STEM( Наука, технологии, инженерия и математика)

STEM-лаборатория — это инновационная образовательная и исследовательская среда, предназначенная для развития научно-исследовательских, технических и практических навыков обучающихся посредством интеграции науки, технологий, инженерии и математики.

Деятельность лаборатории направлена на внедрение современных технологий в образовательный процесс, проведение практических и экспериментальных работ, разработку инженерных проектов и решение научно-технических задач.

Основная цель лаборатории

Формирование научного мировоззрения обучающихся, развитие их исследовательских способностей и совершенствование практических навыков в области науки и техники посредством применения технологий STEM-образования.

Основные задачи лаборатории

Организация практических занятий по направлениям науки, технологий, инженерии и математики.

Создание условий для освоения робототехники, программирования и технологий автоматизации.

Разработка инженерных проектов и технических моделей.

Проведение экспериментальных исследований и анализ полученных результатов.

Применение технологий 3D-моделирования, цифрового проектирования и прототипирования.

Развитие критического мышления, творческих способностей и навыков проектной деятельности обучающихся.

Содействие разработке междисциплинарных научных проектов и инновационных решений.

Основные направления деятельности лаборатории

Научные исследования: экспериментальное изучение физических, химических и математических явлений.

Робототехника и автоматизация: конструирование роботов, работа с датчиками и разработка автоматизированных систем.

Программирование и цифровые технологии: создание алгоритмов, разработка программных продуктов и использование цифровых инструментов.

Инженерное проектирование: моделирование, конструирование технических устройств и создание прототипов.

3D-моделирование и прототипирование: разработка трёхмерных моделей и их практическое применение.

STEM-образование: организация проектного обучения, практических заданий и научно-технических конкурсов.

Используемое оборудование и технологии

В зависимости от фактической материально-технической базы лаборатории могут использоваться следующие виды оборудования и технологий:

робототехнические наборы и микроконтроллеры;

электронные компоненты и датчики;

программируемые устройства;

3D-принтеры и инструменты моделирования;

компьютеры и инженерное программное обеспечение;

измерительные приборы для проведения физических экспериментов;

системы автоматизации и цифрового проектирования.

Ожидаемые результаты

Развитие научно-исследовательских и инженерных компетенций обучающихся.

Повышение качества практических экспериментов и проектных работ.

Формирование навыков робототехники, программирования и инженерного моделирования.

Разработка инновационных технических проектов и прототипов.

Развитие междисциплинарных исследований и научно-технического творчества.

Совершенствование практики современного STEM-образования в высшем учебном заведении.

Инновационная исследовательская среда, предназначенная для развития образовательного процесса, научных исследований и практического обучения с использованием технологий виртуальной (VR), дополненной (AR) и смешанной реальности (MR).

Деятельность лаборатории может быть направлена на создание виртуальных пространств, работу с трёхмерными (3D) моделями, проведение интерактивных симуляций, а также внедрение цифровых технологий в образовательную и научно-исследовательскую деятельИнновационная исследовательская среда, предназначенная для развития образовательного процесса, научных исследований и практического обучения с использованием технологий виртуальной (VR), дополненной (AR) и смешанной реальности (MR).

Деятельность лаборатории может быть направлена на создание виртуальных пространств, работу с трёхмерными (3D) моделями, проведение интерактивных симуляций, а также внедрение цифровых технологий в образовательную и научно-исследовательскую деятельность.

Основная цель лаборатории

Совершенствование практических навыков обучающихся, повышение эффективности научных исследований и формирование современной цифровой образовательной среды посредством использования технологий виртуальной и дополненной реальности.

Основные задачи лаборатории

• Разработка и использование образовательных ресурсов на основе технологий виртуальной и дополненной реальности.
• Создание трёхмерных объектов, моделей и виртуальных сред.
• Использование интерактивных обучающих программ и виртуальных симуляций.
• Развитие практических навыков обучающихся в безопасной виртуальной среде.
• Внедрение технологий VR/XR в научно-исследовательскую и проектную деятельность.
• Создание условий для проведения междисциплинарных исследований в области цифровых технологий, искусственного интеллекта и интерактивной визуализации.

Основные направления деятельности лаборатории

1. Образование: разработка виртуальных занятий, интерактивных учебных материалов и практических упражнений.
2. Научные исследования: визуализация сложных процессов, 3D-моделирование и проведение виртуальных экспериментов.
3. Инженерия и техника: исследование трёхмерных моделей устройств, механизмов и технических объектов.
4. Медицина и биология: визуализация анатомических моделей и биологических структур.
5. Разработка цифрового контента: создание виртуальных пространств, интерактивных приложений и проектов AR/XR.

Используемые технологии и оборудование

В зависимости от фактического оснащения лаборатории могут применяться следующие технологии и оборудование:

• VR-очки и гарнитуры виртуальной реальности;
• устройства AR/MR;
• компьютеры с высокой графической производительностью и рабочие станции;
• программное обеспечение для 3D-моделирования и визуализации;
• системы отслеживания движений и интерактивные контроллеры;
• программные средства для разработки виртуальных симуляций.

Ожидаемые результаты

• Разработка инновационных цифровых образовательных ресурсов;
• развитие пространственного мышления и практических навыков обучающихся;
• внедрение виртуальных экспериментов и интерактивных моделей в учебный процесс;
• развитие научных проектов и междисциплинарных исследований;
• расширение возможностей применения цифровых технологий в высшем учебном заведении.

По информации Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан, учёные Университета Ахмеда Ясави ввели в эксплуатацию на территории кампуса солнечную электростанцию мощностью 30 кВт. Данная инициатива направлена на развитие проектов в области «зелёной» энергетики и поддержку целей устойчивого развития.

Проект реализован в рамках грантовой программы «Развитие научно-исследовательской и инженерной деятельности студентов посредством внедрения STEM-проектов в области солнечной энергетики» и призван обогатить академический и практический опыт студентов.

Солнечная электростанция служит важной образовательной и научно-исследовательской площадкой для подготовки будущих специалистов в области инженерии и технологий. Студенты получают возможность оценивать эффективность работы солнечных панелей, исследовать влияние угла падения солнечных лучей, температурных изменений и накопления пыли на выработку электроэнергии, оптимизировать размещение панелей, применять эффективные инверторы, интегрировать системы хранения энергии, а также проводить экономический и экологический анализ. Результаты этих исследований интегрируются в учебные курсы по физике, инженерии и наукам об окружающей среде.

Для мониторинга и управления работой станции используется платформа SolarMan SMART. Она позволяет отслеживать работу инверторов в режиме реального времени, анализировать данные, выявлять неисправности и дистанционно управлять системой. Платформа предоставляет подробную информацию о текущем состоянии инверторов, объёмах производства и потребления электроэнергии, а также об общей эффективности системы.

Ожидается, что запуск солнечной электростанции будет способствовать снижению зависимости университета от традиционных источников энергии и внедрению экологически чистых технологий. Кроме того, проект создаёт условия для развития научно-исследовательских компетенций студентов, применения теоретических знаний на практике и углублённого понимания значимости возобновляемых источников энергии.