Инновации в образовании От Музея оптики к оптической науке
В рамках задачи о предпрофильной подготовке выполнения инновационно-образовательной программы «Образование», в Инновационно-технологическом центре нашего университета создан Музей оптики. По сути, это первая в России интерактивная образовательная экспозиция, посвященная основным направлениям исторического развития оптики и некоторым современным достижениям оптических технологий.
Музей создан в рамках инновационной образовательной программы университета и предназначен для приобщения учащихся к волшебному миру оптики, ее истории, современности и перспективам развития. По замыслу создателей, он должен знакомить учащихся с широким кругом применений оптических и оптико-информационных технологий и усиливать их мотивацию к изучению оптической науки.
Экспозиция составлена с учетом широкого спектра целевой аудитории учащихся: от 7 – 9 классов (на уровне начального ознакомления) до 10 – 11 классов (на базовом уровне изучения оптики). Кроме того, в стенах музея будет проводиться профориентационная работа с абитуриентами. Должны быть не забыты и студенты I – II курсов оптических и оптико-информационных специальностей и направлений в рамках предпрофильной подготовки и осознанного выбора специализации.
Помимо традиционного осмотра отдельных экспонатов и коллекций в залах музея предусмотрена возможность организации самостоятельной работы учащихся с интерактивными стендами и демонстрационными моделями. Уже сегодня посетители могут знакомиться с информацией и обучающими программами по голографии, телескопостроению, основам оптического материаловедения и всем основным периодам истории оптики. Индивидуальная траектория изучения экспозиции обеспечивается использованием персональных источников света и живым участием в вариативных демонстрациях по геометрической оптике, интерференции, дифракции и поляризации света. Посетителю доступно относительно свободное манипулирование оптическими элементами на открытых установках, исследование тестовых объектов и самых различных оптических иллюзий. Большой интерес вызывают игровые стенды, сочетающие лазерный свет и музыку, стробоскопическое или ультрафиолетовое освещение. Увлекательно проходит реальная апробация инфракрасных приборов ночного видения.
Предполагается, что в музее будут использоваться самые различные формы взаимодействия с коллективными и индивидуальными посетителями. По предварительной записи будут проводиться обзорные экскурсии и тематические занятия с группами учащихся. При этом особенно приветствуются профильные физико-математические классы и группы из договорных школ. Для старшеклассников подготовлены циклы лекций в сопровождении красочных демонстраций. Возможно и проведение практических занятий, профориентационных презентаций и разовых семинаров. В специально отведенное время планируется организовывать свободные индивидуальные посещения.
В короткой заметке невозможно не только описать, но и просто перечислить все, что можно увидеть в музее. Отметим только самые интересные, по нашему мнению, коллекции и экспонаты. Уже сегодня можно сказать, что именно они привлекают к себе основное внимание посетителей.
В первом зале это коллекция художественных и компьютерных голограмм, а также полномасштабные макеты двух реальных голографических установок. Здесь же на стенде памяти Ю.Н. Денисюка – основоположника цветной голографии – представлены факсимильные записи из его рабочего дневника. Современным аспирантам нелишне будет взглянуть, какую ежедневную программу научной работы намечал и выполнял Юрий Николаевич.
Для тех, кто хочет глубже разобраться с принципами голографирования, предлагается поработать с интерактивной панелью обучающего стенда «Основы голографии». Весьма полезной для студентов и школьников оказалась возможность подсветки представленных голограмм индивидуальными фонариками. На многоракурсных голограммах это позволяет слону размахивать хоботом, превращать компьютерную мышь в живую, а льва – в тигра.
Особый интерес вызывают просветная радужная голограмма «Матрица» и стилизованный женский торс, собранный из кусочков голограмм. Неизменным успехом пользуется созданная коллективом нашей голографической студии художественная голограмма футбольного кубка УЕФА, оригинал которого летом был любезно предоставлен руководством клуба «Зенит».
Во втором (центральном) зале музея собрана весьма представительная ретроспективная коллекция источников света «от свечи до лазера». Здесь можно найти образцы античных светильников (греческие масляные лампы из глины и керамики, римские бронзовые люциды), мусульманские прообразы «лампы Алладина» из арабских сказок, а также более современное осветительное оборудование от керосинок до специальных ультрафиолетовых и инфракрасных источников света.
В коллекции первых оптических элементов выделяются бронзовые зеркала, изготовленные по древнеегипетским и этрусским прототипам. А демонстрация отраженных узоров знаменитых китайских «магических» зеркал заставляет задуматься о вершинах технологий полировки, достигнутых еще в далекие века ханьской династии. Кстати, здесь же, на контрасте, демонстрируется работа современного «волшебного» адаптивного зеркала на уникальной пленочной основе.
В соседних витринах центрального зала, посвященных совершенствованию визирных приспособлений, представлены образцы вавилонских, римских и средневековых гномонов (солнечных часов), астролябий, армиллярных сфер и других предшественников оптических угломеров. В разделе о механизме видения можно ознакомиться с читальными камнями, древними моделями очков, с подробными разборными моделями глаза, а также проверить качество собственного зрения. Стенды о природе света содержат наглядные пособия по цветовой палитре, несколько демонстраций разложения белого света в цветной спектр с помощью дифракционных решеток и коллекцию особых спектральных ламп, созданных в ГОИ. Последняя треть центрального зала отдана экспозиции по истории фотографии от камеры-обскуры и волшебного фонаря до аппаратов Дагерра и фотокамер советского производства.
Кстати, именно центральный зал легко трансформируется в мини-лекторий на 25 посадочных мест. Здесь оборудована циркулярная кафедра с компьютерным оснащением, имеются две плазменные панели и сетевая компьютерная инфраструктура. В подсвеченных нишах размещены ретрообразцы оптических приборов, включая точные копии зеркального телескопа Ньютона и образцы зрительных труб Галилея и Кеплера.
Третий зал экспозиции посвящен оптическим материалам и, прежде всего, оптическому стеклу. На торцевой стене воссоздана панорама по истории венецианского стекла, а перед ней размещен сопряженный с компьютером интерактивный каталог Аббе – уникальная коллекция 144 различных оптических стекол от легких кронов до сверхтяжелых флинтов, сваренных в советское время в ГОИ и НИТИОМ под руководством академика Гурия Тимофеевича Петровского. Подобной по размерам стеклоблоков и полноте представления коллекции нет ни у одной фирмы в мире. Здесь же представлены образцы первых лазерных стержней и волоконно-оптических элементов, а также реальная технологическая оснастка для варки оптического стекла.
В других залах музея размещены демонстрационные стенды по интерференции, дифракции и поляризации света; действующие образцы современных лазерных приборов – нивелиров, уровней и дальномеров; игротека с лазерной арфой, лазерным тиром и лазерными шахматами; коридор «ультрафиолетовых иллюзий»; зал астрооптики
с минипланетарием и многое другое…
Создание Музея оптики стало заслугой большого коллектива работников университета, ИТЦ и ГОИ им. С.И. Вавилова, целого ряда преподавателей и большой группы студентов-волонтеров. Особенно хочется поблагодарить Н.Г. Анисимову, И.Н. Иванову, Т.С. Юдовину, многих других.
Музей оптики – знаковое событие в жизни университета. Мы получили уникальный инструмент для привлечения молодежи к изучению оптической науки, для мотивации осознанного выбора столь сложного и трудоемкого образования в области оптических и оптоэлектронных систем. На всех этапах реализации проекта он пользовался особым вниманием и поддержкой ректора университета В.Н. Васильева и директора Инновационно-технологического центра Ю.В. Цыпкина. У коллектива разработчиков музея еще много планов и проектов, включая ретробиблиотеку, лаборатории по лазерным технологиям и голографии, зал практической микроскопии, стенд волоконно-оптической связи и т. д. и т. п.
Будем надеяться, что университет при поддержке профильных комитетов городского правительства найдет возможность продолжить начатое дело, столь нужное нам всем и в первую очередь школьникам Санкт-Петербурга. Ведь вся мировая тенденция создания интерактивных музеев науки и техники доказывает актуальность и эффективность такой формы мотивации молодежи.