7
YANGI O'ZBEKISTON ILMIY
TADQIQOTLAR JURNALI
www.in-academy.uz
2-JILD, 2-SON, 2-QISM (YOʻITJ)
TEXNIK OLIY TAʻLIM MUASSASALARIDA
MATERIALSHUNOSLIK VA FIZIK FANLARINING
INTEGRALLASHUVI
Abdurahmonova Shohidaxon
TIQXMMI “MTU” asistenti
TIQXMMI “MTU” 2-bosqich talabasi
Jonibekova Sayyora
.
https://doi.org/10.5281/zenodo.14931939
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Qabul qilindi:21-fevral 2025 yil
Ma’qullandi: 22-fevral 2025 yil
Nashr qilindi: 26-fevral 2025 yil
Ushbu
maqolada
texnik
oliy
taʻlim
muassasalarida materialshunoslik va fizik fanlarining
integrallashgan holda ta'lim berilishi ustozlar va
talabalar vaqti va ta'lim sifatini oshishiga , dars
soatlarini ko'payishi , bir vaqtning o'zida ikki fandan
chuqurroq ta'lim olish imkonini yanada oshishi haqida
aytib oʻtilgan.
KEY WORDS
integrallashuv, integratsiya,
termodinamika, materialshunoslik,
nano, keramika, elektrotermik
Kirish
O'zbekiston Respublikasi Prezidentining 2012-yil 28-maydagi Malakali pedagog
kadrlarni tayyorlash hamda orta maxsus, kasb-hunar talimi muassasalarini shunday kadrlar
bilan taminlash tizimini yanada takomillashtirishga oid chora-tadbirlar togrisida”gi qarori.
Materialshunoslik va fizika fanlari zamonaviy ilm-fan va texnologiyaning ajralmas
tarkibiy qismlaridir. Ushbu maqolada ularning integratsiyasining nazariy asoslari,
fundamental fizik qonunlarning yangi materiallar yaratish jarayoniga ta’siri va zamonaviy
eksperimental hamda hisoblash usullarining roli tahlil qilinadi. Nanotexnologiyalar, kvant
materiallari, yuqori haroratli supero‘tkazuvchilar va kompozit materiallar kabi ilg‘or
yo‘nalishlar misolida fizik qonuniyatlarning materialshunoslikda qo‘llanilishi ko‘rib chiqiladi.
Integratsiya — lotincha so‘z bo‘lib, tiklash, to‘ldirish, qismlarni bir butun qilib
birlashtirish ma’nolarini anglatadi. Ta’lim jarayonida bilimlarning integratsiyasi yoki
fanlararo bog‘lanishdan keng foydalaniladi.
Integratsiya — tabiat haqidagi yagona bilimlar tizimi bo‘lib, u turli fanlarga oid
bilimlarni yagona maqsad yo‘lida birlashtirishni nazarda tutadi.
Ta’limda integratsiyani qaror toptirish vazifalari :
Integrallashgan o‘quv kurslari o‘quvchilarda dunyoning yaxlitligi haqida umumiy
tasavvur hosil qilishga yordam beradi. Har bir fan mazmuni nafaqat o‘quv dasturida
belgilangan mavzularni, balki tabiat va moddiy borliq hodisalarini ham qamrab olishi kerak.
8
YANGI O'ZBEKISTON ILMIY
TADQIQOTLAR JURNALI
www.in-academy.uz
2-JILD, 2-SON, 2-QISM (YOʻITJ)
Predmetlararo aloqalarni joriy etish quyidagi imkoniyatlarni yaratadi:
O‘quvchilar bilimlarini tizimlashtirish, chuqurlashtirish va mustahkamlash;
Ilmiy dunyoqarashni shakllantirish;
Moddiy dunyo va uning rivojlanishini yaxlit tarzda ilmiy tasavvur qilish bilan
qurollantirish;
Turli fanlardan darslarda olingan bilim, ko‘nikma va malakalarni majmuaviy ravishda
qo‘llash va mustahkamlash imkoniyatini yuzaga keltirish .
Ilmiy va texnologik taraqqiyot yangi materiallarni ishlab chiqish zaruratini keltirib
chiqarmoqda. Bugungi kunda materiallarning fizik xossalarini boshqarish orqali ularning
mexanik, termik, elektr va optik tavsiflarini yaxshilash mumkin. Fizika va
materialshunoslikning birlashuvi yangi avlod materiallari, jumladan, nanozarrachalar, kvant
nuqtalar, yuqori haroratli supero‘tkazuvchilar va biomateriallarning yaratilishiga imkon
bermoqda. Ushbu maqolada ushbu jarayonning nazariy va amaliy jihatlari muhokama qilinadi.
1. Materialshunoslik va fizikaning uzviy bog‘liqligi
Materialshunoslik va fizikaning o‘zaro ta’siri quyidagi asosiy tamoyillarga asoslanadi:
Atom va molekulyar struktura: Materiallarning xossalari ularning atomlararo bog‘lanishlari
va kristall tuzilishiga bog‘liq.
Termodinamik qonuniyatlar: Materiallarning barqarorligi va fazaviy o‘tishlari
muvozanat va entropiya tamoyillariga asoslanadi.
Elektromagnit hodisalar: Elektronlarning harakati va ularning material bilan o‘zaro
ta’siri elektr va optik xossalarni belgilaydi.
Kvant mexanikasi: Nanoo‘lchamli strukturalarning fizik xossalari klassik fizikadan
farqli tarzda ifodalanadi.
2. Fizikaviy qonuniyatlar asosida ilg‘or materiallar yaratish
2.1. Nanomateriallar va kvant mexanikasi
Nanomateriallarning o‘lchamlari nanometr (1–100 nm) darajasida bo‘lgani uchun,
ularda kvant effektlari kuzatiladi. Quyidagi jarayonlar nanomateriallarning xossalarini
belgilaydi:
Kvant cheklov effekti – Elektronlarning energiya holatlari diskret bo‘lib, kvant nuqtalar
va kvant simlarida kuzatiladi.
O‘ta yuqori mustahkamlik – Nanomateriallarning tuzilishi an’anaviy materiallarga
nisbatan mustahkamlik va elastiklikni oshiradi.
Ta’limda
integratsi
yani
qaror
topdirish
vazifalari
ixtisoslik yo‘nalishiga muvofiq ravishda mavjud ishlab
chiqarish obyektlarini tanlash;
oliy o‘quv yurti ta’lim muassasalari bilan mavjud ishlab
chiqarish subyektlari o‘rtasidagi hamkorlik aloqalarini
ishlab chiqarish subyekti bilan pedagogik oliy o‘quv
yurti o‘rtasidagi hamkorlikning barqarorligini
9
YANGI O'ZBEKISTON ILMIY
TADQIQOTLAR JURNALI
www.in-academy.uz
2-JILD, 2-SON, 2-QISM (YOʻITJ)
Yorug‘lik va elektron transporti – Nanomateriallar fotoelektrik sensorlar va kvant
kompyuterlar uchun asos yaratadi.
2.2. Supero‘tkazuvchilar va elektron to‘lqin tabiati
Supero‘tkazuvchilar materiallar elektronlarning kollektiv harakati (Cooper juftlari)
orqali elektr qarshiliksiz tok o‘tkazish xususiyatiga ega. Zamonaviy tadqiqotlar quyidagi
yo‘nalishlarda olib borilmoqda: Yuqori haroratli supero‘tkazuvchilar (YHS) – keramika
asosidagi materiallar 100 K (-173°C) dan yuqori haroratda supero‘tkazuvchanlikni namoyon
qiladi. Kvant kompyuterlar – Supero‘tkazuvchi kvant bitlari (kubitlar) kvant hisoblash
tizimlari uchun asos bo‘lib xizmat qiladi.
2.3. Kompozit materiallar va ularning fizik tavsifi
Kompozit materiallar ikki yoki undan ortiq tarkibiy qismning optimal xossalarini
birlashtirib, yangi funksional materiallarni yaratish imkonini beradi:
Polimer-kompozitlar – Yengil va yuqori mustahkamlikka ega bo‘lib, aerokosmik sohada
qo‘llaniladi.
Keramika-matrix kompozitlari – Yuqori haroratga bardoshli bo‘lib, turbinalar va
dvigatellar uchun ishlatiladi.
3. Eksperimental va hisoblash usullari
3.1. Fizik eksperimental usullar
Rentgen diffraksiyasi (XRD) – Materiallarning kristall tuzilishini tahlil qilish.
Raman spektroskopiyasi – Materialning optik va kimyoviy xossalarini aniqlash.
Elektron mikroskopiya – Nanozarracha va yuzalar tuzilishini tadqiq qilish.
3.2. Hisoblash va modellashtirish
Dasturiy kvant mexanikasi (DFT – Density Functional Theory) – Atom va
molekulalarning kvant xossalarini hisoblash.
Molekulyar dinamika (MD) – Materiallarning harorat va bosim sharoitlaridagi
o‘zgarishini modellashtirish.
Sun’iy intellekt va mashinalarni o‘rganish – Yangi materiallarning xossalarini oldindan
bashorat qilish.
4. Amaliy tatbiqlar
Materialshunoslik va fizikaning integratsiyasi quyidagi sohalarda innovatsion yondashuvlarni
ta’minlamoqda:
4.1. Aero-kosmik sanoati
Uglerod tolali kompozitlar va titan-qotishmalar raketa dvigatellari va sun’iy yo‘ldoshlar uchun
asosiy material sifatida ishlatilmoqda.
4.2. Elektronika va kvant hisoblash
Supero‘tkazuvchilar asosidagi kvant kompyuterlar, yuqori samaradorlikka ega yarim
o‘tkazgichlar va fotonika texnologiyalari.
4.3. Biotibbiyot
10
YANGI O'ZBEKISTON ILMIY
TADQIQOTLAR JURNALI
www.in-academy.uz
2-JILD, 2-SON, 2-QISM (YOʻITJ)
Nanozarrachalar asosida dori yetkazib berish – dorilarning aniq yetkazib berilishini
ta’minlaydi.
Biokompatibil materiallar – suyak implantlari va biosensorlar ishlab chiqarishda qo‘llaniladi.
4.4. Energetika va ekologiya
Quyosh batareyalari uchun yangi avlod materiallari – perovskitlar va organik fotoelektrik
hujayralar.
Yashil energiya uchun gidrogen saqlovchi materiallar.
Xulosa
Materialshunoslik va fizikaning integrallashuvi ilmiy va texnologik yutuqlarning asosiy
yo‘nalishlaridan biri hisoblanadi. Zamonaviy eksperimental va hisoblash texnologiyalari yangi
avlod materiallarini yaratishga imkon bermoqda. Nano, kvant va kompozit materiallarning
rivojlanishi elektronika, biotibbiyot, aerokosmik sanoat va ekologiya kabi ko‘plab sohalarga
ta’sir ko‘rsatmoqda.
Materialshunoslik va fizika fanlarini integrallashgan holda ta'lim berilishi ustozlar va
talabalar vaqti va ta'lim sifatini oshishiga , dars soatlarini ko'payishi , bir vaqtning o'zida ikki
fandan ta'lim olish imkonini beradi.
Bu materialshunoslik va fizika fanlarini integrallashini talabalar chuqurroq o'rganishi
uchun TIQXMMI MTU da kafedralar birgalikda ta'lim sifatini yanada oshirish uchun kurs
tashkil etgan . Bu kurs raxbari Abdurahmonava Shohida boshchiligida ilmiy izlanishlar olib
borilmoqda .
Foydalanilgan adabiyotlar
1.
Sh.Abduraxmonova
Texnika
otm
talabalarining
amaliy-kasbiy
tayyorgarligini
takomillashtirish jarayonida oʻquv fanlarini integratsiyalash shart-sharoitlari .“Ta’lim, fan va
11
YANGI O'ZBEKISTON ILMIY
TADQIQOTLAR JURNALI
www.in-academy.uz
2-JILD, 2-SON, 2-QISM (YOʻITJ)
innovatsiya” ma’naviy-ma’rifiy, ilmiy-uslubiy jurnalining 2023 yil 3-son 497-500 betlar ISSN
2181-8274
2.
Ш.А.Абдурахмонова Бўлажак мухандисларга “Материалшунослик” ва “Конструкцион
материаллар технологияси” фанини ўқитиш асосида амалий касбий тайёргарлигини
такомиллаштириш методикаси. “Ta’lim, fan va innovatsiya” ma’naviy-ma’rifiy, ilmiy-
uslubiy jurnalining 2023 yil 2-son 54-56 betlar ISSN 2181-8274
3.
Sh.Abduraxmonova
Bo’lajak
mutaxassislarni
amaliy
kasbiy
tayyorlashda
“Materialshunoslik” fanini boshqa fanlar bilan integratsiyalashga ta’sir etuvchi
omillar ―Pedagogik mahorat‖ ilmiy-nazariy va metodik jurnal. 2023, No 7, 165-172, betlar
ISSN 2181-6883 Elektron manzil: nashriyot_buxdu@buxdu.uz
4.
Ш.А.Абдурахмонова Интеграции обучения и совершенствования практической
профессиональной подготовки инженерных кадров Математическое и программное
обеспечение систем в промышленной и социальной сферах
«Магнитогорский
государственный технический университет им. Г.И.Носова» М и ПОС 2023 Т. 11. № 2
ISSN 2306-2053 ISSN 2658-3194
20-25бетлар
