Астрономия в школе: дело не только в звездах

До конца 1980-х астрономия была обязательным предметом в советских школах. Потом ее убирали из программы, где-то она оставалась в качестве факультатива, где-то короткий курс под названием «Космос» был частью курса физики, но читался далеко не всегда. И вот сейчас астрономия постепенно возвращается в школу. Для чего нужен этот предмет, с какого возраста его лучше всего преподавать и как им увлечь школьников? На эти вопросы ответила преподаватель астрофизической школы «Траектория» канд. физ.-мат. наук Мария Богданова. Беседовала Светлана Михайлова.

— Мария, расскажите, пожалуйста, как развивалась ситуация с изучением астрономии в российских школах.

— В конце 1990-х астрономия еще была в школе отдельным предметом. Но уже не везде, а на усмотрение директора. Где-то ее включили в курс физики. Но по факту этот раздел учебника часто пропускали: мало кто знал, как преподавать астрономию. Ну, а в нулевых она уже практически нигде не преподавалась. И вот года три или четыре назад официальным указом министра образования она была возвращена в школу. Правда, базу для этого не подготовили: учителей по астрономии по-прежнему нет. Курсов повышения квалификации, точнее переквалификации, немного, и не каждый готов так быстро новую квалификацию получить.

— Что делает в этой связи фонд «Траектория»?

— Мы много общаемся с учителями. Наш фонд проводит семинар для учителей астрономии, куда приходит ежегодно около 100 человек, в том числе учителя физики. В прошлом году курс проводился онлайн, так что любые учителя со всей страны могли к нему подключиться. Он был бесплатный. Но участников в масштабах страны было не очень-то много: максимум 130 педагогов.

— Зачем вообще нужна астрономия в школе?

— На этот счет есть несколько мнений. Самое популярное: астрономия развивает мировоззрение и кругозор школьника. Это, конечно, так, но мне кажется, это скорее задача начальной школы, ну, может, средних классов. И она должна решаться на уроках окружающего мира, природоведения. Собственно, так это и происходит.

В старших классах, где и появляется астрономия как отдельный предмет, на мой взгляд, должна решаться совершенно другая задача. В школе есть немало предметов естественнонаучного цикла: физика, химия, биология, география. Они не просто несут знания, но и учат человека мыслить научно, дают представление о том, как как выстроена логика науки, откуда мы вообще узнаем сведения об окружающем мире.

Причем на этих уроках многое завязано на экспериментах. И вот тут астрономия начинает дополнять все эти естественнонаучные и другие предметы. Она немного иначе устроена. Да и предмет изучения у нее особый. Космические объекты находятся далеко от нас, и мы не можем поставить эксперимент, чтобы увидеть и понять, что было раньше и что будет потом, так, как это делается в биологии: там мы можем посмотреть, как существо развивается, как оно рождается, растет, умирает. А в астрономии — не можем: там очень большие масштабы времени и пространства. Однако мы сейчас представляем, как устроена Вселенная. Астрономия — наука с очень узким объемом информации, все наблюдения проведены в очень небольшом диапазоне времени. Но на их основании мы можем делать громадные выводы: какой Вселенная была раньше, какой она будет потом, какие процессы там происходят, каковы масштабы этих процессов. Это в каком-то смысле детектив: у нас есть улики, и мы понемногу раскручиваем, что было раньше, и пытаемся понять, что будет потом, связать с тем, что мы еще можем наблюдать.

— Как заинтересовать детей изучением астрономии?

— У астрономии есть преимущество: красивая зрительная часть. На этом можно играть. Сейчас очень много доступных видеоматериалов: снимки с «Хаббла»; снимки других планет, сделанные космическими аппаратами. Эта часть, мне кажется, должна всех заинтересовать. Правда, это хорошо работает на младших школьниках и не очень хорошо — со старшеклассниками, которые уже бывают довольно равнодушны к тому, что красивого нашли на Марсе.

Еще могут заинтересовать фантастические фильмы и книги, где используются астрономические теории.

Конечно, еще можно привезти школьников туда, где им будет интересно. Например, в обсерваторию. Потому что там всё не похоже на обычную жизнь. Это тоже очень впечатляет школьников.

— А вести собственные наблюдения за космосом?

— Безусловно, это тоже отличный вариант. Но он очень сложен технически, особенно в больших городах. Например, в Москве почти нет возможности вести наблюдения: сложно угадать погоду, мешает засветка. Но можно поручить вести самостоятельно наблюдения за Луной, Солнцем в течение длительного времени.

В сельской местности или маленьких городах всё проще организовать — можно сделать выезд, организовать экспедицию. Мы, например, ездили в такую экспедицию, где детям ботанику, географию и астрономию преподавали на местности. У нас в базовом лагере стоял телескоп, и мы вели наблюдения. Выезд наш длился три недели. Но это было в начале 2000-х, когда всё делалось легче. Хотя и сейчас есть школы, которые проводят такие походы.

— А какие выезды проводит «Траектория»?

— Мы ездим со школьниками в обсерватории, работаем там с большими инструментами и берем с собой маленький телескоп или несколько, по вечерам проводим наблюдения, чтобы всё увидеть своими глазами. В принципе, школьников это увлекает. Хотя, конечно, в Интернете картинки выглядят более красиво, но когда ты смотришь своими глазами, всё выглядит необычно, совсем иначе.

— А есть ли какие-то долгосрочные проекты в «Траектории»?

— Да, в «Траектории» есть уникальный проект, непохожий на другие. Это Астрофизическая школа фонда «Траектория», в которую поступают школьники после восьмого класса. Они могут жить в разных регионах, неважно где, поступают туда заочно, по результатам экзамена. А дальше на протяжении трех лет одни и те же школьники имеют возможность бесплатно участвовать в длинном проекте. Да, они могут его покинуть, если по какой-то причине что-то у них не пошло. Но если они хотят — доходят до конца. Они занимаются заочно физикой и математикой, астрономией, программированием и английским языком, и два раза в год мы с ними отправляемся в выездные школы в разные обсерватории или институты, связанные с астрономией и астрофизикой. Причем не только в России. У нас уже было два зарубежных выезда: в Финляндию и Армению. Ребята 9–11-х классов постепенно погружаются там в настоящую научную деятельность. То есть они сначала изучают тему, знакомятся с учеными, находят себе научных руководителей, постепенно включаются в какую-то работу. У нас даже были школьники, у которых уже на первом курсе института выходили публикации в научном журнале, сделанные на основе той работы, которую они вели с нашими научными руководителями. За это время они успевают понять, насколько это вообще их занятие. Те, кто почувствовал, что это прямо их, обычно хорошо понимают, куда и зачем им надо поступить. Это очень важно!

— Были ли уже выпуски из вашей Астрофизической школы?

— Да. Первый выпуск такого трехлетнего цикла состоялся. Больше половины школьников (28 из 42), которые поступили к нам после восьмого класса, дошли до конца. Это довольно много. Если уходили — в основном по собственному желанию, потому что осознали и решили, что это не совсем то, что им нужно. Все те, кто прошел наш цикл, поступили в технические вузы, чтобы изучать физику, астрофизику, математику, программирование и т. д. По крайней мере все, кто планировал. Сейчас они уже третьекурсники. Часть из них продолжают работать с нашими научными руководителями, с которыми начали работать еще в школе. Кто-то уже в вузе нашел себе новых.

— Идет ли сейчас работа в Астрофизической школе «Траектория»?

— Да, сейчас идет обучение школьников из второго набора. Они учатся уже второй год. Они сейчас десятиклассники. У них в школе был выбор специализации, и большинство из них пошли на физику, астрономию. Вообще, три года занятий для такой школы — это очень нетипичная деятельность. Есть летние лагеря, куда можно поехать на две недели, чтобы погрузиться в научную среду, — например, образовательные центры «Сириус», «Орлёнок», что-то еще из этой серии, где тоже есть научное направление. Туда можно пройти по конкурсу и участвовать бесплатно. Там тоже идет погружение в науку, есть естественнонаучные предметы, школьники проводят исследования, выступают на конференциях, пишут работы. Но еще раз повторю, это история двух-трех недель: человек на полную смену съездил, погрузился, выгрузился — и пошел дальше жить. Правда, он может попасть на следующую смену. Но в этом случае надо заново конкурс пройти, а это довольно тяжелая история. А нашим школьникам, тем, кто попал в Астрофизическую школу «Траектория», очень повезло: если они к нам попадают, у них всегда есть возможность два раза в год с нами ездить. Но при этом, конечно, надо учиться.

— А как происходят ваши выезды с Астрофизической школой «Траектория» в обсерваторию?

— Например, мы выезжаем в Специальную астрофизическую обсерваторию РАН на Кавказе. Они наши основные партнеры в организации и составлении программ всех выездных школ. Мы приезжаем, школьники слушают лекции: или научно-популярные, или более специальные, которые больше похоже на чуть упрощенный курс для студентов. У ребят есть семинары. В частности, я организую семинар по астрофизике.

Там наши учащиеся активно решают задачи, но не школьные: это больше задачи на логику, понимание, научную компетенцию. Решая задачи, можно пользоваться всем — Интернетом, подсказкой друга… Важно понять идеи и суметь их объяснить.

Скажем, в обычной школе даются задачи такого типа: найди заданное число, причем чаще всего тебе известна формула, по которой число надо отыскать. Иногда для решения надо знать несколько формул, и в этом состоит сложность.

У нас иначе. Мы, например, даем изображение графика, на котором не подписаны оси. Участникам предлагается подписать их самим, объяснив при этом, что это за процесс. Графики берем из реальной науки, а некоторые сами специально создаем. У ребят есть Интернет, но мы просим не делать поиск по картинке, потому что они ее без труда находят и становится неинтересно. Они соглашаются с этими правилами, потому что им самим интересно что-то придумать. И тут становится понятно, что у задач могут быть совершенно разные решения. Можно придумывать совершенно разные подписи, главное — объяснить, почему кривая имеет именно такую форму, пояснить зависимость одной величины от другой. То есть задачи не имеют заведомо правильного решения. Важно понимать, что такое зависимость, что такое физические величины, почему график может иметь такую форму. Например, это может быть кривая, которая показывает, как меняется яркость звезды от времени. При этом в астрофизике есть переменные звезды разных типов, которые плавно меняют яркость или делают это с резкими выбросами. Соответственно, мы можем дать разные графики. Ребята довольно быстро учатся находить информацию. Если формулу какую-то не знают, они могут ее найти и применить.

— Это теоретическая часть. А что с практической работой?

— Практические работы для школьников ведут сотрудники обсерватории. Они, например, берут задачу из своей научной деятельности, где уже найден ответ, рассказывают школьникам, как это происходит, дают им примеры: вот вам числа, вот программа, вам надо в этой программе числа обработать и получить какой-то результат. Это чем-то похоже на лабораторные работы в институтах. Иногда ребята работают с программами, устанавливают специализированный софт, понимают, что и как устроено. Тут идет работа с числами, иногда есть немного программирования, надо применять незнакомое программное обеспечение; это тоже полезно — уметь быстро в нем разобраться, сразу применить в работе с данными. Такой деятельности много.

Также у нас проводятся экскурсии, где ученикам рассказывают истории создания инструментов, кто на них работает, какие объекты изучает. Например, в САО РАН есть радиотелескопы, несколько оптических телескопов, есть серии телескопов, которые работают вместе как одно целое. Ребята прямо сейчас могут спросить человека, который работает на этих телескопах, как, что и зачем применяется.

— Популярной формой работы, и в школе тоже, становятся конференции. Как у вас с этим обстоят дела?

— Конференция — это обязательная форма работы. Свою небольшую работу, которую школьники успевают проделать заочно (и частично очно) на наших занятиях, они представляют в виде доклада. Это очень полезная деятельность! Дети учатся это представлять, понятно рассказывать, отвечать на вопросы. Они работают в группе, но свой доклад обязательно делает каждый. Они могут разбить доклад на части. На некоторых школах выступают устно, а на некоторых проводим еще и постерные секции. В большом зале на стенах развешиваются плакаты формата А0, напечатанные заранее. На конференцию человек приезжает с тубусом, в котором везет напечатанные плакаты. Очень разные, надо сказать. У кого-то в основном картинки, кто-то текст прямо там печатает, кто-то делает что-то похожее на рекламный транспарант.

Участникам дается время, когда они могут ходить по этому залу, читать эти плакаты как стенгазету, а потом подходить к автору, чтобы задать вопросы. Это другой формат общения на конференции, он более похож на дискуссионный. Около одного постера люди могут стоять полдня и обсуждать его результат. А если у человека устный доклад на конференции, то у него всего пять минут, чтобы ответить на вопросы.

Обычно на научные конференции с устным докладом попасть сложнее: там конкурс больше. А с постером — проще. Поэтому студент чаще едет с постером, чем с устным докладом. Если ты студент четвертого-пятого курса и поехал на конференцию, скорее всего, у тебя будет постерный доклад, а не устный. Поэтому его надо научиться делать раньше, чем устный. Мы этим тоже занимаемся. У нас есть фотографии, где все стоят и обсуждают чей-то постерный доклад. Очень зрелищно!

Фото предоставлено фондом «Трактория»

Сайт школы: traektoriafdn.ru/astrofizicheskaya-shkola