От теории к практике: как знания превращаются в проекты (июль 2018)

Интервью с руководителями студенческой практики провела и записала журналист Елена Коптелова

С недавних пор у российских и зарубежных студентов и школьников появилась без преувеличения уникальная возможность попасть на стажировку в лучшие научные группы и лаборатории мира. Ведущие учёные и исследователи готовы включать их в работу над реальными проектами, открывать доступ к суперсовременной технике и оборудованию, помогать и консультировать по ходу выполнения задания. Всё, что требуется от будущего практиканта, - хорошая подготовка по теме планируемой стажировки, но главное – желание и мотивация.

Студенты "Альбиона" и руководители практики в зале суперкомпьютера "Ломоносов"

Этим летом такую практику уже прошли несколько российских студентов, обучающихся в зарубежных школах и университетах. Часть из них оказалась в главном вычислительном центре страны – НИВЦ МГУ, где установлены самые мощные суперкомпьютеры России «Ломоносов» и «Ломоносов-2», другие – в Российской академии наук, в частности, в Институте общей генетики, где ведутся, пожалуй, самые востребованные в наше время исследования – генома человека.

О том, как проходит практика, кого готовы брать на стажировку, какую пользу подобный опыт даёт и студентам, и самим учёным, журналист Елена Коптелова попросила рассказать принимающую сторону – руководителей упомянутых выше научных центров.

Профессор, член-корреспондент РАН Владимир Воеводин, директор Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ (НИВЦ МГУ):

- В этом году мы взяли на стажировку трёх человек: одна студентка уже учится в британском университете, а двое старшеклассников собираются поступать в ведущие университеты Великобритании и США. Все они пришли к нам через образовательную компанию «Альбион», с которой мы сотрудничаем по этому направлению.

Мы предполагали, что к нам идут уже подготовленные и мотивированные студенты, так оно и получилось. Каждому практиканту мы старались подобрать задание, которое соответствовало бы его желаниям, возможностям и сфере профессиональных интересов. Предварительно они получили список тем с подробным описанием заданий по каждой из них. То есть ещё до начала практики ребята могли выбрать то, что им больше подходит, заранее почитать рекомендованную литературу, подготовиться.

В результате студентке, чья специализация имеет экономический характер, был поручен расчёт стоимости аренды суперкомпьютера «Ломоносов-2». Это весьма непростая задача с учётом сложности, масштабности и уникальности оборудования, а также огромного числа параметров и нюансов, которые требуется учесть. Старшеклассники выполняли свои проекты: один разрабатывал приложение для оценки и сравнения производительности мобильных телефонов, как между собой, так и с другими компьютерными устройствами, другой разрабатывал подходы к созданию инструментария для работы с Интернет-энциклопедией алгоритмов, что-то вроде известной Википедии.

Студентка "Альбиона" с руководителями практики и врученным сертификатом

- Насколько я знаю, это был первый подобный опыт. Довольны ли вы результатом?

- Если коротко, то безусловно да. Хотя практика длится всего 4-5 недель, она требует значительных сил и затрат с нашей стороны, иначе не получишь достойный результат. В каждом случае идёт и обучение, и персональное сопровождение рабочего процесса практиканта. Поэтому вряд ли эту программу можно сделать массовой. Но подготовленные ребята, которых этим летом к нам привёл «Альбион», оставили очень хорошее впечатление: они знающие, мотивированные, с ними приятно работать. И польза была действительно обоюдная. Для ребят это бесценный опыт, поскольку они включаются в действующие проекты, и мы в обязательном порядке настаиваем на том, чтобы каждый выдаваемый результат имел практическое применение, более того – использовался нашим суперкомпьютерным центром. Это мотивирует стажёра, заставляет напрячься и подойти к работе максимально ответственно. Для нас же это - новый критический взгляд на то, чем мы занимаемся. Разрабатывая задания с ребятами, мы зачастую видим подводные камни, которые в рутине незаметны.

- Может ли подобная практика быть полезна старшеклассникам? Позволяет ли их уровень знаний принять участие в серьёзной работе? И насколько оправданы затраты времени и сил в данном случае?

- Я считаю, что практику для старшеклассников надо обязательно делать. В школе они получают в основном теоретические знания, а тут у них появляется возможность оценить себя в той или иной области, в нашем случае – в области IT. Они входят в реальный рабочий ритм, понимают, чем занимаются и для чего. Чувствуют требования, которые предъявляет жизнь и работа на большом предприятии. В конце концов, им становится ясно, та ли это профессия, которой стоит посвятить дальнейшую жизнь, или лучше поискать что-то другое.

И я не могу сказать, что их уровня знаний недостаточно для серьёзной профессиональной практики. Грань между старшеклассниками и первокурсниками очень тонка. Теоретически последние должны знать больше, но на практике это не всегда так. Повторюсь: главное – мотивация. Например, проходившие этим летом практику старшеклассники чётко понимали, что для работы в области вычислительной техники они ещё многого не знают, но хотят узнать, и их упорный труд позволил получить достойный результат. Наша же задача - попытаться выявить способности и интересы молодого человека и всё сложить так, чтобы достичь намеченной цели.

Студенты "Альбиона" и руководители практики профессор В.В.Воеводин и ст.н.с. НИВЦ МГУ Д.Никитенко обсуждают ход работ

- А как вы оцениваете предлагаемый «Альбионом» формат очно-дистанционной практики для школьников и студентов в течение учебного года?

- Формат для меня необычный, но чтобы его оценить, надо попробовать. Это вполне реализуемо, особенно с учётом современных технологий, когда можно общаться дистанционно с помощью интернета. Даже в этом случае контакт научного руководителя и практиканта может быть живым и тесным. Но при всём при этом очные встречи необходимы, без них эффект от стажировки будет неполным. Данный вид практики сейчас находится в стадии обсуждения. Нам важно понять, как правильно построить процесс, чтобы и основная учёба стажёра не пострадала, и польза от практики была ощутимой.

- Российскую школу программирования принято считать одной из самых сильных в мире, достаточно вспомнить периодически всплывающие истории о русских хакерах и кибератаках. Согласны ли вы с такой оценкой, и если да, то в чём причина успеха? Чем отличается наша подготовка программистов от зарубежной?

- Для меня это неоднозначный вопрос. Да, на последнем международном конкурсе программирования наша команда заняла первое место, да и раньше мы были среди лидеров. Но это не имеет никакого отношения к «русским хакерам». Если говорить о российской школе программирования, она действительно одна из лучших в мире, в частности, потому что у нас фантастическая математическая школа, а это – основа. За счёт математики мы можем компенсировать то, что другие делают за счёт технологий, более мощного компьютера и т.д. Российские суперкомпьютеры сегодня не самые мощные в мире, но на них решаются не менее сложные задачи – опять же за счёт математики и алгоритмов.

Важно и то, что в России существуют первоклассные школы программирования, достаточно назвать такие имена, как А.П.Ершов, С.С.Лавров, Л.Н.Королёв, В.П.Иванников, многие другие. Это классики российского программирования, взрастившие, в том числе, не одно поколение учителей, тех, что сейчас преподают в ведущих вузах страны.

- В вашем распоряжении - два мощнейших суперкомпьютера России. Какие задачи решаются на этих машинах и что под силу этим устройствам?

- Начнём с того, что всё, связанное с суперкомпьютерами, овеяно ореолом тайны. Вроде они где-то существуют, но никто их не видел, и непонятно, зачем они нужны. Это действительно очень большие и мощные машины, приставка «супер» оправдывает себя по всем направлениям. Так, суперкомпьютер МГУ «Ломоносов-2» - это примерно 5 тыс. кв. метров, у него огромная производительность, эквивалентная 50 тысячам обычных ноутбуков, соединённых вместе, у него колоссальный вес, как и все другие параметры.

И эти монстры, как ни странно, необходимы практически везде. Если мы выглянем в окошко, сложнее будет найти место, где суперкомпьютеры не используются. Вот аптека – на этой машине делается компьютерный дизайн лекарств, вот турагентство - самолёты, пароходы проектируются на суперкомпьютере. То же самое можно сказать про автомобили, аэрокосмическую технику. Любая нефтегазовая компания использует расчёты суперкомпьютера для сейсморазведки и поиска месторождений, моделирования состояния нефтяного резервуара и т.д.. Чтобы спроектировать правильно конструкцию мобильного телефона, в частности, распределение тепла внутри, требуется мощность «Ломоносова». Прогноз погоды и изменение климата - это тоже моделируется на суперкомпьютере. Самое интересное – просчитать и спрогнозировать сегодня можно практически всё. И наш суперкомпьютер занимается всем понемножку. В суперкомпьютерном комплексе МГУ зарегистрировано более 2 тысяч пользователей. Это огромный информационный завод, где каждому пользователю выделена своя мощность, под свою конкретную задачу.

- Может ли студент или аспирант, в том числе из зарубежного университета, получить дистанционный доступ к выполнению задач на суперкомпьютере?

- Да, у нас это постоянно практикуется. Все студенты факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ в обязательном порядке выполняют несколько практических заданий с использованием суперкомпьютера. Практиканты тоже получают доступ к суперкомпьютеру. Думаю, что в случае очно-дистанционной практики также будут возможны задания, которые позволят не только понять принцип работы этой машины, но и почувствовать её возможности. Суперкомпьютер существует для того, чтобы обогнать кого-то в получении требуемого результата. Он даёт возможность просчитать быстрее, точнее, в более реалистичной постановке, за счёт чего и позволяет обойти других. Это инструмент обеспечения конкурентоспособности, которым нужно пользоваться.

- Возвращаясь к вашим практикантам из-за рубежа, увидели ли вы особенности в их подготовке по сравнению с теми, кто учится в российских школах и вузах? И зачем им приезжать на практику сюда?

- Наших ребят я вижу много, и мне есть с чем сравнивать. Как я уже говорил, «английские» стажёры оставили очень приятное впечатление. Понятно, что они хорошо знают английский язык. Но я бы особенно отметил не это, а их целеустремлённость, желание узнать что-то новое, что может пригодиться в будущем, их сильную внутреннюю мотивацию и собранность. Они понимали, что у них всего 4 недели, и за это время надо получить максимальный результат. Поэтому важно было грамотно составить расписание, определить контрольные точки и чётко этому всему следовать. И у них, по-моему, всё получилось.

Что же касается места прохождения практики, на мой взгляд, вряд ли они смогут получить подобный опыт за границей. Я могу ошибаться, но я не знаю примеров устройства на стажировку школьников и первокурсников в крупные суперкомпьютерные центры за рубежом. Так что работать на машинах мирового уровня и, без ложной скромности, в одной из лучших научных групп в России – это уникальная возможность для ребят со всего мира.

Студенты-практиканты "Альбиона" в зале суперкомпьютера "Ломоносов"

Сергей Брускин, заместитель директора Института общей генетики РАН:

- До сих пор к нам на практику приходили в основном студенты российских вузов – МГУ, МФТИ, Тимирязевской Академии и др. – для проведения исследований в рамках дипломных работ. А этим летом мы впервые приняли студентку, которая учится в Англии. Анна заканчивает программу бакалавриата по биомедицине в King’s College London. Она приехала к нам на 5-недельную стажировку, но в результате остаётся ещё на несколько недель. По моему наблюдению, наши студенты, которые учатся за границей, очень амбициозны и проявляют больше усердия в том, чего хотят. У них более узкое и специализированное образование, для изучения они выбирают то, что им нравится, а соответственно, по-настоящему увлечены своей специальностью.

Анна осваивает методы молекулярного клонирования. Задача – «извлечь» ген из какого-то организма и понять, как его синтезировать, как перенести в другой организм, как получить из него белок и как дальше использовать. Это методы, которые можно применить в разных областях наук, – в генетике, молекулярной биологии, иммунологии, онкологии и др. Анна, в частности, клонирует ген флуоресцентного белка медузы, переносит его в вирусы, заражает ими клетки человека и изучает молекулярные процессы, происходящие в этих клетках. По большому счёту, это курс молодого бойца в области генной инженерии и молекулярного клонирования.

- Имеет ли такая работа какую-то практическую пользу для вас?

- Вряд ли стоит ожидать практического результата от школьника или студента за короткий период стажировки. Но их работы ведутся в рамках существующих проектов, они собирают данные параллельно с нашими учёными, то есть вклад в общее дело неоспорим. Однако не стоит забывать, что прежде всего они учатся, и для этого приходят на практику. А польза, конечно, есть: это когда ты видишь, что у студента горят глаза и у него что-то получается.

- Готовы ли вы брать на практику старшеклассников? Требуется ли от них какая-то специальная подготовка?

- Да, у нас есть интерес к привлечению старшеклассников. Для них это хороший шанс получить представление о будущей профессии. Прийти и попробовать, чтобы потом не сожалеть, что чего-то не сделал. А дальше уже решать, что интересно, и как этим можно заниматься.

Мы не проводим специального отбора, и особой подготовки не требуется. Но у будущего практиканта должны быть знания по биологии и представление – хотя бы в общих чертах - о месте будущей стажировки. А потом мы уже решаем, чем он будет заниматься, программа определяется с каждым индивидуально.

Повторюсь, наивно ждать, что школьник выдаст какой-то результат. Но, практикуясь у нас, он может понять, что такое генетика. Одно дело знать, что такое ДНК, другое дело видеть её на электрофорезе. Одно дело знать, что ДНК состоит из четырёх нуклеотидов, другое дело видеть последовательность конкретного гена, читать эти «буквы», сравнивать их с базой данных. Одно дело знать, что такое белок, другое дело уметь выделить его. Одно дело знать, что такое флуоресценция, другое дело увидеть, как светящиеся элементы можно использовать для визуализации отдельных компонентов клеточных систем.

- Слышали ли вы о новом проекте «Открытые лаборатории мира», позволяющем студентам проходить разные виды практики в ведущих научных центрах по всему миру? Что вы о нём думаете?

- Я считаю, что это очень интересно и полезно для молодых людей. Если есть такой спрос, то должно быть и предложение. Мы готовы принимать российских и зарубежных школьников и студентов как на летнюю практику, так и на более долгосрочную в течение всего учебного года. Учёному важно, чтобы его исследования внедрялись, а знания передавались новому поколению. Поэтому польза от такого проекта для нас – именно в передаче знаний и опыта. Результат может быть не виден сразу, но это точно работает на будущее.