Учебное пособие по элективному курсу «Нанотехнологии: когда размер имеет значение»

Опубликовано 17.09.2012
Ольга Бобова   |   просмотров - 4109,   комментариев - 2
Учебное пособие по элективному курсу «Нанотехнологии: когда размер имеет значение»

Ольга Анатольевна Бобова,
учитель физики, г. Краснотурьинск Свердловской области

Наступил XXI век и всех волнуют вопросы о будущем, о развитии науки и техники в наступающем столетии. Удастся ли человечеству победить страшные болезни (рак, СПИД и некоторые другие), станут ли путешествия к Луне и другим планетам привычным для человека событием и как будут там выглядеть поселения? Каковы возможности развития информационных технологий, как будут решаться проблемы энергетики, электроники и экологии?

На пороге нового века такие вопросы задают не только взрослые, но и школьники. Ответы на них раньше можно было искать только в научно-фантастических романах. В последние годы наука и техника подошли к важному рубежу, преодоление которого может значительно изменить все условия существования человечества. Ожидается, что преодолеть этот рубеж можно с помощью нанонауки и нанотехнологии.

Нанотехнологии, а точнее нанонаука, развиваются буквально на наших глазах, на «стыке» ряда наук и технологий, таких, как информатика, электронная техника, биохимия, атомная микроскопия, физика, химия и т.д., что придает ей существенный междисциплинарный характер. Результатом своеобразного «скрещивания» наук стала серьезная проблема несогласованности парадигм, терминологий, определений, методов и научного жаргона, поэтому создание справочников, словарей, учебников, а тем более введение изучения нанотехнологий в современной школе становится насущной проблемой сегодняшнего дня.

Нанотехнология развивается настолько стремительно, что это приводит к настоящему потоку информации, которая к тому же очень быстро обновляется. Не за горами то время, когда знаний по нанотехнике будет не хватать специалистам, не занятым в этой отрасли, а также специалистам рабочих профессий (а возможно, и домохозяйкам). Поэтому для того, чтобы этого не произошло, необходимо уже сейчас знакомить учащихся в школе с основами нанонауки и нанотехнологий. Можно не сомневаться, что в XXI веке нанотехнологии будет оказывать все большее воздействие на экологическую, экономическую и социальную жизнь всего человечества, что потребует принятия энергичных мер для развития исследований в этой области.

Развитие нанотехнологий не должно сводиться лишь к получению конкретных научных результатов или внедрению новых технологий. Назрела необходимость создания системы нанотехнологического образования школьников. Интегральный характер содержания обучения нанотехнологиям предполагает построение образовательного процесса на основе межпредметных связей (химии, биологии, физики, экологии). Большое внимание уделяется тому, как природа учит человека создавать удивительные материалы и устройства.

Нанотехнологии вносят существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Изучение основ нанотехнологии является необходимым не только для овладения основами одной из естественных наук, являющейся компонентой современной культуры. Изучение этой науки необходимо современному человеку для формирования миропонимания, для развития научного способа мышления.

Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников в процессе изучения элективного курса основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению.

Главным результатом обучения должна быть не сумма переданных знаний (т.е. информации), а развитие мышления учащихся, формирование у него представления о фундаментальном единстве естественных наук, незавершенности естествознания и возможности его дальнейшего развития, о возможности использования нанотехнологий для реализации потребностей человечества.

Содержание программы направлено на изучение сущности таких понятий как: нанотехнология, нанотехника, наночастицы и их получение, инструменты нанотехнологов, наносенсоры и наноэлектроника, нанобиологии, социально-экономические последствия нанотехнологической революции.

Данный курс предназначен для учащихся 10 - 11 классов общеобразовательных средних школ естественнонаучного профиля, федеральный компонент базисного учебного плана которых включает в себя 5 часов физики в неделю. Курс основан на знаниях, полученных учащимися при изучении физики, химии и биологии в основной и средней школе.

Элективный курс рассчитан на 34 часа (1 час в неделю), занятия курса удобно проводить во втором полугодии 10 класса и в первом полугодии 11 класса (по одному часу в неделю). При этом наиболее эффективно проведение этого курса в первом полугодии 11 класса, так как в это время учащиеся знакомятся с основными положениями квантовой физики.

Введение в программу физики курса «Нанотехнологии: когда размер имеет значение» не должно создавать препятствий сложившемуся регламенту подготовки учащихся к ЕГЭ.

Целью, достигаемой в процессе изложения, является:
знакомство учащихся с новой отраслью знаний – нанотехнологиями;
пробуждение в школьнике желания познать больше, самостоятельно дополнить свои знания, а также прийти к мысли о важности фундаментальных естественных наук, их взаимосвязи между собой и практическом использовании в технике.

Скачать учебное пособие в формате pdf (13 МБ)

Скачать учебное пособие в формате doc (79 МБ)


Комментарии:

Цитировать Имя
Денис Андреюк, 10.08.2012 09:21:08
Выбрал время, чтобы изучить подробно.
Снимаю шляпу!!!

Теперь мне стало понятно, почему Ваши школьники так мощно стали выступать на олипиадах и конкурсах творческих работ.

Еще раз огромное Вам спасибо за этот труд!
Цитировать Имя
Денис Андреюк, 09.08.2012 08:48:32
Ольга Анатольевна, спасибо большое за Ваше пособие. В разделе викторин смеялся до слез :-) От души завидую Вашим ученикам!

Вообще у Вас и у Ваших питомцев колоссальный прогресс за два года. Вы не хотите сделать небольшое сообщение в рамках нашего семинара?
Например, вот в этой серии: http://www.rusnor.org/network/social/...8/#comment