В ИТПМ открыта новая программа по специальности 03.05.02 «Фундаментальная и прикладная физика» специализация «Фундаментальная физика и информатика» (совместно с ИАПУ ДВО РАН, ТОИ ДВО РАН)

В 2025 году открыт набор на новую образовательную программу по специальности 03.05.02 «Фундаментальная и прикладная физика», специализация «Фундаментальная физика и информатика». Предусмотрено 15 бюджетных мест, срок обучения – 6 лет. Квалификация выпускника – «Физик. Преподаватель». Программа реализуется Институтом наукоемких технологий и передовых материалов (ИТПМ) ДВФУ совместно с Институтом автоматики и процессов управления (ИАПУ) ДВО РАН и Тихоокеанским океанологическим институтом (ТОИ) ДВО РАН.

О том, почему такая образовательная программа остро нужна именно сейчас, чему и как будут обучать студентов, и какие у них карьерные перспективы, в том числе в образовательной сфере, рассказывает руководитель образовательной программы Татьяна Николаевна Гнитецкая, доктор педагогических наук, профессор департамента общей и экспериментальной физики ИТПМ ДВФУ.

– Глобальные перемены, происходящие как в геополитической, так и в социальной сферах страны нашли свое отражение и в образовании. Сегодня в законе «Об образовании в Российской Федерации» указано, что основной задачей образовательных программ является их ориентация на удовлетворение потребности общества и государства в квалифицированных кадрах (ст. 11 закона 273 ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»), а не оказание образовательных услуг, как это было в предыдущей версии закона об образовании. Иными словами, для решения стратегических задач развития экономики и страны государству необходимы компетентные специалисты, ответственность за качественную подготовку которых несут школы, колледжи и университеты.

Интересный вопрос – а каких именно специалистов от нас ждут? Исследование Сколково, проводившееся в 2022–2023 годах, показало, что одной из самых востребованных отраслей знаний является физика. Например, совсем недавно IT-специалисту достаточно было знаний языков программирования и навыков их использования для решения каких-либо задач. Сегодня инженерия искусственного интеллекта нуждается в программистах, понимающих физику процесса и умеющих программировать «на уровне железа».

Наша новая программа специалитета содержит много дисциплин по цифровой физике и программированию, и одно из ее направлений нацелено на подготовку именно таких востребованных кадров.

В Институте успешно работают лаборатории суперкомпьютерных и квантовых вычислений и интеллектуальных технологий, где ученые-физики разрабатывают уникальные авторские программы ЭВМ и алгоритмы параллельного и многопоточного исполнения для решения задач статистической физики и физики фазовых переходов в таких перспективных материалах, как спиновый лед и фрустрированные магнетики. Создаются новые алгоритмы и программные продукты для исследования низкотемпературных свойств искусственного спинового льда, в том числе с использованием машинного обучения и нейронных сетей. С их помощью рассчитываются свойства кристаллических решеток, конфигурации которых имеют наибольшую вероятность. Исследования носят междисциплинарный характер, поскольку вычисление основных состояний геометрически фрустрированных магнетиков не может быть выполнено существующими методами для систем относительно большого числа взаимодействующих частиц.

Моделирование задач методами теоретической физики всегда относилось к разряду наиболее сложных задач науки.

Много интересных дисциплин в новой программе специалитета связано с моделированием теоретических задач физики. Их изучение создает базу для исследования магнитных свойств наночастиц и ультратонких магнитных пленок, используемых при создании новых материалов с заданными свойствами, а также для квантовомеханических расчетов (из первых принципов) различных электронных и спиновых характеристик многослойных пленок для задач спинтроники – аналога электроники, в которой вместо электрического тока электронов, используются спиновые токи. Данное направление в институте представлено научной лабораторией «Моделирования физических процессов», а в программу специалитета включены соответствующие дисциплины, которые ведут опытнейшие преподаватели, доктора и кандидаты физико-математических наук – сотрудники Института и ТОИ ДВО РАН.

Современный физик хорошо знает и физику, и математику, благодаря чему может успешно работать в прикладных направлениях, создавать, осваивать и адаптировать для производства новые технологии.

В программе также представлено научное направление физики конденсированного состояния. Глубокое знание физики твердых тел необходимо для развития наноэлектроники, успехи которой привели к созданию искусственного интеллекта, облачных сервисов, суперкомпьютеров и многих других технологий, развитие которых будет определять прогресс человечества ХХI веке. В лабораториях пленочных технологий, спин-орбитроники, электронной микроскопии ДВФУ, а также в лабораториях ИАПУ ДВО РАН, в которых будут проводиться занятия с обучающимися на программе специалитета студентами, ведутся исследования новых структур пониженной размерности, поверхностных фаз, квантовых проволок, магнитных наноструктур, квантовых точек на кремнии. Изучается возможность легирования полупроводниковых нанокластеров в атомном масштабе и исследуется их электронная структура. Дисциплины этого направления ведутся докторами и кандидатами физико-математических наук из ИАПУ ДВО РАН и нашего Института.

Прикладные задачи физики отражены в дисциплинах других перспективных направлений: спектроскопии и строения вещества и физики лазеров, которые ведут высококвалифицированные кадры лабораторий «Электронного строения и квантовохимического моделирования» и «Аналитической лазерной спектроскопии» соответственно.

Важной особенностью нашей программы является то, что по ее окончании выпускник получает квалификацию «Физик. Преподаватель», которая открывает новую возможность всем обучающимся на данной программе проявить себя в качестве и преподавателя физических дисциплин в университете, и школьного учителя физики, информатики, математики или астрономии.

Развитие естественнонаучного и математического образования, в том числе в школах, а также поддержка учителей выходит с 2025 года на уровень стратегических задач государства, что подтверждено комплексным планом мероприятий по повышению качества математического и естественно-научного образования на период до 2030 г. (Постановление Правительства РФ № 3333-р от 19 ноября 2024 г.). Новая программа специалитета 03.05.02 «Фундаментальная и прикладная физика», специализация «Фундаментальная физика и информатика» (Совместно с ИАПУ ДВО РАН, ТОИ ДВО РАН) полностью соответствует государственной политике в этой области. В учебном плане предусмотрена педагогическая практика студентов в общеобразовательных организациях и большой модуль педагогических дисциплин, которые ведут преподаватели Института – доктора и кандидаты педагогических наук, высококвалифицированные специалисты в методике преподавания физики. Много преференций для молодых специалистов, работающих в школе, предлагают администрации Приморского края и г. Владивостока, а возникший в последние 10 лет дефицит учителей естественнонаучных и математических предметов в Приморском крае и Владивостоке делает гарантированным трудоустройство выпускников программы с хорошей зарплатой. Возможен и целевой прием, когда школа посылает учиться на программу с тем, чтобы выпускник вернулся учителем в эту же школу. Такой студент получает не только стипендию, но и доплату от школы.

Отмечу, что, как и вышеприведенные физические направления, педагогическая часть образовательной программы специальности 03.05.02 «Фундаментальная и прикладная физика» отражает традиции научной педагогической школы по методологии физики, возникшей на физико-математическом факультете Дальневосточного государственного университета еще в 1957 году, а учителей физики и математики на базе того же факультета начали выпускать еще с 1923 года! Это важно, что мы начинаем не с нуля. В Институте имеется значительный задел по подготовке преподавателей в области физики и других естественных наук. Уже сейчас студенты-физики Института начиная с 3 курса в рамках педагогической практики преподают в школах г. Владивостока – для этого предусмотрены дни, свободные от обучения в кампусе. После практики некоторым из них предлагают остаться, и они совмещают учебу с работой учителя. Надо сказать, что многим студентам нравится преподавать – это живое, интересное дело, около 10 человек уже официально работают в образовательных учреждениях. А мы видим возникновение интереса к физике у школьников, и рассчитываем на то, что скоро это даст хорошие результаты в виде подготовленных и мотивированных абитуриентов, поступающих на физические направления университета. Полученные в школе знания позволят им хорошо учиться и выйти из университета квалифицированными специалистами – именно такими, которые нужны для успешного развития нашей страны.

Основная задача нашей образовательной программы по специальности 03.05.02 «Фундаментальная и прикладная физика», специализация «Фундаментальная физика и информатика» (Совместно с ИАПУ ДВО РАН, ТОИ ДВО РАН) – готовить квалифицированного специалиста «широкого профиля». Программа специалитета рассчитана на 6 лет. Наш выпускник уже на 3 курсе может выбрать своё дальнейшее профессиональное направление – быть специалистом в области суперкомпьютеров и работать в сфере цифровых информационных технологий, или стать теоретиком, или специалистом в областях наноэлектроники, оптики лазеров, или синхротронного излучения и, как уже отмечалось, все они могут преподавать.

В Институте очень хорошая лабораторно-приборная база, есть как современное научное оборудование, так и учебное. Для подготовки физиков это очень важно, критически важно – иметь возможность провести эксперимент, обработать данные, сделать расчеты, построить модель! Студенты Института могут прийти в любую лабораторию, и не только посмотреть, над чем там работают, но и принять участие в этой работе. Многие находят свое направление, увлекаются научным поиском, поэтому в наших лабораториях много молодежи, они видят перспективы – выигрывают гранты, публикуются в престижных журналах, защищают диссертации, строят карьеру ученого.

Но даже если наука студенту «не зашла», полученные знания и навыки востребованы на рынке труда – фундаментальное понимание физических процессов, умение работать на современном оборудовании и с современными материалами, знания в области программирования, вычислительных процессов и работы с большими данными. Без знаний в области физики невозможно освоить много других профессий, в том числе любую техническую профессию.

В завершение хочу обобщить – данная программа специалитета дает знание ФИЗИКИ и право получить ПРОПУСК в мир будущего: квантовые технологии, искусственный интеллект и бесконечный космос!