Жизнь рассказывает о себе светом

В настоящее время многие вузы заботятся о подготовке будущих абитуриентов заранее, помогая школьникам самоопределиться в направлении интересующей их специальности. Помощь в выборе направления выражается в различных формах -очных и заочных подготовительных курсах, факультативных занятиях в школах, выездных хчебных мероприятиях и многих других.

С недавнего времени на базе Института биофизики СО РАН в рамках школьного факультатива организована работа школьников в экспериментальной лаборатории. Творческая деятельность в условиях реальной научной лаборатории предоставляет широкие возможности для самоопределения. Школьники, посещающие факультативные занятия, заранее серьезно настроены на участие в конференциях, ориентированы на биологические специальности вузов.

Занятия в лаборатории способствуют быстрому погружению учеников в атмосферу научной работы, включающей в себя все - от осознания момента научного творчества до повседневного, рутинного лабораторного труда. К тому же освоение приборов. специального оборудования более 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 экспериментальной биологической лаборатории.

Научная деятельность требует не только навыков и умений, но и теоретических знаний, которые легко усваиваются в условиях интересной и творческой работы. До прихода в лабораторию учащиеся получили необходимую теоретическую базу на школьных факультативных занятиях, где в игровой форме давалось понятие о научной работе, начиная с постановки задачи и кон чая шуточной научной конференцией. Сначала проблемы и пути их решения моделировались на примерах научно-фантастических ситуаций (Как маргаритке стать заметной на большой клумбе? Каким образом изучать генетику на планете, где не 2 пола, а 10? Как резинке не испачкаться, стирая карандаш?), затем перешли в более серьезную форму - к проблеме экологического практикума, биолюминесценции, экологии и биологии вообще.

В течение многих лет сотрудники Института биофизики СО РАН, на базе которого организована работа факультатива, занимаются изучением одного из самых удивительных и притягательных проявлений жизни на нашей планете-биолюминесценции -способности некоторых видов живых организмов излучать свет. В нашем Институте исследуются разные стороны этого явления - от биолюминесцентных полей океана до молекулярной организации и генетической регуляции излучающих систем различных живых организмов, таких, как бактерии или кишечнополостные.

Изучая биолюминесценцию и используя ее в преподавательской работе, мы пришли к убеждению, что в этом явлении природа дарит нам удивительно мощный инструмент образовательной и просветительской деятельности.

Какие свойства биолюминесценции делают ее столь многообещающим инструментом преподавания?

• I.    Прежде всего это возможность прямого визуального наблюдения биолюминесценции. В этой связи важно напомнить, что более 80 % информации человек получает через зрение. Поэтому визуализация - самый прямой путь получения знаний. Это чрезвычайно удешевляет многие учебные опыты и открывает возможность их показа младшим школьникам, которым

  

• 2.    Тесная связь биолюминесценции с фундаментальными процессами жизни. В основе явления лежит ферментативное окисление специфическими ферментами (люциферазами) специфических субстратов (люциферинов) обычно при участии неспецифических кофакторов: АТФ, НАДН, ФМН (см.: Гительзон ИИ. и др. Светящиеся бактерии. Новосибирск, 1984). Это ответвление энергии для биолюминесценции от общего энергетического котла клетки открывает возможность создания биолюми-несцентных зондов сотен метаболических процессов в живых организмах.

• 3.    Распространенность биолюминесценции. Светится небольшое число разных 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 притягательность. Люминисценция - красивый объект для работы. Она привлекает:

прйборные методы еще недоступны. В нашей работе школьники использовали визуальные методы для определения прозрачности, цвета и прочих свойств исследуемого снега.

• -    необычностью, отсутствием привычной связи света с теплом;

• -    некоей таинственностью, что особенно важно для младших школьников, наблюдать 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.: Кратасюк и др. Проблемы и перспективы био-люминесцентного биотестирования в эко- логическом мониторинге//Сиб. экол. журн. 1996. № 5. С. 397-403), исследование возможности создания визуального экотеста на токсичность среды с использованием растворимых, лиофилизованных и иммобилизованных светящихся бактерий и их люцифераз.

Другой пример - микробиологический практикум «Рисунок живыми красками», в котором школьникам предлагается микробиологической петлей с суспензией светящихся бактерий написать на агаре в чашке Петри любое слово или нарисовать что-нибудь, и на другой день они увидят ярко светящуюся картину, нарисованную «живыми красками» (см.: Кратасюк и др. Особенности подготовки исследователя - преподавателя биологии// Сб. материалов Все-союз. конф. «Педагогика развития» (март 1997 г.). Красноярск, 1997). Дети, применяя свою фантазию и творческое воображение, 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 сотруд- ники, немаловажно наличие коммуникативных способностей. Ребята приобретают навыки общения в ходе коллективных обсуждений научных проблем каждой из творческих групп и полученных результатов. Каждая группа не только работает над своими результатами, учась высказывать и защищать свою точку зрения в корректной формес 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 - те. работа в лаборатории представляет собой модель настоящей научной деятельности, от объединения во временный творческий

№ 3, 2000 Ш$$ВЖЖ!1ЖВ%1

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 «вергикальному», 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 «Универе» 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 Инстизута 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 биолюминесцснтных организмах, который структурирован в виде занятий для учащихся среднего школьного возраста. Лекции включают в себя: I) иллюстрированные обзоры о свозящихся организмах; 2) видеоматериалы; 3) демон-

■№■ ИНТЕГРАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ §■■ с грацию культур светящихся бактерий из коллекции Института биофизики. Уроки о светящихся организмах были проведены в 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 солености среды на интенсивность биолюминесценции светящихся бактерий», «Исследование действия слюны на интенсивность биолюминесценции», «Биолюми-несцентное биотестирование хвойных экстрактов», «Биотестирование сточных вод», «Исследование эффективности фильтров с помощью светящихся бактерий» и др.

Методические разработки для школы с применением биолюминесцентных методов касаются и определения активности ферментов в растворах, в слюне, исследования влияния различных факторов на ферментативные реакции: «Ферменты -биологические катализаторы», «Классы ферментов», «Температурная денатурация ферментов», «Исследование активности алкогольдегидрогеназы в слюне». Проведение последнего исследования было предложено самими школьниками, которых заинтересовала проблема диагностики алкоголизма.

В настоящее время продолжается составление серии практических работ с использованием светящихся бактерий в экологическом образовании для проведения учащимися экологического мониторинга, в том числе и в ходе летних экспедиций.

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ -ЗАДАЧА ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

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

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-