Инновационные преобразования в системе просвещения и образования музейными средствами в эпоху цифровизации

Ю.Н. Малышев, академик РАН, д-р техн. наук, президент Академии горных наук, президент ГГМ им. В.И. Вернадского

А.В. Титова, д-р техн. наук, зам. директора ГГМ им. В.И. Вернадского РАН

Е. Г. Мирлин, д-р геол.-минерал. наук, заместитель директора ГГМ им. В.И. Вернадского РАН

Введение

Молодой человек, живущий в цифровую эпоху, стал полноправным ее символом. Преподавательское сообщество, работая именно в «цифровом» социуме, сталкивается с избытком информации, которая обрушивается на учеников и студентов. В результате учителям и преподавателям вузов становится все труднее сосредоточить внимание слушателей на принципах и содержании преподаваемой им науки в области естественнонаучных знаний. Поиски инновационных методов и подходов в образовательном процессе становятся актуальной задачей и для средней, и для высшей школы. Можно ли сделать так, чтобы огромное богатство, сосредоточенное в фондах и экспозициях российских естественнонаучных музеев, значительный методический материал помогали учителю и преподавателю вуза в их весьма непростой работе? Один из очевидных путей – использование цифровых технологий, которые позволяют расширить коммуникационную площадку, во взаимодействии с представителями музейного и академического сообщества. Целью данной статьи являются: во-первых, изложение опыта взаимодействия Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГГМ РАН) и образовательного сообщества, на основе цифровых технологий; и, во-вторых, обсуждение дальнейших путей актуализации этого направления при изучении естественнонаучных дисциплин в средней и высшей школе. Разумеется, речь идет о науках, отвечающих направлению деятельности ГГМ РАН: геология, науки о Земле, горное дело, география, экология.

Предпосылки и технологические основы использования цифровых технологий Фонды ГГМ РАН формировались– более 260 лет. В них сосредоточены разнообразные коллекции, собранные многими поколениями геологов не только на территории нашей страны, но и в различных уголках планеты. Они включают в себя образцы минералов, горных пород и руд, ископаемых организмов и растений, метеоритов, изделий из камня и синтетических минералов. Лишь небольшая часть этого богатства представлена в экспозициях, но и она открывает новые возможности для преподавателей, использующих интерактивные приемы для построения современных лекционных и практических занятий. Другими словами, они могут представлять интерес как для учащихся, так и для преподавателей и методистов высших и средних образовательных учреждений.

Академический статус ГГМ РАН предполагает тесные связи с учеными академических научно-исследовательских институтов соответствующего профиля. Осознание необходимости объединения интеллектуального потенциала академического научного сообщества и ученых ведущих отраслевых вузов для совершенствования учебного процесса по естественнонаучным предметам и его адаптации к условиям современного времени, а также поиска талантливой молодежи для производства и науки для горно-геологической отрасли послужило основой для создания Межвузовского Академического Центра навигации по специальностям горно-геологического профиля (далее Центр) [1–3, 5]. Центр был создан на площадке ГГМ РАН совместно с АГН и ведущими отраслевыми вузами г. Москвы: Российским государственным геологоразведочным университетом им. Серго Орджоникидзе (МГРИ), Национальным исследовательским технологическим университетом (НИТУ) «МИСиС», Российским государственным университетом нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.

На сегодняшний день Центр взаимодействует со всеми ведущими отраслевыми вузами РФ. Основные цели – поиск и формирование кадрового резерва из числа талантливой молодежи для производства и науки, ведение системной работы по осуществлению Государственной программы Президента РФ в направлении профориентации детей и молодежи. Центр – проект по формированию на базе ГГМ РАН дополнительной непрерывной системы образования детей и молодежи в сегменте школа–вуз–производство.

Создание и развитие коммуникационной среды в непрерывной системе образования и просвещения в рамках поставленных перед музеем задач формирует принципиально новые условия для образования и просвещения детей и молодежи в области наук о Земле, профориентации по специальностям горно-геологического профиля. Проводимые проекты в рамках данной темы с участием ведущих ученых РАН усиливают работу по популяризации наук о Земле среди учащейся молодежи.

Проекты, реализуемые на основе цифровых технологий

Методологическая особенность почти всех создаваемых нами просветительских и образовательных программ: использование цифровых технологий, реализуемых в различном формате. Для этого на площадке Центра ГГМ РАН создана студия видеоконференцсвязи, оснащенная самым современным оборудованием. Она позволяет вести «on-line» трансляции лекций, телемостов с участием ведущих ученых РАН, представителями органов власти, а также специалистами крупных сырьевых компаний. «On-line» лекции охватывают огромную аудиторию: от крупнейших вузов геологического и горно-геологического профиля до удаленных поселков полевых геологических партий и горнодобывающих предприятий. Особо ценно, что налажен тесный контакт с сырьевыми вузами ближнего зарубежья.

Телемост-лекция проф. В.В. Бушуева «Цифровизация и цивилизация (Новые энергоинформационные системы)»Телемост-лекция проф. В.В. Бушуева «Цифровизация и цивилизация (Новые энергоинформационные системы)»

Лекции, проводимые на площадке Межвузовского академического центра навигации по специальностям горно-геологического профиля во все отраслевые образовательные учреждения РФ, вносят неоценимый вклад в продвижение научных знаний и высоко оценены на всех уровнях. Благодаря дистанционным формам работы с участием ведущих ученых – академиков РАН, происходит процесс социализации детей и молодежи из отдаленных регионов посредством расширения научного пространства в области наук о Земле. Студия обеспечивает обратную связь с аудиториями, где располагаются слушатели. Связь осуществляется оперативно, причем тематика конкретной лекции и время ее проведения согласовываются заранее. Тем самым обеспечивается оптимальный уровень присутствия на лекциях слушателей, максимально заинтересованных в их тематике.

В период особого режима во время введения карантина и организации дистанционного обучения особо важно было продолжить просветительскую работу. Разработанные программы лекций и онлайн-экскурсии, специально подготовленные для дистанционных форм научно-просветительской работы, своевременно были использованы в образовательном процессе.

Участие Белгородского государственного национального исследовательского университета в лекцииУчастие Белгородского государственного национального исследовательского университета в лекции

Тематика уже проведенных телемостов весьма разнообразна. Они охватывают проблемы, актуальные для настоящего этапа развития современного общества и экономики страны. К ним, в частности, относятся проблемы цифровизации отраслей экономики и ее устойчивого развития, подготовки кадров для горной промышленности, роль государства и бизнеса в геологическом изучении недр, использования гидротермальных ресурсов и беспилотных летательных аппаратов в народном хозяйстве.

К фундаментальным проблемам, которые являлись предметом обсуждения на телемостах, относятся перспективы изучения системы Земля–Луна, эволюция биосферы в свете учения В.И. Вернадского. Накопленный к настоящему времени опыт проведения телемостов и видеолекций по разнообразной тематике с участием деятелей науки и техники свидетельствует о высокой заинтересованности слушателей и об эффективности этой методологии для достижения основной цели Центра. Упомянем некоторые из представленных на сайте ГГМ РАН тематические видео- экскурсии и лекции, потенциально полезные для преподавателей.Санкт-Петербургский горный университет на телемосте-лекции С.М. Миронова «Есть такая профессия геолог»Санкт-Петербургский горный университет на телемосте-лекции С.М. Миронова «Есть такая профессия геолог»

Экскурсионные программы, проводимые в музее, предназначены в основном для учащихся школ и высших учебных заведений и формируют представление о профессиях горно-геологической направленности [3].

Как известно, прошлый, 2019 год, был объявлен годом Периодической системы Д.И. Менделеева. С учетом этого обстоятельства был разработан и записан цикл тематических экскурсий, посвященных различным элементам: углероду, кремнию, меди, алюминию с демонстрацией тех образцов минералов и горных пород из музейных экспозиций, которые эти элементы содержат. К примеру, демонстрируемые в видеолекции великолепные образцы малахита, который представляет собой карбонат меди, а также медные изделия, изготовленные много веков назад, в витринах помогут учителю доступно рассказать о значении этого элемента, а ученику – уяснить значение меди.

Видеоэкскурсия, посвященная кремнию, основана на многочисленных и весьма представительных коллекциях минералов, содержащих кремний, которыми располагает ГГМ РАН. Основой многих полудрагоценных камней: агата, аметиста, яшмы – является именно кремний. В лекции отмечено, что благодаря именно этому элементу ранний этап развития цивилизации называется каменным веком. Кремний входит в состав всех горных пород, из которых состоит земная кора. В видеосюжетах, которые являются основой лекции, представлены наиболее интересные и зрелищные образцы из музейных коллекций.Участие Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачёва в телемосте с академиком Р.И. НигматулинымУчастие Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачёва в телемосте с академиком Р.И. Нигматулиным

Знакомство с ними будет способствовать лучшему усвоению учениками тех сведений, которые преподаватель сообщил им на уроках химии. Столь же запоминающимися являются видеолекции, в которых рассказывается об углероде и алюминии и их роли в формировании различных горных пород и минералов. Специальная лекция подготовлена по теме, которая занимает особенно важное место в геологии и, соответственно, в геологическом музее: минералах, их свойствах, признаках, по которым их классифицируют, их использовании в различных сферах деятельности человека.

Для учителей географии и других естественнонаучных предметов будут полезны сведения, содержащиеся в видеолекциях, посвященных природным катастрофам, обусловленным процессами в глубинах Земли, строению вулканов и вулканизму, строению дна Мирового океана и его минеральным ресурсам, учению о биосфере. Общие сведения о фондах музея содержатся в видеолекции, посвященной 255-летнему юбилею ГГМ. В ней же рассказывается о геологическом строении Москвы и Подмосковья, т.е. того региона, где проживает большинство молодых посетителей музея – школьников. Знакомство с этой лекцией, несомненно, поможет им более глубоко осознать необходимость сохранения природы окрестностей их родного города.Дистанционная экскурсия И.А. Черевковской, ГГМ РАНДистанционная экскурсия И.А. Черевковской, ГГМ РАН

В рамках Центра создан и активно функционирует Клуб юных геологов, его основная функция – работа с детьми, проявившими повышенный интерес к геологии [4, 7]. Это предъявляет особые требования к преподавателям Клуба, поскольку требует постоянного поиска нестандартных и разнообразных приемов, методов и подходов. В Клубе дети знакомятся с началами геологии: образцами горных пород, минералов, полезных ископаемых, их составом. Для этого помещение, где проходят занятия, оборудованы микроскопами, интерактивными досками, макетами геологических объектов. Дети (в сопровождении взрослых) приезжают в здание ГГМ РАН, где располагается Клуб, со всей Москвы и даже из Подмосковья.

Клуб юных геологовКлуб юных геологовЭто требует немалых времени и усилий, тем более что дети приезжают в Клуб после уроков. Разумеется, та часть занятий, которая включает в себя работу с образцами, требует присутствия в помещении Клуба. Однако программа занятий с юными геологами включает в себя знакомство и с другими разделами геологической науки: основными структурами земной коры, разнообразными геологическими процессами и теми методами, которые используются современными геологами для решения разнообразных задач. Особое направление программы работы Клуба – геология морей и океанов, поскольку водная поверхность занимает более двух третей земной поверхности. Все эти аспекты излагаются преподавателями максимально доступно и наглядно, с этой целью ими заранее готовятся лекции со значительным количеством ярких иллюстраций, а также наиболее наглядные геологические образцы. Для осуществления этой части деятельности Клуба может быть эффективно использован режим работы «online », тем более что практически каждая семья в настоящее время имеет в своем распоряжении компьютер, подключенный к сети Интернет. В связи с этим Клуб начал реализовывать часть своей программы именно в таком режиме. В настоящее время осуществляется рассылка детям заданий и методических материалов с последующим опросом и «дискуссией» с ними через программу Skype в режиме конференции. Юные участники Клуба с интересом включаются в эту форму работы с учетом того, что нахождение в среде интернета для современных детей не представляет трудностей.

Существенным для работы с учащимися образовательных учреждений является создание и использование в лекционных, семинарских и практических занятиях специализированных программ для естественнонаучных предметов. Целесообразно разделы географии и экологии изучать на геоинформационной основе в контексте азов картографии, пространственного представления данных о территориях, ориентировки на местности, используя картографические и геодезические модули.Дистанционная лекция Е.Г. Мирлина, ГГМ РАНДистанционная лекция Е.Г. Мирлина, ГГМ РАН

Подобные формы работы с использованием программных продуктов позволяют сделать учебные программы более содержательными и наукоемкими, способствуют интеграции в профессиональное и научное сообщество. Расширяют коммуникационную среду учащейся молодежи в рамках профилирования на горно-геологические профессии. Существенными разработками в этом направлении могут служить геолого-маркшейдерские программы ГЕОМИКС (отечественные разработки коллектива ВИОГЕМ). Разделы геологии и недропользования целесообразно изучать с использованием геологического расширения ГЕОМИКС в рамках программ по общей геологии. Это позволит обеспечить пространственное представление о геологическом строении месторождений полезных ископаемых и способах их добычи. Также целесообразно при подготовке лекционных и практических занятий со школьниками использовать медийные материалы в среде ГЕОМИКС.

Дистанционная лекция Е.Г. Мирлина, ГГМ РАНДистанционная лекция Е.Г. Мирлина, ГГМ РАН

Центр осуществляет работу в еще одном направлении, в рамках которого также используются цифровые технологии: организация и проведение конкурсов для детей и молодежи. Названия конкурсов говорят сами за себя – «Богатство недр моей страны», «Вырасти своего студента», «Дети–детям», «В таланте все едины», «Один день моей страны».

В их подготовке и проведении помимо учредителей Центра участвуют и другие заинтересованные образовательные организации: Московский городской методический центр Департамента образования, Московский детско-юношеский центр экологии, краеведения и туризма, Московский геологоразведочный техникум, а также производственные организации. Цель конкурсов – углубление знаний у подрастающего поколения о проблемах минеральных богатств страны, их сохранения и рационального использования, а также стимулирование у него интереса к профессии геолога и горняка. В режиме «on-line» проводится предварительный просмотр проектов, представленных участниками, дистанционно осуществляется ознакомление с ними специалистов экспертных комиссий. С этой целью создана база данных представленных на конкурсы работ в электронном формате, к которой имеют доступ специалисты, осуществляющие анализ и отбор проектов. Кроме того, участники конкурса имеют возможность представить короткие видеосюжеты по теме работ, которые они выставляют на конкурсы. Видеосюжеты также оцениваются специалистами в режиме «on-line». Победители конкурса награждаются ценными и запоминающимися призами. В этом году несмотря на пандемию использование цифровых технологий позволило успешно провести подведение итогов социально значимого конкурсного проекта «Богатство недр моей страны». Подобные формы дистанционной работы с использованием современных технологий в новых социальных условиях становятся актуальными и в определенных условиях единственно возможными.

Дистанционная лекция Е.Г. Мирлина, ГГМ РАНДистанционная лекция Е.Г. Мирлина, ГГМ РАН

Актуальные проблемы использования цифровых технологий в практике содействия музея преподавательскому сообществу

Разрабатывая различные просветительские проекты на основе цифровых технологий, авторы, разумеется, отдают себе отчет в том, что никакая видеоэкскурсия не заменит реальную экскурсию по залам музея, никакая «on-line» лекция не способна заменить общение со специалистом-лектором и учителем. Цифровые технологии лишь побуждают сходить в музей, но не заменяют его посещение. Тем не менее даже при этих оговорках уже накопленный более чем трехлетний опыт использования цифровых технологий показывает перспективность созданных разработок.

Конечно, возникают еще некоторые проблемы, что не удивительно, ведь речь идет об относительно новой и специфической форме музейной работы. Важнейшие из них: информирование преподавательского сообщества о проектах и программах, реализуемых ГГМ РАН в дистанционной форме, и, соответственно, увеличение степени их использования в повседневной работе учителей и преподавателей вузов. В этом отношении имеются трудности, имеющие вполне объективный характер:

– загруженность преподавателей, которые обязаны в определенные сроки изложить студентам и школьникам материал, предусмотренный программой. Зачастую, у них физически не хватает времени для знакомства с проектами музея и оценить их полезность в повседневной работе;

– недостаточные условия для использования музейного материала в лекциях и в школьных занятиях. Существующие методические разработки не предусматривают включение подобного материала в программы преподавания конкретного предмета, и, следовательно, преподаватели, в случае использования музейных видеолекций и трансляций вынуждены опираться исключительно на собственную инициативу.

Полагаем, что устранение указанных трудностей позволит в дальнейшем более активно решать весьма актуальную задачу использования богатства российских естественнонаучных музеев в работе учителей и преподавателей вузов. Считаем, что путь к этому – интенсификация взаимодействия музейного и преподавательского сообщества с подключением к нему специалистов Минобрнауки РФ. Выражаем надежду, что опыт использования цифровых технологий, накопленный ГГМ РАН, будет полезным для других музеев.

Работа выполнена в рамках темы НИР 0140- 2019-0006.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:
1. Малышев Ю.Н., Титова А.В. Роль и задачи естественнонаучных музеев в образовательном процессе по специальностям горно-геологического профиля // Горная промышленность. 2017. ¹2. С. 108–109.
. Малышев Ю.Н., Титова А.В., Пучков А.Л. Инновации в горно-геологическом образовании // Горный журнал (2255). 2018. ¹10. С. 93–98.
3. Полетаева Н.А., Яцкая С.В. Интерактивные экскурсионные программы как основа профориентационной деятельности по специальности «Гидрогеология и инженерная геология» // Современная педагогика. 2016. ¹11 [Электронный ресурс]. URL: http:// pedagogika.snauka.ru/2016/11/6280
4. Малышев Ю.Н., Титова А.В., Пучков А.Л., Титов Г.И. Принципиальная модель создания единой коммуникационной среды для формирования кадрового резерва для производства и науки минерально-сырьевого сектора экономики РФ // Горная промышленность. 2018. ¹1. С. 17–20. ISSN 0017-2278.
5. Мирлин Е.Г., Хотченков Е.В., Черевковская И.А. Геологический музей как инновационная площадка просветительской работы с молодым поколением. Инноватика и экспертиза. 2020. ¹3. С. 132–142.
6. Титова А.В. Создание «Межвузовского академического центра навигации по специальностям горно-геологического профиля» на базе ГГМ РАН // Горная промышленность. 2015. ¹5. С. 34–35.
7. Малышев Ю.Н. Роль государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН в популяризации научно-технических знаний // Горный журнал. 2015. ¹7. С. 39–44.
Ключевые слова: горное дело, геология, экология, инновационные подходы в образовании, цифровые технологии, профориентация школьников, научно-просветительская работа, образовательные программы

Журнал "Горная Промышленность" №6 / 2020, стр.72