Педагогические науки/2. Проблемы подготовки специалистов

К.т.н. Семакина Н.В., д.х.н. Кодолов В.И.

ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова», Россия

Формирование кадрового потенциала наноиндустрии в Удмуртской Республике

Одним из факторов, обеспечивающих развитие нанотехнологий в Российской Федерации, является подготовка кадрового потенциала наноиндустрии. В «Программе развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 года» [1] в качестве конкретной задачи определено формирование условий устойчивого функционирования и развития системы подготовки, переподготовки и закрепления кадров для обеспечения эффективности производства, коммерциализации, исследований и разработок в области наноиндустрии.

В настоящее время в Удмуртской Республике развитием нанотехнологий активно занимаются ОАО «Ижевский электромеханический завод «Купол», ОАО «Элеконд» (г. Сарапул), ОАО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов), ОАО «Ижевский мотозавод «Аксион-холдинг», высшие учебные заведения и научно-исследовательские институты, имеющие серьезные разработки в этой отрасли.

Очевидно, что для успешного развития нанотехнологий в Удмуртской Республике необходимы собственные научные и инженерные кадры. В ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» (ИжГТУ имени М.Т. Калашникова) на базе кафедры «Химия и химическая технология» начата работа по созданию и реализации непрерывной системы образования в сфере наноматериаловедения и нанохимии для эффективной подготовки кадров наноиндустрии в Удмуртской Республике. В настоящее время работа ведется в трех направлениях:

- довузовская подготовка школьников в естественнонаучной области с учетом современных научных достижений в области нанонауки и нанотехнологий;

- подготовка магистрантов и аспирантов в рамках консорциума «УдНЦ УрО РАН – Вуз (кафедра) – Научно-инновационный центр (НИЦ) предприятия»;

- разработка образовательной программы дополнительного профессионального образования в области наноматериаловедения и нанотехнологий.

В ИжГТУ имени М.Т. Калашникова в тесном контакте с Научно-образовательным центром химической физики и мезоскопии УрО РАН осуществляется подготовка магистров и аспирантов по направлению «Строительство». В магистратуру поступают бакалавры, получившие базовое образование на Инженерно-строительном факультете ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. В последнее время образовательная и научно-исследовательская деятельность магистрантов и аспирантов проводится в рамках созданного консорциума НОЦ – ИжГТУ – ОАО «ИЭМЗ «КУПОЛ» [2], целью которого является организация производства конкурентоспособной нанопродукции для широкого использования ее в строительстве, приборостроении, машиностроении, и оборонной промышленности. Кооперация различных Вузов, академических институтов и научно-производственных организаций дает возможность обучающимся активно использовать современное исследовательское оборудование, а также возможность трудоустройства по окончании обучения.

Научно-образовательный центр химической физики и мезоскопии выполняет научную и организационную деятельность по программам и планам УрО РАН: определяет направления фундаментальных и прикладных исследований, ориентирует образовательный процесс на передовые научные исследования и инновационные разработки.

Выполняемые магистрантами и аспирантами научные исследования направлены на решение задачи фундаментальной проблемы материаловедения – синтез нанокомпозитов и наноструктурированных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками. При этом приоритетными для центра являются энергоэкономичные и экологически чистые методы производства наноструктур и наносистем на базе исследований в области нанохимии.

Непосредственно учебный процесс осуществляется в ИжГТУ имени М.Т. Калашникова в рамках магистерской программы «Строительные материалы, в том числе наноматериаловедение». Для осуществления образовательного процесса разработаны междисциплинарные рабочие программы. В процессе обучения магистранты сдают два экзамена, курсовую работу и шесть зачетов. За два года они проходят две научно-исследовательские практики и ведут НИР в лаборатории наноструктур НИЦ.

Практикум магистранты проходят в Научно-инновационном центре ОАО «Ижевский электромеханический завод «Купол», где организована лаборатория по производству металл/углеродных нанокомпозитов. Сотрудниками лаборатории при участии магистрантов и аспирантов разработаны оригинальные способы получения металл/углеродных нанокомпозитов и модификации с их помощью широкого спектра материалов на основе полимеров, используемых в машиностроении, электропроводящих паст, используемых в производстве конденсаторов, и связующих, применяемых для производства композитной арматуры, стекло- и углепластиков, строительных материалов путем введения в исходную матрицу тонкодисперсных суспензий сверхмалых количеств металл/углеродных нанокомпозитов.

Успешно защитившие магистерские диссертации магистры после сдачи вступительных экзаменов могут продолжить обучение в аспирантуре, а защитившие кандидатские диссертации аспиранты – в докторантуре.

Очевидно, что лишь усилиями образовательных учреждений профессионального образования невозможно решить задачу обеспечения кадрами наноиндустрии, которая за ближайшие годы должна многократно нарастить объем производства выпускаемой продукции. Очевидным вкладом в формирование этой системы может стать дополнительное профессиональное образование, которое сыграет важную роль, прежде всего, в переподготовке выпускников, имеющих образование по сопутствующим направлениям и специальностям и способных успешно работать в наноиндустрии при условии получения дополнительных компетенций [3].

На базе факультета «Послевузовское и дополнительное профессиональное образование» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова проведена работа по реализации проекта Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО «Разработка образовательной программы профессиональной переподготовки и учебно-методического комплекса (УМК) в области разработки и производства танталовых чип-конденсаторов и суперконденсаторов».

Актуальность создания современной образовательной программы в области разработки и производства танталовых чип-конденсаторов и суперконденсаторов на основе наноструктурированных полимерных материалов обусловлена как крайней востребованностью эффективных устройств хранения энергии и появлением инвестиционных проектов по производству таких устройств, так и недостатком специалистов, обладающих достаточными компетенциями в этой области.

На основе модульно-компетентностного подхода преподавателями кафедры «Химия и химическая технология» разработаны УМК для профессиональных модулей «Основы технологии производства наноструктурированных полимерных материалов» и «Методы контроля и тестирования нанопродуктов и наноструктурированных материалов». Разработаны также дисциплины общепрофессионального модуля, реализуемого в дистанционном формате: «Физико-химические основы наноматериалов» и «Основы технологии производства наноструктурированных полимерных материалов и типы применяемого современного оборудования».

Пилотная реализация разработанной образовательной программы профессиональной переподготовки и УМК на предприятиях Удмуртской Республики, развивающих нанотехнологии и выпускающих нанопродукцию (ОАО «ИЭМЗ «Купол» и ОАО «Элеконд»), позволила значительно улучшить их кадровое обеспечение.

Наилучшие результаты в подготовке высококвалифицированных кадров могут быть достигнуты только при тесном взаимодействии высшей школы, дополнительного образования и средней школы.

В МБОУ «Лицей № 41» г. Ижевска с 2011/2012 учебного года начал преподаваться спецкурс «Введение в нанотехнологии» [4], основной целью которого является формирование у учащихся научного мировоззрения в области нанотехнологий и вовлечение старшеклассников в исследовательскую деятельность в области нанохимии и наноматериаловедения (рис. 1).

Рис. 1. Учащиеся 10 «В» класса на лекционных и практических занятиях

Разработанный УМК для данного курса предусматривает современную программу и формы обучения, направленные на обеспечение высокой степени мотивации молодежи к изучению нанонауки и нанотехнологий. Наиболее заинтересованные учащиеся лицея включились в проектную деятельность в области нанотехнологий под руководством научных кураторов – преподавателей и аспирантов кафедры «Химия и химическая технология» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова.

Результаты научно-исследовательских работ учащихся, содержащие элементы теоретического и экспериментального исследования, представлены:

- на Республиканской научно-практической конференции «Юность – науке и технике» (2012, 2013 гг., Дипломы I и II степени);

- в очном туре «Конкурс проектных работ школьников» VI и VII Всероссийского интеллектуального форума – олимпиады «Нанотехнологии – прорыв в будущее» (Сертификаты участника очного тура);

- на Всероссийском конкурсе компьютерных презентаций школьников по нанотехнологиям «Мой Наномир» (2012, 2013 гг., Дипломы победителя).

В 2013 году учащиеся лицея впервые стали призерами очного тура VII Всероссийской олимпиады среди школьников, студентов и аспирантов «Нанотехнологии – прорыв в будущее!», которая проводится с 2007 года Московским государственным университетом им. М.В. Ломоносова (рис. 2).

Рис. 2. На VII Всероссийской олимпиаде «Нанотехнологии – прорыв в будущее!»

В целях профориентационного самоопределения учащихся программа «Ведение в нанотехнологии» предусматривает выездные занятия учащихся лицея в лаборатории академических институтов УрО РАН (рис. 3), а также экскурсии на предприятия Удмуртской Республики, развивающих нанотехнологии и выпускающих нанопродукцию: ОАО «Элеконд» г. Сарапул, ОАО «ИЭМЗ «Купол» (рис. 3).

Рис. 3. Учащиеся лицея знакомятся с устройством и принципом работы современного аналитического оборудования

Учащиеся лицея посетили Музейно-выставочный комплекс «ИЭМЗ «Купол», где их познакомили с историей завода, со специальностями, а также с выпускаемой на предприятии продукцией (рис. 4).

Рис. 4. Экскурсия в Музейно-выставочный комплекс «ИЭМЗ «Купол»

Учащиеся также побывали в лаборатории наноструктур и наноматериалов. Сотрудники лаборатории познакомили лицеистов с технологией производства металл/углеродных нанокомпозитов и модифицированными с их помощью материалами: наноструктурированный пенобетон (рис. 5), композитная стеклопластиковая арматура, танталовые чип-конденсаторы на базе наноструктурированных токопроводящих полимерных материалов.

Рис. 4. В лаборатории наноструктур и наноматериалов

Несомненно, обеспечить высокую степень мотивации молодежи к изучению естественнонаучных дисциплин и основ нанотехнологий возможно благодаря современной программе обучения и разнообразию форм обучения, а также созданием стабильных рабочих мест для выпускников Вузов. Это должно обеспечить реализацию непрерывного образования в области нанотехнологий по всей цепочке: школа – Вуз – Академия Наук (НОЦ совместно с Вузом) –предприятия Удмуртcкой Республики.

Литература:

1. Программа развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 года (Поручение Правительства Российской Федерации от 4.05.2008. № ВЗ-П7-2702).

2. Semakina N.V., Kodolov V.I. Development of Nanoeducation through Consortium: Scientific Educational Center – University – Enterprise // Journal of Characterization and Development of Novel Materials. 2013. V. 5. № 2. Р. 87-95.

3. Концепция образовательной деятельности – РОСНАНО. URL: http//www.rusnano.com (дата обращения 13.10.2013).

4. Семакина Н.В. Состояние и перспективы развития нанообразования в Удмуртской Республике // От школьной скамьи к нанотехнологиям: проблемы и перспективы развития естественнонаучного образования на примере МБОУ «Лицей № 41». Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2012. С. 30-38.