Projekti eesmärgid ja sidusus

Projekti peamine eesmärk on uuendada füüsika magistriõppekava, luues selle jaoks nanotehnoloogia moodulid. Nanotehnoloogia on teaduse ja tehnoloogia haru, mis tegeleb materjalide, struktuuride ja süsteemide valmistamise ja uurimisega, mille vähemalt üks mõõde on iseloomustatav nanomeetrilises pikkusskaalas. Antud projekti käigus on kavas luua nanotehnoloogia primaarmoodul (24 EAP, 16 AP) ja nanotehnoloogia sekundaarmoodul (24 EAP, 16 AP). Antud projekti tulemusel tekib üliõpilastel füüsika magistriõppe raames võimalus spetsialiseeruda nanotehnoloogia erialale.

Nanotehnoloogia kui ühe kõige kiiremini areneva teadus- ja tehnoloogiaharuga seotut on Tartu Ülikoolis õpetatud varemgi, kuid vastavad loengud ja praktikumid on olnud hajutatud erinevate õppekavade, moodulite ja õppeainete vahel. Samuti on õpetatavate spetsiifiliste teemade fookus olnud pigem õppejõu ja teadustemaatika keskne, mistõttu ettevõtluse vajadustega on seosed nõrgemad ja episoodilised. Loodavate nanotehnoloogia moodulite eesmärk on koondada Tartu Ülikoolis ja partnerfirmades olev kompetents tööturu vajadustega kooskõlas olevate nanotehnoloogia erialamoodulite loomiseks. Moodulite loomise käigus töötatakse välja mitmeid uusi tipptasemel loengukursusi ja praktikume ning kaasatakse partnerfirmasid nii õppetöö läbiviimiseks kui ka praktiliste töökogemuste andmiseks.

Nanotehnoloogia on lähima kümne aasta tehnoloogilise arengu üks olulistest märksõnadest, millel on väga suur majanduslik mõju. Tehnoloogia areng on jõudnud faasi, kus toimub laiaulatuslik nanotehnoloogia elementide juurutamine tavapärastes tootmistehnoloogiates väga mitmetes erinevates valdkondades. Olgu selleks siis süsinik nanotorude lisamine paljudesse tavamaterjalidesse või keemiatööstuse efektiivsuse suurendamine nanoosakestest katalüsaatorite abil.

On oluline, et ettevõtluse ja T&A tegevuse jaoks koolitataks välja piisavalt spetsialiste kes:
- omaks baasteadmisi nanodimensionaalsetest füüsikalistest ja keemilistest protsessidest aru saamaks ettevõtluses juurutatavate (nii loodavate kui ka sisseostetavate) tehnoloogiate olemusest
- oskaks tehnoloogiaid kohandada ja edasi arendada vastavalt kohalikest oludest ja turu nõudlusest lähtuvalt
- oskaks tagada uute tehnoloogiate kasutuselevõtuga seotud ohutusnõudeid (niinimetatud nano-ohutus, kõige lihtsamaks näiteks nanoosakesed kosmeetikas)
- suudaks piisaval tasemel kommunikeeruda T&A asutustega ühiste tehnoloogiaarendustegevuste läbiviimisel.

Kui siiani pärssisid vastavate spetsialistide rakendamist ettevõtluses esialgsed suured kulutused, siis tänu hiljutistele riiklikele meetmetele (mobiilsustoetused, innovatsiooniosakud jt.) on järsult suurendanud/suurendamas nõudlust vastavate spetsialistide järele. Ettevõtlusesse suunduv piisav spetsialistide hulk tagab uute toodete ja tehnoloogiate juurutamiseks hädavajaliku tingimuse täitmise. Nimelt peavad innovatsiooniahela kõik osalised (fundamentaalteadus, tehnoloogiaarendus ja tootmine) olema ühtlasel ja samas kõrgel tasemel. Lõuna-Eesti regioonis on fundamentaalteadus TÜ Füüsika Instituudi (TÜ FI) ja TÜ Keemia Instituudi näol piisavalt kõrgel ja jätkusuutlikul tasemel, mida on tugevalt toetanud/toetamas hiljutised ja tulevased investeeringud seadmepargi ja infrastruktuuri uuendamisse. Hiljutised ja tulevased märkimisväärsed toetused tehnoloogiaarendustegevusse (Eesti Nanotehnoloogiate Arenduskeskus, Tartu Teaduspargi NanoLab jt.) tagavad innovatsiooniahela teise lüli piisava ja areneva tugevuse. Käesolev meede on suunatud eeskätt kolmanda lüli – tootmise – vajamineva tugevuse saavutamiseks vajalike spetsialistide ettevalmistamise kaudu.

Nanotehnoloogia erialamoodulid saavad olema ainsad omataolised Eestis. Osaliselt analoogsed õppekavad/moodulid on olemas teistes Läänemere regiooni ülikoolides (Rootsis näiteks Lundi Ülikoolis ja KTH’s), kuid nanotehnoloogia on niivõrd kiiresti arenev ja oluline valdkond, et sellesuunaline õpe peaks kindlasti olema kättesaadav ka Tartu Ülikoolis. Kõige olulisem, mis antud projekti nanotehnoloogia mooduleid eristab mujal Läänemere piirkonnas toimivatest õppekavadest, on antud projekti väga suur integreeritus firmadega. Väga oluliseks uudseks lahenduseks on nanotehnoloogia alal tegutsevate partnerfirmade kaasamine praktikumide läbiviimiseks ja praktiliste töökogemuste andmiseks.

Käesolev projekt on suunatud teadmistepõhise ühiskonna arengule ja on täielikus kooskõlas meetme “Kõrgkoolide koostöö ja innovatsiooni arendamine” ja selle alameetme “Kõrgkoolide ja ettevõtete koostöö” eesmärkidega. Antud projekt on kooskõlas ka Eesti teadus- ja arendustegevuse ning innovatsiooni strateegiaga “Teadmistepõhine Eesti” 2007–2013, Eesti kõrgharidusstrateegia aastateks 2006–2015 ning Tartu Ülikooli ja TÜ Füüsika Instituudi arengukavadega. Nii näiteks TÜ teadus- ja arendustegevuse programm realia et naturalia valdkonnas 2005-2015 nimetab nanotehnoloogiat kui ühte valdkonna eelisarendatavat teadussuunda.

Lisaks traditsioonilistele innovatiivsetele lahendustele nagu e-õpe ja veebipõhine õpe, planeeritakse spetsiifilisi lahendusi, mis on seotud nanotehnoloogia valdkonna eripäradega. Nanotehnoloogias on üldreegliks aparatuuri kõrge hind ja kiire areng, mistõttu on otstarbekas kasutada praktikumides teatud ulatuses teadusaparatuuri. Üldjuhul paiknevad sellised seadmed nn. puhasruumides, kus spetsiaalse infrastruktuuri abil tagatakse sisuliselt tolmuvaba töökeskkond. Uudse lahendusena on plaanis välja töötada distantspraktikumid, mis võimaldaks tudengitel kasutada puhasruumis olevaid kallihinnalisi seadmeid lihtsamate töövõtete omandamiseks. Võimalus praktikumid läbi viia distantsilt ilma puhasruumi sisenemata võimaldab oluliselt kokku hoida praktikumi kulusid ning vähendab olulisel määral “õnnetusjuhtumite” (s.t. aparatuuri kahjustumise) võimalust, mis puhasruumide korral võivad kujuneda väga kulukateks. Samuti on plaanis korraldada õppereise Euroopa, eeskätt Skandinaavia nanotehnoloogia õppe- ja teaduskeskustesse, mis oleks väga oluliseks osaks õppetöös, sest nanotehnoloogiliste seadmete kalli hinna tõttu on rahvusvaheline koostöö eeskätt praktilise õppetöö korraldamisel efektiivne moodus kulutuste optimeerimiseks.

Antud õppekava uuendamise väga otsene efekt on see, et nanotehnoloogiaga tegelevad firmad saavad tööle võtta inimesi, kellel on olemas juba väga suur hulk spetsiifilisi teadmisi, kogemusi ja praktikat. Seeläbi paraneb väga suurtel määral firmade konkurentsivõime ja suurenevad laienemisperspektiivid.

Olulisemad tegevused projekti raames

1.  Õppekavade struktuuri ja eesmärkide analüüs

Selleks, et luua tippkvaliteediga ja jätkusuutlikud nanotehnoloogia moodulid, tuleb kindlaks määrata nende moodulite eesmärgid ja struktuur.

2. Väljundipõhiselt eesmärgistatud õppekava ja sellega seotud täiendusõppemoodulite koostamine

3. Praktika parem seostamine õppekava õpiväljunditega

4. Uutel või kaasajastatud õppekavadega seotud täiendusõppe pakkumine

Tegevuse eesmärgiks on pakkuda nanotehnoloogia alast täiendõpet eeskätt partnerfirmade töötajatele, aga ka teadusasutuste töötajatele ja teistele huvilistele.
Täiendkoolitus toimub teemadel, mille vastu partnerfirmad on projekti ettevalmistamise faasis huvi üles näidanud. Täienduskoolitus eeldab eelnevat loodusteadusliku maailmapildi olemasolu vähemalt bakalaureusekraadi tasemel.
Projekti partneritelt koolitusel omaosalust ei küsita. Teistelt soovijatelt küsitakse omaosalus 20 % koolituse arvestuslikest kuludest.

5. Välisõppejõu kaasamine vähemalt 1 (ühe) ainepunkti mahus õppetöö läbiviimiseks

On selge, et iga spetsiifilise kursuse jaoks pole Eestist võtta tipptasemel õppejõudu. Tagamaks kõigi kursuste/praktikumide läbiviimist tipptasemel, on kavas kaasata välisõppejõude.

6. Õppe- ja teaduskirjanduse hankimine ja tõlkimine, õppematerjalide loomine ja hankimine