разделяют
на
тонкие
пластины
,
из
которых
получают
небольшие
кристаллики
–
чипы
,
на
которых
специальными
мето
-
дами
(
литография
)
выделяются
еще
более
мелкие
части
,
являю
-
щиеся
активными
,
пассивными
или
соединительными
элементами
интегральных
микросхем
.
В
итоге
материал
слитка
объемом
более
10
4
см
3
используется
для
создания
схемных
элементов
объемом
менее
10
–14
см
3
.
Теперь
этот
метод
усовершенствуется
и
переносит
-
ся
в
технологию
наноструктур
.
В
обычных
технологиях
чаще
используется
принцип
«
сверху
вниз
».
В
нанотехнологии
,
вероятно
,
более
широко
будет
использо
-
ваться
принцип
«
снизу
вверх
»,
т
.
е
.
от
атомарных
объектов
к
объек
-
там
наноразмеров
.
При
этом
особую
значимость
приобретают
про
-
цессы
самоорганизации
атомов
в
необходимые
наноструктуры
.
Вопросы
для
самоконтроля
1.
Какие
основные
направления
инженерной
деятельности
вы
знаете
?
2.
В
чем
состоит
иерархическая
связь
между
различными
видами
производств
?
3.
Как
связаны
различные
виды
производств
с
природой
?
4.
Охарактеризуйте
основные
направления
и
механизмы
эволюции
естественной
и
искусственной
природы
.
5.
Каков
результат
эволюции
нервной
системы
живых
ор
-
ганизмов
?
6.
Что
представляет
собой
человек
как
особая
материаль
-
ная
система
?
7.
Чем
обусловлена
и
в
чем
проявляется
взаимосвязь
меж
-
ду
различными
учебными
дисциплинами
?
8.
Опишите
иерархические
системы
материальных
структур
.
40
9.
Как
связаны
фундаментальные
науки
с
материальными
структурами
?
10.
Как
связаны
общие
естественно
-
научные
основы
различ
-
ных
направлений
инженерной
деятельности
с
законами
природы
?
11.
Каким
образом
возникли
химические
элементы
и
струк
-
туры
иерархической
системы
неорганической
природы
?
12.
Что
такое
реальность
?
Что
охватывают
понятия
«
объ
-
ективная
»
и
«
субъективная
реальность
»?
13.
Что
такое
инженерный
проект
?
14.
Охарактеризуйте
сферы
соприкосновения
объективной
и
субъективной
реальностей
.
15.
Сравните
особенности
развития
естественной
и
искус
-
ственной
природы
.
16.
Каковы
основные
источники
накопления
техногенных
отходов
жизнедеятельности
человека
?
Каковы
задачи
инженера
в
этой
сфере
?
17.
Охарактеризуйте
роль
инженера
в
обеспечении
гло
-
бальной
стабильности
существования
человеческого
общества
.
18.
В
чем
суть
двух
основных
вариантов
возникновения
в
природе
новых
систем
по
принципу
«
снизу
вверх
»
и
«
сверху
вниз
»?
Опишите
аналогичные
варианты
технологий
в
инженер
-
ной
практике
.
3.
Ф
УНДАМЕНТАЛЬНЫЕ
ОСНОВЫ
ДИСЦИПЛИН
УЧЕБНОГО
ПЛАНА
3.1.
Особенности
Федерального
государственного
образовательного
стандарта
по
направлению
«
Фотоника
и
оптоинформатика
»
В
основе
подготовки
бакалавров
лежит
Федеральный
госу
-
дарственный
образовательный
стандарт
(
ФГОС
).
Для
каждого
направления
подготовки
имеется
свой
ФГОС
.
Он
определяет
:
–
нормативный
срок
подготовки
;
41
–
перечень
компетенций
,
которыми
должен
обладать
вы
-
пукник
;
–
требования
к
структуре
основных
образовательных
про
-
грамм
бакалавриата
;
–
перечень
гуманитарных
,
социальных
и
экономических
,
математических
и
естественно
-
научных
,
профессиональных
дисциплин
федерального
уровня
;
–
сроки
освоения
основной
образовательной
программы
;
–
требования
к
условиям
реализации
основных
образова
-
тельных
программ
бакалавриата
;
учебно
-
методическому
,
мате
-
риально
-
техническому
и
кадровому
обеспечению
учебного
про
-
цесса
,
к
организации
практик
;
–
требования
к
профессиональной
подготовке
выпускника
и
его
итоговой
государственной
аттестации
.
ФГОС
определяет
также
область
,
объекты
и
виды
про
-
фессиональной
деятельности
бакалавра
.
Сюда
относятся
:
научно
-
исследовательская
,
проектно
-
конструкторская
,
производственно
-
технологическая
,
экспертная
,
организационно
-
управленческая
.
Область
профессиональной
деятельности
бакалавров
вклю
-
чает
науку
и
технику
,
связанную
с
использованием
светового
из
-
лучения
(
или
потока
фотонов
)
в
элементах
,
устройствах
и
систе
-
мах
,
в
которых
генерируются
,
усиливаются
,
модулируются
,
рас
-
пространяются
и
детектируются
оптические
сигналы
;
оптические
устройства
и
технологии
передачи
,
приема
,
обработки
,
хранения
и
отображения
информации
.
При
этом
объектами
профессиональной
деятельности
могут
быть
фундаментальные
и
прикладные
научно
-
исследовательские
разработки
в
области
фотоники
и
оптоинформатики
;
элементная
база
,
системы
и
технологии
интегральной
,
волоконной
и
гради
-
ентной
оптики
;
элементная
база
лазеров
;
систем
,
обеспечиваю
-
щих
оптическую
передачу
,
прием
,
обработку
,
запись
и
хранение
,
преобразование
и
отображение
информации
на
основе
нанораз
-
мерных
и
фотонно
-
кристаллических
структур
;
оптические
ком
-
пьютеры
,
системы
искусственного
интеллекта
,
устройства
на
ос
-
нове
когерентной
оптики
и
голографии
.
42
Даже
приведенный
неполный
список
того
,
что
определяет
ФГОС
в
подготовке
бакалавра
,
демонстрирует
основополагающее
значение
этого
документа
.
На
его
базе
разрабатываются
учебные
планы
,
содержащие
помимо
дисциплин
федерального
компонен
-
та
,
региональные
дисциплины
,
дисциплины
по
выбору
студентов
.
В
итоге
учебный
план
содержит
набор
дисциплин
,
рас
-
пределенных
по
четырем
блокам
.
Дисциплины
учебного
плана
,
за
малым
исключением
,
имеют
общие
фундаментальные
основы
.
Все
естественно
-
научные
и
технические
дисциплины
объедине
-
ны
общностью
материальных
основ
и
фундаментальных
законов
природы
,
которым
подчиняются
любые
материальные
процес
-
сы
.
Проиллюстрируем
это
утверждение
на
примере
курсов
МЕН
-
и
ПД
-
блоков
дисциплин
,
рассматривая
только
дисципли
-
ны
федерального
компонента
.
3.2.
Математические
и
естественно
-
научные
дисциплины
К
блоку
естественно
-
научных
дисциплин
относятся
:
мате
-
матика
,
физика
,
химия
,
информатика
,
экология
,
квантовая
физи
-
ка
,
физика
твердого
тела
.
Общая
естественно
-
научная
основа
этих
дисциплин
очевидна
и
непосредственным
образом
отражена
в
ФГОСе
.
Например
,
если
рассматривать
обобщенно
,
то
дейст
-
вующий
Ф
ГОС
требует
дать
студентам
в
курсах
физики
,
химии
и
эко
логии
представления
о
Вселенной
в
целом
,
ее
эволюции
;
фундаментальном
единстве
естественных
наук
;
дискретности
и
непрерывности
;
соотношении
порядка
и
беспорядка
в
природе
;
динамических
и
статистических
закономерностях
;
вероятности
как
объективной
характеристике
природных
систем
;
принципах
сим
-
метрии
и
законах
сохранения
;
соотношении
эмпирического
(
опыт
-
ного
)
и
теоретического
в
познании
и
т
.
д
.
По
каждой
из
перечис
-
ленных
в
Ф
ГОСе
дисциплин
дается
также
более
конкретный
пере
-
чень
специфических
законов
природы
,
с
которыми
должны
быть
ознакомлены
студенты
.
У
дисциплин
различных
блоков
обнару
-
43
живается
общность
многих
законов
и
моделей
,
используемых
по
характерному
для
каждой
дисциплины
назначению
.
Например
,
в
физике
и
химии
рассматриваются
модели
атомов
,
молекул
и
бо
-
лее
сложных
структур
;
законы
молекулярной
физики
,
термодина
-
мики
,
активационные
процессы
,
элементы
квантовой
физики
и
т
.
д
.
Естественно
-
научная
общность
физики
,
химии
и
экологии
объясняется
тем
,
что
все
они
с
различных
сторон
описывают
один
и
тот
же
«
объект
» –
природу
.
Принципиальные
различия
между
перечисленными
дисциплинами
состоят
лишь
в
том
,
что
каждая
из
них
описывает
природу
со
своих
позиций
или
«
свою
»
составляющую
природы
.
Для
математики
и
информатики
ситуация
не
столь
оче
-
видна
.
Однако
и
эти
дисциплины
по
своему
происхождению
,
сути
и
результатам
относятся
к
естественно
-
научным
.
Матема
-
тика
возникла
как
прикладная
наука
,
непосредственно
связанная
с
окружающей
природой
и
разнообразными
видами
деятельно
-
сти
человека
.
Например
,
в
первой
известной
математической
энциклопедии
, «
изданной
» 4000
лет
назад
в
Вавилоне
в
виде
44
глиняных
табличек
,
содержатся
только
практические
задачи
(
по
земледелию
,
орошению
,
торговле
и
т
.
п
.).
В
более
поздние
времена
математика
превратилась
в
весьма
разветвленную
сис
-
тему
крайне
абстрактных
теорий
.
Даже
сами
математики
долгое
время
были
убеждены
в
самодостаточности
своей
науки
и
пол
-
ной
независимости
ее
развития
от
объективной
реальности
.
Наиболее
ярко
это
убеждение
проявилось
в
абсолютизации
ак
-
сиоматического
подхода
при
формализованном
построении
ло
-
гически
замкнутых
математических
теорий
.
В
этих
теориях
сна
-
чала
формулируют
ограниченное
число
основных
положений
(
аксиом
),
а
затем
путем
строгих
математических
или
логических
выводов
получают
остальное
содержание
данной
теории
.
Однако
в
30–40-
е
гг
. XX
столетия
была
доказана
недоста
-
точность
аксиоматического
метода
(
теоремы
К
.
Гёделя
).
Согласно
этим
теоремам
во
всякой
формализованной
математической
сис
-
теме
обнаруживаются
утверждения
,
истинность
которых
нельзя
ни
44
доказать
,
ни
опровергнуть
на
основе
тех
аксиом
,
которые
выбраны
для
логически
непротиворечивого
построения
данной
теории
.
Остается
путь
использования
иных
,
не
связанных
с
основопола
-
гающими
аксиомами
,
истин
.
Это
могут
быть
и
истины
,
получен
-
ные
эмпирическим
путем
.
Математика
связана
с
познанием
природы
.
Многие
ее
теории
оказываются
адекватными
моделям
,
используемым
при
описании
природных
процессов
.
Например
,
движение
небесных
тел
описывается
теорией
,
в
которой
используется
геометрия
ко
-
нических
сечений
(
окружности
,
эллипса
,
параболы
).
Именно
эта
математическая
теория
оказалась
адекватной
тем
физическим
явлениям
,
которые
описываются
небесной
механикой
.
Таких
примеров
много
.
Вот
почему
математику
можно
отнести
к
фун
-
даментальным
наукам
,
которые
существенно
облегчают
позна
-
ние
окружающего
нас
мира
.
Она
оказывается
крайне
абстракт
-
ным
,
но
весьма
полезным
отражением
реальности
.
Часто
мате
-
матики
«
рисуют
»
правильный
формальный
образ
того
,
что
еще
никем
не
наблюдалось
.
Например
,
один
тип
дифференциальных
уравнений
оказался
точным
абстрактным
портретом
электро
-
магнитных
волн
,
распространяющихся
в
свободном
пространст
-
ве
,
что
обнаружилось
лишь
после
открытия
и
эксперименталь
-
ных
исследований
этих
волн
.
Возможность
«
забегания
»
матема
-
тиков
вперед
в
познании
реальности
связана
,
вероятно
,
с
тем
,
что
мозг
человека
есть
Do'stlaringiz bilan baham: |