„Аз-буки“ отличи най-добрите научни статии за обучението по природни науки

Асен Стоянов от Софийския университет „Св. Климент Охридски“, Станислава Йорданова и Катерина Сакалийска от Пловдивския университет „Паисий Хилендарски“ са първите лауреати на конкурса за научна статия на тема „Природни науки и иновации в образованието“, обявен от редакционната колегия на списание „Обучение по природни науки и върхови технологии“ на Национално издателство за образование и наука „Аз-буки“.

„Идеята на конкурса не е само да направи по-видимо списанието „Обучение по природни науки и върхови технологии“, но

да подкрепим и насърчим повече млади хора и учени да участват в нашите издания

– вестник „Аз-буки“ и деветте научни списания, от които 7 се реферирани в Web of Science“ – заяви Емил Спахийски, директор на Издателството. – Радваме се, че към инициативата проявиха интерес много млади хора.“

Участие в конкурса взимат докторанти, постдокторанти, млади учени от български висши училища и научни организации. Те представиха свои оригинални научни статии в областта на образованието по природни науки и свързаните с него области за всички образователни нива. Всички ръкописи са прегледани от експерти в съответната научна област.

Отличените статии, както и тези, получили положителна рецензия, ще бъдат публикувани в списанието „Обучение по природни науки и върхови технологии“.

Конкурсът е посветен на 160 години от рождението на енциклопедичния български химик проф. Пенчо Райков. Автор е на смятаната за първа научна публикация по химия от български автор, публикувана през 1886 г. в германско списание.

Пенчо Райков е бил учител в педагогическото училище в Казанлък и в Първа софийска мъжка гимназия, след което започва да преподава във Висшето училище (днес Софийски университет „Св. Климент Охридски“). Той е основоположник на катедрата по органична химия, бил е декан на Физико-математическия факултет (1900 – 1901, 1917 – 1918) и ректор на Софийския университет (1908 – 1909).

Домакин на събитието беше Българската академия на науките.

По следите на шафрана

Асен Стоянов е хоноруван преподавател в СУ „Св. Климент Охридски“ за курсовете по фармакогнозия на български и английски, медицинска етноботаника и фармакогнозия за медицинска химия. Редовен докторант по фармакогнозия и фитохимия в катедра „Органична химия и фармакогнозия“, специалност фармация. Участва с проучвания заедно с членовете на екипа по фармакогнозия на конференции от национален и международен характер. Магистър фармацевт с две години опит в здравни заведения (аптеки) от отворен тип, с лиценз за отпускане на лекарствени продукти по и без лекарско предписание (вкл. такива, регулирани от Закона за контрол върху наркотичните вещества и прекурсорите) и приготвяне на екстемпорални и магистрални форми (без стерилни и офталмологични). В Конкурса на „Аз-буки“ той участва със статия за шафрана, с която печели първо място.

„Шафранът е един модерен обект, на който се спрях още преди години, малко след като защитих магистърската си степен – разказва младият учен. – Тогава беше изключително популярен. През 2020 г. в Индия дори беше създадено специално звено (India International Kashmir Saffron Trading Center) за борба с фалшифицирането на този продукт, което се занимава с идентифициране на проби от шафран от различните фермери и търговци. От Иран също бяха постъпили много фалшифицирани проби. И в България стана популярно да се отглежда шафран, което е изключително чуждо за нас като традиция, като поминък. Нашият климат не е сходен с този на местата, където шафранът вирее. Както розовото масло е толкова скъпо, защото се произвежда в Казанлък, а не някъде другаде. Зададох си въпроса как стоят нещата на нашия пазар с шафрана, и предложих идеята на моя научен ръководител проф. Анали Неделчева, която винаги ме е поощрявала, за което аз съм и безкрайно благодарен.“

Асен Стоянов обикаля Женския пазар, много магазини за билки в Пазарджик и Пловдив. Провежда бързо проучване, за

да прецени може ли човек да се заблуди с този продукт.

„Истината е, че може – аз бях един от заблудените“, казва той.

В едно малко магазинче, леко скрито встрани от другите сергии на пазара, възрастна жена му предлага пакетче за 2 лв., което е абсурдно ниска цена за шафран. По-късно установява, че в него има шафранка – друго растение, което се култивира на Изток, най-вече в Турция. С него най-често се подменя шафранът.

„Може би беше преценила по физиономията ми, че не съм особено удовлетворен, и реши да ми предложи нещо по-скъпо – спомня си Асен. – Изкара една прозрачна пластмасова кутийка, което е индикация, че това, което ми дава, е фалшификат. Шафранът трябва да се съхранява в непрозрачна и добре запечатана опаковка, тъй като голяма част от ароматните вещества преминават през пластмасата и изветряват с времето. А и е чувствителен на топлина и трябва да бъде в непрозрачна опаковка.“

Младият учен събира петнайсетина подобни проби, за да ги изследва в лабораторията.

Като отваря пластмасовата  кутийка, го блъска миризмата на тежък дамски парфюм. Съдържанието ѝ няма нищо общо с шафрана. Неговите влакна са много крехки и лесно чупливи, не са мазни, много различни са от тези на другите билки. Под микроскопа става ясно, че това е пластмаса, някакъв полимер. В кутийката няма нищо растително с изключение на едно изсушено цветче.

„Така се роди и идеята за темата на научната статия – казва Асен Стоянов. – Проучването на пазара беше първият етап от изследването. През втория етап бяха разгледани и анализирани всички проби, в тях имаше дори неорганични примеси като пясък и почва. И това се консумира от хора. Установихме, че на нашия пазар има проблем. Но интересът към шафрана не отшумяваше и този продукт продължава да се бълва. Междувременно много голяма злоупотреба с шафран хванаха в Испания. Казахме си, че трябва да има начин бързо и лесно да се анализират такъв тип проби.“

Младият учен прави преглед на наличната литература по въпроса и установява, че колегите му в чужбина се фокусират върху много скъпи методики за анализ, с които могат да изследват голям брой проби. Това е излишно сложен метод, особено като се има предвид, че такъв тип злоупотреби идват от държави, които не са силни икономически. Няма как там да се открият скъпи лаборатории, които да взимат проби и да анализират цялата продукция. Затова Асен Стоянов и неговият екип решават да се фокусират върху микроскопски методи за анализ.

„Когато нещо подобно се прави във фармакогнозията за лекарства и активното вещество е някаква билка, винаги първо ги гледаме под микроскоп – обяснява младият учен. –  След това преминаваме към следващите стадии на анализ. Някъде по това време разбрахме и за обявения от „Аз-буки“ конкурс за научна статия и решихме да представим нашия метод за микроскопски анализ. В същото време ангажирахме и студентите с нещо интересно, което те не правят толкова често – с  казус от реалния живот, който сме наблюдавали. Така те тренират и уменията, които им преподаваме.“

Асен Стоянов и неговият екип анализират самия шафран, както и растенията, които се използват за неговото фалшифициране.

Критично разглеждат кои белези при различните растения най-бързо може да дадат информация какво точно се изследва. В резултат създават ключ – това е способ за определяне на идентичност на проба, който дават на студентите. Те знаят как да приготвят пробата, но не знаят коя проба ще получат. Някои от тях се справят много бързо, дори без да гледат под микроскоп, разпознават царевичната коса, която се слага често във фалшифицираните продукти. Пробата с растението сумак (Rhus coriaria L.) затруднява студентите, тъй като тя представлява червен прах и оцветяването е като това на шафрана.

Можем ли да излъжем полиграфа?

Станислава Йорданова е на 29 години, работи в Пловдивския университет. Била е „Учител по химия на годината“ за 2022 г. Две години поред е избирана за супер STEM учител на България. Има и награда „Неофит Рилски“ на Министерството на образованието и науката. Последната ѝ награда е от миналата година в конкурса за дигитални новатори в образованието на Българската асоциация на информационните технологии – получава грамота за принос  за развитие на STEM центъра в ЧОУ „Цар Симеон Велики“, където работи в момента. От 6 години сбъдва детската си мечта да бъде учител. Винаги е вярвала, че човек трябва да се занимава със смислена кауза. А за нея образованието е една от най-смислените. Научната статия за Конкурса на „Аз-буки“ ѝ донесе второ място.

„Едно от нещата, на които искам да науча децата, е да не се отказват, да следват мечтите си, да си поставят високи цели и да се развиват постоянно

– казва Станислава Йорданова. – Затова се стремя по някакъв начин да се развивам. Записах докторантура в Пловдивския университет преди една година по „Методика на обучението по химия“. Дисертацията ми е свързана с формирането на здравни и екологични компетентности в обучението по химия. Стремя се много да развивам този тип компетентности у учениците си. Идеята ми е, че училището не е просто място, където учениците да усвояват някакви знания, а да развиват умения, да се подготвят за реалния живот. Стремя се да правя много проектни дейности, чрез които развиваме умения за работа в екип, социални, презентационни и дигитални умения. Подходът, който най-често използвам, е STEAM подходът. С този STEAM проект е свързана и моята научна статията за Конкурса на „Аз-буки“, за който научих от научния ми ръководител доц. Антоанета  Ангелачева. Тя е човекът, който вярва много в мен. Изобщо не очаквах, че ще спечеля при такава конкуренция. Но в крайна сметка, реших да опитам. В статията представих проект на тема „Може ли да излъжем полиграфа?“.

STEAM подходът е много нашумял напоследък,

тъй като идеята е наистина училището да покаже връзката между това, което се учи, и реалния живот. А не просто учениците да придобиват някакви знания и да питат: сега защо учим това, то няма да ни трябва в живота, уточнява младата изследователка. За да избегне подобни въпроси, тя се стреми да прави различни проектни дейности, които да са свързани по някакъв начин с децата, с техния живот, с техните интереси.

В разговор със своите ученици установява, че те харесват много сериала „От местопрестъплението“. В даден момент се повдига и темата за детекторите на лъжата. Това я провокира да помисли дали може по някакъв начин да обвърже учебното съдържание с  тази тема. Накрая

открива как да свърже темата за полиграфа с учебния материал.

В началото се насочва към науките физика, биология, химия. После успява да включи българския език и математиката.

„Когато един човек лъже, той е нервен, което променя тялото му – той започва да се изпотява, разширяват му се зениците, клепачите му  започват да притреперват – обяснява Станислава. – И полиграфът може да измери тези промени. Това ме провокира първо да разгледаме с моите ученици нервната система на човек, как действа тя. След това включихме и физиката – по това време учехме точно за Закона на Ом, който всъщност показва връзката между промяната на съпротивление, електричен ток и напрежение. А връзката с полиграфа е следната. Когато човек се поти, се променя съпротивлението на неговата кожа. И ако се измерят тези стойности, може много лесно да се види дали даден човек лъже. Така провокирах учениците да се запознаят със закона на Ом, с нервната система. След това трябваше да построят няколко електрически вериги, за да измерват тока и напрежението и да променят съпротивлението все едно това е детектор на лъжата, за да могат да видят какво се случва.“

Следващата стъпка е учениците да се запознаят с  текст, в който има информация относно полиграфите,

които се използват в различни държави, дали ги използват в съда. Четенето на текста обвързва заниманието и с българския език, защото в VII клас учениците имат национално външно оценяване, в което има много важен компонент за четивната грамотност. Учениците получават задачи да намират ключови думи в текста, да откриват грешките, да напишат заглавието на текста. И след като се запознаят с учебния материал, се разделят на няколко групи, защото е много важно да могат да работят в екип. Всяка група трябва да направи свое изследване, да намери по-задълбочена информация за полиграфите и да покаже каква е връзката на полиграфа с физиката, биологията. Накрая форматират по някакъв начин тази информация – част от учениците правят плакати, другите – презентации. Създават и свой макет на полиграф.

„Последният етап – презентирането, е най-важният за мен – казва Станислава Йорданова. – Всеки отбор имаше точно определено време за представяне на своето изследване и получените резултати. Накрая обсъдихме какво им е било интересно в този проект, кое ги е затруднило и т.н. В моята статия представям данните от проекта, като съм го структурирала като разработка, която може да използват всички учители. Споделянето е много важно, защото някой може да си вземе идея.“

Лабораторната дисциплина е важна

Д-р Катерина Такова-Сакалийска спечели трето място в Конкурса на „Аз-буки“. Тя е постдокторант към катедра „Молекулярна биология“ на Пловдивския университет „П. Хилендарски“. Била е работещ гост при лидерите в научното ѝ направление – в лабораторията на проф. Джордж Ломонософ в изследователския център „Джон Инес“, Великобритания. Автор и съавтор е в 16 научни публикации и е участвала в над 10 научни форума у нас и в чужбина. Има изявен интерес и към преподавателската дейност и развитие на методиката на обучение чрез интегриране на проектобазиран подход във висшето образование и създаване на цялостни интердисциплинарни концепции с практическа насоченост. През 2022 г. печели и стипендия „За жените в науката“ за

проучванията си върху вирусни протеини в растения с цел диагностика на вирусни заболявания,

както и създаването на кандидат-ваксини за тях. Резултатите от изследването си представя на научен форум в Южна Африка, посветен на производството на протеини в растения.

„Статията, която подготвих за Конкурса на „Аз-буки“, е провокирана от опита ми като учител и разглежда възможностите добрите практики, залегнали през последните години в средното образование, да се адаптират и за висшето образование. Става дума за практики като компетентностен подход, автентично оценяване, STEM обучение и проектно базирано обучение. В частност са разгледани и примери за обучението на студенти по молекулярна биология и сходните с нея дисциплини.“

Единият пример разглежда усвояването на процесите транслация и транскрипция чрез изработването на гривни с цветни мъниста,

които презентират аминокиселините в протеиновата верига, обяснява младата изследователка. Идеята гривните да презентират протеини, цели по-голяма нагледност при обучението за по-лесно усвояване на материала. В ДНК се кодират различни протеини с различни функции. Процесите, при които ДНК се превръща в протеин, се наричат транскрипция и транслация. Студентите получават ДНК последователност, която трябва да превърнат в протеин. Има точно определени правила как да се чете ДНК, как се превръща в РНК, след което РНК се превръща в протеин.

„Можем да кажем, че тази ДНК секвенция е рецепта за производството на протеини – подчертава д-р Сакалийска. –  По този начин студентите проследяват двата процеса на практика, тъй като те са невидими за очите. И чрез тази активност те могат да направят симулация на този процес. Това води до по-добро разбиране на материята – когато можем да я видим, да я пипнем, да я преживеем. Тук е и връзката с компетентностния подход – целите на обучението и последващото оценяване са то да е свързано с усвояването на определени компетентности и залагането на критерии за тяхното изпълнение. Да се формулира точна дефиниция кога даден критерий е покрит на определено ниво, и да се дават точки. Конкретният пример, който давам, е за правилата за безопасност в лабораторията. Спрямо представянето си студентът получава определен брой точки за спазването на лабораторните правила за безопасност. И колкото по-стриктно ги спазва, толкова повече точки получава. Не трябва да се оценяват само знанията, а и уменията, свързани с професионалното развитие и реализация. Ако един студент не спазва лабораторната дисциплина, това е проблем.“