Таблица2
| №п/п | Тема занятия | Дата | Форма занятия | Цели занятия | Краткое содержание занятия | Оборудование | ||
| Обучающ. | Развивающ. | Воспит. | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Введение в наномир. | Лекция | Дать общие сведения о нанотехнологии . Объяснить ученикам почему так важно изучение данной темы, кратко изложить содержание курса. | Развивать логическоеи техни-ческое мышление, развивать у учащихся память, логическое мышление, интерес к предмету. | Воспитывать познаватель-ный интерес. | Что могут нанотехнологииС чего начиналось изучение нанообъектовРичард Фейнман – пророк нанотехнологической революции | Конспект занятия, учебное пособие "Голубая мечта Доналда Рамсфелда"Аксёнов П.Н. | |
| 2 | Наноматериалы и технологии их получения. | Комбини-рованный | Сформировать представление о наноматериалах, их разнообразии, технологиях получения и уникальных свойствах. | Развивать логическоеи техни-ческое мышление, развивать у учащихся память, логическое мышление, интерес к предмету. | Способствовать воспитанию: целеустремленности, инициативы, самостоятельности, умение логически мыслить, самостоятельно высказывать и отстаивать свою точку зрения, сознательной дисциплины, усердие. | Классификация наноматериаловНаночастицыНанопористые структурыНанотрубкиНанодисперсииНаноструктурированные поверхности и пленкиНанокристаллические материалыТехнологии "сверху-вниз" и "снизу-вверх" получения наноматериалов | Конспект занятия, учебное пособие "Очарование нанотехнологии" Хартманн У.Г. | |
| 3 | Нанотехнологии вокруг нас: реальность и перспективы. | Комбини-рованный | Сформировать представление о принципах работы электронного просвечивающего, электронного растрового и ионно-полевого микроскопов, сканирующего туннельного микроскопа, атомно-силового, ближнепольного оптического микроскопов | Развивать у учащихся память, логическое мышление, интерес к предмету. | Воспитывать познавательный интерес. | НанопокрытияКатализаторы и фильтрыНанотехнологии в медицинеНанотехнологии в парфюмерии и пищевой промышленностиНанотехнологии, используемые при производстве спортивных товаров, одежды и обуви | План-конспект лекции, учебное пособие "Голубая мечта Доналда Рамсфелда" Аксёнов П.Н. | |
2.4 Планы-конспекты занятий
План- конспект занятия № 1.Тема: Введение в наномир.
Цель: Предоставить информацию о истории развития нанотехнологий.
Задачи:
- Обучающая: Дать понятия о нанотехнологиях.
- Развивающая: развивать у учащихся память, логическое мышление, трудовые навыки, интерес к предмету.
- Воспитывающая: способствовать воспитанию целеустремленности, инициативы, самостоятельности; умению логически мыслить, самостоятельно высказывать и отстаивать свою точку зрения; сознательной дисциплины.
Тип занятия: Лекция.
Оснащение:
- МТО: компьютер
- МО: Конспект занятия, учебное пособие "Голубая мечта Доналда Рамсфелда" Аксёнов П.Н.
Структура занятия:
1. Организационный этап(2-3 минуты)
2. Этап объяснения нового материала (55 минут)
3. Этап закрепления изученного материала (15 минут)
4. Заключительный этап (5 минут).
Ход занятия:1. Организационный момент.
Преподаватель приветствует студентов. Происходит отметка присутствующих на занятии и постановка темы занятия.
2.Этап объяснения нового материала
Преподаватель:
Английский термин "Nanotechnology" был предложен японским профессором Норио Танигучи в средине 70-х гг. прошлого века и использован в докладе "Об основных принципах нанотехнологии" (OntheBasicConceptofNanotechnology) на международной конференции в 1974 г., т. е. задолго до начала масштабных работ в этой области[4, С. 10-17]. По своему смыслу он заметно шире буквального русского перевода "нанотехнология", поскольку подразумевает большую совокупность знаний, подходов, приемов, конкретных процедур и их материализованные результаты – нанопродукцию.
Как следует из названия, номинально наномир представлен объектами и структурами, характерные размеры Rкоторых измеряются нанометрами (1нм = 10–9м = 106 мм = 10–3 мкм). Сама десятичная приставка "нано-" происходит от греческого слова νανοσ – "карлик" и означает одну миллиардную часть чего-либо. Реально наиболее ярко специфика нанообъектов проявляется в области характерных размеров R от атомных (~ 0,1 нм) до нескольких десятков нм. В ней все свойства материалов и изделий (физико-механические, тепловые, электрические, магнитные, оптические, химические, каталитические и др.) могут радикально отличаться от макроскопических. Существует более десятка причин специфичного поведения и особых свойств наноструктурных материалов и нанообъектов. Причем, их свойства существенно зависят от размеров морфологических единиц и могут быть изменены в необходимую сторону путем добавления и удаления атомов (молекул) одного сорта. Нанотехнология ‑ совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба. Данная технология подразумевает умение работать с такими объектами и создавать из них более крупные структуры, обладающие принципиально новой молекулярной организацией. Наноструктуры, построенные "из первых принципов", с использованием атомномолекулярных элементов, представляют собой мельчайшие объекты, которые могут быть созданы искусственным путем. Они характеризуются новыми физическими, химическими и биологическими свойствами и связанными с ними явлениями. В связи с этим возникли понятия нанонауки, нанотехнологии и наноинженериии (нанонаука занимается фундаментальными исследованиями свойств наноматериалов и явлений в нанометровом масштабе, нанотехнология – созданием наноструктур, наноинженерия – поиском эффективных методов их использования) (см. Приложение 1)
Наноматериалы ‑ материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками;
Наносистемная техника ‑ полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.
Нанотехнологии - это принципиально новый, надотраслевой приоритет, он един для всех отраслей науки и промышленности. Фактически переход к нанотехнологиям знаменует переход цивилизации в ближайшие 10-20 лет к принципиально новому экономическому укладу.
Когда речь идет о развитии нанотехнологий, имеются в виду три направления:
· изготовление электронных схем (в том числе и объемных) с активными элементами, размерами сравнимыми с размерами молекул и атомов;
· разработка и изготовление наномашин, т.е. механизмов и роботов размером с молекулу;
· непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них всего существующего.
Сегодня львиная доля производственных затрат человека идут, как это ни парадоксально, на производство отходов и загрязнение окружающей среды. Если же мы будем целенаправленно создавать необходимые нам материальные объекты, конструируя их из атомов и молекул, с помощью нанотехнологий, это приведет радикальному снижению материальных и энергетических затрат общества в целом.
Таким образом, нанотехнологии - это, во-первых, технологии атомарного конструирования, во-вторых, - принципиальный вызов существующей системе организации научных исследований, и, в-третьих, - философское понятие, возвращающее нас к целостному восприятию мира на новом уровне знаний.
Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово "атом", что в переводе с греческого означает "нераскалываемый", для описания самой малой частицы вещества.
Примером первого использования нанотехнологий можно назвать – изобретение в 1883 году фотопленки Джорджем Истмэном, который впоследствии основал известную компанию Kodak.
Один нанометр (от греческого "нано" - карлик) равен одной миллиардной части метра. На этом расстоянии можно вплотную расположить примерно 10 атомов. Пожалуй, первым ученым, использовавшим эту единицу измерения, был Альберт Эйнштейн, который в 1905 г. теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен одному нанометру[17].