Лучинин В.В. Физика и технология микро

Подождите немного. Документ загружается.

160

4. Денискин Ю. Д., Некрасова И. Ф. Применение метода модели-

рования для решения задач теплопроводности в электронных прибо-

рах. М.: Энергия, 1969.

5. Корляков А. В., Лучинин В. В., Никитин И. В. Применение

SiC-микронагревательных систем в микросистемной технике // Микро-

системная техника. № 2. 2000. С. 27–31.

6. Васильев А. А., Корляков А. В., Никитин И. В. Тепловые мик-

росистемы на основе карбида кремния // Петербургский журнал элек-

троники. 2000. № 3–4. С. 92–101.

7. Pedersen M., Olthuis W., Bergveld P. On themechanical behaviour

of thin perforated plates and their application in silicon condenser micro-

phones // Sensors and Actuators A. 1996. № 54. P. 499–504.

8. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Датчики (пер-

спективные направления развития): Учеб. пособие / Под ред. проф.

М. П. Цапенко. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001.

9. Корляков А. В. Физико-технологические основы формирова-

ния базовых элементов микросистемной техники. СПб.: Изд-во «Тех-

нолит», 2008.

10. Петров Н., Бранков Й. Современные проблемы термодинами-

ки / Пер. с болг. М.: Мир, 1986.

11. Вариационные принципы механики: Сб. ст. / Под ред. Л. С. По-

лака. М.: Физматлит. 1959.

12. Лепендин Л. Ф. Акустика. М.: Высш. шк., 1978.

13. Вахитов Я. Ш. Теоретические основы электроакустики. Л.:

ЛИКИ, 1970.

14. Фурдуев В. В. Электроакустика. М.–Л.: Гостехиздат, 1948.

15. Базаров И. П., Геворкян Э. В., Николаев П. Н. Неравновесная

термодинамика и физическая кинетика. М.: Изд-во МГУ, 1989.

161

А. В. Корляков, Н. П. Лазарева, Л. А. Марасина

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ

ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ С ПРИСТАВКОЙ «НАНО»

На современном этапе термин «тех-

нология» с приставкой «нано» доминиру-

ет среди наименований инновационных

процессов наукоемкого производства с вы-

соким уровнем интеллектуально добавлен-

ной стоимости.

Исходно смысл слов, идентифици-

рующих малость характеристических и

геометрических размеров изучаемых объ-

ектов, выражался приставками микро-

(от греческого MIKROS – малый) и нано-

(от греческого NANNOS – карлик).

Потенциальная важность маленьких

частичек – корпускул – была осознана

английским химиком (ирландцем по рож-

дению) Робертом Бойлем и обсуждена в

его труде «Химик-скептик» в 1661 г. Термин «нанотехнология» (nano-

technology) впервые был введен профессором Токийского университета

Норио Тонигучи в 1974 г., а в 1981 г. был популяризирован сотрудником

Сандийской национальной лаборатории США Э. Дрекслером, который

отметил тот факт, что «один нанометр – это магическая точка на размер-

ной шкале, потому что в ней рукотворные нанообъекты встречаются с

естественными атомами и молекулами живого мира».

В настоящее время в связи с бурным развитием инженерной дея-

тельности в этой области термин «нанотехнология» трансформируется в

термин «наноиндустрия». Важнейший фактор размерности входит в ряд

основных, часто используемых в официальных документах терминов с

приставкой «нано»: нанотехнология, наноматериалы, наносистемы.

Применительно к наноиндустрии границы геометрического фак-

тора в отношении возникновения новых нетрадиционных свойств, не

присущих макро- и микросистемам, формально определены от единиц

. . , . .

2006

162

до 100 нанометров. Однако в настоящее время приставка «нано» – это

скорее особое, обобщенное отражение объектов исследований, прогно-

зируемых явлений, эффектов и способов их описания, чем просто ха-

рактеристика протяженности базового структурного элемента.

Уникальность направления «нано» в области образования заклю-

чается в том, что интеллектуальным базисом любых наносистем явля-

ется «человеческий капитал», т. е. люди, обладающие необходимой

системой знаний и умений. Вот почему необходимо решать важней-

шую задачу обеспечения требуемого интеллектуального уровня «чело-

веческого капитала» в условиях развития научных исследований и об-

разовательного процесса. Данное направление стимулирует развитие

кадрового потенциала, интеграцию и эффективное использование вы-

сококвалифицированных специалистов. Особая роль интеллектуально-

го фактора в конечных результатах наукоемкого направления «нано»

заключается в его существенном влиянии на долгосрочную перспекти-

ву экономического и социального развития любого государства.

Для организации подготовки кадров для наноиндустрии Минобрнау-

ки РФ издало приказ от 04.06.2003 № 2398 о создании нового направления

подготовки дипломированных специалистов – «Нанотехнология» – и но-

вых специальностей – «Нанотехнология в электронике» и «Наноматериа-

лы». Учебно-методический совет по данному направлению возглавил вы-

пускник ЛЭТИ, лауреат Нобелевской премии академик Ж. И. Алферов.

Учебно-методическим советом по нанотехнологии и учебно-мето-

дическими комиссиями по специальностям с активным участием веду-

щих профильных вузов (СПбГЭТУ «ЛЭТИ», МГИЭТ, МИСИС, МГАТХТ)

в 2003 г. были подготовлены государственные образовательные стан-

дарты (ГОС) и примерные учебные планы (УП) подготовки специали-

стов по специальностям «Нанотехнология в электронике» и «Нанома-

териалы», утвержденные Минобрнауки России (так называемые ГОС

второго поколения).

В апреле 2004 г. по представлению УМО по образованию в области

радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации,

действующего на базе СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Минобрнауки России приняло

решение о реализации процесса подготовки квалифицированных кадров

для научной и педагогической деятельности по многоуровневой системе

«бакалавр – магистр – аспирант» по направлению «Нанотехнология».

163

Многоуровневая система подготовки позволяет реализовывать

более целенаправленный образовательный процесс в рамках специаль-

ных дисциплин с учетом проблемного поля направления подготовки,

отраженного в магистерских программах.

Для обеспечения образовательного процесса подготовлены и ут-

верждены ГОС и примерные УП подготовки бакалавров и магистров.

К 2009 г. вышеназванное УМО осуществило экспертизу готовности

и выдало положительные заключения о возможности реализации образо-

вательных программ подготовки специалистов, бакалавров и магистров

по направлению «Нанотехнология» более чем 50 вузам, среди них более,

чем половине – по двухуровневой системе подготовки (рис. 1).

2003

2004

2005

2006

2007

2008

– нанотехнология

в электронике

специалисты

– наноматериалы

специалисты

– нанотехнология

бакалавры

и магистры

Рис. 1. Количество вузов, прошедших лицензирование

на право подготовки по направлению «Нанотехнология»

Всего с 2003 г. получили заключение УМО 54 вуза, в том числе:

– по специальности «Нанотехнология в электронике» – 17 вузов;

– по специальности «Наноматериалы» – 26 вузов;

– по направлению «Нанотехнология» (бакалавр, магистр) – 33 вуза.

Одновременно в «классических» университетах России в рамках

основных образовательных программ по направлениям подготовки и

специальностям «Физика», «Механика», «Химия», «Биология», «Гео-

логия» были открыты специализации, а также специализированные ма-

гистерские программы, ориентированные на подготовку кадров в об-

ласти наноиндустрии.

164

Ежегодно выпуск бакалавров, магистров и специалистов в облас-

ти нанотехнологии составляет более 1000 человек.

В 2010 и 2011 гг. Минобрнауки России утвердило федеральные го-

сударственные образовательные стандарты высшего профессионального

образования (ФГОС ВПО) третьего поколения. Эти стандарты сущест-

венно отличаются от стандартов второго поколения.

Первым отличием является задание требований к результатам

обучения через набор компетенций выпускника, то есть способностей

применять усвоенные знания, умения и личностные качества для ус-

пешной деятельности в определенной профессиональной области. Ком-

петентностный подход позволяет приблизить содержание образователь-

ной программы к потребностям рынка труда путем привлечения рабо-

тодателей к разработке «модели» выпускника. Формирование заявлен-

ных компетенций требует применения новых технологий и форм учеб-

ной работы (наряду с традиционными).

Второе отличие заключается в задании трудоемкости дисципли-

ны не в академических часах, а в зачетных единицах. Это позволяет

вузам более гибко подходить к распределению трудозатрат студента

между аудиторной и самостоятельной работами, стимулирует внедре-

ние новых технологий образовательного процесса.

Третьим отличием является то, что вузам предоставляется зна-

чительная свобода в формировании содержания образовательной про-

граммы, так как в образовательных стандартах отсутствует перечень

обязательных дисциплин профессиональной подготовки. Это позволя-

ет адаптировать образовательные программы к региональным потреб-

ностям рынка труда с учетом сложившихся в вузе научных школ.

Из-за междисциплинарного характера подготовки, присущего на-

правлению «Нанотехнология», в новых стандартах оно не сохранилось

как единое, а произошло его деление на несколько направлений (табл. 1).

Разработка данных стандартов проведена при непосредственном уча-

стии Учебно-методического совета по направлению «Нанотехнология».

Приказом Минобрнауки от 25.01.2010 № 63 установлены соот-

ветствия направлений подготовки и образовательных программ ВПО в

соответствии с ФГОС и образовательными программами ВПО по

ОКСО (ГОС-2), как показано в табл. 2 и 3.

165

Таблица 1

Федеральные государственные образовательные стандарты

высшего профессионального образования по направлениям подготовки

бакалавриата и магистратуры с приставкой «нано»

Код

УГС*

Наименование УГС

Код

направ-

ления

Наименование

направления

подготовки

бакалавров

Наименование

направления

подготовки

магистров

020000

ЕСТЕСТВЕННЫЕ

НАУКИ

022200

Наносистемы

и наноматериалы

150000

МЕТАЛЛУРГИЯ,

МАШИНОСТРОЕНИЕ

И МАТЕРИАЛО-

ОБРАБОТКА

150100

Материаловед

е-

ние и технологии

материалов

Материало

ведение

и технологии

материалов

150200

Нанома

териалы

Наноматериалы

152200

Наноинженерия

210000

ЭЛЕКТРОННАЯ

ТЕХНИКА,

РАДИОТЕХНИКА

И СВЯЗЬ

210100

Электроника

и наноэлект-

роника

Электроника

и наноэлект-

роника

220000

АВТОМАТИКА

И УПРАВЛЕНИЕ

222900

Нанотехнологии

и микросистем-

ная техника

Нанотехнологии

и микросистем-

ная техника

* – укрупненные группы специальностей.

В табл. 2 и 3 («переходниках») отсутствуют те направления под-

готовки, которые были утверждены и введены в действие Министерст-

вом после выхода приказа № 63 от 25.01.2010:

– 152200 «Наноинженерия» (приказ от 16.11.2010 № 1152 – ква-

лификация «бакалавр», приказ от 01.02.2011 № 126 – квалификация

«магистр»);

– 022200 «Наносистемы и наноматериалы» (приказ от 15.12.2010

№ 1870 – квалификация «магистр»).

Кроме того, на сайте Российской национальной нанотехнологи-

ческой сети (www.rusnanonet.ru) 06.09.2011 были опубликованы проек-

ты приказов Минобрнауки об утверждении и введении в действие

ФГОС ВПО по направлению подготовки 152100 «Наноматериалы»

(квалификации – «бакалавр» и «магистр»).

Структура программы бакалавриата едина для всех направлений.

Основная образовательная программа предусматривает изучение сле-

дующих учебных циклов:

166

Таблица 2

Соответствие направлений подготовки ВПО в соответствии

с утвержденными Минобрнауки России ФГОС и ОКСО (ГОС-2)

ФГОС (бакалавры)

ГОС

150100

Материаловедение

и технологии

материалов

150600 Материаловедение и технология новых

материалов (бакалавры)

210600 Нанотехнология (бакалавры)

21060

2 Наноматериалы (специалисты)

210100

Электроника

и наноэлектроника

210100 Электроника и микроэлектроника (бакала

ры)

210101 Физическая электроника

(специал

сты)

210102 Светотехника и источники света (специалисты)

210103 Квантовая и оптическая электроника (специалисты)

210104 Микроэлектроника и твердотельная электроника

(специалисты)

210105 Электронные приборы и устройства (специалисты)

210106 Промышленная электроника (специалисты)

210107 Электронное машиностроение (специалисты)

210108 Микросистемная техника (специалисты)

210600 Нанотехнология (бакалавры)

210601 Нанотехнология в электронике (специал

сты)

222900 Нанотехн

о-

логии и микросис-

темная техника

210600 Нанотехнология (бакалавры)

210108 Микросистемная техника (специалисты)

Таблица 3

Соответствие направлений подготовки ВПО в соответствии

с утвержденными Минобрнауки России ФГОС и ОКСО (ГОС-2)

ФГОС (

)

ГОС

2 (

)

150100

Материаловедение

и технологии

материалов

150600 Материаловедение и технология новых материалов

210600 Нанотехнология

210100

Электроника

и наноэлектроника

210100 Электроника и микроэлектроника

210600 Нанотехнология

222900

Нанотехнологии

и микросистемная

техника

210600 Нанотехнология

167

– Гуманитарный, социальный и экономический (ГСЭ) цикл;

– Математический и естественнонаучный (МЕН) цикл;

– Профессиональный цикл;

Обязательными разделами являются:

– Физическая культура;

– Учебная и производственная практики;

– Итоговая государственная аттестация.

Каждый учебный цикл имеет базовую (обязательную) и вариа-

тивную (устанавливаемую вузом) части. Примерный перечень дисцип-

лин базовой части профессионального цикла для разных направлений

подготовки бакалавров приведен в табл. 4.

Таблица 4

Примерный перечень дисциплин базовой части

профессионального цикла бакалавриата

Направление

подготовки бакала

ров

Дисциплины

базовой части

профессионального цикла

150100

Материаловедение

и технологии

материалов

Информатика и информационно

коммуникационные тех

нол

гии

Начертательная геометрия и компьютерная графика

Безопасность жизнедеятельности

Электротехника и электроника

Метрология, стандартизация, сертификация

Механика материалов и основы конструирования

Общее материаловедение и технологии материалов

150200

Наноматериалы

Начертательная геометрия и компьютер

ная графика

Информатика и информационно- комуникацинные технологии

Метрология, стандартизация и сертификация

наноматериалов и наносистем

Электротехника и электроника

Безопасность жизнедеятельности

Основы материаловедения

Физика и химия наноматериалов и наносистем

Технология наноматериалов

152200

Наноинженерия

Ин

женерная и компьютерная графика

Безопасность жизнедеятельности

Электротехника

Электроника

Прикладная механика

Системы управления технологическими процессами

Управление качеством

Основы надежности технических систем

Физико-химические основы нанотехнологии

Материаловедение наноматериалов и наносистем

Технологические системы в нанотехнологии

Методы диагностики в нанотехнологии

Метрология, стандартизация и технические измерения

Нанометрология

Испытания изделий

Введение в наноинженерию

168

Окончание табл. 4

Направление

подготовки бакала

ров

Дисциплины

базовой части

профессионального цикла

210100

Электроника

и наноэлектроника

Информационные технологии

Инженерная и компьютерная графика

Безопасность жизнедеятельности

Теоретические основы электротехники

Метрология, стандартизация и технические измерения

Материалы электронной техники

Физика конденсированного состояния

Физические основы электроники

Наноэлектроника

Схемотехника

Основы проектирования электронной компонентной базы

Основы технологии электронной компонентной базы

222900

Нанотехнологии

и микросистемная

техника

Информационные технологии

Инженерная и компьютерная графика

Безопасность жизнедеятельности

Электротехника

Метрология, стандартизация и технические измерения

Прикладная механика

Физика конденсированного состояния

Материаловедение наноструктурированных материалов

Физические основы микро- и наносистемной техники

Физико-химические основы процессов микро- и нанотехнологии

Методы анализа и контроля наноструктурированных

материалов и систем

Моделирование и проектирование микро

и наносистем

Профили подготовки бакалавров определяются вузом, реализую-

щим подготовку по выбранному направлению. В табл. 5 приведены

профили подготовки бакалавров по ряду представленных выше на-

правлений в соответствии с примерными основными образовательны-

ми программами ВПО.

На наш взгляд, к приоритетным направлениям подготовки кадров

для наноиндустрии относится направление «Нанотехнологии и микро-

системная техника», поскольку в рамках данного направления не толь-

ко наиболее эффективно решаются задачи в области физики, химии

или материаловедения наносистем, но и обеспечивается ориентация на

создание интеллектуальной и материальной продукции в виде машин,

механизмов, приборов и устройств, созданных с использованием, ра-

нее не известных свойств и функциональных возможностей систем при

переходе к наномасштабам, определяемых особенностями процессов

переноса и распределения заряда, энергии, массы и информации при

наноструктурировании.

169

Таблица 5

Профили подготовки бакалавров

150100 Материаловедение

и технологии материалов

210100 Электроника

и наноэлектроника

222900 Нанотехнологии

и микросистемная техника

Физическое

материаловедение

Физико-химия материалов

и процессов

Материаловедение

и технология новых

материалов

Конструирование

и производство

изделий из компо-

зиционных материалов

Материаловедение

и технологии наномате-

риалов и наносистем

Материаловедение

и технологии покрытий

и поверхностной

обработки материалов

Материаловедение

и технологии материалов

Физическая электрон

ка

Светотехника

и источники света

Квантовая и оптическая

электроника

Микроэлектроника

и твердотельная

электроника

Электронные приборы

и устройства

Промышленная

электроника

Электронное

машиностроение

Микросистемная техника

Нанотехнология

в электронике

Материалы микро

и наносистемной

техники.

Проектирование

и технология микро-

и наносистем

Компоненты микро-

и наносистемной

техники

Микро- и наномашины

Нанотехнологии

для систем безопасности

Робототехнические

и бионические микро-

и наносистемы

С 1 сентября 2011 г. в СПбГЭТУ « ЛЭТИ» на кафедре микро- и

наноэлектроники началась подготовка бакалавров по направлению

«Электроника и наноэлектроника» по профилям «Микроэлектроника и

твердотельная электроника» и «Нанотехнология в электронике», а

также по направлению «Нанотехнология и микросистемная техника»

по профилям «Компоненты микро- и наносистемной техники» и «Про-

ектирование и технология микро- и наносистем».

В качестве примера на рис. 2 приведена структура учебного пла-

на подготовки бакалавров по направлению ««Электроника и наноэлек-

троника»» по профилю «Нанотехнология в электронике»

Вариативная (профильная) часть профессионального цикла этой

образовательной программы содержит следующие дисциплины:

– Химия наноматериалов и наносистем;

– Физика наносистем;

– Мехатроника и микроэлектромеханика;

– Микрооптика и фотоника;

Лучинин В.В. Физика и технология микро - и наносистем

Подождите немного. Документ загружается.