«Эволюция ― лучший инженер»: лауреат конкурса ITMO.EduStars Ирина Тимофеева ― о том, как преподавать экологию интересно

— Вы окончили специалитет «Биоразнообразие и охрана окружающей среды» СПбГУ и магистратуру «Информационные системы и измерительные технологии для защиты окружающей среды, техносферной и экологической безопасности» ИТМО. Почему вас затянула сфера экологии?

— Это произошло еще в детстве. Примерно в 11 лет я решила, что стану экологом. Тогда я еще не до конца понимала, что это значит, но мне всегда нравилась природа. Волей случая я стала частью экспедиции в Кандалакшский заповедник с учителем по биологии, потому что моя школа организовывала выезды на Белое море. Собственно, с этого и началась моя научно-исследовательская работа, а благодаря победе в олимпиаде я поступила в СПбГУ на биологический факультет. Тогда я думала, что уеду жить в заповедник и буду работать там как научный сотрудник, но большой город распорядился иначе. Я передумала уезжать, но моя любовь к экспедициям осталась. Я выезжаю как в детские, так и во взрослые походы, если коллеги приглашают в качестве энтомолога.

Но потом в какой-то момент я начала разочаровываться в отношении окружающих к этой науке. Мне кажется, многие специалисты из этой сферы сталкиваются с этим. Многие предложения, которые мы пытались продвигать, люди не принимали и с недоверием говорили: «Эти экологии опять что-то придумали». Естественно, у меня опускались руки. Когда я ездила учиться по обмену в Утрехтский университет в Нидерландах на программу «Физика климатической системы», мне казалось, что это направление крутое и его нужно развивать в России. Но такого запроса не было, поэтому в какой-то момент захотелось всё бросить.

Однако ИТМО не дал мне этого сделать: я попала в очень хороший коллектив, с которым очень приятно работать и развиваться, поэтому, несмотря на многочисленные попытки всё оставить и уйти, коллеги не отпускали и старались привлечь к работе.

— Сейчас вы работаете над диссертацией в аспирантуре ИТМО. О чем она будет?

— В 2013 году я поступила в аспирантуру на направление «Геоэкология», отучилась четыре года и сдала кандидатский минимум, но до сих пор не дописала диссертацию. Я очень надеюсь, что защищусь в этом году, но не знаю, хватит ли у меня сил и времени, потому что такая работа требует сосредоточенности.

Я исследую биогеохимический цикл углерода, его современные модификации, то есть изучаю, какой вклад вносит в этот процесс человек, и на основе полученной информации моделирую цикл углерода. Поскольку этот химический элемент присутствует в разных компонентах окружающей среды — в недрах земли, атмосфере как газ и самом человеке в качестве органического соединения, то и его цикл строится по следующей схеме: мы выкапываем что-то и сжигаем, отходы уходят в атмосферу, а человек умирает, разлагается и возвращается в землю. Знать цикл углерода важно, потому что он влияет на климатические изменения, а мы очень зависим от них не только физически, но и экономически.

Если мы не будем уделять внимание фундаментальным вопросам, мы не сможем принимать никаких решений на управленческом уровне. Поэтому я всегда шучу, что экологи — это большие эгоисты: мы спасаем других не потому, что такие добрые, а потому, что хотим позаботиться о себе.

— Как вы начали преподавать в ИТМО?

— Я начала помогать преподавать, еще когда училась в магистратуре в 2011 году, сейчас это называется менторством. Постепенно у меня набирался материал, опыт и методики, которые хотелось применить, и, собственно, в аспирантуре я решила стать преподавателем. Сначала я была инженером-исследователем и вела практики, а потом мне предложили место, и так я стала преподавателем.

Сейчас я веду дисциплины «Устойчивое развитие и экологический менеджмент» и «Осознанное потребление». Также я специально разработала курс по экологии с ориентиром на физиков для физико-технического факультета и преподаю дисциплину «Основы естественно-научных процессов» для факультета технологического менеджмента и инноваций и курс мониторинга климатической системы для магистров, в рамках которого мы обсуждаем физические основы климатологии и методы исследования климата.

— Без чего вы не можете представить преподавание?

— Наверно, без непрерывного самообучения и обмена информацией со студентами. Сейчас такое время, когда у ребят иногда появляются нестандартные запросы. Один раз студенты интересовались, как бы выглядели организмы на других планетах при определенных условиях. Я привела им в пример экстремофилов, которые есть у нас на планете, и показала, что было бы с ними при более высоких температурах или другом составе атмосферы, основываясь на тех данных, что есть сейчас. Также студенты задают очень много вопросов об энергетике, её плюсах и минусах, потому что сейчас даже в научных статьях встречается противоречивая информация. Поэтому важно научить ребят не запоминать факты, а мыслить критически и концептуально и составлять свое мнение на основе того опыта и знаний, которые у них есть.

К тому же, в некоторых областях студенты могут знать даже больше, чем преподаватель, то есть возникает параллельное развитие и взаимообучение. Поэтому постоянно нужно держать руку на пульсе и мониторить новые исследования, а экология — это одна из быстроразвивающихся областей, в которой новые научные статьи выходят постоянно.

— В конкурсе ITMO.EduStars работу преподавателя оценивают не только специалисты, но и сами студенты. Как думаете, что им понравилось в вашем стиле обучения?

— Сложно оценивать саму себя, но мне кажется, студентам нравится, когда наши занятия проходят живо, интерактивно и в результате они получают какой-то практический результат, потому что сейчас очень сложно заставить делать что-то, что не будет иметь смысла на практике. Поэтому я люблю проектную работу, которую можно в итоге отправить как заявку на конкурс. В прошлом семестре на занятиях по устойчивому развитию мы с магистрантами занимались работой, которая прошла на национальный этап конкурса с призом в размере 5 тысяч евро, если она победит в международном этапе, ребята получат 30 тысяч евро. Это приятный бонус.

Также я даю студентам возможность учиться самим: половину материала идет на дом, а потом мы дискутируем на лекции. Еще я стараюсь предлагать подборки научно-популярных книг или фильмов по экологии и устойчивому развитию, чтобы ребята могли дополнительно проработать эти темы. Сейчас масса вариантов, чтобы сделать учебу полезной, интересной и помочь студенту определиться с тем, что он хочет делать после университета. Преподаватели должны направлять их и показывать весь спектр возможностей, которые есть.

— Вы участвуете в разных проектах, связанных с экологией, например в подкасте Science Bar Hopping и онлайн-курсе «Современные энергетические технологии: баланс четырех стихий». Какие еще проекты развиваете?

— Я участвую в школьном олимпиадном движении по экологии как региональный член жюри и проверяю некоторые проекты учеников. Поскольку я сама была олимпиадницей, мне это интересно. Если есть возможность, хожу в экспедиции вместе с Ботаническим институтом им. В. Л. Комарова и стараюсь каждое лето участвовать в экспедиции «Живая вода» в качестве энтомолога, когда она не совпадает с датами приемной комиссии, в которой я также работаю. Science Bar Hopping периодически приглашают меня и коллег провести научно-популярные мероприятия, вдобавок я и сама не против прочесть лекции вне стен ИТМО.

К тому же, уже пять лет мы вместе с иллюстратором готовим детскую книгу, в которой в научно-популярной манере планируем рассказать о животных, вымерших по вине человека. Какое-то количество книг на иностранном рынке по этой теме есть, но в них описаны хрестоматийные животные. Мы постарались сделать полный обзор вымерших организмов со времен великих географических открытий и до нашего времени согласно списку международного союза охраны животных. У нас получилось более 80 разворотов, поэтому книгу можно сравнить с графическим романом. Чтобы наш текст не был похож на сухое перечисление животных, мы добавили интересные факты с отсылками к культуре, истории и другим областям наук. Так мы сможем донести до читателя мысль, какими классными были те животные и как эта история влияет на человечество.

Научный подкаст Science Bar Hopping с участием Ирины Тимофеевой

— А есть ли у человечества шанс вернуть вымершую популяцию?

— Есть, но большой вопрос — а нужно ли? В музейных образцах сохранилось не очень большое генетическое разнообразие. У нас есть технологии и проекты по восстановлению птиц, например странствующего голубя, но для этого требуется большое финансирование. К тому же, если в итоге мы получим птицу, то, помимо генетического набора и внешнего облика, ей нужны еще и сородичи, которые обучат ее жить так же, как и остальные птицы, а реинтродукция ее в среду приведет к неизвестным долгосрочным последствиям. Поэтому, может быть, вместо того, чтобы воскрешать тех, кто уже умер, мы можем сохранить тех, кто еще не вымер.

— Несколько лет назад на слэме Science Slam Ecology вы рассказывали о шестом вымирании, и ваше выступление победило по итогам зрительского голосования. Что такое шестое вымирание и как оно угрожает человечеству?

— На планете было пять массовых вымираний видов. Больше всего мы знаем о динозаврах, потому что их популяризирует культура, но до них было еще несколько циклов вымираний других существ. В результате это приводило к началу нового эволюционного процесса: смерть динозавров позволила млекопитающим занять свою нишу. Соответственно, все вымирания, кроме динозавров (на них еще упал метеорит), происходили из-за длительных климатических изменений. Сейчас в некоторых высокорейтинговых научных журналах появляются статьи о том, что темпы вымирания видов сейчас превышают по масштабам все пять предыдущих. Людям стоит задуматься о том, какой мир мы строим, потому что, как бы мы ни пытались себя отделить от природы, мы все равно часть нее. Неизвестно, что после пандемии может сократить нашу популяцию как вида.

— Недавно вы также выступали с научно-популярной лекцией «Технологические решения из природной среды», на которой рассказали о новых глобальных экологических, экономических и социальных вызовах и том, как человечество может их решить. Какие идеи в сфере экологии мы можем позаимствовать от природы?

— Сейчас достаточно интенсивно развивается направление НБИКС-конвергенции, включающее в себя био-, нано-, когнитивные и информационные технологии, и оно стало ядром шестого технологического уклада. Также набирает обороты биомиметика, и у человечества появляются новые методы для изучения природы. На самом деле, эволюция — это лучший инженер, потому что она уже давно все придумала. Долгое время мы не могли разгадать некоторые загадки природы, например, как гекконы ходят по отшлифованному стеклу и при этом не падают. Оказалось, их лапки покрыты микроволосками, из-за них возникает сила Ван-дер-Ваальса и гекконы легко приклеиваются к поверхности. Сейчас же благодаря искусственному интеллекту и микроскопии высокого разрешения мы можем подсмотреть какие-то решения и внедрить их в разработки, которые могут быть полезны для человечества.

Однако при этом важно не только обращать внимание, например на то, как у бабочек на чешуйках крыльев действуют естественные нанофотонные кристаллы, с помощью которых они сохраняют тепло длительное время, но и учитывать весь цикл при создании технологий на основе этих исследований, чтобы когда они будут уже не нужны или приборы выйдут из строя, мы могли бы вернуть их обратно в природу без вреда.

— Чем вы занимаетесь в свободное время?

— Все свободное время я трачу на семью: у меня есть кот, собака, ребенок и муж. Моя отдушина — это блог о животных, на который подписано больше трех тысяч читателей. В нем я доступным языком рассказываю о новостях науки, касающихся вымерших и пока живущих организмов. Еще я люблю путешествовать и ходить в экспедиции и походы как с коллегами, так и с семьей. Например, прошлым летом по работе ходили на неделю в Лумивааре. Вообще, очень люблю отдыхать на природе: это заряжает и мотивирует. Также увлекаюсь музыкой и чтением: с мужем мы собираем виниловые пластинки, а у меня всегда найдется научно-популярная литература по физике, экологии и биологии.