Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Программа занятий кружка или лекций по нанотехнологиям для школьников

Ключевые слова:  азбука, довузовское образование, учителю

Автор(ы): Богданов К.Ю.

Опубликовал(а):  Богданов Константин Юрьевич

26 февраля 2008

НАНО-волна докатилась до окружных департаментов образования, т.е. до школ и учеников. Учителям предлагают проводить ОПЛАЧИВАЕМЫЕ департаментом дополнительные занятия (кружки) по нанотехнологиям. Чтобы департамент стал платить руководителю кружка деньги, этот учитель должен представить в департамент программу работы кружка или темы лекций элективного курса.

Автор хочет познакомить всех заинтересованных лиц со своей программой, которую он начал воплощать в жизнь с начала этого года. Любой желающий может скопировать эту программу и отнести в свой департамент образования. Ссылка на то, что программа была опубликована на таком известном НАНОсайте только поможет, т.к. чиновники всегда спрашивают - "Откуда Вы её взяли?". Кроме того, можно отвечать, что эта программа основана на серии из трёх статей "Что могут нанотехнологии", опубликованных в газете "Физика" (Изд. Дом "Первое сентября") специально для учителей.

Ниже следует текст программы.

Пояснительная записка

Нанотехнологии – это технологии, дающие возможность работать с ничтожно малыми объектами, размеры которых измеряются в нанометрах, складывать из них, как из кубиков, устройства и механизмы. Нанотехнологии впитали в себя самые последние достижения физики, химии и биологии. Нанотехнологии представляют собой основу очередной технологической революции - переход от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами. О том, что такое нанотехнологии, будет рассказано на занятиях этого кружка.

Данные занятия предназначены для учащихся 11 класса общеобразовательных средних школ естественно-научного, физико-математического и подобных профилей, федеральный компонент базисного учебного плана которых включает в себя 5 часов физики в неделю. Курс основан на знаниях, полученных учащимися при изучении физики в основной и средней школе.

Занятия кружка (элективный курс) рассчитан на 34 часа (1 час в неделю), однако занятия можно провести и в одном из полугодий 11 класса по два часа в неделю. При этом наиболее эффективным было бы проведение этих занятий во втором полугодии 11 класса, так как к этому времени учащиеся уже знакомы с основными положениями квантовой физики.

С некоторыми материалами занятий этого кружка можно ознакомиться на сайтах http://www.nanometer.ru/ , http://kbogdanov5.narod.ru и в номерах газеты «Физика» (изд. дом «Первое сентября») за 2007-2008 г.г.

Цель дополнительных занятий (кружка или курса):

- познакомить учащихся с новой отраслью знаний – нанотехнологиями.

Основные задачи курса:

  • расширение представлений школьников о физической картине мира на примере знакомства со свойствами нанообъектов;
  • реализация межпредметных связей, т.к. для развития нанотехнологий требуются знания физики, биологии, химии и других наук;
  • приобретение знаний об истории возникновения нанотехнологий, о методиках, используемых при создании нанообъектов, об уникальных свойствах наноматериалов, об их применении и перспективах развития этой отрасли науки.

При проведении занятий целесообразны лекции и семинары. К семинарам учащиеся с помощью преподавателя находят информацию, касающуюся темы семинара, из научно-популярной литературы и сайтов Интернета. Работа учащихся по этому курсу может оцениваться в конце года по результатам зачёта.

Содержание курса (11 класс)

Введение (2 часа)

Положение нанообъектов на шкале размеров. Ричард Фейнман – пророк нанотехнологической революции. Почему освоение наномира может быть так полезно для человечества? Эрик Дрекслер и его книга «Машины созидания». Нанороботы. Нанотехнологии внутри и снаружи нас. Нанотехнологии – область знаний, где объединяются усилия физиков, химиков, биологов, врачей, инженеров – электроников, математиков и специалистов самых разных специальностей для очередного прорыва на пути человечества к прогрессу.

Инструменты и методы наномира (6 часов)

Пути создания нанообъектов: «снизу-вверх» или «сверху-вниз». Можно ли увидеть молекулы в микроскоп? Сканирующий электронный микроскоп. Как атомно-силовая микроскопия чувствует прикосновение атомов. Что такое туннельный микроскоп. Лазерный пинцет – инструмент для передвижения нанообъектов.

Наноматериалы (4 часа)

Особая роль углерода в наномире. Графен – слой графита. Фуллерены – наношарики из углерода. Углеродные нанотрубки – трубки из графена. Нанопроволоки. Дендримеры – капсулы наноразмеров. Самоорганизация нанообъектов и её использование при создании наноматериалов. Моделирование наноструктур.

Физические и химические свойства нанообъектов (6 часов)

Большое отношение поверхности к объёму – основное свойство нанообъектов. "Эффект лотоса". Отсутствие дислокаций - причина колоссальной прочности нанопроволок и нанотрубок. Почему температура плавления металлических нанообъектов уменьшается на сотни градусов? Квантовые явления в наномире. Почему электрическое сопротивление нанотрубки не зависит от её длины. Квантовые точки – искусственные атомы наномира. Зависимость цвета в наномире от размера объектов. Нанохимия – невозможное становится возможным.

Наноэлектроника (5 часов)

Полевой транзистор – основной элемент цифровых электронных схем. История создания и современное воплощение. Фотолитография или как рождается микросхема. Закон Мура – удвоение плотности транзисторов в микросхемах каждые два года. Современный транзистор – это уже нанотранзистор. Основная болезнь нанотранзистора – высокая температура. Углеродные нанотрубки – будущие элементы нанотранзисторов. Наносенсоры – глаза для наноэлектроники. Наномоторы – мышцы нанороботов.

Наномедицина и биотехнология (5 часов)

Генная инженерия. Использование ДНК для синтеза лекарств. Трансгенные животные и растения. Генмодифицированные продукты: за и против. Нанотехнологии против вирусов и бактерий. Адресная доставка лекарств, упакованных в нанокапсулы, больным клеткам. Нанотехнологии в борьбе с раковыми заболеваниями. Нанотехнологии в диагностике. Возможные риски использования наноматериалов.

Нанотехнологии вокруг нас (4 часа)

Примеры товаров, созданных с использованием нанотехнологий и причины их уникальных свойств. Несмачиваемые и всегда чистые ветровые стёкла, диски колёс и т.п. Созданные на основе наночастиц оксида титана и серебра поверхности, обладающие бактерицидными свойствами. Нанокомпозитные материалы. Нанотехнологии в различных областях производства. Нанотехнологии в энергетике и экологии. Нанотехнологии в криминалистике и косметике. Динамика развития нанотехнологий в России и за рубежом. Перспективы мировой наноэкономики.

Аттестация учащихся (2 часа)

Работа учащихся по данному элективному курсу оценивается после их ответа на 2-3 вопроса, содержащиеся в билетах с учётом активности и выступлений на семинарах в течение всего курса.

Литература для учителей и учащихся

  1. «Нанотехнологии. Азбука для всех». Сборник статей под редакцией Ю. Третьякова, М., Физматлит, 2007.
  2. «Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника». Сборник статей под редакцией П.П. Мальцева, М., Техносфера, 2006.
  3. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. «Наноструктурные материалы», М., Академия, 2005.
  4. Андрюшин Е.А. «Сила нанотехнологий: наука & бизнес», М., Фонд «Успехи физики», 2007.
  5. Кобаяси Н., Введение в Нанотехнологию, изд-во Бином, 2005.
  6. Пул Ч., Оуэнс Ф. «Нанотехнологии», М., Техносфера, 2006.
  7. Ратнер М., Ратнер Д. «Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи», Изд-во «Вильямс», 2005.
  8. Харрис П. «Углеродные нанотрубы и родственные структуры», М., Техносфера, 2003.
  9. Богданов К.Ю. «Что могут нанотехнологии?», газета «Физика» (изд. дом «Первое сентября»), №22 (2007), №2 (2008).

Интернет-сайты

  • http://www.nanometer.ru/ - сайт нанотехнологического сообщества «Нанометр»
  • http://www.nanonewsnet.ru/ - сайт о нанотехнологиях #1 в России
  • http://www.nanorf.ru/ - журнал «Российские нанотехнологии»
  • http://www.nanojournal.ru/ - Российский электронный наножурнал
  • http://www.nanoware.ru/ - официальный сайт потребителей нанотоваров
  • http://nauka.name/category/nano/ - научно-популярный портал о нанотехнологиях, биогенетике и полупроводниках
  • http://kbogdanov5.narod.ru/ - «Что могут нанотехнологии?», научно- популярный сайт о нанотехнологиях .



Средний балл: 7.4 (голосов 5)

 


Комментарии
Tchoul Maxim, 27 февраля 2008 04:49 
ну это же не кружок, это курс лекций. На кружке что-то своими руками надо делать. Детям это интересно. А просто слушать - я думаю им скоро станет скучно и они разбегутся.
Мда, кружков по научной фантастике у нас еще не было.
Вот будет детишкам облом, если нанотрубочной электроники не будет.
Особенно мне понравилось притягивание за уши биотехнологий
и генной инженерии. Генное модифицирование это оказывается нанотехнология.
Палии Наталия, 27 февраля 2008 11:22 
Алексей, представьте себе - да, и в серьезной научной литературе.
По-моему, это потому что по отношению генетически модифицированным продуктам в обществе сложилось резко негативное мнение, а вот к нанотехнологиям - положительное, почти восторженное (на мой взгляд).
Соколов Петр Сергеевич, 27 февраля 2008 12:41 
Podderzhu predidushih ortorov- nado razlichat' kruzhok ot kursa lektsiy.
Красс Марта Ивановна, 27 февраля 2008 14:27 
Мда, столько научной фантастики, выдаваемой за школьные предметы, я еще не встречала...
Полностью с вами согласен!
Палии Наталия, 27 февраля 2008 17:06 
А как вы относитесь к занятиям по нанотехнологиям в дошкольных учреждениях Сингапура? (с применением конструктора Lego)
Палии Наталия, 27 февраля 2008 17:13 
NanoToday уже больше года как опубликовал статью о концепции школьного нанообразования,
так что в этом вопросе Россия "не впереди планеты всей"
Бурнин Андрей The Ugly Bird, 28 февраля 2008 05:20 
Да и не только Сингапура. К нам тоже приходили школьники, собирающие, как они считают, нанороботов из конструктора Лего. Печально это всё
Соколов Петр Сергеевич, 29 февраля 2008 16:54 
Почему же это нано? просто просто очень познавательные игры в кристаллохимию.
Соколов Петр Сергеевич, 29 февраля 2008 17:04 
http://www.ozon.ru/context/detail/id/3370 886/
а почему детям эту книгу не советовать (Головин)
или это слишком сложно считается?
аи аи аи, 29 февраля 2008 23:51 
Мы тоже пытались школьников привлекать, но занятия чисто практические: http://nanot...no_plan.pdf , http://iu4.b...7/index.htm ,
пример курсача: http://nanot.../Slides.pdf , но большого энтузиазма у них не было, из группы в 10 человек до защиты доходило 2-3, хотя это были наши физмат лицеисты.
Наибольший интерес вызывало конструирование микроскопов и пр., чем сам процесс исследования чего-то наноразмерного :(.






интересная идея,но подпорчена реализацией.Я уверен,что дети захотят участвовать в проекте сами.а полное безучастие вгонит в тоску даже самых упёртых.
ребята...помогите найти материал по нанолитографии и контактной фотолитографии..для написания реферата ..хотель бы использовать хорошие книги, а не скачивать непонятные рефераты)прошу помочь
дарер григорий шаевич, 02 августа 2010 14:10 
Это чисто теоретический курс,а детям нужно меньше теории и больше практики

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Перемотка
Перемотка

Конкурс научно-популярных статей XI Всероссийской интернет - олимпиады ("Просто о сложном")
Конкурс научно-популярных статей, представленных авторами на основе своих публикаций в высокорейтинговых научных журналах. В статье авторам необходимо раскрыть суть разработки и объяснить сложные аспекты своей научной работы простым языком. Конкурс проводится совместно с eNANO (ФИОП).

Конкурс XI Всероссийской интернет - олимпиады для руководителей школьных проектов ("Конкурс тьюторов")
Конкурс руководителей школьных проектов (тьюторов) совместно с ОЦ "Сириус" и ФИОП для проведения летней проектной смены.

National Student Team Contest
A competition among bachelor and master students of higher school includes solving special tasks on nanotechnology and nanomaterials subjects in English to select the best national team members for participation in the International NanoOlympic contest on nanotechnology in Iran.

Концепция Образовательного центра «Сириус», принципы отбора на смены
Ларин В.В.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Концепция Образовательного центра «Сириус», принципы отбора на смены. Владимир Владимирович Ларин, учитель физики, Лицей «Вторая школа» г. Москвы, методист первой проектной смены Образовательного центра «Сириус».

Молекулы, волосы, микросхемы, магнитные диски - как все это устроено? – сканирующий зондовый микроскоп поможет Вам это понять!
Быков В.А.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: В.А.Быков, д.т.н., профессор Московского Физико - Технического Института, генеральный директор группы компаний НТ-МДТ Spectrum Instruments, руководитель Нанотехнологического Общества России (НОР) "Молекулы, волосы, микросхемы, магнитные диски - как все это устроено? – сканирующий зондовый микроскоп поможет Вам это понять!"

История нанотехнологий
Дроздов А.А.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: История нанотехнологий. Андрей Анатольевич Дроздов, к.х.н., доцент, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.