С начала нового учебного года в Южно-Уральском государственном университете активно развивается проектное обучение. Одна из ключевых целей проектного подхода – практическое применение научных разработок. В проекте «Безреагентная фотокаталитическая очистка воды от трудноокисляемых загрязнений» молодые ученые, аспиранты и магистранты института естественных и точных наук совместно готовят инновационный проект по очистке воды от фенола, необходимый для всех регионов, где действуют крупные металлургические производства.
О внедрении проектного обучения в магистратуре по направлению Materials Science, взаимодействии с потенциальными работодателями и о том, почему у магистрантов кафедры экологии и химической технологии почти все дипломы красные, мы беседуем с руководителем направления проектного обучения «Безреагентная (фотокаталитическая) очистка воды от трудноокисляемых загрязнений», деканом химического факультета, директором НОЦ «Нанотехнологии», заведующим кафедрой «Экология и химическая технология», доктором химических наук Вячеславом Авдиным.
– Расскажите подробнее о внедрении проектного обучения в магистратуре.
– С сентября 2018 года в магистратуре на кафедре экологии и химической технологии Химического факультета ИЕТН ЮУрГУ внедряется проектное обучение по направлению «Безреагентная (фотокаталитическая) очистка воды от трудноокисляемых загрязнений». В проектном обучении участвуют пять магистрантов по направлению 05.04.06 «Экология и природопользование» и два магистранта по направлению 18.04.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии». Заказчик исследований по проекту – ПАО «ММК».
Это направление – одно из лидирующих в рамках научного кластера Materials Science: Chemistry. Ученые, занимающиеся исследованиями в рамках этого направления, демонстрируют высокие результаты по публикационной активности. Так участник проекта – мой бывший аспирант, канд. хим.н. Игорь Кривцов за прошлый год опубликовал несколько статей в журналах-лидерах в своей отрасли, к примеру, в издании Applied Catalysis B: Environmental. Этот журнал – номер один в списке из 153 журналов, посвященных проблемам защиты окружающей среды. Он очень престижен среди изданий по направлению Environmental Science, которое, в свою очередь, является подразделом Materials Science.
В 2013 году в рамках кандидатской диссертации ещё одной моей бывшей аспирантки Марины Илькаевой нами получен новый катализатор, эффективность которого в пять раз превышает коммерческие аналоги производства США и Германии! Результаты исследования были опубликованы в виде нескольких научных статей. На инновационный катализатор мы получили российский патент (для международного патента требуются большие инвестиции).
В 2015 году Марина Илькаева защитила кандидатскую диссертацию. Во время подготовки к защите завязались прочные научные связи с молодыми учеными из Сыктывкара и Санкт-Петербурга. Эти знакомства получили плодотворное научное развитие.
.jpg)
– С кем из потенциальных работодателей организовано сотрудничество в рамках проектного обучения?
– Взаимодействие с работодателем – одно из необходимых условий реализации проектного обучения, и мы стремимся эти условия соблюдать. В 2017 году, благодаря содействию ректора ЮУрГУ Александра Шестакова, была заключена договоренность с председателем совета директоров и председателем комитета по стратегическому планированию ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» Виктором Рашниковым. Руководителя ММК очень заинтересовали разработки ЮУрГУ по экологии. В рамках рабочего визита мы побывали в Магнитогорске, где представили наш проект, взяли пробы воды и продемонстрировали действие фотокатализаторов. Результат очень впечатлил представителей ММК.
Экология – дело очень дорогое и неокупаемое. Главный эффект экологических разработок – более чистые воздух и вода. Окупается экология только тем, что люди живут в более комфортных условиях. Сегодня переговоры с Магнитогорским металлургическим комбинатом находятся в стадии рассмотрения договора. Проект безреагентной фотокаталитической очистки воды от трудноокисляемых загрязнений очень важен для наших потенциальных партнеров: экологические требования для предприятий такого уровня постоянно ужесточаются. Мы надеемся на успешное заключение договора и дальнейшее плодотворное сотрудничество в рамках проектного обучения.
В рамках работ по проекту у нас прошла успешная встреча с депутатом Владимиром Бурматовым, который возглавляет в Государственной Думе комитет по экологии. Он также пообещал оказать нам содействие в вопросах взаимодействия с промышленными предприятиями. У нашего проекта уже есть потенциальные заказчики и заказчики, с которыми составлены протоколы о намерениях.
– Расскажите подробнее о преимуществах участия в проекте для магистрантов…
– Это реальный проект, который позволит магистрантам освоить все необходимые компетенции, подобно тому, как это происходит в Университете информационных технологий, механики и оптики (ИТМО). Напомним, разрабатывая технологию проектного обучения на кафедре экологии и химической технологии, мы ориентировались на успешный пример реализации проектного обучения на базе химического кластера ИТМО. В рамках проекта ведутся актуальные исследования, направленные на защиту окружающей среды, результаты которых будут опубликованы в журналах уровня Топ -10 и Топ-25. Студенты, участвуя в этом проекте, получат все необходимые компетенции, выполнят магистерскую диссертацию по своей части проекта, по окончании магистратуры они будут иметь одну или две публикации в высокорейтинговых изданиях, а значит – будут востребованы в аспирантурах вузов России и зарубежных стран и среди работодателей. По моему опыту, именно в магистратуре студент обычно понимает, зачем выбрал своё направление.
В магистратуре мы ведем исследования совместно с предприятиями Челябинска и региона, студент видит реальные плоды своего труда и это его очень мотивирует. В бакалавриате у нас на выпуске несколько красных дипломов, а в магистратуре – 90% красные! (улыбается – прим. ред.).
– Где работают ваши выпускники?
– Многие наши выпускники успешны, и сегодня уже являются руководителями проектных и экологических предприятий (ООО «Экорешения», Южноуральское проектно-конструкторское бюро (ЮжУралПКБ) и другие). Выпускники востребованы в широком круге отраслей промышленности – нефтехимии, металлургии, машиностроении, фармацевтической, пищевой промышленности, и, конечно, в науке. География работы – как вся Россия, от Калининграда до Камчатки, так и весь мир: США, Италия, Испания, Германия, Финляндия и др. В Челябинске можно назвать такие предприятия и организации как ЧТПЗ, ЧЦЗ, КОНАР, Мечел, ЧЭМК, Метран, Материя-Медика, Росприроднадзор и пр.
Магистранты проходят практику на этих предприятиях, собирают материал для магистерских диссертаций и часто там же остаются работать. Ко второму курсу у нас работают практически все магистранты. Наших выпускников мы приглашаем на экзамены в качестве членов Государственной экзаменационной комиссии. На защитах они присматривают новых сотрудников не только в свои организации. Наших выпускников рекомендуют коллегам! Этот опыт мы планируем распространить и на проектное обучение, официально стартовавшее в вузе с сентября 2018 года.
– Проект имеет межинститутский характер. Как именно в нем будут задействованы программисты ИЕТН?
– Программисты ИЕТН вовлечены в создание программных продуктов, необходимых для успешного функционирования междисциплинарного проекта. К примеру, нам нужно получить новый материал, который будет использоваться в промышленности. Производителю надо знать срок службы нового материала в разных условиях: от средней полосы России до Крайнего Севера. Для того, чтобы определить срок службы материала, нужно знать кинетику процесса разложения. Её можно изучить при помощи серии экспериментов, которым нужна сложная математическая обработка. И тут на помощь химикам приходят математики и физики, производят расчеты и разрабатывают для химиков программный продукт, который позволяет проанализировать необходимое количество измерений и максимально точно оценить результаты эксперимента (для подобных измерений уже существует коммерческий продукт, рассчитанный на производственников, но он не может обеспечить необходимого качества и точности расчётов).
В нашем случае программный продукт необходим для того, чтобы оценить свойства и поведение катализаторов в разных условиях. Помимо фотокатализаторов нам также с помощью физиков и математиков необходимо оценить свойства и поведение фотовольтаических ячеек. Это исследования под руководством докт. хим. н. Олега Ракитина и канд. хим. н. Олега Большакова. Также помощь программистов будет нужна в исследовании материалов, которыми занимаются научные группы под руководством докт. хим. н. профессора Владимира Шарутина и под руководством канд. хим. н. Дениса Винника. Здесь я вижу очень большой потенциал в области междисциплинарного взаимодействия и прироста публикационной активности.