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

 

Морфология монолитного слоисто-волокнистого оксигидроксида алюминия
Морфология монолитного слоисто-волокнистого оксигидроксида алюминия

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.