Изучаем наномир. или Комикс о фуллеренах

Нанотехнологии уже не первый год преподают в вузах, однако об опыте введения основ этой новой области науки в школьную программу пока мало что известно. Между тем в Ростове-на-Дону уже третий год действует проект «Изучение наномира – шаг в будущее», в рамках которого создано научно-образовательное пространство лицей-университет. Проект получил диплом выставки «Образовательная среда-2009», на которой мы встретились с одним из его создателей, заведующим кафедрой нанотехнологии физического факультета Южного федерального университета Юрием ЮЗЮКОМ.

Первые шаги в школу, по словам Юрия Ивановича, были сделаны им и его коллегами в 2007 году. Начали с одного сборного класса старшеклассников классического лицея №1 Ростова-на-Дону, при активной поддержке со стороны директора Натальи Кащенко. Мотив прямой – лицеисты традиционно поступают в ЮФУ, в частности, на физический факультет. Между тем школьное естественно-научное образование явно требует обновления содержания. «Ничего о достижениях второй половины ХХ века и перспективах современной физики в школьных учебниках не говорится, – сетует Юрий Иванович. – Поэтому и интерес к естественным наукам у школьников такой слабый, для ребят они никак не связаны с их жизнью». Чтобы доказать обратное, ученый вместе с коллегами и создал курс по основам нанотехнологий для школы, где в научно-популярной форме (даже в виде комиксов – оказывается, такие создаются не только на Западе, но и у нас!) рассказал о новой области науки.

На выставке в Москве Юрий Юзюк в качестве примера продемонстрировал вводную лекцию школьного курса о нанотехнологиях, где поведал о том, что такое «нано», почему свойства зависят от размера, как из одного тончайшего слоя графена образуются нанотрубки и фуллерены и еще много всего интересного. Например, о том, что уже существуют, пусть и в виде экспериментальных образцов на выставках, принципиально новые устройства хранения и записи информации, наноструктурные ткани, позволяющие сделать футболку-бронежилет, нервущиеся колготки или обшивку космического корабля. А в будущем создадут новые лекарства и способы их адресной доставки. Не так далеко и то время, когда пищу можно будет тоже конструировать искусственно, из отдельных молекул.

Однако нанотехнологии несут с собой не только несомненную пользу, но и опасность, и этого ученый от школьников тоже не скрывает. Угроза может быть как сознательной – например, невидимые глазу нанороботы могут отлично шпионить и даже убивать, так и неосознанной. Взять хотя бы нанокосметику – а именно ею являются современные солнцезащитные и светоотражающие кремы, пудры и спреи: в их состав входят мельчайшие частицы оксидов, многие из которых в силу своего наноразмера не остаются на поверхности кожи, а проникают внутрь клеток, где действуют порой просто разрушительно.

Отклик со стороны старшеклассников на подобные лекции был настолько живой, что с прошлого учебного года нанокурс (на разных уровнях) охватил уже все 8-11-е классы лицея, а затем и еще четыре школы – пока, конечно, только в качестве курса по выбору. Это стало возможным благодаря гранту мэра Ростова-на-Дону Михаила Чернышева и поддержке коллег-энтузиастов (в частности, Раисы Кирой, Виктора Крыштопа, Валерия Таланова). В творческий коллектив вошли учителя лицея, преподаватели нескольких кафедр университета и студенты-нанотехнологи старших курсов.

Главная проблема, по словам Юрия Ивановича, в неготовности – и фактической, и психологической – школьных учителей самим преподавать основы неведомой им науки. Тем не менее «продвинутые» физики-химики-биологи нашлись, причем не только в школах Ростова-на -Дону, но и в области, и теперь нанокурсы преподают и учителя обычных школ (для них проводятся обучающие семинары). Лекциями занятия не ограничиваются. Старшеклассники с удовольствием посещают научные лаборатории ЮФУ, которые оснащены современным сложным оборудованием для исследований наноматериалов. Неизгладимое впечатление на большинство оказывает работа с электронным микроскопом, в котором, к примеру, хобот комара кажется щеткой, а сам кровосос выглядит страшнейшим монстром, покрытым шерстью «гуще, чем у медведя», как любит шутить Юрий Иванович.

В результате увеличились и количество, и, что важнее, сознательность выбора ребят, поступающих на естественно-научные факультеты как в местные, так и в столичные вузы (целый ряд лицеистов с нанокурсов поступил в этом году в МГУ, МФТИ, МИФИ, Бауманку). А некоторые студенты магистратуры кафедры нанотехнологии ЮФУ уже работают по специальности и в школах, и на предприятиях города. Словом, цепочка передачи знаний нового поколения уже работает.

Р.S.

Учебная программа «Введение в нанотехнологии» для школьников 10-11-х классов по заказу Минобрнауки России уже разрабатывается Ульяновским госуниверситетом. Так что через несколько лет нас ждет введение нового предмета в школьную программу. Но готовы ли к этому школы?