В рамках 41-й «Лаборатории изобретателей» Центра химии (ZFC), прошедшей с 17 по 21 августа 16 старшеклассников из 16 школ земли Гессен, имеющих наилучшие оценки по предметам MINT, в течение недели проводили исследования в Марбургском университете имени Филиппа, посвящённые актуальным вопросам биотехнологии и разработки лекарственных препаратов. Эти выдающиеся учащиеся представили свои результаты в старинном актовом зале Университета имени Филиппа в Марбурге перед 170 гостями, среди которых присутствовал министр образования и культуры земли Гессен Армин Шварц. В состав исследовательской группы входил Ник Таджики из школы-интерната «Штайнмюле» в Марбурге. «Лаборатория изобретателей» одновременно стала торжественным мероприятием в рамках празднования «80 лет Гессену».
Когда вирусы помогают и защищают умирающие клетки:
Могут ли вирусы помочь в борьбе с опасными бактериями? Как можно целенаправленно воздействовать на опухолевые клетки? Можно ли упаковать активные вещества таким образом, чтобы они действовали именно там, где это необходимо? И могут ли подвергшиеся стрессу стволовые клетки защищать другие клетки? Ответы на эти вопросы представили восемь учениц и восемь учеников гостям из научных кругов, политики, школ и бизнеса. Местом проведения мероприятия стала Старая аудитория Университета имени Филиппа в Марбурге — историческое место, где на протяжении веков ведётся преподавательская и научно-исследовательская деятельность. Там молодые люди наглядно и лаконично представили результаты своей работы, полученные за неделю интенсивной лабораторной деятельности.
«Одних лишь научных знаний недостаточно. Необходимо уметь доносить их так, чтобы их значение понимали даже неспециалисты», — заявил д-р Томас Шнайдермайер, член правления ZFC. «В эпоху фейковых новостей нам сегодня как никогда нужна такая коммуникация знаний». Подростки работали не с упрощёнными школьными экспериментами, а в течение недели в исследовательских группах Университета имени Филиппа в Марбурге. Там они познакомились с научными методами, разрабатывали и проверяли собственные подходы к решению задач. Они также убедились, что исследования не всегда приводят к ожидаемому результату.
Взгляд на промышленное производство лекарственных средств
Лаборатория изобретателей не только способствует развитию одаренных учащихся, но и открывает конкретные перспективы для получения высшего образования и построения карьеры. В первый день недели семинаров в ходе экскурсии по предприятию Aenova в Марбурге молодые люди смогли познакомиться с процессами промышленного производства лекарственных средств и возможными сферами деятельности в фармацевтической отрасли. В Институте земной микробиологии имени Макса Планка директор проф. д-р Хельге Боде наглядным образом рассказал о методах научной работы и путях академической карьеры. «Именно эта сочетание научных исследований, коммуникации и профессиональной ориентации и составляет суть «Лаборатории изобретателей», — отметила Майке Йегер, также входящая в правление ZFC.
Эти 16 подростков прошли сложный отборочный процесс. Всего 196 успевающих учащихся старших классов из 115 школ Гессена подали заявки на участие в двух лабораториях изобретателей, организованных ZFC в этом году. При отборе ZFC, помимо академической успеваемости, уделяет внимание, в частности, сбалансированному соотношению полов и тому, чтобы учесть как можно больше различных школ
.
Установлена связь с повседневной жизнью
Насколько сильно нас затрагивают мутации гена PIM-1? Кто из вас когда-нибудь сталкивался с подобным пороком развития? Все ли вирусы так же опасны, как коронавирус? Могут ли умирающие стволовые клетки защищать другие клетки?
Именно с таких наглядных вопросов учащиеся начинали свои итоговые презентации. Уверенно и бегло они объясняли даже весьма сложные научные явления доступным языком и постоянно проводили параллели с повседневной жизнью слушателей. «Киназа PIM1 на самом деле является важным белком в наших клетках. Однако если она присутствует в мутировавшей, то есть дефектной форме, она может способствовать возникновению и росту опухолей», — пояснила одна из групп. «Это может коснуться каждого из нас». Тем более важно продолжать исследования в области новых методов лечения, на которые надеются и от которых зависят пациенты.
В рамках исследовательских групп учащиеся работали с профессиональным лабораторным оборудованием — от хроматографии и масс-спектрометрии до растровой электронной микроскопии, а также методов культивирования клеток и флуоресцентных методов. Под руководством научных сотрудников они проводили сложные эксперименты, анализировали полученные результаты и таким образом получили реальное представление о повседневной работе современных исследований в области биологических наук.
«Оценивать новости с помощью знаний в области МИНТ»
По словам члена правления ZFC Томаса Шнайдермайера, знания в области естественных наук крайне необходимы для того, чтобы правильно оценивать общественные дискуссии и новости. «Сегодня знания в области МИНТ также являются своего рода защитным щитом от ложных или вводящих в заблуждение заявлений». На примере публичных заявлений о технологиях водорода
он продемонстрировал, насколько сложно бывает дать профессиональную оценку новостям. Те, кто самостоятельно проводит эксперименты с водородом и понимает основы естественных наук, могут более адекватно оценивать подобные заявления.
Шнайдермайер также затронул тему текущих дискуссий вокруг мРНК-вакцин. По его словам, целесообразность и безопасность этой технологии невозможно оценить на основании политических заявлений, а лишь в рамках диалога с учеными, ведущими исследования в данной области. Именно в связи с фейковыми новостями и искусственным интеллектом задача всего общества заключается в том, чтобы научить молодёжь критически анализировать и оценивать информацию, появляющуюся в СМИ.
Настоящие научные исследования в отличие от традиционных школьных занятий
Насколько иначе воспринимается настоящая научная работа по сравнению с традиционными школьными занятиями, рассказали сами подростки. «Самым ярким моментом для меня стал тот момент, когда синтез впервые удался и мы действительно держали наш продукт в руках», — сказал один из учащихся.
Одна из учащихся охарактеризовала свой опыт одним словом: «Самостоятельность». В то время как в ходе школьных экспериментов, как правило, точно предписывается, что именно нужно делать и какого результата ожидать, в лаборатории они могли самостоятельно определять приоритетные направления работы. «Мы были гораздо более гибкими и смогли установить совершенно иную связь с нашим проектом». Особое впечатление на них произвели также технические возможности профессиональной научной деятельности.
Еще одно открытие сделал один из учащихся по итогам этой недели: «В природе существует невероятно много решений наших проблем. Нам нужно лишь присмотреться повнимательнее, изучить их и использовать».
Лаборатория изобретателей открыла новые перспективы и в сфере выбора специальности и профессии. «Здесь можно познакомиться с людьми из самых разных областей знаний, учебных программ и профессий, а также получить опыт и советы из первых рук», — отметила одна из учениц.
Еще одна учащаяся также поделилась своими впечатлениями: «Беседы с учеными еще раз значительно расширили мой кругозор».
Марбург — научный центр с многолетними традициями
Государственный министр Армин Шварц высоко оценил Марбург как сильный научно-исследовательский центр, а 16 участников — как его новое поколение. «Лаборатория изобретателей» олицетворяет «таланты, идеи и инновации», а также умение задавать правильные вопросы. Обращаясь к молодым людям, Шварц сказал: «У нас есть молодые люди, которые что-то умеют, которые чего-то хотят, которые движут нас вперёд» — в научном и, следовательно, в экономическом плане.
Эвелин Дамер, вице-президент по студенческим вопросам Университета имени Филиппа в Марбурге, провела параллель с почти 500-летней научной традицией университета. По её словам, «Лаборатория изобретателей» символизирует «формирование нового поколения учёных». Здесь молодые люди могут непосредственно познакомиться с университетом, научной деятельностью и возможными направлениями обучения. В то же время передача знаний в экономику является важным фактором для региона Гессен.
«Нам нужны люди, которые отличаются любознательностью»
Д-р Янин Замейт из Министерства экономики, энергетики, транспорта, жилищного строительства и развития сельских районов земли Гессен уделила особое внимание связи между научными исследованиями и их практическим применением. По её словам, в Марбурге «химия и здравоохранение» сливаются воедино. На примере Эмиля фон Беринга и современной индустрии бионаук становится очевидным, как научные открытия могут быть преобразованы в медицинские разработки и способствовать экономическому развитию. «Нам нужны люди, которые отличаются любознательностью. Люди, стремящиеся к приобретению знаний и готовые приступить к делу», — заявила Самейт.
Хайке Блаум из Ассоциации химической промышленности (VCI) земли Гессен назвала Марбург «идеальным местом» для проведения исследований в области биотехнологии и лекарственных средств. По её словам, город уже давно ассоциируется с наукой и фармацевтическими разработками, однако в то же время ему приходится постоянно решать новые задачи
. «Для этого нужны умные люди», — сказала г-жа Блаум: люди, которые принимают активное участие в формировании будущего, берут на себя ответственность и совместно разрабатывают решения.
Существует ли типичная карьерная траектория?
Йоханна Люкке, студентка Университета имени Филиппа в Марбурге, в ходе беседы, посвящённой вопросам выбора специальности и профессиональной ориентации, рассказала о том, насколько разнообразны могут быть программы естественнонаучных специальностей. Она выбрала фармацию, поскольку хотела объединить свой интерес к естественным наукам с медициной и изучением действия лекарственных средств. «Фармацевтика — это сочетание многих дисциплин: медицины, химии, биологии и даже немного физики», — сказала она.
На примере своей собственной карьеры д-р Кристоф Вегшайд-Герлах, директор Chemikum Marburg, продемонстрировал, что профессиональный путь не обязательно должен быть прямолинейным. Сначала он хотел изучать химию, но затем поступил на фармацевтический факультет, защитил докторскую диссертацию, после чего работал в фармацевтической промышленности, а позже вернулся в университет. Сегодня он сочетает фармацию, преподавание, поддержку молодых учёных и научную коммуникацию. Его вывод:
Естественнонаучные специальности открывают гораздо больше возможностей, чем можно предположить, исходя из классических представлений о профессиях. «Изучайте информацию, пробуйте разные направления и не позволяйте себе отпугнуть», — посоветовал он молодым людям.
Государственный министр Армин Шварц: «Я кое-чему научился»
Государственный министр Армин Шварц остался под впечатлением от презентаций молодых людей. По его словам, они рассмотрели сложные и чрезвычайно актуальные для общества вопросы и изложили результаты сложных исследований таким образом, что даже аудитория, не имеющая отношения к данной области, смогла извлечь из этого много полезного. «Я узнал для себя кое-что новое», — сказал Шварц. По его словам, молодые люди олицетворяют «чистую инновацию» и «чистое любопытство».
Анке Хундт, руководитель отдела MINT в Министерстве культуры, образования и равных возможностей земли Гессен, подчеркнула, насколько доступно подростки изложили свои исследования. Особенно удачным шагом стало вовлечение аудитории в обсуждение с самого начала с помощью наглядного вопроса, а также объяснение порядков величин с помощью сравнений из повседневной жизни.
Перевод специализированной терминологии на доступный язык
Хайке Блаум из VCI Гессена после доклада о фагах испытала схожие чувства. По её словам, ранее она не знала, что такое фаги, однако эта презентация позволила ей, не будучи специалистом в области естественных наук, понять их важность. Она особо отметила, что молодые люди постоянно переводили термины из области естественных наук на понятный всем язык.
Д-р Янин Замейт из Министерства экономики земли Гессен после презентации также отметила важность использования юмора. Однако особенно важным было то, что молодые люди открыто показали, что эксперименты не всегда проходят так, как запланировано. Именно в таких случаях необходимо формулировать новые вопросы на основе неожиданных результатов.
«MINTIES» в ZFC: наука между шортами и релами
Доступное изложение научных знаний также является целью проекта «MINTIES» Центра ZFC. Бывшие участники «Лаборатории изобретателей» создают видеоролики с объяснениями, короткие ролики и релы для YouTube, Instagram и TikTok. На сегодняшний день в сети доступно более 220 публикаций. Тематический спектр охватывает широкий диапазон — от «зелёной» стали и водородной мобильности до искусственных тканевых структур, напечатанных на 3D-принтере. Например, совместно с Клариссой Кореа да Сильва, известной по телепередаче «Sendung mit der Maus», участники программы «MINTIES» проводили эксперименты, посвящённые водороду и топливным элементам, и наглядно продемонстрировали эту технологию, в частности, на водородном автомобиле «
».
О том, насколько близки друг к другу «Лаборатория изобретателей» и программа MINTIES, продемонстрировала и Элизе Бек: в прошлом году она сама была участницей «Лаборатории изобретателей», а в этот раз в качестве ведущей красноречиво вела итоговое мероприятие. Будучи участницей программы MINTIES, она одновременно объясняет перед камерой научные темы, например, как с помощью стволовых клеток и так называемых «биочернил» в процессе 3D-печати могут создаваться трехмерные клеточные структуры.
Цель видеороликов с объяснениями, коротких роликов и Reels заключается в том, чтобы донести результаты научных исследований, проводимых в университетах и промышленности, до тех мест, где молодежь проводит часть своего свободного времени, а также изложить сложные темы, касающиеся будущего, таким образом, чтобы они были понятны и вне рамок предметных уроков
.
Это становится возможным благодаря преданным своему делу партнерам
Реализация проекта «Лаборатория изобретателей» стала возможной благодаря тесному сотрудничеству между вузами, научно-исследовательскими институтами, спонсорами и партнёрами. «Я выражаю особую благодарность всем, кто сделал эту неделю возможной», — сказал д-р Томас Шнайдермайер. Многолетнее и доверительное сотрудничество позволяет непосредственно вовлекать учащихся в реальную научно-исследовательскую деятельность.
В заключение Майке Йегер вновь уделила особое внимание 16 молодым людям. После недели напряжённой работы и их итоговых презентаций именно им следует выразить самую искреннюю благодарность: «Вы — главные герои этого мероприятия».
В заключение д-р Кристоф Вегшайд-Герлах подчеркнул, что от такого обмена выигрывают и курирующие рабочие группы. Вопросы и взгляды молодёжи могут открыть новые ракурсы. «Таким образом, от этого выигрывают обе стороны», — сказал он.
В знак признания их достижений 16 участников в заключение получили годовую подписку на журнал «Spektrum der Wissenschaft», что даст им возможность и после завершения программы «Лаборатория изобретателей» следить за последними научными исследованиями.
Знания в области МИНТ против фейковых новостей
Лаборатории изобретателей являются частью инициативы ZFC «Школа 3.0 — MINT for Future». Их цель — более тесно связать актуальные для общества темы, такие как цифровизация, искусственный интеллект, защита климата, энергетический переход и разработка лекарственных препаратов, с основной учебной программой школ. Молодые люди должны научиться понимать научные взаимосвязи, правильно классифицировать информацию по предметным областям и знакомиться с перспективами получения высшего образования и построения карьеры. Кроме того, инициатива призвана помочь учащимся распознавать и оценивать целенаправленно распространяемые в сети фейковые новости с помощью знаний в области МИНТ.
О Центре химии
Центр химии (ZFC) является зарегистрированной общественной организацией. Уже более 20 лет ZFC совместно со школами, вузами, научно-исследовательскими институтами, предприятиями, ассоциациями, фондами и министерствами реализует проекты в области МИНТ для учащихся в возрасте от 8 до 19 лет. Включение актуальных для общества вопросов в программу регулярных занятий способствует более эффективной профессиональной ориентации, тем самым содействуя обеспечению кадрового потенциала в области МИНТ и позволяя оценивать новости с учетом знаний в этих областях.
Дополнительная информация: www.z-f-c.de
(ZFC / Хайнм, Штм)
