«Да как эти нанотехнологии можно увидеть?», - спросила нас как-то замечательная женщина, настоящий творец будущего молодых талантов в нашей стране. «И правда, как их увидеть, а главное, зачем? - подумалось мне, наивному, а потом осенило. – Ведь если не увидеть, то значит, и не показать, а поэтому их как бы и нет». Очевидная парадигма.

И правда, зачем нано, когда есть макро – купил конструктор, призвал школьников, собрали вместе робота с забавными шестеренками, лампочками, он еще и шевелится, ми-ми-ми! Вот и школьный проект, вот и развитие научно-технического творчества молодежи, все так просто и быстро. Повсеместно, во всех STEMах и FabLabах, и даже в бывших Дворцах пионеров, за скромные сотню тысяч рублей на конструктор от коммерческой фирмы-партнера.

Все довольны. И у школьников в руках реальная материальная вещь. И солидные дяди из руководства разного уровня умиляются, видя чистую детскую радость, и убеждают громко себя и других, что вот он – прогресс, что идет вперед развитие инженерной мысли у молодого поколения (хотя у китайцев такие подходы, строго говоря, отверточной сборкой называются). И коммерческий партнер доволен, что продал изделие (конструктор).

Или вот машинка, которую собрали сами школьники, и на которой можно с восторгом поездить, неважно, что детали взрослые дяди - инженеры - заранее сделали для детской потехи. Отличные игрушки 21 века!Все равно - аплодисменты, задача выполнена, цель достигнута… Школьники - истинные творцы чего-то, налицо. А нано - оно ведь маленькое, и … оно нам разве надо, если есть замечательный железный (деревянный, пластиковый, стеклянный, нужное подчеркнуть) робот-дровосек?

Или вот, кейсы… Партнер из реального сектора экономики наукообразно придумывает почти неразрешимую проблему, которая вдруг сегодня утром (вечером, днем, во сне, нужное подчеркнуть) показалась ему важной и которую, несомненно, смогут за несколько дней решить талантливые школьники, хотя противные академики почему-то не отважились предложить рецепт победы.

Ну, типа запустить спутник на орбиту для собирания с поверхности родной матушки Земли космический мусор прицельно стреляющими тросами со спутника-ассенизатора. Романтика, космос, прогресс… Неважно, что спутник не полетит, и конструкция у него слабовата, и что сборка космического мусора тросами – процесс, мягко говоря, неожиданный (уж слишком оригинально!). Все равно, начинается беспредельное детское творчество вразнос, все же «Космос – наше все».

Сначала мозговой штурм (обязательно) на основе поверхностного поиска информации в бездонной клоаке Интернета (как без него!). Затем рождение наивно-безумных идей, чаще всего лженаучных, потому что знаний все же детям не очень хватает, поскольку никто их им по проекту и не собирался давать, а в школе не проходили. Потом выработка командного духа (это главное). В конце, разумеется, торжественно – громкий рассказ в строю, вплоть до правительственного, как школьники-творцы помогли своим величайшим, не имеющих аналогов (кто же до такого додумается!) проектом. И даже чем-то реальным помогли. И что вот-вот промышленники выстроятся в очередь, чтобы взять на вооружение изделие, сделанное школьниками. Здорово! Сплошная самостоятельность и творчество. Вновь аплодисменты.

На самом деле, грустно. Ведь реальная цель и основные задачи у таких модных и повсеместно распространенных проектов, как правило, лишь показуха и ИКД (имитация кипучей деятельности) с простановкой галочек в отчетах региона (области, города, школы, бывшего Дворца пионеров, нужное подчеркнуть) о проведенных мероприятиях. Лженаука. Примитивизация. Самые страшные и коварные враги отечественного образования в современную эпоху.

Трудно ожидать, что такая псевдосоциальная активность, причем за неплохие бюджетные деньги, реально повысит знания и умения талантливых школьников. Они верят нам, взрослым, а чему мы их учим в этом случае? Рапортовать? Упрощать проблему? Скользить по поверхности? Верить в то, что принципиально не существует? Или впадать в разнузданную анархию безудержной, оторванной от реальности и знаний, фантазии?

А ведь конечная цель, реальная, а не пропагандиcтская - это создать задел для будущего серьезного образования новых инженеров и ученых, которые решат после ВУЗа сложнейшие задачи и не утекут за рубеж. Это – золотой генофонд нашей страны, без преувеличения – наше ценнейшее будущее. Именно они должны будут прийти и в ВУЗы, и в корпорации свежей кровью так необходимых прогрессивных перемен.

Конечно, дети будут рады, что совершили не очень понятное им магическое действо – выполнили и защитили большой и важный такой проект с опасной иллюзией, что сделали его абсолютно сами. И родители рады – чадо чем-то важным занимается, не в подворотне баклуши бьет. Но это, скорее, из области ритуалов и заклинаний, а не из тех реальных дел, которые действительно нужны стране. Настоящий проект сложен, делается пОтом, руками, и головой. И тем он и ценен. Не показухой, а делом. Школьники сейчас знают многое, особенно те, кто уже сделал что-то помимо куцей школьной программы. Им можно дать многое, главное – хотеть и верить в их потенциал, который огромен.

Проектная деятельность не должна быть дорогим мифом или капризной модой, а может (и должна!) стать способом междисциплинарного, комплексного, творческого воспитания и даже образования, мощной мотивацией и профподготовкой. В ней, по идее, это заложено изначально. Просто надо подходить индивидуально и комплексно, без формализма и приторных восторгов…

И это, разумеется, совсем не просто… Недаром, «Ученые будущего» и «Наноолимпиада» уже годами вырабатывают иммунитет к подобного рода шаблонным и формальным проектам и поэтому достигли интересных результатов на основе реальных дел и реальных рецептов. Ведь главное – это не деньги на дорогой конструктор, а идея, знания и умения школьников. Они – в истинном фокусе проекта.

Сломать вездесущие стереотипы жизненно важно именно сейчас (а то поздно будет), потому что проблема была заложена реформами школьного образования уже давно. А точнее, с первого класса. Например, с моего первого, непосредственного коснувшегося меня, шокирующего столкновения с проектной деятельностью школьников в наихудшем исполнении. Да, до этого были интересные проекты на наноолимпиаде, разработка перспективных тем школьных исследовательских проектов, которые можно выполнить без покупки конструктора робота за сотню тысяч рублей у доброго коммерческого партнера.

А здесь я поведаю о первом классе, когда после школы в двенадцать часов ночи перед трудным рабочим днем мы с женой выполняли «проект» нашего сына-первоклассника, кажется, под названием «Улицы Москвы» (или «Глобус Москвы», не помню, это неважно). Я только помню, что супруга меня за ноги потом удерживала, чтобы я утром еще до работы не пошел к директору школы и не сказал на чисто русском лаконичном языке, что я думаю о проектной деятельности, вообще, и о ней же в первом классе, в частности. Это, конечно, был бы бесполезный шаг, потому что проектная деятельность утверждена министерством в учебном плане, а проекты нужно огнем и мечом насадить и выполнить, несмотря ни на что, пусть хоть умрут родители, неважно, что сын спит и слыхом не слыхивал, о чем проект, но главное – галочка! Чем больше класс, тем жирнее галочка. Вредная глупость, как-то так… Вплоть до конструкторов за сотню тысяч рублей и до романтических творческих «кейсов» о грандиозном освоении космического пространства самостоятельными силами школьников за пару дней.

Вот на этом странном персональном фоне меня и пригласили в образовательный центр «Сириус». Весьма пессимистический был лично для меня старт руководства проектной деятельностью целого направления «Создаем умную среду обитания» проектов школьников, действительно хороших и мотивированных в соответствии с весьма правильными использовавшимися принципами отбора. Стало немного грустно, но потом рука потянулась к перу и сами собой написались черновики трех химических (или, условно, нанотехнологических) паспортов проектов для замечательного творения нынешней эпохи – образовательного центра Сириус.

Проекты назвали «Тайны наноуглерода», «Тайны умного стекла» и «Загадки материального мира». Два из них (про электрохромные стекла на основе оксида вольфрама и анализ реальных объектов материального мира комплементарными методами инструментальной диагностики) были фактически учебными. Один был исследовательским (про ГКР – активные нанокомпозиты на основе оксида графена и анализ допинг-проб, включая пресловутый мельдоний). Но ни один из них, тем не менее, не предполагал использования школьников в качестве рабов-лаборантов. Наоборот, они были способны перестроить тактику выполнения проекта и решить практически важную задачу своим способом. К счастью, оказалось, что образовательный центр «Сириус» и, правда, может переломить тенденцию формализма и популизма, который процветает пока что в сфере проектной деятельности школьников. Теперь у меня есть вера, что он может стать катализатором правильных тенденций и новых образовательных приемов, которые действительно смогут поставить работу со школьниками на новый уровень.

И причиной этой веры стало одно, но принципиальное идеологическое изменение, которое, помимо отбора талантливых школьников и отличных условий для их обитания в «Сириусе», было закреплено де факто в условиях проектной смены – интеграция теории и практики. Все 10 проектов направления были не просто сборкой из конструктора или мечтаниями о будущем, но направленной подготовкой проектной команды школьников к выполнению практических задач с последующим их воплощением руками школьников в конкретный оригинальный материал или устройство.

Образовательный центр «Сириус» показал, что я был не совсем прав в своих наихудших ожиданиях, потому что инженерные проекты оказались на высоте и были крайне интересны школьникам из-за наличия нескольких важнейших взаимосвязанных компонентов:

- Обязательный элемент (от куратора проекта): теоретическая подготовка, освоение современного языка программирования, выработка практических навыков по дизайну, конструированию и прототипированию, навыков работы в команде.

- Экспериментально-практическая составляющая (выполняется школьниками под руководством куратора): навыки прототипирования на трехмерном принтере с использованием трехмерных компьютерных моделей, сборка устройства, составление программного кода, управление устройством, исправление ошибок и неточностей по петле обратной связи с тестированием разработки.

- Творческая составляющая (самостоятельная работа детей): разработка дизайна, определение круга функциональных возможностей устройства, алгоритма взаимодействия устройства с окружающим пространством.

- Аналитическая составляющая (самостоятельная работа детей): поиск информации и сопоставление с существующими аналогами, определение текущих и перспективных областей использования разработки, выработка перспективных улучшений конструкции, анализ проблем, которые может в будущем решить разработка, критика имеющихся решений, собственные предложения по будущему разработки.

- Персональная составляющая: неординарная личность куратора проекта и его отношение к детям.

По сути, нанотехнологические проекты включали гораздо бОльшую «накачку» теорией с межпредметными связями, но с привязкой к типичным школьным предметам – химии, физике, математике, биологии. Далее школьники своими руками делали «умный» материал, исследовали его свойства и находили реалистичные области практического применения. Основные стадии этих проектов включали вполне естественные и необходимые этапы:

- Теоретическая подготовка. Обучение работе с синтетическими и аналитическими приборами. Выполнение основных стадий синтеза по регламенту. Распределение ролей в команде.

- Освоение навыков химического синтеза, работы со сложным оборудованием, освоение цикла лабораторного получения материала с заданными функциональными характеристиками, универсализация междисциплинарных знаний.

- Выбор практически важного объекта анализа, определение конструкции активного элемента сенсора и способов их масштабирования, определение преимуществ и ограничений метода.

- Выбор неизвестных объектов исследований, разработка оптимальных алгоритмов анализа, составление базы данных и работа с ней, исследование преимуществ и ограничений методов, установление артефактов анализа, распознавание образов данных и эвристического метода анализа.

- Поиск информации и сопоставление с существующими аналогами, определение текущих и перспективных областей использования разработки. Выработка перспективных улучшений конструкции, анализ проблем, которые может в будущем решить разработка.

- Критика имеющихся решений. Собственные предложения по будущему разработки.

- Возникновение персональных симпатий школьников к кураторам проектов, которые работали со школьниками и для школьников.

Например, в «Тайнах наноуглерода» школьники своими руками сделали чувствительный оптический сенсор, который в городе зимней олимпиады Сочи смог научиться определять биоактивные вещества, в том числе адреналин и мельдоний. Таким образом, все эти работы продемонстрировали несколько важных вещей.

Во-первых, в проекте должна быть всегда идея, заложенная туда куратором. Не с потолка. Не упавшая в результате спорадического мозгового штурма. А оригинальная, чистая и светлая, разумная, выполнимая школьниками без привлечений инструментов лженауки или пустых мечтаний (то есть все же заложенная куратором проекта или переосмысленная и переработанная идея кейса любого партнера).

Во-вторых, проект обязан быть исследовательским, а не чисто учебным типа отверточной сборки конструктора. Это связано с интеграцией как с теоретическими знаниями, так и с возможностью альтернативных решений, которые могут найти сами школьники (роботы и лаборанты такого не умеют).

В-третьих, выполнение проекта должно быть подобно маленькому, но открытию, то есть его результаты не должны быть заранее абсолютно предсказуемы. В том числе, результаты проекта должны четко оставлять у школьников ощущение значимости и возможной практической применимости, так, чтобы они сами могли рассказать это все своими словами, пропустить через себя и, соответственно, глубоко осознанно это все понимать.

Лишь в этом случае проект оставит в их душе след, будет им в радость и запомнится надолго. Только не надо детей держать за маленьких глупцов. Они много знают, умеют и еще большего хотят. Важно это не забывать. И очень хорошо, что Образовательный центр «Сириус» решил основать нанотехнологическую лабораторию, которая междисциплинарна и универсальна по своей сути, в том числе пригодна и для выполнения чисто химических, физических и даже, наверное (в будущем) биологических проектов. Это отличный задел и великолепный олимпийский рывок вперед.

Кто-то, не помню кто, назвал наших школьников вскользь «лаборантами». Конечно, химическая техника безопасности писана еще со времен алхимиков кровью, а отклонение от протокола стадий проведения химического эксперимента, порой, смерти подобно. Химический, нанотехнологический синтез не терпит небрежности и мелочей. Но из этих стадий, как из химического конструктора, собирается реальный материал. И, пожалуй, лаборант это не сделает хорошо, потому что творчество – в создании материала, в том числе в магии маленьких хитростей, которые основаны на глубоком понимании молекулярных основ процесса. В результате такого сокращения анархии достигается синергизм теории, практики, творчества школьников, что укрепляет их образовательную базу и развивает их осознанную самостоятельноcть в генерации и анализе идей, выборе решений, планировании и практической реализации плана проекта, формулированию выводов и перспектив разработки. Это серьезный подход будущих исследователей. Да и инженеров тоже.

Интересно, что в своей классической научно-фантастической новелле «Осмотр на месте» Станислав Лем рассказал об «ошустренной» и весьма умной среде обитания человека, где каждый предмет состоит из шустров (нанороботов, если хотите), которые подчиняются кибермозгу (мегароботу, если хотите), поэтому даже если стукнуть непослушного ребенка по голове (как рекомендовали некоторые коллеги на смене), то ничего не выйдет – опасный предмет рассыпется в руках и не причинит никакого вреда. В этом плане объединение разнородных проектов в рамках одного направления выглядело, с данной фантастической точки зрения, совершенно логичным.

На завершающей конференции в «Сириусе» я осмелился задать один простой вопрос школьникам – творцам проекта, которые лично рассказывали президенту Российской Федерации Владимиру Путину, что они печатают солнечные батареи для космоса. Я знаю очень хорошо, насколько сложно устройство и насколько невероятно непросто пока что напечатать солнечную батарею, поскольку в МГУ успешно выполняется совместный международный проект с изобретателем солнечных батарей именно того типа, который можно напечатать – профессором Гретцелем, всемирно известным ученым, который, кстати, об этом недавно в МГУ читал публичную лекцию. Так вот, мой вопрос был прост и очевиден (меня съедало дикое любопытство): как именно работает ваша солнечная батарея (да и ревность была - мы пока не напечатали, а школьники за 21 день сделали!).

Ответ моих молодых коллег поставил меня в тупик, потому что в тупик их поставил мой вопрос. После минутной растерянности они радостно сообщили, что они на трехмерном принтере печатали… лишь подставку - держатель для солнечной батареи, которой, собственно, и не было.

Но мы обещаем, что она будет, и что настоящую солнечную батарею способна будет создать только нанолаборатория и школьники, которые будут в следующий раз ее тщательно и вдумчиво делать. Вот тогда мы и увидим «нано», как и обещали, но не буквально и примитивно, а как реально и эффективно оно работает. Подставку для этого высокотехнологического проекта мы, конечно, возьмем у коллег, которые ее уже умеют печатать. Если все будет идти правильно, обещание можно будет с успехом выполнить руками школьников.

При этом, мне кажется, наибольшее предпочтение стоит, как ни странно, отдавать школьникам-теоретикам (тем же участникам олимпиад), потому что руками их работать научат, а понимание основ наук и процессов приходит обычно с бОльшим трудом. Тогда получатся универсалы, которые и знают, и умеют - очень редкая сейчас в России когорта школьников. Воспитание таких ребят и девчат, несомненно, может быть спецификой именно «Сириуса», потому что вряд ли ему стоит повторять подготовку STEMов, FabLabов, Дворцов пионеров, а нужно идти своим, трудным, уникальным и перспективным путем, стать генератором новых эффективных образовательных технологий. На то он и единственный в своем роде образовательный центр федерального значения.

Надеемся, что следующая проектная смена в нанолаборатории будет еще более интересной и полезной. Будет возможность, о всем сообщим заранее. И в заключении опять о «Сириусе» - это мощное место силы, где творится новая история нашей страны, потому что образование и талантливые дети - основа всего, без этого у нас не будет будущего. Это отличный проект, глобальный и грандиозный, который нужно развивать, потому что других шансов у нас всех нет. И это способ сделать проектную деятельность школьников так, как надо, превратить ее в уникальный инструмент взращивания новых талантов. И поэтому хочется верить, что Сириус будет развиваться и дальше, на этом пути ему надо желать не только всяческих успехов, но и людей со всей страны, которые свои научные и инженерные достижения и «ноу-хау» сделают достоянием школьников и всех нас.

Нанометр