Инженерные биологические системы
Профиль Национальной технологической олимпиады Инженерные биологические системы посвящен развитию концепции ситифермерства и созданию технологии интенсифицированного выращивания полезных биологических объектов с применением методов современной инженерии. Основной вектор — создание высокотехнологичных агропромышленных установок и комплексов, включая работу с водными биоресурсами, с целью оптимизации технологий выращивания, упрощения логистики при доставке грузов и повышения качества жизни человека в перспективе продолжения урбанизации и освоения космоса.
Знакомство с профилем начинается с «Урока НТО» по профилю Инженерные биологические системы, который проводится в общеобразовательных учреждениях. Материалы для его проведения находятся на сайте https://nto-lesson.ru/ и доступны после регистрации на платформе «Талант». Урок знакомит с основными понятиями профиля, историей развития и современными достижениями в данной области.
В процессе решения заданий отборочных этапов по химии и биологии школьники знакомятся с основными свойствами биологических объектов, которые используются человеком для получения целевых продуктов или обеспечения процессов биодеградации в лабораторных и промышленных масштабах. Отдельные блоки посвящены методам проведения химического и биологического анализа, а также принципам организации и функционирования многокомпонентных систем.
Задания базового и олимпиадного уровня чередуются между собой и позволяют постепенно погрузиться в тематику профиля. На данном этапе можно не только проработать отдельные разделы школьных предметов и междисциплинарных областей, но и получить знания, необходимые для решения заданий заключительного этапа и актуальных проблем отрасли.
Второй этап включают в себя наборы заданий по компетенциям, условно соответствующим ролям в команде, а также комплексные междисциплинарные задачи для совместного решения.
Для формирования объема знаний, не входящих в школьную программу, участникам предложены образовательные блоки и подборки материалов для изучения истории развития межпредметной области и инноваций в данной сфере на текущий момент. Ключевыми областями для ознакомления являются:
- биотехнологии;
- агробиотехнологии;
- ситифермерство;
- направления, сопутствующие реализации актуальных задач технологии.
На отборочном этапе предлагается декомпозированная задача заключительного этапа, представленная в формате заданий, логично выстроенных от базового школьного уровня (химия, биология) до олимпиадного.
Задача заключительного этапа профиля представляет собой комплексную инженерную многоуровневую задачу, состоящую из теоретической части, посвященной актуальным экологическим и продовольственным проблемам человечества, и практической части для реализации на полигоне.
Результатом ее решения является инженерная биологическая система (ситиферма), спроектированная с применением программ двумерного и трехмерного проектирования, выполненная в соответствии с заданными в условии пространственными и климатическими характеристиками, а также комплект технической документации и лабораторных журналов, подтверждающих результативность решения практической части.
Отдельное внимание уделяется:
- оптимизации работы на полигоне ситифермы;
- решению вопросов повышения урожайности на единицу полезной поверхности;
- разработке методов сокращения затрат водных ресурсов и электроэнергии;
- уменьшению количества отходов;
- автоматизации ручных операций;
- поддержанию ключевых параметров системы.
Один из важных моментов на заключительном этапе — письменный предметный тур по химии и биологии. Его прохождение дает участникам возможность показать теоретические знания и уровень подготовки по профильным предметам, соответствующих входным на данный профиль, и зафиксировать индивидуальный результат.
Для подготовки к решению практической задачи заключительного этапа проводятся практикумы по работе со специализированным программным обеспечением и оборудованием, а также онлайн-хакатоны по тематике подзадач этого этапа.
Победители и призеры профиля Инженерные биологические системы поступают в ведущие вузы России на специальности, связанные с биологией и биотехнологией, принимают участие в научно-технологических проектных школах по агротехнологиям, биологии, биотехнологии, ситифермерству и другим смежным тематикам.
Участие школьников в данном профиле повышает осознанность выбора профессии в области биотехнологии и естественных наук, способствует популяризации знаний в этих сферах. Собственный реальный опыт управления сложной системой дает возможность уже в школьном возрасте понять свое отношение и выбрать целевой профильный вуз, а значит, сформировать эффективную образовательную траекторию.
