Диссертация (972008), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Квантовая Квантовые нитиэлектропроводность. Лазеры.Электроннаяпроводимость.Электронная Квантовый компьютерпроводимость квантовых структур.Взаимодействие атомов. Самосборка. Создание Наноассемблератомарных систем.6110Туннельная проводимость. Квантовые ямы. НаногранулированныеСпинзависимое рассеивание.материалыФотоэффект. Внутренний фотоэффект. ФотоЭДС.Фотовольтаика11Световод, оптоволокно, фотоныКвантовая сеть12Квантовая яма, квантовые процессы проводимостиКвантовые сенсоры9Таким образом, изучение в разделах курса общей физики понятий из уровнянано позволит студентам более детально разбираться в структурных ифункциональных явлениях рассматриваемых в курсе классической физики иосуществить связь между законами и явления фундаментальной физическойтеории с понятиями сферы нанотехнологии.2.5 Методика включения нанотехнологических понятий в вариативнуючасть программы подготовки студентов педагогического вуза2.5.1 Спецкурс «Нанотехнология» как важное звено в формированиипредставлений о нанотехнологии в современностиСпецкурс «Нанотехнология» разработан для студентов специальности«Физика - информатика» и призван формировать у студентов базовые знания иумений по этой теме.
Развитие способности научного поиска, практическогоиспользования в реальной педагогической деятельности, как необходимой основыформирования всесторонне развитой, социально активной, творчески мыслящейличности.В силу того, что нанотехнология – сравнительная молодая областьприкладной науки, учебной литературы по теме очень мало. Поэтому основнойисточник–материалыпериодическойпечатииресурсыглобальнойинформационной сети Интернет.
Вместе с тем к этим материалам, особенножурналистским и обобщающим, следует относиться с осторожностью.62Спецкурсразработандляспециальности«Учительфизики»педагогического ВУЗа.Будущий учитель должен иметь представление о «Нанотехнологии» в болееполном объеме, чем поверхностные знания в этой области. Данный раздел оченьбыстроразвивается,информацияобэтомразвитииоченьбыстрораспространяется в массы и может помочь возникнуть множеству вопросов уподрастающего поколения.Межпредметные связи «Нанотехнологии» указывают на тесную связь сфизикой, очевидно, что знания в области «Нанотехнологии» являются отличнымдополнением к изучению курса физики по образовательной программе «Учительфизики».При всем многообразии определений нанотехнологии и нанонауки,большинство специалистов сходятся на том, что принципиальной особенностьюэтих отраслей знаний является междисциплинарность. Поэтому исследованиянаносистем требуют согласованных усилий ученых различных специальностей,что приводит к уникальным результатам в разных областях человеческойдеятельности, от биомедицины до конструкционных материалов.
Благодаряэтому, можно дополнять спецкурсами на тему «Нанотехнологии» разнообразныеобразовательные программы, которые связаны между собой, чтобы в дальнейшемспециалисты в областях физики, химии, биологии и педагогики могли помогатьустанавливать детям междисциплинарные связи, которые помогут детям вбудущем сложить все науки в единое целое и понять устройство нашего мира. Ине только макромира, но и микро, и наномира.Цель освоения спецкурса «Нанотехнология»: формирование базовыхзнаний и умений, которые позволяющих ориентироваться в терминах инаправлениях развития нанотехнологии как совокупности технологическихметодов, применяемых для изучения, проектирования и производства материалов,устройств и систем.63Дисциплина «Нанотехнология» относится ктеоретико-практическимдисциплинам, основу для которой составляют физика, математика, квантоваямеханика, физика конденсированного состояния и другие дисциплины.Задачи дисциплины состоят в ориентировании учащихся на получениезнаний в базовой терминологии и понятиях нанотехнологии, а также знаниепрактических примеров реализации нанотехнологии в современное время.Спецкурс«нанотехнология»относитсяквариативнойчастипрофессионального цикла дисциплин учебного плана.
Изучение дисциплиныдолжнобытьсвязаностакимидисциплинами,как«Общаяфизика»,«Естественнонаучная картина мира», «Математика».В результате освоения дисциплины студент должен:Знать– историю становления нанотехнологии;– основную теоретическую базу нанотехнологии;– терминологию нанотехнологии;– мировой практический опыт реализации нанотехнологии;– о положительных результатах конкретной реализации нанотехнологии;Уметь:• Использовать приобретенные в течение курса знания для создания собственногоспецкурса для средней школы.• Свободно использовать термины и понятия по данной теме.• Устанавливать междисциплинарные связи.• Доступно объяснять темы, касающиеся этого предмета.• Составлять задания для школьного спецкурса.• Выполнять анализ информационных источников на предмет фальсификации.Иметь навыки (приобрести опыт):– проведения физического эксперимента,-анализаинформационныхисточниковвобластиреализацийнанотехнологии.Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы.64Лабораторные (проектно-исследовательские) работы, разработанные врамках спецкурса «Нанотехнология», предполагают самостоятельное проведениеисследования, а также его анализ и защиту.
Многое виды лабораторных работ,выполняемых студентами, являются доступными как в приборном обеспечении,так и в подготовке. Они не требуют глубоких познаний в той или иной сференанотехнологии или других специальных дисциплин. Многие явления сферынанотехнологии достаточно хорошо проявляются на уровне микромира имакромира.При отсутствии оборудования и невозможности проведения лабораторныхработ, лабораторный практикум может быть заменён на семинарские занятия собсуждением актуальных тем и вопросов сферы нанотехнологии.При конструировании курса использовались тематический и сравнительнотипологический принцип, что позволяет систематизировать учебный материал иподчеркнуть связь с другими дисциплинами.В процессе изучения материалов учебного курса предлагаются формыработ: чтение лекций, проектно-исследовательские работы, экскурсия, семинар.Лекционные занятия ориентированы на освещение важных тем в каждыйраздел курса и помогают ориентировать студентов в обширном материале,заложить научную и методологическую базу для дальнейшей работы студентов.Лабораторные(проектно-исследовательские)работыпозволяютстудентам освоить и на практике убедиться в наличии эффектов и явлений сферынанотехнологии, а также получить навыки проведения эксперимента ивыполнения проекта.Научно-исследовательскаяформироватьобщекультурныеипроектнаяидеятельностьпрофессиональныепозволяеткомпетенции.Общепринятыми являются следующие виды и этапы выполнения проектноисследовательских работ:– ознакомление с тематикой предложенных работ;– выбор темы исследования, поиск и изучение источников и литературы,написание доклада и подготовка презентации;65– проведение проектной работы;– изменение и дополнение плана проведения проектной работы;– составление отчета о проекте;– публичная защита выполненной работы.В качестве контрольного мероприятия, студентам предлагается итоговый тестусвоения основных понятий из области нанотехнология.Основные вопросы теста :1.
Квантовая точка – это…2. Что такое в буквальном переводе термин "форсайт", используемый дляпостроения "дорожных карт" нанотехнологий?3. Графен – это4. Слово фуллерен произошло от5. Какой срок службы новых ступеней насоса для нефтедобычи с нанопокрытием6. Нанопринтеры одной из Новосибирской компаний умеют печатать на7. Какими инструментами пользуются нанотехнологи?8. Что такое способ получения наночастиц «сверху вниз»?9.
Как называется устройство для сборки наномеханизмов?10. Что такое способ получения наночастиц «снизу вверх»?11. Какие ученые занимаются изучением и созданием наноматериалов?12. Фуллерен состоит из атомов:13. Фуллерены и углеродные нанотрубки получают из:14. Наночастицы какого металла эффективно борются с бактериями и вирусами?15. Как называется металл, который сам себя защищает от высокойтемпературы?16. Микросхемы создают, формируя рельеф:17. Сенсоры:18.Наноэлектрониказанимаетсясозданиеминтегральныхразмерами:19.
С помощью нанобиотехнологии можно создавать лекарства:66схемс20. Медицинские нанороботы будут:21. В микроскоп видно, что поверхность листьев лотоса:22. Со стекла с «эффектом лотоса»:23. Что означает слово «нанобиореактор»:24. Молекула фуллерена С60 похожа:25. При какой температуре образуются фуллерены и нанотрубки?26. Углеродная нанотрубка:27. Кластер с числом атомов 13, 55, 147, 309, 561, 923, 1415 и т.д. называется….28. В клетках дрожжевых бактерий можно вырастить микрокристаллиныкадмия и лантана размером….29. Как можно использовать в нанотехнологиях вирус табачной мозаики?30.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
