Большое значение придавал Тимирязев практическим лабораторным занятиям со студентами. Он подчеркивал, что «преподаватель должен сообщать ученику не один только запас знаний, но, что не менее важно, и запас уменья, т. е. должен выпускать готового нового работника, нового двигателя новой науки». Тимирязев называл университет — не храмом, а мастерской, так как такое определение «выражает деятельный, трудовой характер науки лучше, чем молитвенно-созерцательное настроение храма».
Внедрение лабораторных занятий в учебный процесс высшей школы Тимирязев рассматривал как одну из причин успехов естествознания в России, начиная с середины XIX в. Особенно высоко ставил он в этом отношении Казанский университет, где была создана могучая школа русских химиков — Н. Н. Зинин, А. М. Бутлеров, В. В. Марковников. Такую же высокую оценку дает Тимирязев организации практических занятий со студентами в физических лабораториях Московского университета у А. Г. Столетова, П. Н. Лебедева. В созданной Столетовым физической лаборатории студенты под руководством своего профессора «могли испытать свои силы на самостоятельных исследованиях, — за чем прежде приходилось ездить на чужбину...». При этом создание подобных лабораторий Тимирязев считал исключительно заслугой талантливых русских ученых-энтузиастов, которые стоически преодолевали всевозможные материальные затруднения, нередко вкладывали в лаборатории свои личные средства.
Царское правительство считало лаборатории излишней роскошью, отпускало на их организацию лишь нищенские средства и отводило для них жалкие, часто сырые подвальные помещения. Не было необходимых приборов, нехватало нужных препаратов. О той обстановке, которая царила в университетских лабораториях, лучше всего можно судить по рассказу самого Тимирязева, вспоминавшего свои студенческие годы и занятия в лаборатории Менделеева. «Когда Д. И. Менделеев, — вспоминает Тимирязев, — предложил студентам, для практики в органической химии, повторить некоторые классические работы, пишущему эти строки выпало проделать известное исследование Зинина — получение анилина. Материал — бензойную кислоту, конечно пришлось купить на свои гроши, гак как этот расход не был под силу лаборатории, с ее 300-рублевым бюджетом, но затем понадобилась едкая известь. При исследовании — находившаяся в складе оказалась почти начисто углекислой. Почтенный лаборант Э. Ф. Радлов дал благой совет: „А затопите-ка горн да прокалите сами, кстати ознакомитесь с тем, как обжигают известь". Сказано — сделано, но здесь встретилось новое препятствие: сырые дрова шипели, свистели, кипели, но толком не разгорались. На выручку подоспел сторож. „Эх, барин, чего захотел, казенными дровами да горн растопить, а вот что ты сделай: там в темненькой есть такая маленькая не то лежаночка, не то плита. Положи прежде на нее вязаночку, да денек протопи, — дрова и просохнут". Так и пришлось поступить. Сушка казенных дров, как первый шаг к реакции Зинина, вот уже подлинно, что называется, начинать сначала!». Когда читаешь эти строки, то отчетливо представляешь себе, какая огромная разница существует между этой жалкой лабораторией, в которой в условиях царизма вынуждены были работать приват-доцент Д. И. Менделеев и студент К. А. Тимирязев, и тем поистине сказочным дворцом Московского университета на Ленинских горах, который Советское правительство построило для нашего студенчества.
Позднее, уже будучи профессором Московского университета, Тимирязев с горечью писал, что университетская кафедра физиологии растений не располагает даже самым необходи мым, что едва ли можно ожидать улучшения этого положения и в ближайшем будущем. И все же, несмотря на мизерные средства, отпускаемые для лабораторий, Тимирязев, как и другие русские ученые, прилагал все усилия к тому, чтобы создать в них условия, позволяющие студентам приобрести определенный минимум навыков экспериментальной работы. Как видно из отчетов Петровской академии, с первого же года работы на кафедре ботаники Тимирязев предпринял энергич ные меры для оборудования ботанической лаборатории. Он приобрел микроскопы и другие приборы, необходимые для проведения лабораторных занятий по анатомии и физиологии растений. «Слушатели, — говорится в отчете, — весьма интере совались этими практическими занятиями и число желавших ими заниматься было более 70 человек».
Не ограничиваясь оборудованием ботанического кабинета. Тимирязев вместе с профессором кафедры земледелия И. А. Стебутом добились в 1872 г. постройки вегетационного домика «для растительно-физиологических опытов, производство которых обуславливает успешное преподавание как ботаники, так и земледелия и без которых многие научные исследования делаются невозможными». Подобный же вегетационный домик был организован Тимирязевым в 1890 г. на крыше Московского университета.
В 1876 г. по инициативе Тимирязева Совет Академии вынес решение «об изыскании средств» для устройства ботанического сада, необходимого для практических занятий студентов по ботанике. Однако в течение долгого времени средства эти не отпускались, место для сада было отведено на свалке строительных отбросов, и только благодаря героическим усилиям Тимирязева ботанический сад начал понемногу приобретать нужные формы.
Больших усилий стоила Тимирязеву организация физиологической лаборатории и в Московском университете. Тимирязев много внимания уделял оснащению лаборатории точными и в то же время простыми и удобными в обращении приборами. В этом ему помогал его личный конструкторский талант. Он широко пользовался приборами своей собственной конструкции, многие из которых, оставаясь непревзойденными и в настоящее время, находят применение в современных лабораториях по физиологии растений.
Подробную и всестороннюю характеристику многих приборов и установок Тимирязева и их значения дал ученик Тимирязева проф. Ф. Н. Крашенинников, являвшийся его преемником по заведыванию кафедрой анатомии и физиологии растений Московского университета. Мы ограничимся здесь кратким перечнем некоторых из приборов Тимирязева.
Еще на студенческой скамье он сконструировал прибор для выяснения закономерностей в заложении и расположении листьев по стеблю; этот прибор использовал Бекетов на своих лекциях в Петербургском университете. По окончании университета Тимирязев создал в 1867 г. прибор для определения количества разложенной листом углекислоты. В дальнейшем Тимирязев сконструировал: прибор для определения ассимиляции углекислого газа в токе атмосферного воздуха; установку для демонстрации ассимиляции водяными растениями во время лекций; микроэвдиометр, позволяющий производить анализ газа объемом с булавочную головку; установку для определения лучей, наиболее деятельных при ассимиляции, при помощи цветных экранов; ряд приборов для спектрального анализа хлорофилла; клиновидный прибор для получения фотоспектрограмм; прибор, с помощью которого можно брать одинаковые объемы газа и обрабатывать газы жидкими реактивами; несколько приборов для определения зависимости ассимиляции от силы света; прибор для определения газового обмена в корневых желвачках бобовых и ряд других приборов и установок. Проф. Ф. Н. Крашенинников пишет, что, кроме этих приборов и установок, Тимирязев в своих научных исследованиях, а также для преподавания «применял большое число приспособлений, как изготовленных им самим, собственноручно, так и специально сделанных в мастерских. Многие из них вошли сами собою в лабораторный обиход и нашли широкое распространение: коллоидальные мешки, демонстрация осмотических явлений, световой луч, как рычаг для увеличения масштаба роста, прием, за последние годы примененный Бозом, Уэдсуарт, приспособления для исследования дыхания, по проращиванию семян и др. Описание всех их соответствовало бы полному курсу физиологии растений».
Каким виртуозом был Тимирязев в достижении объективных и точных показателей происходящих в растении процессов можно заключить уже из того, что на своих лекциях он демонстрировал, например, прибор, наглядно показывающий рост растения даже на протяжении двухчасовой лекции, а также прибор, извещающий о том, что растение «голодно». Продемонстрировав действие последнего прибора, Тимирязев говорил своим слушателям: «Если бы за несколько минут я пред ложил вам вопрос: можно ли заставить растение каждый раз, когда оно проголодается, мало того, каждый раз, когда ему только грозит голод, предупреждать нас о том звоном колокольчика, то вы, конечно, сочли бы это за неуместную шутку. А между тем таково буквальное значение нашего прибора. Причина его действия заключается в деятельности растения, в его способности разлагать углекислоту, выделять кислород. Этой способностью мы воспользовались, чтобы заставить растение извещать нас от времени до времени коротким звоном, когда его питание идет успешно, и бить тревогу, звать на помощь, когда ему грозит голод. Одним словом, мы заставляем его условными звуками сообщать нам, когда ему живется хорошо, когда дурно».
Кроме весьма сложных и тонких приборов, Тимирязев стремился к выработке возможно более «доступных и наглядных приемов изучения основных явлений растительной жизни, особенно в целях преподавания в сельскохозяйственной школе». Таковы предложенные им в лекции «Наука и земледелец» приемы для изучения физиологии корня, а также наиболее простые приемы для изучения воздушного питания, о которых Тимирязев сделал специальное сообщение на заседании Общества испытателей природы 17 сентября 1909 г.
Занятия студентов в лабораториях и вегетационном домике Тимирязев считал необходимым дополнить практическими работами непосредственно в полевых условиях. Вместе с профессорами Петровской академии А. П. Захаровым, В. Т. Собичевским и доцентом А. А. Фадеевым Тимирязев разработал в 1880/81 учебном году вопрос об «организации практических занятий студентов и способе оценки успехов этих занятий». Ежегодно в июне—июле Тимирязев проводил со студентами практические занятия по систематике растений. Занятия проходили каждый день продолжительностью от 3 до 5 часов на протяжении двух недель. Каждый студент должен был во время этих занятий определить минимум 75 растений, преимущественно злаков, наиболее трудных для определения и в тоже время наиболее важных для практической работы агрономов.
Ввиду исключительно высокой оценки Тимирязевым роли и значения практических занятий со студентами может показаться странным, что на заседаниях Совета он выступал против обязательности таких занятий по большинству преподаваемых дисциплин. Но нельзя забывать о чрезвычайно разношерстном составе студенчества Академии в условиях царизма. Значительная часть его состояла из помещичьих сынков, которые шли в Академию не для того, чтобы приобрести знания, а для того, чтобы получить диплом о высшем образовании. Привлечение подобных студентов к обязательным практическим занятиям Тимирязев считал пустой потерей времени. Выступая против обязательности практических занятий, Тимирязев был озабочен тем, чтобы преподаватель приносил максимум пользы тем студентам, которые действительно хотели приобрести в Академии необходимые знания. «Все внимание, все заботы, все средства Академии, — писал он в докладной записке Совету Петровской академии в 1881 г.,— должны быть направлены на вторую категорию. Первая — неизбежный балласт, с которым приходится мириться; эту категорию надо сделать безвредной для второй, что достигается на лекциях размером аудитории, на практических занятиях — необязательностью».
В решении вопроса об обязательности практических занятий, так же как и других вопросов преподавания, снопа и снова проявляются демократические убеждения Тимирязева.
Наряду с. лекциями, лабораторными и практическими занятиями Тимирязев придавал в педагогическом процессе большое значение учебникам. Подготовка учебника, по его мнению, является одной из важнейших обязанностей профессора. При этом он подчеркивал, что создание учебника должно быть результатом долгой преподавательской деятельности, Требуя от учебника систематичности и последовательности изложения основ науки, Тимирязев выступал против перегрузки его изложением результатов тех или иных отдельных исследований. Тимирязев отметил одну и поныне имеющую место серьезную ошибку составителей учебников, когда изданный вначале «краткий учебник в последующих изданиях разрастается в объемистый свод науки, уклоняясь, таким образом, от своего первоначального назначения».
Особенно вредным он считал некритическое приведение в учебнике противоречивых фактов, отказ автора от их анализа и определения своей точки зрения, взваливая решение этой задачи на плечи самого учащегося. Одной из основных задач учебника, по мнению Тимирязева, является ознакомление учащихся не только с тем или иным фактическим материалом, но, прежде всего, с их объяснением, с законами и выводами науки, а также с методами ее работы. В своей преподавательской работе Тимирязев большое внимание уделял подготовке молодых научных работников, видя в них будущее русской науки. В предыдущих главах мы уже видели, что Тимирязев не только сам сделал неоценимый вклад в области дарвинизма, физиологии растений и агрономии, но и оставил после себя многочисленные кадры учеников н последователей. Он внимательно следил за научным ростом своих питомцев, помогал им правильно определить тему и направление их научной работы, подобрать нужную литературу, выработать методику исследований и сделать правильные выводы из полученных фактических данных. При этом Тимирязев не ограничивал самостоятельности работы молодых исследователей. Уже при выборе темы он обычно советовал самому студенту, сформулировать ее, поскольку «своя тема всегда способна более воодушевить к работе». Если молодой человек затруднялся, он помогал ему определить свои науч ные интересы.
