Жизнь рассказывает о себе светом Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

ЖИЗНЬ РАССКАЗЫВАЕТ О СЕБЕ СВЕТОМ

И.Ю.Кудинова, ассистент кафедры общей педагогики Красноярского

государственного университета,

Н.В.Новикова, стажер Института биофизики СО РАН,

В.А.Кратааок, зав. кафедрой биофизики Красноярского

государственного университета

В настоящее время многие вузы забо- чая шуточной научной конференцией. Сна-

тятся о подготовке будущих абитуриентов чала проблемы и пути их решения модели-

заранее. помогая школьникам самоопреде- ровались на примерах научно-фантастичес-

литься в направлении интересующей их ких ситуаций (Как маргаритке стать замет-

специальности. Помощь в выборе направ- ной на большой клумбе? Каким образом

ления выражается в различных формах - изучать генетику на планете, где не 2 пола,

а 10? Как резинке не испачкаться, стирая карандаш?), затем перешли в более серь-

очных и заочных подготовительных курсах, факультативных занятиях в школах, выез-

дных \чебных мероприятиях и многих дру- езную форму - к проблеме экологического

практикума, биолюминесценции, экологии и

гих.

С недавнего времени на базе Институ- биологии вообще.

та биофизики СО РАН в рамках школьного

В течение многих лет сотрудники Ин-

факультатива организована работа школь- ститута ников в экспериментальной лаборатории, рого организована работа факультатива, за-Творческая деятельность в условиях реаль- нимаются изучением одного из самых уди-ной научной лаборатории предоставляет широкие возможности для самоопределения. Школьники, посещающие факультативные занятия, заранее серьезно настроены на участие в конференциях, ориентированы на биологические специальности вузов.

вительных и притягательных проявлении жизни на нашей планете-биолюминесценции -способности некоторых видов живых организмов излучать свет. В нашем Институте исследуются разные стороны этого явления - от биолюминесцентных полей

Занятия в лаборатории способствуют океана до молекулярной организации и ге-

оыстрому погружению учеников в атмосферу научной работы, включающей в себя все-от осознания момента научного творчества до повседневного, рутинного лабо-

нетическои регуляции излучающих систем различных живых организмов, таких, как бактерии или кишечнополостные.

Изучая биолюминесценцию и исполь-

раторного труда. К тому же освоение при- зуя ее в преподавательской работе, мы приборов, специального оборудования более шли к убеждению, что в этом явлении при-реально и доступно в условиях НИИ, нежели в школе, а в ходе эксперимента ребятам приходилось иметь дело с биолюми-нометром, центрифугой, весами, освоить

простейшие приемы работы в эксперимен- лают ее столь многообещающим инстру-

рода дарит нам удивительно мощный инструмент образовательной и просветительской деятельности.

Какие свойства биолюминесценции де-

тальной биологической лаборатории.

Научная деятельность требует не толь-

ментом преподавания?

1. Прежде всего это возможность

ко навыков и умений, но и теоретических прямого визуального наблюдения биолю-

знаний, которые легко усваиваются в уело- минесценции. В этой связи важно напом-

виях интересной и творческой работы. До

прихода в лабораторию учащиеся получили необходимую теоретическую базу на школьных факультативных занятиях, где в

нить, что более 80 % информации человек получает через зрение. Поэтому визуализация - самый прямой путь получения знаний. Это чрезвычайно удешевляет многие

игровой форме давалось понятие о научной учебные опыты и открывает возможность работе, начиная с постановки задачи и кон- их показа младшим школьникам, которым

ИНТЕГРАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

приборные методы еще недоступны. В на- лог ическом мониторинге//Сиб. экол. журн.

шей работе школьники использовали визу- 1996. № 5. С. 397 -403), исследование воз-

альные методы для определения прозрач- можности создания визуального экотеста

на токсичность среды с использованием растворимых, лиофилизованных и иммобилизованных светящихся бактерий и их лю-

ности. цвета и прочих свойств исследуемого снега.

2. Тесная связь биолюминесценции с фундаментальными процессами жизни. В цифераз.

основе явления лежит ферментативное

Другой пример - микробиологический

окисление специфическими ферментами практикум «Рисунок живыми красками», в

(люциферазами) специфических субстратов (люциферинов) обычно при участии неспе-

котором школьникам предлагается микробиологической петлей с суспензией светя-

цифических кофакторов: АТФ, НАДН, шихся бактерий написать на агаре в чаш-

ФМН (см.: Гительзон И.И. и др. Светящи- ке Петри любое слово или нарисовать что-

еся бактерии. Новосибирск, 1984). Это от- нибудь, и на другой день они увидят ярко

ветвление энергии для биолюминесценции от общего энергетического котла клетки открывает возможность создания биолюми-

светящуюся картину, нарисованную «живыми красками» (см.: Кратасюк и др. Особенности подготовки исследователя-пре-

несцентных зондов сотен метаболических подавателя биологии// Сб. материалов Все-

процессов в живых организмах.

3. Распространенность биолюминесценции. Светится небольшое число разных няя свою фантазию и творческое вообра-

союз. конф. «Педагогика развития» (март 1997 г.). Красноярск, 1997). Дети, приме-

видов животных и растений (например, всем известные жуки-светляки), но встречаются они широко, а в море практически повсеместно.

4. Легкая возможность выделять био-люминесцентные системы разных видов. Их можно сохранять годами, активируя при необходимости - на лекциях, уроке, практикуме - доступными средствами, в некоторых случаях просто растворением в воде.

5. Широкое использование в науке и практике предельно чувствительных приборов для измерения биолюминесценции.

6. Наконец, эмоциональная притяга-

жение. заодно осваивают простейшие приемы работы с микробиологическими препаратами и оборудованием.

Во время экологического практикума школьники могут применить полученные на лекциях и семинарах знания. Например, им понятно, почему суспензию бактерий надо добавлять в подсоленную пробу или контроль - они по природе своей галофилы.

Для участников научного эксперимента, будь то школьники или научные сотрудники, немаловажно наличие коммуникативных способностей. Ребята приобретают навыки общения в ходе коллективных об-

тельность. Люминисценция - красивый суждений научных проблем каждой изтвор-

объект для работы. Она привлекает:

- необычностью, отсутствием привычной связи света с теплом;

- некоей таинственностью, что особен-

ческих групп и полученных результатов. Каждая группа не только работает над своими результатами, учась высказывать и защищать свою точку зрения в корректной форме с использованием научной терминологии, но и обменивается опытом с другими. Например, у нескольких групп проблема одна - исследование загрязненности снега в городе, но проводится это исследование в различных районах. Чтобы решать одну проблему, ребятам просто необходимо объединять знания, что подразумевает умение грамотно и корректно дискутировать, находить пути решения вместе -т.е. работа в лаборатории представляет собой тасюк и др. Проблемы и перспективы био- модель настоящей научной деятельности,

люминесцентного биотестирования в эко- от объединения во временный творческий

но важно для младших школьников, наолю-дать ее можно лишь в темноте.

- красотой - как в океане, так и в чашке Петри.

Потенциальные возможности использования биолюминесценции в университете и школе так многочисленны, что не могут даже быть перечислены в рамках одной статьи. Примерами могут служить разработка экологического практикума с использованием светящихся бактерий (см.: Кра-

№ 3. 2000

коллектив до написания научной работы и представления результатов на конференции.

Явление биолюминесценции широко использовалось школьниками при решении различных задач: измерения токсичности проб снега, взятых в различных районах города; определения зависимости интенсивности свечения бактерий от разведения исследуемой пробы или самой культуры, от концентрации в пробе спиртосодержащих веществ или ПАВ. Конечно, в каждом методе заложен свой процент ошибок, а ученики ошибаются в ходе применения самой методики, но отклонения в результатах служат наглядным пособием для исследования. осознания и избегания их в дальнейшей работе, определения разницы между собственно ошибкой и артефактом. Несмотря на большой объем работ, выполняемый учащимися, на их сложность и разнообразие, увлеченность, эмоциональные переживания, осознание значимости эксперимента дают ребятам импульс к дальнейшему самоопределению в науке, поддерживают интерес к исследованиям.

Кроме самостоятельной обработки результатов каждой группой, существует обработка комплексная, совместно с Институтом вычислительного моделирования СО РАН. Школьники, специализирующиеся на программировании, под руководством научных сотрудников учатся обрабатывать полученные данные в географической информационной системе города (ГИС). Иными словами, происходит обучение школьников на базе двух институтов в свете исследования экологических проблем города.

Таким образом, проведенный педагогический эксперимент показал, что научная деятельность может быть освоена школьниками старшего возраста в рамках экологического практикума, адаптированного к условиям и программе школы. Подобная работа дает возможность приближения к многоступенчатому, непрерывному образованию (школа - вуз - НИИ), а также не только к «вертикальному», но и к «горизонтальному» взаимодействию между представителями различных направлений в науке. Работа интересна и нужна как учащимся. так и научным сотрудникам, которые относятся к школьникам как к коллегам и по-

тенциальным помощникам в изучении экологических проблем нашего города и наполнении электронной карты города экологической информацией.

Существует потенциальная возможность использования биолюминесценции как методической основы школьных экологических лабораторий - перспективной формы образования. Однако, как и другие инструменты современной биологии, биолю-минесцентные методы с трудом находят себе место в рамках отечественного экологического образования. Это связано не только с нехваткой материальных ресурсов для преподавания экологии в школе на современном уровне (биолюминесцентные методы относительно недороги), но и с недостатком квалификации учителей и инертностью мышления.

В рамках проекта создания учебно-научной экологической лаборатории в средней школе № 106 «Универс» мы проводим оценку и анализ эффектов практических работ с использованием биолюминесценции. для чего школа предоставила небольшое помещение, а Институт биофизики -оборудование и реактивы. В мире накоплен богатый опыт использования биолюминесценции с целью экологического образования и воспитания. Большинство преподавателей и учителей Красноярска, получают необходимые сведения о биолюминесценции как на курсах повышения квалификации (проводимых на базе Института биофизики СО РАН), так и из докладов сотрудников Института биофизики и КрасГУ на научных конференциях. Как правило, они бывают воодушевлены методическими возможностями этого явления.

Студенты психолого-педагогического факультета КрасГУ - будущие преподаватели биологии также хорошо знакомы с использованием биолюминесценции в образовании. являются разработчиками ряда методик, вошедших в биолюминесцентный экологический практикум, и научными руководителями школьников. Студентами собран материал о биолюминесцеитных организмах, который структурирован в виде занятий для учащихся среднего школьного юзраста. Лекции включают в себя: I) иллюстрированные обзоры о светящихся организмах; 2) видеоматериалы; 3) демон-

ИНТЕГРАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

. грацию культур светящихся бактерий из

Методические разработки для школы с

коллекции Института биофизики. Уроки о применением биолюминесцентных методов светящихся организмах были проведены в касаются и определения активности ферментов в растворах, в слюне, исследования влияния различных факторов на ферментативные реакции: «Ферменты - биологические ка-

школе. Собранный материал и демонстрация светящихся организмов позволяет наглядно, научно-популярно и художественно представить разнообразие организмов, не ограничивающееся пределами школьной программы по биологии. Студентами созданы методические разработки: «Влияние

тализаторы», «Классы ферментов», «Температурная денатурация ферментов», «Исследование активности алкогольдегидрогеназы в слюне». Проведение последнего исследо-

солености среды на интенсивность биолю- вания было предложено самими школьника-

минесценции светящихся бактерий», «Ис- ми, которых заинтересовала проблема диаг-

ностики алкоголизма.

В настоящее время продолжается составление серии практических работ с ис-экстрактов», «Биотестирование сточных пользованием светящихся бактерий в эколо-

вод», «Исследование эффективности гическом образовании для проведения уча-

фильтров с помощью светящихся бакте- щимися экологического мониторинга, в том

рий» и др. числе и в ходе летних экспедиций.

следование действия слюны на интенсивность биолюминесценции», «Биолюми-несцентное биотестирование хвойных

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ

ЗАДАЧА ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

О.Н.Ридин, профессор кафедры экономики кооперации и предпринимательства Саранского кооперативного института МУПК

Дети всегда любознательны (и это очень хорошо). Почти с того возраста, в котором они овладевают членораздельной речью, мальчики пытаются узнать, как устроена механическая игрушка, а девочки - рассмотреть то, что находится внутри куклы. Разумеется, после такого «исследования» игрушка приходит в негодность, но некоторые родители даже в наше трудное время умиляются: ребенок будет инженером или врачом. Не зная, что ломать игрушки не только нехорошо, но и нередко обременительно для семейного бюджета, ребенок, почувствовав явное одобрение, продолжает делать то же самое и дальше, пока, наконец, такие «исследования» не вызовут явного недовольства родителей и не увенчаются шлепком или иным непедагогическим воздействием.

Многим, наверное, приходилось наблюдать такие неприятные сцены, когда ребенок дошкольного или, что еще хуже, младшего школьного возраста чуть ли ни в истерике требует купить ему что-то,

совершенно не слушая увещеваний родителей и не задумываясь над тем, посильна ли для них такая покупка в данный момент. Налицо брак семейного воспитания, а исправлять этот брак призвана общеобразовательная школа.

Конечно, лет 10-12 назад было проще: школы получали задания собрать, например, столько-то макулатуры или металлолома, и учителя вместе с пионервожатыми объясняли, зачем это нужно и какую экономию древесины или руды получает страна. Теперь таких заданий никто не устанавливает, нет в школах пионервожатых, нет и самих пионеров, а о возможности сдать куда-то «ничейную» вещь, чтобы заработать денег на столь лакомое мороженое, подростки узнают от более искушенных в этом деле сверстников или старших ребят. Поэтому (и не только) все большее одобрение и педагогов и родителей получает введение в общеобразовательных школах основ экономики. За относительно короткий срок были написаны, изданы и уже стали по-