Меньше терний на пути к звездам

Попов С.Б.
(«ХиЖ», 2017, №5)

pic_2017_05_28.jpg

Мы не единожды обращались к теме преподавания естественно-научных дисциплин в школе вообще и конкретно — к вопросу о перспективном учебнике для преподавания («Химия и жизнь», 2015, 11 и 2016, 2, — об учебниках химии и физики соответственно). На этот раз речь пойдет об астрономии. На наши вопросы ответил С.Б.Попов, астрофизик, доктор физико-математических наук, профессор РАН и активный популяризатор своей науки. Видеоролики с его лекциями нетрудно найти в Интернете, а в 2016 году издательство «Альпина нон-фикшн» совместно с издательским домом «ПостНаука» выпустило его книгу «Суперобъекты. Звезды размером с город», посвященную исследованиям нейтронных звезд.


Чем — в самых общих чертах — отличается астрономия от других наук школьного курса?

Астрономия — маленькая наука, если сравнивать с такими, как физика, химия, биология. Маленькая и по числу ученых, и по количеству подразделов. С другой стороны, внутри астрономии есть очень разные сегменты. Есть часть, которая касается таких тем, как смена времен года, счет времени и другие базовые вещи. Есть астрофизика, которая сегодня чаще всего и ассоциируется с астрономией, с нашим пониманием того, как устроена физика небесных тел и Вселенной в целом. Эта часть «большой физики», она использует многие физические методы. Небесная механика в какой-то мере является частью математики, и в свое время астрономию в МГУ преподавали не на физическом, а на механико-математическом факультете, а в Санкт-Петербурге дело так обстоит и сейчас. Астрономия, особенно астрофизика, обычно не может непосредственно экспериментировать с объектами своих исследований: Вселенную или хотя бы звезду нельзя воссоздать в лаборатории. Астрономы могут только наблюдать, подсматривать и подслушивать. И по части преподавания астрономия не совсем похожа на физику или математику.


Преподают ли астрономию в школах сегодня?

Астрономию преподают как предмет, который выбрала школа. Это разрешено, ее можно вводить в школьную программу точно так же, как, например, латынь. С другой стороны, поскольку астрономические знания важны для нашей картины мира, в школе они включены в ряд предметов, которые могут называться «Природоведение», «Мир вокруг нас» или как-то иначе в этом духе. Некоторые базовые факты и ключевые понятия астрономии рассказываются именно там. Когда те, кто призывает к возвращению астрономии, какой она была в советской школе, говорят, что сейчас две трети людей на улице не знают, почему бывает смена времен года или что вокруг чего крутится, Земля вокруг Солнца или Солнце вокруг Земли, — на мой взгляд, в этом есть некоторое лукавство. Прежде всего, не две трети, а треть. Далее — это никогда не рассказывалось на уроках астрономии, это рассказывалось гораздо раньше, на природоведении, как и сейчас. Какие-то астрономические сведения в школьном курсе есть, их преподают в основных курсах природоведения и физики, немножко в географии, может быть, еще в химии.


А как, по вашему мнению, может преподаваться астрономия
в школе?

Здесь есть большое количество вариантов, и, на мой взгляд, самый плохой — преподавать так, как это было, то есть сделать астрономию обязательным предметом для всех, и в выпускном классе. Выпускники и так всегда думали об экзаменах — и школьных выпускных, и институтских вступительных, а сейчас, конечно, думают только о ЕГЭ. Предмет, который идет всего один час, да еще в выпускном классе, не будет пользоваться популярностью. Кроме того, мой восьмилетний опыт работы в школе говорит, что чрезвычайно трудно, может быть, невозможно выжить предмету, который за весь школьный цикл имеет нагрузку меньше одной трети ставки учителя. Учитель совершенно не заинтересован посвящать много внимания этому предмету. И с этой точки зрения отдельный обязательный предмет с нагрузкой «час в неделю» за весь курс — плохой выбор, тем более в выпускном классе.

Если давать его раньше, не в выпускном, — это немного лучше. Но ведь мы говорим об обязательной средней школе, очень — и по-плохому, и по-хорошему — зарегулированном институте. Примерно с пятого по седьмой класс школьники хотят изучать астрономию, им это очень интересно, именно в этом возрасте. Однако невозможно рассказать им про термоядерные реакции в Солнце и звездах, потому что они не знают того, что нужно для понимания этого материала. Поэтому вы не сможете сделать полноценную астрономию обязательным курсом в этих классах.

Но зато астрономия — это прекрасный предмет по выбору. Если найдется хороший увлеченный преподаватель и школа создаст условия, при которых он захочет об этом рассказывать, — ученики будут с удовольствием слушать. Это лучший вариант, и насколько я знаю, он всегда существовал. Нужно ставить меньше терний на пути к звездам. А уж заинтересовавшись астрономией, потом, когда подрастут и узнают больше, заинтересуются и физикой, и математикой, и даже химией, с которой астрономия тоже связана. В некоторых странах, которые хотели стимулировать развитие физики, например в Китае, особое внимание уделяли именно популяризации астрофизики и физики элементарных частиц, как наиболее впечатляющих для школьников областей физической науки. Заинтересовать двенадцатилетнего подростка сложными аспектами физики твердого тела практически невозможно, а астрономия позволяет это сделать.


Нужен ли отдельный учебник по астрономии?

Если это предмет по выбору, то не факт. Надо смотреть нормативные документы, связанные с образованием: обязателен ли именно официальный учебник или преподаватель может сам сформировать программу на основе каких-то пособий, выбранных им из многочисленных имеющихся. Если это обязательный предмет, то да, нужен учебник, и здесь есть большие проблемы. Это не могут быть книжки-раскраски или серии научно-популярных статей. Учебник подразумевает домашнее задание, задачи, проверки, многое другое, и это, для астрономии не очень подходит. Важная современная часть астрономии, о которой надо рассказывать детям в школе, — это астрофизика, а туда довольно трудно на школьном уровне вставить задачи, примеры, упражнения и все прочее, так как речь в основном идет о феноменологии. Учебник Б.А.Воронцова-Вельяминова, который сейчас реинкарнирован как учебник Воронцова-Вельяминова и Страута, — пример того, как делать не надо. Это учебник совершенно не про современную астрономию, он сухой, неинтересный, скучный. Достаточно сказать, что про весь мир галактик там один маленький параграф, про космологию один небольшой параграф, а вся первая половина — про системы координат и еще про что-то, что неинтересно, зато позволяет легко проверять усвоение, так как там есть много заданий. Было бы здорово, чтобы астрономия стала предметом по выбору и школьники могли бы читать какие-то хорошие книжки, где интересно и красиво рассказано про всю астрономию в целом. Волею судеб я сейчас дописываю одну книжку, которую стараюсь сделать именно такой.

Сейчас реконструируется Политехнический музей, он станет большим музеем науки. Там будет раздел, посвященный Вселенной, то есть в общем-то астрономии. Я куратор этого раздела, и мне нужно было сделать детальное описание для его экспозиции. В итоге получилась книжка про всю современную астрофизику, практически без формул, без графиков, без таблиц. Она словесная, в духе этакой третьей культуры: с одной стороны, все рассказывается понятными словами, а с другой — речь идет о вполне серьезных вещах, без лишних разговоров. Книжка охватывает всю астрофизику, плюс методы наблюдений, плюс жизнь во Вселенной. Если все будет хорошо, в ближайшие месяцы она должна выйти. Мне кажется — я не ставил такую цель, но так получилось, жизнь помогла, — что как раз в отсутствие хорошего учебника это будет материал, по которому можно нормально учить. Вообще же нужно, чтобы было много разных источников, из которых можно выбирать и комбинировать. И такие источники есть, в том числе хорошие энциклопедии.


Делать новые учебники по физике, химии, географии и так далее с включением астрономического материала — это сложно. Не проще ли издать отдельную книжку с этим материалом?

Если астрономия не вводится как обязательный предмет, то ее нужно разделить на блоки, которые должны быть встроены в другие курсы. Мне кажется, что астрономия — очень удобная для этого наука, как говорится, «во-первых, это красиво». Все то, что мы рассказываем про самые разные физические, химические, математические, биологические иногда даже понятия, красивее рассказать через астрономию. На мой взгляд, это хорошая опция, которую могли бы использовать авторы учебников и пособий по разным предметам, в том числе и по гуманитарным.

В госстандарте по физике астрономические понятия уже есть. А можно, например, на уроках химии рассказывать о происхождении химических элементов, о веществах и элементах в космосе — это же астрономия! Авторы учебника по химии могут и сами про это написать, благо материалов хватает, а могут привлечь консультанта-астрофизика. Разбросать ключевые понятия по нескольким предметам — включить в курсы природоведения, географии, физики, химии. Может быть, и биологии, поскольку мы постепенно приближаемся к настоящей эре астробиологии. Возможно, те усилия, которые люди бросали на то, чтобы вернуть астрономию в школу, лучше было бы бросить на лоббирование включения астрономических вопросов в госстандарты по другим предметам.


Возможна ли ситуация, когда школа сама выбирает, по какой схеме преподавать?

Я за то, чтобы можно было выбирать, но астрономию как обязательный предмет в старшем классе школы будут выбирать редко, если вообще будут. Поэтому я все-таки за астрономию, разложенную по физике, химии, природоведению.


Насколько в этой ситуации поможет — или помешает, там много мусора — Интернет?

Применительно к астрономии Интернет, наверное, благо, потому что астрофизика в основном создается сейчас. Многие важные открытия, которые надо включать в учебники, совершаются прямо на наших глазах. Если взять школьный учебник по физике, то в нем самые свежие результаты — хорошо если середины XX века. Не думаю, что там есть что-нибудь новее лазеров. Но мы не можем преподавать астрономию на уровне того времени, это очень быстро меняющаяся наука. В этом, наверное, одна из ее проблем, и в этом же ее отличие от других наук — учебники астрономии нужно постоянно менять. Учебник Воронцова-Вельяминова, возможно, был неплох лет 60 назад, но с тех пор наука ушла далеко вперед. Поэтому сегодня Интернет — весьма важный источник информации. Я считаю, что есть хорошие астрономические сайты, например проект Астронет (astronet.ru). Мне кажется правильным, если бы существовал серьезный электронный курс, связанный с бумажным учебником или учебниками. Электронный ресурс по астрофизике, отслеживающий новую информацию, — это было бы здорово, и, может быть, это частично решит проблему с обилием недостоверной информации в Интернете. Ее во всех предметах много, это важная проблема, но она напрямую не связана со школьным образованием.

Выходом мне кажется доступность лекций в Интернете. Сейчас к задачам учителя добавляется еще одна, очень важная, — рассказывать о том, что надо смотреть, где и как искать информацию. К счастью, есть много хороших сетевых ресурсов, например лекторий Культурно-просветительского центра «Архэ», где кроме разовых лекций читают курсы — там есть интернет-трансляции. Доступность лекций в Интернете решает проблему доступности знаний по всей стране, причем, если это трансляция, то появляется возможность задавать вопросы дистанционно. Есть портал «Постнаука», где размещено много хороших научно-популярных материалов. Поэтому я думаю, что новые технологии в существенной степени могут заменить введение обязательных новых больших блоков в обязательную школьную программу.

Обязательный курс — это важный системообразующий элемент. Вы его ввели, выстроили инфраструктуру вокруг него, написали методические пособия, издали учебники, выпустили программу в педвузах, и потом с этим трудно что-то сделать, это как распространяющийся солитон, уединенная волна, очень устойчивая. Это хороший аргумент в пользу введения астрономии в качестве отдельного предмета, ведь часто людям бывает страшновато вкладываться в отдельные мелкие проекты, которые могут не иметь больших последствий, если их постоянно не поддерживать.

В Штатах массовый интерес к астрономии был связан скорее с появлением программы Карла Сагана на телевидении — с известным сериалом «Космос. Персональное путешествие», а не с какими-то усилиями школы. Школа подключилась позже, в связи с запросами со стороны общества. Мне кажется, что фильм «Интерстеллар» — хороший пример популяризации. Фильм посмотрел, наверное, миллиард человек, он воздействовал на огромную аудиторию, но к фильму еще прилагается книга «Интерстеллар. Наука за кадром», она переведена и на русский язык. Если хотя бы 1% людей, посмотревших фильм, возьмут в руки книгу, еще 1% ее дочитает до конца, то это очень хороший эффект. Даже на этом все не заканчивается, есть еще научные статьи, где в деталях описаны расчеты, которые использовались при создании спецэффектов в фильме. Все вместе оказывает кумулятивный эффект: вы заинтересовали большую аудиторию, дальше какая-то часть прочла более сложные, но популярные материалы, наконец, может быть, еще какая-то маленькая прочла самый сложный материал и вообще пришла в науку или даже в эту конкретную область науки. Это было бы замечательно — делать такие проекты в разных областях, фильмы про биологию, про каких-то монстров или про геологию, где кто-то бурится к центру Земли, и все это сопровождать научно-популярными книгами за авторством известных ученых, которые еще вдобавок хорошие популяризаторы, как Кип Торн, автор книги «Интерстеллар. Наука за кадром». По эффективности это будет, возможно, сравнимо с массовым преподаванием предмета в школе.


В одном из своих выступлений вы положительно говорили о проектной деятельности в школах? Не хотите ли сказать что­то об этом?

Да, как мне кажется, проектная деятельность — перспективный подход, причем астрономия — самый лучший предмет для нее. Именно на этом надо бы делать акцент. Можно, например, подготовить астрономический проект по истории, поскольку мы знаем, что солнечные затмения или, реже, лунные используются для датировки исторических событий. Объяснить, почему затмение происходит, почему так редко и т. д. Но все это в рамках истории: почему какое-то событие удалось правильно идентифицировать. Кроме того, тут есть много различных возможностей: от чисто реферативных проектов, где надо лишь по книжкам лазить, до наблюдательных проектов, где надо что-то наблюдать или делать приборы своими руками — необязательно такие сложные, как телескоп, можно и более простые. Можно делать компьютерное моделирование, компьютерную графику или проводить теоретические исследования, то есть решать задачи по физике или математике. В этом смысле астрономия просто идеальна, и, повторюсь, будучи сильным мотиватором, она способна заставить любой предмет, любое задание заставить заиграть светом, как кристалл гранями. Детей трудно обязать решать какие-то абстрактные тригонометрические задачки, но если мы спросим, как спасти инопланетянина, и для этого нужно будет решить тригонометрическую задачу, это совсем другое дело.


А не станет ли проектная деятельность профанацией? Известны случаи, когда материал тащат из того же Интернета или все делает преподаватель, потому что начальство получило указание сверху?

Проектная деятельность не станет профанацией, не помешает приобретению базовых знаний, поскольку опыт показывает: базовые знания прекрасно приобретаются при выполнении проектов. Если задача ученикам будет интересна, если она их увлечет, они сами начнут знакомиться с литературой, довольно быстро столкнутся с проблемами, начнут читать, изучать вопрос в деталях.


Но руководство серьезной проектной деятельностью потребует гораздо более широких и глубоких знаний от педагога, а это проблематично.

Да, конечно, разумная проектная деятельность потребует широких и глубоких знаний от педагога. Несомненно, это энергоемкое и «времяемкое» занятие. Поэтому опять-таки вместо того, чтобы писать учебники по астрономии, энтузиасты лучше бы попробовали написать сборник проектных заданий по школьной астрономии, это было бы полезно и интересно. 

Разные разности

01.10.2017 10:00:00
...согласно моделированию с учетом общепринятых сценариев выброса парниковых газов, в Южной Азии температура и влажность приблизятся к опасному для здоровья человека пределу, а в некоторых регионах превысят его уже к концу XXI века («Science Advances», 2017, 3, 8, e1603322, doi: 10.1126/sciadv.1603322)... >>
01.09.2017 10:23:00

...возможно, 39—59% площадей кофейных плантаций в Эфиопии из-за климатических изменений станут непригодными для выращивания кофе, однако охрана лесов и перемещение плантаций могут даже увеличить подходящие площади в четыре раза и более («Nature Plants», 2017, 3, 17081, doi: 10.1038/nplants.2017.81)...

>>
01.08.2017 23:27:00

...явление квантовой запутанности продемонстрировано для фотонных пар, разделенных расстоянием 1203 км на Земле, с ретрансляцией через спутник. Результаты показывают возможность будущей глобальной сети квантовой связи («Science», 2017, 356, 6343, 1140—1144, doi: 10.1126 / science.aan3211)...

>>
06.07.2017 10:00:00

...Казанский федеральный университет принял решение прекратить сотрудничество с итальянским хирургом-трансплантологом Паоло Маккиарини, ранее уличенным в этических нарушениях и фальсификации данных («Science», 2017, doi: 10.1126/science.aal1201)...

>>
31.05.2017 14:02:00

...космический аппарат «Кассини» в последний раз прошел мимо Титана, крупнейшего спутника Сатурна, и направляется в область между планетой и ее кольцами, через которую пройдет 22 раза, а затем, в сентябре 2017 года, нырнет в атмосферу Сатурна («Nature», 2017, 544, 7649, 149—150, doi:10.1038/544149a)...

>>