تدریس نانوتکنولوژی در دوره لیسانس

خلاصه
در سال (۲۰۰۰م.) یكی از اولین دوره‌های نانوتكنولوژی در سطح کارشناسی (لیسانس)، در دانشگاه فلیندرز تأسیس گردید، ما در این نوشتار تجربه خود را از توسعه و توصیه چنین دوره‌ای آن هم در شرایطی كه علوم فیزیكی سنتی به شدت مورد بی‌توجهی قرار گرفته‌اند، بیان كرده‌ و انگیزه چنین اقدام نوآورانه‌ای را مورد بحث قرار داده سپس به بررسی ساختار دورهٔ ایجادشده و مسائل آموزشی مرتبط با توسعهٔ آن خواهیم پرداخت.
انگیزهٔ ایجاد دوره
در حال حاضر آموزش علم و فناوری در دانشگا‌هها با مشكلات متعددی مواجه است؛ که در اینجا به پاره‌ای از این مشكلات اشارهكرده و راه حل‌هایی كه دانشگاه فلیندرز با اجرای دورهٔ کارشناسی نانوتكنولوژی برای آنها یافته است را بیان خواهیم كرد. یكی از مشكلات فراگیر در سطح جهان، كاهش علاقه به علوم به‌ویژه علوم تجربی‌ای چون فیزیك و شیمی است(۱). البته یك استثنای قابل توجه در این مورد، علوم قضایی است كه افراد زیادی همچنان مشتاق گذراندن تحصیلات عالی خود در آن می‌باشند. علت این امر را شاید بتوان در شیوهٔ زندگی امروزی جستجو كرد. محبوبیت فیلم‌های تلویزیونی پر از صحنه‌های بازجویی و دادگاه‌های جنایی و هزاران فیلم جنایی دیگر، بدون شك اثر قابل توجهی در اذهان عمومی جامعه نسبت به دانشمندان علوم قضایی برجای می‌گذارد. شاید برای دانشمندان این رشته چهره‌ای كه از آنان در این فیلم‌ها نشان داده می‌شود چندان مهم نباشد؛ اما مسلم آنکه جوانان بینندهٔ این فیلم‌ها از آن لذت می‌برند و نسبت به این علم كنجكاو و علاقه‌مند می‌شوند. البته مشكلی كه همچنان وجود دارد آن است كه چگونه می‌توان نسل آینده دانشجو را به تحصیل علم علاقه‌مند ساخت؟
مشکل دیگری که در اغلب رشته‌های دانشگاهی مشاهده می شود کاربردی نبودن آنها در دنیای واقعی است و اینكه دانشجویان نمی‌توانند خود را برای استخدام در زمینه‌هایی غیر از مسائل تحقیقاتی و علوم پایه آماده نمایند.
مقدمه
دانشگاه فلیندر در ارائهٔ دوره های دانشگاهی در رشته‌هایی چون بیوتكنولوژی و فناوری اطلاعات پیشگام بوده و از سابقهٔ قوی وخوبی برخوردار است. این دانشگاه درست در هنگامی كه این فناوری‌های جدید به عنوان فناوری‌هایی نوظهور با توانمندی‌های بالقوهٔ اقتصادی و فرهنگی در استرالیا مطرح می‌شدند، اقدام به تأسیس دورهٔ کارشناسی مرتبط با آنها نمود. در سال (۱۹۹۰ م .)، برای اولین بار در استرالیا رشتهٔ بیوتكنولوژی در این دانشگاه ایجاد گردید، كه با توجه به موفقیت آن، دوره‌های کارشناسی سایر رشته‌ها، ازجمله علوم قضایی، شیمی تحلیلی، بیولوژی دریایی هم دایر شد. اما وجه مشترك تمام آنها این بود كه توان پاسخ‌گویی به نیازهای موجود را نداشتند. در اواسط سال (۱۹۹۸ م .)، پیشنهادی از جانب گروه فیزیك و شیمی به دانشكده علوم و مهندسی آن دانشگاه مبنی بر تأسیس رشتهٔ نانوتكنولوژی در سطح کارشناسی ارائه گردید؛ اما اولین پذیرش دانشجو در این رشته در سال (۲۰۰۰م.) صورت گرفت. ایجاد این رشته نه‌تنها دانشجویان را با شاخهٔ جدیدی از علم آشنا كرد؛ بلكه باعث شد تا مشكلات آموزشی دانشگاه‌ها كه مدت‌ها با آن روبرو بودند، حل شود.
باتوجه به تعداد زیاد دانشجویان به نظر می‌رسد تدریس مسائلی از این قبیل در طی یک دوره ضروری باشد:
• ارتباط علوم پایه با اهداف بلند مدت دانشجویان؛
• چگونگی فراگیری مهارتهای بی ارتباط با علم محض ( رشته تحصیلی خود) از قبیل مهارتهای اقتصادی، تجاری و یا مهارتهای عمومی و کلی چون کار گروهی، بیان شفاهی(سخنرانی )، گزارش نویسی و استدلالات منطقی لازم برای موفقیت خود؛
• و توانایی برای انسجام تمامی مطالب فرا گرفته شده در پایان دوره. (۲،۳ )
در این مقاله ما توانایی نانوتكنولوژی در جلب توجه دانشجویان به علم را مورد بحث قرار می‌دهیم. همچنین به جزئیاتی چون موضوعات درسی، ساختار و محتوای این دوره و نتایج آن برمبنای تجربیات چهارسال گذشته، می‌پردازیم.
جلب توجه دانشجویان به علم :
دلایل متعددی برای كاهش علاقهٔ دانشجویان به علوم فیزیكی وجود دارد، ازجمله آنكه؛ هیچ تصویر جذاب یا فیلم جالب توجهی از زندگی این قبیل دانشمندان آنگونه كه در مورد دانشمندان علوم قضایی وجود دارد، موجود نمی‌باشد. این قضیه اگرچه یكی از روشن‌ترین وجوه افتراق دانشمندان علوم قضایی و علوم فیزیكی می‌باشد؛ اما دلیل اصلی و اولیهٔ نبود تمایل دانشجویان به این علوم نیست. نكتهٔ قابل توجه آن است كه در نگاه اول علوم فیزیكی دشوار به نظر می‌رسند به ویژه آن كه تحصیل در آنها نیاز به پایه‌ای قوی در ریاضیات دارد. در حال حاضر بسیاری از دانش‌آموزان دبیرستانی با ریاضیات مشكل دارند و لذا مطالب علمی كه به ریاضیات بستگی زیادی دارد، برای آنها حتی مشكل‌تر هم به نظر می‌رسد. علاوه بر این زمینه‌های شغلی علوم پایه محدود بوده، از حقوق بالایی هم برخوردار نمی‌باشند؛به ویژه وقتی كه حقوق پرداختی به شاغلین در علوم پایه با رشته‌هایی از قبیل حقوق، پزشكی و یا تجارت- كه بیشتر توجه دانش‌آموزان دبیرستانی را به خود جلب كرده است- مقایسه می شود. با تمام این احوال، به عقیدهٔ ما اگرچه عواملی را كه ذكر كردیم مهم و مؤثرند؛ اما دلیل اصلی كاهش علاقه دانشجویان به علوم نمی‌باشند. دلیل اصلی از این برداشت ناشی می‌شود كه دیگر هیچ نكته در خور توجه یا مفیدی در حوزهٔ علوم مشكل فیزیكی باقی نمانده است. برای روشن‌شدن این مطلب چند مثال ذكر می‌كنیم: شاید در سال‌های پس از جنگ، بویژه وقتی كه مسابقات فضایی در اوج خود بود و یا صنعت نیم‌رسانا شروع به توسعه كرده بود، علاقه‌مندی به فیزیك و شیمی در اوج خود قرار داشت. این علاقه‌مندی آنقدر زیاد و ارزشمند بود كه تصور عموم جامعه را به خود مشغول كرده بود. این قضیه خصوصاً در مورد مسابقهٔ فضایی صادق بود به طوری كه هیچ چیز نمی‌توانست بیشتر از یك برنامهٔ زنده كه از ماه پخش می‌شد توجه مردم را به علم جلب نماید. امروزه این وضع تغییر كرده و اكنون علوم با گرایش‌های بیولوژیكی كه كلید آینده تلقی می‌شوند، بیش از هر چیز مورد توجه‌اند. مسلم آنکه این موضوعات تاحدودی تحت تأثیر ملاحظات صنعتی و سیاسی قرار دارند. به هر حال امروزه، تلقی عمومی نسبت به علوم فیزیكی آن است كه تمامی مسائل جالب توجه آن حل شده و دیگر علم فیزیك در آینده نقش مهمی در جامعه نخواهد داشت و درنتیجه به دلیل نبود مسائل جالب و مورد توجه، علاقه به این علم هم كاهش می‌یابد. این طرز فكرگروه‌های علمی، به ویژه گروه فیزیك را تحت فشار بسیاری قرار داده است. وضعیت بحرانی موجود در آموزش استرالیا آن است كه تعداد دانشجویان مستقیماً تعیین‌كنندهٔ عمدهٔ درآمد دانشگاه‌ها، دانشكده‌ها و مؤسسات آموزشی می‌باشد. اینجاست كه نانوتكنولوژی وارد می‌شود. طی سال‌های گذشته با ورود نانوتكنولوژی در زمینه‌های مختلف، علاقه‌مندی به علم هم به طور مشخص افزایش یافته است. اغلب دانشمندان بر این نكته واقفند و می‌دانند كه علم فیزیك علمی پویا و در حال توسعه است و اگرچه كه بیشتر پیشرفت‌های انجام‌شده در این علم لازمهٔ تلاش‌های آینده است؛ اما (متأسفانه) نتوانسته ذهنیت عموم جامعه و خصوصاً دانشجویان جوان را به خود مشغول كند، اما نانوتكنولوژی تاحدودی با موضوع رؤیایی خود توانسته است توجه عموم را جلب كند. نانوتكنولوژی هنوز در مراحل نظری و رؤیایی خود به سر می‌‌برد. اما در عین حال هم با كاربردهای گسترده‌ای كه از اجزا كاشتنی در انسان تا محاسبات كوانتومی را دربر می‌گیرد، توانسته است آیندهٔ امیدبخشی را برای ما به تصویر بكشد. همچنین نانوتكنولوژی توانایی دارد كه مسائل مشكلی را كه تاكنون حل نشده‌اند و ذهن بشر را دچار سردرگمی كرده‌اند با راه‌حل‌های ساده و جالب حل نماید. نانوتكنولوژی مثالی جالب از اهمیت ایجاد هیجان‌ و انگیزه برای ترغیب و جلب دوبارهٔ علایق به علوم فیزیكی است. با این روش می‌توان دوباره علاقه‌مندی به علوم را ایجاد كرد. از اینروست كه می‌بینیم دورهٔ نانوتکنولوژی دانشگاه فلیندرز در دور اول پذیرش دانشجو، تا سه برابر بیش از ظرفیت خود با استقبال مواجه می‌شود. افرادی هم كه آن را به عنوان یكی از موارد مورد علاقهٔ خود جهت ادامهٔ تحصیل انتخاب كرده‌ بودند تا ۶ برابر افزایش یافت.
نكته جالب توجه آن است كه پیش‌نیاز این دوره شیمی، فیزیك و ریاضیات دورهٔ دبیرستان است. دانشجویانی كه به این دوره وارد می‌شوند از زمینه فیزیكی قوی برخوردارند؛ بنابراین ملاحظه می‌شود كه اولین مانع – داشتن ریاضیات قوی- برای جلب توجه به علم برطرف شده و مردم كم‌كم به نانوتكنولوژی و علوم فیزیكی علاقه‌مند می‌شوند.ساختار طراحی دوره:
در برنامه‌ریزی و طراحی دورهٔ نانوتكنولوژی، كاملاً به این نكته توجه داشتیم كه محتوای علمی این دوره نباید نسبت به دوره‌های معمول فیزیك و شیمی كمتر باشد. درواقع اگر مطالب ارائه‌شده این دوره، كمتر از موارد زیربنایی اساسی شیمی، فیزیك و بیولوژی باشد؛ دانشجویان بسیار ضرر خواهند كرد؛ چراكه این دانش‌ها، درك زیربنایی لازم از آنچه دانشجویان برای آن آماده می‌شوند را تشكیل می‌دهند. توجه به این موضوع، اولین نكتهٔ مدنظر در طراحی مدرك دانشگاهی نانوتكنولوژی بود. البته این دوره هنوز در اوایل راه است و بسیار گسترده می‌باشد؛ به طوری كه شیمی، فیزیك، بیولوژی، ریاضی و مهندسی را دربرمی‌گیرد. البته شاید این تمام جنبه‌های نانوتكنولوژی نباشد اما به هر حال نشان از گستردگی آن دارد.
سؤال مطرح چگونگی آموزش تمام این مطالب در دوره‌ای چهارساله است؟ جواب اولیه و ساده این است که البته در این دورهٔ چهار ساله تمام این مطالب آموزش داده نمی‌شود و الان هم بعد از چهار سال تجربه در این مورد عقیدهٔ ما همین است. ما دوره‌های خود را باتوجه به كارشناسان موجود در دانشگاه فلیندرز و نیز توان نوظهور تحقیقاتی استرالیا، به دو گرایش تقسیم كرده‌ایم، بیوابزارها و نانوساختارها. برای كسب اطلاعات بیشتر در مورد ساختار این دوره‌ها و واحدهای ارائه‌شده در آن به آدرس اینترنتی زیر مراجعه نمایید. http://www.scieng.flinders.edu.au/courses/nanotechnology
رشته بیوابزارها (ابزارهای زیستی) به شیمی و بیولوژی مربوط می‌شود. شروع آن با حسگرهای زیستیِ گلوكزیكلاسیك (۴) است و درادامه به حسگرهای زیستی جدیدتر خودسامان نظیر حسگر زیستی كانال یونی AMBRI می‌رسد و پس از آن به استفاده از المان‌های زیستی (۵) به عنوان بلوك‌های ساختمانی منجر می‌شود و ...
گرایش نانوساختار ارتباط تنگاتنگی با فیزیك و شیمی دارد و عمدهٔ توجه آن معطوف به نقش علم سطح و نور در بررسی و كاوش نانوساختارهایی چون نقاط كوانتومی (۶)، نانوذرات (۷) یا آرایه‌های اتمی (۸) است. به همین ترتیب برخی موضوعات این گرایش هم معطوف به كاربرد این ساختارها می‌باشد. در این گرایش به دو دلیل به جنبه‌های نوری توجه می‌گردد:
نخست آنكه فوتونیك، یكی از حوزه‌های تحقیقاتی فعالی است كه به سرعت در حال ایجاد یك زیربنای صنعتی قوی در استرالیا می‌باشد؛ لذا می‌تواند فرصت‌های شغلی مناسبی برای فارغ‌التحصیلان ما (فارغ‌التحصیلان دورهٔ كارشناسی نانوتكنولوژی) فراهم آورد.
دوم آنكه توسعه فوتونیك درآیندهٔ نزدیك به قلمرو نانوتكنولوژی هم وارد خواهد شد. عمدهٔ بخش‌های این دو جریان با هم مشترك می‌باشند كه درواقع نشان‌دهندهٔ آن است كه دانستن مقداری ریاضیات پایه، فیزیك یا مهندسی، شیمی یا بیولوژی لازمهٔ درك چگونگی ایجاد این ساختارها، حتی ساختارهای با مقیاس نانومتری می‌باشد. جنبه‌های فیزیكی و مهندسی، مربوط به بیان نیروهایی است كه ساختارهای پایدار می‌سازند؛ درحالی‌كه شیمی و زیست‌شناسی مشخصاً به دنبال بلوك‌های ساختمانی ممكن از این ساختارها می‌باشند. درآینده باتوجه بیشتر به نانوتكنولوژی و كاربردهای آن ممكن است این دو شاخه ادغام شده و یك رشتهٔ واحد را تشكیل دهند. به هر حال در هر دو گرایش، حداقل دوسوم وقت دانشجویان همچنان به علوم پایه اختصاص خواهد داشت. علومی چون، زیست‌شناسی سلولی، ترمودینامیك و یا الكترومغناطیس. دو بخش عمدهٔ دیگر این دوره موضوعات مدیریت خطر‌پذیر و عناوینی است كه با پیشوند NANO مشخص می‌گردند.
موضوعات مدیریتی عبارتند از عناوین غیرعلوم پایه در حوزه‌هایی چون اقتصاد و تجارت. به همین ترتیب طی دوران تحصیل، دانشجویان ملزم به نوشتن یك برنامهٔ تجاری برمبنای ایده تجاری اولیه خود می‌باشند. تحلیل عمدهٔ گنجاندن چنین موضوعاتی آن است كه به اعتقاد ما بسیاری از دانشجویان در مسیر شغلی خویش به مجموعه‌های صنعتی‌ای می‌رسند كه مهارت‌های تجاری در آنها علاوه بر مهارت‌های علمی سنتی شدیداً مورد نیاز است. به‌علاوه به نظر ما باتوجه به آنكه هنوز نانوتكنولوژی درابتدای راه است، فارغ‌‌التحصیلان این رشته می‌توانند نقشی كلیدی در توسعه و تجاری‌‌شدن این فناوری در استرالیا داشته باشند. درمجموع هدف از ارائه این موضوعات در طی این دوره،آشناسازی مقدماتی دانشجویان با زیربنای مدیریت و تجارت است كه به هیچ عنوان نمی‌تواند آشنایی كاملی باشد، البته دو تا از این موضوعات بعداً به طور مفصل بررسی خواهند شد. سعی می‌شود در ارائهٔ موضوعات و عناوین نانوتكنولوژیكی در هر سال از علوم پایه‌ای بهره برده شود كه در آن سال تدریس می‌شود و آن علوم در مثال‌های نانوتكنولوژی معینی به كار برده شود. [یعنی دانشجویان پس از فراگیری علوم پایه در هر سال، موضوعات نانوتكنولوژی را در كاربردهای علمی به كار می‌برند مترجم]. ما امیدواریم به این شیوه تمامی علوم پایه در نظر دانشجویان به هم مربوط شده، به این وسیله به آنها نشان دهیم كه مجموع این بخش‌ها قادر به ایجاد تجربهٔ شگفت‌انگیزی است كه جاپای كاربردهای نانوتكنولوژی را محكم كرده و آنها را قابل فهم می‌سازد. (۹)
البته جای خوشبختی است كه این واحدها توانسته است درجلب توجه و علاقه دانشجویان به علوم پایه و ایجاد انگیزه در آنها مؤثر باشد. چرا كه تاحدودی این واحدها به دانشجویان مربوط می‌شود.
روند كار
دانشجویانی كه به این رشته وارد می‌شوند زمینه علمی بسیار قوی‌ای دارند. شیمی، فیزیك و ریاضی سال آخر دبیرستان از پیش‌نیازهای این دوره می‌باشند. ما مهارت‌های موجود را از سه طریق عمده ایجاد نمودیم؛ ابتدا برای جلب علاقهٔ دانشجویان به برنامه‌های علوم پایه و حفظ علاقه‌مندی آنان، سعی كردیم تا ارتباط موضوعات این دوره با مطالب مرتبط در جهان خارج (واقعی) را به آنها نشان دهیم. درمرحلهٔ بعد، برنامه پیش‌بینی شده برایِ سال اول به دانشجویان كمك می‌كند تا بتوانند مستقلاً به جمع‌آوری و ارزیابی اطلاعات بپردازند؛ و بالاخره اینكه، موضوعات علمی (تجربی) و غیرعلمی (مربوط به مهارت‌ها) كه دانشجویان، چه به عنوان بخشی از دوره و چه در غیر آن، با آن مواجه می‌شوند، یا به صورت رسمی طی سخنرانی‌ها و كلاس‌های درس و غیره و یا به طور غیررسمی از طریق كارهای گروهی، ارائه در كلاس و گفت‌وگو به طور مكرر، به دانشجویان ارائه می‌گردد. (۱۰ و ۲)
محتوای دوره
مسائل آموزشی متعددی وجود دارد كه باید در توسعه و ایجاد موضوعات درسی این دوره مدنظر قرار گیرد. برای بیان این مسائل، ابتدا برخی مشكلات آموزشی كه شاید در تمامی دانشگاه‌ها هم وجود داشته باشد را مطرح می‌نماییم. از این لحاظ، شروع مجدد (برمبنای وضعیت موجود) مزیتی به شمار می‌آید؛ چراكه برمبنای آن می‌توان موضوعات جدیدی را برای اهدافی معین طراحی نمود و مشكلات متعددی را طرح كرد كه ممكن است دانشجویان با آن روبه‌رو می‌شوند.
نانو ۱۱۰۱ نانوتكنولوژی ۱باتوجه به ساختاری كه تدوین شده است دانشجویان در سال اول باید براساس گرایشی كه در نظر دارند تا از سال دوم به بعد دنبال كنند یكی از دو انتخاب زیر را انجام دهند: یا ریاضیات با گرایش نانوساختارها؛ و یا زیست‌شناسی با گرایش ابزارهای زیستی . این انتخاب باید در نیمسال اول انجام شود و تأخیر آن تا شروع سال دوم، به هیچ وجه مطلوب نیست. متأسفانه تاكنون ساختاری را برای انجام این كار نیافته‌ایم و موفق به قاعده‌مندكردن این انتخاب‌ها نشده‌ایم.با فرض اینكه دانشجویان انتخاب خود را انجام داده باشند، در نیم‌سال اول، درسی با عنوان نانوتكنولوژی۱ به آنها ارائه می‌شود تا بتوانند دركی از گستردگی حوزه هركدام از این گرایش‌ها داشته باشند. ارائه این درس با انجام دو پروژه همراه است: یكی در زمینهٔ حسگر كانال یونی (۵) و دیگری در زمینهٔ محاسبات كامپیوتری. (۱۱) دانشجویان در گروه‌های شش‌نفره به انجام این پروژه‌ها مشغول شده، درپایان گزارشی از كار خود، هم به صورت شفاهی و هم به صورت كتبی، ارائه می‌كنند. به عنوان بخشی از كارهایی كه باید انجام شود، دانشجویان ملزم به داشتن دفتری جهت ثبت كلیه فعالیت‌های علمی خود چه در آزمایشگاه و چه خارج آن می‌باشند تا كارهای تحقیقاتی‌ای كه در متون مربوطه انجام می‌دهند را ثبت كنند [تأكید بر اهمیت ثبت فعالیت‌ها و نتایج حاصل از تحقیقات میدانی و كتابخانه‌ای] (۱۲). تمام تحقیقاتی كه دانشجویان انجام می‌دهند مربوط به موضوع پروژه‌ای است كه روی آن كار می‌كنند. درنهایت هم آنها باید به طور دقیق و موشكافانه با كمك رهبر گروه به ارزیابی نتایج به‌دست‌آمده بپردازند. به این وسیله مهارت كارهای گروهی، ارزیابی و نقادی، نوشتن گزارش و ارائهٔ شفاهی آن كه امروزه در بازار استخدام شدیداً ارزشمند می‌باشند، تقویت می‌شود (۱۰). مهم‌تر آن كه انجام این كارها دانشجویان را وادار به تفكر دربارهٔ موضوعات علمی مرتبط با نانوتكنولوژی می‌كند؛ ازجمله آنكه چگونه می‌توان ساختارهای نانومتری را ایجاد كرده، مورد آزمایش قرار داد و كاربردهای احتمالی و موارد استفاده این نانوساختارها چه می‌باشد؟سؤالی كه پیش می‌آید آن است كه آیا دانشجوی سال اولی قادر به درك پیچیدگی كامپیوترهای كوانتومی می‌باشد؟ البته كه نه. اما اگر آنها از هم‌اكنون موضوع محاسبات كامپیوتری را مورد بحث قرار داده باشند، اهمیت مكانیك كوانتومی پایه را درك خواهند كرد. به این ترتیب وقتی دانشجو در سال اول با تصویری بزرگ و دیدی كلی از نانوتكنولوژی آشنا شده، اسامی تك‌تك موضوعات مربوطه و كاربرد و اهمیت آنها را درك كند، هنگامی كه درس‌های مربوطه را در سال‌های دوم یا سوم دوره لیسانس انتخاب می‌كند، اصل آن موضوعات برای او عجیب نیست و به اهمیت و ربط آن كاملاً واقف است. تمام اینها وقتی اهمیت خواهد داشت كه ما ربط‌ موضوعات را امری ضروری در روند یادگیری دانشجویان بدانیم. در طول دوره سعی ما بر این است تا پرسش دانشجویان كه "چرا باید این درس را بیاموزیم؟" بی‌پاسخ نماند، اگرچه كه نوعاً در سایر دانشگاه‌ها دانشجویان در پایان تحصیلات خود و یا در سال آخر به پاسخ این پرسش می‌رسند و حتی بسیاری از استادان دانشگاه ازاینكه دانشجویی زودتر از این هنگام چنین سؤالی را بپرسد ناراحت می‌شوند. البته عقیدهٔ ما مخالف این است و نه‌تنها این پرسش را نامعقول نمی‌دانیم؛ بلكه سعی داریم تا به دانشجو نشان دهیم كه علوم پایه تا چه حد و به چه وسعتی حائز اهمیت می‌باشند.
نانو ۱۱۰۲ مهارت‌های حرفه‌ای برای متخصصین نانوتكنولوژی
این درس اولین واحد از دروس غیرعملی (تجربی) است كه دانشجویان باید آن را بگذرانند. هدف اولیهٔ ارائهٔ چنین درسی آموزش برخی موضوعات و مهارت‌های غیرعلمی صرف به دانشجویان است كه احتمالاً در آینده شغلی آنان حائز اهمیت می‌باشد. این موضوعات در سه مرحله ارائه می‌شوند. ابتدا از گروه‌های مختلفی از دانشمندان دعوت می‌شود تا برای دانشجویان در زمینهٔ شغل آنها و مهارت‌های مهمی كه به آن نیاز دارند صحبت نمایند. این دانشمندان هم از متخصصان علوم محض و هم علوم انسانی (غیرتجربی) می‌باشند كه البته در جریان این كار هم قرار دارند. در وهله دوم دانشجویان ملزم به انتخاب و برعهده‌گرفتن تعدادی مسأله برای فراگیری (PBL) (۲ ، ۱۳) به صورت خودآموز می‌باشند كه طی آن، موضوعات گوناگون از روش‌های علمی تجاری‌سازی مانند فرهنگ مشاركت، حق انحصاری و ... را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهند. این طرح‌ها را به صورت گروهی مورد بحث و مذاكره قرار می‌دهند و موضوعات مرتبط با مسألهٔ داده‌شده را استخراج می‌نمایند. در طی انجام این كار لازم است ابتدا موضوعات مهم معرفی ‌شود تا سپس آنها با انجام تحقیقاتی بتوانند به جواب برخی از سؤالات خود دست یابند [درواقع با این روش دانشجویان سؤالاتی را كه تاكنون برایشان مهم بوده خود جواب می‌دهند و درواقع جواب آن را كشف می‌كنند]. این شیوه كار، یكی از روش‌های بسیار مؤثر برای ارائه موضوعات به دانشجویان و هرچه بیشتر درگیركردن آنها با فرآیند یادگیری است. به این ترتیب آنها همین مطالب را بسیار بیشتر از وقتی كه به طور رسمی و به شكل سخنرانی در كلاس تدریس شود فرا خواهند گرفت (چون خودشان به مطلب رسیده‌اند). اكنون می‌توان برای رسیدن به نتیجهٔ بهتر این شیوهٔ یادگیری را با مجموعه كلاس‌هایی كه افرادی با تخصص‌های مختلف در آن به سخنرانی می‌پردازند تكمیل و تقویت نمود. به علاوه گروهی از دانشجویان هم به ارائهٔ بخشی در این مورد خواهند پرداخت. این بحث می‌تواند به شكل مناظره، پاسخ به یك پرسشگر و یا درگیرشدن كل دانشجویان كلاس و بحث برسر یك موضوع واحد باشد. تمام این كارها تمرینی است برای اینكه دانشجویان بتوانند توانایی و مهارت ارائهٔ یك بحث منطقی و معتدل را در آینده پیدا كنند.
و بالاخره كار دیگری كه دانشجویان باید انجام دهند آن است كه به طور گروهی در مورد یكی از پروژه‌های علمی كه به موفقیت تجاری دست یافته، بحث می‌كنند. برخی از این پروژه‌ها عبارتند از لیزر و سیستم‌های مكان‌یابی جهانی. ابتدا از دانشجویان درخواست می‌شود تا به زمینه و پایهٔ علمی آن محصول فكر كرده، سپس سعی كنند تا از مراحلی كه طی شده است تا این محصول از هنگام كشف علمی خود به بهره‌برداری تجاری برسد مطالبی را فراگیرند. در اینجا هم انتظار می‌رود كه دانشجویان گزارش‌هایی كتبی و شفاهی از كار خود ارائه نمایند.
سایر واحدهای نانو
در سال دوم و سوم برای هر دو گرایش واحدهایی خاص نانو ارائه می‌شود. نانوتكنولوژی، علمی كاملاً جدید است و كنار هم‌قراردادن این موضوعات كاملاً مشكل به نظر می‌رسد و بسیاری از مواد درسی هم از همین متون انتخاب می‌شود. مهم‌ترین جنبه در تدریس این موضوعات، آن است كه باعث جلب توجه دانشجویان به علوم پایه شده و به آنها كمك می‌كند تا بتوانند كاربردهای جدید و مهیج نانوتكنولوژی را توضیح دهند. به عنوان مثال هنگامی كه صحبت از انتقال الكترونی در نانوساختارهای محدود می‌شود، درك مفاهیمی چون پدیدهٔ تونل‌زنی كه در مكانیك كوانتوم مطرح است و یا نظریه باند (تراز) [باندهای انرژی] در جامدات ضروری می‌باشد. از این‌روست كه این موارد مجدداً بر ارتباط و اهمیت علوم پایه در نانوتكنولوژی تأكید كرده و به جلب علاقه دانشجویان، حفظ این علاقه‌مندی و درگیرشدن آنها با ایده‌ها و مفاهیم علمی وسیع‌تر كمك می‌كند. در كنار هركدام از این دروس درس آزمایشگاه هم پیش‌بینی شده است. اینكه ما با موضوعی جدید شروع كرده‌ایم كه در آن هیچ كار عملی‌ای انجام نشده، خود مطلبی است و این بدان معناست كه باید علاوه بر كارهای معمول، كار زیادی در این زمینه انجام شود. برای ایجاد آزمایشگاه‌ها، توانستیم براساس منابع موجود كارهایی را انجام دهیم. (۱۶،۱۴) برخی از این آزمایشگاه‌ها شامل بخش سینتیك است كه با استفاده از روش تصویربرداری STM انجام می‌‌شود؛ ازجمله تصویرهایی كه از تك‌لایه‌های خودسامان، تركیبات متعدد و اندازه‌گیری خواص نانوذرات به دست می‌آید. آزمایش سیلسیم (Si) متخلخل و ساخت و بررسی مشخص‌ پیل‌های خورشیدی و غیره.
موضوع این آزمایش‌ها، همگی استفادهٔ دوباره از علوم پایه (غالباً در زمینهٔ علمی باهم) برای درك كاربردهای مهیج جدید می‌باشد. در آزمایشگاه دانشجویان سال سوم، سایر موضوعات و جنبه‌های عملی مرتبط با حوزه‌های كلیدی چون الكتروشیمی، سینتیك، اندازه‌گیری رسانش كوانتومی و اپتیك مورد بحث قرار می‌گیرند. دانشجویان در سال‌های قبل واحدهای مرتبط با همهٔ این موضوعات را گذرانده‌اند و این بار كمی بیشتر به آنها می‌پردازند تا نشان دهند كه این علوم پایه، زیربنای كاربردهای مهیج جدید‌ند. دانشجویان با تكنیك‌هایی چون QCM و Langmuir Blodgett با تأكید بر استفاده از تكنیك‌های موجود به روش‌هایی جدید، آشنا می‌شوند.در گرایش مربوط به حسگرهای زیستی این كار شامل به‌كارگیری تكنیك‌های جدید برای كشف علاقه‌مندی‌هایی است كه از قدیم وجود داشته است (همانند حسگرهای زیستی گلوكزی).برخی آزمایشگاه‌ها تنها مختص یك گرایش است در حالی كه حدود دوسوم كارهای عملی به گونه‌ای طراحی شده‌اند كه هردو گرایش را دربرگیرند. در بخش پایانی موضوعاتی كه در سال سوم ارائه می‌شوند، از دانشجویان خواسته می‌شود تا برنامه تجربی خود را برمبنای كارهای تجربی گذشته طراحی كنند. به این ترتیب انجام این كار می‌تواند شروعی باشد برای گسترش مهارت‌های علمی پایه‌ای كه دانشجویان بعدها در مشاغل آینده خود به آن نیاز خواهند داشت و اساس كار آنها را تشكیل می‌دهد.
ECON ۳۰۱۱ ابتكارات برپایهٔ علم
این درس آخرین واحد از مجموعهٔ دروسی است كه دانشجویان در گرایش غیرعلمی خواهند داشت. هدف این درس استفاده از تمامی مجموعه‌ ایده‌هایی است كه دانشجویان تاكنون فراگرفته‌اند (جمع‌كردن همه ایده‌های گذشته تحت یك موضوع واحد)، به این صورت كه آنها باید یك شركت نانوتكنولوژی جدید را مورد بررسی قرار داده و با دید تجاری، انتقادها، پیشنهادها و نظرات خود را دربارهٔ آن مطرح كنند. درست همانند كاری كه در سایر زمینه‌های تجاری هم رایج است. با گذراندن این واحد (عملی) دانشجویان این نكته را درمی‌یابند كه آنچه آنها امروز در دانشگاه فرا می‌گیرند همان مواردی است كه شاید بعداً در شغل خود به عنوان دانشمند، خصوصاً در شركت‌های كوچك، به‌كار برده شود.
فارغ‌التحصیلی
آخرین سال از این دورهٔ تحصیلی به دو بخش تقسیم می‌شود. اولین بخش همانند سایر درس‌هایی است كه تاكنون گذرانده‌اند. چه علمی محض و یا غیرعلمی. واحدهای علمی برمبنای علوم پایه و برای یك برنامه ۴ ساله طراحی شده بود، در حالی كه واحدهای غیرعلمی ازجمله تولید یك طرح تجاری، برمبنای طرح‌ها و ایده‌هایی است كه آنها را گروه‌های كوچك دانشجویی كرده‌اند. بخش دوم از برنامه‌ سال آخر جهت فارغ‌التحصیلی، پروژهٔ تحقیقاتی است كه در آن دانشجویان باید حدود ۵ ماه همانند یك محقق وقت خود را در یكی از آزمایشگاه‌های دانشگاه فلیندرز و یا هرجای دیگری سپری كرده و دربارهٔ پروژهٔ مورد علاقه خود تحقیق نمایند. بعد از اتمام تحقیقات باید نتایج به‌دست‌آمده را كتبی و شفاهی، طی یك سمینار ارائه نمایند. مجموعهٔ این تلاش‌های علمی و تجاری با هم در نظر گرفته شده و حاكی از میزان مهارت و دانشی است كه دانشجو طی سه سال گذشته تحصیل خود كسب كرده است (۳). علاوه بر این انجام چنین فعالیت‌هایی دانشجویان را با شرایط واقعی پس از فارغ‌التحصیلی و كارهایی آشنا می‌سازد كه باید انجام دهند.
نتیجه‌گیری
موقعیت دورهٔ كارشناسی نانوتكنولوژی كه در دانشگاه فلیندرز برگزار شد كاملاً به اثبات رسیده است. تعداد دانشجویان مستعدی كه این رشته را جهت تحصیل درنظر گرفته‌اند، حاكی از افزایش علاقه‌مندی به علوم فیزیكی است. موضوعات جدیدی هم كه ارائه شده‌اند و بخشی از این دوره را تشكیل می‌دهند كاملاً موفق بوده و فرصتی را برای دانشجویان فراهم كرده است تا به بحث دربارهٔ موضوعات علمی و غیرعلمی‌ای بپردازند كه هر دو در مشاغل آینده آنها اهمیتی بسزا دارد. همچنین برگزاری این دوره سبب ارتقای سطح نانوتكنولوژی استرالیا و ارائه افقی روشن‌تر در این زمینه شده است.

نویسندگان :
E. R. Waclawik,M. J. Ford,L. M. Maddox,P. Hale,J. G. Shapter

منبع : ستاد ویژه توسعه فناوری نانو