Химические науки в своем роде уникальны. Они предоставляют возможность учащимся самим осуществлять превращения веществ, получать совершенно новые, неизвестные ранее соединения и материалы с необычными свойствами. Важной особенностью химии является постоянная необходимость работы руками, планирования эксперимента, модифицирования синтетических и аналитических установок. Владение экспериментальной химией развивает творческий подход к решению жизненных задач, вырабатывает активную жизненную позицию, самостоятельность, аккуратность и ответственность - качества, совершенно необходимые в жизни.
Профессия химика-ученого очень интересна. Но химик не может быть химиком, не проводя экспериментальной работы. При проведении химического исследования ключевым этапом работы является анализ веществ и материалов. Без данных химического анализа невозможно ни планирование дальнейшей работы, ни оформление экспериментальной работы в виде статьи - ее просто не примут к публикации ни в одном уважающем себя журнале.
К сожалению, времена, когда анализ вещества мог быть выполнен, условно говоря, только с помощью бюретки, весов и острого глаза, безвозвратно ушли в прошлое - не угнаться за жесткими требованиями науки и технологий. Современная химия и химическое материаловедение пользуются мощным арсеналом инструментальных методов анализа. Однако соответствующее оборудование стоит очень дорого и зачастую недоступно даже для отдельных лабораторий. Часто для проведения того или иного анализа необходимо использование экстремально низких температур - жидкого азота (-196 °С по стоградусной шкале) и гелия (всего 4 кельвина), мощных магнитных полей, высокого вакуума (намного меньше триллионной доли атмосферы).
В ходе работы исследователь непременно столкнется с необходимостью привлечения подобного оборудования. Да, конечно, получить доступ для самостоятельной работы на приборе часто затруднительно по самым разным причинам. Но для того чтобы грамотно поставить задачу перед химиком-аналитиком, оператором прибора и, конечно, чтобы самостоятельно интерпретировать полученные данные, необходимо иметь четкое представление о возможностях самых разных приборов, об ограничениях методов.
Таким образом, подготовка к профессии химика-ученого неизбежно требует не только освоения различных химических методов получения веществ и материалов, но и ознакомления с возможностями современных методов их анализа.
Проект «Академический (научно-технологический) класс в московской школе» позволяет учащимся погрузиться в научную среду, получить необходимые профессиональные знания и умения. В рамках этого проекта учащиеся школы №1568 имени Пабло Неруды на базе Института общей и неорганической химии имени Н.С.Курнакова Российской академии наук решают достаточно серьезные химические и материаловедческие задачи, по уровню не уступающие студенческим курсовым. Ребятами уже были выполнены индивидуальные проектно-исследовательские работы, посвященные, в частности, получению фотохромных материалов, аэрогелей, неорганических антиоксидантов и конструированию электрохимических преобразователей солнечной энергии. Достаточно часто получается так, что ученик работает не над задачей, имеющей сугубо учебное значение, а над тематикой, являющейся частью масштабного исследования научного коллектива. По результатам такой работы школьник, еще не учась в университете, может стать соавтором настоящей научной публикации, войти в авторы патента.
Школьники обучаются планировать и проводить свои опыты в тех же реалиях, с которыми столкнутся в случае работы по химическим специальностям. Важной составляющей обучения является знакомство школьников с методологией проектно-исследовательской деятельности. Будущие химики зачастую даже не догадываются, сколько работы по оформлению своих экспериментов они должны проделать, чтобы общество оценило их труды. Так, школьники учатся писать обзор литературы по своей научной теме, в котором должна прослеживаться логика постановки цели работы. Важнейшей частью работы является умение формулировать выводы на основе полученных данных, вычленять суть и - главное - достижение своих трудов. Учащиеся понимают, как важно не просто записать последовательность своих действий, но и проанализировать данные, оценить их адекватность, сравнить с ранее полученными результатами других научных коллективов. К услугам будущих коллег-химиков настоящее научное (и дорогостоящее!) оборудование ИОНХ РАН. Ребята получают квалифицированные и понятные консультации о принципах работы того или иного прибора. Школьники имеют возможность присутствовать при анализе веществ с помощью выбранного метода или даже исследовать свои образцы самостоятельно под присмотром научного руководителя - сотрудника института. В рамках «мини-курсовых» учащимися школы №1568 имени Пабло Неруды была успешно освоена работа на многоугловом спектрометре динамического и статического рассеяния света, спектрометрах УФ-видимой области спектра, а также ребята принимали активное участие в изучении материалов с помощью растрового и просвечивающего электронных микроскопов.
Несмотря на важность научных результатов, полученных школьниками, об этом знает достаточно ограниченный круг людей. Для устранения такой несправедливости ребята принимают участие в конференциях различного уровня, где делятся полученными знаниями и умениями со своими сверстниками, педагогами и учеными. Помимо прочего будущие ученые тренируются в умении правильно реагировать на критику и оттачивают ораторское мастерство. Многократное выступление на конференциях помогает учащимся досконально разобраться в своей работе, взглянуть на нее под другим углом зрения, увидеть ее недостатки и понять пути ее улучшения. Более того, такой опыт бесценен для приобретения уверенности в своих силах, умения отстаивать свою позицию и вести настоящую научную дискуссию.
Всего лишь за несколько лет плодотворного сотрудничества между школой №1568 имени Пабло Неруды и ИОНХ РАН учащиеся 10‑11‑х классов выполнили свыше 10 индивидуальных проектно-исследовательских работ и успешно представили их на различных конференциях и конкурсах, включая Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся, конкурс «Ученые будущего» от компании Intel, Всероссийские юношеские чтения имени В.И.Вернадского, конкурс «Intel-Авангард», Балтийский научно-инженерный конкурс, конкурс «Гениальные мысли», конференцию «Наука для жизни». По статистике после введения в школе №1568 имени Пабло Неруды проектной деятельности количество учеников, поступающих в вузы на химические специальности, увеличилось. В настоящее время большинство ребят, которые попробовали свои силы в научной работе в стенах ИОНХ РАН, учатся на химическом факультете и факультете наук о материалах Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. Надеемся, что через некоторое время нынешние студенты вновь окажутся в институте, но уже не в роли подопечных, а в роли научных сотрудников и наставников своих учеников.

Таисия ШЕКУНОВА,
педагог-организатор школы №1568 имени Пабло Неруды, младший научный сотрудник ИОНХ РАН;
Александр БАРАНЧИКОВ,
заведующий лабораторией ИОНХ РАН, кандидат химических наук