Олимпиада МФТИ по электронике для школьников24.01.2017 19:33

В этом году впервые состоится Олимпиада МФТИ по электронике для школьников 5–11 классов! Что ожидает участников? Сложные задачи, практическая работа по сборке схем, призы и рекомендации для поступающих!

61c6235daf9d4132a64c96fea7ab7be4.png2ac5790714ca440b81afbed372103ce0.png

Задачи для примера: найти общее сопротивление участка цепи, построить таблицу истинности для схемы

Все подробности об олимпиаде вы можете найти в социальной сети для абитуриентов Abitu.Net по адресу: http://abitu.net/event/1970

Олимпиада состоит из двух этапов:

  • Онлайн-этап: 16 декабря — 1 марта 2017 года.
  • Очный этап: конец марта 2017 года


В олимпиаде две возрастных категории. Рассмотрим их поподробнее, поскольку задания кардинально различаются.

5–8 класс


Онлайн-тур длится 3 часа и содержит несложные и забавные задания по электронике. Все задания имеют практическую направленность: в них нужно предсказать поведение устройства, найти ошибки в схеме, выбрать подходящий элемент и дополнить схему.

Поскольку такого предмета, как «Электроника», в школьной программе нет, да и темы эти изучаются в учебнике за 8 класс, то эта возрастная категория содержит мотивирующие задания. Конечно, ученик ответит на задания лучше, если он, к примеру, ходит в кружок электроники или занимается дома самостоятельно. Но даже если он совсем новичок — мы указали темы, которые нужно знать, а также разобрали демо-задачи, поэтому не так сложно подготовиться и изучить материал самостоятельно. О темах и литературе будет далее, более подробно.

Цель — заинтересовать и увлечь электроникой школьников, а также дать возможность кружкам электроники посоревноваться в уровне знаний их воспитанников.

Вот, для примера, разбор одной из демо-задач. Здесь я рассказываю о том, как построить таблицу истинности для схемы из нескольких логических вентилей ИЛИ-НЕ. Как вы видите, это даже и не столько электроника, сколько информатика:


9–11 класс


А в этой возрастной группе уже всё серьёзно: сложные задачи по материалам из школьной программы. Они охватывают разные темы из школьной физики, но упор делается именно на электронику. Здесь цель — выявить самых сообразительных, чтобы в будущем работать с ними уже как со студентами МФТИ. Онлайн-тур длится 4 часа.

Вот вам для примера — разбор первой демонстрационной задачи. Её и не каждый взрослый специалист решит, не правда ли? Только самые хардкорные задачи от кафедры общей физики МФТИ!

Сразу ответ на частый вопрос: сколько баллов к ЕГЭ дает олимпиада? Ответ такой: на данный момент — нисколько, потому что олимпиада в этом году проводится первый раз. Поэтому пока приз такой: баллы в кадастр абитуриентов и рекомендации от организаторов к поступлению в Физтех-школу радиотехники и компьютерных технологий (ФРКТ), а также развивающие подарки и прохождение на заключительный этап на следующий год, когда олимпиада, возможно, станет уровневой

Наша цель — сделать олимпиаду уровневой, чтобы она давала 100 баллов за ЕГЭ по физике. Но для этого олимпиада должна успешно стартовать в этом году и пройти по ключевым характеристикам, таким как число участников.

Специфика олимпиады
В чем отличие нашей олимпиады от множества других?

Во-первых, очный этап будет проводиться с конструированием схем на макетной плате! Мы считаем, что электроника невозможна без практики, да и собирать схемы — это нечто новое на олимпиадах.

1355d7b9e0af4cfe93b08296a31688c7.png

В разборе демо-задач мы не только объясняем, как их решать, но и показываем решение «вживую» — из электронных компонентов.

Во-вторых, мы постарались сделать задачи из «мотивирующей части» похожими на британский экзамен по электронике GCSE Electronics. Британские школьники могут выбрать его как один из факультативных при получении аттестата об общем среднем образовании. Из материалов теста можно сделать вывод, что экзамен достаточно сложен, при этом задания в нём очень интересные, и совсем не напоминают ЕГЭ. Наше мнение — российские школьники должны тянуться к этой планке и не уступать британским ровесникам.

e3b77f9ad7af41898d26cce5e6b56c31.png

Источник картинки — видео для подготовки к британскому экзамену по электронике

В-третьих, для нас очень важна мотивирующая часть олимпиады. Мы очень хотим, чтобы на олимпиаде школьники имели шанс познакомиться с электроникой и заинтересоваться ею в как можно более раннем возрасте: даже не в 8–11 классе (когда уже все думают о ЕГЭ и поступлении), а в 5–6 классе. Опыт школьных технических кружков демонстрирует нам, что уже в этом возрасте юный талант в состоянии понять основы электроники и цифровой логики.

Появляется всё больше и больше кружков электроники — на волне интереса к хобби-робототехнике, приходит осознание того, что без электроники робототехника невозможна. Для кружков наша олимпиада — шанс проверить уровень своих воспитанников, шанс доказать родителям, что дети занимаются не впустую. Если у вас есть знакомые руководители кружков по электронике или робототехнике — пришлите им нашу статью, мы будем очень благодарны!

c4ed8af55a744b95967083976ca427bd.png

Фото с занятий кружка по электронике в «Лиге роботов». Куда приложить свои таланты ученикам кружков? По хобби-робототехнике есть множество соревнований, а вот по электронике их единицы…Темы и список литературы
Для подготовки к олимпиаде мы подготовили и предлагаем вам примерный список тем. В полном виде его можно посмотреть на сайте, но если вкратце:
  • Для школьников 5–8 классов это электрические цепи (закон Ома, параллельные и последовательные соединения), радиодетали (резисторы, светодиоды, конденсаторы, транзисторы, и прочие), цифровые микросхемы (счетчики, триггеры, мультиплексоры, дешифраторы), основы информатики (двоичное счисление, логические вентили)
  • Для 9-классников и более старших школьников — это школьная программа по физике: электроника, электротехника, термодинамика, механика и другие темы. Задача может попасться из любого раздела, поскольку олимпиада проверяет знание участником, в том числе, всего объема школьной программы по физике.

68e9be94bd464bf4b44a408000fc7bc3.jpgСписок литературы для подготовки к олимпиаде мы составили тоже достойный: здесь не только учебники, но и популярная литература, способная заинтересовать и увлечь. Вот литература для 5–8 классов, а для более старших в список добавляются также соответствующие учебники по физике для 9–11 классов.
  1. Перышкин А.В. Физика. 8 класс. Учебник.
  2. Петцольд Ч. Код. Тайный язык информатики.
  3. Платт Ч. Электроника для начинающих.
  4. Ревич Ю.В. Азбука электроники.
  5. Ревич Ю.В. Занимательная электроника.  
  6. Сворень Р.А. Электроника. Шаг за шагом.  
  7. Харрис Д.,  Харрис С. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера

Последняя позиция из списка должна быть хорошо знакома хабровчанам благодаря постам @YuriPanchul. Это учебник для вузов, но он написан понятным языком, там есть простые главы об основах цифровой электроники.

«Искусство схемотехники» Хоровица и Хилла мы в список литературы всё-таки включать не стали, хотя знаем, что есть талантливая молодежь, которой и это под силу!

Лирическое отступление
Хочу поделиться своей историей о важности олимпиад в профориентации школьников.

Мне было 13 лет, когда я заинтересовалась лингвистикой. Как? Ведь в школе такого предмета нет. Ответ простой: лингвистика была среди дисциплин олимпиады «Турнир Ломоносова», там были интересные задачки на логическое мышление и языковую интуицию. Мне они так понравились, что я с интересом обсуждала задачи с другими конкурсантами, стала читать книжки по лингвистике и захотела поступать в вуз на соответствующий факультет. В итоге, моя жизнь сложилась иначе, и я получила образование программиста, но согласитесь — лингвистика и точные науки весьма тесно связаны. До той олимпиады я не представляла, чем хочу заниматься: некоторые предметы нравились больше остальных, но желания заниматься ими профессионально не возникало.

Мне бы хотелось, чтобы в итоге нашей олимпиады у ребят загорелись глаза, и чтобы эти ребята говорили: «Теперь я знаю, чего я хочу! Я хочу стать инженером и разрабатывать электронные устройства!» Вот в чем цель включения в олимпиаду предмета не из школьной программы: расширить кругозор и дать школьникам представление о новой для них дисциплине.

82a0ce89cb4f4917899cd3fed885d313.pngАвтор — Татьяна Волкова, специалист по учебно-методической работе ЦИОТ МФТИ (направление поддержки развития технического творчества), разработчик продуктов «Киберфизики»

Комментарии (2)

  • 24 января 2017 в 18:14 (комментарий был изменён)

    –1

    ↑

    ↓

    А что за странная запись логического элемента, когда сигналы, выходящие из A и B, раздваиваются?

    Вроде вот обычная запись:

    image

    • 24 января 2017 в 18:18

      0

      ↑

      ↓

      Аа! Пардон, я не въехал сразу. Это и есть элемент, только ему ноги закоротили, это часть условия задачи.

© Habrahabr.ru