Файл: Программа элективного курса по физике Введение в нанотехнологии.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 41
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема 3.3 Электронный нос
Обоняние – чувство, с помощью которого человек способен воспринимать запахи. Мы живем в мире запахов. Каким образом человек распознает запахи? Обонятельные клетки в качестве сенсоров. Мозг человека как анализатор запахов. От чего зависит чувствительность обоняния. Обоняние у животных.
Электронный нос. Определение пахучего вещества всего по одной молекуле. Быстрое определение веществ. ЧИП с наносенсорами для распознания запахов. Селективность электронного носа. Преобразование запахов в звуковой и световой сигнал. «Электронный нос» в медицине. Определение свежести и свойств продуктов.
Использование «электронного носа» в системах безопасности (пожарной, выявление взрывчатых веществ, наркотиков и т.п.). Выявление утечки газов, поиск месторождений нефти и газа.
Тема 3.4 Умная пыль
«Умная пыль» - одно из достижений нанотехнологии. Основные функции и устройство «умной пыли». Как она работает. «Умная пыль» помогает экологам, врачам, военным и космонавтам. Орнитология и «умная пыль». «Умная пыль» помогает сельскому хозяйству. Предсказание землетрясений и стихийных бедствий.
Тема 3.5 Наноэлектроника
Как электроника вошла в нашу жизнь. Ламры, транзисторы, интегральные схемы. Микропроцессоры. Как нанотехнологии могут изменить электронный мир. Нанотрубки в электронике. Одноэлектронный выключатель и транзистор. Энергосбережение в наноэлектронике.
РАЗДЕЛ 4. НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ
Тема 4.1 Нанобиотехнологии
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.
Тема 4.2 Нанотехнологии в природе. «Эффект лотоса»
Священный цветок лотоса - символ духовной и физической чистоты. Вырастая из речного ила, он вырастает совершенно чистым, без единого пятнышка. Открытие «эффекта лотоса». Как нанотехнологии объясняют способность лотоса сохранять свою чистоту. Плитка для облицовки домов, стекла для автомобилей, керамическая сантехника с «эффектом лотоса». Как ученые, узнав у нее ее секреты, создают материалы с удивительными свойствами.
Тема 4.4 Биокомпьютеры
Новое направление исследований на пересечении биологии и науки о компьютерах позволит создать биокомпьютер. Биокомпьютер и живые клетки. Генетический код. Как ученые, изменяя генетический код бактерий, учат их обмениваться сигналами и выполнять простые математические действия.
Двоичная система счисления и изменение цвета бактерий с зеленого на красный (или наоборот) при изменении генетического кода. Использование этого свойства бактерий при получении сложного изображения.
Использование программируемых бактерий в медицине для прогнозирования болезней. Биокомпьютеры в медицине. Создание суперпамяти с помощью биоструктур на основе РНК. «Умное» лекарство. Создание биороботов становится реальностью.
Нанокапсулы
Изобретение электронного микроскопа и обнаружение в живых клетках крошечных нанокапсул. Содержимое нанокапсул и доставка своего содержимого в клетки. Создание нанолекарств, которые можно помещать в нанокапсулы и доставлять в больные клетки.
5. ФОРМЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ
Контроль знаний и умений учащихся подразделяется на текущий и итоговый. Он дает возможность учителю совершенствовать учебный процесс. Проверяя знания учащихся, учитель оценивает их. Оценка должна быть объективной, справедливой и понятной ученику. Оценка имеет функцию поощрения и порицания, является средством воспитательного воздействия. Результатом оценки знаний и умений учащихся является отметка, выставленная в журнал. Ее ставят за фактические знания и умения, предусмотренные учебной программой. Проверка знаний учащихся осуществляется путем устного опроса и текущих или итоговых письменных контрольных работ (контрольных заданий, тестов, задач, кроссвордов). Проверка умений учащихся проводится в виде практической работы над итоговым исследовательским проектом.
С целью оперативного и объективного контроля знаний были разработаны графические тесты по различным разделам и темам программы «Знакомство с нанотехнологией».
Тесты составлены на бумажных и электронных носителях (компьютерная версия). В предлагаемых блоках тестов учащиеся должны выбрать правильный ответ: на бланках обвести кружочком, а на мониторах компьютеров нажать курсором кнопку правильного ответа. В компьютерной версии тестирования составлена программа, которая по результатам ответов учащихся оперативно выводит на монитор результирующую оценку по знаниям данного раздела. В таблице 1 приводится соответствие процента правильных ответов в тесте выставляемой оценке.
| Процент правильных ответов | Оценка |
| до 50% | неудовлетворительно |
| до 65% | удовлетворительно |
| до 90% | хорошо |
| свыше 90% | отлично |
Для контроля знаний были выбраны графические тесты, так как их легко можно дифференцировать по степени сложности.
6. Материально-техническое обеспечение
Для реализации данной рабочей программы необходимы следующие материалы и оборудование:
- компьютер;
- сканер;
- принтер цветной лазерный;
- альбом для рисования;
- цветные карандаши;
- акварельные и гуашевые краски;
- цветная бумага;
- бумага для принтера (формат А4);
- клей ПВА.
6.1 Методическое обеспечение
В работе при выполнении данной программы используются все виды деятельности, развивающие интерес к данной дисциплине: игра, творчество, познание, труд, викторины, общение, проведение исследований и т.п.
Методы проведения занятий: словесные, наглядные, практические, чаще всего должно применяться их сочетание.
Занятия должны проходить в русле исследовательской проектной методики, кроме того, теоретический материал выдается в виде лекции, содержание его расширяется в процессе дискуссий на семинарных занятиях и самостоятельной работе с источниками информации. В ходе практической исследовательской проектной деятельности формируются умения и навыки выполнения технологии исследовательской и проектной деятельности, умение пользоваться справочной и специальной литературой, Интернет ресурсом, презентации и защиты творческой работы.
При определении содержания деятельности учащихся должны учитываться следующие педагогические принципы:
- воспитательный характер;
- научности (изучение и соблюдение строгой научно-технической терминологии, символики);
- связи теории с практикой;
- системности и последовательности;
- наглядности;
- прочности овладения знаниями и умениями.
При этом в процессе овладения знаниями выделяется ряд существенных положений образовательного процесса:
- обязательное формирование у учащихся положительной мотивации к исследовательской проектной деятельности;
- получение обучающимися новой научно-технической информации, новых знаний и умений при решении конкретных практических задач;
- обогащение опытом (мыслительной и практической деятельности не только в ходе учебной работы, но и в условиях межличностного общения);
- обретение умений и навыков без принуждения к самообразованию.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1. Алфимова М.М. Занимательныенанотехнологии. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.
Дополнительная
1. Богданов К.Ю. Что могут нанотехнологии? – М.: Просвещение, 2009.
2. Балабанов В.И. нанотехнологии. Наука будущего. – М.: ЭКСМО, 2009.
3. Головин Ю.И. Введение в нанотехнологию. – М.: Машиностроение, 2003.
4. Кабаяси Н. Введение в нанотехнологию. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011.
5. Кеннет Деффейс, СтефенДеффейс Удивительные наноструктуры– М.: Бином, 2011.
6. Уильямс Л. Нанотехнологии без тайн. – М.: ЭКСМО, 2010.
Тест №1
| 1. Что означает слово «нано»? - одну девятую часть - одну сотую часть - одну миллиардную часть | 5. Какими инструментами пользуются нанотехнологи? - оптическим микроскопом - зондовым микроскопом - пилой и топором |
| 2. Наночастицы имеют размер: - от одного до ста нанометров - от одного до двух нанометров - от одного до миллиарда нанометров | 6. Наношприцсделан на основе: - нанотрубки - фуллерена - молекулы искусственного белка |
| 3. Что такое способ получения наночастиц «сверху вниз»? - исходный материал бросают с большой высоты, и он распадается на наночастицы - исходный материал измельчают до тех пор, пока его частицы не станут наноразмерными - на исходный материал сверху бросают что-нибудь тяжелое, и он распадается на наночастицы | 7. Как называется устройство для сборки наномеханизмов? - дизассемблер - ассемблер - икосаэдр |
| 4. Что такое способ получения наночастиц «снизу вверх»? - исходный материал подбрасывают вверх и он распадается на наночастицы - исходный материал сверлят снизу до получения наночастиц - наночастицы получают, объединяя отдельные атомы | 8. Какие ученые занимаются изучением и созданием наноматериалов? - философы и филологи - социологи и экономисты - физики, химики, биологи и специалисты по компьютерным наукам |
Тест №2
| 1. Фуллерен состоит из атомов: - кислорода - водорода - углерода | 7. Фуллерены и углеродные нанотрубки получают из: - графита - алмаза - бумаги |
| 2. Молекула фуллерена С60 похожа: - на футбольный мяч - на спираль - на дерево | 8. При какой температуре образуются фуллерены и нанотрубки? - при низкой температуре - при комнатной температуре - при высокой температуре |
| 3.Толщина однослойной углеродной нанотрубки: - миллион атомов углерода - сто атомов углерода - один атом углерода | 9. Наночастицы какого металла эффективно борются с бактериями и вирусами? - железа - серебра - алюминия |
| 4. Углеродная нанотрубка: - втягивает в себя жидкости и газы - выталкивает из себя жидкости и газ - никак не реагирует на жидкости и газы | 10. Как называют покрытия из наночастиц диоксида кремния? - самозагрязняющимися - самообучающимися - самоочищающимися |
| 5. Из одной единственной нанотрубки можно сделать: - телевизор - радио - телефон | 11. Как называется металл, который сам себя защищает от высокой температуры? - потеющий металл - мерзнущий металл - защищенный металл |