Школьников знакомят c методами радиобиологии в АПК

В этом году летняя проектная мастерская «Космические биологи» охватывала тему исследований космоса и физики частиц и была посвящена радиобиологии в широком смысле, а также популяризации деятельности ученых-исследователей. Научно-образовательный интенсив для школьников длился две недели. Благодаря поддержке Фонда Президентских грантов, как и в прошлом году, в проект удалось привлечь преподавателей МГУ им. Ломоносова. Для детей, прошедших отборочный этап программы, участие в программе было полностью бесплатное.

- Интерес к науке у школьников большой, и мы строим работу с ними так, чтобы по итогам наших занятий у них появился материал, исследовательская работа для научных конференций, - говорит руководитель АНО «Линии успеха» Екатерина Борисова. - В прошлом году образовательная программа включала 30 часов по биологии и астрономии, мастер-классы по астронаблюдению, экскурсии, на которых дети знакомились с биоразнообразием и историей края. Тогда в нашей проектной мастерской занималось 28 ребят. В этом году участниками летней мастерской «Космические биологи» стали 22 школьника - это учащиеся шестых-десятых классов из Владимира и Суздаля. Многие из них - ученики будущих предпрофильных и профильных классов инженерно-технической и естественнонаучной направленности.

Отметим, что такая мастерская во Владимире полезна еще и тем, что при нехватке учителей и материально-технической базы школьникам довольно сложно углубляться в физику и биологию, а астрономию из школьной программы убирают вовсе. Этот же проект заинтересовывает детей именно практикой и помогает им с профориентацией.

Суть проекта

Центральной темой мастерской второй год подряд стал агротехнологический эксперимент – наблюдение за прорастанием и ростом семян культурных растений, облученных двумя типами ионизирующего излучения. Было выбрано 6 культур: пшеница яровая, фасоль, редис, салат листовой, огурец, астра. Специалисты лаборатории электронных ускорителей Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. Ломоносова подвергли их бета- и гамма-облучению, таким образом было сымитировано космическое облучение на высоте 400 километров от Земли - на высоте полета Международной космической станции.

Ребята высаживали эти семена и сравнивали их с контрольной группой, анализируя и делая выводы о положительном или же пагубном воздействии той или иной дозы облучения (в случае обоих типов излучения) на растение. Так дети экспериментальным путем самостоятельно узнали, что воздействие малых доз радиации на семена давно уже определено и доказано как положительное.

- Это явление гормезиса - усиление защитных свойств биологической клетки вследствие воздействия внешних стрессовых факторов, в данном случае - ионизирующего излучения. Но все зависит от типа излучения и конкретной дозы: в одних случаях можно увеличить всхожесть, усилить рост и в целом повлиять хорошо на урожайность, а в других - погубить растение, - объясняет Екатерина Борисова.

Помимо практики для ребят организовали цикл теоретико-практических занятий по биологии и по физике частиц. Преподавателями стали методист станции юннатов Ольга Андреева, аспирант НИИЯФ МГУ Артур Насакин и научный сотрудник этого же института МГУ Андрей Брусницын. Оба молодые ученые-исследователи, а первый, к слову, еще и наш земляк - родом из Гусь-Хрустального. В рамках проектной смены состоялись две встречи, где Артур Насакин и Андрей Брусницын рассказали школьникам о направлениях ядерной физики, о своей профессиональной деятельности и о личных мотивах заниматься наукой. Напомним, одна из задач, которую ставили себе руководители проекта, - это как раз популяризация деятельности ученых-исследователей.

- Такие лекции недоступны в интернете! Я, например, узнала много нового и из физики, и из биологии, и узнавать это было действительно интересно, это учеба не по учебнику, - поделилась одна из участниц летней проектной мастерской Карина Новикова.

- Конструктивно, позитивно! Очень умные и интересные преподаватели! Лагерь получился просто потрясающим, - присоединились к мнению Карины школьники Михаил Петриков и Ульяна Косова.

А какое лето без интересных прогулок по городу? Ребята побывали на экскурсии, темой которой были выбраны известные и малоизвестные ученые и изобретатели, чьи имена связаны с Владимиром, а еще поучаствовали в мастер-классе по изготовлению броши из фанерной заготовки, выполненной на лазерном станке. Заодно познакомились и с технологией лазерной резки изделий из фанеры.

Финал летней учебы и практики - защита проектных исследовательских работ. В этом году также провели кейс-чемпионат по разбору реальных научно-инженерных проблем. В его ходе участникам нужно было разработать еще один новый проект, но в очень сжатые сроки и в новой команде.

- Мы сознательно не стали завершать смену обычной защитой проектов: хотели погрузить ребят в мысль о том, что дипломы и сертификаты за текущие достижения - это, безусловно, важно и нужно, но крайне важно не останавливаться на достигнутом, а стараться идти дальше, продолжать наращивать опыт и компетенции. Вот почему одной из педагогических технологий мастерской в этом году стала отработка учащимися навыка работы в условиях неопределенности. И он, надо сказать, удался: подавляющее большинство ребят приняли участие и предложили на суд экспертов еще один свой командный проект, - продолжает руководитель АНО «Линии успеха» Екатерина Борисова.

Главные итоги

С самого начала многие ребята с восторгом восприняли возможность поучаствовать в подобном научном «марафоне». Одни интересуются физикой, другие - физикой и биологией, кто-то прошел профориентацию, и у них выявились склонности к научно-исследовательской деятельности.

- Две девочки-шестиклассницы у нас с интересом погружались в теорию и практику строения атомного ядра, «устройства» фундаментальных частиц, теорию радиоактивного распада, возможностей ускорительной техники. Одна из школьниц сказала, что собирается стать математиком, - рассказал аспирант НИИЯФ МГУ Артур Насакин.

Контакты с учениками преподаватели готовы поддерживать и дальше: две недели, конечно, слишком короткий срок, чтобы дать большой объем и обеспечить глубину знаний хотя бы даже по одному предмету, но возможность заглянуть за границы школьной программы по любимым предметам, обсудить на индивидуальных консультациях давно интересующие вопросы - дорогого стоят.

Учителя и родители также поблагодарили организаторов за смену и возможность провести детям эти две недели с большой пользой. Кто знает, может быть, именно эти интерактивные уроки вкупе с практикой помогут старшеклассникам утвердиться в выборе будущей профессии.

КСТАТИ

Современное сельское хозяйство активно внедряет инновационные методы для повышения урожайности, устойчивости растений к болезням и неблагоприятным условиям. Один из таких методов - облучение семян различными типами ионизирующих излучений, что позволяет стимулировать рост растений и улучшать их генетические характеристики (например, количество зерен в колосе и выход семян с общей биомассы, вес зерен, увеличение высоты стебля и т.д.).

Облучение семян может проводиться с помощью радиоактивных источников, а в последнее время и с помощью ускорителей электронов, которые генерируют направленные пучки заряженных частиц. В зависимости от дозы и типа излучения, этот подход может вызывать ускорение прорастания за счет стимуляции клеточных процессов, повышение устойчивости к засухе, болезням и вредителям, возможное индуцирование полезных генетических изменений (метод находится в процессе изучения).

К преимуществам радиационных технологий можно отнести:

- экологичность - в отличие от химической обработки облучение не оставляет вредных остатков;
- скорость и быстроту процесса облучения - обработка занимает минуты, тогда как химическая обработка семян требует значительно больше времени;
- эффективность - повышение всхожести и урожайности культур.

Метод может найти широкое применение в зерноводстве (пшеница, кукуруза, соя, рис), овощеводстве (томаты, огурцы, картофель), лесном хозяйстве (ускоренное выращивание саженцев).

В России научными центрами, где проводится радиационная обработка семян, в том числе и с помощью ускорителей, являются Объединённый институт ядерных исследований (г. Дубна), НИИ ядерной физики МГУ (г. Москва), Институт ядерной физики (г. Новосибирск) и ряд других.

Технология облучения семян на ускорителе открывает новые возможности для устойчивого земледелия. Дальнейшие исследования позволят оптимизировать дозы облучения и расширить список культур, реагирующих на этот метод. Насколько известно, данная технология во Владимирской области не применяется.

КОНКРЕТНО

8 школ охватила летняя проектная мастерская «Космические биологи» в 2025 году. Ее участниками стали ученики школ № 7, № 16, № 20, № 36, № 37, гимназии № 3, лицея № 14, образовательного центра № 8 г. Владимира, а также школы № 2 г. Суздаля.