Як чернігівський школяр розробив та оприлюднив ПЗ для шкільних інтерактивних дощок

Одинадцятикласник з Чернігова Микола Акулов, учень чернігівського осередку «Малої академії наук України», розробив програмне забезпечення для інтерактивних дощок. З ним він здобув золото у Міжнародному інноваційному шоу INOVA 2021, що проходило в жовтні 2021 року в хорватському Загребі. Наразі його розробкою користуються у рідному ліцеї та в Національному університеті «Чернігівська політехніка», пише dev.ua.

Хлопець розповів dev.ua, навіщо потрібна його розробка, як вона працює, та що Микола планує робити далі.

Інтерактивні експерименти

Школяру з Чернігова Миколі Акулову 16 років. Він цікавиться фізикою та електротехнікою, захоплюється 3D-дизайном.

Ідея розробки з’явилась, коли хлопець побачив, що закуплені інтерактивні дошки в українські школи, використовуються не зовсім за призначенням, не повністю розкривається їхній потенціал.

«На них просто малювали, замість того, щоб використовувати інтерактивні функції», — згадує Акулов.

Тому він розробив Graph — програмне забезпечення для шкільних інтерактивних дощок, що включає набір функціоналу для експериментів з фізики, математики, інформатики, хімії та інших предметів.

«Наприклад, у карантин треба провести на фізиці експеримент з електротехніки, скласти якесь електричне коло, зробити лабораторну роботу. Можливостей немає це зробити руками, але можна провести віддалено експеримент через набір симуляцій, які містить програма», — пояснює користь своїх розробок Микола.

Програма Graph запускається на комп’ютері, і на інтерактивній дошці вмикається демонстрація екрану.

«Фішка саме в тому, що Graph містить лише те, що дає шкільна програма, — пояснює розробник. — При цьому тут все максимально полегшено. Це важливо, бо вже є програми, через які можна провести аналогічні експерименти, але вони орієнтовані на професіоналів і містять надто широкий функціонал».

Розумна дошка

Хлопець зі своєю розробкою також брав участь у конкурсі МАНУ «Майбутнє України» та посів перше місце.

По багатьох предметах програма може запропонувати інтерактивні режими, у які Миколою додана частина шкільного матеріалу.

Для інформатики — це можливість писати маленькі програми без написання коду. Тут потрібно лише з’єднувати блоки, які вже містять блоки коду. Це дасть можливість учням думати над самою програмою, над алгоритмом і ідеями програмування, а не над тим, де треба ставити квадратні, де круглі, а де фігурні дужки. Після освоєння цього першого невеличкого кроку вже можна сміливо переходити до написання коду.

Для фізики — програма містить матеріали з електротехніки, тут можна зробити обрахунок електричних кіл, спостереження інтерференцій хвиль та віртуальні експерименти з електростатики.

Для математики — математичні графи, наприклад, обрахунок найкоротшого шляху.

«Є карта України, на якій можна обрати дві точки й отримати найкоротші шляхи», — пояснює Микола.

Для інших предметів, наприклад, для історії чи географії, є режим інтерактивних карт з можливістю додавати фонову музику, фото та відеооб’єкти. Є окремий режим для астрономії з демонстраціями гравітаційної взаємодії тіл.

Школяр розповідає, що при наповненні програми орієнтувався в першу чергу на ті розділи предметів, які викликають складність сприйняття у більшості учнів, і спочатку намагався додати саме їх. На питання, невже він так добре все це знає, розробник відповідає: «Я ходжу на олімпіади з фізики, математики, астрономії, і мені відома шкільна програма, інформацію по якій я і додавав у Graph».

Graph навиворіт

Програма має вбудований редактор для кожного режиму. Тобто, наприклад, учень побачив якусь задачу з фізики — знайти струм у даному електричному колі. Він відкриває програму, будує у декілька кліків це коло, задає напругу і відразу бачить струм і може перевірити свою відповідь. На додачу він бачить список рівнянь, які програма склала для даного кола, може із цим звіритись. Вчитель може зробити перед уроком декілька таких кіл, які вона вважає за потрібне, а на уроці за їх допомогою провести лабораторну роботу. Потім ці кола можна зберегти — для подальшого використання.

Програмне забезпечення написане на базі Qt кросплатформенного фреймворка для розробки ПЗ програмною мовою C++. Деякі бібліотеки, зокрема для роботи з комплексними числами, написані мовою C, а для елементів дизайну використаний CSS. Мова розмітки HTML використана для розробки сайту, але він поки що доступний тільки англійською.

Надихнув вивчати програмування Миколу його вчитель, що вів факультатив з фізики та інформатиці. Саме Сергій Матвійчук показав хлопцеві на занятті основи програмування.

«І мені так зайшло, що почалось все з Пасклю, потім перейшли на С, потім С++, а далі й графічний інтерфейс вже підтягнувся», — згадує навчання Акулов.

Взагалі, Микола говорить про себе, що він «лише ходив до школи». А там вже відвідував факультативи з фізики, інформатики й гурток з робототехніки, на навчання з електротехніки й телекомунікаційних систем — ходив до Малої академії наук.

«Зібрати щось руками, якийсь приймач чи підсилювач — це я люблю. А разом з цим ще й програмування додалось, та і без математики тут важко», — описує вподобання школяр.

Один за всіх

Працює школяр самостійно, без команди.

«В команді одна людина, нікому роботу не передоручити», — шуткує розробник.

Програму Микола Акулов сам розробляв десь понад два років. «Але це поступовий процес, влітку активніше, коли є вільний час, з осени це трохи повільніше проходить», — зазначає він.

Хлопець розповідає, що багато часу займає паперова робота: крім написання коду, потрібно ще написати інструкції й оформити матеріали для презентації.

З цим допомагав розробнику його науковий керівник Дмитро Покришень. «Звісно за мене він нічого не пише, але допомагає слушними порадами де, як і що можна зробити краще», — пояснює Микола.

Зараз хлопець намагається зареєструвати інтелектуальне право на свою розробку в «Укрпатенті», але продавати її не планує.

«Я вважаю, що медицина і базова освіта у нашій країні мають бути безкоштовними, тому зробив свій вклад, і використати його може будь-хто», — наголошує розробник.

Не тільки школи

Розробкою вже близько року користуються у рідному для Миколи Чернігівському ліцею № 32 та у Чернігівській політехніці, при якій і існує гурток Малої академії наук.

«У Політехніці тепло прийняли розробку, мабуть, через те, що тут я відвідую гурток. Напевне, тому що знають — я вірусів ніяких туди не напхав», — шуткує хлопець.

Наразі Graph пристосований до шкільної програми, але теоретично ПЗ можна доповнити й програмою університетів.

Програма та алгоритми є на сайті університету inel.stu.cn.ua, і будь-хто може нею скористатись.

Плани

«Моє майбутнє поки не вирішене, але схиляюсь більше до професії інженера», — ніяковіє Микола.

Він відзначає, що інженер — це дуже широке поняття, можна щось будувати, запускати ракети, бути інженером програмного забезпечення, але точно обере щось з цього.

Акулов не впевнений, що хоче професійно займатись інформатикою. «Фізика мені ближча», — каже хлопець. Проте, школяр навіть не впевнений, що залишиться на навчання в Україні. Вирішувати це питання буде трохи згодом.

Але поки Микола каже: «Я прийму рішення тоді, коли буде здано ЗНО, і по балах можна буде порахувати, куди є можливість буде подітись».

І, попри результати, у майбутньому Акулову точно хочеться працювати в Україні, робити щось нове.