Предпрофильный курс по физике "Занимательные нанотехнологии"
методическая разработка по физике (9 класс) на тему
Данный предпрофильный курс предназначен для обучающихся 9 классов
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 34 КБ |
Предварительный просмотр:
ОПИСАНИЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКИ.
1. Название | Предпрофильный курс по нанофизике «Занимательные нанотехнологии» |
2. Предметная область | Физика |
3. Участник | Учитель, 1979 г.р. |
4. Аннотация | Предлагаемый предпрофильный курс по нанофизике «Занимательные нанотехнологии» предназначен для учащихся 9-х классов, желающих овладеть знаниями о нанотехнологиях и наноматериалах. Основной целью курса является:
В результате прохождения курса обучающиеся: Приобретут умения:
Получат представления:
|
5. ФИО автора | Кащеева Юлия Юрьевна |
6. Контактная информация | 346880 г.Батайск МБОУ лицей № 3 Матросова 2А/ Кл. Цеткин 155 учитель физики тел. |
7. E-mail | bataysklicey3@mail.ru |
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение лицей №3
Программа предпрофильного курса по нанофизике
«Занимательные нанотехнологии»
для учащихся 9 классов
Автор:
учитель физики МБОУ лицея №3 Кащеева Юлия Юрьевна
г. Батайск
Пояснительная записка
Происходящие в настоящее время стремительные изменения в сфере высоких технологий (электроника, информационные технологии, микромеханика и другие области человеческой деятельности) во многом связаны с фундаментальными и прикладными исследованиями, конструированием и практическим использованием структур, труктуры и материалы с качественно новыми свойствами, возникающими благодаря уменьшению в одном или нескольких измерениях размеров структурных элементов до нанометрового масштаба, а технологии их получения и, в определенных случаях, последующая работа с ними — нанотехнологиями.
При упоминании о наноматериалах и нанотехнологиях имеется в виду широчайший спектр не всегда напрямую связанных между собой структур и процессов в различных областях науки и техники, где уже используются соответствующие технологии и методы. Поэтому целесообразно рассматривать нанотехнологии не как единое целое, а как обобщающее понятие, конкретизируемое применительно к решению соответствующих задач.
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.
Нанотехнологии – это технологии, дающие возможность работать с ничтожно малыми объектами, размеры которых измеряются в нанометрах, складывать из них, как из кубиков, устройства и механизмы невидимые обычным глазом. Нанотехнологии впитали в себя самые новые достижения физики, химии и биологии. Нанотехнологии - это очередная технологическая революция - переход от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами.
Содержание программы направлено на изучение сущности таких понятий, как: нанотехнология, нанотехника, наночастицы и их получение, инструменты нанотехнологов, нанохимия и наноматериалы, наносенсоры и наноэлектроника, нанобиотехнологии, социально-экономические последствия нанотехнологической революции. Курс предусматривает проведение исследовательских работ, оформление и защита самостоятельного проекта, участие во Всероссийской интернет-олимпиаде по нанотехнологиям «Нанотехнологии - прорыв в будущее».
Программа направлена на изучение курса в 9 классе. Тематическое планирование составлено из расчета одного учебного часа в неделю. Всего 35 учебных часов в год.
Интегральный характер содержания обучения нанотехнологиям предполагает построение образовательного процесса на основе межпредметных связей (химии, биологии, физики, экологии). Большое внимание уделяется тому, как природа учит человека создавать удивительные материалы и устройства.
Требования к уровню подготовки к учащимся:
В процессе обучения учащиеся могут приобрести следующие умения:
- искать нужную информации;
- проводить анализ и систематизировать собранную информацию;
- представлять результаты исследований;
- оформить творческую работу;
- защищать выполненный проект.
Перечисленные умения формируются на основе следующих знаний:
- о понятиях нанотехнологии, нанотехника, нанонаука;
- о шкале размеров в окружающем мире;
- о фундаментальных науках (химии, биологии, физики, информатики и т.п.);
- об инструментах нанотехнологов;
- о наночастицах и свойствах;
- о способах получения наночастиц;
- о необыкновенных свойствах удивительных наноматериалов;
- о проблемах информатики и сохранении информации и ее решение с помощью нанотехнологии;
- о суперкомпьютерах, биокомпьютерах;
- о нанобиотехнологиях;
- о нанобиороботах и биороботах;
- о нанокапсулах и нанобиореакторах;
- об использовании нанотехнологий для создания материалов и устройств с удивительными свойствами;
- о применении нанотехнологий в медицине, экологии, электронике и других сферах человеческой деятельности;
- о социально-экономических последствиях нанотехнологической революции;
- о том, как использовать информацию.
Содержание курса
Глава 1 «Нанотехнологии – что это такое» - 5 часов
Основные понятия нанотехнологии, зачем нужны нанотехнологии, зарождение и развитие нанотехнологий. Значение слов «нано» и «технологии».Нанотехнологии и как они изменяют свойства вещей.
Глава 2 «Азы нанотехнологий» - 6 часов
Специфика наномира. Шкала размеров объектов, существующих в природе. Зарождение и рост наночастиц. Два способа получения наночастиц. Первый, более простой, метод – «сверху вниз». Второй – «снизу вверх». Конструирование наноматериалов и наноустройств из наночастиц атомов, молекул. Наномир начинает работать на нас.
Глава 3 «Как это «пощупать», увидеть и измерить?» - 6 часов
Первый нанотехнолог Левша и его «мелкоскоп». Оптический микроскоп. Появление электронного микроскопа послужило началу бурного развития нанотехнологии. Сканирующие зондовые микроскопы позволили «пощупать» наночастицы.
Глава 4 «Наноматериалы» - 8 часов
Фуллерены, нанотрубки, кластеры. Необыкновенные свойства наночастиц. Реализованные и перспективные направления наноматериалов.
Глава 5 «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» - 3 часа
Нанобиотехнология соединяет сразу несколько наук: биология, химия, физика и материаловедение. Соединение живого с неживым. Живые клетки и наноструктуры. Нанотехнологии и эликсир молодости. Лекарство специально для конкретного человека (учитывающее особенности организма, возраст и аллергические реакции). Доставка лекарства в клетки. Лечение вирусных заболеваний и повреждение тканей. Раковые заболевания и их лечение с помощью нанобиотехнологий. Нанобиороботы и их помощь медицине.
Глава 6 «Нанотехнологии и нанопродукты» - 4 часа
Нанотехнологии в сельском хозяйстве, строительстве. Интеллектуальная еда,продукты будущего спасут человечество от голода.
Глава 7 «Военные приложения нанотехнологий» - 2 часа
Перспективы военных нанотехнологий рассматриваются прежде всего с точки зрения международной безопасности и предотвращения новой гонки вооружений.
Учебно-тематический план
№ п/п | Название раздела, темы урока | Форма работы | Кол-во часов |
Глава 1 «Нанотехнологии – что это такое?» | |||
1 | Основные понятия | Лекция | 1 |
2 | Зачем нужны нанотехнологии? | Семинар | 1 |
3 | Зарождение и развитие сферы нанотехнологий и её перспективы | Лекция | 1 |
4 | Организационные финансово-экономические аспекты развития нанотехнологий | Семинар | 1 |
5 | Социальные и гуманитарные аспекты развития нанотехнологий | Лекция | 1 |
Глава 2 «Азы нанотехнологий» | |||
6 | Специфика наномира | Лекция | 1 |
7 | Роль свободных и внутренних поверхностей | Лекция | 1 |
8 | Зарождение и рост наночастиц | Семинар | 1 |
9 | Размерные эффекты | Семинар | 1 |
10 | Самоорганизация и самосборка | Лекция | 1 |
11 | Две технологические парадигмы: «сверху – вниз» и «снизу – вверх» | Семинар | 1 |
Глава 3 «Как это «пощупать», увидеть и измерить?» | |||
12 | Микроструктурный анализ | Лекция | 1 |
13 | Электронная микроскопия | Лекция | 1 |
14 | Сканирующая зондовая микроскопия | Лекция | 1 |
15 | Дифракционный анализ | Лекция | 1 |
16 | Спектральные методы | Лекция | 1 |
17 | Методы определения размеров наночастиц | Семинар | 1 |
Глава 4 «Наноматериалы» | |||
18 | Строительные, конструкционные и функциональные материалы | Лекция | 1 |
19 | Наночастицы и нанопорошки | Семинар | 1 |
20 | Наноуглеродные частицы и материалы | Семинар | 1 |
21 | Объемные наноструктурированные материалы | Семинар | 1 |
22 | Природа физико-механических свойств наноматериалов | Лекция | 1 |
23 | Стабильность структуры и свойств наноматериалов | Лекция | 1 |
24 | Реализованные и перспективные применения наноматериалов | Семинар | 1 |
Глава 5 «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» | |||
25 | Нанобиотехнологии | Семинар, работа над проектом | 1 |
26 | Наномедицина | Семинар, работа над проектом | 1 |
27 | Нанотехнолгии и защита окружающей среды | Семинар, работа над проектом | 1 |
Глава 6 «Нанотехнологии и нанопродукты» | |||
28 | Строительство | Семинар, работа над проектом | 1 |
29 | Сельское хозяйство | Семинар, работа над проектом | 1 |
30 | Пищевые продукты | Семинар, работа над проектом | 1 |
31 | Потребительские товары | Семинар, работа над проектом | 1 |
Глава 7 «Военные приложения нанотехнологий» | |||
32 | Оборонные нанотехнологические разработки | Семинар, работа над проектом | 1 |
33 | Перспективы военных приложений нанотехнологических разработок | Семинар, работа над проектом | 1 |
34-35 | Защита исследовательских проектов – 2ч |
Перечень тем исследовательских проектов
1. Развитие нанотехнологий в мировом масштабе.
2. Развитие нанотехнологий в России.
3. Нанотехнологии в медицине и биологии.
4. Нанотехнологии и электроника.
5. Нанотехнологии и информатика.
6. Наноматериалы.
7. Нанотехнологии и сельское хозяйство.
8. Нанотехнологии в экологии.
9. Нанотехнологии на транспорте.
10. Нанотехнологии в космосе и авиации.
11. Биодатчики.
12. Биороботы.
13. Нанотехнологии в энергетике.
14. Нанотехнологии и производство.
15. Как нанотехнологи учатся у природы создавать удивительные материалы и устройства.
16. Фантастика становится реальностью с помощью нанотехнологий.
17. Как изменится наша жизнь с помощью нанотехнологий в конце XXIвека.
18. Давайте помечтаем.
19. Качественные лекарства с помощью нанотехнологий.
20. Качественные продукты питания, созданные с использованием нанотехнологий.
21. Умный дом.
22. Наногород.
23. Как изменится автомобиль с помощью нанотехнологий.
24. Ожидаемый результат от нанореволюции.
Литература
- М.Алфимова Занимательные нанотехнологии. Бином, 2011 г.
- Головин Ю. И Наномир без формул. Бином, 2011 г.
- Эрлих Г.В. Малые объекты – большие идеи. Широкий взгляд на нанотехнологии. Бином, 2011 г
- NanoNewsNet.ru
- nanorf.ru
- nanometer.ru
- portalnano.ru
- nano-info.ru
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2010/08/28/picture-1358.jpg)
Предпрофильный курс "Химия на кухне"
Задача современного школьного образования - формирования у обучающихся целостного представления об основах изучаемых ими наук, их теоретических и прикладных аспектах. Программа предпрофильного курса...
Программа предпрофильного курса по английскому языку в 9 классах «Гид-переводчик»
Программа содержит пояснительную записку, указывает цели и задачи курса, обозначает формы контроля, раскрывает содержание курса с подробным тематическим планированием 13 занятий, определяет план...
![](/sites/default/files/pictures/2015/02/03/picture-31764-1422973310.jpg)
Предпрофильный курс «Издательские системы» для учащихся 9х классов
Предпрофильный курс «Издательские системы» является предметом по выбору для учащихся 9х классов. Курс рассчитан на 10 часов, которые проводятся для разных групп в течение года по 1 часу в неделю.Курс ...
Предпрофильный курс «Энергия. Энергопотребление. Проблемы экологии»
Данный документ представляет собой пояснительную записку предпрофильного курса «Энергия. Энергопотребление. Проблемы экологии»...
Рабочая программа предпрофильного курса “Мультимедийные технологии”
В основе курса лежит установка на формирование у обучающихся системы базовых понятий и представлений о мультимедийных технологиях, а также выработка умений применять их для решения жизненных зад...
Элективный курс по физике "Нанотехнологии в нашей жизни"
Элективный курс для 11 классников . Мы все чаще слышим слова нанонаука, нанотехнология, наноструктурированные материалы и объекты. Отчасти они уже вошли в повседневну...
![](/sites/default/files/pictures/2017/09/02/picture-943204-1504356560.jpg)
Рабочая программа элективного курса "Введение в нанотехнологии" 10 класс
Программа разработана на основе программы элективных курсовдля учащихся 10-11классов общеобразовательных школ. — СПб.: Школьная лига, Издательство «Лемма», 2013. - 44 с....