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

Разработка "Введения в нанотехнологии"

Ключевые слова:  введение в нанотехнологии, мнение

Автор(ы): Ульяновский Государственный Университет

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

10 сентября 2008

К заседанию общественного совета по «нанообразованию»...

Информация о работе, проводимой в Ульяновском государственном университете, по разработке учебных пособий для 10-11 классов по физике, химии, биологии (“Введение в нанотехнологии»).

1.Основные этапы работы:

1.1 до 20.08.08г – организованы коллективы исполнителей, сформированы программы, организован сайт www.nano-edu.ulsu.ru.

В состав творческих коллективов вошли высококвалифицированные специалисты из числа профессорско-преподавательского состава из УлГУ и ряда университетов РФ, преподавателей школ, институтов повышения квалификации, имеющих большую практику подготовки изданий для школьников. В работе принимают и будут принимать участие специалисты следующих организации: УлГУ, МГПУ (Москва), ИПК (г Ульяновск), ИПК (г. Ростов), ИПК (г. Псков), преподаватели ряда лицеев и школ города Ульяновска. Участие в работе по проекту не ограничено и приглашаются все желающие, имеющие опыт и квалификацию.

Руководитель группы разработки модуля по физике Булярский Сергей Викторович, д.ф.-м.н, профессор.

Руководитель группы разработки модуля по химии Каменек Людмила Кирилловна, д.х.н., профессор.

Руководитель группы разработки модуля по биологии Сыч Виталий Федорович, д.м.н., профессор.

1.2 до 20.09.08г - подготовка первой редакции программы, пособий для преподавателей и учебных пособий для школьников. Издание 300 экз. каждого модуля. Для подготовки модулей приобретены и творчески проанализированы практически все российские и зарубежные издания по направлению наотехнологии (физика, химия, биология). Использованы все материалы переданные специалистами РФ,заявившими своё учасие в работе.

1.3 22.09.08-23.09.08 – проведение семинара в Ульяновске На базе института повышения квалификации работников образования. Участвуют авторы и все желающие.

25.09.08-26.09.08 – проведение конференции в Ростове на базе Ростовского областного института повышения квалификации и переподготовки работников образования.

29.09.08-30.09.08 – проведение конференции в Пскове на базе Псковского областного института повышения квалификации работников образования.

1.4 до 10.10.08 - обобщение замечаиий и предложений, корректировка материалов. Внесение дополнительной информации от участников проекта.

1.5 до 20.10.08 - опубликование окончательной редакции материалов модулей.

2. К вопросу о создании учебных пособий.

Широкое практическое использование нанотехнологий является важнейшим стратегическим направлением развития высокотехнологичных производств и освоения на новой основе подходов к инновационному преобразованию промышленности.

За рубежом работы в этой области стремительно развиваются в течение последних лет в рамках ряда приоритетных программ правительств Японии, США, ФРГ, Франции, Китая и других стран.

Новые приоритеты развития науки потребовали серьезных перемен в организации учебного процесса, которые затрагивают цели образования, организацию деятельности и функции учителя, разнообразные стороны учебно-познавательной деятельности учащихся. Наиболее адекватным путем реализации задач современной российской школы признано введение профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы. Это позволяет нам попытаться познакомить школьников с картиной наномира и методами управления этой картиной, что и составляет суть нанотехнологического подхода.

В широком смысле нанотехнология – это продукт интеграции фундаментальных наук: физики, химии, биологии, излагаемых через призму идеи квантования и квантового взаимодействия. В действующих программах дисциплин «Физика», «Химия», «Биология» для средней общеобразовательной школы нет ни одной темы, посвященной ознакомлению с нанотехнологиями. При этом элементы атомной и квантовой физики, изучаемые во втором полугодии 11 класса, представления о строении атома и ионов, о периодичности изменений свойств элементов, о кристаллических решетках веществ в твердом состоянии, об организации прокариотической и эукариотической клетки, клеточных мембран и органоидов, плазмалеммы, а также структуре и биологической роли молекул биополимеров (ДНК, РНК, белков (ферментов, рецепторов, переносчиков, структурных белков)) предполагают изложение материала, который может послужить основой для конкретного ознакомления с сущностью нанотехнологий. Эти и ряд других тем создают возможность включения модулей «Введение в нанотехнологии» в программы курсов физики, химии, биологии в виде элективных курсов.

Данные модлули позволят не только ознакомить с современными достижениями, но и будет способствовать профессиональной ориентации выпускников школ. Модули могут иметь единую основу (базу знаний) и единые стратегию и концепцию. Содержательно учебные модули будут представлены в виде пакета из 3-х-учебно-методических комплексов к элективным курсам «Введениев нанотехнологии» в программы школьных курсов физики, химии, биологии, каждый из которых включает в себя учебное пособие для учащихся и учебно-методическое пособие для учителей.

3. Цели и задачи включения модуля «Введение в нанотехнологии» в программы физики, химии, биологии.

Изложить для школьного уровня принципы нанотехнологий, наноэлектроники, наносенсорики и т.д. весьма сложно. Следует понимать, что всяческие попытки учителя угнаться за техническим прогрессом и модой в области нанотехнологий все равно ни к чему не приведут. Любая информация о новых результатах может устареть в течение полугода.Таким образом, следует обучать лишь общим принципам, которые не устареют в обозримом будущем. И 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. При этом неукоснительно должны соблюдаться важнейшие принципы изложения материала: доступность для понимания и занимательность.

Целью, достигаемой в процессе изложения, является 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.

В учебном модуле «Ведение в нанотехнологии» необходимо:

1. Сформулировать понятия «нанотехнология», «наноструктурирование», «наоэлектроника», «нанохимия», «нанооптика»; показать междисциплинарный характер этого направления науки, его перспективы для реализации потребностей человечества.

2. Обосновать фундаментальные принципы, лежащие в основе применения нанотехнологий. Квантование – всеобщий дискретный характер взаимодействия. Молекулярное распознавание – способность молекул притягивать и связывать вполне определенные другие молекулы. Самоорганизация (самосборка) – как следствие принципов равновесия систем, опирающихся на достижение минимума свободной энергии.

3. Познакомить учащихся с основными инструментами исследования нанотехнологических процессов: электронной микроскопией высокого разрешения, атомной силовой, туннельной и другими видами микроскопии; оптической спектроскопией и ее возможностями в мире нанотехнологий.

4. Познакомить учащихся с основными направлениями прикладной нанотехнологии: наноэлектроника, нанооптика, сенсорами и датчиками, биосенсорами, биочипами – лабораториями, построенными на микроуровне и использующими достижения нанотехнологии (создание новых материалов, биосенсоров, биоэлектронных устройств, наномашин с биологическими компонентами, биороботов для внутриклеточных манипуляций и доставки веществ (гормонов, ферментов и др.) внутрь клетки).

5. Познакомить учащихся с различными направлениями наноматериаловедения: нанопорошками, полупроводниковыми устройствами, углеродными материалами (нанотрубками, кольцами, фуллеренами), высокопрочными нанокристаллическими и аморфными материалами, негорючими нанокомпозитами на полимерной основе, материалами для изготовления устройств сверхплотной записи информации, нанопористыми материалами для химической и нефтехимической промышленности, топливными элементами, электрическими аккумуляторами и другими преобразователями энергии, устройствами для хранения энергии, полимерными материалами. Показать возможность распространения методов нанотехнологии в область живой материи - фармацевтика, целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов, регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов, биосовместимые ткани для трансплантации, лекарственные препараты.

6. В заключение курса необходимо продемонстрировать взаимосвязанность и взаимообусловленность естественных и технических наук, синергетику их интеграции в нанотехнологиях.

При изложении необходимо выделять фундаментальные законы физики, химии и биологии, границы их применимости в наномире. Изложение должно сопровождаться яркими примерами и иллюстрациями, чтобы сделать учебные курсы запоминающимися и развивающими интерес учащихся к самостоятельной деятельности.

4. Требования к объему программы.

Введение модулей «Введение в нанотехнологии» в программы курсов физики, химии, биологии, кроме всего прочего, не должно создавать препятствий сложившемуся регламенту подготовки учащихся к ЕГЭ.

Согласно нормативной документации федеральный компонент базисного учебного плана по физике на III ступени обучения (10, 11 класс) общеобразовательных средних учебных заведений физико-математического, естественно-научного и подобных профилей может быть увеличен региональным компонентом еще на 2 часа в неделю (68 часов в год) за счет включения в план элективного курса. Очевидно, что включение в учебный план модуля «Введение в нанотехнологии» возможен за счет часов регионального компонента в объеме не более 16 часов.

Концепция и стратегия разработки и апробации содержательной части учебных модулей.

В основе механизма предоставления, отбора и экспертных оценок научных знаний для включения их в учебные модули «Введение в нанотехнологии» и соответствующие учебные курсы в формате стандартов образования предлагается использовать возможность открытого размещения и редактирования любым пользователем учебных, учебно-методических и научных материалов в специальном портале «Нанотехнологии»; для размещения и редактирования – использовать современную технологию «Wiki». Данная технология обладает гибкостью и полным спектром сервисов, необходимых для подготовки учебно-научно-образовательного контента, таких как написание текстов, редактирование, добавление мультимедиа-контента, создание ссылок на внутренние ресурсы и внешние информационные источники по выбранному направлению.

В настоящее время запущен сайт www.nano-edu.ulsu.ru. В качестве базовых материалов для размещения на сайте предлагается использовать материалы учебных модулей «Введение в нанотехнологии» разработанные коллективом ученых УлГУ. В качестве экспертов, изучающих и оценивающих контент в данной концепции, предлагается использовать специалистов в области нанотехнологий из ведущих университетов России. При этом эксперты выступают в роли редакторов и авторов с неограниченным доступом к материалам портала. В качестве учащихся, на которых ориентированы материалы портала, могут выступать любые (зарегистрированные или незарегистрированные) пользователи, имеющие доступ к порталу по сети Интернет.

Обновление материалов модулей с учетом их обсуждения будет происходить в режиме реального времени. Правом обновления материалов в предлагаемой оргструктуре будут обладать только «разработчики» и «эксперты». При этом оперативность обновления материалов (определенной группой пользователей) или выставления высказываний в разделе «обсуждения» в основном определяется скоростью доступа к сети Интернет компьютера пользователя системы.

Также пилотный экземпляр учебно-методических комплексов к элективным курсам «Введение в нанотехнологии» в программы школьных курсов физики, химии, биологии, будет представлен для открытого обсуждения в рамках 3-х методических семинаров с участием специалистов научных и образовательных учреждений, учителей профильных дисциплин и представителей региональных ИПК.

Настоящие семинары будут проведены с 22 по 30 сентября в Ульяновске, Ростове, Пскове. Результаты семинаров и замечания пользователей сайта будут приняты за основания для доработки материалов.

Проректор УлГУ

В.Н.Голованов


В статье использованы материалы: УлГУ


Средний балл: 8.3 (голосов 4)

 


Комментарии
все нормально.только 2 вопроса:как с практикой? учтен ли зарубежный опыт? с уважением, удачи.

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

 

Наночастицы в силикатной матрице
Наночастицы в силикатной матрице

Премии Правительства Москвы молодым ученым
Стартовал прием заявок на получение премии правительства Москвы молодым ученым.
Участвовать в конкурсе смогут авторы научных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Премия также присуждается за разработку и внедрение новых технологий, приборов и материалов. Принять участие в конкурсе смогут молодые ученые не старше 36 лет и доктора наук от 36 до 40 лет.

Конкурс научной иллюстрации «Cнимай науку для Википедии»
Цель конкурса «Cнимай науку для Википедии» - популяризации науки и иллюстрирование статей энциклопедии Википедия, посвящённых науке.
Конкурс проводится совместно с телеканалом «Наука», прием работ до 30 сентября 2018 года включительно.

Конкурс «Энергия молодости» - 2018
Ассоциация «Глобальная энергия» продлевает срок приема заявок (до 21 октября) на участие в XV Общероссийском конкурсе молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергия молодости».

Эксперт: Ингредиенты готовы к началу реакции
Вера Колерова
Малотоннажная химия по-прежнему не в фаворе у бизнеса и власти. Первый не идет в этот сектор из-за больших вложений и долгих сроков окупаемости. А правительство приняло всего лишь дорожную карту развития этой подотрасли. Но предпосылки для ее подъема все-таки есть. Важно не упустить момент ...

Оптическая жизнь дисульфидных нанотрубок
А.Ю.Поляков, Е.А.Гудилин
Недавно полученные экспериментальные результаты позволяют рассматривать нанотрубки дисульфида вольфрама в качестве основы для новых фотонных устройств, элементов оптических схем. Кроме того, знания о нетривиальных оптических особенностях данных наноструктур позволят по-новому взглянуть на свойства композитов плазмонных наночастиц золота и серебра с дисульфидными нанотрубками.

Наноматериалы в ядерных технологиях
Тананаев И.Г.
Сегодня активное развитие ядерных технологий – мировая тенденция, связанная с обеспечением устойчивого развития мирового сообщества. Решение энергетических проблем путем строительства новых атомных станций, формирование персонифицированной высокотехнологической медицины за счет внедрения ядерной медицины, освоение Арктики и космического пространства – основы ядерных технологий, не говоря об обеспечении государственной безопасности и удержания паритета ядерных вооружений.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

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!



 
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.