Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Светлана Медведева (ФНМ МГУ), кольца Лизеганга и другие...
А.Семенова (ФНМ МГУ), "икринки"...
Е.Никитина, магнитные ежики...
Д.Петухов (ФНМ МГУ), "макароны" диоксида титана...
А.В.Рыженков, платиновые наношарики...
А.Е.Гольдт (ФНМ МГУ), магнитные наночастицы...
Е.Климашина (ФМ МГУ), биокерамика...
Д.Семененко (ФНМ МГУ), "ванадиевые бронзы"...
Д.М.Иткис (ФНМ МГУ), ленты диоксида олова...

Второе пришествие химии в образе "нано"...

Ключевые слова:  мнение, нанохимия, учителю, химия элементов

Автор(ы): Е.А.Гудилин

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

17 октября 2010

Дать вторую жизнь химии и другим естественным наукам в школе, возможно, даже ввести познавательные элементы междисциплинарного образования трудно, если вообще возможно, но... нужно. А чего терять, если и так все ... не лучше, чем раньше когда - то было...

Программа - максимум элективного (факультативного ИЛИ какого другого пока необязательного...) курса «Познавательная химия и нанохимия элементов периодической системы Д.И.Менделеева».

Предлагаемый курc в рамках общеобразовательной программы дает школьникам 9-11 классов дополнительные (избранные) главы в области неорганической химии – химии элементов и их практического использования в современной науке и технике.

Задача курса - за относительно короткий срок заинтересовать школьников и пополнить возможный пробел школьных знаний современным состоянием развития наиболее продуктивных идей, которые составили основу науки о материалах, показать как эти идеи воплощаются в жизнь и что от них можно ожидать в будущем.

Предполагается, что курс лекций, в основном, будет прочитан аспирантами под руководством преподавателей в форме научно – популярных лекций, семинаров, решения простых задач, организации проектной деятельности школьников.

На отдельных лекциях планируется демонстрация образцов современных материалов и простых демонстрационных экспериментов, чаще всего не требующих дорогих реактивов или специальных мер техники безопасности.

Дополнительно в рамках курса предлагаются темы проектных исследовательских работ школьников c акцентом на методы получения и свойства материалов и наноматериалов, многие из которых требуют самого минимального использования сложного университетского оборудования. Таким образом, такие работы могут выполнены школьником самостоятельно под руководством школьного учителя и при консультационной поддержке аспиранта или преподавателя. Участие школьников в проекте может заключаться в литературном поиске и написании реферата, экспериментальной синтетической и аналитической работе, представлении работы на научно – исследовательских конференциях школьников, Фестивале науки, выставках. Роль консультанта со стороны, например, ФНМ МГУ в проекте связана с формулировкой темы, выбором специальной литературы для ознакомления, доступом к базам данных через сервер МГУ, обеспечением отдельными реактивами и единичными измерениями свойств, структуры и микроструктуры образцов, так чтобы личный вклад школьника в проект оставался максимальным, равно как знания и навыки, полученные в ходе выполнения проекта. Все проектные работы разбиты по тематикам лекций и имеют к ним прямое отношение

Введение.

Основные понятия. Модели образования молекул из атомов. Ионная, ковалентная и металлическая связь. Водородная связь. Ван-дер-ввальсовы и дисперсионные взаимодействия. Супрамолекулярные соединения как мост между живой и неживой природой. Белки. Быть или не быть нанороботам.

Вещества и материалы. Материалы-рекордсмены. Наука о материалах. Принципы создания материалов. Методы синтеза и методы анализа.

Дополнительно: экскурсия по центру коллективного пользования с показом лабораторий и образцов материалов, полученных студентами и аспирантами (с краткими пояснениями)

Водород (в двух или более частях)

Водород как элемент. Атом водорода и водородная лампа. Водород в природе. Вода и легенды вокруг нее. Тяжелый и сверхтяжелый водород, изотопы.

Производство водорода. Мембранные технологии получения сверхчистого водорода. Гидриды как аккумуляторы водорода. Водородная энергетика. Водородная коррозия. Гремучий газ и цепные реакции. Водород в момент выделения как восстановитель.

Диаграмма состояния воды. Почему скользят коньки. "Горячий" лед. Структура "обычного" льда. Лед, Газпром и клатраты метана. Водородная связь.

Вода как суперрастворитель. Способы выражения концентрации в науке и технике. Гидротермальный метод синтеза. Кофе и криохимическая технология. Ингалятор и пиролиз аэрозолей.

Смачивание, супергидрофобные и супергидрофильные покрытия. Эффект лотоса. Микрофлюидика, жидкостной компьютер и другие устройства.

Протон и протонные проводники. Ион гидроксония. Кислоты и основания. Ингибирование коррозии, «силит» и другие чистящие средства. Топливные элементы.

Перекись водорода. Отбеливание волос, подводная лодка «Курск». Перекисные соединения, шоковые гранаты.

Опыты: водородная лампа, гидратация обезвоженного медного купороса, выделение водорода из кислоты и водород в момент выделения как восстановитель (на примере ярко окрашенных растворов солей переходных металлов), электролиз воды, «комарик», каталитическое разложение пергидроля, отбеливание тканей, вспышка с пероксидом бария (необходим устрашающий инструктаж по технике безопасности).

Темы проектных работ: индикаторы на влажность, получение клатратов – «наноклеточных соединений» («соединений без химической связи») на основе льда, мочевины, крахмала и пр., получение наноматериалов с помощью гидротермального синтеза, эбуллиоскопия (истинные, коллоидные растворы и растворы белков), создание модели топливного элемента, поверхности с эффектом лотоса, получение и свойства хингидрона, криосушка продуктов и золей, создание школьной установки по получению наноматериалов методом пиролиза аэрозолей (с самодельной печью), паровая машина на перекиси водорода (быстрое каталитической разложение наночастицами оксидов переходных металлов), (окрашенные) перекисные соединения и их роль в получении дисперсных частиц оксидов и гидроксидов, изготовление чистящего средства.

Литий и щелочные металлы

Литий как элемент. Литий в природе. Горение лития, нитриды. Устройство литий – ионных аккумуляторов. Катод, анод, мембрана, электролит. Дисперсоиды. Литий – серные аккумуляторы. Структура литий – проводящих твердых электролитов, LiFePO4 и пр. Ниобаты лития, сегнетоэлектрики и голографическая запись информации. Биохимическая роль лития. Расследование физика Вуда.

Опыты: центры окраски во фториде лития, реакция щелочных металлов с водой в присутствии фенолфталеина, окраска пламени солями щелочных металлов, осаждение нерастворимых солей лития, минералы лития.

Темы проектных работ: разборка – сборка и изготовление литий – ионного аккумулятора, получение и исследование интеркаляционных соединений лития, цветной фейерверк, получение дисперсоида.

Алюминий

Алюминий как элемент. Процесс получения алюминия. Алюминиевые сплавы, порошковая металлургия, композиты с углеродными нанотрубками (разработки Байер и пр.). Глины и СДГ как нанореакторы. Оксидные соединения алюминия: a- и g-Al2O3 как основа создания каталитически активных систем. Полиалюминат натрия b-Аl2О3 -суперионный проводник. Оптически прозрачный поликристаллический a-Ai2O3 - "Кадор". Высокотемпературная керамика. Керамические ножницы. Рубиновый лазер, рубиновые подшипники. Пористый алюминий и нанокомпозиты. Гидроксид алюминия, коагулянты и очистка воды. LiAlH4 и водородная энергетика.

Опыты: рубиновый сердечник лазера, диэлектрические подложки, тигли и керамика, устройство для обогрева рук на основе водного раствора медного купороса, алюмотермия, алюминиевые сплавы

Темы проектных работ: получение алюминиевых сплавов, анодирование алюминия, новогодний фейерверк, получение веществ с помощью алюмотермии, исследование твердости минералов по шкале Мооса, получение и свойства b-Аl2О3, исследование маалокса и смекты, рост нановолокон оксида – гидроксида алюминия из амальгамы алюминия, получение порошка рубина, получение люминесцентных гибридных материалов на основе слоистых двойных гидроксидов, изготовление глиняной посуды, очистка воды коагулянтами

Галлий, индий

Галлий и индий как элементы. ITO. Отрицательная абсолютная температура. Лазерная указка. Схема RGB и белые светодиоды. Использование соединений Ga, In и Tl в современных материалах. Жидкие сплавы. Термометры. Гигантские галлиевые зеркала. Микроскопы с фокусированным ионным пучком и FIB – литография.

Опыты: жидкие сплавы, проводимость ITO

Темы проектных работ: получение прозрачной проводящей керамики из электротехнических отходов, жидкий припой и намазывание контактов для электротехнических измерений, градуировка высокотемпературного термометра, изучение устройства белого светодиода

Титан

Титан как элемент. Ультрамелкозернистые сплавы. Титановые гвозди в хирургии – ортопедии. Сверхпрочные корпуса подводных лодок. Нитрид титана и золотые купола. Сплавы, обладающие эффектом памяти формы. Окраска Ti3+ и теория кристаллического поля. Дымовые завесы и гидродиз тетрахлорида титана. Диоксид титана и области его применения. Фотокатализ. Самоочищающиеся поверхности.

Электронная бумага и e-ридеры.

Опыты: нитинол, дымовая завеса из тетрахлорида титана, пероксидные соединения титана

Темы проектных работ: получение нанотрубок на основе диоксида титана, фотодеградация отходов, солнечная батарея на TiO2

Ванадий

Ванадий как элемент. Сплавы. Изополиванадаты. Жидкие кристаллы. Гибридные материалы. Наноструктуры на основе оксидов ванадия. Химические источники тока. Катализаторы и нанокатализаторы на основе оксидов ванадия.

Опыты: получение ксерогеля с использованием перекиси водорода, жидкие кристаллы между поляризатором и анализатором, химическая радуга с соединениями ванадия

Темы проектных работ: проводящие ксерогели оксида ванадия с полианалином, гидротермальный синтез нанотрубок и нанолент, катализаторы на основе наноструктур оксидов ванадия, аккумуляторы на основе наноструктур оксидов ванадия

Марганец

Марганец как элемент. Окислительно – восстановительные реакции. Минералы, каркасные и туннельные материалы на основе оксидов марганца. Темплатный эффект. Элемент Лекланше и "розовые зайчики" Дьюрасела. Октаэдрические молекулярные сита. Каталитическое использование ОМС в тонком органическом синтезе. Электрокатализ. Сорбенты радиоактивных отходов. Структура манганитов с колоссальным магнетосопротивлением. Спинтроника.

Опыты: химический хамелеон, реакции контрпропорционирования, горение спички, КМС – манганиты, катализ с использованием диоксида марганца (разложение перекиси водорода, расплава хлората калия и пр.)

Темы проектных работ: получение нанокристаллов и нанолент диоксида марганца, сборка и изучение характеристик щелочной батарейки с диоксидом марганца с разной предысторией получения, получение ферромагнитных КМС – манганитов, каталитические свойства диоксида марганца

Углерод

Углерод как элемент. Углерод как основа органической химии и жизни. Аллотропные модификации углерода: алмаз, графит, аморфный углерод. Фазовая диаграмма углерода. Эксперименты Муассана. Синтез искусственных алмазов. Детонационный синтез. Наноалмазы. Соединения внедрения в графит (СВГ-фазы). Пенографит. Термозащтитная краска. Сорбенты на основе углерода. Очистка воды.

Фуллерены. Новые поколения материалов на основе фуллеренов. Карбин. Полиацетилен. Молекулярная электроника. Дендримеры.

Графен. Углеродные нанотрубки, структура, свойства, применения. Наноэлектроника. Углерод и нобелевские премии.

Основные представления о композиционных соединениях. Углеродные "усы", волокна. Стеклоуглерод. Истребитель пятого поколения.

СО, СО2, парниковый эффект.

Опыты: «черная змея» (сахар с серной кислотой), наноалмазы, углеродные нанотрубки (вспышка в кислороде), горение сероуглерода, сероуглерод как растворитель, визг «сухого льда»

Темы проектных работ: получение оксида графена и исследование свойств, сорбция красителей и вредных веществ активированным углем, серебрение активированного угля и изготовление собственного фильтра для очистки воды (с разборкой промышленных образцов), получение СВГ, гопкалит для противогаза, крем для обуви с сажей («нанокрем»)

Фтор

Фтор как элемент. Перфторуглероды. Озоновые дыры. Тущение пожаров. Горение воды («лисички взяли спички»). Соединения инертных газов. Искусственная кровь. Тефлон. Хладогенты и второй закон термодинамики (запрет вечных двигателей 1 и 2 рода). Плавиковая кислота. Летучие фториды для ОСИД.

Опыты: термолюминесценция природного флюорита, выпадение осадков нерастворимых фторидов, свойства тефлона (изоляционные, термостабильность, реакция порошка с металлическим литием)

Темы проектных работ: супергидрофобные покрытия с эффектом «лотоса», художественное травление стекол, приготовление собственной зубной пасты «с фтором»

Кремний

Кремний как элемент. Солнечный кремний. Фотолитография и микроэлектроника. Кремний как полупроводник. Легирование. Пористый кремний. Нанокристаллический кремний и фотодинамическая терапия.

Нитевидные кристаллы кремния и механизм их роста. Кантилевер. Волокна карбида кремния.

Стекла, получение, структура, свойства. Осаждение из паровой фазы и получение оптоволоконных материалов.

Цеолиты - молекулярные сита и катализаторы. Цементы и бетон, Огнеупоры.

Кремниевая кислота. Золь – гель процесс. Аэросил.

Амфифильные вещества, жидкие кристаллы. Мицеллярный темплат, жидкокристаллические матрицы для темплатного синтеза. Мезопористый диоксид кремния.

Фотонные кристаллы и фотоника. Частицы – янусы. Самосборка.

Капсулы для доставки леарств.

Опыты: минералы (включая тальк, слюду, цеолит), стекловолокно, демонстрация фотонных кристаллов, гидролиз TEOS, аэрогель, синглетный кислород при лазерном облучении нанокристаллического кремния

Темы проектных работ: получение аэрогелей, получение «белой сажи», рост фотонных кристаллов под музыку Баха, окрашенные легкоплавкие стекла, рост кристалликов кремния при металлотермии во флюсе сульфида алюминия, получение волокон диоксида кремния по механизму ПЖК, рост кристаллов в среде геля кремниевой кислоты, получение силикагеля и его сорбционные свойства, разборка промышленных транзисторов и фотоэлементов

Олово и свинец

Олово и свинец как элементы. Оловянная чума, полиморфные превращения. Легкоплавкие сплавы. Водопровод древнего Рима. Наклеп «мягкого» свинца. Свинец для защиты от ионизирующих излучений.

Диоксид свинца и свинцовые аккумуляторы.

«Электронный нос» с диоксидом олова.

Сегнетоэлектрическая керамика. Цирконат – титанат свинца. Сегнетоэлектрические текстуры.

Опыты: золотой дождь, нитевидные кристаллы диоксида олова, рост лепестков свинца при восстановлении цинком водных солей

Темы проектных работ: выращивание нитевидных кристаллов диоксида олова и их сенсорные свойства, самодельный сенсор (на керамике), самодельный свинцовый аккумулятор, получение квантовых точек сульфида свинца, приготовление легкоплавких припоев

Сера, селен, теллур

Сера, селен, теллур как элементы. Полимеры / стекло из серы. Электреты. Сернистый газ. Серный ангидрид. Серная кислота, олеум. Пероксосульфат калия. Тиосульфат натрия, черно – белая фотография.

Вулканизация каучука. Серная печень, полисульфиды. Серный аккумулятор. Принцип работы ксерокса, аморфные полупроводники и фотоэффект.

Квантовые точки, синтез, свойства, применение.

Почему рыба пахнет рыбой?

Кластерные материалы. Фазы Шевреля.

Гидрофобные материалы.

Опыты: люминесценция квантовых точек CdSe, бомба – вонючка, серное молоко (разрушение тиосульфата натрия в кислой среде), горение черного пороха

Темы проектных работ: получение высокодисперсных сульфидов из «фиксажа», разработка составов для восстановления почерневшего столового серебра, сульфидные люминофоры, фазовые переходы серы, вулканизация каучуков, растворение серы в неводных растворителях и рост ее кристаллов, разборка старого барабана лазерного принтера, наночастицы серы из полисульфидов и тиосульфатов и их биологическая роль

Цинк, кадмий, ртуть

Ртуть, цинк и кадмий как элементы. Ртутная лампа. Амальгамы - сплавы или интерметаллиды. Применение амальгам в технике и в медицине. Плазма. Энергосберегающие лампы. Амальгама аммония. «Ртутное сердце». Ртутный насос. Основания Миллона. Термокраски. Ртутные электроды для измерения ВАХ отдельных молекул. Каломельный электрод. Экология, ртутное загрязнеие, токсичность ртути и пути ее миграции в пищевой цепочке, демеркуризация.

Сверхпроводимость Камерлинг – Оннеса. "Химические" ртутные сверхпроводники.

Наноструктуры на основе оксида цинка. «Философская шерсть». Дефекты в оксиде цинка и квазихимические уравнения реакции. Свойства оксида цинка (люминесценция и пр.).

Зародышеобразование и получение квантовых точек на основе халькогенидов кадмия различной формы и размера.

Опыты: сульфид цинка с активаторами как люминофор, термокраски, амальгама натрия и аммония, наноструктуры оксида цинка, конъюгация квантовых точек, реакция амальгамы цинка с влажным воздухом

Темы проектных работ: получение квантовых точек, квантовая икра, фотонные конвертеры, получение наноструктурированного оксида цинка при термогидролизе, гальваническая защита от коррозии

РЗЭ

Семейство РЗЭ. Распространенность лантанидов и актинидов. История открытия. Проблема выделения элементов из различных типов сырья. ОСИД. Устройство плоского телевизора (ЖК и LED). Комплексные соединения и их окраска. Люминофоры. Лазеры. Цераты как протонные проводники, барьерные материалы и пр. ВТСП – керамика на основе РЗЭ – бариевых купратов, нанофлуктуации состава как центры пиннинга. Стратегическое использование РЗЭ в науке и технике.

Опыты: люминесценция соединений РЗЭ, мишметалл (зажигалки), постоянные (неодим – борный и самарий - кобальтовые) магниты, левитация ВТСП ПОД магнитом.

Темы проектных работ: свойства комплексов РЗЭ, получение нанокристаллического диоксида церия и его биологическая активность, получение и свойства РЗЭ – бариевых сверхпроводящих купратов

Медь, золото, серебро

Медь, золото, серебро. Бронзовый век. Сплавы. Обручальные кольца. Мифы вокруг серебра. Бактерицидные свойства серебра, «святая вода» и «наноноски». Серебряное зеркало. Черно – белая и цветная фотография. Очки – хамелеоны. Золото в микроэлектронике. Сусальное золото.

Кассиев пурпур, наночастицы золота. «Зеленая химия» для получения наночастиц благородных металлов. Плазмонный резонанс. Кремлевские звезды и древняя чаша. Спиновая лестница. Медицина и наночастицы, диагностика.

Самособирающиеся слои. Мягкая литография.

Опыты: получение кассиева пурпура, растворение золота в царской водке, серебрение, фоточувствительность галогенидов

Темы проектных работ: “зеленая химия” и наночастицы, черно – белая фотография и цветное тонирование, фотохромные стекла, переработка старых пленок, поглощение света коллоидами серебра и золота

Железо, кобальт, никель

Триада железа (железо, кобальт, никель как элементы). Стали и сплавы, монетные сплавы, немагнитные и магнитные сплавы. Коррозия и борьба с ней. «Усы» сверхчистого железа. Ферриты со структурой шпинели, перовскита и граната. Магнитные наночастицы, гипертермия и доставка лекарств. Контрасты для магнито – резонансной томографии. Суперпарамагнетики и ферромагнетики. «Умные» магнитные жидкости. Устройства записи информации. Спинтроника. Металлические и неметаллические магнитные материалы. Аморфные сплавы. Металлические стекла и МЭМС.

Опыты: «Силит» и ингибирование, пирофорное железо, берлинская лазурь, кроваво – красный роданид, получение магнитного Fe3O4, никель Ренея, карбонил железа (под тягой, в малых количествах), соли и комплексные соединения кобальта, гжель

Темы проектных работ: цветная магнитная жидкость, исследование магнитофонной ленты и «винчестера», разбираем аккумулятор сотового телефона (с соблюдением техники безопасности), солевые микрокапсулы с магнитными наночастицами железа (пиролиз аэрозолей)

Платина, палладий

Платина и палладий как элементы. Кластеры, карбонилы, необычные степени окисления металлов. Дожиг газов, механизм катализа (самоорганизующиеся структуры). Изомерия комплексов, противораковые препараты. Поглощение палладием водорода. Гигантские кластеры палладия. Нобелевская премия за использование палладиевых комплексов в тонком органическом синтезе. OsO4 и другие соединения платиноидов.

Опыты: платиновое огниво (сравнение с «вулканчиком» и каталитическим действием оксида хрома (III)), поглощение водорода палладием и «горение» его гидрида

Темы проектных работ: индикаторы на угарный газ, получение платиновой черни и ее каталитическая активность

Уран

Уран как элемент. Радиоактивный распад. Ионизирующие излучения, рентгеновские лучи. Супруги Кюри и их работы. Курчатов. ТВЭЛ, АЭС. Как рассчитать атомную бомбу? Трансурановые элементы и «остров стабильности».

Водородное «диспергирование» металлического урана. Разделение изотопов. Жидкофазная экстракция соединений актинидов.

Опыты: показ соединений урана, счетчик Гейгера, нерастворимые соединения натрия

Темы проектных работ: компьютерный расчет радиоактивных рядов, расчет мощностей ядерных взрывов для различный актинидов

Дополнительно: экскурсия в Курчатовский Институт на первый советский ядерный реактор

Фосфор

Фосфор как элемент. Кока – кола. Жесткость воды и калгон. Зарин, зоман и другие отравляющие вещества. Спички. Ошибки Конан – Доля (собака Баскервилей).

Зачем нужно «есть» соединения фосфора. Биологическая роль фосфора. Молекулярные машины и АТФ. Где в нашем организме есть вредные и полезные фосфаты? Зачем в зубной пасте фосфор? Биокерамика.

Новые поколения аккумуляторов на основе нанокристаллического LiFePO4.

Опыты: белый и красный фосфор, реакция фосфорного ангидрида с водой, реакция бертолетовой соли и красного фосфора при ударе

Темы проектных работ: изготовление искусственной кости, несгораемые ткани, препараты против накипи, пигменты на основе гидроксилапатита, получение нанокристаллического гидроксилапатита

Цирконий и гафний

Цирконий и гафний как элементы. Реакции гидролиза и образование «неорганических полимеров». Осаждение пленок из паровой фазы. Барьерные материалы. Турбины самолета. HfC.

Кислородные ячейки. Топливные элементы.

Дисперсионное и трансформационное упрочнение керамики. Биоматериалы на основе диоксида циркония.

High – k материалы. Наноэлектроника.

Опыты: гидролиз соединений цирконила, минералы, лопатки турбин

Темы проектных работ: получение керамики из диоксида циркония

Молибден и вольфрам

Молибден и вольфрам как элементы. Транспортные реакции и иодидное рафинирование. Лампочка накаливания. Галогенные лампы. Первый ионный микроскоп. Вольфрамовые острия для сканирующей зондовой микроскопии.

WO3 и MoO3, летучесть (сублимация). Бронзы и сини. Центры окраски. Фотохромные материалы и умные окна. Гетерополисоединения. Микроэлементы. Фермент нитрогеназа и связывание азота.

Дисульфидные соединения. «Монослоевые дисперсии» и пленки Лэнгмюра – Блоджет. Нанотрубки дисульфида вольфрама. Химические источники тока.

Кермет, «победит». Наночастицы карбида вольфрама.

Опыты: молибденова синь, реакции обнаружения фосфора

Темы проектных работ: электрохимически проявляющиеся надписи («симпатические чернила»)

План рассказа про элемент:

  • Положение в ПСЭ
  • Год открытия, мифы и легенды
  • Нахождение в природе и минералы, распространенность
  • Способ добычи
  • Степени окисления и характер химической связи (соединений)
  • Основные химические реакции (писать на доске и уравнивать вместе со школьниками)

Основная литература

  1. www.nanometer.ru
  2. Дж.Пиментел, Дж.Кунрод. Возможности .химии сегодня и завтра. М.:Мир, 1992.
  3. Популярная библиотека химических элементов, кн.1-2. М.:Наука, 1977.
  4. З.Полер. Химия на пути в третье тысячелетие. М.:Мир, 1982.
  5. А.Р.Вест. Химия твердого тела. М.:Мир, т.1,2, 1988.
  6. «Нанотехнологии. Азбука для всех». Сборник статей под редакцией Ю. Третьякова, М., Физматлит, 2007.
  7. Пул Ч., Оуэнс Ф. «Нанотехнологии», М., Техносфера, 2006.
  8. "Богатство наномира" (фотоальбом научной фотографии)
  9. и другие по мере необходимости...

P.S. План - лишь малая часть всего. Главное - реализация. Возможно, фантазии лишь фантазиями и остануться, но если постараться (да еще на видео записать и подготовить иллюстративный и раздаточный материал), тогда уже что - то можно обсуждать. По крайней мере, интересно попробовать... в рамках минимально допустимого воздействия на интеллектуальную активность школьников, тщательно оберегаемых от перегрузки и излишних знаний родными творцами ЕГЭшного школьного образования.


В статье использованы материалы: ФНМ МГУ


Средний балл: 10.0 (голосов 7)

 


Комментарии
Клюев Павел Геннадиевич, 17 октября 2010 11:12 
Полностью поддерживаю Евгения Алексеевича! Идея действительно очень
хорошая. В современном образовании так не хватает серьезного системного
подхода, так чтобы сложилась цельная красивая картина, а каша в голове
А в этой программе НЕТ занудного системного подхода, она направлена, в основном, на интерес и любопытство. После нее и на ЕГЭ пусть натаскивают профессионалы, ненависти к химии или ее боязни у школьников уже не будет, если мозги не взорвуться от обилия материала. Поэтому, как оголодавшего кормят сначала по крохам, а потом полноценно, и здесь нужно будет частями под тщательным педагогическим и медицинским контролем давать
Клюев Павел Геннадиевич, 17 октября 2010 11:45 
я имел ввиду не занудный системный подход,а то,
что у слушателей наверняка сложится цельная
картина, как все едино и красиво в природе,
вообще идея замечательная.вот.
Трусов Л. А., 17 октября 2010 13:38 
она направлена, в основном, на интерес и любопытство

любопытным и интересующимся еще можно это почитать.
Палии Наталия Алексеевна, 17 октября 2010 20:10 
Интересный курс , химия сама по себе наука очень интересная и увлекательная
Клюев Павел Геннадиевич, 17 октября 2010 22:13 
согласен жаль что не уделял ей побольше
внимания в школе, все как-то больше в
математику, физику, ин.яз...а все то оно
связано оказывается, батенька... хорошо, если
современные школьники узнают об этом пораньше
Проблема в том, кто читать будет. Я бы многое смог осилить. Мои коллеги многие это хорошо бы очень рассказали и показали. Но тут планируются (пока) аспиранты. Хорошие, просто замечательные, но как пойдет - надо будет посмотреть...
Некоторые из описанных опытов опасны. А большинство вообще запрещены в школе (по реактивам)
Коваленко Артём, 20 октября 2010 01:18 
предложенный план отлично подходит для 5-го
курса ФНМ. Прочитайте по нему лекции,
ПОЖАЛУЙСТА!
Такой подход просто необходим. Многие школьники в удаленных Российских городах, просто не представляют,для чего необходимо просто изучать химию в школе. Но если мы, можно сказать,"проваливаемся" всем миром в нанообласть, что делать тем, которые будут лишними (непонимающими). Ведь это все уже сегодняшний день. А дети настоящего самобытны, и кажется, что они все несут в себе для всех.
Коваленко Артём, 20 октября 2010 13:42 
Лучше туда не проваливаться
Евгений Алексеевич! Этот труд есть реализация Вашей задумки, как-то озвученной в разговоре перед лекцией, родившейся в сентябре 2010 года из недоумений ряда школьников в связи с предложениями "быстро" поучаствовать в конкурсе? Как бы там ни было изложенное заслуживает внимания и поддержки. Было бы хорошо, чтобы аспиранты или же студенты так же поддержали изложенное Вами и поучаствовали в деле "наставничества" школьников. Результат? Развитие интереса, любознательноти и, главное, может быть, способности, в том числе, учиться и работать самостоятельно. Конечно это не сразу можно сделать и далеко не все учителя откликнутся на предложенные идеи. Но даже маленькая толика участников от массы школьников - уже успех.
Замечу, что не только в удалённых Российских городах, но и часто в столицах много школьников не знают "для чего неодходимо просто изучать химию в школе". Это же можно сказать и про другие предметы - математику, физику ... Такое незнание очень наглядно проявляется, например, в знаменитой и массовой многопредметной олимпиаде "Турнир им. М.В.Ломоносова" (в этом году участвовало около 50 тысяч школьников). При проверке работ там можно найти очень "оригинальные" решения задач и ответы на поставленные вопросы. Может быть было бы полезно опубликовать их, как "Избранное", совместно с авторскими решениями. Ведь даже антирешения часто учат лучше, чем полностью правильно решённые задачи.

Всего наилучшего и успехов в реализации задуманного! Даже, если не вырастут химики, может быть школьники в результате этого научатся смотреть на мир по-иному. И...думать. Что очень пригодится.
А мы в меру своих сил будем помогать.
.
Валерий Петрович КЛЕЙМЕНИЧЕВ
Коваленко Артём, 21 октября 2010 01:34 
Валерий Петрович,
извините пожалуйста, но я посмею Вам
возразить (пишу от себя, потому что на ФНМ я
сейчас в некотором роде диссидент).
Вы говорите о важности хорошего школьного
образования. В цели я с Вами согласен.
Но в том, как это должно быть реализовано в
данной ситуации в России, моя позиция
отличается от Вашей и от позиции Гудилина.
Школьные программы по химии и физике
оттачивались годами. Они создавались и
обсуждались профессиональными школьными
преподавателями с многолетним опытом и
хорошей репутацией в России.
Другое дело, что из-за плохого снабжения
школьных лабораторий ученикам зачастую не
показывают опытов. На мой взгляд,
предложенная Гудилиным программа-максимум
построена в корне неверно, и дело здесь даже
не в завышенности требований.
Проблема в том, что наиболее зрелищные опыты,
которые должны "покорить сердца" школьников и
навеки влюбить их в химию, являются в то же
время опытами, которые школьнику просто
невозможно правильно объяснить.
Если хотите, могу привести конкретный анализ
программы, но мне кажется, что если Вы
понимаете химию или физику, то Вам будет
ясно, о чем я говорю (посмотрите еще раз на
опыты).
Опыты в школе должны демонстрировать
применение тех теорий, которые школьникам
знакомы. Да, пусть это будет не весь красивый
мир химии и физики, но он будет им понятен.
Далее, если убрать те эксперименты, которые
непонятны школьникам, из вышеизложенной
программы мы получим некоторый аналог книжек
"Занимательные опыты по химии для
школьников", которые существуют уже не одно
десятилетие.
И самый главный вопрос, который меня мучает,
это зачем так стараться переучить школьников,
если они потом придут в университет и
нормально все изучат. Всему своё время.
Коваленко Артём, 21 октября 2010 01:34 
Простите за много букв.
Артем, я с тобой согласен, однако ты - не диссидентю...
Трусов Л. А., 21 октября 2010 12:36 
я тоже не понимаю, зачем школьников развлекать и завлекать. потом случается много разочарований - "ой, мне показывали, что всё так классно шипит и взрывается, а теперь заставляют за унылыми книжками сидеть"
Владимир Владимирович, 21 октября 2010 16:06 
О, да, намного приятственнее-умильно сидеть и управлять газовыми и финансовыми потоками, в свободные минутки представляя себя участником глубокоразвлекательных шоу типа Дом-3, и мечтать о заслуженных наградах Российской федерации.
Коваленко Артём, 21 октября 2010 20:24 
Я диссидент не по мыслям, а по поступкам.
В.В., есть такое понятие, как "интерес", и я не
верю, что без него можно эффективно обучать
человека.
Трусов Л. А., 21 октября 2010 20:36 
как это "не по мыслям"?
ну, не оправдал чуток всеобщих надежд. делов-то.
всё правильно сделал.
Коваленко Артём, 21 октября 2010 22:37 
Лев, я имею в виду, что в разговорах (особенно
таких, как здесь) выясняется, что администрация
"вроде бы согласна" с либеральными идеями, и
тут я вроде бы не диссидент.
Но на деле-то оказывается все наоборот.
Такая двойная игра получается.
Трусов Л. А., 21 октября 2010 23:33 
администрации тяжело. ей приходится подстраиваться под уровень набранных студентов.
Коваленко Артём, 22 октября 2010 00:24 
ей приходится подстраиваться под сами знаете
кого...
и жить тоже всем на что-то хочется.
Все ясно, но я все равно за открытую политику.
Владимир Владимирович, 22 октября 2010 01:22 
Артём,
Это замечательно, что Вы понимаете важность интереса!
Палии Наталия Алексеевна, 22 октября 2010 12:09 
Важно еще и поддерживать/подпитывать этот ИНТЕРЕС, ведь все дети - любознательные почемучки.
Но в процессе учебы в школе почему-то у многих этот ИНТЕРЕС пропадает
Коваленко Артём, 22 октября 2010 18:13 
потому что не все взрослые - компетентные
потомучки
Палии Наталия Алексеевна, 22 октября 2010 21:30 
[I]потому что не все взрослые - компетентные
потомучки[/I] - Артем, по-моему, это во-вторых, а во-первых - не все взрослые хотят быть "потомучками"...то ли нет времени, то ли желания
Коваленко Артём, 22 октября 2010 22:34 
я про учителей говорил
Палии Наталия Алексеевна, 23 октября 2010 10:37 
А я - про родителей, но ведь, если подумать - и те, и другие должны cделать одно общее дело - научить детей учиться
Я думаю, аудитория должна быть смешанной - Артем прав. Школьники ЕЩЕ не знают, а студенты УЖЕ забыли... Это я после разговора с нашими аспирантами говорю...
Жень, а ты уверен, что опыты а амальгамами для школы прокатят?
Саша, я ни в чем не уверен. Пока это список опытов с избытком.
Очень насыщенная дискуссия тут развернулась,прям дух захватывает Но, мне тоже хотелось бы внести лепту, так вот: могу поделиться своими впечатлениями от уроков физики и химии (точнее от опытов)...За 2 года изучения химии в рамках школы нам показали всего 5-6 опытов, и то используя мизерное количество реагентов; практически тоже самое и по физике - благо там на лабораторных работах мы сталкиваемся хоть с чем-нибудь
То есть в принципе, если нет материала для проведения того или иного опыта, эксперимента, то говорить об какой-то программе или об каком-то курсе, с моей точки зрения не совсем логично и правильно
Дейген Ирина Михайловна, 10 ноября 2010 19:03 
Евгений Алексеевич,замечательный курс!
Его надо обязательно реализовывать в школах,
особенно с био-хим и физ-хим классами.
комментарий Сашиной мамы, учителя физики:
чудесная программа! я полагаю, школьникам( моим точно) будет интересно узнать о каждом элементе и его свойствах. Эксперименты можно оставить только безопасные.
Евгений Алексеевич, можно попробовать реализацию элективного курса в нашей школе.
А проекты! Это- чудо! Мне самой хочется вырастить фотонный кристалл под дочкино исполнение Баха из Хорошо Темперированного Клавира!
Вот интересно, а как же школы узнают о курсе? я , например, случайно наткнулась на эту статью.

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

 

Рисовое поле
Рисовое поле

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.