Москва – Швейцария – путь от школы к научным открытиям

Учащиеся 11-го класса Центра образования №1682 Юрий Лазарев и Антон Пеньков участвовали в завершающем этапе научной командировки в Швейцарию – конференции «Эйлеровские чтения». Эта конференция стала итогом Московского фестиваля научно-технического творчества и молодежных инициатив РИТМ, организованного Департаментом образования. Координатором деятельности фестиваля выступал Дворец творчества детей и молодежи «Интеллект».

Научной командировке учащихся в Швейцарию не случайно было присвоено имя Леонарда Эйлера. Имя этого ученого знаменует уважение наших современников к давним традициям научной школы Швейцарии, Германии и России. Эйлер – это швейцарский, немецкий и российский математик, внесший значительный вклад в развитие математики, а также механики, физики, астрономии и некоторых прикладных наук, автор более чем 800 работ по математическому анализу, дифференциальной геометрии, теории чисел, приближенным вычислениям, небесной механике, математической физике, оптике, баллистике, кораблестроению, теории музыки. Почти полжизни он провел в России, где внес существенный вклад в становление российской науки. В 1726 году Эйлер был приглашен работать в Санкт-Петербург, куда переехал годом позже. С 1731 по 1741-й, а также с 1766 года он был академиком Санкт-Петербургской академии наук (в 1741-1766 годах работал в Берлине, оставаясь одновременно почетным членом Санкт-Петербургской академии), хорошо знал русский язык и часть своих сочинений (особенно учебники) публиковал на русском.Конечно же, на сегодняшний день по сравнению с научными открытиями Эйлера скромные научные достижения наших учащихся Юрия Лазарева и Антона Пенькова выглядят микроскопической частичкой в интеллектуальных ноосферных полях. И тем не менее они представляют реальную теоретическую новизну в области прикладных, в том числе космических, исследований, имеют междисциплинарный характер и могут быть востребованы в инженерно-технических экспериментах в условиях невесомости на борту спутника или Международной космической станции.Юрий и Антон представили свои проекты «Осмос в невесомости» и «Регулирование режима проветривания школьного кабинета» на международном фестивале «Эйлеровские чтения» в городе Винтертур в Швейцарии. В эту научную командировку учащиеся были направлены как победители открытого смотра-конкурса творческих работ учащихся «От замысла к изобретению», проводимого в рамках Московского фестиваля научно-технического творчества и молодежных инициатив. Они стали обладателями свидетельств «Проект инновационной значимости» VI Фестиваля науки, а Юрий Лазарев – еще и дипломантом конкурса работ космической тематики, посвященного 50-летию полета Германа Титова, «25 часов мужества».Рассматривая кратко представленный на Эйлеровских чтениях проект Ю.Лазарева «Осмос в невесомости», выполненный при технической поддержке учителя технологии А.Трамана, можно отметить, что актуальность этой темы обусловлена изолированностью преподавания учебных предметов в школах. В информации, воспринимаемой школьниками, часто нарушена естественная связь, существующая между предметами и явлениями реального мира. Сокращение курсов естественных наук вызвало исключение из программ биологии, химии, физики понятия «осмос», а ведь это явление одно из важнейших, поддерживающих жизнедеятельность живых организмов. Более того, оно находит широкое практическое применение в различных областях. Опросы учащихся показывают, что подавляющее большинство из них даже не представляют, что такое осмос. Поэтому с самого начала практической целью детско-взрослой проектной группы для работы было создание мультимедийного экранного пособия по теме «Осмос», которое можно было бы использовать при изучении естественных дисциплин. Для полноценного изучения этого явления необходимо было изучить его в различных условиях, в том числе и в невесомости. В основу исследований осмоса на Международной космической станции была положена гипотеза о том, что отсутствие гидростатического давления в невесомости жидкости влияет на протекание процесса. Для условий невесомости опытная установка была изменена с учетом условий на МКС. При ее конструировании были учтены явления смачиваемости и капиллярности, преобладающее значение сил поверхностного натяжения в условиях невесомости. В процессе работы над темой был изучен обширный теоретический материал, разработана методика исследования этого явления, сконструирована экспериментальная установка, проведены наблюдения за процессом в различных условиях, изучено влияние разных факторов на процесс осмоса, выяснена роль осмоса в процессе жизнедеятельности растений и животных, работе клетки, а значит, изучены и важнейшие физиологические функции, связанные с осмосом, использование осмоса в технике и во многих других областях. Исследовательская работа прошла апробацию на уроках физики и биологии, получила положительную оценку учителей и учащихся.Ценность ученического исследования явления осмоса заключается в том, что в настоящее время обратный осмос начали применять как один из наиболее экономичных способов опреснения воды. Солевой раствор (например, морскую воду) отделяют полупроницаемой мембраной от пресной воды и подвергают давлению более высокому, чем осмотическое давление раствора. В результате часть содержащейся в растворе воды «вытесняется» в фазу пресной воды, а концентрация солей в оставшемся растворе повышается. Концентрированный солевой раствор периодически заменяют свежими порциями подлежащей опреснению воды. Такие «совершенные фильтры» начали завоевывать самые разные области науки и техники. С их помощью очищают газы и нефтепродукты, опресняют морскую воду, обрабатывают молоко и фруктовые соки, производят лекарства и витамины. Осмос используют при разделении радиоактивных веществ и во многих других областях.В ходе исследования ученики выявили важную роль осмоса в процессе жизнедеятельности растений и животных как на земле, так и на космическом корабле. Осмос используется и в технике, в частности на МКС, где фильтры для воды работают на явлении обратного осмоса. Изучение осмоса в невесомости важно и для выращивания растений в космических оранжереях. Практическая необходимость изучения явления «осмос» на МКС, предложенного учащимися, была признана учеными и инженерами, а проект был оценен как перспективный для использования на Международной космической станции. На конференции «Эйлеровские чтения», в научном центре «Технорама», Юрий и Антон представляли свои проекты на английском языке, где получили международные сертификаты, а потом ознакомились с множеством экспонатов по физике, химии, биологии, демонстрирующих различные научные законы и явления. После прослушивания научных докладов учащимся была предложена насыщенная экскурсионная программа. Они посетили аквапарк в Цюрихе, музей А.В.Суворова в Альпах, музей транспорта в Бадене, архив Леонарда Эйлера в Базеле. Несомненно, Эйлеровские чтения могут стать очередным этапом школьного пути подрастающих ученых к научным открытиям.Галина ЕВСЕЕВА, учитель физики ЦО №1682, координатор инновационной площадки «Проектирование образовательной среды учреждения как основы становления детско-взрослой событийной общности», руководитель проектов