Настоящее стоит дорого
Детям в школе нельзя давать фэйковую среду, они должны получить максимальный уровень возможностей в практике, уверена генеральный директор компании Martela Елена Аралова. Martela оснащает школы («Новая школа», «Хорошкола», «Инженерный корпус» школы № 548, «Снегири», Wunderpark и др.) настоящим и качественным оборудованием. «Например, в естественно-научных лабораториях мы ставим сложнейшее немецкое оборудование потолочного типа, где все коммуникации смонтированы в большой распределительный шкаф с многоуровневой системой защиты» – говорит Аралова.
Фонд «Айб» рассчитывал стоимость современной лаборатории с нуля для армянских школ: необходимые суммы – от $35 000 до $50 000.
Дорогие пространства для практики может позволить себе не каждая школа, тем более, государственная. Чтобы воспользоваться бюджетными деньгами, нужно предоставить обоснование, экспертизу цены и технических решений, а закон о госзакупках фактически блокирует возможность покупки дорогого импортного оборудования.
По оценке Араловой, оснастить кабинет мебелью и инженерным оборудованием российского производства (вытяжной шкаф, шкафы для хранения реактивов) стоит около 4-7 млн рублей. А более сложные решения обойдутся в 15-18 млн рублей (цифра без учета инвентаря и подключаемого оборудования – микроскопы, пробирки). По мнению Елены Голубевой, заведующей хозяйством подмосковной школы № 548, школа может приобрести и отечественное оборудование, но его качество оставляет желать лучшего. Инновационная лаборатория с зарубежным оснащением обойдется уже в 20-30 млн рублей.
Инженерному корпусу 548-ой повезло с инвестором – Павел Грудинин, директор Совхоза им. Ленина, где находится школа, рассказывал, что при оснащении здания на старте старались на желаниях не экономить. «Сказали учителям: заказывайте, что хотите – и они выбирали оборудование под себя». Всего на оснащение оборудованием, дизайн и мебель инвестор потратил 351 млн рублей.
При строительстве химической лаборатории в Инженерном корпусе бюро консультировалось с технологами одной из мировых фармацевтических компаний Novo Nordisk. По словам Голубевой, в их лаборатории могут заниматься студенты колледжей и ВУЗов.
Не менее щепетильно школа подошла и к проектированию арт-пространств: в студии звукозаписи стоит профессиональное оборудование, расставленное по акустическим расчетам, а телестудию строил тот же подрядчик, что площадки «Мосфильма» и «Студии им. Горького».
Способность школьников совершать крупные открытия иллюстрирует пример американского старшеклассника Вольфа Цукьера. Во время стажировки в Центре космических полетов NASA в 2019 году Цукьер открыл планету TOI 1338 b. Изучая данные с телескопа, он увидел: нечто, принимаемое за звездное затмение, является планетой, которая в 6,9 раз больше Земли. Написанная им по итогам исследования статья в соавторстве с учеными NASA была опубликована в научном журнале.
Где найти деньги государственным школам
После сдачи в эксплуатацию инженерный корпус 548-ой был передан на баланс государству, так что школьной администрации пришлось стать более изобретательной в поисках источников инвестиций.
Проектируя физическую лабораторию, школа сотрудничала с немецкой компанией Waldner и выиграла конкурс на бесплатное оснащение оборудованием. Школа дала гарантии, что аппаратура не будет простаивать, и ей сможет воспользоваться максимальное количество учащихся. Получившаяся лаборатория – универсальная (в ней могут проводится занятия по химии, физике, биологии), трансформируемая (с мобильными столами), с потолка там подаются электричество, вода, сжатый воздух и газ.
«Аналогов такого оборудования в российских госшколах нет. Подобное оснащение стоит в дорогих частных школах, например, в «Летово» и «Хорошколе», но у нас, пожалуй, самое продвинутое, потому что устанавливали его недавно» – говорит Надежда Гарниш, руководитель Инженерного корпуса.
Примерная стоимость оборудования в восьми лабораториях московской школы №444 – более 300 млн рублей. «Когда привезли новые демонстрационные столы для экспериментов в нашей химлаборатории, я спросил, не космические ли это корабли. Столы автономные и мобильные, оборудованы подачей воды и отводом отходов, соединены с компьютером. На них можно проводить лабораторные работы по химии, физике, биологии» – делится впечатлениями директор школы.
Школа смогла закупить все это благодаря участию в городском проекте предпрофессиональных классов. По словам директора, для получения финансирования от Департамента образования и науки нужно подтвердить, что ученики участвуют в конкурсах и олимпиадах, что у школы есть связь с предприятиями, где работают выпускники. При покупке оборудования на бюджетные деньги приоритет отдается отечественному, однако приобретают и импортные экземпляры (особенно высокотехнологичные).
Фото: Лаборатории школы №444
Конструкторские лаборатории
Кроме научных лабораторий, есть еще мастерские – то, что часто называется «ФабЛаб». Это не исследовательские, а именно конструкторские лаборатории, оснащенные 3D-сканерами и принтерами, фрезерными и лазерными станками, режущими плоттерами и электроникой. Сеть была создана Массачусетским технологическим университетом. По идее MIT, ученики в FabLab понимают, как сделать так, чтобы эксперимент работал. В России 49 официальных FabLab, а их аналогов гораздо больше.
В «НИШ» Нур-Султана в 2019 году открылась первая мастерская NIS-Engineering, подобные должны появиться в других школах сети. Ее пространство занимает 500 м2, для него школа отремонтировала цокольный этаж. Проект обошелся примерно в $35,6 тыс.
Школьникам рассказывают о концепции зарождения стартапа основателя сети FabLab Нила Гершенфельда, говорит директор Департамента оценки качества образования НИШ Рустам Абилов. Согласно ей, нужно решать локальные проблемы. Поэтому ученики НИШ работают над оптимизацией процессов на местных предприятиях – нефтяных, горнодобывающих, агропромышленных, химических.
По тому же пути пошла школа № 1561, оснастив за счет бюджета «Робокласс», Медицинский и Инженерный классы и IT-полигон. «Учеников 10-11 классов нужно готовить к практической части предпрофессионального экзамена и к участию в конкурсах. Каждый ВУЗ сам решает, сколько баллов он даёт за успешную сдачу такого экзамена. Но высокий результат – сигнал, что абитуриент мотивирован и уже немало сделал» – говорит директор школы № 1561 Валерий Пазынин.
Директор школы «Интеллектуал» Илья Запольский считает хорошим способом продемонстрировать учащимся, что такое эксперимент, организовав пространство школы в целом. В «Интеллектуале» есть естественно-научный музей, аквариумы, террариум (на его базе откроют экспериментальную лабораторию по зоологии и ботанике), зимний сад и большой сад на пришкольной территории. «Школьный участок засажен не газонами, а яблоневыми и вишневыми деревьями, смородиной и растениями из поездок – грецкими орехами, папоротниками, гинкго. Однажды мы попросили, чтобы родители привезли с дач саженцы, которые тоже высадили вместе с детьми. Весной мы проводим в саду уроки по ботанике» – рассказывает Мария Тиунова.
Оборудование на привлеченные средства
✓ Лабораторное оборудование по биологии в школе № 1560 «Лидере» появилось благодаря участию в городской программе «Медицинский класс в московской школе». Учитель биологии Мария Ишевская рассказывает, что на уроках школьники могут определять макробентос, выявлять химические вещества в воде и готовить питательную среду в рамках изучения микробиологического загрязнения воздуха.
✓ Школа «Интеллектуал» получила финансирование от Департамента образования и науки Москвы, предоставив обоснованный проект лаборатории молекулярной биологии, подкрепленный успехами школьников. Теперь ученикам доступно пространство с оборудованием для выделения ДНК, выращивания сред, электрофореза белков, стерильным шкафом, микротомом (инструмент для тонких срезов биотканей).
Что мешает развитию практики
Большинству российских школ сейчас не до экспериментов. Они работают в устаревших зданиях, планировка которых не приспособлена для организации современных лабораторий. Пространство для эксперимента должно быть безопасным и трансформируемым, но стандартные кабинеты физики, химии и биологии – стационарные.
Почти 40% российских школ не оборудованы современными кабинетами для естественно-научных практик (см. врез). В школах нет специалистов-лаборантов, которые бы готовили лабораторные работы. А педагоги заинтересованы, в основном, в результатах экзаменов.
«Практика пока никак не меряется в школе. Если в 9 классе в итоговой аттестации присутствует экспериментальная часть по физике, химии, биологии, то на ЕГЭ ее нет вовсе» – констатирует Павел Северинец.
«Обширную экспериментальную базу может себе позволить немного школ, ведь лаборатория занимает драгоценные квадратные метры, посвящена узкому спектру и закрывается после того, как класс сдаст лабораторную работу, – согласен Алексей Новиков из Физтех-лицея. – Существует и проблема кадров с навыками по работе с оборудованием и цифровой грамотностью».
Тормозят развитие практики в школах и требования к технике безопасности, говорит Елена Аралова. «Иногда это доходит до абсурда, например, розетки должны быть расположены не ниже 1,80 см – а вы попробуйте на такой высоте зарядить хотя бы телефон» – отмечает она. «По требованиям безопасности легче запретить сразу все – и живой уголок, и цветы, – согласна Мария Тиунова. – Поэтому пока мало школ, где есть растения для изучения. Я работала в частной школе, где ученики хотели завести насекомых (палочников), которые безвредные и едят сухие листья малины, но администрация не разрешила».
Про пользу дружбы и «кухонной науки»
Что делать школам, на которых бюджетного финансирования не хватает?
Объединить ресурсы. Удачный пример – Межшкольный инженерный корпус, который открывают школы №1561 и №1103. У школы №1561 было инженерное оборудование, но не хватало помещения, у №1103 нашлось нужное пространство. Корпус соединяет в себе IT-полигон и Инженерный класс, с нового учебного года в нем начнут заниматься ученики обеих школ.
Экспериментальная база не обязательно стоит дорого. Ученый и журналист, ведущий подкаста «Голый землекоп» Илья Колмановский считает, что самым важным для экспериментов является не оборудование, а азарт учителя, готовность к тому, что на уроке будет грязь и галдеж, что он займет больше времени. «При недостатке оснащения на помощь может прийти «кухонная наука» – эксперименты из того, что под рукой, – говорит он. – Как освободить с помощью уксуса яйца от скорлупы? Что будет, если смешать Кока-колу и «Ментос»? Для экспериментов по биологии иногда достаточно микроскопа и мха из леса – уже можно наблюдать жизнь».
Другие пример «кухонной науки» приводит Мария Тиунова: «В 6 классе мы делаем практикумы с едой, например, закваску капусты. Так школьники понимают, как работают бактерии, откуда пузырьки, зачем мы рубим капусту и оставляем ее в теплом помещении».
В школе №35 в Улан-Удэ уже 10 лет работает лаборатория «Умникум», экспонаты которой сделаны учителем дополнительного образования Валерием Горковенко из подручных материалов – дерева, фанеры, проволоки, трубок, пластиковых бутылок, кранов, электрических катушек, магнитов, шариков, воронок. Он много лет преподавал физику, а после посещения в Харбине музея занимательной науки ему пришло в голову создать пространство, где дети смогли бы заниматься экспериментами.
Изготовление экспоната обходится учителю в 300-1500 р., он тратит на них свои деньги. Здесь все, как в «Экспериментариумах», но выполнено своими руками.
«Я стараюсь создавать нестандартные приборы, наглядно отражающие темы из школьного курса физики – строение вещества, атмосферное давление, магнитные явления, давление твердых тел, механику, законы Архимеда, Паскаля, Ома, Ньютона. Экспонаты должны быть простые, понятные и «неубиваемые», так как на занятиях дети сами делают на них эксперименты» – рассказывает Горковенко.
Фото: проект “Умникум”
Среди его экспонатов – «волшебная воронка», откуда не выливается вода; аналог трансформатора Теслы, алюминиевое кольцо, взлетающее при нажатии кнопки согласно электромагнитной индукции; доска с гвоздем, на котором не лопается резиновый шарик; фонтан, демонстрирующий принцип Бернулли, где на струйке «танцует» целлулоидный шарик.
В упакованной дорогим оснащением «Айб» тоже есть приборы, выполненные из куска линолеума, пружинок и резисторов – для экспериментов с электричеством. Они обошлись в 100 раз дешевле, чем заводские, рассказывает Арам Пахчанян. Теперь он с единомышленниками хочет создать естественно-научный лабораторно-практический курс с оборудованием из подручных средств для сельских школ Армении. Школы смогут делать приборы для экспериментов, используя трубочки и магниты из хозяйственного магазина, сломанный винчестер и т.д.
Эксперименты в сельских школах и должны быть отличными от школ в больших городах, уверен Пахчанян. Нужно исходить из уклада жизни людей, чтобы школьники имели важнейшие навыки, могли сами починить розетку, не дожидаясь, пока до них за много километров доедет электрик, говорит он.
Школы, находящиеся в удалении от больших городов, имеют свои полевые достоинства и могут использовать для практикумов знание природы региона, растений и животных. Для изучения астрономии нужно чистое небо, которое как раз можно наблюдать в сельской местности, приводит пример Марина Пашедко.
В России множество школ, располагающихся на «сокровище»: вблизи уникальных природных мест, таких, как пещеры Пермского края, – но администрации этих школ не пользуется этими ресурсами, говорит Илья Колмановский. Ученый рассказывает, что огромное впечатление на него произвела одна из школ в глубинке. «Чуть больше 20 лет назад я оказался на Валдае в селе Шуя, в школе, которая находилась посреди Национального парка. Большая часть детей в этой школе несла на себе следы синдрома алкоголического потомства, но там были невероятные энтузиасты учителя. Их ученики очень уверенно отличали следы волка от следов собаки, они знали, что нужно сделать, чтобы на участке в 100 м2 поселились шмели и рыли бы там свои норы, они умели помечать муравьев лаком для ногтей, чтобы их опознавать. Эти дети знали, что такое эксперимент, что такое самостоятельность и сотрудничество. Ничего этого, увы, больше нет. Все закатали в асфальт».
Яркий пример использования свойств местности в образовательных целях – научные экспедиции, в которые уже много лет водит школьников учитель географии из якутского села Ой Прокопий Ноговицын.
Его ученики находили бивни мамонта, трилобиты, череп снежного барана, гнезда беркутов, предметы быта древних людей.
«В Якутии благодаря вечной мерзлоте можно обнаружить много уникальных палеонтологических находок. Мы проводим экспедиции с 1994 года, и становимся то археологами, то орнитологами, то палеонтологами, то геологами или ботаниками. По итогам экспедиций издаются научные труды, а дети становятся соавторами научных статей. Во многом благодаря этому заповедник «Ленские столбы» был внесен в список природного наследия ЮНЕСКО» – рассказывает учитель.
Системный подход
Залог успешной практики – системность. «В «Айб» с 11 класса (в Армении 12-летнее обучение) идет последовательный и формализованный процесс проектного обучения. Мы называем это стартап-инкубатор. В начале года проходит открытый конкурс на руководителей групп проектного обучения, которые дают идеи школьникам, чем бы те могли заняться. Открываются только группы, набравшие достаточное количество желающих. Затем ученики защищают свой «стартап», который должен быть полезным для страны и общества, иметь реальную цель. Если он одобрен представителями бизнеса и науки, то до середины 12 класса школьники должны сделать то, что обещали» – рассказывает Арам Пахчанян.
В школах НИШ с 2012 года запущена программа прикладная обучения NIS-Programme, разработанная совместно с университетом Кембриджа. С 7 класса естественно-научные дисциплины преподаются параллельно с практикумами. Профориентация стартует в 11 классе, и следующие два года школьники обучаются выбранным предметам с большим количеством лабораторных работ по физике, химии и биологии. За курс старшей школы ученики тратят на практику в среднем на 30-50 часов больше времени, чем в других общеобразовательных школах Казахстана.
Фото: Назарбаев Интеллектуальные Школы
Ключевым фактором для развития практики в московских школах Павел Северинец считает появление предпрофессиональных классов. Они дают возможность закупить новое оборудование, погрузить детей в технологичную среду, отправить их на практику в университеты и компании, обладающие современной технологической базой. Такие классы помогают преодолеть наметившийся разрыв между школой и жизнью, школой и наукой в современном её понимании, согласен Валерий Пазынин из школы № 1561. «И с точки зрения управления системой образования это оказалось гораздо более эффективным, чем агитация с помощью правильных слов или прямых указаний в распоряжениях», – говорит он.
По мнению Марины Пашедко, профильное обучение к школе помогает ученикам определиться с призванием. «У нынешнего поколения нет времени на раскачку, ему нужно раньше войти в профессию, чтобы заниматься любимым делом». «В современном мире человек после школы часто сразу идет на рынок труда, поэтому командную работу, дедлайны, провалы нужно пройти как можно раньше», – согласен Арам Пахчанян.
Среди партнеров школы №444 – «Яндекс», «Касперский», «Мой офис», «Инвитро», там школьники проходят стажировку. Некоторые демонстрируют в ходе практики такие успехи, что продолжают сотрудничать с компаниями. Один из учеников, еще будучи в школе, год проработал в «Мосгирпротрансе», где проектировал тюбинги для туннелей. Другие учащиеся после стажировки делали программу для «Росстата», помогающую анализировать файлы на полноту информации, и это уже была не бесплатная работа.
На внедрение экспериментов в школу нацелены большие федеральные конкурсы, где ценятся практические навыки, вроде умения собрать квадрокоптер, говорит Павел Северинец. Это проекты Университета ИТМО, «Хакатоны», Worldskills, JuniorSkills. По оценке директора, практикум в школе №444 приближается к 55% от всех учебных дней. И такие занятия ведутся не только в предпрофессиональных классах.
«Мы не боимся лабораторных работ и мало работаем по учебникам, ведь знания в них быстро устаревают. В 5 классе есть предмет «Наука», где дети учатся проводить элементарные эксперименты. А в 8 классе запущен проект «Вертушка» – за год все школьники должны трижды поменять свою лабораторную среду и сделать практикумы по химии, физике, биологии» – рассказывает Северинец.
Учителя сегодня конкурируют с видеоиграми, поэтому ребенку нужен сильный аргумент, зачем ему идти в школу, а не смотреть в экран, считает Илья Колмановский. Выразительные демонстрации (когда у нас на глазах происходит какой-то эксперимент) или настоящая практика – когда эксперимент проводим мы сами – может это дать, уверен он. «Эксперименты и демонстрации «взламывают» сиюсекундную реальность, и делают ее более интересной, насыщенной. Они содержат парадокс, который с одной стороны, обманывает ожидание, а с другой цепляет воображение, – объясняет он. – И если ребенку на уроке удастся понять эксперимент, он узнает что-то большое о мире. По сути, дети – исследователи, им нужен элемент изумления. В ходе экспериментов они изобретают научный поиск, учатся формировать гипотезу или опровергать ее».
Скудное оснащение
Оборудованных кабинетов для занятий по химии, физики, биологии и географии нет в 35-40% школ, примерно в стольких же нет мастерских, пишут авторы исследование НИУ ВШЭ «Российское образование: достижения, вызовы, перспективы». Только у четверти школ в городах есть опытно-учебные земельные участки, в селах они есть чуть больше, чем у половины школ. В совместном докладе ВШЭ и Центра стратегических разработок «12 решений для нового образования» констатируется, что технологическое обеспечение образования не получило необходимых инвестиций. Структура и дизайн школьных помещений препятствуют организации современного образовательного процесса, нет пространств для совместной работы, индивидуальных рабочих мест, лекционных аудиторий. Для формирования в школах новой образовательной среды и закупки оснащения к 2024 году потребуется потратить 470 млрд руб. из расчета около 10 млн руб. на одну школу – всего их около 42 000.
