В феврале в «Сириусе» состоялась естественно-научная образовательная программа. Ее основной целью стало развитие у детей экспериментальных навыков в областях физики, химии и биологии. Программа включала три модуля, где ребят ждали теоретические занятия и лекции, а также опыты и эксперименты. Важной составляющей обучения стала демонстрация межпредметных связей через практическую работу.
Рассказываем о некоторых задачах, которые школьники решали во время февральской программы.
Естественно-научная программа началась с недели химии. Ребята решали шесть практических задач: кислотно-основное титрование, качественный анализ, спектрофотометрию растительных соков и отваров, создание медной «радуги», разделение аминокислот методом тонкослойной хроматографии, изготовление керамики и синтез пигмента египетского синего. Школьники исследовали, как изменяется окраска растительных соков при изменении кислотности среды, составили коллекцию из синтезированных ими соединений меди различной окраски, научились работать с хроматографическими колонками. В высокотемпературных печах ребята проводили обжиг керамических изделий и пигментов. Опытным путем участники выяснили, что последовательное замещение кальция на барий в египетском синем приводит к постепенному изменению окраски от синей до фиолетовой.
Анна Шлямина приехала в «Сириус» из Карелии. Девушка серьезно увлечена химией. Занятия позволили ей не только получить новые знания по физике и биологии, но и углубиться в любимую сферу.
«На неделе химии мы синтезировали различные неорганические красители, выращивали силикатные “сады”, участвовали в экспериментах по хроматографии и спектрофотометрии. Все это я изучала и раньше. Но благодаря программе систематизировала знания. Мне запомнилось очень много экспериментов. Например, на неделе биологии я научилась делать электрофорез, когда мы исследовали молекулярную массу белков. А на неделе физики я участвовала в работе, которая сочетает знания по биологии и физике. Мы анализировали процесс протекания фотосинтеза с помощью специального оборудования», – рассказывает Анна.
Неделя биологии включала три модуля. Например, на биохимии участники измеряли содержание ферментов гликолиза в различных тканях, учились экспериментальным приемам, таким как SDS-PAGE-электрофорез и вестерн-блот, строили филогенетическое древо сердечных тропонинов. На биологии человека и животных школьники изучали сердечно-сосудистую систему позвоночных, исследовали электрическую активность сердца и анализировали кардиограмму. А на биологии растений ребята исследовали аспекты фотосинтеза и водного обмена растений.
Алиса Рындина приехала на программу из Нижнего Новгорода. Алиса серьезно занимается биологий, но отмечает, что естественно-научная программа позволила ей по-новому открыть для себя физику. Этот предмет очень нужен девушке, чтобы развиваться в выбранной профессии.
«Когда я узнала, что целая неделя программы будет посвящена физике, сначала немного испугалась. Для меня физики – довольно сложный предмет. Но она очень нужна мне для будущей профессии. Я планирую развиваться в биофизике. В “Сириусе” очень классные преподаватели, которые умеют так заинтересовать и подать предмет, что ты понимаешь даже очень сложные вещи. Кроме того, благодаря программе я на конкретных примерах увидела взаимосвязь наук. Чтобы развиваться и понимать общую картину мира, невозможно изучать науки в отрыве друг от друга», – делится впечатлениями Алиса.
.JPG)
Шесть тематических занятий было и на неделе физики. Например, команды изучали явление оптического захвата микрочастиц и определяли основные характеристики оптической ловушки, изучали работу на экспериментальных установках и исследовали особенности движения объектов в магнитном поле.
Как подчеркивают руководители программы, каждый из экспериментов, с которыми работали ребята, охватывает все три области знаний. Например, на опыте с газовым разрядом школьники не только рассмотрели вопросы, связанные с электричеством и магнетизмом, но и исследовали строение молекул и энергетический обмен между разными подсистемами в неравновесных процессах. Оптический пинцет – это не только физический эксперимент, но и очень распространенный инструмент биологических исследований. Пьезоэлектрический эффект, который также изучали ребята, – это база для инструментальных исследований с использованием ультразвуковых методов. Современную медицину невозможно представить без таких методов исследований. На занятиях, посвященных изучению разных свойств света и его влияния на сложные системы, участники исследовали биологическую тему – процессы фотосинтеза. Школьники изучали влияние света, температуры и других факторов на интенсивность данного процесса.
«Мы специально разработали такое занятие, где в центре физического эксперимента был бы биологический объект. Мы решили показать, что физические инструменты и сама методология физического эксперимента очень часто применяются для решения биологической задачи. Современные проблемы в разных областях требуют комплексного подхода. Сейчас в науке, технике и других сферах очень сложно найти задачи, которые нужно решить с применением только одной методологии. Мы находимся сейчас в той точке, когда не нужно делить науки. И наша программа как раз демонстрирует такой подход», – говорит один из руководителей программы, заведующий лабораторией ионной и молекулярной физики, ведущий научный сотрудник Московского физико-технического института, доцент, кандидат физико-математических наук Игорь Попов.
Всего в программе приняли участие 149 учащихся 9–10-х классов из 45 регионов.
