Методика обучения нанотехнологиям, разработанная сотрудниками Университета ИТМО, получила премию за «Лучший инновационный продукт»

Сотрудники Университета ИТМО разработали методологию обучения нанотехнологиям через проектную деятельность в начале 2017 года. С тех пор проект использовали в сочинском образовательном центре «Сириус», федеральной сети технопарков «Кванториум», а сейчас начали применять в образовании первокурсников вуза. Совсем недавно методология обучения получила почетную премию от Комитета по науке и высшей школы за «Лучший инновационный продукт». Чем хороша проектная деятельность и как студенты решают нетривиальные научные задачи, рассказали заместитель декана физико-технического факультета Яна Музыченко и руководитель наноцентра физтеха Университета ИТМО Михаил Мухин.

Почему метод обучения через проектную деятельность такой эффективный?

Михаил Мухин: Как реализуется стандартный метод обучения? Ребенок слушает курсы, участвует в практиках, сдает лабораторные работы, но сам часто не знает, как применить знания. В проектной деятельности мы ставим во главу угла проект.  Инженерный, научный, да любой. Главное — иметь открытую, еще не решенную задача. Под этот проект набирается команда из трех-пяти человек. Они получают задание, а дальше работают над ним.

Яна Музыченко: Важно понимать, что это не лабораторные работы. Не «Смотрите на лицевую сторону прибора, введите кнопку такую-то, нажмите, запишите результат»...

Михаил Мухин: Да, в проектной деятельности все открыто перед ребятами. Мы говорим: то, как вы сделаете проект, зависит только от вас. Какие решение выбрать, какое оборудование использовать, какую литературу читать — зависит только от вас. Школьники и студенты чувствуют себя полноценными руководителями проектов, поэтому проблем с мотивацией нет. Отталкиваясь от нашего опыта и понимания, мы решили создать методологию обучения нашей научной области, наноматериалов, в формате проектной деятельности.

Расскажите, как вы опробовали методологию в Университете ИТМО.

Михаил Мухин: Мы ввели проектную деятельность как особую дисциплину для студентов первого курса физико-технического факультета этой весной. Есть глобальная проблема: создание многокрасочного покрытия для кораблей, которое препятствовало бы биообрастанию во время стояния в порту. Из-за бактерий и водорослей у кораблей начинаются проблемы с движением в море, и решения проблемы пока нет. Мы предложили студентам придумать покрытие с использованием наноматериалов.

Когда студенты услышали о задании, они первым делом полезли в Интернет смотреть литературу: какие существуют методы модификации краски и защита от биообрастания. В процессе проектной деятельности студенты читают не классические учебники, а новейшие статьи в научных журналах и другие материалы о последних разработках.

Мы обеспечивали глубокое погружение в проблематику: две вводные лекции и мастер-классы с лабораторным оборудованием. Какие приборы использовать в работе, выбирают сами студенты. Одной команде был нужен сканирующий зондовый микроскоп, другой – сканирующий электронный микроскоп, третьей – химический шкаф. Ребята получили обзор инструментов под рукой и помощь в использовании. Особое оборудование студенты сконструировали сами. Например, одна из команд построила аквариум для экспериментов.

Яна Музыченко: К каждой команде мы пристраиваем двух наставников. Задача научного консультанта — именно консультировать, а не предлагать решение. Он выслушивает идеи команды и помогает сориентироваться, можно ли реализовать проект или нет. Проектный консультант делится опытом в организации рабочего процесса: как распределить задачи и успеть за установленные 15 недель. Эту роль взяли эксперты нашего факультета.

В завершении курса студенты представили и защитили проекты. Конечно, одно из решений оказалось лучшим, но все студенты получили новые знания и опыт, недоступные в рамках других курсов. Как использовать лабораторное оборудование, как искать теоретическую базу, как работать в команде и распределять роли. Работа над проектами развивает те же Soft skills, которые очень важны для развития профессиональной карьеры.

Михаил Мухин: В проектной деятельности есть две цели. Во-первых, образовательная. В процессе работы над проектом участники учатся искать нужную теорию и литературу. Во-вторых, цель – получить результат: прототип, описание технологии, созданный объект, который можно подержать в руках. У разных проектных задач эти две составляющие могут различаться. Какие-то задачи только обучающие, результат не так важен. В каких-то задачах, наоборот, все понятно и знакомо, и проект рассчитан на инженерную реализацию. Таким образом, студенты физико-технического факультета получили и образование, и продукт.

С чего началась разработка вашей методологии проектной деятельности?

Михаил Мухин: Тренд на проектную деятельность в России начался со школьного образования. Как раньше работала селекция сильных школьников? Были предметные олимпиады по химии, физике, информатике. Детей учили тому, как правильно решать сложные и во многом специфичные задачки. В определенный момент специалисты проанализировали, насколько победители олимпиад успешны в реальной научной деятельности. Оказалось, сильных предметных знаний часто недостаточно, нужно знать, как работать в команде, как учитывать ресурсы и дедлайны. Стало понятно, что нужно переформатировать метод обучения, сделав уклон в проектное обучение. Поэтому примерно три-четыре года назад агентство стратегических инициатив сформировало задание: к 2035 году подготовить 50 000 инженеров, успешно занимающихся проектной деятельностью.

Мы подумали, что в рамках проектной деятельности можно обучать и нанотехнологиям. Необязательно учиться квантовой физике и оканчивать магистратуру с аспирантурой – для вводного погружения в научную область достаточно получить четко поставленную задачу и познакомиться с начальной теорией.

Где вы уже опробовали методологию?

Михаил Мухин: Во-первых, мы использовали методологию в образовательном центре «Сириус». Этим летом Университет ИТМО совместно с ФИОП Роснано курировал проектную смену по направлению «нанотехнологии». Во-вторых, мы сотрудничаем с федеральной сетью детских технопарков «Кванториум». Это все — важные проекты, в которых нам интересно участвовать (подробнее о сотрудничестве – по ссылке).

На следующей неделе к нам в университет приедут школьники-участники из «Сириуса». Они решили доработать проекты, начатые в Сочи, во время школьных осенних каникул. Мы согласились — будем с ними делать следующую итерацию прототипа и писать патент с научной статьей.

На кого больше ориентирована методология – на школьников или студентов?

Михаил Мухин: Мы работаем и с теми, и с другими, и главная причина — нам правда интересно обучать ребят нанотехнологиям. Школьников мы также знакомим с физико-техническим факультетом и Университетом ИТМО, в целом, и приглашаем сильных абитуриентов учиться у нас. Надеемся, что и студенты, с которыми мы занимаемся, вырастут в сильных аспирантов и будущих сотрудников Научного центра нанофотоники и метаматериалов.

Яна Музыченко: И запрос от студентов тоже есть. Я веду занятия по физике с лабораторными установками и довольно часто слышу от студентов других факультетов о недостатке мотивации. Выставили, измерили, нажали на кнопку, посмотрели прибор, записали в таблицу. Зачем? Для чего? Дальше пришли посчитали. Что посчитали? Говорят: «Вот была бы задача, мы бы понимали и начинали бы думать, что сделать, что получить».

Каково будущее методологии?

Яна Музыченко: Мы внедрили ее на первом курсе физико-технического факультета, а в дальнейшем хотим добавить проектную деятельность в каждом семестре на одной из классических дисциплин. Например, в той же физике из раздела оптики. Предложим студентам несколько самостоятельных проектов, может, не с глобальным результатом, но из нерешенной области.

Михаил Мухин: Мы будем рады, если другие факультеты, лаборатории, образовательные программы, познакомившись с нашим опытом проектного обучения, захотят использовать его у себя. Мы готовы им помогать. Любую деятельность можно упаковать в проект.  Главные критерии: у вас есть задача, сроки, ресурсы, люди, информация, и вы нацелены на результат.

Архив по годам:
Пресс-служба