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

 

Мезопористый оксид церия-циркония
Мезопористый оксид церия-циркония

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

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!



 
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.