Диссертация (972008), страница 3
Текст из файла (страница 3)
И. Герцена («Физика всистемесовременногообразования»,2015г);Региональная научно-практическая конференцияВладивосток,ДВФУ(«студентов, аспирантов имолодых ученых Школы естественных наук ДВФУ, Апрель, 2013, Астрахань,Астраханский государственный университет (22 международнаяюбилейнаяконференция «Новое в Магнетизме и магнитных Материалах», 2012 г.)На защиту выносятся следующие положения.1. В современных условиях подготовка студентов педагогических вузов вобласти нанотехнологии должна осуществляться в профессиональном цикледисциплин в рамках инвариантной и вариативной частей учебного плана на11основе формирования интереса к нанотехнологии, знаний в данной области иумений проводить учебно-исследовательскую работу в области нанотехнологиипри обязательном понимании обучающимися процесса формирования знаний иумений.2.
При изучении объектов и процессов нанотехнологии критериями отбораматериала должны выступать:- важность понятия или закономерности как ключевых элементов знанийпонанотехнологии,необходимыхдляизучениядругихпонятийизакономерностей;- связь с понятиями и закономерностями, изучаемыми в курсе общей иэкспериментальной физики;- возможность применения изученного в учебно-исследовательской работеи наблюдения нанотехнологических объектов и процессов.3. Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологии можетосуществлятьсяпривключениисоответствующихвопросоввразделы«Молекулярная физика», «Электродинамика», «Оптика» и «Квантовая физика»курса общей и экспериментальной физики в неразрывной связи с дидактическимиединицами самого курса, что может составить основу подготовки.
Более глубокиезнания и умения, необходимые будущему учителю физики можно сформировать врамках вариативного компонента учебного планана занятиях спецкурса«Нанотехнология» и при выполнении студентами разноуровневых учебноисследовательских работ в области нанотехнологии.4. Подготовка студентов педагогических вузов в области нанотехнологиидолжна осуществляться с применением информационно-коммуникационныхтехнологий (средств и возможностей интерактивной доски, графических и видеомоделей визуализации нанотехнологических процессов и явлений, ресурсов сетиИнтернет).
Данные средства призваны преодолеть трудности, с которымистудентам и преподавателям приходится сталкиваться при изучении вопросовнанотехнологии(принципиальнаяненаблюдаемость12явленийнаномира,отсутствие наглядных образов объектов и явлений наномира, отсутствие учебногооборудования в связи с его дороговизной и небезопасностью).Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав,заключения,библиографическогодиссертации составляетспискаиприложений.Общийобъем159 страниц, основной текст диссертации размещён на108 страницах. Работа включает 30 рисунков и 14 таблиц. Библиографическийсписок содержит 93 наименования.По теме исследования имеются 22 публикации общим объемом 7,46 п.л.(авторских 6,91 п.л.), в том числе 5 в изданиях, рекомендованных ВАК [68-89].13ОСНОВНАЯ ЧАСТЬГЛАВА 1.
СФЕРА НАНОТЕХНОЛОГИИ КАК ВАЖНАЯСОСТАВЛЯЮЩАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ1.1Нанотехнология как область науки и техникиНанометр (российское обозначение: нм; международное: nm) — дольнаяединица длины в метрической системе, равная одной миллиардной части метра (т.е. 10−9 метра). [ 55,c.5 ]Наноструктуры – собирательное название объектов (веществ, материалов,конструкций)искусственногоилиестественногопроисхождения,представляющих собой совокупность элементов, размеры которых в одном, двухилитрёхнаправленияхпараметрами,соизмеримысфундаментальнымифизическимиимеющими размерность длины.
Такими параметрами являютсянапример: длина свободного пробега электрона, длина волны деБройля,линейный размер магнитных доменов, порядок экситона в полупроводниках,длина когерентности в сверхпроводниках, длина волны упругих колебаний вконденсированном веществе и др. Размер составляющих структурных элементовнаноструктур лежит в пределах от нескольких нанометров до несколькихдесятков нанометровинепревышает100 нм.Свойствананоструктуропределяются не только размерностью входящих в них структурных элементов,но и взаимным расположением в пространстве.[55 ,c.16]Наноматериалы — материалы, созданные с использованием наночастици/или посредством нанотехнологии, обладающие какими-либо уникальнымисвойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале.
Кнаноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит винтервале от 1 до 100 нм.Нанотехнология – термин, который к настоящему времени не имеетединого, признанного всеми определения. Впервые термин «нанотехнология»14употребил Норио Танигучи в 1974 году. Онхарактеризовал этим терминомточность производство изделий [66, c.15 ].На Западе принят термин «Nanotechnology» ( в единственном числе), так жекак «Физика» или «Химия». Употребление термина «нанотехнологии» вомножественном числе, как это в основном происходит в российской научной инаучно-популярной литературе,сводит ее к простой сумме различныхинновационных технологий. Между тем нанотехнология – не просто прикладнаянаука и соответствующие передовые технологии.
Это новый принцип, новыйподход к ранее практически не исследованной области – наномиру.РОСНАНОпод термином «нанотехнологии» понимает «совокупностьтехнологических методов и приемов, которые используются при изучении,проектировании и производстве материалов, устройств и систем, включающихцеленаправленный контроль и управление химическим составом и строением,взаимодействием составляющих их отдельных наномасштабных элементов (сразмерами порядка 100 нм и меньше как минимум по одному из измерений),которыеприводяткулучшению,либопоявлениюдополнительныхэксплуатационных и/или потребительских характеристик и свойств вновьполучаемых продуктов» [55, c.7 ].В Программе развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015г[60] были даны следующие определения:«Нанотехнология – это технология, направленная на создание и (или)эффективное практическое использование нанообъектов и (или) наносистем сзаданными свойствами и характеристиками».«Нанообъект – это объект, линейный размер которого хотя бы в одномизмерении имеет величину от 1 до 100 нм».«Наносистема (в том числе наноматериал, наноустройство) – этосистема, которая в качествеосновных структурных элементов содержитнанообъекты, определяющие ее основные свойства и характеристики».Важным считается подчеркивание новых, специфическихнанообъектов и наносистем, вызванных их размером15свойствДостижения высокой технологии неизбежно ведут к прогрессивнымэволюционнымизменениямвмедицине,электронике,робототехнике,промышленности и в других сферах человеческой деятельности.
Большиенадежды возлагаются при этом на нанотехнологию, которая относится в равнойстепени к физике, биологии, химии, информатике, когнитивным наукам.Междисциплинарностьнанотехнологиихарактернавцеломдляпостнеклассической науки, а в случае нанотехнологии оказалась наиболее яркой ипринципиальной. Широко используемая в западной научной школе аббревиатураNBIC-технологии (нано-био-информационные-когнитивные технологии) [44,c.51]получила распространение и в России .Иными словами, можно сказать, что нанотехнология – это путь к созданиюновой цивилизации с тесно переплетенными связями между различныминаучными дисциплинами и технологиями.Нанотехнология открывают новую эру в фундаментальных исследованиях,объединяя науку, технику и так или иначезатрагивают сферуобразования.Возможность работы на атомарно-молекулярном уровне (с последующей«атомной» сборкой больших структур с принципиально новыми свойствами)создает беспрецедентные возможности для понимания природы этих основных«строительных блоков», а также для управления свойствами разнообразныхприродных и искусственных продуктов.
Таким образом, речь идет о возможностисоздания на основе «атомной» сборки сложных структур и управления ихфункциональными характеристиками [47 ,с .90].По мнению большинства экспертов в области научно-технической политикии инвестиционной среды, начавшаяся нанотехнологическая революция охватитбольшинство всехжизненно важных сфер деятельности человека (откосмической отрасли – до медицины, от национальной безопасности– доэкологии и сельского хозяйства), а ее последствия будут обширнее и глубже, чемпоследствия НТР последнейтрети ХХ века - компьютерной революциидостижения которой также включаются в процесс развития нанотехнологии.16Основная идея нанотехнологии заключается в том, что практически любуюхимически стабильную структуру, которую можно задать или описать, такжеможно и создать по безотходной технологии. Эта идея берет свое начало еще визвестной хрестоматийной речи Ричарда Фейнмана (1959) "Там внизу полноместа"[20].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
