مقدمه
اين نوشته به معرفي فناوري نانو، اهميت آموزش آن در برنامه درسي و روشهاي موجود براي آموزش آن مي¬پردازد. نوشته حاضر حاصل تجربيات گروه پروژه باشگاه نانو است كه توليد محتوا به زبان ساده براي دانش آموزان و عموم مردم را در حوزه فناوري نانو، برعهده دارد.
فناوري نانو چيست و چرا اهميت دارد؟
فناوري نانو به معني توانايي دست کاري مواد و توليد در ابعاد نانومتر است. فناوريهاي مرسوم که هم اکنون رايج هستند، با مواد در حالت تودهاي سروکار دارند، حتي هنگام استفاده از فنون توليد در مقياس ميکرومتر نيز با ميلياردها اتم سروکار داريم. در مقابل، در فناوري نانو فنون مربوط به تغيير چينش اتمها و مولکولها در مقياس نانومتر مورد توجه قرار مي گيرد. در اين مقياس ديگر با توده هاي مواد رو به رو نيستيم، بلکه مي توان از تک مولکولها و تک اتمها سخن گفت. مقياس نانومتر از آن رو مورد توجه است که خواص مواد از نوع اتمهاي تشکيل دهنده آنها و آرايش اين اتمها ناشي مي شود؛ بنابراين اگر بتوانيم نوع و چينش اتمهاي تشکيل دهنده مواد را تغيير دهيم، مي توانيم مواد جديدي با خواص از پيش تعيين شده توليد کنيم. اين کار مهمترين هدف در فناوري نانو است. دانشمندان و صاحبنظران معتقدند که حوزه تاثير فناوري نانو و نانودانش در آينده بسيار گسترش خواهد يافت. مطالعات آينده نگري فناوري نشان مي دهد که فناوري نانو طي سالهاي آينده بازارهاي جهاني را تحت تاثير قرار خواهد داد و طي دهه هاي 2020 تا 2080 فناوري برتر جهان با بالاترين سهم از تجارت جهاني خواهد بود. همين طور پيش بيني مي شود که فناوري نانو تا 70 درصد از جنبه هاي مختلف زندگي انسان را تحت تاثير قرار خواهد داد. (گزارش ريچارد سيگل، مدير بخش فناوري نانو در بنياد ملي علوم ايالات متحده آمريكا)
ايران و فناوري نانو
اگر ابزار توسعه فناوري نانو در يک کشور را به دو بخش سختافزار - و انسانافزار - تقسيم کنيم، کشور ما در اين زمينة در حدي قابل قبول و در حال رشد است. در زمينة سختافزار، بيش از 80 آزمايشگاه از نقاط مختلف ايران اطلاعات تجهيزات خود را در سال 1383، به «شبكة زيرساخت آزمايشگاهي فناوري نانو ارسال كرده و متقاضي عضويت در شبكه شدهاند. همچنين از لحاظ نيروي انساني، با توجه به كسب مقام 42 جهاني و دوم كشورهاي اسلامي در زمينة چاپ مقالات مرتبط با فناوري نانو در مجلات معتبر ISI در سال 2004 مي¬توان ادعا کرد که ظرفيت خوبي در كشور وجود دارد. از سوي ديگر دولت جمهوري اسلامي ايران در راستاي تحقق چشمانداز 20 ساله جمهوري اسلامي ايران، جنبش نرمافزاري و بهبود سطح، كيفيت و امنيت زندگي مردم، دستيابي به جايگاه مناسب در بين 15 کشور برتر فناوري نانو ماموريت خود را در يك افق 10 ساله تصوير كرده است.
(سند راهبرد آينده برنامه ده ساله توسعه فناوري نانو در ايران- دفتر همكاريهاي فناوري رياست جمهوري)
رويكردهاي آموزش فناوري نانو در مقاطع پيش از دانشگاه
علوم مجموعه دانشهاي تلفيقي هستند که نميتوان آن را فارغ از گرايشها و زمينههاي مختلفش آموزش داد و فناوري نانو عرصه تجلي اين تلفيق است. ويژگيهاي علوم و فناوري نانو باعث شدهاست که بهانه خوبي براي تحول در روشهاي آموزشي فراهم آيد. در واقع آشنايي دانشآموزان با فناوري نانو باعث بالارفتن سواد علمي آنها در زمينه فيزيک، شيمي، زيستشناسي و علوم مواد در سطح مولکولي ميشود و همچنين کاربردهاي مختلف رياضيات را نيز حس ميکنند. به عبارت ديگر رويکرد آموزشي اين فناوري، آموزش درهمتنيده زمينههاي مختلف علوم با تاکيد بر کاربرد آن در فناوري نانو ميتواند باشد كه در راستاي هدف بهبود يادگيري علوم مختلف است. از سوي ديگر تلاش براي آموزش فناوريهاي نو با درک اين ضرورت بسيار مهم همراه است که حرکت بنيادين براي رشد و توسعة پايدار در هر يک از زمينههاي نوين و کلان علم و فناوري در کشور، نياز به فرهنگسازي و آشنايي ريشهاي دانشآموزان که دانشگران و فناوران فرداي جامعة ما هستند، با چنين مباحث نويني دارد. اين ضرورت، جهتدهندة اهداف کلان آموزش فناوري نانو مانند: افزايش سواد علمي در دانشآموزان نسبت به علوم و فناوري نانو، توليد محتواي علمي-آموزشيِ فارسي و مستند براي دانشآموزان و معلمان و اطلاعرساني در مورد توسعة بومي اين فناوري است.
مفاهيم نانو و روشهاي آموزش آن
مفاهيمي كه آموزشگران براي ايجاد درك از فناوري نانو در ميان دانش آموزان به آن نياز دارند، به طور خلاصه به شرح زير است:
• آشناكردن مخاطبين با فضا و ابعاد نانومتر
• آشنا كردن مخاطبين با مفهوم دستكاري
• توجه دادن به اين نكته كه براي كار در ابعاد نانو به ابزارهاي خاص نياز داريم.
• توجه دادن به توانايي هايي كه بشر با دستيابي به فناوري نانو كسب خواهد كرد
•توجه دادن به توام بودن توسعه علم و فناوري
براي آشنا كردن دانش آموزان با فناوري نانو لازم است تا محتواهاي جديد آموزشي با رويكرد فناوري نانو تاليف گردد و دراختيار دبيران و دانش آموزان قرار گيرد. ارايه محصولات و بكارگيريِ فيلم، انيمشن و شبيه سازي رايانه اي و همچنين طراحي و اجراي فعاليتهاي راهنما كه طي آن از يك پديده ماكروسكوپيك براي تبيين پديده هاي مقياس نانو استفاده مي شود، بسيار مفيد و موثر هستند كه نمونههايي از تجربيات آن در منابع داخلي موجود مي باشد.
