Междисциплинарная подготовка научных кадров

Полный Curriculum программы Biomedical Computation (BMC) приведен в Приложении [5].

• Программами на стыке разнопрофильных наук (биологии, медицины и информатики) являются программы Graduate Degrees in Biomedical Informatics (BMI), реализуемые Стэнд-

фордской медицинской школой (Stanford School of Medicine). Их целью является подготовка исследователей в области биомедицинской информатики с акцентом на новые вычислительные методы и применение информационных технологий в продвинутой биологии и медицине: биоинформатика изучает методы и концепции, имеющие отношение к классической биологии, клиническая информатика – методы лечения и реабилитации пациентов, информатика в здравоохранении – комплексные методы, относящиеся к системе здравоохранения.

В результате освоения программы возможно получение четырех последипломных степеней. Все образовательные траектории имеют одинаковый базис и расходятся только в практических приложениях.

Программа The Academic Masters in Biomedical Informatics

(очное обучение) ориентирована на исследовательскую подготовку и дальнейшую академическую или научную карьеру. Кроме того, эта программа предлагается обладателям степеней

M.D. (Doctor of Medicine – доктор медицины), R.N. (registered nurse – дипломированная медсестра) и Ph.D. как междисциплинарный постдокторский тренинг. Программа направлена на изучение новых подходов к моделированию в биологии, медицине, создание новых алгоритмов решения сложных актуальных проблем в этих областях.

Исследовательская и академическая составляющие программы имеют равные объемы. Обучение ведется по гибким программам, предметное поле которых (Curriculum) формируется индивидуально в зависимости от решаемых исследовательских задач. Общий объем – 45 USCS. Студенты, имеющие пре-

52

дыдущее образование в области Computer Science, Biomedical Computation или в любой из биологических наук, частично уже выполнили требования программы, и это учитывается при составлении учебного плана. В то время как математики, специализировавшиеся в теории вероятности, статистике, постановке эксперимента, обучении машин, должны изучить некоторые дополнительные дисциплины, связанные с биоинформатикой, как обязательный додипломный минимум. Специализация ведется

в5 областях:

−Biomedical Informatics;

−Probability, Statistics, Decision Science, Machine Learning, Experimental Design;

−Computer Science;

−Biomedical Domain Knowledge;

−Ethical, Social and Legal Policy.

Практическая составляющая (practicum) является обязательной частью исследовательской программы. Студенты, специализирующиеся в биологических науках (генетика, структур-

ная биология и др.) выполняют исследовательские проекты на стыке наук. Кроме того, все обучающиеся обязаны участвовать

внаучных мероприятиях факультета – работе Journal Clubs, научныхдокладах ипрезентациях, конкурсахгрантов, конференциях.

Программа The Doctor of Philosophy in Biomedical Informatics (очное обучение) адресована обладателям степеней B.A./B.S., M.S., M.D., желающим продолжить исследовательскую карьеру

вакадемической науке или индустрии. Срок обучения – 5 лет. Программу можно отнести к сопряженным двухуровневым (магистерский и докторский уровень) [5].

Общий объем образовательной программы подготовки – 135 USCS. Образовательная составляющая, кроме лекционных курсов, включает в течение первого года обучения междисцип-

линарный лабораторный практикум – работу в исследователь-

ских лабораториях, занимающихся решением проблем на стыке наук. В конце второго года обучения сдается устный междисци-

плинарный квалификационный экзамен.

53

Исследовательская составляющая включает междисциплинарную НИР, направленную на построение семантических вебмоделей для биологии и медицины, создание интерактивных моделей для решения прикладных задач, таких как клинические исследования, создание баз данных и др.

Итоговой квалификационной работой является диссерта-

ция, выполняемая на стыке наук.

Следует отметить, что программа The Doctor of Philosophy in Biomedical Informatics может быть реализована как дополнительная The Ph.D. minor (дуальная) для докторантов, обучающихся по другим направлениям (биология, медицина, информатика и вычислительная техника, химия, статистика, математика идр.).

Таким образом, в Стэндфордском университете (Stanford University) реализуется подготовка как на стыке близких (смежных) специальностей (направлений) (например, математика и компьютинг), направленная на развитие глубины (depth), так и на стыке разнопрофильных наук, направленная на усиление широты (breadth) образования [10].

Междисциплинарность подготовки на додипломном уровне обеспечивается включением в основной образовательный план междисциплинарных элективных дисциплин для обеспечения широты подготовки. Глубина подготовки обеспечивается Capstone Class, позволяющим осваивать узкие дисциплины (спецкурсы), интегрирующие различные аспекты различных наук, на стыке которых ведется обучение. Важной составляющей междисциплинарной подготовки является НИР, выполняемая в рамках реальных междисциплинарных инновационных проектов университета. Важным инструментом обеспечения междисциплинарности является диверсификация образовательных траекторий[8].

На последипломном уровне механизмы и формы реализации междисциплинарности подготовки не претерпевают существенных изменений. Междисциплинарность программ, реализуемых на стыке смежных областей знаний, обеспечивается включением в образовательный компонент существенного по объему (50 % программы) блока терминальных элективных

54

дисциплин различных видов. Глубину подготовки обеспечивают: focused electives – сфокусированы в области проводимых междисциплинарных исследований, specialized electives – спецглавы изучаемых наук продвинутого уровня. Широту подготовки обеспечивают free electives. Основу исследовательского компонента представляют междисциплинарные диссертационные исследования. Междисциплинарность последипломных программ, выполняемых на стыке разнопрофильных наук, обеспечивается в основном на базе исследовательской и практической деятельности. Академический компонент включает междисциплинарный лабораторный практикум – работу в исследовательских лабораториях, занимающихся решением проблем на стыке наук. Студенты выполняют междисциплинарную НИР – исследовательские проекты на стыке наук. Квинтэссенцией научной деятельности являются диссертационные исследования на стыке наук.

3. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ ПОДГОТОВКИ НАУЧНЫХ КАДРОВ В РОССИЙСКИХ УНИВЕРСИТЕТАХ

Московский государственный университет им. М.В. Ло-

моносова (МГУ). Одним из приоритетных направлений, в рамках которого МГУ реализует междисциплинарные образовательные программы, являются нанотехнологии.

• Базовым подразделением университета для реализации междисциплинарной основной образовательной программы

222900.68 «Нанотехнологии» является Научно-образователь- ный центр по нанотехнологиям (НОЦ МГУ) [15].

Одной из форм междисциплинарного обучения, реализуе-

мых центром, является межфакультетский курс лекций «Фун-

даментальные основы нанотехнологий», который читается ведущими учеными (среди лекторов – 13 членов РАН). Цель курса – дать студентам представление о тех фундаментальных вопросах физики, химии и биологии, которые лежат в основе современных нанотехнологических приложений. Эти лекции открыты для посещения всеми желающими (в том числе – для других высших учебных заведений). Лекции виртуализированы. Созданный электронный контент позволяет вести обучение

сприменением дистанционных образовательных технологий.

ВМГУ существует практика создания межфакультетских студенческих групп, обучающихся по трем межфакультетским основным образовательным программам специализации маги-

стеров: «Наносистемы и наноустройства», «Функциональные наноматериалы» и «Нанобиоматериалы и нанобиотехнологии».

Перспективным механизмом развития междисциплинарно-

сти программ подготовки является интеграция образования и науки. Успешный опыт в этой области был накоплен при реализации программы «Интеграция», в рамках которой были соз-

даны междисциплинарные учебно-научные центры РАН и уни-

56

верситетов. Важным направлением их деятельности является разработка лабораторных практикумов на стыке наук и совместных междисциплинарных образовательных программ с институтами РАН и государственными научными центрами.

Создание эффективных практикумов становится возможным благодаря привлечению ресурсов академических институтов, государственных научных центров (современных установок, уникального оборудования и др.).

Еще один механизм развития междисциплинарности реализуемых программ – межвузовская кооперация, делающая воз-

можным выполнение курсовых и дипломных работ на стыке наук и совместных аспирантских проектов. В частности, в МГУ широко практикуются совместные аспирантские проекты с зарубежными университетами (50 % исследовательской и академической работы аспирант выполняет за рубежом). Предполагается выполнять аналогичные совместные аспирантские проекты по системе «университет – академический институт» или «университет – государственный научный центр». При этом предусматривается два научных руководителя и возможность работать на научном оборудовании в научных учреждениях и вузе.

• Другим подразделением МГУ, реализующим междисциплинарные программы подготовки в области нанотехнологий,

является Факультет наук о материалах (ФНМ), созданный при участии химического, физического и механико-математического факультетов МГУ для разносторонней междисциплинарной подготовки специалистов [15].

Создание факультета наук о материалах в МГУ было продиктовано потребностями стремительно развивающейся науки и техники на рубеже XXI века, особенно в областях, находящихся на стыке различных наук, таких как нанотехнологии и наноматериалы, биоматериалы, фотоника, сенсорика, микроэлектроника, спинтроника, ионика твердого тела. Все эти области составляют фундамент современного технологического прогресса. Без них немыслимы ставшие уже обыденными сотовые

57

телефоны, компьютеры, плоские дисплеи, искуственные импланты в медицине, лазеры и портативные плееры. А уже

вближайшем будущем могут появиться новые удивительные устройства, такие как одноэлектронные транзисторы и квантовые компьютеры. Одним из важнейших толчков к появлению факультета стало открытие явления высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП).

Основной задачей ФНМ является подготовка материалове- дов-исследователей высокого уровня – бакалавров и магистров, способных проводить современные научные исследования в областях химии, физики и механики материалов. В основе междисциплинарного университетского образования на ФНМ лежит синергетический подход. Каждый выпускник ФНМ в процессе обучения овладевает:

−базой материаловедения, с акцентом на химические аспекты создания и эксплуатации материалов, что подразумевает фундаментальную подготовку по основным химическим дисциплинам и специальным разделам химии твердого тела;

−теорией физических явлений, определяющих свойства материалов, что предполагает фундаментальную подготовку по физике конденсированного состояния;

−знаниями в области математических наук, что способствует овладению основными профилирующими дисциплинами, готовит выпускников к применению математических методов

всвоей профессиональной деятельности;

−знаниями в области математического моделирования, достаточными для сознательного конструирования материалов

иих направленного синтеза;

−методологией системного подхода к созданию, исследованию и применению материалов, навыками современного химического и физического эксперимента.

Подготовка студентов ведется по трехуровневой системе: бакалавриат (4 года) – магистратура (2 года) – аспирантура

58

(3 года) по направлению 020300.62 и 020300.68 «Химия, физика и механика материалов» и научным специальностям материаловедческого профиля (02.00.21 «Химия твердого тела», 01.04.07 «Физика конденсированного состояния»). Обязатель-

ные дисциплины изучаются первые четыре года (восемь семестров). После успешного окончания 4-го курса по результатам государственного экзамена и защиты квалификационной работы студенты получают дипломы бакалавра материаловедения и могут продолжить обучение в магистратуре.

Главное отличие системы подготовки студентов на ФНМ – режим максимального благоприятствования для занятий науч-

ной работой. Научно-исследовательская работа входит в учеб-

ный план начиная с первого курса. Все студенты после каждого семестра участвуют в научно-студенческих конференциях, где представляют результаты научной работы за семестр. Студенты имеют возможность по собственному выбору работать в научных лабораториях химического, физического, механикоматематического, геологического и биологического факультетов, научных институтов РАН и совместных научнообразовательных центров МГУ [15].

Факультет ежегодно организует работу секции фундаментального материаловедения в рамках международной студенческой конференции «Ломоносов», проводимой в МГУ. Для поощрения научной работы студентов ФНМ установлены премия Ученого совета, премии им. акад. В.А. Легасова и чл.-корр. РАН Н.Н. Олейникова.

Факультет наук о материалах имеет широкие научные контакты и совместные договоры о сотрудничестве с зарубежными университетами и исследовательскими центрами США, Германии, Франции, Швеции, Японии, Южной Кореи. Студенты ФНМ имеют возможность в 10-м семестре пройти 3–6-месячную стажировку в лучших зарубежных университетах или научных центрах. Совместная научная работа проводится в рамках международных проектов INTAS, DAAD, DFG, CRDF, МНТЦ и др.

59

Студенты и аспиранты неоднократно получали престижные международные стипендии, такие как стипендии Эйлера, стипендии фонда Гумбольта, стипендии DAАD, молодежные гранты INTAS, стипендии фондаHaldor Topsoe, стипендии компанииLG.

Другая форма международных контактов – участие в конференциях. По результатам выполнения научных работ многие из студентов становились лауреатами престижных международных наград и премий, таких как золотые и серебряные медали Общества материаловедов-исследователей (MRS), премии Европейского общества материаловедов (EMRS), Европейской академии наук. Аспиранты ФНМ имеют возможность обучаться в совместной аспирантуре МГУ и университетов Франции.

Факультетом наук о материалах проводятся передовые междисциплинарные исследования, направленные на получение новых классов функциональных материалов, включая развитие новых поколений наноматериалов и нанотехнологий. В связи с этим ФНМ придерживается политики приобретения самого современного, уникального и дорогостоящего научного оборудования. Факультет оснащен оборудованием, предназначенным для исследования наноматериалов, например сканирующим электронным микроскопом высокого разрешения, сквидмагнетометром, рамановским спектрометром – это приборы со стоимостью более миллиона долларов каждый. В рамках Центра коллективного пользования ко всем приборам имеют доступ студентыи аспиранты, которыеведутнаучныеисследованиянаФНМ.

При выполнении бакалаврских, магистерских и кандидатских диссертаций студенты и аспиранты ФНМ имеют возможность использовать оборудование аналитического центра ФНМ, что позволяет им проводить качественные исследования на самом современном оборудовании (Рамановском спектро-

метре Renishaw inVia Reflex, сублиматоре Labconco Freezone,

сухом боксе Labconco Protector, аналитических прецизионных весах Sartorius, а также системе комплексного исследования наноматериалов, включающей масс-спектрометр Perkin Elmer Elan

60