Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат наук ШАРОЩЕНКО Владимир Сергеевич

• ШАРОЩЕНКО Владимир Сергеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук ШАРОЩЕНКО Владимир Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Сфера нанотехнологии как важная составляющая педагогического образования

1.1 Нанотехнология как область науки и техники

1.2 Историко-культурная составляющая нанотехнологического образования

1.2.1 Зарождение и эволюция основных понятий в области нанотехнологии

1.2.2 Отражение нанотехнологического компонента в школьной учебной практике

1.3 Констатирующее исследование сформированности представлений будущих учителей физики о нанотехнологии

Выводы по главе

Глава 2. Теоретическое обоснование и методика подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин

2.1 Теоретическое обоснование подготовки студентов педагогических вузов в области нанотехнологии

2.2 Методическое обоснование процесса включения нанотехнологических понятий в общий курс физических дисциплин основной и вариативной части программы обучения студентов педвуза

2.3 Модель методики подготовки будущих учителей физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин

2.4 Методика включения нанотехнологических понятий в инвариантную часть программы подготовки студентов педвузов

2.4.1Нанотехнология и молекулярная физика

2.4.2 Нанотехнология и электродинамика

2.4.3 Нанотехнология и оптика

2.4.4 Нанотехнология и квантовая физика

2.5 Методика включения нанотехнологических понятий в вариативную часть

программы подготовки студентов педагогического вуза

2.5.1 Спецкурс «Нанотехнология» как важное звено в формировании

представлений о нанотехнологии в современности

2.5.2Использование интерактивных технологий при обучении студентов основам нанотехнологии

2.5.3 Использование возможностей различных средств программирования для визуализации и моделирования нанотехнологических процессов

2.5.4 Проектная и исследовательская деятельность студентов в области нанотехнологии

2.5.5 Возможности использования Интернет-ресурсов в области нанотехнологии

Выводы по главе

Глава 3. Экспериментальные основания методики подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле

дисциплин

3.1Общая характеристика педагогического эксперимента

3.2 Поисковый этап педагогического эксперимента

З.ЗОбучающий этап педагогического эксперимента

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и постановка проблемы исследования. Значение сферы нанотехнологии для современной науки трудно недооценить. Это ключевая технология XXI века, прогресс в которой позволит обществу существенно преобразовать многие сферы деятельности человека с целью улучшения качества, экономичности, экологичности и природосообразности операций, производимых современным человеком и машинами.

Образовательный процесс в педагогическом вузе подчиняется всем тем принципам и закономерностям, которые свойственным процессу обучения в высшей школе в целом, в частности при подготовке будущего учителя должен соблюдаться принцип профессиональной направленности при изучении всех дисциплин. Современные стандарты для общеобразовательной школы требуют особого внимания к формированию у обучающихся представлений о современном уровне развития науки и техники. Одной из важнейших особенностей науки и техники в настоящее время выступает развитие нанотехнологии. Поэтому можно утверждать, что изучение нанотехнологических понятий и закономерностей в курсах физического содержания в педагогическом вузе отвечает принципу профессиональной направленности обучения и способно существенно повлиять на формирование у будущего учителя знаний методологических основ современной науки.

Профессиональная направленность образовательного процесса предъявляет особые требования к содержанию обучения. Так, в рамках компетентостного подхода выделяют дисциплины профессионального цикла, в рамках которых осуществляется подготовка квалифицированного работника, свободно владеющего профессиональными знаниями и ориентирующегося в смежных областях деятельности, готового к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. Профессиональный цикл дисциплин включает в себя общепрофессиональные дисциплины, дисциплины

предметной подготовки инвариантной части, а также спецкурсы (вариативная часть).

Подготовка в области нанотехнологии - целенаправленный процесс обучения будущего учителя для выполнения им педагогической деятельности, связанной с приобретением школьниками знаний и умений, ценностных установок, опыта деятельности в области нанотехнологии.

Нанотехнология системно связаны со множеством технических и научных дисциплин (математикой, физикой, биологией, микролектроникой и др.), существующими и разработанными технологиями, и эта специфика должна найти отражение в образовательном процессе. Тем не менее, аспекты нанотехнологии представляются школьникам и студентам многообещающими и пробуждают интерес к обучению в сфере естественных и технических наук.

Необходимо выработать образовательную стратегию формирования современных представлений о инновационной нанотехнологической тематике в образовательных учреждениях различного уровня подготовки, в том числе познакомить учащихся и учителей с современными понятиями нанотехнологии, и реализовать на этой основе мотивационные, профориентационные, мировоззренческие возможности изучения вопросов нанотехнологии.

Нанотехнологии в последние годы стали очень популярны в академических кругах, а также в технических, классических и педагогических университетах, что можно объяснить возникшей острой потребностью в квалифицированных кадрах в данной области.

Однако, осуществлённый в ходе исследования анализ опыта обучения основам нанотехнологии студентов педагогических ВУЗов, учебных планов и программ, квалификационных характеристик, образовательных стандартов подготовки будущих учителей физики, результатов констатирующего педагогического эксперимента позволил выявить следующее:

- важность изучения нанотехнологии в различных образовательных программах диктует необходимость разработки методического обеспечения данного процесса;

-изучение вопросов нанотехнологии должно обязательно найти отражение в рамках подготовки студентов высших учебных заведений, в том числе и будущих учителей- физиков;

- уровень знаний студентов педвузов в области нанотехнологии не высок;

- основы нанотехнологии представляют достаточно трудный для изучения учебный материал. Это не традиционная дисциплина, а, скорее, сочетание математики, физики, химии, биологии, электроники, инженерных дисциплин и технологий;

- в методической литературе нет достаточно чётких рекомендаций относительно объёма включения, средств преподавания, а также специфики введения курсов нанотехнологической тематики в различные образовательные программы.

Это позволяет говорить о существовании противоречия: между объективно существующей необходимостью формирования у будущих учителей представлений из области инновационной нанотехнологии и невозможностью в данных условиях решить эту задачу только в рамках традиционного обучения при явном отсутствии методической базы введения нанотехнологических представлений в процесс подготовки будущего учителя физики.

Это противоречие определило актуальность и тему исследования: «Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин», проблемой которого является поиск ответа на вопрос, какой должна быть методика подготовки студентов педагогических вузов в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин.

Объект исследования - процесс подготовки будущего учителя физики в педагогическом ВУЗе.

Предмет исследования - подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин.

Цель исследования - теоретическое обоснование и разработка методики подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин.

Гипотеза исследования формулируется следующим образом.

Если целенаправленно раскрывать перед будущим учителем физики значение нанотехнологии, формировать знания по инновационной нанотехнологии в инвариантной и вариативной частях образовательного процесса по физике в педвузе, вовлечь студентов в выполнение разноуровневых исследовательских работ нанотехнологической тематики и с помощью специально разработанного учебно-методического сопровождения введения вопросов нанотехнологии обеспечить понимание процесса формирования знаний и умений в области нанотехнологии,

то можно внести существенный вклад в подготовку будущего учителя физики в области нанотехнологии, а именно сформировать интерес к нанотехнологии, нанотехнологические знания и умения проводить учебно -исследовательскую работу в области нанотехнологии.

Задачи исследования:

1. Провести анализ состояния проблемы отражения вопросов нанотехнологии в школьном физическом образовании и в подготовке учителя физики в педвузах.

2. Разработать модель методической системы подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин.

3. Определить способы включения понятий нанотехнологической тематики в курс общей и экспериментальной физики педвуза (отобрать и структурировать материал к различным формам учебных занятий со студентами, выбрать методы обучения и пр.).

4. Разработать спецкурс по нанотехнологии, сопровождающий обучение общей и экспериментальной физике студентов педвузов.

5. Провести педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.

Для решения поставленных в работе задач был использован комплекс исследовательских методов.

Теоретические: изучение и анализ физической, естественнонаучной, нанотехнологической, философской, психолого-педагогической, научно-технической и методической литературы, диссертационных исследований; анализ образовательных стандартов учебных заведений и других методических документов; проведение сравнений и аналогий, синтез, системный анализ, интеграция, обобщение, системный подход; моделирование педагогических ситуаций; анализ инновационного педагогического опыта.

Экспериментальные: наблюдение, интервьюирование, тестирование и анкетирование студентов и преподавателей, экспертная оценка созданных материалов, педагогический эксперимент.

Теоретическую основу исследования составляют: исследования по, методологии, истории физики и техники (Князев В.Н., Степин В.С., Хайдеггер М. и др.); исследования по психологии, педагогике и методике высшей школы (Лернер И.Я., Гальперин П.Я., Краевский В.В., Леонтьев А.Н., Архангельский С.И., Сластенин В.А., Талызина Н.Ф. и др.); исследования по проблеме физического образования в высшей школе (Суханов А.Д., Наумов А.И. и др.); исследования по методике преподавания физики в общеобразовательной школе (Глазунов А.Т., Извозчиков В.А., Каменецкий С.Е., Пурышева Н.С., Усова А.В. и др.); исследования по проблемам разработке спецкурсов в вузах (Бузова О.В., Михалкин В.С., Семин Ю.Н., Толстенева А.А., Родиошкина Ю.Г., и др.)

Научная новизна результатов исследования

1. Обоснована целесообразность изучения в профессиональном цикле дисциплин вопросов нанотехнологической тематики студентами педагогических вузов в целях совершенствования их профессионально-педагогической подготовки. Если целенаправленно вести подготовку будущего учителя физики в области нанотехнологии, можно на качественном уровне дать представление студентам о процессе получении фундаментальных физических знаний и в

последующем применять эти знания в практике работы в школе.

8

2. Создана модель методической системы подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин инвариантного и вариативного частей учебного плана, включающая цели, содержание, формы, методы и средства обучения. В содержании модели присутствуют инвариантный, вариативный и исследовательский блоки

3. Разработана методическая система подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин, включающая учебно-методическое сопровождение процесса подготовки будущего учителя физики в области нанотехнологии в профессиональном цикле дисциплин, определяющее способы и порядок введения понятий и представлений нанотехнологической тематики для инвариантного и вариативного частей учебного плана с учетом специфики профессиональной деятельности будущего учителя и принципа единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения, а именно:

выявлены критерии отбора материала из сферы нанотехнологии для изучения в рамках инвариантной части курса общей физики педвуза (важность понятия или закономерности как ключевых элементов знаний по нанотехнологии, необходимых для изучения других понятий и закономерностей; связь с понятиями и закономерностями, изучаемыми в курсе общей и экспериментальной физики; возможность применения изученного в учебно-исследовательской работе и наблюдения нанотехнологических объектов и процессов);

проведены отбор и структурирование материала нанотехнологической тематики для включения в разделы «Молекулярная физика», «Электродинамика», «Оптика» и «Квантовая физика» курса общей и экспериментальной физики педвуза;

определены методы (гностические, самоконтроля), формы (лекционные и лабораторные занятия) и средства обучения (система заданий) позволяющие осуществлять подготовку студентов физиков - будущих учителей в области нанотехнологии, в том числе обеспечив понимание способов формирования знания и умений в данной области;

разработан спецкурс «Нанотехнология», а именно выбрано его содержание, рассматривающее большинство разделов нанофизики и максимально приближенное к профессиональной деятельности будущего учителя; разработаны средства ИКТ, позволяющие преодолеть сложности при изучении вопросов нанотехнологии (материалы для интерактивной доски, графические и динамические модели явлений и процессов из области нано);

создан Интернет-портал для общения, размещения новостной информации, литературы, контрольно-проверочных мероприятий и др. из области нанотехнологии;

предложены разноуровневые варианты учебно-исследовательской и

проектной деятельности студентов в области нанотехнологии.

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что

они вносят существенный вклад в теорию и методику обучения физике в

педагогическом вузе за счет:

-расширения понимания принципа единства фундаментальности и

профессиональной направленности обучения физике применительно к подготовке

будущего учителя физики на основе обоснования необходимости и возможности

подготовки в области нанотехнологии;

- выявления критериев отбора материала нанотехнологической тематики

для изучения в рамках инвариантного и вариативного компонентов

образовательного процесса по физике для студентов педагогических вузов.

Результаты проведенного исследования могут составлять теоретическую

основу для разработки системы формирования компетенций будущих учителей

физики, связанных с современными представлениями в области высоких

технологий и актуальных вопросов современной физики.

Практическая значимость исследования состоит в том, что разработаны

методические рекомендации для преподавателей курса общей и

экспериментальной физики педагогического ВУЗа по молекулярной физике,

электродинамике, оптике, квантовой физике, при изучении которых можно

осуществлять подготовку студентов в области нанотехнологии; созданы средства

10

ИКТ, которые можно применять при изучении основ нанотехнологии в педагогическом вузе; разработан учебно-методический комплекс спецкурса «Нанотехнология», включающий рабочую программу, содержание лекционных и лабораторных занятий, задания к самостоятельным и исследовательским работам и учебное пособие.

Применение созданных в ходе исследования учебно-методических материалов обеспечивает формирование у будущих учителей физики интереса к нанотехнологии, усвоение знаний из сферы нанотехнологии и формирование умений проводить учебно-исследовательскую работу по нанотехнологии.

Апробация результатов исследования на различных этапах работы осуществлялась на заседаниях кафедры теории и методики обучения физике им. Пёрышкина А.В Московского педагогического государственного университета (Москва, 2013 - 2018). Основные теоретические положения методики и практические результаты работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, региональных научно-практических и научно-методических конференциях: Москва, МПГУ, («Физическое образование: проблемы и перспективы развития», 2013 - 2014); Москва, МПГУ, («Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития», 2015 - 2018); Владивосток, ДВФУ (Окружной форум "Наставник" в Дальневосточном федеральном округе , 2018); Санкт-Петербург , Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена («Физика в системе современного образования», 2015 г); Владивосток, ДВФУ (« Региональная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Школы естественных наук ДВФУ, Апрель, 2013, Астрахань, Астраханский государственный университет (22 международная юбилейная конференция «Новое в Магнетизме и магнитных Материалах», 2012 г.)

На защиту выносятся следующие положения.

1. В современных условиях подготовка студентов педагогических вузов в

области нанотехнологии должна осуществляться в профессиональном цикле

дисциплин в рамках инвариантной и вариативной частей учебного плана на

11

основе формирования интереса к нанотехнологии, знаний в данной области и умений проводить учебно-исследовательскую работу в области нанотехнологии при обязательном понимании обучающимися процесса формирования знаний и умений.

2. При изучении объектов и процессов нанотехнологии критериями отбора материала должны выступать:

- важность понятия или закономерности как ключевых элементов знаний по нанотехнологии, необходимых для изучения других понятий и закономерностей;

- связь с понятиями и закономерностями, изучаемыми в курсе общей и экспериментальной физики;

- возможность применения изученного в учебно-исследовательской работе и наблюдения нанотехнологических объектов и процессов.

3. Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологии может осуществляться при включении соответствующих вопросов в разделы «Молекулярная физика», «Электродинамика», «Оптика» и «Квантовая физика» курса общей и экспериментальной физики в неразрывной связи с дидактическими единицами самого курса, что может составить основу подготовки. Более глубокие знания и умения, необходимые будущему учителю физики можно сформировать в рамках вариативного компонента учебного плана на занятиях спецкурса «Нанотехнология» и при выполнении студентами разноуровневых учебно-исследовательских работ в области нанотехнологии.

4. Подготовка студентов педагогических вузов в области нанотехнологии должна осуществляться с применением информационно-коммуникационных технологий (средств и возможностей интерактивной доски, графических и видеомоделей визуализации нанотехнологических процессов и явлений, ресурсов сети Интернет). Данные средства призваны преодолеть трудности, с которыми студентам и преподавателям приходится сталкиваться при изучении вопросов нанотехнологии (принципиальная ненаблюдаемость явлений наномира,

отсутствие наглядных образов объектов и явлений наномира, отсутствие учебного оборудования в связи с его дороговизной и небезопасностью).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем диссертации составляет 159 страниц, основной текст диссертации размещён на 108 страницах. Работа включает 30 рисунков и 14 таблиц. Библиографический список 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].

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 1. СФЕРА НАНОТЕХНОЛОГИИ КАК ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

1.1 Нанотехнология как область науки и техники

Нанометр (российское обозначение: нм; международное: пт) — дольная единица длины в метрической системе, равная одной миллиардной части метра (т. е. 10-9 метра). [ 55,с.5 ]

Наноструктуры - собирательное название объектов (веществ, материалов, конструкций) искусственного или естественного происхождения, представляющих собой совокупность элементов, размеры которых в одном, двух или трёх направлениях соизмеримы с фундаментальными физическими параметрами, имеющими размерность длины. Такими параметрами являются например: длина свободного пробега электрона, длина волны де Бройля, линейный размер магнитных доменов, порядок экситона в полупроводниках, длина когерентности в сверхпроводниках, длина волны упругих колебаний в конденсированном веществе и др. Размер составляющих структурных элементов наноструктур лежит в пределах от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров и не превышает 100 нм. Свойства наноструктур определяются не только размерностью входящих в них структурных элементов, но и взаимным расположением в пространстве. [55 ,с.16]

Наноматериалы — материалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологии, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм.

Нанотехнология - термин, который к настоящему времени не имеет единого, признанного всеми определения. Впервые термин «нанотехнология»

употребил Норио Танигучи в 1974 году. Он характеризовал этим термином точность производство изделий [66, c.15 ].

На Западе принят термин «Nanotechnology» ( в единственном числе), так же как «Физика» или «Химия». Употребление термина «нанотехнологии» во множественном числе, как это в основном происходит в российской научной и научно-популярной литературе, сводит ее к простой сумме различных инновационных технологий. Между тем нанотехнология - не просто прикладная наука и соответствующие передовые технологии. Это новый принцип, новый подход к ранее практически не исследованной области - наномиру.

РОСНАНО под термином «нанотехнологии» понимает «совокупность технологических методов и приемов, которые используются при изучении, проектировании и производстве материалов, устройств и систем, включающих целенаправленный контроль и управление химическим составом и строением, взаимодействием составляющих их отдельных наномасштабных элементов (с размерами порядка 100 нм и меньше как минимум по одному из измерений), которые приводят к улучшению, либо появлению дополнительных эксплуатационных и/или потребительских характеристик и свойств вновь получаемых продуктов» [55, c.7 ].

В Программе развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 г[60] были даны следующие определения:

«Нанотехнология - это технология, направленная на создание и (или) эффективное практическое использование нанообъектов и (или) наносистем с заданными свойствами и характеристиками».

«Нанообъект - это объект, линейный размер которого хотя бы в одном измерении имеет величину от 1 до 100 нм».

«Наносистема (в том числе наноматериал, наноустройство) - это система, которая в качестве основных структурных элементов содержит нанообъекты, определяющие ее основные свойства и характеристики».

Важным считается подчеркивание новых, специфических свойств

нанообъектов и наносистем, вызванных их размером

15

Достижения высокой технологии неизбежно ведут к прогрессивным эволюционным изменениям в медицине, электронике, робототехнике, промышленности и в других сферах человеческой деятельности. Большие надежды возлагаются при этом на нанотехнологию, которая относится в равной степени к физике, биологии, химии, информатике, когнитивным наукам. Междисциплинарность нанотехнологии характерна в целом для постнеклассической науки, а в случае нанотехнологии оказалась наиболее яркой и принципиальной. Широко используемая в западной научной школе аббревиатура МБГС-технологии (нано-био-информационные-когнитивные технологии) [44,^51 ]получила распространение и в России .

Иными словами, можно сказать, что нанотехнология - это путь к созданию новой цивилизации с тесно переплетенными связями между различными научными дисциплинами и технологиями.

Нанотехнология открывают новую эру в фундаментальных исследованиях, объединяя науку, технику и так или иначе затрагивают сферу образования. 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 разнообразных природных и искусственных продуктов. Таким образом, речь идет о возможности создания на основе «атомной» сборки сложных структур и управления их функциональными характеристиками [47 ,с .90].

По мнению большинства экспертов в области научно-технической политики и инвестиционной среды, начавшаяся нанотехнологическая революция охватит большинство всех жизненно важных сфер деятельности человека (от космической отрасли - до медицины, от национальной безопасности - до экологии и сельского хозяйства), а ее последствия будут обширнее и глубже, чем последствия НТР последней трети ХХ века - компьютерной революции достижения которой также включаются в процесс развития нанотехнологии.

Основная идея нанотехнологии заключается в том, что практически любую химически стабильную структуру, которую можно задать или описать, также можно и создать по безотходной технологии. Эта идея берет свое начало еще в известной хрестоматийной речи Ричарда Фейнмана (1959) "Там внизу полно места"[20]. Но лишь после агитации идей нанотехнологии, проведенной Эриком Дрекслером в начале восьмидесятых годов XX в., нанотехнология превратилась в долгосрочный технический проект в США. Подход Дрекслера к сборке наноструктур оказался тупиковым. Главное - самосборка. Основное достижение Дрекслера - он обратил внимание на принципиальные возможности нанотехнологии в медицине.

С одной стороны, нанотехнология уже нашла сферы применения, с другой -она остаётся для большинства населения областью научной фантастики. В будущем значение и вклад нанотехнологии в науку будет только расти. Это будет пробуждать интерес и стимулировать проведение исследований и опытно-конструкторских проектов, а также работ по поиску новых областей применения нанотехнологии. Необходимым условием развития данного процесса является повсеместное усиленное внедрение основ нанотехнологии в образовательные программы школ и вузов. Это может помочь сократить сохраняющийся дефицит молодых специалистов в данной области. Кадровая проблема в области нанотехнологии на сегодняшний день является существенной, и именно данный факт побуждает открывать всё новые и новые специальности в области нанотехнологии в технических вузах на базе уже существующих.

На сегодняшний день перед образовательными учреждениями ставятся две задачи: подготовка кадров конкретно для нужд нанотехнологии, с одной стороны, и задачу знакомства населения в целом с идеями, перспективами и опасностями нанотехнологии, как граждан страны. В общеобразовательной школе должна решаться 2-ая задача. В ВУЗах инженерной направленности решается первая задача. ВУЗы педагогические с одной стороны, должны готовить специалиста, разбирающегося в вопросах нанотехнологии, знающего основные принципы

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук ШАРОЩЕНКО Владимир Сергеевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азарова, Р.Н. Нанотехнологии XXI века [Электронный ресурс ]/ Р.Н.Азарова , В.А. Богословский, Н.В.Борисова, И.Г. Галямина, Н.И. Дунченко, Н.М. Золотарева, В.Б. Кузов, Н.В. Лабутина, О.П. Мелехова // Семинар-презентация результатов нацпроекта «Образование» по вопросу системы подготовки кадров по нанотехнологиям и наноматериалам. -Нижний Новгород: ННГУ, 26 июня 2008. - Режим доступа: http://www.nanosvit.com/publ/10-1-0-155

2. Алферов, Ж.И. Наноматериалы и нанотехнологии / Ж.И. Алферов, П.С. Копьев, Р.А. Сурис, А.Л. Асеев, С.В. Гапонов // Нано- и микросистемная техника: от исследований к разработке. М. - 2005. - 195 с.

3. Алфимова, М.М. Занимательные нанотехнологии / М.М. Алфимова. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний , 2011. - 215 с.

4. Ананян, М.А. Трудный путь к успеху. Что нужно для развития российской наноиндустрии [Электронный ресурс ] / М.А. Ананян// Режим доступа: http://www.ng.ru/ideas/2008-02-21/10_nano.html

5. Андриевский, Р.А. Наноструктурные материалы / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 117 с.

6. Балабанов, В.И. Нанотехнология. Наука будущего / В.И. Балабанов. - М.: ЭКСМО , 2009. - 160 с.

7. Белая книга по нанотехнологиям: Исследования в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в Российской Федерации // Материалы Первого Всероссийского совещания ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий // - М.: Издательство ЛКИ - 2008. - 312 с.

8. Берсенев, М.Н. Нанотехнология в профессиональном образовании / М.Н. Берсенев // Среднее профессиональное образование. - 2008. - № 1. - С. 1619.

9. Бобровский, С. Сколько же места там, внизу? Нанотехнологии: от отрицания до признания - за четыре года / С. Бобровский // PC Week/RE. -2003. - № 44 - с. 62 - 68.

10.Богданов, К.Ю. Что могут нанотехнологии? / К.Ю. Богданов.- М.: Просвещение, 2009.-149 с.

11.Брылев, О.А. Факультет наук о материалах Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова / О.А. Брылев, Е.А. Гудилин// Российские технологии.- 2008.- т.3, № 9, с.21-31.

12. Введение в нанотехнологии. Модуль «Физика». Элективный курс: учебное пособие для 10-11 классов средней общеобразовательной школы / под ред. В.Ф. Сыча. - Ульяновск: УлГУ. - 2008. - 100 с

13.Вершинина, Н.А. Структура педагогики: Методология исследования. Монография./ Н.А. Вершинина. - СПб.: ООО Изд-во «Лема».- 2008. - 313с.

14.Головин, Ю.И. Нанотехнологии и общество / Ю.И. Головин// Вестник ТГУ, выпуск 12 (68)// Ю.И. Головин - 2008, с. 14-25.

15.Головин, Ю.И. Введение в нанотехнологию / Ю.И. Головин. - М.: Машиностроение. - 2003. - 216 с.

16.Губина, Н.В. Проблемы современной нанотехнологии / Н.В. Губина , И.Б. Морзунова . - М.: Дрофа. - 2010. - 270 с.

17. Гудилин, Е.А. Фундаментальные подходы к развитию нанотехнологий, наноматериалов и подготовке кадров для наноиндустрии // Е.А. Гудилин, Ю.Д. Третьяков // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2008. № 1 (57). С. 9-16.

18.Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев.-М.: ФИЗМАТЛИТ. - 2005. - 416 с.

19.Дмитриева, Н.В. К проблеме эффективного управления научно-педагогическими знаниями в ВУЗе / Н.В. Дмитриева // Наука в современном мире: Материалы I Международной научно-практической конференции // Н.В. Дмитриева. - М.: «Спутник +». - 2010. - С. 106-109.

20.Дрекслер, Э. Машины Созидания[Электронный ресурс ] / Дрекслер Э.// Режим доступа: https://royallib.com/book/dreksler_erik/mashini_sozdaniya.html

21. Ерeмин, В.В. Олимпиада «Нанотехнологии - прорыв в будущее" / В.В. Ерeмин, Е.А. Гудилин, Е.А. Ерeмина, Ю.Д.Третьяков// Российский химический журнал // В.В. Ерeмин. - 2011. Т. 55. № 5-6. С. 77-84.

22. Еремин, В.В. Нанохимия и нанотехнологии, элективный курс для учащихся 10 - 11 классов / В.В. Еремин, А.А. Дроздов. - М., Дрофа. -2009 - 210 с.

23.Жаринов, В.М. Философия педагогики : учебное пособие для студентов и преподавателей вузов / В.М. Жаринов. - Москва : Книга сервис.- 2003. - 96 с.

24.Зайцева, О.П. Пропедевтика нанотехнологий в школе с использование метода проектов / О.П. Зайцева, Л.В. Моисеева // Педагогическое образование в России // О.П. Зайцева. - 2012. № 1. - С. 33-37.

25.Игнатьев, А.А. Особенности обучения магистров по профилю «Физика микро- и низкоразмерных систем с цифровыми технологиями»/ А.А. Игнатьев, С.П. Кудрявцева, Л.А. Романченко // Сборник научных трудов «Инновационные процессы в современном педагогическом образовании и риски // А.А Игнатьев. - Саратов, 2012. С. - 123 - 136.

26.Интервью с академиком А.Р.Хохловым [Электронный ресурс ].-.Российские нанотехнологии: российский электронный наножурнал.- 2008. № 9-10. Режим доступа: http://chermet.info/index.php?option= 35

27.Кеннет, Деффейс. Удивительные наноструктуры / Кеннет Деффейс, Стефен Деффейс. - М.: Бином -2011. - 217 с.

28.Кобаяси, А. Введение в нанотехнологию / А. Кобаяси.- М.: Бином.- 2005 г. -317 с.

29. Колобов, Ю. Центр наноструктурных материалов и нанотехнологий: наука, образование, инновации / Ю. Колобов // Высшее образование в России.-2007. № 3.- С. 132-137.

30. Кузнецов, Н.Т. Основы нанотехнологии, / Н.Т. Кузнецов, В.М.

Новотворцев, В.А. Жабрев, В.И. Марголин. -М.: Изд.Бином . - 2014. - 397 с.

126

31. Ларионова, Н.В. Методика реализации физических принципов в преподавании квантовой механики студентам физических факультетов педвузов : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 / Ларионова Наталья Викторовна. - Н. Новгород, 2004.- 217 с.

32. Ливанов, Д. Образование должно быть адекватно наноиндустрии [Электронный ресурс ] / Д. Ливанов // Приложение к газете «Коммерсантъ» № 221(4038). 2008. 4 дек. Режим доступа: http://chermet.info/index.php7option35

33.Лукьянец, В. Нанотехнологии и их роль в судьбе цивилизации / В. Лукьянец. - М. -1996 г. - 162 с.

34.Лучинин, В. Наноиндустрия и человеческий капитал / Лучинин В. // Компетентное мнение. - 2007. № 6. С. 3-8.

35.Мальцев, П.П. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника: мировые достижения за 2005 / П.П. Мальцев.- М.: Техносфера. -2005 г. -116 с.

36.Меньшутина, Н.В. Введение в нанотехнологию / Н.В. Меньшутина.-Калуга: Изд. научной литературы. - 2006. - 132 с.

37.Мешков, Н.И. Педагогика высшей школы / Н.И. Мешков, Н.Е. Садовникова.- Саранск - 2010. - 80 с.

38.Нанотехнология в ближайщем десятилетии // под ред. М. Роко, пер. с англ. под ред. Р.А. Андриевского. - М.: Мир, 2002. - 295 с.

39. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника» / Сборник статей под редакцией П.П. Мальцева.- М., Техносфера.- 2006.-194 с.

40. «Нанотехнологии, прошлое и будущее» [Электронный ресурс ] / Сборник статей под ред. Е.П. Гриненко, А.Л. Колегов. - Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Режим доступа: http://conf.bstu.ru/articles/

41. «Нанотехнологии. Азбука для всех» / Сборник статей под редакцией Ю. Третьякова.- М.: Физматлит - 2007. -215 с.

42. Образцов, П.И. Проектирование и конструирование профессионально -ориентированной технологии обучения / П.И. Образцов, А.И. Ахулкова, О.Ф. Черниченко // Учебно-методическое пособие.- Орел: ОГУ, 2008. - 97 с.

43.Подготовка специалистов для наноиндустрии: проект. [Электронный ресурс] .- Режим доступа: http://www.rusnanonet.ru/products/20269/

44.Поленов, Ю.В. Физико-химические основы нанотехнологий. Конспект лекций / Ю.В. Поленов, М.В. Лукин.- Иваново: изд. ИГХТУ. - 2008. - 164 с.

45.«Проектирование компетентностно-ориентированных рабочих программ учебных дисциплин (модулей), практик в составе основных образовательных программ реализующих ФГОС ВПО».-М.: Методические рекомендации. - 2009. -162 с.

46.Проблемы современной нанотехнологии: учебно-методическое пособие / сост. Н. В. Губина, И. Б. Морзунова, Е. Н. Тихонова. - М.: Дрофа, 2010. -270 с.

47.Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэнс // М.: Техносфера.- 2006. - 138 с.

48. Разумовская, И.В. Нанотехнология. 11 класс / И.В. Разумовская.- М.: Дрофа.

- 2009 г. - 215 с.

49.Родиошкина, Ю.Г Спецкурсы по физике как средство совершенствования учебного процесса в техническом вузе / Ю.Г. Родиошкина // Ярославский педагогический вестник. №1-2010, с. 121-127.

50.Роко, М. Нанотехнологиии в ближайшем десятилетии / М. Роко.- М.: Мир.

- 2002 г. - 216 С.

51. Роко, М. Перспективы развития нанотехнологии: национальные программы, проблемы образования / М. Роко // Российский химический журнал.- 2012. т. ХЬУ1.- № 5.- с. 90-95.

52.Саволайнен, Г.С. Основные направления подготовки студентов - будущих учителей / Г.С. Саволайнен // Вестник ТГПУ.- 2006. Выпуск 10 (61). - с. 3134.

53. Светухин, В.В. Введение в нанотехнологию / В.В. Светухин, И.В. Разумовская, и др.- Издательство: Ульяновского государственного университета.- 2008 г. - 211 С.

54.Светцов, В. И. Об организации подготовки специалистов в области нанотехнологий / В. И. Светцов , В. В. Рыбкин, О. И. Койфман // Материалы конференции. ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»// В. И. Светцов. - Иваново, Март 2006.- С.25-29

55. Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов // Под ред. С.В. Калюжного.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 528 с.

56. Третьяков, Ю.Д. Образование в области наноматериалов и нанотехнологий» [Электронный ресурс ] / Ю.Д. Третьяков // II Всероссийская конференция по наноматериалам и четвертый международный семинар «Наноструктурные материалы, Беларусь - Россия» (13-16 марта 2007 г., г.Новосибирск). Режим доступа: http: //www.nanometer.ru/207/03/14/nanomteriali.html

57.Третьяков, Ю. Д. Проблема развития нанотехнологий в России и за рубежом / Ю. Д. Третьяков// Вестник РАН. - 2007 г. N1. - с. 211-215

58.Уильямс, Л. Нанотехнологии без тайн / Л. Уильямс.- М.: ЭКСМО, 2010. -238 с.

59.Устинова, Н.Г. О подготовке кадров для наноиндустрии / Н.Г. Устинова // Вестник СГСЭУ. №56, 2011 г.- с.64-68.

60. Федеральная целевая программа «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы» [Электронный ресурс ].-Режим доступа: http://www.rusnano.com

61. Философия техники: история и современность / Монография. РАН. Институт философии. / Отв. ред. В.М. Розин. - М.: Техносфера, 2015 . - 173 с.

62.Фостер, Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности / Л. Фостер. - М.: Техносфера. 2011. - 364 с.

63.Хайдеггер, М. Время и бытие: Статьи и выступления: Пер. с немецкого / М. Хайдеггер. - М.: Республика. 1993 г.-261 с.

64.Харрис, П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры / П. Харрис.-М.: Техносфера. - 2003. - 311 с.

65.Хасанов, О.Л. Конкурентность образовательных программ в области нанотехнологий / О.Л. Хасанов //3 Всероссийской конференция по наноматериалам// О.Л. Хасанов. Екатеринбург 20-24 апреля 2009г. Уральское издательство, 2009, с.18-19.

66.Пул-мл., Ч., Оуэнс. Ф. Нанотехнологии / Ч. Пул-мл., Ф. Оуэнс.- М.: Техносфера. - 2009. -336 с.

67.Шапиро, Я.С. Биологическая химия. учебное пособие / Я.С. Шапиро. -М., Вентана -Граф. - 2011.-150 с.

68.Шарощенко, В.С. Формирование знаний о магнитных наноматериалах у студентов в рамках спецкурса по нанотехнологиям/ Шарощенко В.С. Баурин В.Д. // В.С. Шарощенко.- Сборник трудов 22 международной юбилейной конференции «Новое в Магнетизме и магнитных Материалах»-Астрахань: Астраханский государственный университет, 2012. - С.217-219

69. Шарощенко, В.С. Популяризация системы знаний о нанотехнологиях в системе физического образования педагогического ВУЗа / В.С. Шарощенко, В.Д. Баурин // Материалы межвузовской научно-практической конференции «Национальные приоритеты современного российского образования: проблемы и перспективы» // В.С. Шарощенко. - Уссурийск: УГПИ, 2011.- С. 45-46

70. Шарощенко, В.С. Проектная и исследовательская деятельность будущих учителей физики в области нанотехнологий / В.С. Шарощенко // Наноиндустрия. - №2 - 2018. - Стр. 53-56.

71.Шарощенко, В.С. Задачи и перспективы интеграции системы знаний о нанотехнологиях в среде многопрофильного ВУЗА/ В.С. Шарощенко, В.Д. Баурин // Материалы всероссийской конференции «Современные

проблемы развития и методики преподавания естественных и точных наук» // В.С. Шарощенко.- Уссурийск: УГПИ, 2011. - С. 153-156

72.Шарощенко, В.С. Задачи и перспективы интеграции системы знаний о нанотехнологиях и возможности их применения в среде многопрофильного ВУЗА / В.С. Шарощенко, В.Д. Баурин // Сборник трудов Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных ВНКСФ-18 //

B.С. Шарощенко. - Новосибирск: ВНКСФ, 2012. - С.210-211

73. Шарощенко, В.С. Из опыта подготовки будущих учителей физики в области нанотехнологий /В.С. Шарощенко, Н.В. Шаронова, И.В.Разумовская // Вторая всероссийская научная конференции с международным участием "Фундаментальные и прикладные аспекты новых высокоэффективных материалов" // В.С. Шарощенко.- Казань: КГУ, 2014. - С. 73-74

74.Шарощенко, В.С. Интернет-портал, как важное звено в методическом обеспечении преподавания нанотехнологий в школе и ВУЗе/ В.С. Шарощенко, Н.В. Кузнецова // Международная научно-методическая конференция "Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития" // В.С. Шарощенко. - М.: МИГУ, 2015. -

C.131-133

75.Шарощенко, В.С. Кружковое движение и наставничество в формировании знаний будущих учителей физики из области современных технологий /В.С. Шарощенко, А.А. Маткин //4-я Международная научно-методическая конференция «Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития» // В.С. Шарощенко. - М.: МИГУ , 2018. - С.164-167

76. Шарощенко, В.С. Опыт организации спецкурса по нанотехнрологиям при изучении курса магнетизма / В.С. Шарощенко, В.Д. Баурин // Материалы третьей международной конференции «Образование для сферы нанотехнологий» // В.С. Шарощенко. - М.:МФТИ, 2012. - С.62-64

77. Шарощенко, В.С. Опыт подготовки будущих учителей физики в области нанотехнологий / В.С. Шарощенко, А.А.Земляная, Н.В.Шаронова, И.В.

131

Разумовская // Материалы XIII Международной конференции «Физика в системе современного образования (ФССО-15)»// В.С. Шарощенко. - Санкт-Петербург: РГПУ им Герцена, 2015. - С.157-159

78.Шарощенко, В.С. Отражение нанотехнологических принципов в школьном физическом образовании /В.С. Шарощенко, В.А. Ерёмина, А.К. Беличенко // Вторая международная научно-методическая конференция "Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития" // В.С. Шарощенко. - М.: МПГУ, 2016. - С.277-282

79. Шарощенко, В.С. Подготовка будущего учителя в области нанотехнологии при обучении общей физике в педагогическом вузе: учебно-методическое пособие для преподавателей ВУЗов / В.С. Шарощенко. - М.: Библиоглобус.

- 2018. - 185 с.

80.Шарощенко, В.С. Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологий / В.С. Шарощенко, Н.В.Шаронова , И.В. Разумовская // Школа Будущего. - 2015. - № 4. - С. 55-61.

81.Шарощенко, В.С. Популяризация системы знаний о нанотехнологиях в среде педагогического ВУЗа / В.С. Шарощенко, В.Д. Баурин // Материалы второй международной конференции «Образование для сферы нанотехнологий: современные подходы и перспективы» // В.С. Шарощенко.

- М.:МФТИ, 2011. - С. 98 -101

82.Шарощенко, В.С. Применение информационно-коммуникационных технологий при обучении основам нанотехнологий студентов физиков -будущих учителей / В.С. Шарощенко // Школа будущего. - 2016. - №1.-С.26-31.

83. Шарощенко, В.С. Применение нанотехнологических знаний в общем курсе физики на примере курса оптики при обучении будущих учителей/ В.С. Шарощенко, Н.В. Шаронова, И.В. Разумовская // Региональная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Школы естественных наук ДВФУ // В.С.Шарощенко. - Владивосток: ДВФУ, 2013. - С.83-84

84.Шарощенко, В.С. Проектная и исследовательская деятельность студентов-физиков, будущих учителей, в области нанотехнологий / В.С. Шарощенко // Школа Будущего. - 2018. - № 1. - С.34-36

85.Шарощенко, В.С. Проектная и исследовательская деятельность студентов-физиков / В.С. Шарощенко // 3-я Международная научно-методическая конференция «Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития» // В.С. Шарощенко. - М.: МПГУ, 2017. -С.77-79

86. Шарощенко, В.С. Элективные курсы нанотехнологической направленности школьников / В.С. Шарощенко, Т.Е. Токарева // Вторая международная научно-методическая конференция "Физико-математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития"// В.С Шарощенко. - М.: МПГУ, 2016. - С.253-254

87.Шарощенко, В.С. Внедрение нанотехнологических знаний в общий курс физики на примере курса оптики / В.С. Шарощенко, Н.В. Шаронова, И.В. Разумовская // Сборник трудов XII Международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», посвященная 90-летию со дня рождения С.Е. Каменецкого// В.С. Шарощенко - М.:МПГУ,2013.- С.98-101

88.Шарощенко, В.С. Отражение нанотехнологических принципов в педагогическом вузе при обучении учителей физики / В.С. Шарощенко, Н.В. Шаронова, И.В. Разумовская // Материалы тринадцатой международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» // В.С. Шарощенко М.: МПГУ, 2014. - С. 44-45

89. Шарощенко, В.С. Визуализация нанотехнологиеских процессов и явлений средствами компьютерной среды программирования DELFI / В.С. Шарощенко, В.Е. Краснобородько, Н.В. Шаронова, И.В. Разумовская //Международная научно-методическая конференция "Физико-

математическое и технологическое образование: проблемы и перспективы развития" // В.С. Шарощенко. - М.: МПГУ, 2015. - С.103-106

90.Шигарева, Е.Н. Методика преподавания основ нанотехнологий учащимся младших классов в условиях дополнительного технологического образования / Е.Н. Шигарева // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2014. - Т. 12. - С. 41-45.

91.Энгельмейер, П.К. Философия техники / П.К. Энгельмейер.- М. - 1912 г.-262 с.

92.Ясперс, К. Смысл и назначение истории / К. Ясперс.- М., 1994 г. - 217 с.

93. Examples of Programs and Courses on Nanoscale Science and Engineering Offered in U.S. Colleges and Universities. [Электронный ресурс ].- Режим доступа: http://www.nano.gov/html

Приложение 1.

Тест выявления первоначальн ого уровня знаний в области

нанотехнологи

1. Что означает приставка «нано»?

A. одна миллионная Б. одна миллиардная

B. одна десятая

2. Наночастицы имеют размер:

А. от одного до ста нанометров от одного до двух нанометров от одного до миллиарда нанометров

3. Первым заговорил о нано...

A. Ленин Б. Фейнман

B. Чубайс

4. За счет нанотехнологий в природе реализуется

A. цикл цветения пасленовых Б. эффект лотоса

B. фотосинтез

5. Солнечная энергия преобразуется в электрическую с помощью

А батарей центрального отопления

A. солнечный батарей

B. солнечных зайчиков

6. Светодиоды хороши тем, что они

А. дают много тепла

A. дешевые

B. экономичные

7. Квантовая точка - это.

A. объект на евклидовой плоскости Б. точка кипения

B. нанокристалл полупроводника

8. Сканирующий зондовый микроскоп нужен чтобы

A. забивать гвозди

Б. смотреть на звезды

B. изучать нанометровые объекты

9. Что такое в буквальном переводе термин "форсайт", используемый для построения "дорожных карт" нанотехнологий?

A. ускорение

Б. взгляд в будущее

B. ретроспективный анализ

10. Графен - это

A. столовый прибор

Б. углеродный наноматериал

B. разновидность наноробота

11. Слово фуллерен произошло от

A. греческого «яйцо» Б. клингонского «мяч»

B. фамилии архитектора

12. Какой срок службы новых ступеней насоса для нефтедобычи с нанопокрытием

A. 3 месяца Б. 3 года

B. 30 лет

13. Нанопринтеры одной из Новосибирской компаний умеют печатать на

A. воде

Б. воздухе

B. облаках

14. Какими инструментами пользуются нанотехнологи?

A. оптическим микроскопом Б. зондовым микроскопом

B. пилой и топором

15. Что такое способ получения наночастиц «сверху вниз»?

А. исходный материал бросают с большой высоты, и он распадается на наночастицы

Б. исходный материал измельчают до тех пор, пока его частицы не станут наноразмерными

В. на исходный материал сверху бросают что-нибудь тяжелое, и он распадается на наночастицы

16. Как называется устройство для сборки наномеханизмов?

A. дизассемблер Б. ассемблер

B. икосаэдр

17. Что такое способ получения наночастиц «снизу вверх»?

A. исходный материал подбрасывают вверх и он распадается на наночастицы

Б. исходный материал сверлят снизу до получения наночастиц

B. наночастицы получают, объединяя отдельные атомы

18. Какие ученые занимаются изучением и созданием наноматериалов?

A. философы и филологи Б. социологи и экономисты

B. физики, химики, биологи и специалисты по компьютерным наукам

19. Фуллерен состоит из атомов:

A. кислорода Б. водорода

B. углерода

20. Фуллерены и углеродные нанотрубки получают из:

A. графита Б. алмаза

B. бумаги

21. Наночастицы какого металла эффективно борются с бактериями и вирусами?

A. железа Б. серебра

B. алюминия

22. Как называется металл, который сам себя защищает от высокой температуры?

A. потеющий металл Б. мерзнущий металл

B. защищенный металл

23. Микросхемы создают, формируя рельеф:

A. на золотой пластине

Б. на кремниевой пластине

B. на деревянной пластине

24. Сколько наноавтомобилей помещается на стоянке площадью в один квадратный миллиметр?

A. пять

Б. тысяча

B. десять миллиардов

25. Слово «сенсор» означает:

A. датчик

Б. проигрыватель

B. записывающее устройство

26. Сенсоры:

A. реагируют на изменения окружающей среды, имитируя органы чувств человека и животных

Б. изменяют окружающую среду

B. предотвращают изменения окружающей среды

27. Наноэлектроника занимается созданием интегральных схем с размерами:

A. менее ста нанометров

Б. менее десяти тысяч нанометров

B. менее миллиметра

28. С помощью нанобиотехнологии можно создавать лекарства:

A. специально для каждого человека, учитывая особенности его организма

Б. одно лекарство от всех болезней для всех людей

B. в эпоху нанотехнологии лекарства людям будут не нужны

29. Медицинские нанороботы будут:

A. разбирать больной орган человека на отдельные клетки, удалять больные клетки, а потом собирать орган

Б. лечить больные клетки человека, двигаясь по его кровеносным сосудам

B. заменят людей-врачей и будут вести прием в поликлинике

30. В микроскоп видно, что поверхность листьев лотоса:

А. абсолютно гладкая

Б. покрыта ровными бороздками В. сплошь покрыта выпуклыми бугорками

31. Со стекла с «эффектом лотоса»:

A. скатываются капли воды, а грязь задерживается

Б. скатываются и капли воды, и частицы любой грязи

B. скатываются частицы грязи, а вода задерживается

32. Биокомпьютер состоит:

A. из живых клеток Б. из муравьев

B. из цветов

33. Что означает слово «нанобиореактор»:

A. растение Б. дельфин

B. бактерия или вирус

Ф.И.О.:

Приложение 2.

Главная страница сайта «Нанотехнологии в образовании»

Приложение 3.

Карта экспертной оценки знаний и умений в области «Нанотехнология», которые целесообразно сформировать у студентов специальности «Учитель физики»

0 баллов - понятие не важны, 1 балл - низкий уровень значимости понятия, 2 балла - средний уровень значимости понятий, 3 балла - высокий уровень значимости понятий

№ Состав знаний и умений в области нанотехнологий Балл

Содержательная составляющая нанотехнологических знаний и умений студентов

1 Знание определений «нанотехнологии, наноструктура, наноматериал» 0 1 2 3

2 Знание физических объектов и явлений, в которых проявляются особенности наномира 0 1 2 3

3 Знание физических механизмов получения и синтеза наноструктур и наноматериалов 0 1 2 3

4 Знание основных методов анализа характеристик наноструктур, наноустройств и наноматериалов 0 1 2 3

5 Знание областей применения наноструктурных объектов 0 1 2 3

6 Знание процессов теоретического обоснования и функционирования нанообъектов??? 0 1 2 3

7 Знание фундаментальных синергетических законов, с помощью которых можно описывать процессы и явления в нанотехнологиях 0 1 2 3

8 Знание технических особенностей конструкции изделий, созданных на основе нанотехнологий 0 1 2 3

9 Знание возможности практического применения того или иного «продукта» сферы нанотехнологий 0 1 2 3

10 Знание принципов работы, особенностей конструкции и принципиальных схем устройств, позволяющих создавать и анализировать наноструктуры 0 1 2 3

11 Знание принципиальных особенностей проявления свойств наноструктур и их отличий от микро- и макро- структур 0 1 2 3

12 Знание философских, социальных, политических и этических проблем, возникающих в обществе в 0 1 2 3

связи с развитием нанотехнологий

Процессуальные составляющие умений студентов

1 Умение студентов проводить научно-исследовательскую деятельность в области нанотехнологий 0 1 2 3

2 Умение студентов проводить учебно-исследовательскую деятельность в области нанотехнологий 0 1 2 3

3 Умение проводить проектно-исследовательскую деятельность в области нанотехнологий совместно со школьниками 0 1 2 3

4 Умение работать на оборудовании, предназначенном для создания и контроля наноструктур 0 1 2 3

5 Умение распознавать спекулятивный характер описания явления, которое представлено в СМИ или рекламе на предмет отсутствия в нём нанотехнологических нововведений 0 1 2 3

6 Умение самостоятельно получать знания в области нанотехнологий на основе анализа таких источников информации, как научная и научно-популярная литература, СМИ, жизненный опыт 0 1 2 3

_ФИО

ВУЗ:

Приложение 4.

Рабочая программа учебной дисциплины «Нанотехнология»

Направление 44.03.05 Педагогическое образование

Форма подготовки очная

Курс 5, семестр 9 Лекции - 22 час. Семинары - 4 часа. Экскурсии - 3 часа. Лабораторные работы - 6 час. Итоговый тест - 1 час.

в том числе с использованием МАО лек 8 /лаб. 0 час. всего часов аудиторной нагрузки 36 час. в том числе с использованием МАО 8 час. Самостоятельная работа - 54 час. Зачет: 9 семестр

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 09.02.2016 № 91.

1.Аннотация к рабочей программе дисциплины «Нанотехнология»

Рабочая программа учебной дисциплины «Нанотехнология» разработана для бакалавров 5 курса по направлению 44.03.05 Педагогическое образование, специализация «Физика-информатика», в соответствии с требованиями ФГОС ВО по данному направлению.

Целью освоения дисциплины «Нанотехнология» является формирование комплекса базовых знаний и умений, позволяющих ориентироваться в терминологии и направлениях нанотехнологии как совокупности технологических методов, применяемых для изучения, проектирования и производства материалов, устройств и систем.

Дисциплина «Нанотехнология» является теоретико-практической дисциплиной, базу для которой составляют математика, квантовая механика, физика конденсированного состояния, физическая химия.

Задачи дисциплины состоят в ориентировании учащихся на получение знаний в базовой терминологии и понятиях нанотехнологии, а также знание использования конкретных практических приемов реализации нанотехнологии в современности.

Дисциплина относится к вариативной части Профессионального цикла учебного плана. Изучение дисциплины должно быть связано с такими дисциплинами, как «Общая физика», «Естественнонаучная картина мира», «Математика».

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

ОК-3, ОК-4, ОК-5, ОК-8, ПК-1, ПК-4, ПК-5, ПК-7, ПК-8, ПК-11, ПК-13.. ОПК-3, ППК-6, ППК-8, ППК-10

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать

- исторические аспекты становления нанотехнологии;

- 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 собственного спецкурса для средней школы.

• Свободно использовать термины и понятия по данной теме.

• Устанавливать междисциплинарные связи.

• Доступно объяснять темы, касающиеся этого предмета.

• Составлять такие задания для школьного спецкурса.

• Выполнять анализ информационных источников в области реализаций нанотехнологии.

Иметь навыки (приобрести опыт):

- проведения физического эксперимента,

- анализа информационных источников в области реализаций нанотехнологии.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы.

2. Структура и содержание теоретической и практической частей курса

№ Наименование занятия Содержание Тип занятия Количест во часов

1 Вводное 1.1Понятие и история развития наноиндустрии. 1.2Нанотехнология в биологии, медицине, информатике и др. 1.3Включение понятий нанотехнологии в образовательную среду школы и ВУЗа. Обзорная лекция 2 часа

2 Наноматериалы и технологии их получения 2.1 Классификация наноматериалов Лекция 2 час

2.2 Технологии получения

наноматериалов

2.3Самоорганизация и самосборка в

нанотехнологиях

3 Инструменты нанотехнологии 3.1 Электронная просвечивающая микроскопия Лекция 4 часа

3.2 Электронная

сканирующая микроскопия

3.3 Полевая ионная

микроскопия

3.4 Сканирующая зондовая

микроскопия

3.5 Сканирующая

туннельная микроскопия

3.6 Атомно-силовая

микроскопия

3.7 Близкопольная

сканирующая оптическая

микроскопия

3.8 Зодновая

нанолитография

4 Нанокластеры. Квантовые точки. 4.1 Кластеры и особенности их свойств Лекция 2 часа

4.2 Методы получения

кластеров, магические числа

4.3 Квантовые точки. Роль

процессов самоорганизации

4.4 Метода модификации

свойств кластера

4.5 Области применения

кластеров

5 Углеродные наноструктуры 5.1 Структуры на основе углерода Лекция 2 часа

5.2 Получение углеродных

наноструктур

5.3 Механические свойства

углеродных наноструктур

5.4 Химические свойства

углеродных нанотрубок

5.5 Электрические свойства углеродных нанотрубок

5.6 Применение углеродных нанотрубок

6 Фотонные кристаллы - 6.1 Сверхрешетки Лекция 2 час

оптические сверхрешетки 6.2 Дрифракция на одномерной, двумерной, трехмерной сверхрешетке. Зонная теория.

6.3 Оптоэлектроника

6.4 Получение фотонных

кристаллов

6.5 Применение фотонных

кристаллов

6.6 фотонные кристаллы в

природе

7 Наноэлектроника 7.1 Электронные приборы на основе нанообъектов Лекция 2 час

7.2 Нанокомпьютеры

7.3 Квантовая

оптоэлектроника

8 Лабораторная работа Выполнение и защита лабораторных работ Лабораторная работа 6 часов

9 Микроэлектромеханическ ие системы 8.1 Понятие о микроэлектромеханических системах Лекция 2 часа

8.2 Элементы

микроэлектромеханических

систем

10 Нанотехнология вокруг 9.1 Нанопокрытия Лекция 2 часа

нас. 9.2 Катализаторы и фильтры

9.3 Нанотехнология в

медицине

9.4 Нанотехнология в

парфюмерии и пищевой

промышленности

9.5 Нанотехнология

используемая при

производстве спортивных

товаров

9.6 Одежда и обувь

9.7 Нанотехнологии в

военном деле

11 Экскурсия Экскурсия в лабораторию тонкоплёночных магнитных структур ДВФУ Экскурсия 3 часа

12 Ближайшие перспективы. 10.1 Ближайшие перспективы нанотехнологии Лекция 2 часа

10.2 Историческая

ретроспектива

Итоговый тест по нанотехнологии Тест 1 час

13 Микроконференция Конференция студентов с приглашение школьников и учителей по актуальным вопросам современных нанотехнологии Семинар 4 часа

Итого 36

3.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ

РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ

Самостоятельная работа студентов при изучении спецкурса складывается из:

1) Работы с лекционным материалом

2) Работа с литературой и сайтами сети интеренет

3) Подготовка к выполнению лабораторных работ

4) Выполнение и защита лабораторной работы

5) Подготовка доклада по актуальным вопросам современных нанотехнологии.

Ниже представлена примерные варианты тем докладов для семинара (микроконференции):

1. Нанотехнология. От алхимии к химии и дальше.

2. Развитие нанотехнологии в мировом масштабе.

3. Развитие в России работ в области нанотехнологии.

4. Химические методы получения наночастиц.

5. "Самосборка" в нанотехнологиях.

6. Принципы манипуляции атомами и молекулами.

7. Фуллерены

8. Получение и использование углеродных нанотрубок

9. Электронные элементы на основе углеродных нанотрубок.

10.Нанокомпозиты и нанопористые материалы.

11.Биологические наномоторы.

12. Естественное наноструктурирование.

13. Одноэлектроника.

14. Ричард Фейнман - пророк нанотехнологической революции.

15. Нанотехнология в медицине и биологии.

16. Нанотехнология и электроника.

17. Нанотехнология и информатика.

18. Наноматериалы.

19. Нанотехнология и сельское хозяйство.

20. Нанотехнология в экологии.

21.Нанотехнология на транспорте.

22. Нанотехнология в космосе и авиации.

23.Биодатчики.

24. Биороботы.