирают сами, я только помогаю их реализовывать.

Почему, по вашему мнению, именно эксперименты так важны для понимания физических законов?

Физика — наука экспериментальная. Если у человека нет возможности наблюдать, повторить явление, провзаимодействовать с ним в какой-либо форме, то, к сожалению, он мало узнает об этом явлении. 

Конечно, современная физика оперирует настолько несоизмеримыми с нами масштабами, что часто взаимодействие с явлением сводится к чтению табличек в экселе. Однако все эти таблички получены большими сложными приборами на ещё больших экспериментальных или наблюдательных установках. А все ученые и инженеры, работающие на таких больших проектах, начинали с самых простых и обычных школьных опытов.

Меня очень огорчает, что в настоящее время довольно малый процент студентов даже технических направлений ВУЗов смогли увидеть и повторить хотя бы половину описанных в учебниках опытов. Это ещё не говоря о том, что в учебниках экспериментальные наблюдения описаны только для малой части тех тысяч задач, которые практикуются на занятиях. 

 Обычно же, когда пытаешься повторить ситуацию из какой-нибудь простой задачи, например, столкновение двух металлических шариков, сталкиваешься с таким количеством пренебрегаемых в школьной задаче факторов, что начинаешь сомневаться, а то же самое ли мы вообще считаем в задаче!

Вообще, мне кажется, я преподаю физику только потому, что никак не повторю все опыты из школьного и университетского курсов. Когда-то же должны они закончиться.

Особенно нравится ставить что-то красивое, запоминающееся. Один из последних опытов, который увлек всех, кому я его показывал (а некоторых и на несколько часов), — это получение фигур Лиссажу с помощью лазера и мембраны из воздушного шарика. Это очень красивый опыт, который, помимо возможности «порисовать математическими функциями», позволяет довольно просто и наглядно визуализировать спектр собственного голоса. С помощью наблюдения за фигурами Лиссажу мы изучаем одновременно физику (колебательные явления, отражение света), математику (сложение гармонических функций в двух взаимно перпендикулярных направлениях), а также учимся обнаруживать красоту происходящих вокруг нас явлений. 

В условиях быстро меняющегося мира, какие навыки, помимо собственно физических или технических, вы считаете наиболее важным привить ученикам, чтобы они были готовы к вызовам будущего? И как ваш подход помогает им в этом?

Если производные по времени функции Mir(t) начинают быть похожими на кардиограмму человека с тахикардией, то я считаю, нам нужны самые фундаментальные навыки для жизни в текущем интервале значений этой функции. 

Первое, что нам приходится форматировать с новыми лицеистами, — их старые эпистемологические установки. Иначе говоря, самое первое, что мы должны сделать — научиться учиться. 

Приходится потратить много времени и сил, чтобы узнать, что получать «2» или «3» — это вообще-то нормально. А с точки зрения подробной оценки знания это даже лучше, чем «5». Нормально и нужно исправлять эти отметки. А ещё нормально постоянно повышать планку, стремиться на уровень выше, где твоя «5» превратится в «3». Чтобы снова стремиться её исправить. Вообще-то нормально читать учебник, да и не только учебник, а пользоваться всеми разрешенными ресурсами для получения знания. Нормально забывать выученное, нормально повторять и вспоминать, нормально ошибаться, нормально много ошибаться. Не нормально с этим ничего не делать. Нормально разбирать решенную задачу, нормально помогать другому понять задачу или принцип, помогать вообще нормально. Нормально стремиться к самостоятельности — как учебной, так и личностной. Это вообще одна из ценностей Лицея — учебная самостоятельность. Ценности Лицея, я считаю, довольно точно отражают те качества, которые будут полезны любому человеку сегодня.

Так что мне остается докинуть в базовый минимум лишь 1) умение работать с невозможно большим количеством информации — инженеры по-другому и не живут, 2) эмоциональный интеллект (say no to cold hearts!), 3) креативность (скажем нет скукоте!), 4) честность — и не только академическая. А какого-то рецепта или особого подхода у меня нет. Просто стараюсь быть собой. 

Если бы вам пришлось описать свою миссию как преподавателя тремя словами, что бы это было?

Сложное всё просто.

Какой главный «инсайт» Вы бы хотели, чтобы ученики выносили для себя после ваших ЛИМов?

Я могу сделать это сам!