Motivující centrum

Přírodovědné motivující centrum aneb jak učit přírodní a odborné předměty hravě a zábavně

Úvodem

Jak nadchnout mladé lidi a naše žáky pro přírodní vědy. Zkuste navštívit naše přírodovědné motivující centrum a seznamte se zábavnou a poučnou formou s různými technickými zařízeními, jako jsou např. jaderná elektrárna, čistírna odpadních vod, spalovna odpadů aj. Zahrajte si na operátory těchto zařízení, postavte si svůj energeticky úsporný dům, pochopte princip fotosyntézy, tedy základ života na naší Zemi, zahrajte si na závodníky aut na solární pohon, udělejte si analýzu vody, kterou pijete apod. Pokud vás zaujaly tyto možnosti, seznamte se podrobněji s našim přírodovědným motivujícím centrem.

Přírodovědné motivující centrum

Dne 22. března. 2016 bylo na Střední průmyslové škole chemické Brno slavnostně otevřeno Přírodovědné motivující centrum. Video z otevření Motivujícího centra. Toto centrum obsahuje interaktivní 3D modely technických zařízení jako je např. jaderná elektrárna, čistírna odpadních vod, pivovar aj. U jednotlivých modelů je kladen důraz na technologii a ne na věrnou kopii reálného zařízení. Motivující centrum je také součástí naší nové virtuální prohlídky.

Cílem motivujícího centra je nadchnout, motivovat naše žáky, žáky základních škol a děti z mateřských škol pro přírodní vědy, a to zábavnou a zároveň poučnou formou. Tímto centrem chceme popularizovat přírodní a technické obory u mladých lidí.

Realizace motivující centra proběhla v rámci projektu Regionálního operačního programu ROP NUTS II Jihovýchod financovaného z prostředků EU. Projekt byl realizován pod názvem „SPŠCH Brno, Vranovská 65 přístavba motivujícího centra pro přírodovědnou oblast – dodávka modelů technických zařízení“. V rámci tohoto projektu jsme vybudovali zcela novou laboratoř (přístavek k současné budově) a vybavili jsme ji níže popsanými modely.

A co v našem centru uvidíte?

Motivující centrum obsahuje 8 stanovišť:

1) model jaderné elektrárny

2) model čistírny odpadních vod

3) simulaci fotosyntézy

4) model pivovaru

5) model spalovny komunálního odpadu

6) model přečerpávací vodní elektrárny

7) model rodinného domu

8) drobné modely a měřící sady

Každý model se skládá z 3D modelu propojeného s obslužným softwarem. Tento program je ovládán dotykovým monitorem. Jednotlivé objekty a toky v 3D modelu jsou podsvíceny a lze tímto demonstrovat technologické cesty v příslušných provozech. Model společně s přidruženým programem seznamuje žáka s příslušnými technologiemi. Každý model obsahuje simulační hru, která simuluje reálný provoz a provozní situace v daném zařízení. V programu je rovněž závěrečný test, který ověří teoretické znalosti uživatele. Test s výsledky si může žák vytisknout a vzít domů na památku.

Specifika jednotlivých modelů:

Model jaderné elektrárny – zde jsme vycházeli z JE Dukovany. V simulační hře si může žák vyzkoušet hru na operátora JE, tedy spustit a ovládat jaderný reaktor pomocí regulačních tyčí. Software je dále rozšířen o virtuální prohlídku JE Temelín.

Model čistírny odpadních vod – vzorem nám byla ČOV v Brně Modřicích. V ČOV může žák simulovat přetížení čistírny srážkovými vodami na nátoku, zvýšené znečištění fosfáty a reakcí na tento stav atd.

Simulace fotosyntézy – toto pracoviště se skládá z podsvíceného panelu znázorňující jednoduchou formou princip fotosyntézy. V přidruženém PC máme dvě verze obtížnosti popisu fotosyntézy – pro žáky ZS a SŠ. Kromě toho toto pracoviště obsahuje box s reálnou rostlinou a čidly na měření koncentrace oxidu uhličitého a kyslíku, čímž můžeme měřit průběh reálně vykonávané fotosyntézy v závislosti na měněných vnějších podmínkách, např. můžeme měnit intenzitu osvětlení rostliny, můžeme přidávat z externí bomby oxid uhličitý atd.

Model pivovaru – vycházeli jsme z brněnského pivovaru. V modelu se můžeme mimo jiné seznámit s parametry na výrobu piva, je zde výpočet na množství alkoholu v krvi aj. Model je doplněn virtuální prohlídkou reálného pivovaru.

Model spalovny komunálního odpadu – vycházeli jsme z brněnské spalovny. Zde si žák může zahrát na operátora a vyzkoušet si nadávkování různých druhů odpadů do kotle.

Model přečerpávací vodní elektrárny – vzorem nám byla PVE Štěchovice. Účastník může simulovat reakci elektrárny na nedostatek elektřiny v síti v energetické špičce a naopak.

Model rodinného domu – tento model je specifický tím, že jde vlastně o stavebnici. Žák si může, podle svých představ, postavit a vybavit různými technologiemi svůj dům a poté si spočítat jeho energetickou náročnost. Model je mimo jiné rozšířen o malou větrnou a solární elektrárnu.

Drobné modely a měřící sady – na tomto pracovišti si žáci pohrají s autíčky poháněnými sluneční energií, seznámí se na modelu Země s principem střídání ročních období. Mimo jiné mohou žáci provést analýzu vody a půdy a vyzkoušet si jednoduché pokusy se vzduchem.

Příprava projetu:

Pro vybudování našeho motivujícího centra se nechal inspirovat náš pan ředitel Ing. Vilém Koutník, CSc. při návštěvě zahraničí, např. při návštěvě naší spřátelené školy Institutu Dr. Flada v německém Stuttgartu. První orientační oslovení odborné modelářské firmy jsme provedli již v květnu roku 2012. Na podzim roku 2013 jsme realizovali průzkum trhu, kdy jsme oslovili 3 modelářské firmy (z Brna, z Říčan u Prahy a z Německa). Při oslovování firem jsme narazili na problém, že tvorbou interaktivních modelů se zabývá velice málo firem. Hodně firem vytváří modely, ale většinou statické, bez ovládání počítačem. Na základě tohoto průzkumu trhu jsme nastavili ceny modelů do našeho projektu. Na jaře 2014 nás čekala jedna z nejsložitějších částí projektu, tedy podrobně specifikovat jednotlivé modely. K tomuto účelu jsme oslovili externí konzultanty z praxe a naše interní učitele. Odborní konzultanti byli většinou známí a citově spřátelení lidé s naší školou. Např. nám s realizací pomáhal otec jedné žákyně, švagr kolegyně, manžel druhé kolegyně aj.

V září 2014 pak proběhlo 1. kolo výběrového řízení. Do tohoto kola se nám bohužel nikdo nepřihlásil. Druhé kolo bylo realizováno v prosinci 2014, kde se nám podařilo ze 4 firem vybrat vítěznou firmu. V únoru 2015 proběhlo zahájení projektu.

Realizace projektu:

V únoru roku 2015 jsme zrealizovali schůzku zástupců naší školy, modelářské firmy a externích konzultantů. Na této schůzce jsme upřesnili realizaci modelů. Během jara 2015 vybraná firma navštívila příslušná zařízení, z kterých jsme vycházeli při tvorbě jednotlivých modelů.

V říjnu 2015 proběhlo předání modelů. V období podzim, zima 2015/2016 proběhlo otestování modelů. Jedná se totiž o prototypy, které byly vytvářeny naší škole na míru, takže jsme byli rádi za každou podnětnou poznámku. Do připomínkování se nám zapojili učitelé naší školy, učitelé základních škol, žáci naší školy a ZŠ či široká veřejnost v rámci dnů otevřených dveří. Po zakomponování připomínek jsme mohli naše centrum za účasti vzácných hostů 22. března 2016 slavnostně otevřít. Tohoto otevření se např. zúčastnil senátor a náměstek hejtmana Jihomoravského kraje Stanislav Juránek.

Co nás čeká?

Pro jednotlivé modely budeme nyní vytvářet pracovní listy, a to ve verzích pro žáky mateřských, základních a středních škol.

Využití Motivujícího centra:

Naše centrum budeme a již i využíváme při výuce našich předmětů, např. fyziky, ochrany životního prostředí, biologie či předmětu člověk a prostředí. Výuka zde bude od nového školního roku nabízena i žákům ZŠ a MŠ.

Závěrem bych chtěl poděkovat všem, kteří naší škole pomohli s realizací přírodovědného centra, zvláště pak externím konzultantům. Přeji centru, ať úspěšně popularizuje přírodní a technické obory a žáky práce v našem centru baví a přinese jim poučení do jejich odborného i osobního života.

Autor článku: Ing. Tomáš Buriánek

koordinátor realizace modelů motivujícího centra SPŠ chemické Brno
vedoucí sekce přírodovědných a technických předmětů
v neposlední řadě učitel chemie a environmentálních předmětů

Fotogalerie ze slavnostního otevření