21-ci əsrin texnologiyası - Nanotexnologiyanın məktəblərdə tədrisinə baxış

  
Aliyə Əhmədova,
Azərbaycan Respublikasının qabaqcıl təhsil işçisi,
Sumqayıt şəhəri, 
1 nömrəli tam orta məktəbin fizika müəllimi,  “STEM Azərbaycanda” layihəsinin rəhbəri, Azərbaycan üzrə STEM PD səfiri

Təbiət elmləri, mühəndislik, texnologiya və riyaziyyat-STEM sahəsində olan mütəxəssislərın fəaliyyəti hər bir ölkənin iqtisadi inkişafında mühüm  rol oynayır. Lakin, bir çox ölkələrdə texnologiya və innovasiya, yəni STEM əsaslı işlərə vakant yerlər olduğu halda, öz işinin mütəxəssisi olan, peşə qabiliyətlərini, 21-ci əsr bacarıqlarını vaxtında formalaşdıra bilmiş kadrlar “çıraqla” axtarılır. Problem nədədir?  Məktəb dövründə test əzbərçiliyi etmiş şagird, tələbə adını qazandıqdan sonra “işinin” bitdiyini zənn edir. Halbuki, həyat və karyera üçün “iş” nəinki tələbə, elə şagird olduğu dövrdən başlayır. Bu yaxınlara qədər qəbul edilirdi ki, tələbə dövründən müxtəlif iri istehsal və sənaye şirkətlərinin təcrübə və təqaüd proqramlarında iştirak etmək, yay dövründə bu şirkətlərdə təcrübəçi tələbə kimi müraciət etmək, bəzən könüllü əsaslarla müxtəlif layihələrdə təcrübə toplamaq, xarici dil və İKT bacarıqlarını inkişaf etdirmək ali təhsil həyatı ilə ciddi olaraq paralel şəkildə aparılmalıdır. Lakin çevik dəyişən, qloballaşan dünya artıq məktəb dövründən şagirdlərin bu istiqamətdə təhsil almasını, 21-ci əsr bacarıqlarını formalaşdırmasını zəruri edir. Deməli, texnologiya və innovasiya, yəni STEM  əsaslı işlərdə keyfiyyətli mütəxəssisləri hazırlanması ümumtəhsil və ali təhsil məktəblərində STEM əsaslı təhsilə düzgün yönləndirilməklə həyata keçirilə bilər.
Azərbaycan Respublikasının Təhsil naziri, cənab Ceyhun Bayramovun “Azərbaycan” qəzetində çap olunmuş “Təhsilin inkişaf strategiyası: nailiyyətlər və əsas hədəflər” başlıqlı son məqaləsində deyilir:
“Daha bir prioritet ümumi təhsildə STEM yanaşmasının tətbiqidir. Bu yanaşma təbiət, texnologiya, mühəndislik və riyaziyyat fənlərinin tədrisinin ayrı-ayrılıqda deyil, əlaqəli şəkildə öyrədilməsini və şa­girdlərdə "21-ci əsr bacarıqları”nın formalaşdırılmasını nəzərdə tutur. Bu istiqamətdə növbəti tədris ilindən məktəblərdə robototexnika, nanotexnologiya, süni intellekt, mexanika kimi sahələri əhatə edən məzmunun tətbiqi planlaşdırılır”
Şagirdlərimiz mürəkkəbdən sadəyə doğru silsilə “niyə ...., nə üçün...”  sualları  verərək  hadisənin mahiyyətinə, dərinliklərinə  getməyi sevirsə, onları daha fərqli, araşdırma ruhlu fəaliyyətlərə cəlb etməliyik.  Kainatımızın ən böyük ölçülərinə aid kosmonavtika, astronomiya mövzularından başlamış, ən kiçik ölçülərinə aid nanotexnologiya mövzuları xüsusi qabiliyyətindən  və ya neçənci sinif olmasından asılı olmadan  şagirdlərin bir çoxu üçün tam uyğundur.
Nanotexnologiya nədir:
Nanotexnologiya-təxminən 1-100 nanometr ölçüləri arasında (1nm-100nm)  aparılan araşdırmalar nəticəsində elm və mühəndislik istiqamətində inkişaf edən texnologiya anlayışıdır. İlk dəfə “nanotexnologiya” termini yapon alimi Norio Taniguchi tərəfindən 1974-cü ildə işlədilmişdir.
Nanotexnologiyanın araşdırma ölçülərinin nə qədər kiçik olduğunu təsəvvür etmək çətindir. Bir nanometr bir metrin milyarddan birinə və ya metrin 109-na bərabərdir. Nümunə:
 Bir qarışda 25.400.000 nanometr var
 Bir vərəqin qalınlığı 100.000 nanometrdir
 Müqayisəli miqyasda, mərmər bir nanometr olsaydı, onda bir metr Yerin ölçüsü olardı
Nanotexnologiya  və nanoelm atom və molekulları ayrılıqda görmək və idarə etmək imkanına malikdir. Yer üzündəki hər şey - yediyimiz yemək, geydiyimiz geyim, yaşadığımız binalar, öz bədənimz atomlardan ibarətdir. Yəni, ətrafımız həm də nanoaləmdir.
Nanotexnologiya -21-ci əsrin texnologiyası statusunu qazanmış, gələcəyin STEM ixtisasları sırasında xüsusi mövqedə dayanan prioritet sahədir.
Nanotexnologiya - atom və molekullarla manipulyasiya edərək yeni keyfiyyətli materialların alınmasını və bu materiallardan istifadə edərək nanoölçülü maşın və mexanizmlərin, robotların, kompüter çiplərinin, texnoloji avadanlıqların “beyin”lərinin, nazik və incə optik cihazların, sensorların, ətraf mühitin kimyəvi və fiziki təmizləyicilərinin, canlı orqanizmlərə maddələrin, o cümlədən dərman preparatlarının daşınmasını həyata keçirən qurğuların yaradılmasını nəzərdə tutan sahədir.
Nanoelementlər mikro-və makro ölçülü elementlərlə müqayisədə tamamilə yeni fiziki, kimyəvi və bioloji xassələrə malikdir. Nanoelementlərlə bağlı olaraq artıq nanoelm, sırf nanotexnologiya və nano mühəndislik kimi istiqamətlər yaranmışdır. Nanoelm nanomaterialların xassələrinin və nanodiapazonda baş verən hadisələri fundamental şəkildə tədqiq etməklə məşğuldur. Nanotexnologiya qeyd olunduğu kimi, nanoquruluşların yaradılması ilə məşğuldur. Nanomühəndislik isə yaradılmış və tədqiq olunmuş nanoelementlərin və quruluşların effektiv tətbiq imkanlarını axtarır.
Nanotexnologiya müxtəlif sahələri özündə birləşdirən bir elmdir, çünki fizika, kimya, materialşünaslıq, biologiya, səhiyyə, kompüter texnikası və s. sahələr üzrə bilikləri və texnologiyaları birləşdirir. Nanotexnologiya müxtəlif sahələri özündə birləşdirən bir elmdir, çünki fizika, kimya, materialşünaslıq, biologiya, səhiyyə, kompüter texnikası və s. sahələr üzrə bilikləri və texnologiyaları birləşdirir.
Nanotexnologiyalar bir neçə əsas istiqamət üzrə inkişaf edir. Bunlara nano­bio­tex­no­lo­giyalar, nanoelektronika, nanoe­lektrome­xa­nika, nanoenergetika, nano materialşünaslıq və s. aiddir
Nanotexnologiyaların tətbiqi əhəmiy­yəti: elm və texnikanın, sənayenin, bir sözlə həyatın bütün sahələrdə əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olacaq. Misal olaraq:
-səhiyyədə: bir sıra xəstəliklərin, o cümlədən onkoloji xəstəliklərin diaqnostikası və müalicəsi, insan orqanizminin müxtəlif toxumalarının bərpası;
- biologiyada:yeni üzvi maddələrin yaradılması;
 - ekologiyada: ekoloji tarazlığın bərpası, havanın,çirklənmiş torpaqların və süxurların təmizlənməsi, atmosferə azot və digər zərərli maddələrin buraxılmasının qarşısının alınması;
- sənayedə: korroziyaya və aşılanmaya qarşı davamlı, yüksək möhkəmliyə malik yeni metalkonstruksiyaların, ifratkeçirici materialların yaradılması;
 - kibernetikada: kiçik ölçülü, böyük informasiya tutumlu qurğuların yaradılması;
-kosmik tədqiqatlarda: kosmik aparatların yaradılmasında yeni nəsil sensorlardan
geniş istifadə edilməsi.
Ümumtəhsil məktəblərinin fənlər üzrə yeni təhsil proqramında tədrisi nəzərdə tutulmamış mövzu olan “Nanotexnologiya”ya   kiçik bir baxış təhsilalanlara  və təhsilverənlərə nə verə bilər?
Elmi düşüncəyə təşviq edir - nanotexnologiya anlayışı ilə tanış olan yeniyetmə və gəncin  elmi təqdiqat istiqamətli STEM ixtisaslarına  meyl etmə ehtimalı artır. STEM qısaltmasının ilk hərfi S-təbiət elmləri bölməsi olaraq məhz ətraf aləmdəki hadisələrin elmi əsaslarının araşdırılmasını, tədqiq edilməsini təşviq edir.
aYeni və toxunulmamış  bir mövzu - maraqlı və  fərqli  layihə işləmək istəyən, yüksək təlim nəticələri göstərən yuxarı sinif şagirdlərinin öz potensiallarını kəşf etmək, öyrənmək və tətbiq etmək imkanları genişlənəcəkdir.
a Ətrafımızda nanoelmə aid bir çox nümunənin olması (tibb maddələr, foto həssas rəngləşdirmə, suyun filtrasiyası, nano bantlar və s.) nano mövzulu layihələr işləməklə, DİM məqsədlərinin reallaşmasına doğru sadə addımlar ata bilərlər.
Şagirdlərinizə başlanğıc olaraq nanoelm və nanotexnologiya anlayışlarını maraqlı formada təqdim etmək, bu istiqamətdə informasiyalar axtarmaq, bu sahənin nə üçün əhəmiyyətli olması qənaətinə gəlməsi üçün istifadə edə biləcəyiniz mənbələri təqdim edirik:
Kainatın ölçüləri animasiyası           
 http://www.htwins.net/scale2
Animasiyanı aşağı hissəsindəki ölçü xət­keşini sağa və ya sola irəlilətməklə idarə etmək olar. İnsan ölçülərindən başlayaraq  getdikcə artan və ya getdikcə azalan maddi aləmin möhtəşəmliyini fənlərarası inteqrasiya ilə dərsin istənilən mərhələsində məharətlə istifadə etmək olar. Makro və mikro aləm,  görə bildiyimiz və görə bilmədiyimiz maddi aləm, nanozərrəcik anlayışlarının müqayisəli təqdimi üçün möhtəşəm, idarə ediləbilən animasiyadır.
Nanooze http://www.nanooze.org
Kornell Universitetinin hazırladığı, nano anlayışından nanotexnologiyaların tətbiqinə qədər, şagirdlərin yaş səviyyəsinə uyğun resurslar, sadə təcrübələr və s. təqdim edən sahədir.
NanoDays  http://www.nisenet.org/nanodays;  
“balaca  alimlər” üçün böyük imkanlar tətbiq edən elm festivalının müxtəlif resurslarının toplandığı bir platformadır.
Colortopia   
https://experiencecolortopia.com/;
World Disney tərəfindən təqdim edilən, nanoölçü anlayışını rənglər dünyası vasitəsilə mənimsədən, planşet və smartfonlarla reallaşdırılan mobil öyrənmə tətbiqidir.
DIY Nano App
https://apps.apple.com/us/app/diy-nano/id520611568?amp%3
Bmt=8&ls=1
  Bu mobil tətbiqetmənin araşdırılması nəticəsində istifadəçilər nanotexnologiya ilə bağlı sadə dərslər əldə edəcəklər. Öyrənmə lazımi vasitələrlə hər yerdə və istənilən istifadəsi mümkündür.
'Özünüz düzəlt' nano fəaliyyətləri          
http://www.nisenet.org/download/nise_product/node/field_download_
link/168/0
Bu nano fəaliyyətləri və təcrübələr məktəbdə və evdə nanoelm və nanoölçü ilə elmi, mühəndislik və texnologiya vasitəsilə  tanış olmaq və öyrənmək imkanı verir. Hər bir fəaliyyət üçün hazır PDF formatlı, geniş çeşidıi mövzular,lazım olan  ucuz materialların siyahısı, addım-addım təlimat və ətraflı izahatlar daxildir.
NanoBuzz http://www.sciencebuzz.org/topics/games
Saytda yerləşdirilmiş karbon nanoboruları, suyun filtirli təmizlənməsi, nanoyaddaş, nanozərrəciklər adlı onlayn oyunlar aşağı sinif şagirdləri üçün nəzərdə tutulmuşdur. Şagirdlərə nano anlayışını maraqlı formada təqdim etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Nano Space http://nanospace.molecularium.com/nanospace
Zəngin animasiyalarla nonozərrəciklərin rast gəlinəcəyi bütün maddi aləmin daxili quruluşunu nəzərdən keçirmək üçün dinamik  və  veb əsaslı, hər yaşdakı uşaqlar üçün, virtual mövzu parkı. Şagirdlərə əyləncəli virtual nano parkında və öyrənmə mühitində oyunlar, fəaliyyətlər və qısa animasiyalarla atomlar və molekullar dünyasını araşdırma şansı verin. Bütün maddi aləmin daxili quruluşunu nəzərdən keçirmək imkanı şagirdlərdə ətraf aləm haqqında vahid təsəvvür yaratmaqla, fənlərarası inteqrasiya əhəmiyyəti daşıyır.
Nano Start up   https://edheads.org/page/
Nanostartup
Nano Start Up, 6 - 8 sinif şagirdləri üçün nanotexnologiya və nanozərrəciklər STEM mövzu istiqamətində bir elm və iş planı qurmaq, araşdırmaq və inkişaf etdirmək üçün virtual və simulyasiya edilmiş  elmi oyundur. Müəllimlər üçün təlimatlar, qazanılacaq bacarıqlar və s. hazır yerləşdirilmişdir.
Zəncirvari DNK   
https://edheads.org/page/DNA
7 - 11 sinif şagirdləri üçün bir xəstəliyin genetik mutasiya keçirdiyini və mutasiyanın nəsillərə, zülal çevrilmələrinə necə təsir etdiyini və tibbi məsləhətləri öyrənmək üçün hazırlanmış onlayn və simulyativ  elm oyunudur. Müəllimlər üçn təlimatlar, qazanılacaq bacarıqlar və s. hazır yerləşdirilmişdir.
Missiya : Nano   https://www.houstonmethodist.org/mission-nano
Bu tətbiq tibbi nanotexnologiyadan istifadə edərək bir sümük zədəsini diaqnoz və müalicə etmək üçün dörd problem təklif edir. Şagird yəni, oyunçu- həkim dörd prob­lemi həll edərək mümkün qədər tez başa çatdırmağı uyğun "hekayə rejimi"ni seçə bilərlər. Missiya: Nano hazırda veb və Android versiyalarında mövcuddur. Nanotexnologiyaya əsaslanan multimedia oyun tətbiqetməsini hazırlamaqda əsas məqsəd nanotexnologiyanın tibdə istifadəsi haqqında məlumatlandırmaa və STEM istiqamətli nanotibb ixtisaslarına yönləndirmədir.
Nanotexnologiya sinif fəaliyyətləri və kurikulum materialları
https://www.nnin.org/education-training/k-12-teachers/nanotechnology-curriculum-materials
Sayta təbiət və texniki fənlərə aid, müxtəlif siniflər üçün nanoelm və nanotexnologiya mövzularında hazır dərs planları, müəllim təlimatı və s. yerləşdirilmişdir.
         Şagirdləri nanotexnologiya mövzuları ilə orta məktəb dövründən tanış etmək onları gələcəyin nano istiqamətli STEM ixtisas və peşərinə yönləndirmək, müəyyən real dünya problemlərini həlli şansını artırmaqdır
         2030-cu ilədək həll edilməsi nəzərdə tutulan 17 adda Dayanıqlı İnkişaf Məqsədlərinin bir çoxunun innovativ həlli yolları məhz nanotexnologiyaların bu sahələrə səmərəli tətbiqindən birbaşa asılıdır
         Bu bir həqiqətdir ki, təbiət elmləri, mühəndislik, texnologiya və riyaziyyat - STEM sahəsində  gələcəyin ixtisasları siyahısına liderlik edəcək nanotexnologiyalar istiqaməti üzrə olan mütəxəssislər öz ölkəsində yeni ideyalar, yeni nəsil şirkətlər və sənaye texnologiyaları yaratmaqla, yerli innovasiyanı və beynəlxalq səviyyədə rəqabətə davamlılığı təmin edə bilərlər.