На интерактивных занятиях в ТПУ школьники постигают теорию на практике
Откуда берется электрический ветер и можно ли с его помощью погасить свечу? Почему при температуре –196 С° жидкий азот кипит? В чем секрет успеха Петра Нестерова, первого в мире летчика, выполнившего «мертвую петлю»? Ответы на все эти вопросы уже стали известны школьникам, посетившим «Университетские субботы» в Томском политехническом университете.
Профессор, к доске!
Очередной открытый урок для школьников начинается со знакомства с ученым ТПУ, который рассказывает о своей научной работе. На «Университетских субботах» уже побывал доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики ТПУ Сергей Твердохлебов, рассказавший о своей уникальной разработке — биопокрытиях для имплантатов, схожих со структурой человеческой кости. Пообщался со школьниками и доцент кафедры технической физики Александр Каренгин, поведавший, как с помощью низкотемпературной плазмы можно утилизировать промышленные, в том числе ядерные, отходы.
В этот раз на встречу к ребятам пришел Александр Пак, ассистент кафедры электроснабжения промышленных предприятий Энергетического института ТПУ. Он рассказал об уникальной разработке своей кафедры — ускорителе плазмы, с помощью которого можно получать редкие наноматериалы по прочности тверже алмаза.
«Получается, из них и броню можно делать?» — раздается восхищенный детский голос из зала. На утвердительный ответ ученого ребята одобрительно перешептываются: «Класс!», «Вот бы увидеть!».
От практики к теории
А дальше начинаются эксперименты. Тема сегодняшнего урока — электростатика. Больше всего школьников впечатлила электрофорная машина, с помощью которой можно создать «электрический ветер». Колесо машины раскручивается, пламя свечи колеблется, а затем гаснет.
«Но электричество ведь не может дуть!» — возмущается семиклассница Аня Фролова.
— Конечно, не может, — соглашается с ней Екатерина Постникова, доцент кафедры экспериментальной физики ТПУ. — Гасит свечу поток ионов. Вблизи заряженного острия создается большой градиент потенциала, вследствие чего происходит ионизация воздуха. Ионы начинают двигаться в электрическом поле и увлекают за собой молекулы воздуха. Получающийся воздушный поток и есть «электрический ветер», который задувает свечу.
По окончании экспериментальной части урока старшеклассники готовятся к решению задач. Роман Троценко, ученик 11-го класса томской школы № 40, приходит на «Университетские субботы» именно для того, чтобы научиться решать задачи категории «С» по ЕГЭ.
— Собираюсь поступать в ТПУ на направление «Материаловедение и технологии материалов». В дальнейшем мне интересно заниматься созданием имплантатов и протезов, — рассказывает Роман. — В школе физику преподают бегло, не все успеваешь «переварить». На «Университетских субботах» мне удается существенно улучшить свои знания за счет того, что удается увидеть законы физики в действии.
Чай с азотом
Тем временем школьники 7–9-х классов перебираются в соседнюю аудиторию. Для них подготовлен отдельный урок.
«Знаете ли вы, что такое азот?» — с этими словами Светлана Загайнова, педагог-организатор Центра управления контингентом студентов ТПУ, открывает баллон с жидким азотом. И начинается настоящее шоу. Ребята узнают о свойствах азота наглядно, путем научных экспериментов. Вместе с преподавателем они замораживают с помощью азота яблоко и превращают в желеобразную массу свежезаваренный чай. Восторг ребят не поддается никакому описанию. Кстати, несмотря на то, что ориентированы «Университетские субботы» на школьников 7–11- х классов, приходят сюда и совсем юные исследователи.
— У нас уроков по физике в школе пока нет, я только в первом классе учусь, но наука эта мне очень интересна, и я хочу знать о ней больше, — говорит семилетний Миша Иноземцев.
После просмотра мультфильмов «Занимательная физика» и «Занимательная химия» мальчуган свободно говорит об инерции и силе притяжения, смело тянет руку, когда преподаватель задает вопросы, и с радостью вызывается поучаствовать в очередном эксперименте.
— Я и сам пару раз лабораторию дома сооружал, проводил собственные опыты с помощью набора юного химика, его мне мама купила, — хвастается Миша.
Чему не учат в школе
— Как видите, любви и науке все возрасты покорны! — с улыбкой говорит директор Центра управления контингентом ТПУ Борис Кадлубович. — Сегодня, когда в мире столь велик спрос на технические профессии, мы считаем особенно важным показать детям, что наука — это не сухие формулы и скучные задачи. Это целый мир, который их окружает. Общаясь с друзьями в соцсетях, готовя себе ужин, используя современные технологии, мало кто из детей уже осознает, что в этот момент на него работают законы физики, химии. А все потому, что сейчас в школах на естественные науки отводится небольшое количество часов. И практики на этих уроках совсем мало.
— Мы провели опрос школьных учителей, и выяснили чего не хватает сегодня детям на занятиях. Ответ единогласный — практики, — соглашается с Борисом Кадлубовичем зам. директора ЦУКС, куратор «Университетских суббот» Елена Лисичко.
Например, «мертвая петля», или петля Нестерова, которую ребята прошли на самом первом субботнем занятии. Задачи с ее «участием» чаще всего встречаются в разделе «С» ЕГЭ по физике, а дети зачастую даже нарисовать ее не могут — не знают, что это такое. А все потому, что опытной базы не хватает.
В дальнейшем, если у ребят возникнет такое желание, мы можем организовать для них не только экскурсии по научно-исследовательским лабораториям ТПУ и единственный за Уралом учебный ядерный реактор ТПУ, но и самостоятельные исследования на уникальном оборудовании — заключает Борис Кадлубович.
«Все эти мероприятия, — добавляет он, — помогут ребенку определиться и со своим профессиональным будущим, лучше понимать, что его ждет в университете на том научном направлении, которое он для себя выбирает».
Борис Кадлубович, кандидат физико-математических наук, директор Центра управления контингентом студентов:
«Университетские субботы» — проект, позволяющий школьнику вникнуть в естественные и точные науки, узнать о потенциале ТПУ, его лабораториях и передовых разработках. Общение с ведущими учеными поможет ребенку определиться с будущей профессией.
Виталина Михетко