Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологий в профессиональном цикле дисциплин Соискатель - Шарощенко Владимир Сергеевич, Дальневосточный. - презентация

1 Подготовка будущего учителя физики в области нанотехнологий в профессиональном цикле дисциплин Соискатель - Шарощенко Владимир Сергеевич, Дальневосточный Федеральный университет, г. Уссурийск Научный руководитель - Шаронова Наталия Викторовна,

2 Определения и терминология Нанотехнологии технологии работы с веществом на уровне отдельных атомов. Нанотехнология междисциплинарная область науки и техники (теоретическое обоснование, практические методы исследования, производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами) Нанотехнология - совокупность методов и приемов, обеспечивающих контролируемые создание и модификацию объектов, включающих компоненты от 1 до 100 нм, хотя бы в одном измерении

3 Противоречие Не Недостаточно чёткие рекомендации относительно объёма включения, средств преподавания а также специфики внедрения нанотехнологических курсов для различных образовательных программ Важность изучения нанотехнологий, необходимость разработки методического обеспечения по нанотехнологиям

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

5 Гипотеза исследования Процесс подготовки будущего учителя физики будет эффективным, если: выработать образовательную стратегию включения знаний по инновационной нанотехнологической тематике в образовательный процесс в профессиональном цикле дисциплин педвузов; разработать учебно-методическое сопровождения курсов по нанотехнологиям для студентов педагогического ВУЗа, которое будет способствовать формированию умений, связанных с методикой формирования нанотехнологических понятий у школьников; ознакомить будущих учителей с современными понятиями нанотехнологий и обеспечить тем самым мотивацию к изучению новых достижений нанонауки.

6 1. Сформированность интереса к нанотехнологиям 2. Сформированность нанотехнологических знаний 3. Сформированность умения проводить учебно-исследовательскую работу в области нанотехнологий Критерии Эффективности подготовки

7 Направления подготовки научная деятельность студентов и преподавателей в области нанотехнологий популяризация системы знаний о нанотехнологиях среди студентов и преподавателей целенаправленная подготовка обучаемых в области методики формирования представлений о нанотехнологиях

8 Формы занятий 1) лекции, семинары, лабораторные занятия по общей физике 2) лекции и семинары по теоретической физике 3) спецкурсы нанотехнологической тематики 4) курсовые работы

9 Сделано следующее: 1)Проведён анализ учебной, методической и научной литературы по теме исследования. Проанализированы диссертационные работы по внедрению знаний о нанотехнологиях и знаний современной физики в курс средней школы и ВУЗа 2)Рассмотрен исторический и содержательный аспект открытий и полученных знаний о нанотехнологиях 3)Проведён констатирующий эксперимент – тестирование студентов специальности «Учитель физики» с целью выявления качеств знаний из области «Нанотехнология» 4)Разработан спецкурс «Нанотехнологии», который читается в девятом семестре для специальности «Учитель физики и информатики» Дальневосточного Федерального Университета 5)Подготовлены учебно-методические материалы, раскрывающие связь основные понятия и законы из курса «Оптика» с понятиями «нанотехнологии»

10 ТЕСТ ИЗ 28 ВОПРОСОВ РАЗНОГО УРОВНЯ СЛОЖНОСТИ, РЕСПОНДЕНТЫ- СТУДЕНТЫ 1 КУРС СПЕЦИАЛЬНОСТИ « ФИЗИКА» (БАКАЛАВРИАТ) 3-5 КУРС СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ФИЗИКА-ИНФОРМАТИКА» (СПЕЦИАЛИТЕТ) 3-5 КУРС СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ИНФОРМАТИКА – ФИЗИКА» (СПЕЦИАЛИТЕТ) Констатирующий эксперимент Специальнос ть Ку рс Колличество верных ответов (Среднее на группу) Верны х ответов (в %) С среднем по специальности (В %) Физика Физика- Информатика Информатика- Физика

11 1. Что такое нано? А. одна миллионная Б. одна миллиардная В. одна десятая Пример вопросов теста 3. Что такое способ получения наночастиц «снизу вверх»? А. исходный материал измельчают до тех пор, пока его частицы не станут наноразмерными Б. из исходного материала исключают ненужное до получения наночастиц В. Наночастицы получают, объединяя отдельные атомы 4. Наночастицы какого металла эффективно бо­ рются с бактериями и ви­ русами? А. железа Б. серебра В. алюминия 2. Какие ученые занимаются изучением и созданием наноматериалов? А. философы и филологи Б. социологи и экономисты В. физики, химики, биологи и специалисты по компьютерным наукам

12 Рассматриваются следующие нанообъекты : (Дальневосточный Федеральный университет (ДВФУ), Школа педагогики, курс «Оптика») углеродные нанотрубки фуллерены нанокристаллы функциональные материалы нанофотоника Учебно-методические материалы

13 В курсе рассматриваются: особенности создания оптических датчиков и сенсоров производство фото устройств и фотоумножителей устройства оптоэлектроники и наноэлектроники светодиоды и лазеры на двойных гетероструктурах фотоприемники на квантовых ямах лавинные фотодиоды на системе квантовых ям устройства и приборы нанофотоники фотонные кристаллы искусственные опалы волоконная оптика оптические переключатели и фильтры перспективы создания фотонных интегральных схем, устройств хранения и обработки информации

14 Включение нанотехнологических понятий в курс «Оптика» 5 семестр Лекции, практические занятия, лабораторные работы Методы контроля знаний: задания на семинарах, контрольные работы, доклады по выбранным самостоятельно студентами темам Итог: значительное число докладов, посвящённых использованию нанотехнологий в оптике, подготовленных студентами

15 Спецкурс по нанотехнологиям Задачи спецкурса: познакомить слушателей с новейшими достижениями и возможностями совершенствования современной микротехнологии при переходе в нанотехнологию рассмотреть научно-технические проблемы и последствия развития перспективных технологий формообразования в направлении уменьшения размеров изделий на пути к естественному пределу миниатюризации – атомным (нанометровым) размерам

16 Специальность «Физика-информатика» 9 семестр Лекции, практические занятия, экскурсии. Методы контроля знаний: задания на семинарах, защита реферата, зачёт. Материальная база: Научно-образовательный центр по нанотехнологиям (НОЦ ДВФУ) Лаборатория тонкоплёночных магнитных структур при ДВФУ и ИАПУ ДВОРАН Спецкурс по нанотехнологиям

17 Элементы содержания курса Современные представления о методах синтеза ультрадисперсных магнитных порошков, стекол, керамики, пленок и монокристаллов Классификация различных типов наноматериалов Физические и химические свойства наноматериалов Возможности практического использования наноматериалов Современные тенденции развития материаловедения и создание нового поколенийя перспективных материалов.

18 Спецкурс по Нанотехнологиям Одно звено в системе подготовки передовых научных, преподавательских и инновационных кадров Позволяет сочетать глубокие фундаментальные знания и умение самостоятельно вести научно- исследовательскую работу на переднем крае науки Способствует комплексному пониманию основных проблем в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий.