Где растут исследователи? В Научном парке

Нынешние директора ресурсных центров 20—30—40 лет назад тоже были студентами. И тоже решали учебные и научные задачи, проводя измерения и расчеты с использованием приборной базы, которая тогда была в Университете.

Например, в 1970-е годы о персональных компьютерах даже не слышали, а студенты-физики проводили вычисления на весьма габаритной (размером с большой зал!) электронно-вычислительной машине М-4030. Студенты-геологи в 1990-е годы работали на дифрактометрах ДРОН в рентгеновской лаборатории кафедры кристаллографии. А студенты-химики в начале 2000-х изучали атомно-адсорбционную спектрометрию в учебной лаборатории аналитической химии. Но все уверены: такие исследования, которые студенты проводят сегодня, прежде были невозможны. Просто потому, что такого парка приборов, который имеется сегодня, в Университете раньше не было. Современная приборная база в СПбГУ соответствует стандартам ведущих лабораторий мира, а в некоторых случаях определяет эти стандарты!

Научный парк: на пути в завтрашний день

Научный парк СПбГУ — это ресурсные центры открытого доступа. На современном оборудовании выполняют свои исследования ученые не только Университета, но и других вузов и научных центров (Научный парк: на пути в завтрашний день). А кроме того, к приборам Научного парка получают доступ сотни студентов СПбГУ. Объем их учебных и научных исследовательских работ составляет от 30 до 50 % загрузки ресурсных центров (в зависимости от направленности центра).

Обучающиеся Университета проводят исследования в ресурсных центрах с самого начала существования Научного парка СПбГУ — более десяти лет. Прежде всего — химики, геологи, биологи, физики, математики, почвоведы, а также археологи. 

Исследования в ресурсных центрах не прерываются даже в условиях пандемии.

— Известно высказывание Д. И. Менделеева: «Настоящая наука начинается там, где начинаются измерения». Поэтому современная приборная база необходима и ученым, и обучающимся. Для того чтобы студенты получили доступ к оборудованию Научного парка, преподаватели или научные руководители пишут заявки на портале СПбГУ, составляют проекты, где указывают: что молодые исследователи будут делать и для чего, — сообщил директор Научного парка А. Е. Лосев. — А сотрудники ресурсных центров определяют приборы, которые предоставят для работы обучающихся, и предлагают методики проведения исследований. У наших специалистов огромный практический опыт изучения различных объектов, им легче ориентироваться в многообразии оборудования РЦ. Трудно отрицать, что стезя ученого терниста и сложна. На этой дороге, прежде чем появится эксперт мирового уровня, исследователей ждут победы и неудачи, открытия и разочарования. Такими специалистами, преодолевшими этот путь, являются сотрудники ресурсных центров Научного парка СПбГУ, и в первую очередь — директора ресурсных центров.

Многие студенты работают в Научном парке уже с первого курса. Например, математики, физики, химики — в РЦ «Вычислительный центр СПбГУ», химики и геологи — в РЦ «Методы анализа состава вещества». Причем работают, не осознавая этого. В рамках учебной дисциплины по математике преподаватель давал им задания: решить какие-то задачи, что-то подсчитать. Вычисления достаточно сложные, и студенты это делают на виртуальной вычислительной машине. А то, что доступ к этой машине (сервер, логин и пароль) им предоставляли в РЦ «Вычислительный центр СПбГУ», они даже как-то забывают...

Но потом, отвечая на вопросы, вспоминают. И оказывается, что Анастасия Вепрева, студентка третьего курса бакалавриата, осваивающая образовательную программу «Химия» (научный руководитель — Д. В. Дарьин) работала с виртуальной машиной для решения задач по квантовой химии — как и все студенты третьего курса. У Анастасии расчеты занимали немного времени: от 5 до 30 минут в день. А магистрант-химик Валерий Карпов (научный руководитель — ассистент Е. Ю. Тупикина) выполнял на виртуальной машине высокоточные квантово-химические расчеты различных комплексов с водородной связью. Татьяна Парфенюк, студентка первого курса магистратуры по направлению «Химия» (научный руководитель — профессор кафедры общей и неорганической химии А. Ю. Тимошкин) на оборудовании ВЦ проводила квантово-химические расчеты структуры и термодинамических параметров смешанноэлементных гидридов элементов главных подгрупп. В течение примерно пяти месяцев.

У студентов-химиков первого курса есть дисциплина «Общая неорганическая химия», в рамках которой они обучаются идентифицировать химические вещества по их характеристикам, полученным на приборах РЦ «Методы анализа состава вещества». А студенты-химики второго-третьего курса осваивают учебную дисциплину «Физико-химические методы анализа» сначала в учебных лабораториях, а затем — на приборной базе того же ресурсного центра «Методы анализа состава вещества».

— Задачи, решаемые мной на оборудовании Научного парка, были связаны с аналитической химией, в частности, задачи разделения и определения концентраций различных компонентов растворов, — рассказал Иван Дубровский, студент третьего курса бакалавриата образовательной программы «Химия» (научный руководитель — А. Ю. Шишов). — Обычно я занимался 1–2 раза в неделю по 2–3 часа. В основном пользовался оборудованием для химического анализа, таким как газовый и ионный хроматографы.

Студенты проводят исследования больше всего в ресурсных центрах «Вычислительный центр СПбГУ», «Методы анализа состава вещества» (с первого курса), в РЦ «Рентгенодифракционные методы исследования» (начиная со второго курса). Сначала — массово, целыми учебными группами, а затем — индивидуально. Студенты на третьем-четвертом курсах бакалавриата и в магистратуре приходят в Научный парк уже с исследовательскими задачами — в рамках выполнения курсовых работ и ВКР.

— Студенты проводят у нас исследования с целью идентификации веществ, определения их состава и свойств, — сообщил Е. Б. Серебряков, директор РЦ «Методы анализа состава вещества». — Вещества можно анализировать и твердые, и жидкие, и газообразные. В Университете огромное разнообразие объектов исследований, поэтому у нас в работе буквально все: минеральные, органические пробы растительного и животного происхождения, синтезированные вещества и смеси, искусственные материалы, объекты окружающей среды, артефакты, образцы промышленно производимых материалов, которые нас окружают, бытовые и промышленные отходы. Мне трудно вспомнить, что в нашем ресурсном центре еще не исследовали, разве что радиоактивные материалы, с которыми мы не работаем.

В Научном парке выделено три группы приборов — по сложности. Первая: приборы, на которых может работать практически любой пользователь с минимальной квалификацией (как на компьютере). Вторая: приборы, на которые надо получать допуск для проведения самостоятельной работы, подтвердив свою квалификацию. Третью группу составляют приборы, на которых работают только специалисты Научного парка (Свод правил университетских ученых. Раздел «Мифология»).

Чаще студенты работают на приборах первой группы. Допуск до работы на таких приборах обычно проводит сотрудник ресурсного центра на месте после пятиминутного собеседования или (иногда) двух-трехдневного обучения. Студенту показывают, как загружаются образцы, как проводится исследование, тренируют необходимые навыки. И все свои две сотни проб студент анализирует самостоятельно. Если используется прибор более сложный, студент (чаще магистрант или аспирант) при желании может пройти обучение либо отдать образцы специалисту и позже получить результаты.

— Студентов (геологов, геохимиков) в рамках курса рентгенофазового анализа обучают работать на оборудовании ресурсного центра. После этого их допускают к самостоятельным исследованиям, — рассказал О. С. Грунский, директор РЦ «Рентгенодифракционные методы исследования». — А магистранты и аспиранты могут осваивать наши приборы в рамках выполнения ВКР.

Студенты осваивают навыки ученых-экспериментаторов на приборной базе Научного парка под руководством специалистов РЦ. А оценивают результаты работ студентов — как учебных, так и научных — их преподаватели, научные руководители.

— В период пандемии увеличилось количество работ студентов на наших виртуальных машинах. Это понятно: раньше многие вычисления проводились в компьютерных классах, а потом перешли к нам, — сообщил В. И. Золотарев, директор РЦ «Вычислительный центр СПбГУ». — Некоторые преподаватели тщательно вникают в работу студентов. Например, доцент кафедры вычислительной физики М. М. Степанова, профессор кафедры фундаментальной информатики А. В. Богданов, профессор кафедры компьютерного моделирования А. Б. Дегтярев. При необходимости им помогают сотрудники РЦ.

Так, совместными усилиями в Университете «выращивают» исследователей.