Будущие академики учатся в школе

​Виталий ГРУШИН, кандидат физико-математических наук: – Появление федеральных и национальных исследовательских университетов означает усиление внимания государства к подготовке отечественных специалистов в области так называемых высоких технологий (нанотехнологии в электронике, медицине и машиностроении, ядерная энергетика), способных побеждать в конкурентной борьбе на мировом уровне. Подготовка специалистов такого уровня происходит в условиях перехода на двухуровневую систему (бакалавр-магистр) высшего образования, перехода к государственным образовательным стандартам третьего поколения, новым критериям качества полученного образования. В этих условиях представляется очевидным, что профессиональная подготовка будущих исследователей должна начаться как можно раньше, тем более что в нашей стране в университеты студенты приходят, как правило, после одиннадцати лет обучения, а не после двенадцати или тринадцати, как в странах Европы и Америки.

В то же время опыт работы НИЯУ МИФИ со студентами, поступившими в университет по результатам ЕГЭ, показывает: ЕГЭ при всех своих достоинствах не способствует развитию у учащихся навыков систематической самостоятельной творческой работы и соответствующих компетенций. В этих условиях учебно-исследовательская работа учащихся в профильных физико-математических классах дает им возможность развить свой творческий потенциал, вплотную ознакомиться с азами будущей профессии, а университету – заранее узнать многих из своих будущих студентов. Проблемы организации учебно-исследовательской работы учащихся в рамках работы городской экспериментальной площадки «Деятельностное содержание образования в естественно-научном профиле на примере курса «Экспериментальная физика» изучались на базе лицея №1511 при МИФИ.При организации систематической учебно-исследовательской работы учащихся необходимо было решить как минимум три проблемы, тесно связанные друг с другом:- развить у учащихся интерес к исследовательской деятельности (как теоретической, так и экспериментальной), выявить тех из них, кто способен начать ее в 10-м и 11-м классе;- иметь оборудование, позволяющее выполнять учебно-исследовательскую работу;- иметь коллектив преподавателей, способных предложить достаточно интересные, может быть, сложные, но выполнимые темы учебно-исследовательской работы, способных руководить работой учащихся при выполнении этих работ вплоть до этапа представления полученных результатов.Первая и вторая проблемы решались в ходе реализации двух мероприятий: курса «Экспериментальной физики» для классов физико-математического профиля и организации летней учебно-производственной практики на кафедрах и в лабораториях НИЯУ МИФИ. Курс «Экспериментальная физика» – обязательный курс для классов физико-математического профиля лицея №1511 при МИФИ. При прохождении этого курса каждый учащийся выполняет за два учебных года не менее 64 лабораторных работ, охватывающих практически все разделы курса физики. Важно и то, что учащиеся получают опыт работы с использованием современного физического оборудования под руководством опытных преподавателей, а также учатся представлять полученные результаты. Часть работ курса «Экспериментальная физика» (особенно в 11-м классе) связана с проводившимися и проводящимися в университете исследованиями, что приводит к необходимости как постоянного обновления лабораторного парка, так и постоянного процесса повышения квалификации учителей физики (в качестве примера можно привести работы «Прохождение света сквозь пленку халькогенидного стеклообразного полупроводника», «Передача информации по лазерному лучу»). Часть работ этого курса носит исследовательский характер, что, как правило, вызывает особенный интерес школьников (например, «Изучение прохождения света сквозь мутные среды», «Голографическая интерферометрия») и в дальнейшем значительно облегчает им процесс выбора темы учебно-исследовательского проекта и весь ход работы над его выполнением.В 2008 году лицей №1511 при МИФИ получил комплект зондовых туннельных микроскопов «NanoEducator», позволивших значительно расширить тематику учебно-исследовательских работ школьников, включив в нее некоторые вопросы нанотехнологий. В 2009-2010 учебном году были разработаны и поставлены в учебный цикл лабораторные работы с зондовыми туннельными микроскопами. В целом курс «Экспериментальная физика» позволяет выявить учащихся с определенными творческими способностями и предложить им возможности для учебно-исследовательской деятельности. Однако для организации систематической массовой учебно-исследовательской работы учащихся только лабораторной базы лицея недостаточно. В то же время опыт работы лицея в предыдущие годы показал, что учащиеся, успешно выполнившие учебно-исследовательские проекты, в дальнейшем входят в число лучших студентов вузов. В связи с этим была осознана необходимость организации учебно-производственной практики учащихся на кафедрах и в лабораториях университета. Такая летняя практика была организована для учащихся 10-х классов. Следует отметить, что руководство НИЯУ МИФИ исключительно ответственно подошло к организации практики школьников на кафедрах: приказом ректора НИЯУ МИФИ в мае 2008 года было разработано и утверждено «Положение о летней практике учащихся лицея». Успех совместной работы лицея и НИЯУ МИФИ при организации практики школьников выражается и в том, что, например, в текущем году около 120 школьников лицея (практически вся параллель 10-х классов) выразили желание пройти такую практику (участие в практике добровольное). В результате прохождения практики учащиеся представляют свои отчеты на кафедры университета и получают соответствующие сертификаты. Важной особенностью практики стало то, что ученые университета выступают не просто в качестве консультантов, но и непосредственных руководителей практики, а выполняемая работа может стать началом будущей учебно-исследовательской работы (в 11-м классе), выполняемой на той же кафедре.Следует отметить, что в лабораториях лицея №1511 при МИФИ проводят занятия учащиеся и других школ ЮАО, они также могут пройти практику в НИЯУ МИФИ. Некоторые результаты учебно-исследовательской деятельности учащихся, полученные в результате работы городской экспериментальной площадки, таковы (см. таблицу).В качестве эксперимента в 2008-2009 учебном году был разработан и внедрен в учебный процесс 9-х классов сравнительно короткий курс – восемь работ – «Экспериментальной физики-9».Большинство выполненных учебно-исследовательских работ представляются на городские и всероссийские конкурсы, большая часть из представленных работ завоевывают призовые и первые места. Например, в 2009-2010 учебном году были подготовлены шестьдесят учебно-исследовательских работ, из них тридцать девять представлены на городские и всероссийские конкурсы, призерами и победителями стали авторы тридцати работ. В прошлом году две работы были признаны победителями заключительного городского конкурса, их авторы стали лауреатами премии по поддержке талантливой молодежи, установленной Указом Президента Российской Федерации. Ученик 11-го класса Сергей Шпак со своей работой «Исследование наноструктурированного титанового покрытия катодной фольги методом атомной силовой микроскопии» занял первое место в секции «Физика» на Всероссийском конкурсе «Юниор» и в составе сборной команды России принял участие в Международном смотре научного и инженерного творчества (ISEEF) в США.Поскольку зачастую руководители учебно-исследовательских работ школьников – действующие ученые, этим обеспечивается не только качество, но и актуальность и широта тематики выполняемых работ. Вот, например, темы работ, ставших победителями на различных конкурсах 2009-2010 учебного года: «Анализ влияния мутации H274Y на взаимодействие вируса гриппа с озельтамивиром и занамивиром: результаты молекулярного исследования», «Атомно-силовая зондовая микроскопия конденсатов полупроводниковых частиц», «Голографическая интерферометрия биологических объектов», «Разработка мюонного телескопа широкого применения и исследование его характеристик». Таким образом, один из результатов работы городской экспериментальной площадки состоит в том, что разработана методика организации учебно-исследовательской работы большого количества учащихся профильных физико-математических классов в системе «школа-вуз».Описанная методика взаимодействия «школа-вуз» оказывается достаточно привлекательной не только для школы, но и для вуза (к примеру, к концу первого года обучения вуз стоит перед необходимостью отчисления до 20% студентов за академическую неуспеваемость. Среди студентов первого курса – выпускников лицея таких нет).Отмечу, что существующая нормативно-правовая база среднего и высшего образования недостаточно стимулирует взаимовыгодное сотрудничество школы и вуза при профильном обучении и недостаточно регламентирует работу преподавателя при его руководстве учебно-исследовательской работой учащегося. Возможно, в процессе завершения перехода на двухуровневую систему высшего образования и перехода к кредитно-модульной системе оценок знаний студентов появится возможность учета высоких результатов, достигнутых учащимся во время профильного обучения не только при их поступлении в вуз, но и в процессе их обучения в вузе.Наиболее сложная проблема, с которой пришлось столкнуться при организации учебно-исследовательской работы учащихся, – наличие коллектива преподавателей, способных предложить достаточно интересные, может быть, сложные, но выполнимые темы учебно-исследовательской работы, способных руководить работой учащихся при выполнении этих работ вплоть до этапа представления полученных результатов. На основании опыта, полученного при работе городской экспериментальной площадки с преподавателями физики городских школ, в частности при проведении занятий на курсах повышения квалификации, мастер-классов и «круглых столов», можно утверждать, что для работы в целом в профильных классах и тем более для организации в них учебно-исследовательской работы учащихся требуется специальная подготовка. Возможно, лучшим решением была бы организация подготовки таких преподавателей на базе исследовательских университетов по программе «Магистр физико-математического образования».