Зробити хімію зрозумілою: Як Дармштадтський технічний університет та Мерк надихають молодь на природничі науки

Співпраця між наукою та промисловістю: Огляд молодшої хімічної лабораторії

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт (Технічний університет Дармштадта) та д-р Томас Еберле (Merck) у розмові з Александром Гьотцем, DA.news

Дитяча хімічна лабораторія в Дармштадтському технічному університеті демонструє, наскільки практичною та захопливою може бути наука. У співпраці з Merck близько 2500 студентів щороку проводять там експерименти – від першого знайомства з хімічними реакціями до складних тем сталого розвитку. Доктор Андреа-Катаріна Шмідт, керівник Дитячої лабораторії, та доктор Томас Еберле, керівник відділу просування STEM* у Merck, пояснюють в інтерв'ю, як молодь надихається наукою через практичну роботу, сучасні технології та соціально значущі теми.

Д-ре Шмідт, д-ре Еберле, як виникла Молодіжна хімічна лабораторія?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Я тоді не працювала в Дармштадтському технічному університеті, але лабораторія народилася завдяки спільному баченню Merck та Дармштадтського технічного університету. Разом ми розробили ідею створення місця, де молоді люди могли б безпосередньо брати участь у дослідженнях – з професійним обладнанням та в безпечному середовищі. Водночас між Дармштадтським технічним університетом та Merck вже існувало тісне стратегічне партнерство на рівні досліджень, молодших наукових співробітників та освіти. Таким чином, молодша лабораторія стала видимим зв'язком між школами, університетами та промисловістю.

Д-р Томас Еберле:
Саме так. Merck та TU Darmstadt тісно співпрацюють уже багато років – у сфері досліджень, стипендій та нагород. У певний момент стало зрозуміло: ми повинні зробити щось для наступного покоління, і не лише під час їхнього навчання. Саме так виникла Молодіжна лабораторія Merck-TU Darmstadt як спільний освітній проект – і з того часу вона стала справжньою історією успіху.

Які ваші цілі для молодшої лабораторії – це просування молодих талантів, поширення наукових знань чи і те, й інше?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Обидва. З одного боку, ми прагнемо пробудити інтерес до природничих наук, а з іншого – сприяти науковому мисленню. Студенти повинні розуміти, що хімія не є абстрактною, а безпосередньо пов’язана з їхнім повсякденним життям. Ми показуємо, що хімічні знання можна використовувати для вирішення проблем – від енергетичних питань до сталого розвитку.

Д-р Томас Еберле:
Освіта є головним пріоритетом для Merck. Ми хочемо забезпечити дітям та молоді безбар’єрний доступ до науки. Лабораторний день для шкіл безкоштовний, і всі матеріали надаються. Це важливо для нас, тому що створює справді рівні можливості – незалежно від того, великий чи малий бюджет школи.

Наскільки тісно Merck залучений до роботи з точки зору змісту та концепції?

Д-р Томас Еберле:
Щоденна діяльність у Дармштадтському технічному університеті здійснюється повністю незалежно. Науковою та навчальною роботою займаються експерти, що працюють там, – і це добре. Ми розглядаємо себе радше як партнера на стратегічному рівні: ми надаємо фінансову підтримку, регулярно обмінюємося ідеями з ширших тем і пропонуємо ідеї, наприклад, щодо сталого розвитку чи соціальної відповідальності. Але зміст розробляється в університеті.

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Ця незалежність є надзвичайно важливою. Ми маємо багато спільних тематичних інтересів, таких як сталий розвиток чи цифровізація, але дидактичне впровадження є нашою відповідальністю. Це дуже відкрита та довірлива співпраця.

Ви згадали про сталий розвиток. Яку роль він відіграє у повсякденній лабораторній роботі?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Дуже важлива тема. Сталий розвиток вже давно є центральною темою в хімії. Ми розглядаємо такі суспільні проблеми, як збереження ресурсів, переробка та біопластик, і пов'язуємо їх з практичними експериментами. З цією метою ми тісно співпрацюємо з дослідницькою групою з хімічної освіти професора Маркуса Прехтля, щоб перетворювати інноваційний контент на компетентнісно-орієнтовані експерименти, які ми потім тестуємо та оцінюємо. Наприклад, шкільні класи аналізують, як можна виробляти пластик з відновлюваної сировини або як можна переробляти упаковку.

Д-р Томас Еберле:
Для нас як компанії ця тема також є повсюдною. Хімія — це частина рішення, а не проблеми, вона може сприяти зменшенню викидів CO₂, підвищенню ефективності процесів та економії енергії. У лабораторії це стає дуже практичним досвідом. Молоді люди усвідомлюють, що хімія є скрізь — у батареях, у ліках, в упаковці.

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
І вони усвідомлюють, що сталий розвиток не просто «звучить зелено», а вимагає складних рішень. Ми також намагаємося розвивати навички оцінювання, тобто здатність критично оцінювати речі. Що є справді сталим, а що — просто ярлик? Такий вид рефлексії є такою ж частиною наукової освіти сьогодні, як і сам експеримент.

Яку роль відіграють цифровізація та нові форми навчання?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Цифровізація супроводжує нас на кількох рівнях. З одного боку, ми використовуємо цифровий збір даних та iPad у класі для демонстрації сучасних досліджень. З іншого боку, йдеться про навчання молоді поводженню з даними: як інтерпретувати результати вимірювань, як критично їх оцінювати? Це також є частиною базової наукової освіти.

Д-р Томас Еберле:
Я вважаю цей аспект дуже важливим. Хімічна освіта змінюється: вона вже не просто стосується вивчення фактів, а й розуміння того, що наукові висновки завжди потребують оцінки. Сталий розвиток, енергетика, електромобільність – це не чітко визначені теми. Молоді люди повинні навчитися сперечатися, зважувати докази та формувати обґрунтовані думки.

Як вимірюється успіх молодшої лабораторії?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Звичайно, це нелегко виміряти кількісно. Ми безпосередньо бачимо ентузіазм студентів – і ми виявляємо, що багато викладачів регулярно повертаються. Деякі студенти, які працювали тут репетиторами, пізніше проводять власні заняття в лабораторії. Це чудовий цикл. Загалом близько 2500 студентів відвідують лабораторію щороку – стільки ж, скільки й на біології. У нас більше запитів, ніж ми можемо задовольнити, і це говорить саме за себе.

Д-р Томас Еберле:
Мережа, яка тут виникла, вражає. Багато вчителів впроваджують цю концепцію у свої школи, навіть включаючи відвідування місць позакласного навчання до шкільних програм. Для мене це найкращий доказ того, що Junior Lab міцно закріпилася в освітньому ландшафті.

Що особисто вас приваблює у практичному знайомстві молоді з хімією?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
Найкраще – це коли бачиш цей момент «ага» у студентів. Особливо скептично налаштовані підлітки раптово розквітають у лабораторії, стають допитливими та набувають впевненості. Навіть учні початкової школи в захваті, коли вони носять лабораторні халати та захисні окуляри – вони відчувають себе справжніми дослідниками. Ці моменти мотивують мене найбільше.

Д-р Томас Еберле:
Мною рухає надія, що молодь переосмислить важливі для суспільства питання. Я хочу, щоб вони експериментували поза екраном, творили, ставили під сумнів речі. Ми як покоління зробили достатньо помилок – тепер йдеться про виховання нового, відповідального покоління, яке візьме на себе відповідальність.

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
І для цього нам потрібні вчителі, які роблять такий досвід можливим – маючи сміливість проводити свої заняття на свіжому повітрі та відкривати для себе нові місця для навчання.

Д-р Томас Еберле:
Саме так. І не всі молоді люди «залежні від своїх телефонів» або немотивовані, як іноді можна почути. Є неймовірна кількість талановитих, відданих молодих людей. Ми хочемо допомогти їм відкрити свій ентузіазм до науки – незалежно від того, чи стануть вони згодом хіміками, інженерами чи ремісниками.

Насамкінець: чи є у вас особистий улюблений експеримент?

Д-р Андреа-Катаріна Шмідт:
(сміється) Це не так легко сказати! Я закінчила органічну хімію, тому мені особливо подобаються синтези – реакції, під час яких з кількох речовин створюється щось нове. Але класика, така як експерименти з рідким азотом, ніколи не втрачає своєї привабливості. Коли ми робимо з нього морозиво, це не просто розвага для дітей, а й чудовий приклад того, як працює хімія.

Д-р Томас Еберле:
Такі моменти для мене чудові. Коли ви бачите, що наука може бути приємною, що вона творча та яскрава – тоді ви все зробили правильно.

Житловий Дармштадт,
що працює на базі Merck

Компанія Merck активно займається створенням регіону, в якому варто жити. Разом зі своїми партнерами компанія створює середовище, де можуть процвітати наука, освіта, спорт та мистецтво. Завдяки підтримці соціальних установ та благодійних проектів, Merck робить свій внесок у покращення життя громади Дармштадта.

У сфері наукової освіти співпраця між Merck та Технічним університетом Дармштадта відіграє центральну роль. Разом вони керують студентськими лабораторіями з біології та хімії. Крім того, Merck підтримує діяльність STEM* у школах регіону та спонсорує численні конкурси для молодих STEM-талантів, зокрема «Jugend forscht» (Молоді дослідники), Міжнародну олімпіаду з хімії та День математики. Щороку Merck присуджує премію Merck Abitur Prize талановитим учням з Дармштадта та околиць, а також пропонує курси професійного розвитку для вчителів.

*Нині добре відома абревіатура STEM розшифровується як «математика», «інформатика», «природничі науки» та «технології»

Зображення: Фотостудія Єви Шпайт, Дармштадт.