Білім берудегі маңызды бетбұрыс

Көкейкесті Мемлекет басшысы Н.Ә. Назарбаев­тың “Жаңа онжылдық – жаңа эконо­микалық өрлеу – Қазақстанның жаңа мүмкіндіктері” атты Қазақстан халқына Жолдауында көрсетілген міндеттерді жүзеге асыру мақсатында Білім және ғы­лым министрлігі Қазақстан Республи­касында білім беруді дамытудың 2011-2020 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасының жобасын әзірлеп, оны талқылауға ұсынғаны белгілі. Осы мүм­кіндікті пайдалана отырып, жоғары білім беру саласына байланысты 2-3 ұсыныс айтуды орынды деп есептеймін. Әзірленген мемлекеттік бағдарламада, жалпы білім берудің басқа да көкейкесті мәселелерімен қатар, жоғары білім беруді жаңғыртудың стратегиялық мақсаттары қарастырылған. Жоғары білім берудегі ғылым мен өндірістің сұранымына бай­ланысты икемді бетбұрыс жасау өзекті мәселе және болашақ мамандарды оқы­тудың қазіргі заманның талаптарына сай жаңа бағдарламаларын енгізу, олардың мазмұнын өзгертіп отыруға мүмкіндік беру, өз мамандықтарын еркін және те­рең меңгерген әрі шектес жұмыстарға жақсы бейімделген, ішкі және сыртқы рыноктағы бәсекеге қабілетті кадрлар даярлаудың маңыздылығына ерекше мән берілуі құптарлық жәйт. Жоғары білім берудің іргелілігін те­реңдету болашақ мамандарды оқыту үр­ді­сінде негізгі іргелі ғылымдар (физика, математика, химия) мен арнайы қол­дан­балы ғылымдардан нақты, әрі терең білім беруді қамтамасыз ету арқылы жүр­гізілуі керек. Әлбетте, ғылым мен тех­ни­каның жаңа бағыттары көбінесе бірнеше ғылыми пәндердің тоғысында болып келетіндіктен және оларды терең меңгеру үшін студенттердің тоғысқан ғылым са­ла­ларынан қажетті деңгейде дайын бо­луын қамтамасыз ету маңызды. Сон­дық­тан оқытудың мазмұнын өзгертуде за­ма­на талаптарына сәйкес негізгі ма­ман­дық­қа шектес ғылыми пәндердің үйлесті­рі­луін пәнаралық заңдылықтар мен байла­ныс­тар негізінде қамтамасыз ету де кажет. Осы ұсыныс-тілектердің қажеттілігін “Материалтану” пәнін оқыту барысында байқауға болады. Студенттерді инженер­лік мамандықтарға даярлауда бұл пәннің маңызы жоғары, себебі материалдардың техника мен технологияда алатын орны ерекше. Әрі қарай бармай-ақ, космостық техникада, электроникада, атом өндірі­сін­дегі тамаша жетістіктердің барлығы са­палы және көп функциялы материал­дарға байланысты екендігі баршаға аян. Ғылым мен техниканың әрі қарай қа­рыш­тап дамуы өткен ғасырдың тоқса­нын­шы жылдарынан бергі екі онжыл­дық­та ғылымда жаңа бағыттың – нано­ма­териалдар мен нанотехнологияның пайда болып әзірленуімен ерекшеленуде. Ғылымға келген бұл жаңа бағыт қазір іргелі және қолданбалы ғылымдардың түйісіндегі өте маңызды бағыт болып отыр. Нанотехнология жоғары техноло­гияның бір бөлігі ғана емес, ХХ1 ғасыр­дағы бірыңғай жүйе жасаушы экономи­калық фактор ретінде қарастырылуда, өйткені мұндай экономикаға тек табиғи байлықтар мен оларды өңдеуге арналған экономика түрінде ғана емес, керісінше, ғылым мен білімге негізделген экономи­ка ретінде қарау керек екендігі түсінікті. Осыған орай, жоғары білім беру саласы қоғамдағы ғылым мен өндірістің, жалпы экономика мен рухани үрдістердің сұранысына уақытында жауап беретіндей болуы өте маңызды. Өкінішке орай, қа­зіргі кезде “Материалтану” пәні бой­ынша оқулықтар мен оқу бағдарла­малары бұл талапқа сай болмай бұрынғы деңгейде қалып отыр, көптеген оқулық­тарда “Материалтану” пәні іргелі емес, қолданбалы ғылым ретінде оқытылуда. Бұл дұрыс түсінік емес және оның қа­­лып­тасып кетуінің негізгі себептерінің бірі “Физикалық материалтану”, “Мә­ши­не жасау материалтануы”, “Жар­тылай өткізгіштер материалтануы”, “Құ­рылыс материалтануы”, тағы сол сияқты оқулықтардың санаға мол сіңіп кетуі мен үнемі қолданыста болуы. Қазіргі кездегі қолданылып жүрген оқулықтардың бар­лығы жақсы оқу құралдары болып есеп­теледі, бұларда материалдардың құрамы, макроқұрылымы мен қасиеттерінің ара­сындағы өзара байланыстар оқытылып, зерттеледі. Бірақ, бұл байланыстар мен оларды зерттеудің үлкен бір кемшілігі бар, ол материалдар мен олардың қа­сиет­терін анықтауда технологияның ес­керілмеуі себепті, бұл әдіс мате­риал­дардың қасиеттерін алдын-ала болжауға мүмкіндік бере алмайды. Керекті ма­те­риалдар алуға көптеген эксперименттер жа­сау арқылы қол жеткізіледі, бірақ бұл әдіс материал қасиеттерінің неліктен бол­ғанына жауап беруге әлсіз болып табылады. Осындай кемшіліктер материалдар алу­дағы жаңа принциптерді іздеуге әкел­ді де, бұл арада материал қасиеттерінің қалыптасуына технология әсерінің бірін­ші орынға қойылу керектігі нақты дәлел­ден­ді. Осы зерттеулердің негізінде ғы­лым­ның дамуындағы жаңа бағыт – нанотехнология қолданысқа келді. На­нотехнология материалдардың құрамы, құрылымы мен қасиеттерін атомдар мен молекулаларды манипуляциялау арқылы керек бағытта өзгертіп отыруға мұмкіндік беретін ғылымның жаңа бағыты болып қалыптасып келеді. Нанотехнология атом­дар мен молекулалардың механи­ка­сына байланысты болатындықтан, мате­риалдардың атомдары мен молекулалары деңгейінде болатын үрдістер өздерінің нақтылығы мен көрнектілігін макромас­ш­табта көрсете алмайды. Мәселен, атомдарды белгілі бір орбита бойынша айналып жүретін электронды футбол добы ретінде қарастырсақ, кездейсоқ жайға тап боламыз – доптың тұтас қа­бырғаны тесіп өтіп, арғы жағына бір-ақ шыққанын байқаймыз. Бұл таңқаларлық жайт классикалық физикада мүлдем кез­деспейді және классикалық физиканың заңдылықтарына қайшы келеді, оны тек қана атомдардың кванттық механикасы не­гізінде түсіндіруге болады. Физиктер мұ­ны туннель эффектісі деп атайды. Квант­тық механикада электрон әрі эле­ментті бөлшек ретінде де, әрі элементті толқын ретінде де бірдей қарастырылады. Жоғарыда келтірілген мысалда электрон элементті толқын ретінде қарасты­ры­лады да, ол қабырғадан тесік (туннель) тауып, өте шығады. Материалдардың осындай “түсініксіз” қасиеттерін және атомдар мен молекулалар деңгейінде болатын басқа да үрдістерді кванттық механика негізінде ғана ғылыми деңгейде түсініп білуге болады. Қолданыстағы “Материалтану” оқу­лықтары классикалық физика заңд­ы­лықтарына сәйкес жазылғандықтан, наноматериалдардың қасиеттерін терең түсіну үшін қағидалары квантты ме­ха­никаға негізделген жаңа оқулықтар қа­жет. Наноматериалдар мен нанотехно­ло­гиялар туралы ғылымның қарыштап да­муы бұл жаңа ұғымдардың қазіргі уа­қытта орта мектептерге де енуіне әкеліп отыр. Сондықтан “Материалтану” пәнін ескі бағдарламалар мен ескі оқулықтар негізінде оқыту қазіргі жағдайда ұлы көштен артта қалушылыққа әкелуі мүм­кін, өйткені, материалтанудан іргелі оқу­лықтың жоқтығынан “Материалтану” пәні кванттық механика деңгейінде те­реңдете оқытылмайды, жоғарыда айтыл­ғандай, қолданыстағы оқулықтардың барлығы дерлік классикалық физика дең­­гейінде жазылған. Осыған бай­ла­нысты наноматериалдар мен нанотехно­логия ғылымын дамытуға, ғылыми орта­лықтар жанынан ашылған нанотехно­логиялық зертханалар мен орталықтарды зерттеу құрал-жабдықтарына бөлінген қар­жылардың тиімділігі өте аз болуы мүм­кін. Қазір еліміздің бірқатар жоғары оқу орындарында “Материалтану және жаңа материалдар технологиясы” мамандығы бойынша инженер кадрлар дайындалып шығарылуда. Бұл дұрыс әрі құптайтын мәселе десек те, мамандарға “Материал­тану” пәні ескі бағдарламалар негізінде оқытылуда. Ерте ме, кеш пе, бұл кемші­ліктен арылуға тура келеді, өйткені, жо­ғарыда бірнеше айтылғандай, “Мате­риалтану” пәнінің негізі классикалық физика емес, кванттық физика болуы тиіс. Бұлай болмайынша, материалтану­дың қазіргі бөлінбес тараулары болып есеп­телетін наноматериалдар, нанотех­но­логия, материал қасиеттерінің олардың мөл­шеріне тәуелділігін, аса үлкен созым­дылық, өте жоғары өткізгіштілік сияқты ерекшеліктерін классикалық физика негізінде түсіну мүмкін емес. Материалтану пәні және “Мате­риал­тану және жаңа материалдар техно­ло­гиясы” мамандығы бойынша қалыптас­қан жағдайды осы мамандықтың бака­лавриат, магистратура бағыттары стан­дар­тын өзгерту арқылы реттеуге болады. Бұл өте өзекті мәселе, өйткені, нано­ма­те­­риалдар мен нанотехнология туралы оқу әдебиеттері қазір жоқтың қасы. Нано­ма­териалдар мен нанотехнологиялар жөнінен мамандар дайындау күн тәрті­бінде тұрған өзекті мәселе болғандықтан сұраныс бұларға жоғары бола бермек, себебі ғылымның мұндай жаңа бағыты барлық салада (космосты меңгеруден медицинаға дейін, ұлттық қауіпсіздіктен экология және ауыл шаруашылығына дейін) технологиялық дамуды жаңа са­тыға көтеріп, адамзат өмірінің қарыштап өркендеуіне мүмкіндік беретініне нық сенім бар. Ғылыми-техникалық саясат пен өндіріске инвестиция құю бойынша ма­ман­дардың пікірінше, басталған нано­технологиялық революцияның адамдар өміріне оң әсері өткен ғасырдың 80-90- жылдарынан бері жалғасып келе жатқан компьютерлік революциядан бірнеше есе ауқымды әрі терең болмақ. Осыған бай­ланысты бұл басталған нанотехноло­гия­лық революцияның шешілуі тиіс көп­теген мәселелері ғылым мен техника са­ласына ғана емес, сонымен қатар, мем­ле­кеттік басқару органдары мен білім бе­ру мекемелерінің де алдына қойылып отыр. Амангелді ҚАНАЕВ, Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің профессоры.