Научно-образовательная программа «Плавучий университет ИО РАН»
Научно-образовательная программа «Плавучий университет ИО РАН»
Москва
Научно-образовательная программа призвана обеспечить подготовку целевых высококвалифицированных кадров для формирования и развития научных групп при вузах, восполнения научного академического сообщества и работ в компаниях в области комплексных морских изысканий.
Проголосовало:
Поделиться в соц. сетях:

Автор проекта:

Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (Степанова Наталья Борисовна)

Номинация:

Просвещение

Наименование проекта:

Научно-образовательная программа «Плавучий университет ИО РАН»

Описание проекта:

Научно-образовательная программа «Плавучий университет ИО РАН», организованная в 2018 г. Институтом океанологии им. П.П. Ширшова РАН и Московским физико-техническим институтом, призвана обеспечить подготовку целевых высококвалифицированных кадров для формирования и развития научных групп при вузах, восполнения научного академического сообщества и работ в компаниях в области комплексных морских изысканий.
Программа реализует годовой цикл, включающий в себя лекции и семинары в рамках очной научной школы, предэкспедиционную подготовку, морские и/или прибрежные экспедиционные исследования с последующей подготовкой, представлением и публикацией полученных научных результатов.
Программа отвечает стратегическим целям деятельности обеих организаций, связывая науку и образование для сохранения и развития кадрового потенциала для исследования морской среды и ресурсов Мирового океана.

География проекта:

Научно-образовательная программа открыта для участия студентов всех регионов России, любого возраста, курса и программы обучения

Цели и задачи:

Цель научно-образовательной программы заключается в создании среды для осуществления научно-исследовательской экспедиционной деятельности студентами под руководством молодых научных сотрудников в дополнение и в тесной связи с существующими традиционными способами образования.

Задачи образовательного цикла по программе «Плавучий университет ИО РАН» включают реализацию 3 этапов, длительностью 1 год:

1. Проведение научной школы ‒ 1-го этапа программы, с целью привлечь и профессионально сориентировать студентов и аспирантов разных вузов в область морских наук. Познакомить участников с современной океанологией, включающей гидрофизику, гидрохимию, морскую биологию, морскую геологию и подводную технику, повысить квалификацию с помощью мастер-классов по новейшим методам в обработке и анализе данных.

Научная школа включает: курс лекций и семинаров по направлениям океанологии; практикумы и мастер-классы по визуализации и анализу океанологических данных с помощью профессиональных пакетов программ; представление актуальных проектов, научных лабораторий, отраслевых компаний, магистерских программ в области морских исследований.

2. 2 этап программы ‒ подготовка и проведение экспедиционных работ по теме комплексных океанологических исследований морей России и Мирового океана

Цель этапа – выявить талантливых и мотивированных студентов, обучить необходимым научно-экспедиционным навыкам во время морских и/или прибрежных полевых исследований. Студенты под руководством научных руководителей получают навыки проведения экспедиционных океанографических работ и погружаются в специальность через прохождение всех этапов исследования от постановки задачи через сбор, обработку и анализ данных до формирования технического отчёта и презентации научных результатов. Отбор студентов- участников обеспечивается путём проведения конкурса из числа участников 1 этапа программы на основе мотивационных писем и собеседований.

Экспедиционные работы включают:
• предрейсовую подготовку ‒ проведение вводных лекций по темам исследовательских задач прибрежных и/или морских работ, проведение студентами литературного обзора по поставленным задачам;
• полевые исследования – обучение методике планирования и выполнения полевых работ, обучение работе с приборами и вспомогательной аппаратурой, отбору и анализу проб, основам палубных и такелажных работ, установке и подъему донных приборов на шельфе и континентальном склоне;
• обучение обработке данных натурных измерений, структуре и написанию технического отчета по итогам прибрежной и/или морской экспедиций;

3. В рамках 3 этапа программы обеспечивается итоговый результат научной деятельности ‒ публикация и представление полученных научных результатов.

3 этап включает:
• обучение структуре научных текстов и презентаций;
• написание тезисов и подготовка научных статей под руководством научных руководителей по итогам проведенных исследований;
• выступление студентов на профильных конференциях и научных семинарах.

Таким образом за время обучения студенты получают возможность выбора интересующих направлений исследований, применения текущих навыков и получения новых компетенций, а также находят возможность для своего дальнейшего трудоустройства. Реализация описанных задач позволяет провести студентов через все этапы научного исследования – от постановки научной задачи и сбора данных до оформления научно-технического отчета, публичного представления научных результатов и их публикации в журналах и материалах конференций. Работа студентов в научных коллективах призвана воспитать в них дух командной работы и ответственности за результат, что способствует их дальнейшему плодотворному развитию в рабочей среде.

Итоги реализации:

1 этап – очная научная школа с возможностью удалённого участия (5 дней)
С 10 по 24 апреля на базе Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН проведена очная научная школа «Плавучий университет ИО РАН» с возможностью удалённого участия. Научная школа прошла совместно с Всероссийской конференцией молодых учёных «Комплексные исследования Мирового океана», общее число участников составило 450 человек. Из них к участию в школе «Плавучий университет ИО РАН» заявились 228 человек, 142 человека приняли очное участие в школе (79 бакалавров, 31 магистр, 2 специалиста, 11 аспирантов, 13 молодых учёных из 40 вузов из 20 городов РФ).
Привлечение участников-слушателей на программу научной школы «Плавучий университет ИО РАН» проводилось посредством распространения информации на официальной странице сообщества в социальной сети (https://vk.com/pu_ocean), в специализированных профильных пабликах, с помощью размещения информации на сайте Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, направления приглашений в адрес профильных вузов, факультетов и кафедр, путём распространения бумажных афиш в учебных корпусах профильных вузов и студенческих общежитиях Москвы.
Участники-лектора и ведущие мастер классов приглашались из числа ведущих учёных и специалистов из учебных, научных и коммерческих профильных организаций.

В ходе научной школы проведены:
• профессиональная ориентация студентов в сторону морских наук благодаря презентации 10 профильных магистерских программ, производящих набор в 2021 учебном году; 12 лабораторий и научных проектов, готовых принять студентов на стажировку; 7 научных организаций и 4 отраслевых компаний, работающих в области морских исследований;
• 7 профильных лекций, направленных на приобретение слушателями комплексного взгляда на океанологические исследования с точки зрения целей и методов разных наук ‒ гидрофизики, гидробиологии, гидрохимии, морской геологии и подводной техники;
• 13 академических часов мастер-классов, ориентированных на получение участниками востребованных знаний о профессиональных пакетах программ, использующихся для визуализации и последующего анализа океанологических данных;
• дополнительные мероприятия для привлечения студентов: экскурсия в Москвариум, выставка морских приборов и подводной техники. А также дискуссии: «Первые шаги в науке», «Дизайн для учёных» и «Грантовая поддержка для молодых учёных»;
• анонс и открытие набора в первую научно-образовательную экспедицию Плавучего университета ИО РАН и МФТИ в Карское море.

Публикации в СМИ:
https://ocean.ru/index.php/konferentsii-i-shkoly/item/1923-vi-konferentsiya-molodykh-uchenykh-iv-nau...
https://aif.ru/society/ecology/shkola_okeana_v_moskve_proshla_konferenciya_molodyh_uchenyh
https://paluba.media/news/6217

2 этап – экспедиционные исследования (31 судосутки)
Формирование научных групп и предрейсовая подготовка:
Конкурсный отбор проводили 23 действующих-профессиональных учёных из 7 научно-исследовательских и изыскательных организаций в области морских наук, отбирая студентов с необходимыми навыками в свои команды для решения актуальных научных задач в экспедиции. Отбор был проведён из числа очных участников школы (142 человека) по двуступенчатой системе. В первом этапе участвовали 72 заявки студентов из 17 вузов, представлявшие собой мотивационные письма с перечнем имеющихся компетенций, ожиданий от участия в экспедиции и указанием желаемой научной направленности. Для формирования непредвзятого конкурсного отбора при оценке заявок ФИО участников были скрыты. Дальнейший отбор осуществлялся в ходе 65 собеседований по 4 направлениям: физика океана и атмосферы, гидробиология, гидрохимия и морское пластиковое загрязнение. Каждый из конкурсантов, прошедших во второй этап отбора, участвовал в собеседовании по интересующему профилю. В результате второго этапа отбора были определены команды из научных руководителей и обучающихся, ориентированные на решение определённых задач научных отрядов в экспедиции. Во время предрейсовой подготовки проведены доклады по темам научных задач, запланированных для решения в экспедиции, студентам выдана необходимая для освоения научная литература и рекомендованы к скачиванию специализированные программы обработки океанографических данных.

Экспедиционные исследования:
С 9 августа по 8 сентября 2021 года была проведена первая научно-образовательная экспедиция ИО РАН и МФТИ по программе «Плавучий университет ИО РАН» на тему «Исследование водных масс на шельфе и континентальном склоне Карского моря». Состав научной экспедиции включал 53 человека из 13 научных институтов и университетов из них: 19 молодых ученых из ИО РАН, МГИ РАН, ЦМИ МГУ, ГОИН, ИГЕМ РАН, АО ИО РАН, ИФА РАН и 32 студента и аспиранта из МФТИ, МГУ, СПбГУ, РГГМУ, МИРЭА, РНИМУ, СевГУ, а также 2 представителя СМИ из Ямал Медиа

Цель научной программы экспедиции заключалась в изучении структуры, динамики и изменчивости приповерхностной опресненной и атлантической водных масс на шельфе и континентальном склоне Карского моря.

В ходе экспедиции работали отряды:
1. Гидрофизический
2. Дистанционного зондирования
3. Исследования ветрового волнения
4. Метеорологии
5. Гидрохимии
6. Гидробиологии
7. Исследования пластиковых загрязнений
По итогам научных результатов подготовлен и сдан отчёт в Минобрнауки.

Образовательный результат:
• в ходе научно-технических семинаров студентами получены навыки планирования натурных гидрофизических работ для исследования конкретных гидрологических процессов с учетом их пространственных характеристик и временной изменчивости;
• студентами освоены методики палубных работ на комплексных станциях, во время постановок заякоренных станций, а также по ходу движения судна;
• студентами освоены работы с приборами и сопутствующей аппаратурой: зонд CTD, в том числе в комплексе Розетта, пробоотборники воды, автономные регистраторы температуры (в составе термокос и заякоренных станций), дночерпатель, нейстонная сеть, волновой буй, квадрокоптер, спектрофотметр и др. (см. научный отчёт по экспедиции).

В рамках работ в отрядах экспедиции студентами получены следующие навыки:
• в гидрофизическом отряде: сбор гидрологических данных с помощью CTD зонда и отбор проб воды с помощью кассетного пробоотборного устройства, оборудованного батометрами; палубные работы во время зондирований и постановки заякоренных станций; обработка и визуализация полученных данных с помощью профессиональных пакетов программ; моделирование гидрофизических процессов с последующей верификацией на основе собранных натурных данных.
• в отряде ветрового волнения: использование судового навигационного оборудования для определения характеристик ветрового волнения; сбор данных о волнении в открытом океане при помощи волномерного буя; проведение визуального наблюдения за морской поверхностью, согласно методическим рекомендациям для морских наблюдений (National Weather Service Observing Handbook #1); проведение статистической оценки достоверности визуальных наблюдений; проведение попутных автоматических метеорологических измерений (давление, температура, скорость и направление ветра, влажность).
• в отряде дистанционного зондирования: измерение характеристик внутренних волн с использованием системы термокос; детектирование сликов на поверхности воды с квадрокоптера; определение температуры поверхности океана с помощью ИК-радиометра; определение коэффициента яркости моря с помощью спектрофотометра.
• в отряде метеорологии: классификация по видам облаков, определение состояния диска солнца и направления ветра; измерение потока суммарной приходящей коротковолновой и длинноволновой радиации; аппроксимация приходящей радиации по снимкам видимой полусферы небосвода методами машинного обучения.
• в гидрохимическом отряде: определение содержания кислорода в морской воде, содержания неорганического углерода, величины pH, общей титруемой щелочности методом прямого титрования, растворенного неорганического фосфора (фосфаты), растворенного неорганического кремния (силикатов), нитритного азота (нитриты), нитратного азота (нитраты), аммонийного азота (ион аммония), растворенную двуокись углерода и производных (карбонат и бикарбонат-ионы), парциального давления углекислого газа, насыщенности кальцитом и арагонитом, концентрации хлорофилла «а» в морской воде флуориметрическим методом.
• в гидробиологическом отряде: отбор проб на макрозообентос с помощью дночерпателя, промывка отобранных донных осадков, фиксирование собранного материала, разбор организмов по основным таксономическим группам; отбор зоопланктона сетью Джеди в соответствии с гидрофизической структурой вод.
• в отряде пластиковых загрязнений: отбор и обработка проб микропластика из поверхностного слоя с помощью нейстонной сети; визуальный мониторинг плавающего морского макромусора с борта судна по методике института Joint Research Center.

В период обработки полученных результатов, а также в рамках 16 мастер классов во время экспедиции студентами получены следующие навыки:
• работа в специализированных профессиональных программах и освоение методик обработки гидрофизических, гидрохимических и гидрооптических данных с помощью пакетов программ: GoldenSoftware Surfer, Grapher, Ocean Data View, StatSoft Statistica, Adobe Illustrator, GlobalMapper, GMT, NCL (NCAR Graphics), Python; Fortran, Matlab;
• навыки интерпретации данных экспедиционных натурных измерений в тесной связи с анализом архивных натурных данных и данных спутниковых наблюдений, а также с подключением моделирования;
• азы Pandas, Machine Learning, нейросетевого программирования

Во время всего периода работ студентами получен опыт:
• командной работы – а именно навыки коммуникации в команде и принятия ответственности за результат;
• публичных выступлений – через представление итогового отчета с презентацией в виде устного доклада.

В ходе проведенных во время переходов 19 лекций, студенты приобрели:
• глубокие теоретические знаний по структуре, динамике и изменчивости водных масс в Арктике, их формированию, переносу и трансформации, их влиянию на региональные и крупномасштабные гидрофизические, гидрохимические и биологические процессы. Первичные знания на темы: внутренние волны, вихри, смешение морских и речных вод, уровень Мирового океана, термохалинная структура океана, моделирование гидрофизических процессов, загрязнение вод микропластиком, морская геохимия, биоразнообразие бентоса и зоопланктона.

Публикации в СМИ:
https://ocean.ru/index.php/vse-novosti/item/2198-58-j-rejs-nis-akademik-ioffe
https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/?ELEMENT_ID=39689
https://yamal-media.ru/news/morskaja-ekspeditsija-provedet-issledovanija-v-arktike
https://nauka.tass.ru/nauka/12070557
https://geovestnik.ru/articles/russia/v_god_nauki_startuet_ekspeditsiya_plavuchego_universiteta_inst...

3 этап ‒ публикация и представление научных результатов
По итогам экспедиционных работ студентами в соавторстве с научными руководителями подготовлены и доложены 42 тезиса на 5 конференциях: «Моря России» (20-24 сентября 2021, Севастополь), X международная научно-практическая конференция Морские исследования и образование – MARESEDU-2021 (25-29 октября 2021, Москва), Девятнадцатая международная конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (15-19 ноября 2021, Москва), 64-я Всероссийская научная конференция МФТИ (29 ноября-3 декабря 2021, Долгопрудный), Беломорская студенческая научная сессия СПбГУ (2 февраля 2022, Санкт-Петербург).
Под руководством молодых учёных в процессе написания находятся 22 статьи о научных результатах экспедиции, планируемые к подаче в Российские и зарубежные журналы.

Список опубликованных и планируемых к публикации научных работ по результатам совместной экспедиции ИО РАН и МФТИ (58-й рейс НИС «Академик Иоффе»), проведённой в рамках научно-образовательной программы «Плавучий университет ИО РАН» в 2021г., представлены в отдельном файле «Приложение 1».

• Доклады о развитии программы «Плавучий университет ИО РАН» и итогах 2021 года представлены на Петербургском международном экономическом форуме (2-5 июня 2021) и на Конгрессе молодых ученых (8-10 декабря 2021, Сочи, Сириус).
• В 2021 году научно-образовательная программа Плавучий университет ИО РАН в рамках заявки «Обучение через исследование – Плавучий университет», подготовленной несколькими научными и образовательными организациями РФ, включена в программу «Early Career Ocean Professionals» в рамках Десятилетия наук об океане в интересах устойчивого развития, провозглашенного Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций с 2021 по 2031 гг. (https://www.oceandecade.org/actions/training-through-research-ttr-floating-university/)
• Экспедиция «Плавучего университета» МФТИ и ИО РАН прошла в рамках объявленного в 2021 г. года науки и технологий, вошла в перечень мероприятий, включённых в план председательства Российской Федерации в Арктическом совете в 2021-2023 гг. (пункт 91 в перечне http://www.arcticandnorth.ru/upload/medialibrary/7f7/Plan-osn-merporiyatii_Arkticheskii_-sovet-2021_....
• В составе Ассоциации плавучих университетов программа Плавучий университет ИО РАН была номинирована и вошла в шорт-лист премии «Знание» в номинации «За вклад в просвещение в сфере «Наука и технологии»» - (https://www.znanierussia.ru/award-vote/project/associaciya-plavuchih-universitetov-rossii-45).


Сроки реализации:

1 этап – научная школа
Период подготовки: январь‒апрель
Фактический период мероприятия: 18‒24 апреля 2021 г.

2 этап - подготовка и проведение экспедиционных работ
Период подготовки: май‒июль
Фактический период мероприятия: 9 августа‒8 сентября 2021 г.

3 этап - публикация и представление научных результатов
Период подготовки: сентябрь‒декабрь
Фактический период мероприятия: 9 сентября ‒ 31 декабря 2021 г.