АНОО "Сосновоборская частная школа"

Как вырастить «Эйнштейна»? Школьная наука

Версия для слабовидящих

20 апреля на Московском международном салоне образования состоялась научно-образовательная дискуссия на тему популяризации науки среди молодежи.  В рамках дискуссии спикеры поделились своим опытом работы со школьниками и студентами, представили различные способы популяризации науки, определили наиболее эффективные инструменты привлечения молодежи к научным исследованиям.

Быковский Егор, главный редактор  научно-популярного проекта «Чердак», Модератор дискуссии: «На сегодняшней дискуссии мы поговорим о том, как мотивировать школьников, чтобы они в дальнейшем интересовались наукой. Сегодня у нас выступят 4 спикера – Илья Колмановский, Владимир Сурдин, Григорий Тарасевич, Владислав Цой

Колмановский Илья, ведущий подкаста «Карманный ученый», журналист, редактор, ученый, экскурсовод, школьный учитель: «Я регулярно оказываюсь в ситуации, когда надо рассказать что-то группе школьников, которые приходят в политехнический музей, где я работаю, и создать для них мощную мотивацию. Я хочу рассказать историю не из педагогики, а из области науки и охраны правопорядка. Из этой истории следует один очень важный моральный урок, который хорошо знают те, кто преподает естественные науки. 

Я зайду издалека. На прошлой неделе в журнале  New Yorker я прочитал научно-популярную заметку об одном каталонском ученом, у которого я брал интервью лет 8 назад. Его зовут Мэл Слейтер. Он разработал методику, позволяющую создать полную иллюзию перемещения человека в виртуальной реальности. Осязаемую иллюзию.

Это ощущение реальности стало настолько естественно, что каталонское правительство прописывает рецидивистам-преступникам приходить в специальную лабораторию виртуальной реальности. К примеру, муж, который бил жену. В виртуальной реальности он перемещается в тело женщины. В этой реальности ему очень страшно - на него  кричит и его обижает мужчина. Психологические обследования показывают, что поведение и сознание этих людей сильно изменилось. И Мэл Слейтер подытоживает это одной важной фразой, которую я хочу процитировать, перед тем, как начать свой рассказ о том, как мы мотивируем в музее школьников, и о том, как естественные науки призывают изучать самих себя. Он сказал: «Особенности нашего сознания и устройство нашего мозга таковы, что у нас есть огромная разница между «я понял, я знаю» и «я есть, я воплотился туда, это случилось со мной». Так случалось и с этими рецидивистами, когда с одной стороны им объясняли, что плохо кого-то бить, а с другой стороны – они оказались в теле человека, которого бьют. 

Европейская наука началась с очень важного осознания. Самое важное – это наш чувственный опыт, который нам надо проверять при помощи науки, но надо пережить его самим. Надо перестать умничать, сидя в кресле, надо поставить эксперимент и надо его пережить, надо прожить его на уровне чувств. Это важнейшая вещь, которая лежит в основе естественных наук – биологии, химии, физики. 

Я хочу вам рассказать историю, которая случилась со мной на уроке, где мне надо было рассказать детям про устройство мозга, и о том, как разные зоны коры обусловливают наши отношения с миром - как мозг отражает мир. Как только дети расселись, они уткнулись в экраны и  это то, с чем сталкивается любой просветитель, который приходит в школу. Что он может сделать в этой ситуации? Что он может этому противопоставить? Я сказал: «Ваши экраны – то, что у вас там происходит, какая бы виртуальная реальность у вас не происходила –  это полная ерунда. Это не виртуальная реальность. Вы туда не перемещаетесь. Я могу прямо сейчас рассказать, как вам попасть в виртуальную реальность, стать не этими аватарами, которыми вы управляете. Но это не вы. Хотите настоящую матрицу? Тогда я скажу вам, как это делают в Каталонии, когда мозг решает, где я нахожусь».

Как мозг решает, что одна часть пространства – это я, а другая – не я. Как в мозге запрограммировано, что это моя рука, а это просто вещь (деревянная рука манекена), которая может лежать рядом со мной на столе. Что это не моя рука. Как это устроено в мозге? В последний год ученые узнали это. Есть простой эксперимент. Можете положить искусственную руку, оградить ее доской и рядом положить свою руку. Ученые поняли, что если одновременно трогать в одних и тех же местах свою руку и руку манекена, так, чтобы я не видел собственную руку, видел манекен, но чувствовал, как трогают мою. В этот момент через минуту наступает очень мощная иллюзия, что это не рука манекена, это моя рука.  Если ударить ее ножом, то человек испытает сильный стресс.

Таким же способом можно вызвать иллюзию переселения в прозрачное тело.  Если под видео камеры тыкать предметом и тыкать меня одновременно в грудь, надеть мне очки виртуальной реальности, через которые я вижу то, что показывают видео камеры, можно вызвать иллюзию, что у меня прозрачное тело. Вызвать иллюзию, что я переселился в крошечное тело, можно этим же способом. В этот момент наступает иллюзия «Алисы в стране чудес» -  весь мир вокруг меня делается огромным, и тот же самый кубик, который мне перед этим показывали в видео камеру до того как наступила иллюзия сначала я показался маленьким, теперь – большим.  Можно вызвать иллюзию выселения из собственного тела, если я вижу себя с сзади со спины, но под камеру тыкают мягким предметом, меня тыкают в грудь мягким предметом. Появляется иллюзия, что меня выселили из собственного тела. И на этом основаны потрясающие возможности виртуальной реальности. Можно показывать мне виртуальную руку, трогая ее предметом, и мою реальную руку синхронно трогать каким-то предметом,  у меня возникает ощущение, что это моя рука, и если мне отрезать руку, я буду очень впечатлен. 

Дальше я рассказываю про каталонских рецидивистов. И в этот момент меня уже внимательно слушают, потому что мы сделали эксперимент. В основе каждого урока естественных наук должен быть эксперимент, который человек пережил, прожил не только своим умом, но и руками. Это чувственный эксперимент. 

Я рассказываю другую историю, как в этой же каталонской лаборатории проделали еще один эксперимент, как красы взаимодействует с роботом, а человека, пользуясь иллюзией,  переселяют в аватар, который в виртуальном пространстве взаимодействует с роботом размером с человека. Мы стали одного размера с крысой. Этот аватар двигается так же, как двигается крыса, а этот маленький робот повторяет движения испытуемых, движения человека.

Человек оказывается одного размера с крысой и может с ними взаимодействовать в виртуальном пространстве. Но к этому моменту люди уже вполне готовы послушать, как кора головного мозга программирует образ тела, какие драйверы там прописаны для того, чтобы действительно прописать руку, как мою. Это руку как мою прописали в детстве, когда мне было 2-3 года. Когда у меня формировался образ тела, когда я перестал тыкать руками себе в лицо и браться за горячие предмет, эта рука окончательно прописалась как часть тела. Но можно прописать резиновую руку или виртуальную руку. Это частый пример. 

Но главный символ веры для нас, для тех, кто работает в музее, кто занимается естественными науками с детьми, тем, кому надо быстро захватить их внимание и создать мотивацию - это разница между тем, чтобы понять и объяснить что-то интересное, высокоинтеллектуальное, что-то, что можно пересказать, и настоящим чувственным опытом, когда в руках мы держим настоящее бычье сердце. И мы действительно изучаем его клапаны. Это понимание, которое в этот момент приходит, это понимание через  актуализацию, когда я совершу эксперимент, используя какое-то знание. И так сделали, что я понял то, что я раньше знал. Этот момент понимания через собственный опыт – главное, что можно использовать в естественных науках. 

Мозг удивительно просто обмануть. Ему нужно чтобы совпали две точки пространства – зрительное и осязательное. Вам надо видеть, что трогают вашу руку. И чувствуют, что трогают вашу руку. И этот маленький эксперимент поможет начать вам разговор об устройстве мозга и о том, как кора прописывает разные модальности».

Сурдин Владимир, председатель секции «Пропаганда и популяризация астрономии» Научного совета по астрономии РАН: «Я решил рассказать о том, как я стал астрономом. Как из простого школьника обстоятельства и люди перевели меня в ранг ученого. В старших классах школы жил в городе Волгограде. Город неинтеллектуальный, заводской. Рабочий большой город. Но там есть уникальное заведение – планетарий. Лучший планетарий в стране. Был, есть и, я думаю, еще надолго останется, потому что у него уникально все. И размер, и содержание. Мне посчастливилось – моя школа была в 150 метрах от этого заведения. Я туда часто бегал и восторгался тем, как там уютно, замечательно и снаружи и внутри. И мы, школьники, оказались в совершенно новой реальности. Причем – не виртуальной. Виртуальную реальность мы испытываем на себе в школе. Вот учебник с наукой был рядом с нами, а мы были в стороне от него. Наука – тут, а мы – за партой. И никакой связи между нами не было. Между школьником и наукой часто бывают преграды в виде учителя, который сам не увлечен наукой, который формально читает главы из учебника и отбивает всякую охоту приобщиться к этому нудному делу. 

Вот в этом планетарии сначала я увлекся его интерьерами, его прохладой, его необычным состоянием, по сравнению с пыльным заводским городом, а потом обнаружил, что кроме планетария на этой территории есть великолепная обсерватория. То, чего нет ни у одного планетария в стране и редко у какого в мире, а по качеству в этом удивительном здании оказался лучший в СССР, а теперь и в России, телескоп. И он до сих пор лучший в стране. Казалось бы, это уникальная, крайне дорогая вещь, к которой школьника подпустить не могли, разве что со стороны посмотреть. Почему мне, увлеченному наукой, отдавали ключи от этого здания? Я мог в любой момент подняться туда и стать хозяином этого уникального учреждения.  Он очень высокий. Всякие правила запрещают ребенка пускать одного на 12 метровую высоту. Сейчас ко мне подходят студенты и говорят – «Нам бы туда, к телескопу, поговорите с деканом, может быть, пустят?»  Я поговорил. Декан ответил: «Вы знаете, опасно, я ведь за них отвечать буду, они упадут…нет, лучше я их не пущу». И это современный подход – наука там, ты здесь. И как бы чего не случилось.  

Нас в ту пору, меня одного и с товарищами, пускали к этому замечательному инструменту, уникальному. Я увлекся не бумажной наукой, а настоящей наукой. Каждый день после школы я прибегал сюда, наблюдал солнце. И потом сопоставлял солнечную активность (у меня мама врачом была, она мне статистику по сердечным заболеванием принесла) со статистикой сердечных заболеваний. И делал научные доклады на школьных научных конференциях.

Наука была не виртуальной, а нормальной частью моей школьной жизнью. И параллельно с этим еще одно замечательное дело. Была середина 60-ых, когда мы с американцами активно запускали спутники. И нам важно было отследить, правильно ли мы запустили свой. И не летит ли новый американский. Для этого не было соответствующих приборов. И нам увлеченным астрономией предложили за деньги участвовать в наблюдении спутников. Сначала на площадке обсерватории, потом нам построили отдельный домик. И вот в специальные мощные бинокли целую ночь мы отслеживали полет наших аппаратов, американских, недавно запущенных. В общем, небесный патруль.

Мы, школьники, впервые заработали какие-то небольшие деньги научным трудом. У нас были специальные приборы, рации. В общем-то, к чему бы не подпустили нормального школьника. Делали вычисления. И на карты наносили траектории полетов спутника. И потом с помощью самого современного устройства связи – телетайп. Телеграммы посылали друг другу. А мы прямо в Москву, в институт прикладной математики. Посылали координаты пролетевших спутников. Это была натуральная наука, и мы уже работали для нее. Более того, это была оборонная наука, к которой подпустили школьников.  Дальше я и мой друг стали астрономами. Мы поступили в МГУ. И вот такая судьба сложилась потому, что кто-то решился подпустить нас к настоящим приборам и окунуть в настоящую научную деятельность, а не в виртуальную с помощью учебника. 

Тарасевич Григорий, российский журналист, популяризатор науки, публицист, педагог, основатель и главный редактор научно-популярного журнала «Кот Шрёдингера»: Как жуткие недопредметные компетенции можно развивать, используя журналистские приемы?  В образовательном центре «Сириус» мы со школьниками делали проект, посвящённый штанам. Мы попытались в столь обыденный, столь доступный предмет вписать одновременно и в социальную историю и в историю технологий. Школьники должны были вырваться за рамки традиционного деления: вот здесь химия, вот здесь биология, вот здесь история. Мы пытались показать, что любая точка, например брюки, могут объединить все это вместе. Школьники были большими молодцами и увидели в истории брюк единый тренд, связывающий историю и обществознание. Брюки, оказывается, символ радикальной мобильности. Начиная от эпохи древнего Рима, когда штаны носили преимущественно кочевые варварские народы, а римляне предпочитали нечто другое. И выражение «недавно штаны снял» означало – «понаехал тут». Приехал в Рим из варварских регионов и от брюк, которые являются символом дикости, не избавился. Но потом, как мы знаем, что-то пошло не так и вчерашние варвары стали фактически править миром. И эта история восхождения людей в штанах повторялась неоднократно. Наверное, вы помните слово - санкюлоты. Кюлоты – это верхняя часть штанов приличного человека во Франции. С оборками, подвязками и пр. Простые люди ходили в одних брюках. И до французской революции санкюлот – это низ, чернь, то во время и после – санкюлот – это пролетариат. Сначала это было синонимом «гопника», потом это стало синонимом победившего класса. Снова брюки поднимают наверх тот или иной социальный слой.

Из той же серии, но более сложно – история джинсов. Казалось бы, синие джинсы. Мы со школьниками пытались понять, почему такой взлет именно синих, именно вот такой фактуры и покроя. Я не могу сказать, что я точно знаю, что это так. Но есть ощущение, что сложилось одновременно несколько фактов. Во-первых, массово распространились пароходы, соответственно, те мощности, которые работали на парусах, стали простаивать. Во-вторых, синтезировали индиго, раньше это была естественная и дорогая штука. В конце 19 века в любой лаборатории можно было его получить. Следующий факт – победили северяне в гражданской войне. На самом деле, ковбои во многом сформировались вовсе не из белых арийских мужчин, а из освободившихся негров, у которых не было земли, и они пасли скот. Им нужны были крепкие брюки, в которых было бы удобно скакать на коне. В то же время на западе США начинается золотая лихорадка. Появляется еще один рынок сбыта, куда можно эти брюки отдавать. Дальше вмешалась культура и уже в начале 20 века культ ковбоев начал активно продвигаться, и теперь мы в это одеты. Про что эта история? Про то, чтобы показать школьнику, как в совершенно обычной вещи можно найти и химию, и технологии, и историю и много чего еще. 

В мае прошлого года в России начал массово распространяться спиннер. И у нас возникла идея сделать из спиннера междисциплинарный урок. Мы попросили школьников нам помочь, и от них пришло много идей. И лучшая идея - как использовать спиннер на уроках ИЗО. Конечно, можно рисовать в разных стилях, но школьники придумали лучше. Они предложили взять цветную бумагу, надевать на лопасти спиннера, и когда он вращается, смотреть, как цвета смешиваются. И таким образом можно моделировать любой цвет. Он гарантированно равномерно смешает те цвета, которые вы надели. Прекрасно спиннер вписывается в обществознание. Почему спиннер так распространён? Что заставляет эту штучку крутиться в миллионах, если не миллиардах, рук? Однозначного ответа, конечно, нет. Но в истории игрушек выделяют некий класс, который обозначают как «первоначальный» – у примеру, куклы и нечто вращающееся. В том или ином виде это присутствует почти во всех культурах, не связных между собой – у индейцев, у вьетнамцев, у русских и пр. Почему-то человеческая детская культура очень любит, чтобы что-то крутилось. И причин называют две – некий аналог добывания огня в парадигме «игра – есть моделирование взрослой деятельности», другая совершенно иная парадигма – наблюдение за спиннером, волчком, юлой – это легкий транс, который позволяет снять стрессовое напряжение. Легкий гипноз. 

Еще один проект. Мы знаем, что ЕГЭ – самые мрачные три буквы в жизни подростка, которых боятся, которые вызывают трепет. Мы решили попробовать просто снять стресс и сделать некую конструкцию, позволяющую относиться к ЕГЭ проще. Мы попробовали сделать ЕГЭ по программе школы, но в качестве тем выбрать: пиццу, русский рэп, сериалы, кофе. Банальная ситуация – каждый подросток хоть раз в жизни ел пиццу. А мы знаем, что пицца – это триумф геометрического парадокса. Круглую пиццу кладут в квадратную коробку и режут на треугольники. Круглую пиццу кладут в квадратную коробку, а сколько свободного места остается? Из той же серии – ЕГЭ про русский рэп. Мы знаем, что подростки слушают русский рэп. И вот пример вопрос – рэпер Oxxxymiron  учился в Оксфорде, но важно, что это старейший европейский вуз. И отчасти его успех связан с тем, что Генрих II запретил британцам учиться во Франции. И вопрос не про творчество Oxxxymiron, а про династию Генриха II. И есть 4 варианта ответа. Или русский реп и химия: в имени какого репера есть инертный газ? Скриптонит? Noise MC? Bahh Tee? Мутабор?
Главный вывод – на примере обыденных «попсовых» предметов можно показать их многогранность. А не - «я учительница Марья Ивановна, я не буду рассказывать про русский реп и пиццу. Я вам про нудные формулы расскажу» 

Но мы показываем, как эту границу можно прорвать. 

Владислав Цой, шеф редактор научно-популярного журнала «Кот Шрёдингера»: Я - та самая целевая аудитория, молодёжь, на которую направлена популяризация науки. Поэтому я, как подопытный, могу изнутри рассказать про простые вещи. Рубрика «Простые вещи» – рубрика про вещи, которые окружают нас в повседневной жизни. Они настолько хороши, что стали обыденными. Когда мы используем ручки, карандаши, мы должны понимать, что эти вещи – не просто так появились в нашей повседневной жизни. Их все можно рассматривать с точки зрения разных наук. Рубрика простые вещи – это та рубрика, которая была до всемирной истории вещей и до того, как мы рассматривали спиннеры. Это рубрика про вещи, которые можно встретить в абсолютно любой квартире у любого человека – спичка, гвоздь и пр. И после того, как у нас появляются эти вещи, мы начинаем накидывать не только какие-то физические и технические свойства этих вещей, но и науки, которые могут их рассматривать. Ведь есть просто безумное количество наук, которые могут рассматривать стакан. Химия, физика, математика, технология, биология. 

Когда мы говорим о популяризации науки среди школьников, то важно не забывать про момент развлечения. Все эти форматы должны быть увлекательными. Популяризация, конечно, это просвещение и образование, но ребенок, скорее всего, пойдет смотреть баттл русских реперов на YT. Здесь мы создаем художественность. Практически у каждого номера простых вещей есть сюжет – это рассказ простым языком. Кроме того, рубрике вовлекает читателя в происходящее, т.е. наши простые вещи они зачастую не ограничиваются простыми бумажными номерами. Это не секрет, в некоторых статьях поработали школьники. Есть несколько материалов, которые писали сами школьники. 

Подписаться на канал Школьная наука, посвященный теме популяризации науки в школе