Лауреат ITMO.EduStars Антон Старовойтов ― о том, как проводить лабораторные по физическим дисциплинам даже в онлайне

— Вы начали преподавать, когда ещё сами учились в университете. С чего всё началось?

— Когда я учился в аспирантуре, занимался научно-исследовательской деятельностью. И однажды коллеги попросили меня подменить педагога во время лабораторных работ. Я работал над интересной и перспективной тематикой, с помощью которой мог обучить студентов чему-то новому и современному. Это были лабораторные работы, связанные с лазерным излучением и его воздействием на наноструктурированные материалы, в результате которых ребята смогли освоить новые практические навыки в сфере нанотехнологий, но самое интересное — в дальнейшем эти лабораторные практики переросли в мою диссертационную работу. С этого времени я и начал первые шаги как педагог.

В ИТМО преподавательская деятельность сильно связана с научной. После защиты диссертации у меня появились студенты. Например, в 2012 году Резида Набиуллина поступила в ИТМО и под моим руководством начала заниматься научной деятельностью, а уже в этом году будет защищать кандидатскую диссертацию. За десять лет нашего знакомства я помог ей дойти до того уровня квалификации, на котором был сам, когда мы только познакомились.

— Что вам больше всего нравится в работе педагога?

— Я не только преподаю, но и занимаюсь приемом в бакалавриат и магистратуру. Интереснее всего наблюдать, как вчерашние абитуриенты проходят мой курс и до каких вершин они доходят. Я помню ребят, которые поступали на наши образовательные программы, а теперь они становятся ведущими учеными и работают в зарубежных вузах. Среди них несколько студентов, которых я обучал на международной магистерской программе «Физика и технологии наноструктур» — Никита Тепляков, который сейчас учится в аспирантуре Имперского колледжа Лондона, и Татьяна Вовк, она перешла в австрийский Институт квантовой оптики и квантовой информации. Очень приятно смотреть на то, как вырастают наши студенты, и я горжусь тем, что внес вклад в развитие их научной карьеры.

— Во время пандемии вы смогли быстро перестроиться на дистант. Что помогло вам эффективно проводить занятия и адаптироваться к онлайн-формату?

— Лекционные занятия я провожу с помощью сервиса Nearpod, который позволяет интегрировать в слайды презентации систему сбора ответов от студентов. С помощью него я размещаю мини-задания — тесты или вопрос с открытым ответом и собираю обратную связь во время занятия. Если от кого-то не приходит ответ, значит человек потерял контакт, и это можно отследить. Это мотивирует студентов слушать лекцию, чтобы вовремя ответить на вопрос.

Но на самом деле, мне кажется, большой минус дистанционного образования в том, что студенты теряют навык работы руками. Если лекции и практические занятия можно организовать дистанционно, перенести в онлайн работы на исследовательском оборудовании достаточно сложно. Тем не менее, когда мы перешли на дистанционное обучение, для лабораторных работ по «Нелинейной оптике» мне удалось создать численные симуляции приборов в Excel. Конечно, это не работа на приборах, но с помощью программы можно было сделать специальную симуляцию, которая позволяла моделировать генерацию результатов, как на обычных приборах. Таким образом, студенты могли делать лабораторные работы дома и получать результаты, которых могли добиться в университете.

— Вы уже говорили о том, что «задача преподавателя заключается в том, чтобы показать различные мнения и дать направление студенту для самостоятельного поиска решения». Как вы справляетесь с этим на своих занятиях?

— Это больше относится к научному руководству, чем к классическим лекциям в аудиториях, потому что они более стандартизированы. В научно-исследовательской деятельности, к сожалению, нет готового решения. Мы можем посмотреть версию трактовки какого-либо физического явления в одном научном журнале, но в другом журнале она уже будет отличаться, и какой вариант выбрать, приходится решать в ходе дополнительного исследования, которое проводит студент под присмотром научного руководителя. Другими словами, руководитель — это проводник, который должен подсказать, какие версии существуют и как с ними разобраться.

Бывает, что версия, которую мы выбрали, не совсем правильная. В этом случае мы общаемся и дискутируем с коллегами. У нас была такая ситуация, когда мы с моей аспиранткой написали статью и подали ее в журнал, но нам сказали, что физическая трактовка того явления, которого мы обнаружили, неверна. В результате мы провели дополнительные исследования и доработали статью.

В работе исследователя такие неудачи периодически случаются: мы подаем статьи в журналы и заявки на гранты, но не все из них выигрывают. К этому относишься в какой-то мере философски, но со временем вырабатывается способность генерировать много подходов, чтобы подавать заявки на разные проекты.

— Помимо преподавательской деятельности, вы также участвуете в грантах и работаете в международном научно-образовательном центре физики наноструктур. Как вам удается сочетать в своей работе несколько направлений?

— Изначально так была построена работа в международном центре. В первую очередь это был научно-исследовательский центр, в котором занимались научными проектами. На его базе были созданы образовательные программы для бакалавров и магистров, соответственно исследователи, работающие здесь, привлекаются также к педагогической деятельности. У них высокая квалификация в предметах, которые они преподают, что позволяет им помогать студентам реализовать их маленькие научно-исследовательские проекты как часть большого коммерческого проекта.

К сожалению, и в преподавании, и в научно-исследовательской деятельности бывают довольно горячие дедлайны, но все-таки настают спокойные периоды, когда можно больше времени посвятить одному из этих направлений. Я стараюсь организовать работу так, чтобы экспериментами больше занимались мои подопечные — студенты и аспиранты, потому что им важно отработать навыки на практике. Но им не хватает опыта в анализе результатов, поэтому мы с более опытными коллегами помогаем им в этом. Если говорить о преподавании, у меня более менее равномерно распределена нагрузка по семестрам.

— Вы не раз становились победителем конкурсов «Российского фонда фундаментальных исследований» для молодых ученых и получали гранты на исследования. Как считаете, что помогает вашей команде побеждать?

— В большинстве случаев это действительно командная работа, потому что когда подается заявка на конкурс, важен не только руководитель, но и члены команды. При подборе людей важное место занимает эмоциональный комфорт. Мне важно, чтобы с членами команды было приятно работать и мы могли положиться друг на друга. Обычно гранты — это проекты, рассчитанные на несколько лет, и в течение этого срока бывают серьезные дедлайны, которые необходимо учитывать. Поэтому если кто-то заболел, у нас должна быть подмена, или при необходимости мы можем поменяться обязанностями друг с другом.

— В этом году победу на Всероссийском конкурсе ВКР одержали студенты, чьи работы посвящены квантовым точкам. Какие еще направления в сфере физики наноструктур сейчас считаются передовыми?

— Я бы сказал, что этот вопрос дискуссионный. Нашим студентам мы предлагаем те тематики, которыми занимаемся в рамках научно-исследовательских проектов: мы пишем заявку в Российский научный фонд, если она перспективна, фонд ее поддерживает, и у нас появляется грант, которым занимаются студенты. Например, в нашей лаборатории «Фотофизика поверхности» есть проект РНФ по изучению хиральных плазмонных наноструктур, для которого мы привлекаем студентов программы «Физика и технологии наноструктур». Другими словами, мы генерируем какие-то перспективные идеи, но их перспективность определяет фонд и выделяет на него деньги, поэтому мне кажется, что выиграть может любой проект. Ребята, которые победили в конкурсе ВКР, участвовали в таких же исследованиях, поддержанных различными грантовыми программами.

— Как вы относитесь к конкурсам ITMO.EduLeaders и ITMO.EduStars?

— Среди победителей конкурса ITMO.EduLeaders оказалось много моих знакомых, проекты которых мне было интересно посмотреть. Поскольку проект, который я подавал в прошлом году, не прошел, я поддерживал других людей. Я видел, как у них горят глаза, и радовался, что их поддержали. На мой взгляд, проект Екатерины Тюриковой был гениальным, и мне понравилось то, что презентовала Юлия Романенко и Дарья Чирва. Мне кажется, эти люди достойны победы в конкурсе. Их проекты — это уже не совсем та классическая педагогика с «говорящей головой» и полуторачасовой лекцией, к которой мы привыкли. Это более динамичные и современные для сегодняшних студентов методики, которые мне кажется, найдут у них отклик.

— А какой проект вы подали на конкурс ITMO.EduLeaders в этом году?

— Я переработал прошлогоднюю версию проекта «Симуляции в среде Excel физических приборов для нелинейной оптики», который поможет заменить реальное оборудование на виртуальные симуляции. У лабораторных работ есть несколько проблем: во-первых, обычно студенты могут провести только один эксперимент с заранее заданными параметрами и, во-вторых, оборудование амортизируется, поэтому через какое-то время его нужно ремонтировать или покупать новое. Виртуальные симуляции позволяют снизить нагрузку на оборудование, а у студентов появляется возможность провести серию экспериментов, меняя параметры настройки или выставляя крайние значения.

Большинство приборов, например спектрофлуориметр, подсоединены к компьютеру, и имеют окна для настройки. С помощью программы Excel я смог сделать симуляцию, которая достаточно хорошо воспроизводит те же окна, существующие у прибора. Многие преподаватели и студенты знакомы с Excel, поэтому им не составит труда смоделировать какие-либо физические процессы, опирающиеся на законы физики. В лабораторной работе студенты проводят эксперимент и повторяют физический закон, а преподаватель с помощью симуляции решает обратную задачу — он описывает закон математической формулой, которая должна воспроизводить какой-либо результат. В симуляции учитываются разные нюансы и приборные погрешности, например, можно смоделировать шум приборов или дополнительные физические процессы. Все зависит от того, насколько преподаватель хочет усложнить для студентов интерпретацию результатов. Мне кажется, такие симуляции могут дополнить реальные лабораторные работы и заменить их в онлайн-пространстве.

— А что вы делаете в свободное от работы время?

— Я стараюсь уделять время спорту и хожу в бассейн и на фитнес, а с друзьями предпочитаю играть в настольные игры, больше всего мне нравится «Каркассон». К тому же, в этот французский город я ездил, когда был на конференции в соседней Тулузе. В последнее время я занимаюсь рисованием. Изначально это были картины по номерам, но после третьей я стал рисовать пейзажи сам с помощью уроков на Youtube.