(Текст приводится в авторской редакции)
Разработка «Мир невидимых вещей» (МНВ) представляет собой комплекс мероприятий, проводимых научно-образовательным центром «Наноэлектроника перспективных материалов» БГПУ им.М.Акмуллы (далее НОЦ). Авторами разработки является коллектив кафедры прикладной физики и нанотехнологий БГПУ им.М.Акмуллы. Техническая поддержка оказывается Центром информационных технологий БГПУ им.М.Акмуллы. Идея создания проекта «Мир невидимых вещей» зародилась в связи с необходимостью повышения интереса учащихся к естественным наукам; выявлением, отбором и поддержкой талантливых школьников в области естественных наук и нанотехнологий; повышением интереса школьников к нанотехнологиям. На сегодняшний день МНВ это:
- Экспериментальные научно-образовательные лаборатории в школах.
- Ежемесячный дистанционный конкурс
- Ознакомительные и элективные курсы
- Республиканская олимпиада по нанотехнологиям
Предлагаемые оригинальные решения могут быть полезны при работе со школьниками не только в сфере нанотехнологий, но и в сфере естественных и гуманитарных наук.
Экспериментальные научно-образовательные лаборатории в школах
Стороны, в лице НОЦ при ВУЗе с одной стороны и школы-партнера с другой, договариваются о создании на базе школы совместной научно-образовательной лаборатории (НОЛ) в области естественных наук и нанотехнологий. ВУЗ, совместно с администрацией школы, определяет содержание работы, кадровую структуру НОЛ, обеспечивает привлечение студентов, профессорско-преподавательского состава к работе по согласованному календарному плану.
Основными функциями НОЛ являются:
- научно-методическое обеспечение образовательного процесса;
- проведение научных, исследовательских, в т.ч. опытно-экспериментальных разработок с привлечением педагогов школы;
- повышение квалификации педагогических кадров (через программы Института повышения квалификации и профессиональной переподготовки университета);
- организация педагогической практики студентов;
- организация методического сопровождения исследовательской работы учащихся, олимпиадного движения;
- разработка и апробация совместно с учителями школы авторских методик и современных технологий обучения;
- научно-методическое сопровождение предпрофильной подготовки (профильного обучения) по направлению нанотехнологии;
- организация совместных конференций, конкурсов, выставок и др. мероприятий;
- подготовка к изданию совместных учебно-методических разработок.
Цель: развитие научно-образовательной инфраструктуры для повышения качества проектной деятельности школьников региона в рамках деятельности научно-образовательного центра «Наноэлектроника перспективных материалов».
Задачи:
- углубление и расширение знаний учащихся по физике, химии и биологии;
- активизация научно-исследовательской деятельности учащихся;
- знакомство с современными методами научно-исследовательской работы.
- формирование целостной и научно обоснованной картины мира, развитие познавательных способностей;
- формирование у учащихся творческого мышления, трудолюбия, высоких нравственных качеств и духовной культуры;
- развитие интереса учащихся к научно-исследовательской деятельности, к углубленному изучению различных областей науки и техники;
- ранняя профессиональная ориентация учащихся;
- формирование самосознания, становление активной жизненной позиции, формирование потребности к саморазвитию, способности успешно адаптироваться в окружающем мире;
- приобретение учащимися предметных умений: планировать и выполнять эксперимент, применять математические методы к решению теоретических задач;
- приобретение коммуникативных умений и навыков.
- оказание методической и практической помощи учителям естественных дисциплин в организации проектной и исследовательской работы школьников.
- создание условий для установления партнерских отношений ученых, педагогов и школьников в организации проектной и исследовательской работы школьников.
Ежемесячный дистанционный конкурс
Конкурс создавался как региональная площадка для повышения интереса, школьников к проблемам естественных наук. Преимущества этого Конкурса в том, что участвовать в нем может любой желающий из любой точки региона. В настоящее время, в сотрудничестве со «Школьной Лигой Роснано» ведется работа по выходу Конкурса на Всероссийский уровень. Тематика Конкурса обширна и включает в себя два направления естественнонаучное (исследовательские проекты, решения задач и пр.) и гуманитарное (художественные рисунки, эссе и пр.).
Участники Конкурса
Для участия в конкурсе приглашаются учащиеся старших классов школ любого типа
Формат Конкурса
Конкурс проводится ежемесячно
Сроки проведения
Подача работ — вторая половина месяца. Подведение итогов — первая декада следующего месяца.
Процедура проведения Конкурса
Конкурс проводится каждый месяц. По итогам года, разыгрывается гран-при среди победителей ежемесячных туров.
Заявки на участие в Конкурсе
Для участия в Конкурсе необходимо зарегистрироваться по адресу: olimp.bspu.ru Задание второго тура Конкурса: философское сочинение по одному из предложенных начал, например: «В своих фантазиях можно побывать и в недрах Земли и в глубинах Вселенной; пожить рядом с кроманьонцами или в невероятно развитой вселенной будущего. В работы можно включить авторские рисунки и фотографии. То есть, в творческом плане ни в чем себя не ограничивайте.»
Или: Что есть нанотехнологии? «Нано» было всегда и повсюду. Действительно, в каждой клетке нашего организма работают удивительные биологические наномоторы, например кинезин, умеющий «шагать» по микротрубочкам. А фуллерен, рожденный четверть века назад, теперь находят по всей Вселенной, и даже считают его возможным прародителем жизни на Земле. Но и «технологии» на уровне «нано», тоже родились не после лекции Р.Фейнмана «Там внизу много места» в 1959 г. Первобытные люди знали, насколько острыми могут быть орудия из кремня, живописцы умели делать краски с наночастицами, а кузнецы ковали крепчайшую сталь, изменяя ее наноструктуру. Может быть, тогда и нет такой науки нанотехнологии? А может быть нанотехнологии это основа основ?
Удивительный наномир: "Совсем нетрудно проникнуть в микромир. Так просто разделить 1 мм на десяток частей, обладая орлиной зоркостью. Тем более, все заложено в столь неуклюжем на первый взгляд человеческом теле: захватывает, когда узнаешь, что пальцы рук можно двигать с шажками в несколько микрон. Зная это, не так трудно представить себе и наномир. Но, становится совсем жутко, оттого, что ногти растут со скоростью 1 нанометр в секунду. Значит, самые длинные ногти в мире росли 30 лет! Какое уж там «вода камень точит»?!
А вот какие примеры я знаю! …
Наномашины и нанороботы.
Умеют ли нанороботы думать?
Нет, они только чувствуют…
В некой лаборатории зондовой микроскопии возник вопрос о нанороботах, где таковых с роду не водилось. Наверно, аналогичные вопросы рождаются по механизму туннельного эффекта – нет-нет, да и проскочат в сознании. Меня, как специалиста по нанороботам спросили: «Куда же они записывают информацию?» Как большой специалист по «серой слизи» вообще, и ДНК-наномашинам в частности, я ответил – никуда, Вы насмотрелись рисунков с модных журналов. Действительно, как же они будут модными (впрочем, как и журналы мод), если в них изображать агломераты молекул, в лучшем случае напоминающих фагоцит или амебу. «Хм, а откуда они знают, что делать?»»
Ознакомительные и элективные курсы
Сотрудники НОЦ постоянно проводят публичные лекции для школьников по нанотехнологиям. Также проводится профориентационная работа во всех районах Республики. Готовится к публикации учебник по элективному курсу «Современная наука. Нанотехнологии» - результат работы НОЦ со школьниками в течение 3 лет.
Примерная структура учебника «Мир невидимых вещей».
Глава 1 Еще раз о строении вещества
1.1 Газообразные, жидкие и твердые состояния вещества
1.2 Таблица химических элементов
1.3 Живое и неживое
Глава 2 Макро, микро, нано, пико…
2.1 Строение мира на уровне макро
2.2 Микроструктура
2.3 Что такое нано?
2.4 Пико, фемто… ёта
Глава 3 Наноструктурные материалы. Классификация.
3.1 Наноструктурные материалы и их свойства
3.2 Трехмерные
3.3 Двумерные
3.4 Одномерные
3.5 Нульмерные
Глава 4 Законы наномира
4.1 Не все, что нано…
Глава 5 Нанофизика
5.1 Виды взаимодействий
5.2 Наноэлектроника
5.3 Оптика
Глава 6 Нанохимия
Глава 7 Нанобиология
7.1 Бионика
7.2 Биологические машины
7.3 Медицина
7.4 Экология
Глава 8 Взгляд изнутри
8.1 Оптическая микроскопия
8.2 Электронная микроскопия
8.3 Сканирующая зондовая микроскопия
8.4 Инструменты нано
Глава 9 Способы получения нано
9.1 Подход «сверху-вниз»
9.2 Подход «снизу-вверх»
9.3 Нанолитография
9.4 Самосборка и нанороботы
Глава 10 Будущее наномира
10.1 Состояние нанотехнологий сегодня
10.2 Развитие нанотехнологий в мире
10.3 Нанотехнологии в России
10.4 Лже-, анти- и просто наука
После каждой главы приводятся «задачи и задания» и «занимательные опыты». Кроме того, впр оизвольном порядке, в тексте должны присутствовать факты «Знаете ли вы…». Такое преподнесение материала позволяет учащимся не отрываться от школьной программы, но при этом познакомиться с положением современной науки и таким образом, помочь выбрать будущую профессию.
Республиканская олимпиада по нанотехнологиям
В 2009 году НОЦ была организована республиканская олимпиада по нанотехнологиям. Олимпиада прошла в 4 этапа. Первый этап – дистанционное решение простых тестовых заданий, для предварительного отбора участников. Второй этап -дистанционное решение несложных интересных задач. По итогам этого тура, победители (9 школьников) были приглашены на очный тур, где методом жеребьевки им определили лабораторные работы на уникальном оборудовании НОЦ. Работы были из области физики химии и биологии. Четвертый этап заключался в представлении участниками исследовательской работы или сочинения в области «нано».
… и многое-многое другое
Одно из приоритетных направлений развития проекта МНВ является дистанционность (как следствие общедоступность). Для реализации этого направления НОЦ создан сайт nanorb.ru, на базе которого проводилась республиканская олимпиада по нанотехнологиям. Кроме того, сайт включает в себя словарь терминов «нано» с возможностью пользователям редактирования и добавления новых сло1в. В пилотном режиме работает система дистанционного образования sdo.bspu.ru. Проводятся он-лайн конференции и консультации со школами-партнерами НОЦ.
Список ресурсов
- Республиканский портал по нанотехнологиям nanorb.ru
- Система олимпиад и конференций БГПУ им.М.Акмуллы olimp.bspu.ru
- Система дистанционного образования БГПУ им.М.Акмуллы sdo.bspu.ru
- Республиканский образовательный портал oprb.ru
- Нанотехнологическое сообщество nanometer.ru
- Литературный портал zlata-galerie.ruПортал Школьной лиги Роснано schoolnano.ru
