Уметь рассказывать простыми словами о том, чем ты занимаешься — это самое важное
Сайт Наука в Сибири 3 июня 2021 г.
Газета Наука в Сибири №41 (3302) от 21 октября 2021 г.
Сибирские ученые подготовили учебник по практической молекулярной генетике для 8-9 классов с интерактивными играми, наглядными экспериментами, комиксными иллюстрациями и рассказами о последних научных открытиях.
О процессе создания нового пособия рассказал главный научный сотрудник ФИЦ “Институт цитологии и генетики СО РАН” профессор НГУ, доктор биологических наук Павел Михайлович Бородин.
— Павел Михайлович, ваше пособие стало первым школьным учебником по молекулярной генетике в России. Интересовались ли вы, как преподносится генетика в западных учебниках?
— Честно говоря, не узнавал. Я старался не читать чужих учебников, чтобы их не повторять. На самом деле, мне кажется, что генетика и биология в целом во всем мире преподается абсолютно неправильно. Курс биологии везде начинают с запоминания фактов. Ученик должен знать названия птичек и бабочек, что такое флоэма и ксилема, из чего формируется лист. Его нагружают фактами без всякой основы, то есть без теории эволюции. Когда есть понимание эволюции и связанной с ней генетики, тогда из этого будет всё логически вытекать. Царство растений уже можно объяснить не через простое перечисление видов, а как целостную систему с множеством кластеров, которые выводятся из эволюции. Так бы я и преподавал биологию. Поэтому, когда говорят, что преподавать генетику в 8 классе еще рано, я отвечаю, что для генетики ничего знать не надо, ее можно начинать изучать с нуля. Конечно, для полноценного понимания нужна химия, но вся молекулярная биология объясняется по принципу лего, где элементы соединяются и взаимодействуют.
— Насколько глубоко изучается генетика в современных школах? По каким пособиям происходило преподавание ранее?
— Генетика преподается в общем курсе биологии с 10 класса. Я был соавтором двух учебников для 10—11 классов, которые были сделаны в нашем институте под редакцией Дмитрия Константиновича Беляева, Григория Моисеевича Дымшица и Владимира Константиновича Шумного. Генетика там появляется лишь в самом конце. Поэтому я удивился, когда нам предложили сделать отдельный учебник по генетике для 8-9 классов, но потом понял, что ничего особенного в этом нет.
— Чем отличается ваш учебник от обычных учебников по биологии?
— Во-первых, в обычных учебниках дается объяснение по принципу: это правда, а это ложь. В нашем учебнике мы постарались привести аргументы и объяснить, почему всё именно так, рассказать о вещах которые мы до сих пор не понимаем и какие по этому поводу есть гипотезы. Например, я написал раздел “Зачем нужна рекомбинация”. Ведь до сих пор непонятно, зачем нужен секс и все эти хлопоты, когда можно размножаться делением. Есть множество теорий, и нет ни одной окончательной и, подозреваю, таковой никогда не будет. Поэтому я говорю детям: есть 84 гипотезы, придумайте 85-ю.
Во-вторых, в учебниках обычно не рассказано о том, как были получены знания, нет ничего о методах и технике работы ученых. Обо всем этом мы написали. Например, о том, как работает ПЦР, которым тестируют на COVID-19, или о том, как читают геном. Современный страх перед генной инженерией идет от того, что люди просто не понимают, как это делается.
— Были ли другие ограничения и условия со стороны издательства “Просвещение”? Насколько пришлось сократить изначальный объем, какие разделы не вошли в учебник?
— Главное ограничение — это лимит в 270 страниц, где каждая глава была бы рассчитана на один-два урока. Еще одно условие — разделение материала на 50% теории и 50% практических работ. Никакой цензуры по содержанию не было. Поэтому мы совершенно открыто высказали свои взгляды на ГМО и всё остальное.
Я предполагал начать курс учебника с происхождения жизни, из которого затем мы выводили тематическое усложнение. Но мы так увлеклись, что вместо 270 страниц написали 400. Пришлось сокращать и вырезать многие темы: происхождение жизни, внеядерная наследственность, симбиоз и другие, но, наверное, оно и к лучшему.
— Чего не хватает в современных учебниках, на ваш взгляд?
— Современная педагогика говорит о том, что нужно больше коллективной работы, работы над разными кейсами и так далее. В учебнике мы тоже предложили онлайновые работы. Но, на мой взгляд, не хватает работы руками. Конечно, для этого необходимо оборудование, которого во многих школах нет. Гораздо печальнее, когда оно есть, но учителя не знают, что с ним делать, и оно стоит в классах, лишь чтобы его показывать начальству.
Кроме учебников, издательство “Просвещение” поставляет современное биологическое оборудование и реактивы в школы. Здесь мы показали, как со всем этим работать. Кроме того, мы добавили ролевые игры, задачки про то, как мутации меняют окраску котов и многое другое.
— Какой из модулей оказался самым сложным для изложения простым языком?
— Больше всего мы переписывали часть с современными методами молекулярной генетики: секвенирование, генная инженерия, генетика количественных признаков, CRISPR/Cas9, геномное редактирование. Эти темы пришлось сильно упрощать, но, надеюсь, нам удалось сохранить суть.
— Кроме основ генетики, в учебнике вы также стремитесь дать представление о современном состоянии академической науки и показать исследовательский процесс на практике. Это исключительная особенность биологии, или такой подход оправдан и в преподавании других предметов?
— Не могу говорить за физику и химию. Думаю, биология в этом отношении находится в более выигрышном положении. А вообще, все свои лекции я начинаю так: из всех предметов, о которых вы когда-либо слышали и услышите, эволюция — это самая важная наука. Она дает ответы на самые важные вопросы. Почему мы и всё живое вокруг нас устроено так (так замечательно, так глупо, так сложно, так одинаково, так по-разному), как оно устроено. Почему мы любим шоколад и селедку. Почему мы болеем, и как жить, чтобы не болеть. Кого можно брать в супруги, а кого ни в коем случае не надо. Без всего остального вы сможете прожить, без эволюции обойтись невозможно.
— Молекулярная генетика — это активно развивающаяся наука, как вы думаете, насколько часто необходимо обновлять учебники?
— Каждый год! Хотя часто считается, что нужно писать о фундаментальных вещах, а не о каких-то новых частностях. Но в генетике фундаментальные концепции обновляются регулярно. Те же учебники по биологии под редакцией Беляева, Дымшица, Шумного написаны в более классическом стиле, но всё же мы стараемся его обновлять раз в три-пять лет.
— Необходимо ли быть педагогом, чтобы писать школьные учебники?
— Большинство авторов нашего учебника имеют педагогический опыт. Почти все преподают в университетах, физматшколах и обычных школах, читают научно-популярные лекции. Например, младший научный сотрудник ФИЦ “Институт цитологии и генетики СО РАН” Татьяна Александровна Шнайдер создала на “Ютубе” замечательный курс лекций по генетике на детском канале “Архэ”. Кто-то из великих писателей сказал — для детей надо писать так же, как для взрослых, только лучше. Особой педагогики здесь не нужно. Уметь рассказывать простыми словами о том, чем ты занимаешься — это самое важное.
— Как происходило взаимодействие и работа над общей концепцией учебника с таким большим коллективом авторов?
— Сперва я написал план, и затем пригласил людей, которые являются специалистами в конкретной области. Я сразу понял, что сохранить единый стиль не получится, и поэтому просил всех писать от первого лица. Перед каждой главой указаны авторы и представлены их портреты, которые нарисовала сотрудница Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Ольга Леонидовна Посух. В исходном варианте также был раздел с индивидуальной историей “Путь в науку”, где каждый рассказывал, как и почему он пришел в науку и чем он занимается сейчас. Из-за ограничений по объему нам пришлось сократить эти интервью с авторами, но все-таки прелесть в том, что у каждого раздела получился абсолютно индивидуальный голос. Когда я дочитал главу Тани Шнайдер о том, как генетика спасает жизни, я прослезился.
— Способны ли онлайн-уроки и самостоятельное изучение материала заменить живого преподавателя?
— Я считаю, что хорошего учителя не заменить, а плохого заменить надо. Конечно, мне попадалось много грамотных педагогов, но все такими быть не могут. Поэтому всегда полезно давать альтернативу. С одной стороны, нужно предоставить детям доступ к самым лучшим образцам, с другой стороны, если учителя будут видеть эти альтернативы, они и сами будут меняться в лучшую сторону.
— Как изменилось отношение к учебному процессу у школьников и студентов за последние годы?
— Только не слушайте разговоры о том, что якобы современная школа стала ужасной, а советская школа была замечательной! Это глупости. Студенты с каждым годом становятся всё лучше и лучше. Они более мотивированы, более серьезны, в них меньше школярства. Сегодня принято ругать ЕГЭ, я же считаю, что это большое благо, которое пресекло низовую коррупцию. Кроме того, студенты стали менее терпимы к вольной форме объяснения. Они хотят точно знать, что им потом нужно будет сдавать, они ждут конкретных и внятных формулировок. Поэтому с каждым годом я действительно наблюдаю, что студенты становятся лучше и дальше от обезьян.
О специфике преподавания биологии рассказала научный сотрудник лаборатории фармакогеномики Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат биологических наук Елена Николаевна Воронина.
— Елена Николаевна, вы придумывали все практические задания и игры для учебника? В чем преимущества и сложности игрового подхода в учебном процессе?
— Многие задания я брала из своего преподавательского опыта, для каких-то использовала иностранные наработки и методики, адаптируя их под новые форматы, некоторые задачи придумывали сами авторы глав. Мы старались сделать акцент на игровых взаимодействиях и коллективных обсуждениях, а не на привычных практических работах. Это всегда вызывает у ребят больший интерес. Когда они изучают тему на наглядных примерах, через ролевые игры и работу руками, материал запоминается лучше. Ведь говоря о молекулах, мы узнаем об их структуре по косвенным данным, и процессы, которые происходят на микроуровне нельзя показать в лабораторной работе.
— Поэтому в учебнике можно найти руководство по моделированию съедобной молекулы ДНК из мармелада?!
— Да, ведь не во всех школах есть модели ДНК, и у детей не всегда возникает эмоциональный ответ на собирание палочек с шариками. Недавно ребята из моего восьмого класса сказали: “А помните, как мы изучали мутации на примере бутерброда?” Это наглядные примеры, которые хорошо запоминаются и усваиваются.
Наши преподаватели в СУНЦ НГУ уже давно дают практическую работу, в которой нужно по фотографиям котов в интернете выявить популяционную представленность аллелей генов окраски. Я вижу, что ребятам действительно интересно это изучать. Может быть, в будущем они и не станут биологами, но будут знать, например, как распространяются вирусы.
Сама я очень люблю настольные игры, поэтому мне было легко писать игровые разделы для учебника. Самым тяжелым было придумывать игры в тех областях, в которых я не специалист. Например, для задач по антропогенезу пришлось изучить много материала. Были и игры наподобие настольных, но не всё вошло в печатную версию из-за большого объема.
— Кроме игр, в учебнике также много практических работ со специальным оборудованием. Актуальна ли проблема оснащенности необходимым инвентарем естественно-научных кабинетов в школах?
— Нужно учитывать, что московские школы более оснащенные, чем наши, а наши школы более оснащенные, чем сельские. Изначально нас просили вставить практические работы с использованием полноценного оборудования, но в дополнение к этому ведь требуются еще и реактивы, а к ним инструкции. Тогда бы уже пришлось писать отдельную методичку. Мы попытались учесть тот факт, что нужного оборудования во многих школах нет, а если и есть — нет специалистов, которые могут работать с ним. В итоге в учебнике даны лабораторные работы с описанием этапов, а также визуальными примерами результатов, которые можно получить в ходе выполнения, чтобы дети могли их интерпретировать.
— Также в учебнике есть задания по поиску в базах данных, по работе с таблицами и графиками Excel, и даже задание с заявкой на грант. Они рассчитаны на воспитание будущих исследователей?
— Не только на них. Все дети должны понимать, насколько интернет может быть полезным в поиске разной информации — как для учебы, так и для личного интереса. Кроме того, они поймут, как важно учить английский. А более взрослые читатели могут провести собственное генетическое исследование, если они знают какую-нибудь свою мутацию. Необязательно идти к врачу-генетику, ведь он будет пользоваться теми же самыми базами данных.
— Таким образом, учебник не ограничен лишь профильными классами?
— Я считаю, что у нас получилась скорее научно-популярная книга. В ней самый современный материал, который полностью адаптирован для детей. Поэтому учебник можно использовать как для профильных и непрофильных классов, так и читать самому.
— Какие из тем и разделов генетики ранее не освещались в учебниках по биологии, но были объяснены в этом пособии?
— Например, разделы, посвященные геномному редактированию. В принципе, в современных учебниках есть главы про генную инженерию, но их проходят в 10-11 классах, и им уделено очень мало места. Также в учебнике есть интересные главы про филогению, где объясняется, как ученые понимают, кто от кого произошел; про современные метаболомные исследования, где рассказано о геноме, белках и о том, как всё это влияет на сельское хозяйство; про генную терапию и лечение тяжелых заболеваний с помощью молекулярной биологии.
— Как изменились стандарты подачи и оформления учебного материала за последние 10—15 лет?
— К сожалению, учебники пишутся по классическому канону, от которого не хотят отходить. Например, даже в нашем учебнике все задачи вынесены в конец глав. Хотя очевидно, что задачи удобнее решать по ходу рассказа. Надеюсь, нам удалось написать такой учебник, который будет как минимум интересно читать детям.
— Исходя из вашего преподавательского опыта, можете ли вы оценить — как меняется работа с современными школьниками?
— Сегодня детям бывает сложно долго сосредоточиваться на чем-то одном. Их внимание нужно постоянно переключать на разные форматы и задачи, что гораздо эффективнее, чем простой рассказ с картинками. Так было всегда, просто сейчас это видно ярче. В учебнике мы постарались дать учителям варианты, которые помогут разнообразить подачу материала. Иногда достаточно просто начать думать об этом, и идеи сами начнут приходить в голову.
Подготовил Глеб Сегеда
PDF-файл статьи