Понедельник, 11.12.2017, 14:05
Приветствую Вас Гость

Нанотехнологии в образовании

Меню сайта
Мини-чат
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 41
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

 

 

 

1. История введения образования в сфере нанотехнологий в России.

 

Введение и дальнейшее развитие нанотехнологий в вузах.

 

Нанотехнологии в последние годы стали очень популярны в академических кругах, а также в высших учебных заведениях, что можно объяснить неожиданно возникшей острой потребностью в квалифицированных кадрах. В 90 годы фундаментальные исследования, вносившие несомненный вклад в развитие нанотехноллогий не прекращались в России. В 1996 г. М.А. Ананяном был создан институт нанотехнологии, а в 2001г.  – концерн «Наноиндустрия». После 2000 г. Отечественные исследования в области нанотехнологий и наноматериалов заметно оживились. Этому способствовало ряд причин, среди которых немаловажным было плодотворное обсуждение этой проблемы в 2002 году. Некоторые академические, вузовские и отраслевые лаборатории были переориентированы на исследования в области нанотехнологий и наноматериалов, хотя большинство из них по-прежнему не располагало необходимым современным оборудованием. Достаточно сказать, что электронным микроскоп высокого разрешен я HREM TECHNAI стоит около 4 млн. долларов, а чистая комната достаточно высокого класса и того больше. Ситуация несколько улучшилась когда в соответствии с постановлением Правительства от 12.10.2004 г. №540 в федеральную целевую научно-техническую программу «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы» были внесены существенные изменения, а в перечне приоритетов появилось направление «Индустрия наносистем и материалы». Рабочая группа экспертов возглавляемая академиком М.В. Алфимовым.

 

Минобрнаукой с участием представителей заинтересованных ведомств в 2005 году была разработана концепции я развития нанотехнологии в России, далее была подготовлена рамочная «Программа развития в РФ работ в области нанотехнолооги и наноматериалов до 2015 года» и наконец, составлен проект федеральной целевой программы «Развитие исследовательской, инновационной и технологической инфраструктуры для наноиндустрии РФ на 2007 – 2009 годы».

 

Успешная реализация нанотехнологического проекта невозможна ни в одной стране, если ей не удастся подготовить или привлечь со стороны специалистов, хорошо владеющих одновременно знаниями в области математики, физики, химии, механики, биологии. Лишь междисциплинарная образовательная программа способна обеспечить нанотехнологический прорыв. Действующий МГУ факультет наук о материалах может служить своеобразной моделью междисциплинарного-естественно научного образования, обеспечивающего многоуровневую подготовку материаловедов-исследователей, включая бакалавров, специалистов, магистров направления «Химия, физика и механика материалов», кандидатов и докторов наук специальностей «Химия твёрдого тела», «Физика конденсированного состояния» и «неорганическая химия.»

 

В 2003 г. Министерство образования РФ в порядке эксперимента в технических университетах было открыто образовательное направление «Нанотехноглогия». Первоначально в рамках этого направления значились только две специальности» Нанотехнология в электронике» и «Наноматериалы».

 

Начавшийся эксперимент вскоре был переведён в обычный режим. Приказом от  12.01.2005 г. №4 Минобрнауки РФ утвердил перечень направлений подготовки (специальностей) ВПО, где в УГС 210000 Электронная техника, радиотехника и связь было обозначено направление подготовки 210600 Нанотехноология с двумя специальностями: 210601 Нанотехнология в электронике и 210602 Наноматериалы. С этого времени подготовку специалистов по этим специальностям мог начать любой вуз, имеющий для этого соответствующие условия. В качестве примера можно привести Волгоградский государственный университет, который в 2007 году принял пять студентов по договору на специальность 210602 «Наноматериалы». С 2008 г. Всего в 2008 году принято 20 человек. В настоящее время подготовку по специальностям «Нанотехнология в электронике» и «Наноматериалы» ведут более сорока вузов в России.

 

В 2004 г. Начался ещё один эксперимент. Приказом Министерства образования РФ от 23 апреля 2004 г. № 1922 создано новое направление подготовки бакалавров и магистров «Нанотехнология» со степенью (квалификацией) «бакалавр техники и технологий» и «магистр техники и технологий» на период с 2004\2005учебного года по 2009 \2010 учебный год». Данное направление подготовки бакалавров и магистров закреплено за учебно - методическим объединением по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации.

Было поручено : до 01.06 2004 г. Сформировать состав учебно-методического совета по направлению подготовки бакалавров и магистров 554500 Нанотехнология; до 01.07 2007 г. Разработать и предоставить на утверждение в Минобразование России проекты временных требований к минимуму содержания и уровню подготовки бакалавров и магистров по направлению  Нанотехнология, а так же проекты примерных учебных планов;  до 01.09 2004 г.- проекты примерных учебных программ по дисциплинам входящих в федеральные компоненты временных требований к минимуму содержания и уровню подготовки бакалавров и магистров по направлению 554500 Нанотехнология.

 

Ректоры вызов до 01.08 2004 г должны были предоставить необходимый комплект документов для оформления в установленном порядке лицензий на правоведения образовательной деятельности по направлению подготовки бакалавров и магистров   Нанотехнология. В приказе значилось 19 вузов :

 

  1. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).
  2. Московский государственный технический институт им. Н.Э. Баумана.
  3. Московский государственный институт электронной техники (технический университет).
  4. Московский государственный институт электроники и математики (технический университет).
  5. Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет).
  6. Саратовский государственный университет.
  7. Московский энергетический институт.
  8. Российский химико-технологический университет им.  Д.И. Менделеева.
  9. Ростовский государственный университет.
  10.  Кабардино-Балкарский государственный университет.
  11.  Нижегородский государственный университет.
  12.  Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики.
  13.  Новосибирский государственный технический университет.
  14.  Таганрогский государственный радиотехнический университет.
  15.  Воронежский государственный университет.
  16.  Северо-Кавказский государственный технический университет.
  17.  Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.
  18.  Московская государственная академия тонкой химической технологии им.  М.В. Ломоносова.
  19.  Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого.

 

Результаты эксперимента должны были подвести в 2010 году. Уже в 2005 году направление «Нанотехнология» приказом от 25 мая №91 было дополнено квалификациями «бакалавр» и «магистр».

 

В 2006 году были утверждены государственные образовательные стандарты по направлению подготовки 210600 Нанотехнология с квалификацией «инженер» по двум вышеназванным специальностям и направлениям подготовки бакалавров и магистров.

 

В 2009 г. В Минообрнауки РФ приказом №337 от 17.09 2009 г. Утверждается новый перечень подготовки высшего профессионального образования. Появилось два новых направления в двух новых укрепленных группах: Металлургия, машиностроение и металлообработка, материаловедение и технологии материалов и автоматика и управление.

 

Данные направления не полной мере удовлетворяли запросы высшей школы. Поэтому 26 октября 2010 год Минобрнауки опубликовала проект приказа, которым должен быть утвержден новый стандарт ФГОС по направлению 152200 Наноинженерия (бакалавриат), 022200 Наносистемы и наноматериалы (магистратура).

 

Наряду с этим 03.11 2010 г. МИСиС в инициативном порядке предоставил в Минобрнауки проект ФГОС по направлению «Наноматериалы» ( бакалавры и магистры).

 

16 ноября 2010 г. Минобрнауки РФ издало приказ №1158, которым утвердило ФГОС ВПО по направлению подготовки 152200 Наноинженерия (квалификация(степень) «бакалавр»).

 

07 декабря 2010 г. Опубликован проект приказа Минобрнауки России об утверждении и введении в действие ФГОС ВПО по направлению подготовки 152200 Наноинженерия (квалификация (степень) «магистры»).

 

21.06 2011 г. Опубликован проект приказа МОН РФ, в соответствии с которым в перечень направлений подготовки ВПО, подтверждаемого присвоению лицу квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр», утвержденный приказом МОН РФ от 17 сентября 2009 г. № 337, внесено направление 152100 Наноматериалы. Регистрацию приказ на сегодняшний день еще не прошел.

 

Таким образом, количество направлений подготовки специалистов по нанотехнологиям и наноматериалам значительно выросло. Раньше существовало только две специальности и одно направление, то на сегодняшний день их число значительно выросло.

 

Подготовка бакалавров будет осуществляться по 5 направлениям в 3 укрепленных группах, подготовка магистров по 6 направлениям в 4 укрепленных группах.

 

Диверсификация направлений подготовки специалистов по нанотехнологиям и наноматериалам имеет важное значение, но она мало что даст, если мы не сумеем сохранить лучшее, что было заложено в отечественной системе университетского образования и не пополним последнее междисциплинарностью и способностью владеть современным синтетическим и диагностическим инструментарием. Только в этом случае появится надежда на возможность преодоления нашей страной нанотехнологического отставания.

 

В этом отношении так же проводится большая работа. В первую очередь следует сказать о поддержке Минобрнауки РФ деятельности научно-образовательных центров (НОЦ) в рамках реализуемых Роснаукой ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. и «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы». На базе ведущих вузов России будут созданы 32 НОЦа по направлению «Нанотехнологии» основная задача интеграция научной и образовательной деятельности для подготовки специалистов с высшим образованием всех уровней и выполнения научных исследований, и разработок мирового класса, а так же участие в разработке программ обучения и популяризации знаний в области нанотехнологий как единой технологической культуры нового века.  Интеграция образования и науки позволяет повысить уровень подготовки кадров с учетом тенденций и перспектив развития рынка труда, обеспечивает рост эффективности исследований и разработок, качества образовательных программ высшего профессионального образования, а так же способствует притоку и закреплению в науке и образовании молодых специалистов. Сегодня комплексно и эффективно решить проблемы привлечения молодежи в сферу науки, образования, высокий технологий и закрепления ее в этих сферах, эффективного воспроизводства научных и научно-педагогических кадров можно только на основе программно-целевого метода, применение которого позволит обеспечить системное решение проблемы, рационально использовать ресурсы.

 

 Говоря о привлечении молодежи в сферу нанотехнологий, нельзя ограничиваться только студентами и аспирантами, надо смотреть шире на эту проблему. Минобрнауки РФ считает, что интерес к перспективным и приоритетным для государства направлениям науки, техники и технологий должен формироваться еще в школе. Для этого министерство еще в 2008 г. инициировало проект по поставке в школы учебно-научных комплексов для преподавания основ нанотехнологий-платформ НАНОЭДЬЮКАТОР. Чрезвычайно важным является совершенствование образовательной инфраструктуры наноиндустрии посредством создания учебно-инновационных комплексов по отраслям  на базе ведущих технологических вузов в сотрудничестве с организациями национальной нанотехнологической сети, региональных ИАЦ и научно-образовательных центров (НОЦ), которые позволяют создать целостную многоуровневую образовательную систему подготовки и переподготовки кадров нового поколения для индустрии наносистем и материалов с учетом тенденций развития данной индустрии, а так же обеспечат доступ слушателей к уникальному исследовательскому и технологическому оборудованию в сфере наноматериалов и нанотехнологий.

 

Большое внимание сейчас уделяется межуниверситетской кооперации в деле подготовки кадров для наноиндустрии.  Профессиональная подготовка и переподготовка требуют организации тематически ориентированного процесса обучения и использования в этом процессе самого современного и актуального учебно-методического обеспечения и передовой лабораторной базы. Обязательное условие высококвалифицированного специалиста для наноидустрии-необходимость изучения широкого спектра естественнонаучных дисциплин, в программах которых должны быть представлены современные решения в области нанотехнологий.

 

Объекты инфраструктуры образовательного сгмента ННС, созданные и создаваемые в рамках ФЦП «Развитие инфраструктуры наноидустрии в РФ на 2008-2011 годы»,  их объединяют в крупные группы.

 

Эффективный процесс междисциплинарной подготовки может, организован на основе создаваемых в ведущих университетах образовательных ресурсов   путем их объединения и дополнения недостающих разделов знаний и компетенций в области нанотехнологий как лекционно-теоритическим, так и инструментально-лабораторной подготовке по тематическим направлениям деятельности ННС.

 

Межуниверситетская кооперация позволяет готовить специалистов на стыке тематических направлений в деятельности ННС, удовлетворяя появление потребностей в подготовке по новым возможным направлениям в будущем.

 

Одним из важнейших элементов формируемой инфраструктуры наноиндустрии является информационно-аналитическая составляющая, которая обеспечивает координацию работ, полноту и актуализацию сведений о перспективных разработках, технологиях и кадровом потенциале в сфере наноиндустрии.

 

Разработанные и апробированные принципы позволяют ведущим университетам адаптировать учебно-методические комплексы (УМК) дисциплин по 10 тематическим направлениям деятельности ННС в сетевую межуниверситетскую систему обучения студентов.

 

2 Введение представлений о нанотехнологиях в курс средней общеобразовательной школы

 

Актуальность знаний в области нанотехнологий, в том числе и для школьников, диктуется временем. Нанотехнология как новая область знания в последние годы стала одной из наиболее важных и захватывающих областей знаний, находящихся на переднем крае физики, химии, биологии, технических наук. Сфера нанотехнологий считается во всем мире ключевой для технологий XXI века.  Нанотехнологии системно связаны с множеством научных дисциплин и уже существующих технологий, и эта специфика отражается как на процессе обучения, так и на изучении структур и явлений на не метрическом уровне.

 

Данное направление является важнейшей составляющей целого комплекса мероприятий по повышению качества профессиональной подготовки кадров для наноиндустрии, а также для популяризации знаний в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий, для поиска и поддержки, профориентации и мотивации талантливой молодежи в образовательной системе Российской Федерации. Необходимым условием развития процесса популяризации знаний является ознакомление школьников с нанотехнологиями через образовательные программы в   школах и вузах.

 

Нанотехнологии  в последние годы стали очень популярны в академических кругах, а также в высших учебных заведениях, что можно объяснить неожиданно возникшей острой потребностью в квалифицированных кадрах. Наряду со специально созданными и дополнительными учебными курсами, успешно создаются новые учебники и программы обучения для школьников. Большинство новых учебных пособий отображает разнообразие идей нанотехнологий и различные научно-технические особенности отдельных их областей, от электроники до молекулярной медицины. Однако для фундаментального понимания новой науки гораздо важнее знание междисциплинарных основ, объединяющих область исследований нанотехнологий, независимо от конкретного применения. В мировой науке наблюдается новое и очень интересное явление -- проведение междисциплинарных исследований на основе срастающихся и взаимно дополняющих друг друга наук и технологий, в результате чего неожиданно появляются новые продукты и методы. Организация современного учебно-воспитательного процесса должна быть такой, чтобы всегда побуждать ребенка к активному проявлению своих сил и возможностей, ставить его в позицию активного деятеля.

 

Целью пропедевтики знаний о нанотехнологиях является их популяризация среди школьников как мотивация заинтересованности в развитии нанотехнологий в России, а также ранняя ориентация детей на последующее профессиональное обучение в этой отрасли. Очень важно, чтобы занятия способствовали развитию познавательной активности и положительной мотивации учащихся. Поэтому необходимы большее количество творческих заданий, организация поисковой и частично-исследовательской деятельности, внедрение нестандартных форм проведения учебных занятий.

Ознакомление с достижениями новых технологий необходимо осуществлять уже в начальной школе в доступных ученикам формах через занимательные рассказы, игры, а также через общедоступную трудовую деятельность.

 

Как пример внедрения нанотехнологическиз знаний для младших школьников, можно привести курс «Загадочный мир нанотехнологий - мир будущего». Он был разработан О. П. Зайцевой и Л. В. Моисеевой (г. Екатеринбург) и предлагается к использованию как элективный курс для 3-4 классов начальной школы. Курс может быть использован также при изучении интегрированного курса Окружающий мир, включая отдельные темы для расширения и углубления знаний, умений и навыков, а также как содержание внеклассной работы по предмету в системе дополнительного образования. Данный курс позволяет продемонстрировать ряд идей, способствующих активизации, структурированию и развитию мыслительной деятельности учащихся. Эти методологические идеи обладают возможностью переноса из одной области знания в другую, что позволяет сделать вывод об их общем характере, способствует формированию общих учебных умений и способов действий.

 

Бурное развитие межпредметных дисциплин, особенно заметное в последние годы, стало создавать противоречия внутри традиционной предметной схемы. Ее удается преодолеть лишь в непрофильных классах, где весь естественнонаучный цикл представлен единым блоком «Естествознание». При планировании такого блока необходимо выделить нанонауку и нанотехнологии в отдельный раздел, демонстрирующий горизонтальные связи между различными разделами курса. Однако малый объем часов, отводимых на преподавание естествознания крайне ограничивает знакомство школьников с наномиром. В то же время в классах естественнонаучного профиля нанонауке, как и другим дисциплинам, находящимся на стыке традиционных наук, вообще пока не нашлось своего отдельного места. В связи с этим межпредметные дисциплины приходится преподавать в форме элективных курсов (примером служит изданный в 2010 году элективный курс «Биологическая химия» Я.С. Шапиро, М., Вентана-Граф).

 

В старшей школе довольно активно в настоящее время внедряются элективные курс И.В. Разумовской «Нанотехнология» - 11 класс. М.: Дрофа, 2009 г. -  Пособие предназначенное для учащихся 11 классов, написано в соответствии с авторской программой элективного курса И. В. Разумовской «Нанотехнология».

 

 В пособии дается систематизации положений нанотехнологии. Каждая глава пособия заканчивается списком используемой литературы, вопросами для самопроверки и заданиями.  В пособии приведен словарь основных понятий. Поскольку нанотехнология является междисциплинарной наукой, материал отдельных глав может быть использован на уроках химии и биологии.

 

Ещё одним примером созданных элективных курсов является курс В.В. Еремина и А.А. Дроздова: «Нанохимия и нанотехнология» (В.В. Еремин, А.А. Дроздов, Нанохимия и нанотехнологии, элективный курс для учащихся 10 – 11 классов, М., Дрофа, 2009). Преподавание данного курса в классах естественно-научного профиля необходимо согласовывать с программами базовых курсов химии, физики, биологии, программирования.

 

Урок по такому курсу помимо традиционного опроса и беседы учителя должен включать в себя и решение задач. Важную роль в процессе обучения занимают видеоматериалы, демонстрации (видео- или реальные) опытов, иллюстрирующих различные свойства и методы получения объектов наномира, а также самостоятельная работа школьников по написанию реферата.

 

Методические аспекты преподавания нанохимии и нанотехнологий в школе еще недостаточно отражены в специальной литературе. Этому вопросу посвящена лишь книга «Проблемы современной нанотехнологии», представляющая собой сборник учебных программ и научно-популярных статей. В то же время для организации элективного курса учителю помимо программы требуется составить поурочное планирование, связав его с программой и с учебными пособиями, которые доступны учащимся.

 

В 2011 г.  Федеральное агентство по образованию Российской Федерации провело конкурс на разработку концепции и программы учебного модуля "Введение в нанотехнологии" для старшеклассников и учителей. Победителем стал Ульяновский государственный университет (УлГУ). Основные исполнители работы – сотрудники регионального Центра нанотехнологий и материалов при УлГУ.

 

В рамках подготовки курса были выполнены следующие работы:

Разработана концепция преподавания современных знаний по нанотехнологической тематике в учреждениях основного и среднего общего образования. На всех этапах проекта к обсуждению и доработке материалов привлекались эксперты ведущих научных и образовательных организаций, ученые, преподаватели высших учебных заведений, методисты институтов повышения квалификации, учителя более чем из 20 регионов России и стран СНГ.

 

Основная идея представленного материала – естественное разделение содержания учебного материала на элементы преимущественно физического, химического и биологического содержания. Такие предметные модули, рассматривающие нанотехнологии с позиции школьных курсов естественных наук, имеют единую дидактическую основу и выполняют три функции:

надстройки профильного учебного предмета (физики, химии, биологии), превращающей его в полной мере в углубленный; развития содержания одного из базовых учебных предметов, изучение которого осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне; удовлетворения познавательных интересов учащихся в различных областях науки и человеческой деятельности.

 

Разработаны программы учебных модулей "Введение в нанотехнологии" по физике, химии, биологии для 10–11 классов, которые соответствуют концепции и вместе с элементами тематического планирования содержат методологию современного преподавания знаний по инновационной нанотехнологической тематике в учреждениях основного и среднего общего образования.

 

Каждая программа рассчитана на 32 академических часа. Входящие в нее модули имеют организованную блочную структуру с обязательным набором блоков (общей длительностью 16 ч) и блоков по выбору (вариативная часть).

Вариативная часть предлагает, как минимум четыре альтернативных блока, длительностью не более 4 учебных часов каждый. Вариативная часть может быть расширена за счет добавления любого числа авторских блоков по тематике нанотехнологий.

 

 Такой подход предполагает формирование различных учебных программ для различных типов классов (от общеобразовательных до классов с углубленным изучением того или иного предмета).

 

 Содержательная часть учебных модулей "Введение в нанотехнологии" по физике, химии, биологии разработана в виде элективных курсов и представлена тремя учебными пособиями. Материалы в пособиях изложены в едином стиле в соответствии с традиционным форматом школьных учебников: текст (предисловие, главы, параграфы), который должен быть понятен ученику; вопросы после параграфа для проверки усвоения материала; задания, задачи, темы рефератов, примерные планы или рекомендации по выполнению реферативной работы.

 

 Разработана программа курсов повышения квалификации учителей по учебным модулям "Введение в нанотехнологии", структура которой сформирована из инвариантных и вариативных блоков. Ядро программы составили вопросы, связанные с объектами нанотехнологии, материалами на их основе, методами исследования. В содержательное ядро программы вошел также методический блок, в котором обсуждаются общие методические подходы и ведущие методологические идеи, которые могут быть реализованы в элективном курсе. Вариативные блоки характеризуются спецификой образовательных дисциплин физики, химии, биологии и предполагают рассмотрение методов и проблем нанотехнологий с позиций различных методологий и понятийного аппарата.

 

Разработанные материалы уже внедряются в учебные программы ряда школ Ульяновска. В частности, проведен эксперимент в трех средних общеобразовательных школах города. Результаты последующей проверки знаний показали хорошее понимание и живой интерес учащихся к проблеме.

 Участниками проекта разработана и запущена информационная система, обеспечивающая отбор и учет научных знаний, связанных с нанотехнологиями, их экспертную оценку и методическую обработку.

Введение дополнительных разделов по программам физики, химии и биологии позволит структурировать крайне противоречивые и несистематизированные представления потенциальных абитуриентов, стремящихся получить высшее образование в области нанотехнологий, и преподавателей средней школы о нанотехнологиях.

 

В дальнейшем материалы по курсу "Введение в нанотехнологии" могут быть внедрены в образовательных учреждениях Российской Федерации в рамках федерального компонента образовательного стандарта (элективный курс) с целью знакомства учащихся с понятием нанотехнологий в соотношении с материалами основного курса.

 

Подготовка будущих специалистов в области нанотехнологий должна начинаться с раннего детства и стать актуальной задачей образования в процессереализации национального проекта «Наша новая школа», поскольку нанотехнологии представляют собой ключевое направление в развитии технологий XXI века.

 

 

Методическое обеспечение по нанотехнологиям в школе

 

 

Особая роль нанотехнологий в научно-техническом прогрессе на современном этапе и научных представлений о нанообъектах и взаимосвязанных с ними явлениях в становлении современной научной картины мира определяют целесообразность и необходимость исследования научно-методической проблемы «внедрения» элементов знаний о нанотехнологиях в школьное образование. Данная задача требует разработки концепции построения курсов и методики (технологии, стратегии) обучения основным элементам этого современного знания в общеобразовательной школе, что является далеко не простой задачей.

 

Новые приоритеты развития науки потребовали серьезных перемен в организации учебного процесса, которые предусматривают уточнение целей и задач образования, совершенствования организации деятельности и функций учителя, повышение эффективности учебно-познавательной деятельности учащихся. Наиболее адекватным путем реализации задач современной российской школы признано введение профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы. Стремительное развитие инновационных производств на основе нанотехнологий предполагает знакомство школьников с картиной наномира и методами управления нанообъектами и связанными с этим явлениями, что и составляет суть нанотехнологического подхода.

 

В широком смысле нанотехнологии – это продукт интеграции знаний, методов и технологий фундаментальных наук – физики, химии, биологии, объединяемых через призму идей квантования и квантового характера взаимодействия.

 

Изложить на доступном для учеников старших классов средней (полной) общеобразовательной школы уровне научные принципы нанотехнологий: нанохимии, наноэлектроники, наносенсорики и т.п. весьма сложно. При этом следует исходить из того, что целью элективных курсов не является погоня за новейшей информацией о техническом прогрессе и последним словом в научных изысканиях в области нанотехнологий. Учитывая то обстоятельство, что любая информация о новых результатах может устареть в течение полугода, основное внимание следует уделить лишь общим принципам, главным идеям, ведущим закономерностям, которые не утратят актуальность в обозримом будущем. Главным результатом обучения должна стать не сумма переданных знаний, а формирование интереса учащихся к проблеме нанотехнологий, развитие их мышления, содействие формированию представлений о фундаментальном единстве естественных наук, незавершенности познания в области естествознания, возможности его дальнейшего развития, роли нанотехнологий в реализации потребностей человечества, профессиональная ориентация наиболее заинтересованной части учащихся. При этом неукоснительно должны соблюдаться важнейшие дидактические принципы: диалектическое единство научности и доступности, систематичность и последовательность, реализация межпредметных связей, обеспечение мотивации, занимательность и много другое. Обучение должно быть построено на основе сочетания различных стилей представления учебной информации вербально-логического и образно-эмоционального, что позволит повысить доступность информации, обеспечит создание ситуации успеха, повысит заинтересованность и уровень личностной значимости учебного содержания.

 

Ведущей целью, элективных курсов является пробуждение в школьнике желания познать больше, самостоятельно дополнить свои знания, а также формирование понимания роли фундаментальных естественных наук в научно-техническом прогрессе, их неразрывной взаимосвязи между собой.

 

В учебных модулях необходимо:

 

Сформулировать понятия «нанотехнология», «наноструктурирование», «наоэлектроника», «нанохимия», «нанооптика». Показать междисциплинарный характер этого направления науки, его перспективы для реализации потребностей человечества. Обосновать фундаментальные принципы, лежащие в основе применения нанотехнологий. Сформировать представления об основных инструментах исследования нанотехнологических процессов.Ознакомить учащихся с основными направлениями прикладной нанотехнологии, различными направлениями наноматериаловедения. Показать возможности нанотехнологий в области живой материи и продемонстрировать взаимосвязанность и взаимообусловленность естественных и технических наук, синергетику их интеграции в нанотехнологиях.

 

При изложении необходимо акцентировать внимание учащихся на фундаментальных законах физики, химии и биологии, границах их применимости в наномире. Изложение должно сопровождаться яркими примерами и иллюстрациями, чтобы сделать учебные курсы запоминающимися и развивающими интерес учащихся к самостоятельной деятельности.

 

В результате освоения содержания элективных курсов учащийся получит возможность совершенствования общих учебных умений, навыков и способов деятельности, реализуемых в направлениях познавательной, информационно-коммуникативной и рефлексивной деятельности. Элективные к

Вход на сайт
Поиск
Календарь
«  Декабрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
Архив записей
Друзья сайта