Проект «Территория И-Майнинга», созданный в Институте физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) – яркий пример научного волонтерства ради просвещения региональных школьников силами ученых академического института.

Фотоколлаж: Татьяна Кулькова, администратор сайта ИФХЭ РАН

Не только для одаренных детей

В современной России для развития одаренных детей предпринимаются большие усилия. С участниками олимпиад всероссийского уровня бесплатно работают педагоги и психологи; для них проводятся тренинги и школы, оснащенность которых, например, «Сириуса», не уступает передовым научным лабораториям. После тренингов дети остаются на связи со своими кураторами и могут дальше совершенствовать свои навыки. Для победителей олимпиад существуют особые условия при поступлении в вузы; в некоторых вузах в 2022 году появилась практика приема без экзаменов «за особые достижения». Надо сказать честно: эти достижения по-настоящему велики. Не каждый выпускник университета справится с задачами, за решение которых принимают без экзаменов. Можно признать: принцип «лучшее для лучших» реализуется в полном объеме.

При этом самые одаренные дети, следуя принципу «Большому кораблю – большое плавание», перемещаются в крупные города, поступают в лучшие университеты с тем, чтобы получить работу в лучших компаниях. Это естественный процесс, но, когда лучшие уезжают – периферия обедняется. Отток талантливой молодежи, который ничем не компенсируется, снижает общий образовательный уровень региона.

Совершенно очевидно, что, помимо тех самых лучших, которым удалось (или посчастливилось) достаточно рано выучиться, проявить себя и показать свои таланты в олимпиадах и конкурсах, другие – а их большинство – никогда не получат доступ к образовательным ресурсам такого уровня. В первую очередь это дети, живущие в небольших городах и поселках региональной периферии. Им может так и не встретиться учитель, который преподает предметы «олимпиадного уровня». Отсутствие бесплатных кружков – это о них. Смена статуса флагманской школы и превращение ее из ГАО (государственная автономная организация) в АНОО (автономная некоммерческая образовательная организация) с введением платы за обучение, как это планируется сделать, например, в лицее города Королев – это о них. Обязательная ранняя профилизация, которую активно обсуждают последнее время, и которая, как опасаются критики, лишает школьников выбора, потому что «непрофильные» предметы могут преподаваться в настолько урезанном виде, что смена профиля будет невозможна – это тоже о них. В небольшой сельской школе, вполне возможно, выбора профиля вообще не будет – по какому предмету в школе есть учитель, таким будет и профиль. Пропасть между образовательными возможностями у детей обеспеченных родителей из столиц и у детей простых рабочих и крестьян из провинции очень велика.

Из-за отсутствия образовательных возможностей молодежь прилагает все усилия, чтоб покинуть свою малую Родину и переехать в крупный город, где, очень вероятно, им приходится заниматься совсем не тем, чем хотелось бы. Тем не менее, переезжают несмотря ни на что, в надежде на лучшее будущее для себя и для своих детей. В результате региональное технопредпринимательство оказывается в ловушке: невозможно найти кадры для своей компании, адекватные поставленным задачам, и наукоемкое производство приходится развивать только в крупных городах. В районе, где нет квалифицированного персонала, невозможно развивать современное производство. Потенциальные кадры для этого производства уезжают, потому что им не предлагается достойной работы. Растет бедность, развиваются депрессивные настроения... Есть ли выход из этого замкнутого круга?

Химия – это праздник

Чтобы поддерживать интеллектуальную жизнь периферии на должном уровне, необходимо обеспечить туда устойчивый трансфер интеллектуального продукта и научной информации. Именно для этого силами волонтеров-энтузиастов ИФХЭ РАН и была создана научно-образовательная проектная платформа «Территория И-майнинга». Она включает три модуля: научно-популяризационный, тренинговый и модуль школьных проектов.

Рассказывает научный директор «Территории И-Майнинга», доктор химических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник ИФХЭ РАН　Мария Калинина:

–　В 2019 году ИФХЭ РАН отмечал 90-летний юбилей, и институтской молодежи захотелось отметить эту солидную дату по-особенному, тем самым доказав, что для современного института это не возраст. Альтернативой традиционным юбилейным мероприятиям стал квест для школьников по одному из самых закрытых химических институтов РАН, открывшему по такому случаю свои двери всем желающим. В сотрудничестве с Фестивалем Науки 0+ молодые ученые придумали и оформили шесть интерактивных станций, на которых можно было наглядно увидеть, пощупать, покрутить и даже понюхать самые разные экспонаты, познакомиться с современными направлениями физической химии и их применением в науке и в повседневной жизни. На станциях школьники собирали электрохимические двигатели машин для настольных автогонок, рассматривали цианобактерии – природных «пожирателей радиации» – в микроскоп, очищали воду с помощью современных сорбентов, управляли моделью умного дома, оборудованного органическими фотодиодами и солнечными панелями, искали ингибиторы коррозии металлов в домашней аптечке, рисовали котиков с помощью молекул-сенсоров и даже заставляли каплю воды самостоятельно двигаться вверх по супергидрофобному лабиринту.

– Была построена Фотозона, где можно было сфотографироваться на фоне уникальной Таблицы физико-химических элементов им. А. Н. Фрумкина, в которой все названия элементов относятся к понятиям и терминам физической химии (адсорбий, фотохимий, диффузий, хромофорий, гальваниум и т. д.).

– Ведущие ученые института читали научно-популярные лекции в буфете-лектории. В холле работал безалкогольный химический бар.

– В целом, на этом мероприятии мы старались показать, что физическая химия – это празднично. Это интересно. Это модно. Это весело. Но отнюдь не имея в виду, что это легко или просто.

– Проект получил название «ФизХимФеста» – праздника физической химии, с помощью которого был выстроен интерактивный мостик между школьной химией и передовой наукой в ведущих лабораториях страны.

– «ФизХимФест» оказался очень удачной мобильной популяризационной платформой, которую можно возить и собирать где угодно, и воспроизводить на любых площадках. Насколько я знаю, эту структуру активно начинают использовать и другие, например, аналогичный квест с лекторием и химбаром провели в РХТУ им. Д. И. Менделеева в прошлом году, когда вуз выступил тематической площадкой Фестиваля науки.

Школьник может быть ученым

Модуль школьных проектов, который, фактически, и стал основой Территории И-Майнинга, объединяющей все остальные, появился в результате почти что случайного стечения обстоятельств.

Рассказывает　Мария Калинина:

–　Впервые в поселке Старая Майна я побывала в 2020 году, приехав по приглашению главы Представительства РАН на территории Ульяновской области Олега Владимировича Асмуса с лекциями для школьников.

– На лекцию пришла тогда вся школа. Дети слушали меня с жадностью, с которой в этом возрасте читают фантастику или приключения. Глаза у них были такие, как будто перед ними открылось окно в новый мир, в котором есть гибридные материалы, супрамолекулярные машины, наносистемы, о которых я говорила. Я смотрела в эти лица, в эти глаза и думала, что у этих детей несправедливо мало возможностей реализовать свой искренний интерес. Социально-демографическая пропасть между этими детьми и теми, кто живет, например, возле престижного московского лицея, теми, кто имеет доступ к услугам репетиторов, к школьным кружкам, к лабораториям для школьников при научных центрах, огромна.

– Так началось сотрудничество ИФХЭ РАН и школы СОШ №2 в поселке Старая Майна в 80 километрах от Ульяновска. Первым научным проектом, в котором приняли участие школьники, стал проект «Антикоррозия». На уроках труда по чертежам, присланным из ИФХЭ РАН, школьники смонтировали стенды, на которые поместили образцы для наблюдения.

– При выборе проектов мы сразу решили, что школьная научная работа – это не просто возможность для дополнительного образования в районных поселках. Эта работа призвана изменять интеллектуальную среду районов. Поэтому она должна быть непосредственно связана с тем местом, где ребята живут, а результаты работы должны иметь «надшкольную ценность», т. е. быть востребованными как для ученых, так и для жителей района. Для нас также было важно, чтобы проекты продолжались непрерывно, и к ним подключались новые поколения школьников по мере того, как их покидают выпускники.

Школьная коррозионная станция

Директор старомайнской школы,　Татьяна Николаевна Половинкина, с энтузиазмом приняла эту идею. В мае 2021-го года во дворе появилась первая в России, а, возможно, и единственная в мире, школьная станция коррозионных наблюдений.

Рассказывает руководитель проекта «Антикоррозия», кандидат химических наук, заведующий лабораторией гетерогенного синтеза тугоплавких соединений　Владимир Душик:

—　Коррозионные наблюдения, то есть изучение поведения конструкционных материалов в реальных условиях, – длительный процесс, который занимает годы и десятилетия. Ресурсы исследовательских институтов при проведении масштабных наблюдений сейчас ограничены. Для установки новых станций в разных климатических зонах и командировок к ним у нас нет достаточных средств и людей, поэтому привлечение школьников из разных регионов страны к сбору научных данных под руководством ученых – это отличный выход.

—　Сейчас по данным, которые школьники собрали за 2 года, готовится публикация. Ребята буду в ней в качестве полноценных соавторов. Было бы здорово, если бы к «Антикоррозии» присоединились школьники в разных регионах страны. Появилась бы возможность составить подробную коррозионную карту России, узнать, где атмосфера более, а где менее агрессивна, и проследить, как она меняется в течение многих лет. Это был бы комплексный химический и экологический проект. Кроме того, в школах фактически появляется дополнительный курс «Введение в материаловедение», как часть подготовки выпускников к работе на предприятиях региона. У многих региональных предприятий, занятых производством металлоконструкций и изделий из металлов, например, у «Ависмы» в Ульяновске или у предприятий оборонной промышленности, есть ощутимый кадровый голод. В том числе, им требуются работники более высокой квалификации. Благодаря таким проектам, как «Антикоррозия», мы могли бы резко поднять уровень подготовки ребят, поступающих в колледжи, техникумы и вузы по специальностям, востребованным предприятиями в регионах».

Научные методы в изучении истории Поволжья

В сотрудничестве со Старомайнским краеведческим музеем ведется совместный проект по изучению местных артефактов.

Музей предоставляет ИФХЭ РАН экспонаты для анализа приборными методами под руководством доктор химических наук,　профессора РАН,　ведущего научного сотрудника лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН – известного специалиста в области археометрических исследований Андрея Ширяева. Затем артефакты вместе с полученными данными возвращают в Старую Майну для того, чтобы школьники под руководством ученых самостоятельно определяли, из каких материалов сделаны те или иные предметы, каково их предназначение и история происхождения.

История Старой Майны сама по себе очень интересна. Старая Майна находится почти точно посередине Волги, если измерить реку от истока до устья. Согласно данным местных историков и археологов на этом месте в течение 1700 лет непрерывно жили люди. Здесь развивались именьковская (IV–VII вв.) и булгарская (VIII–XIII вв.) культуры. Здесь находят следы стоянок скандинавских племен, здесь проходил Шелковый путь и целый ряд других торговых путей, не таких знаменитых. Некоторые исследователи считают, что где-то здесь находилась легендарная «прародина славян».

Рассказывает один из научных руководителей проекта, кандидат химических наук, заведующий лабораторией физикохимии коллоидных систем ИФХЭ РАН　Иван Сенчихин:

—　В творческой части этого проекта участники пишут историческое эссе об исследованных ими предметах культурного наследия. Эта часть кажется мне не менее важной, чем практическая и образовательная. Построение пусть и воображаемых связей с создателями и владельцами этих предметов, сочинение их жизненных историй, которые допускают огромный полет фантазии и ограничены только рамками экспериментальных данных об артефактах, создает реальную живую связь нынешнего старомайнского поколения со всеми прошлыми. Каждый артефакт, с которым работают ребята, пытаясь разгадать его историю по данным рентгеновской дифракции или электронной микроскопии, становится для них посланием из прошлого в будущее. Думаю, что это помогает воспитанию привязанности к малой Родине и настоящего патриотизма лучше и надежнее, чем заучивание шаблонных текстов.

—　В День научного наставника, который организовали в школе 20 апреля 2023 года, школьники сделали презентации по годичным результатам проектов для приехавшего в поселок «десанта» научных руководителей из института и учащихся школ со всего Старомайнского района.

Мария Калинина:

—　 Во-первых, очень радостно было видеть полный зал детей с горящими живым интересом глазами, во-вторых, для нас было приятным сюрпризом то, что в наших проектах принимают участие не два-три человека, а 18 – для поселковой школы это очень много! Мы предложили ребятам подать их работы на конкурс Фестиваля Науки 0+ «Ученые будущего», для них это будет первым опытом участия в подобных конкурсах. Впрочем, и для нас, как для академических ученых, это тоже крайне необычный наставнический эксперимент, но нас сама профессия обязывает не бояться никакой, даже самой трудной экспериментальной работы.

Живая Волга

С нового учебного года на «Территории» начнется проект «Живая Волга».

Рассказывает его руководитель, ведущий научный сотрудник лаборатории химии технеция, кандидат химических наук, радиоэколог　Алексей Сафонов:

—　Первая задача проекта – постоянный сбор данных о микробиоме Старомайнского залива. Длительные непрерывные наблюдения имеют особую ценность и для экологии, в частности, для оценки динамики «экологического здоровья» Волги – главной водной артерии европейской части нашей страны. Если в крупных городах Поволжья водный мониторинг осуществляют специальные государственные службы, то в отдаленных районах контрольные замеры происходят, в лучшем случае, эпизодически. Протяженные участки русла и их состояние выпадают из поля зрения. Если учащиеся школ, расположенных вдоль русла Волги, возьмут мониторинг на себя, это позволит решить задачу без привлечения дополнительных средств и ресурсов. Одновременно школьники освоят углубленный курс по экобиологии и химии водных ресурсов.

—　Вторая наша задача – дать детям возможность на практике знания и навыки, которые они получили при выполнении исследовательской работы. Что тут можно сделать? Пляжи Старомайнского залива чище, чем вдоль основного русла Волги. Но и они подвержены летнему цветению. Это проблема для Волги общая и год от года она усугубляется. Мы хотим предложить детям принять участие в очистке залива с помощью экологичных биотехнологий, научив их выращивать и использовать для этой цели хлореллу. Эту водоросль традиционно используют для удаления инвазивных организмов. Метод совершенно безопасен для водоема и может за 10 дней эффективно снизить его цветение. Когда школьник видит наглядно результат своего проекта для своего же поселка, это дает и мотивацию, и понимание связи между наукой и реальной жизнью, и ощущение важности того, что он делает.

Перспективы и пожелания

На сайте «Территории И-Майнинга»　размещаются лекции и видео-уроки, на которых школьники получают знания по теме проекта. В школе под руководством школьных педагогов они проводят исследования, для которых достаточно оснащения на уровне химического практикума.

Название для «Территории И-майнинга» родилось спонтанно. С одной стороны, обыгрывается название поселка «Старая Майна», с другой – слово «майнинг» понятно молодому поколению, только майнятся не криптовалюты, а интеллект, информация и интерес школьников к научной работе.

В настоящее время «Территория И-Майнинга» остается исключительно волонтерским академическим проектом, который движется вперед только за счет взаимного интереса московских ученых, районной администрации, педагогического коллектива и региональных вузов.

Мария Калинина:

—　Мы надеемся привлечь к нашему опыту внимание крупных «игроков» на поле народного просвещения, например, общество «Знание» или Лигу школьников. Это важно не только для развития нашего проекта в Ульяновской области, но и для того, чтобы масштабировать его на другие районы и регионы. Наша команда уверена, что модульная система построения научно-образовательных связей между центрами и периферией будет востребована страной именно сейчас. Эта система отвечает принципу «лучшее для каждого», то есть направлена на обеспечение условий, позволяющих каждому ребенку, независимо от суммы его талантов, достичь максимального развития своих способностей, творческих, личностных и профессиональных. Занятия наукой этому могут только способствовать, даже если эти занятия проходят в сельской школе.

Фотоколлаж: Татьяна Кулькова, администратор сайта ИФХЭ РАН

Источник: ИФХЭ РАН