Летняя учебно-исследовательская практика ФМЛ № 30, 2014 год

Предлагаемая практика включает четыре основные элемента.

1. Курс "Задачи университетских и межвузовских олимпиад", содержащий обзор задач ряда олимпиад последних лет и методов их решения (Громов А.Л.)
2. Курс "Элементы теории вероятностей", посвященный изложению основных понятий и фактов элементарной теории вероятностей и смежным вопросам комбинаторики (Виноградов А.С.)
3. Практические занятия по материалу обоих курсов.
4. Дополнительный курс "Избранные методы и проблемы современной математики". ( Р.С. Пусев)

Общий объем практики 40 часов

Занятия будут проходить со 2 по 11 июня, каждый день, кроме воскресений, с 10:00 до 14:30 на 14 линии ВО, д. 29

Летняя практика «Механика и информатика» состоит из двух частей.

1. Механика

   Место проведения – Петергоф, Университетский пр., д.28
   Пн, 2 июня.	11:00	Ауд. 3209	Вводная лекция
   	12:30	Лаборатория аэродинамики.	Знакомство с аэродинамической трубой АТ-11.
   Вт, 3 июня.	11:00-15:00	Научно-исследовательский центр "Динамика"	Знакомство с задачами теории упругости.
   Ср, 4 июня.	11:00-15:00	Компьютерный класс	Решение задач гидромеханики в пакете прикладных программ "Ansys"
   Чт, 5 июня.	11:00-15:00	Ауд. 3209.	Решение олимпиадных задач по механике. Робототехника на мат-мехе: кибернетика и системное программирование.

2. Информатика

   Место проведения – ВО, 10 линия, д.33/35, 95 аудитория
   Пт, 6 июня	Рассказ о современных задачах робототехники. Разбор алгоритмов на примере роботов, создаваемых студентами мат-меха из кибернетического конструктора ТРИК. Обучение основам кибернетики с применением имитационного моделирования.
   Пн, 9 июня	Эра "Интернета вещей" для программиста. Основы программирования встраиваемых систем на примере кибернетического контроллера ТРИК. Основы администрирования Linux. Управление моторами и чтение показаний датчиков .
   Вт, 10 июня	Проектная работа в командах. В течение дня нужно будет разработать робота и сделать модель для "умного дома". Будут предложены темы, но приветствуется творческая инициатива.
   Ср, 11 июня	Основы информационного поиска. Вводная лекция и практическое занятие

   Срок сдачи отчета – в течение 17-18 июня 2014г.

В Программу практики включены: научно-популярные лекции по современной физике, лабораторный практикум, выполнение Учебно-исследовательских проектов под руководством научных сотрудников на современном экспериментальном оборудовании Научного Парка СПбГУ.

Доставка школьников на физический факультет и обратно осуществляется автобусом (пр.Ветеранов — факультет — пр.Ветеранов).

Подробности на сайте Летней практики http://phys.spbu.ru/school

В Программу практики включены: научно-популярные лекции по современной физике, лабораторный практикум, выполнение учебно-исследовательских проектов под руководством научных сотрудников на современном оборудовании Научного Парка СПбГУ.

Математика и информатика в современной экономике и бизнесе.

Место проведения: Экономический факультет СПбГУ, ул. Таврическая 21-25.

Занятия проходят на кафедре "Прикладная математика" Института прикладной математики и механики (Физико-механического факультета) СПбГПУ - лидера образовательного рынка России в области компьютерной графики и прикладной математики. На кафедре "Прикладная математика" создана лаборатория компьютерной графики, занимающаяся передовыми технологиями CG и Computer Science, где и будут проходить занятия.

В июне 2014 года на кафедре "Прикладная Математика" СПбГПУ пройдет пятая по счету летняя школа по программированию для 10-классников ФМЛ № 30.

Участие в летней школе поможет вам познакомиться с задачами, над решением которых работают студенты и сотрудники кафедры прикладной математики. Темы и расписание занятий будут доступны на сайте кафедры прикладной математики.

В этом году темой занятий в летней школе будет компьютерная обработка изображений, и машинное зрение. Мы познакомим вас с задачами распознавания объектов на изображениях, обработке медицинский изображений и 3х мерной реконструкции объектов по серии изображений.

Занятия в школе будут проводится в течении 2х недель. На первой неделе будут прочитаны лекции, по теме летней школы вместе с практической работой. Вторая неделя отведена под выполнение индивидуального проекта. Также во время летней школы мы познакомим вас с другими кафедрами института прикладной математики и механики, будут организованы обзорные экскурсии.

Лекции и упражнения рассчитаны на школьников, хорошо усвоивших школьную программу 10-го класса ФМЛ № 30 по математике и имеющих навыки программирования на языке Си.

В ходе практики вы также сможете пообщаться со студентами, выпускниками и преподавателями кафедры "Прикладная математика". Узнать, как складываются карьеры студентов и выпускников. И получить ответы на все интересующие вас вопросы, касающиеся обучения в университете.

Формат практики по дням:

• 2,3,4,5 июня — летняя школа (лекции + упражнения).
• 6-11 июня — выполнение летнего проекта (самостоятельная работа + практические занятия).
• 16 июня — подведение результатов.

Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций Санкт-Петербургского государственного политехнического университета объединяет кафедры физико-технического, радиофизического и физико-механического факультетов, а также факультета медицинской физики и биоинженерии. Институт ведёт подготовку бакалавров и магистров по направлениям «Физика» и «Техническая физика». Особенностью института является тесное сотрудничество с Физико-техническим институтом им. А.Ф.Иоффе РАН: ведущие учёные ФТИ преподают на многих кафедрах, вошедших в институт, а студенты выполняют свои дипломные работы (бакалаврские и магистерские) в лабораториях ФТИ, являясь к 6-му курсу уже полноправными членами научных коллективов.

В 2014 году мы предлагаем следующую программу практики для учащихся ФМЛ № 30 в Институте физики, нанотехнологий и телекоммуникаций (ИФНиТ) СПбГПУ:

1. Знакомство с СПбГПУ: его историей, современной структурой, направлениями подготовки специалистов и научных исследований.
2. Лекции ведущих учёных, работающих в ИФНиТ по наиболее интересным направлениям современной физики, включая астрофизику, управляемый термоядерный синтез, нанотехнологии, биофизику.
3. Посещение лабораторий ИФНиТ в СПбГПУ, ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН и Научно-образовательном центре РАН. В частности, планируется посещение лабораторий кафедр:
   • физики плазмы;
   • космических исследований;
   • физики и технологии наноструктур;
   • биофизики;
     а также лабораторий ФТИ: физики плазмы, нелинейных оптических и фотоэлектрических явлений в полупроводниках, квантоворазмерных гетероструктур, оптики поверхности, и лаборатории наноэлектроники Академического университета (АУ).
     • Самостоятельная работа учащихся под руководством преподавателей и сотрудников ИФНиТ. Учащимся будет предоставлена возможность принять хоть небольшое, но всё же участие в реальных научных исследованиях, проводимых в ИФНиТ.
     • В последний день практики на общем семинаре учащиеся расскажут о результатах своей самостоятельной работы.

Лекционно-практический цикл «Введение в молекулярную биологию»

Краткая программа занятий:

• «Молекулярная биофизика: жизнь с точки зрения точных наук» (лекции)
  Жизнь с точки зрения физика. Энтропия и энергия, порядок и беспорядок в живых системах. Самоподдерживающиеся системы – живые и неживые: равновесие, устойчивость, стационарность. Биомолекулы - «материальная база» живых систем. Генетическая информация. Передача информации в клетках. Биологические сигнальные системы – их уровни. Эволюция, ее роль в образовании и продолжении жизни.
• Лекционно-практический курс «Введение в биоинформатику»
  Биополимеры. Последовательность биополимеров как текст. Значение биологических «текстов»: уровни структуры биополимеров. Изучение и предсказание свойств биополимеров по их последовательностям с помощью вычислительных методов. Молекулярная филогения и молекулярная эволюция. Практические упражнения: предсказание свойств и построение филогенетических деревьев для белков с использованием открытых международных баз данных по биоинформатике.
• Лекционно-практический курс «Плазмидные ДНК»
  Внехромосомные генетические элементы бактерий. Практическое значение плазмид, метод рекомбинантных ДНК. Методы выделения и анализа плазмидных ДНК. Практические упражнения: выделение (очистка) плазмидной ДНК. Гель-электрофорез. Рестрикционный анализ плазмидных ДНК.

Возможно расширение программы.

Планируются экскурсия по кафедре «Биофизика» и в НИК «Нанобиотехнологии» СПбГПУ.

Занятия ведут

• к.б.н., доц. каф. «Биофизика» Санькова Татьяна Петровна
• д.б.н., проф. каф. «Биофизика» Скворцов Алексей Николаевич

Тема практики — современная медикобиологическая лаборатория.

Предполагаемая практика посвящена ознакомлению учащихся с современными методами лабораторной практики в медико-биологических дисциплинах: клеточной и молекулярной биологии.

Требования к учащимся, проходящим практику: хорошие знания курса биологии, химии и физики 10 класса общеобразовательной школы.

Практика проводится на базе Санкт Петербургского политехнического университета (кафедра медицинской физики, лаборатория молекулярной нейродегенерации и кафедра гражданского строительства и прикладной экологии).

Программа учебно-исследовательской практики

Теоретические занятия в форме лекций и семинарских занятий по темам:

1. Принципы организации медико — биологической исследований.
2. Принципы организации экологических исследований
3. Принципы органицации медико — биологических диагностических исследований
4. Основные группы приборов, применяющихся в собременных медико — биологических лабораториях
5. Современные экологические подходы к альтернативным источникам энергии. Проблема парникового эффекта
6. Подготовка докладов на научных конференциях

1. Занятие в лаборатории молекулярной нейродегенерации
2. Занятия в лаборатории биоредукции и альтернативных источников энергии
3. Занятие в иммунологической лаборатории
4. Занятие в лаборатории клинической и лабораторной диагностики.

Куратор практики Воробьев К.В. профессор кафедры "Медицинская физика".

Тема практики: разработка цифровых устройств с использованием микросхем программируемой логики.

Создание цифровых устройств и систем с использованием современных технологий проектирования и элементной базы микросхем программируемой логики не требует громоздкого технологического оборудования и может быть выполнено за считанные часы. Возможность использования языков описания высокого уровня, функциональных и временных моделей позволяет быстро протестировать проект, а реализация его на реальной аппаратуре лабораторного стенда — убедиться в работоспособности.

Цель практики: ознакомиться с современными технологиями и инструментальными средствами проектирования цифровых систем на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС) программируемой логики, получить практические навыки разработки цифровых устройств.

Примерный план работы

Кафедра фотоники и оптоинформатики предлагает познакомиться с инновационными направлениями в оптике и выполнить исследовательскую работу в рамках летней практики.

Программа практики включает:

Лекционно-ознакомительные занятия по следующим темам

• Основы оптоинформатики
• Фемтосекундные технологии в современной технике
• Квантовая информатика

Экскурсионное занятие в Музее Оптики

Беседа с П.Беловым, выпускником ФМЛ № 30, лауреатом премии Президента РФ за лучшие научные работы молодых ученых в 2010г.

Планируется проведение практических занятий по следующим темам:

• Основные характеристики полупроводиковых лазеров как источников монохроматического излучения.
• Основные свойства голограмм.
• Квантовая криптография: распространение абсолютно стойкого ключа между двумя легитимными пользователями.
• Дифракция излучения на решетках с различными характеристиками.
• Фемтосекундные технологии: исследование материалов и веществ для медицины и систем безопасности с помощью терагерцового излучения.
• Получение изобразительных голограмм по методу Ю.Н.Денисюка.
• Передача информации с помощью оптического волокна и световода.

Предлагаемый курс посвящен введению оптические материалы и технологии. Будут освещены темы свойств и методов получения оптических материалов, методов исследования оптических материалов в том числе и наноматериалов. Дается практика оформления научно-технической документации.

Требования к слушателям: хорошее владение курсом физики и математики 10 класса ФМЛ № 30 желание получать новые знания .

Занятия проводятся в здании кафедры Оптоинформационных технологий и материалов с понедельника по пятницу, по 4 академических часа с 11:00.

Программа курса: Программа курса разделена на 2 блока практики и лекции.

1. Лекции (24 часа)
   1. Основы теории кристаллов. Основные методы синтеза кристаллов. Виды кристаллов и применение кристаллов в оптике.
   2. Основы теории стеклообразного состояния. История стекла. Основные способы синтеза. Виды стекол и применение в науке и технике
   3. Основы теории поглощения света. Закон Бугера. Особенности поглощения света наноматериалами. Квантово-размерные эффекты.
   4. Основы теории люминесценции. Испускание света веществом. Тепловое излучение и люминесценция. Применение люминесценции
   5. Современные оптические наноматериалы. Что такое наноматериалы. Способы получения. Особые свойства наноматериалов.
   6. Применение наноматериалов. Виды наноматериалов. Сферы применения.
2. Практические занятия (24 часа)
   1. Синтез кристаллов из раствора.
   2. Высокотемпературный синтез стекла
   3. Исследование квантово-размерного эффекта
   4. Люминесценция драгоценных и полудрагоценных камней
   5. Определение размеров наночастиц рентгеновским методом
   6. Люминофоры для белых светодиодов

Основы оформления научно- технической документации

• Оформление документов в Word. Нумерация страниц. Заголовки. Составление оглавления. Нумерация картинок со ссылкой в тексте. Стандартная структура технической книги.
• Основы публичных выступлений
• Риторика (паузы, дыхание, артикуляция, эмоции, движение), оформление презентаций в Power Point, технический английский.
• Выполнение собственного проекта

Отчетность: выполнение зачетного проекта с оформлением технической документации.

В этом году предлагается провести летнюю практику факультета электроники (ФЭЛ) для ФМЛ № 30 в виде практических занятий на кафедрах по соответствующим направлениям. Предполагается по несколько человек на каждую кафедру.

План работы группы на практике.

Приблизительное расписание практики 02.06.2014-20.06.2014. Ежедневная продолжительность занятий – 4 академических часа.

Институт прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА РАН) является одним из крупнейших астрономических институтов мира, ведущий исследования в области новых методов астрометрии и геодинамики, эфемеридной астрономии, классической и релятивистской небесной механики, радиоастрономии и радиоинтерферометрии, космической геодезии и фундаментального координатно-временного обеспечения.

Со 2 по 18 июня 2014 г. в ИПА РАН под руководством ученых и специалистов института будет проходить летняя производственная практика для учеников 10-х классов. В ходе практики школьники познакомятся с работой института, прослушают лекции по астрономии, космической геодезии, радиоастрономии, вычислительной математике, выполнят практические задания, получат информацию по ВУЗам, готовящим специалистов в соответствующих областях.

Лекции и практические занятия будут проходить в теоретических и инженерных лабораториях института, которые находятся в самом центре Санкт-Петербурга на набережной Кутузова д. 10 и Ждановской ул. д. 8, а также в Радиоастрономической обсерватории «Светлое», расположенной в поселке Светлое Приозерского района Ленинградской области.

В практике могут принять участие все желающие учащиеся 10-х классов ФМЛ №30. По вопросам предварительной записи на практику просьба обращаться Реневу Олегу Вадимовичу и Павлову Дмитрию Алексеевичу.

Адреса:

• ИПА РАН, наб. Кутузова д.10 (м. Чернышевская)
• ИПА РАН, Ждановская ул. д.8 (м. Спортивная)

Предлагаемый курс посвящен введению в робототехнику. На занятиях будут рассмотрены основы работы с платой Arduino, небольшой платой с собственным процессором и памятью. На плате т есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества.

В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом можно создать бесконечное количество уникальных классных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке.

В рамках курса учащиеся овладеют основами схемотехники, программирования микроконтроллеров, создадут собственные «умные» системы освещения, простейшие игры и многое другое. Так же каждый слушатель разработает индивидуальный проект, и пройдет все стали от проектирования до защиты и написания технической документации к своему изобретению.

Требования к слушателям: хорошее владение курсом физики и математики 10 класса ФМЛ № 30, знание языка программирования "Си". Программа курса:

Все темы подразумевают теоретические занятия и практику (компьютерную практику).

Отчетность: выполнение зачетного проекта с оформлением технической документации.

Занятия ежедневные (кроме воскресенья), по 4 астрономических часа (с перерывами на кофе-брейк) с 10:00.

У успешно закончивших обучение в группе есть возможность присоединиться к центру робототехники ФМЛ № 30 в 11 классе

Предлагаемый курс летней учебно-исследовательской практики посвящен основам и особенностям разработки приложений на основе графических систем OpenGL и DirectX (Direct3D), позволяющих создавать плоские и трехмерные сцены и анимацию. Занятия группы охватывают вопросы разработки программ под WinAPI (прямая работа с буфером кадра), написание программ с использованием "низкоуровневых" интерфейсов OpenGL (версий 1.02 - 4.4) и DirectX (версии 9.0).

Исследуемые проблемы: матричная и векторная алгебра, моделирование в пространстве, анимация, текстурирование, освещение и тонирование, построение 3D систем, программирование GPU с помощью шейдеров, спецэффекты и т.д.

Требования к слушателям: знание языка программирования "Си" (на уровне понимания массивов и т.п.), хорошее владение курсом математики 10 класса ФМЛ № 30.

Занятия проводятся в здании Физико-математического лицея № 30 (7-я линия ВО, д.52).

Координатор и руководитель группы: Галинский В.А.

Первое занятие: понедельник, 2 июня 2014 г., 10:00, кабинет № 111.

Программа курса и рассматриваемые темы:

• Использование средств разработки программ на Си под ОС Windows.
• Проектирование базового макета программы под WinAPI.
• Двойная буферизация и простейшая мультипликация.
• Вопросы синхронизации в анимационных проектах.
• Некоторые аспекты векторной алгебры. Вектора на плоскости и в пространстве.
• Аффинные преобразования. Представление посредством матриц. 2D и 3D преобразования координат, композиция преобразований.
• Проецирование.
• Выполнение построения 3D сцен с помощью "проволочной" анимации.
• Визуализация 3D пространства, мировая и камеральная системы координат.
• Библиотека OpenGL. Инициализация в WinAPI.
• Создание макета программы, использующей OpenGL и WinAPI (WGL).
• Разделение управления в программе: инициализация, управление визуализацией, вывод (rendering), синхронизация и обслуживание ввода.
• Примитивы OpenGL и их параметризация.
• Программирование шейдеров, современный графический конвейер, язык программирования шейдеров GLSL. Использование вершинных и фрагментных ("пиксельных") шейдеров.
• Тонирование и работа с цветом.
• Освещение в OpenGL. Источники света.
• Текстурирование.
• Billboard и разные спецэффекты (прозрачность, тени, неплотные среды и т.п.).
• Программирование взаимодействия с игровыми манипуляторами и устройствами ввода (мышь, клавиатура, Joystick, Game pad, Wheel и т.п.)
• Програмирование 3D звука, взаимодействие со звуковой картой, библиотека OpenAL.
• (опционально) API Direct3D. Основные отличия от OpenGL. Система визуализации: Си+WinAPI+Direct3D.

Все темы подкрепляются интересными примерами, анимационными задачами, выполняемыми слушателями на компьютере. В процессе практики участники разрабатывают 3-хмерные игровые программы, программы визуализации объемных сцен и моделей.

Отчетность: выполнение практического задания, составление электронного отчета в конце практики.

Занятия ежедневные (кроме воскресений и 12-го июня), по 6 астрономических часов (с перерывами на кофе-брейки и на обед) с 10:00.

У посещающих группу есть возможность присоединиться к программистскому лагерю ФМЛ № 30 (~16 июля - 5 августа) после собеседования.