CC BY
0АКТУАЛЬНОСТЬ И АСПЕКТЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ОСНОВ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В ШКОЛАХ
хСаттикулов М., 2Ахматова С.Г.,3Дурдыева Г. А.
1,2Ташкентский экономический и педагогический институт Чирчикский государственный педагогический университет https://doi.org/10.5281/zenodo.11215905
Аннотация. Актуальность знаний в области нанотехнологий, в том числе и для школьников, диктуется временем. Нанотехнология как новая область знания в последние годы стала одной из наиболее важных и захватывающих областей знаний, находящихся на переднем крае физики, химии, биологии, технических наук.
Ключевые слова: Нанотехнологии, пропедевтика, образования, окружающий мир, мультидисциплинарность, межпредметность, методика, внедрение, моделирования.
Нанотехнологии в последние годы стали очень популярны в академических кругах, а также в высших учебных заведениях, что можно объяснить неожиданно возникшей острой потребностью в квалифицированных кадрах. Наряду со специально созданными и дополнительными учебными курсами, успешно создаются новые учебники и программы обучения для школьников. Большинство новых учебных пособий отображает разнообразие идей нанотехнологий и различные научно-технические особенности отдельных их областей, от электроники до молекулярной медицины. Однако для фундаментального понимания новой науки гораздо важнее знание междисциплинарных основ, объединяющих область исследований нанотехнологий , независимо от конкретного применения. В мировой науке наблюдается новое и очень интересное явление - проведение междисциплинарных исследований на основе срастающихся и взаимно дополняющих друг друга наук и технологий, в результате чего неожиданно появляются новые продукты и методы. Организация современного учебно-воспитательного процесса должна быть такой, чтобы всегда побуждать ребенка к активному проявлению своих сил и возможностей, ставить его в позицию активного деятеля.
Целью пропедевтики знаний о нанотехнологиях является их популяризация среди школьников как мотивация заинтересованности в развитии нанотехнологий в Узбекистане, а также ранняя ориентация детей на последующее профессиональное обучение в этой отрасли. Очень важно, чтобы занятия способствовали развитию познавательной активности и положительной мотивации учащихся. Поэтому необходимы большее количество творческих заданий, организация поисковой и частично-исследовательской деятельности, внедрение нестандартных форм проведения учебных занятий [1].
Ознакомление с достижениями новых технологий необходимо осуществлять уже в начальной школе в доступных ученикам формах через занимательные рассказы, игры, а также через общедоступную трудовую деятельность.
В условиях постоянно растущих темпов обновления знаний, техники и технологий скорость их изменений стала опережать динамику смены поколений людей. Критерием успешности для будущего специалиста становится не столько результативность в изучении учебных предметов, сколько отношение человека к возможностям собственного познания,
приобретение личностного и профессионального опыта в процессе обучения нестандартными средствами, выработка у учеников стремления и умения самостоятельно добывать и использовать новые знания.
При традиционном подходе к образованию, традиционных средствах обучения ориентированных на классно-урочную форму занятий это невозможно. Необходимо вовлекать каждого школьника в активный познавательный процесс, создавать адекватную учебно-предметную среду, которая обеспечивала бы возможность свободного доступа к различным источникам, возможность работать в сотрудничестве при решении разнообразных проблем. Прогресс подразумевает изучение новых областей наук и жизни.
Методические рекомендации по внедрению изучения основ нанотехнологий в образовательный процесс: На уроках рекомендуется применять различные методы и формы работы: мозговой штурм, работа в группах, решение задач, поиск информации в Интернете, различные творческие задания (рисунки, эссе, исследовательские работы, создание мультимедийных презентаций).
В данном курсе наряду с установкой на развитие индивидуальных склонностей и возможностей учащихся широко использована организация коллективной деятельности и взаимопомощи учащихся. При отборе содержания курса следует руководствоваться общедидактическими и частнометодическими принципами [2]:
1. Единства научности и доступности.
2. Систематичности и последовательности.
3. Создания положительной мотивации.
4. Обеспечения связи с жизнью.
5. Межпредметных связей.
Материально-техническое обеспечение реализации внедрения изучения основ нанотехнологий в образовательный процесс: компьютерный класс, интерактивная доска, интернет-ресурсы, мультимедийный проектор.
Ожидаемые результаты внедрения изучения основ нанотехнологий в образовательный процесс:
- выполнение проекта повлияет на реальную ситуацию, что изменится в результате реализации проекта;
- конкретные количественные показатели, которые предполагается достичь в ходе реализации проекта;
- конкретные качественные показатели, которые предполагается достичь в ходе реализации проекта; в какой мере потребность целевой группы будет удовлетворена и т.д.);
- обоснование реалистичность и выполнимость результатов;
- ожидаемый положительный эффект для отрасли;
- возможность дальнейшего развития, тиражирования.
Разрабатывая содержание занятий для начальной школы в области нанотехнологии, особое внимание надоуделять учету возрастных особенностей обучающихся. В этот период, как правило, мотивы познания не играютведущейроли. Возникновение и поддержание познавательного интереса в младших классах традиционно связывается с игровыми и эмоциональными приемами организации занятий, приданием занимательности материалу, подлежащему усвоению, и т.п.
Поэтому формами организации занятий, в основном, могут выступать экскурсии, выполнение заданий с использованием ресурсов Интернет, занятия в игровой форме и т.п.
Однако недостаточное количество имеющихся в распоряжении современного учителя учебно-методических пособий и материалов не позволяют в полной мере осуществлять подготовку младших школьников в областинанотехнологии. Кроме этого, изучение наномира младшими школьниками связано со следующими трудностями[3]:
1) особенности восприятия окружающее мира младшими школьниками. Младшие школьники порой не могут объяснить процессы, происходящие в окружающем мире, не зная основ научной картины мира. Поэтому включение нанотехнологическихпонятий может повлечь за собой перенасыщение информацией и плохое её усвоение;
2) отсутствие необходимых знаний и соответствующей методической подготовки учителей младших классов. Далеко не во всех педагогических вузах и педагогических колледжах осуществляется подготовка учителей начальных классов в области нанотехнологии. Эта сфера науки и техники отличается новизной, большим динамизмом и необходимостью достаточно широких базовых знаний в области естественных наук;
3) сложность, небезопасность и практически полное отсутствие в образовательных учреждениях специального нанотехнологического оборудования.
При этом, даже если данное оборудование имеется, учителя начальных классов и дети не имеют достаточных знаний и умений для работы с данными техническими устройствами. Перечисленные трудности при обучении основам нанотехнологии младших школьников можно преодолеть, если учитывать особенности восприятия окружающего мира детьми 7-10 лет. В этом возрасте окружающие предметы, явления и процессы описываются ими с точки зрения простых аналогий и сравнений. В таблицах приведены примеры тем и явлений, изучаемых в начальной школе,и тепонятия и явления,из области нанотехнологии, которые с ними связаны.
Важной задачей является отбор материала из области нанотехнологии, который можно на уровне простых примеров рассматривать на уроках окружающего мира, технологии, ИЗО и др. Опытно-экспериментальная работа по формированию представлений младших школьников о нанотехнологии проводилась как в системе общего образования, так и в системе дополнительного образования.
Таблица 1.
Связь тем и явлений, изучаемых в начальной школе с вопросами нанотехнологии
№ Тема или явление, изучаемые в начальной школе Учебный предмет, направление Явления сферы нано
1. В нутренне строение вещества. Атомы и молекулы. Окружающий мир Определение приставки «нано», выявление сравнительным способом размеров атома или молекулы
2. О бъединение атомов, кристаллы, свойства веществ Окружающий мир Самосборка, самоорганизация
3. Рисование и изготовление снежинки Технология, труд, рисование Рост кристаллов, самосборк
4. Изготовление модели футбольного мяча Технология, труд Фуллерен
5. С войства и состав молока Окружающий мир Мицелла
6. В оздух, вода и лед Окружающий мир Агрегатное строение вещества
7. Единицы информации, бит, кластер Информатика, робототехника Магнитные домены, устройство жесткого диска, карты памяти, устройство оптического диска
8. П еревод физических величин Математика Определение числового значения приставки «нано»
9. История развития техники в рассказах русских классиков Чтение История развития нанотехнологии
10. Устройство вычислительной техники Занимательная информатика Связь нанотехнологии и вычислительной техники
Современное образование в Узбекистане не успело всерьез перестроиться с приходом к нам «компьютерной революции». Результат этого в том числе - расширяющаяся «пропасть» между поколениями взрослых и детей. Сейчас у нас есть шанс в момент зарождения новой эпохи («наноэпохи») попробовать, «зацепившись» за передовую науку, производство, экономику, вытащить на новый уровень все наше образование. В современной науке с переходом на «наноуровень» на классических основаниях и при более фундаментальном углублении рождаются суперпередовые технологии, тянущие за собой производство и экономику. Так и в образовании назрела смена технологий и подходов[3].
Характеристики современной школы, желающая соответствовать вызовам «эпохи нано»:
1. Это школа добротных базовых учебных программ с акцентом на естественнонаучное образование, но с учетом настоящего и будущего социокультурного контекста разработок и использования высоких технологий.
2. Это школа, где учащиеся могут выбирать собственные образовательные маршруты; школы, где создаются проекты, связанные с изучением перспективных научных исследований и их экономического потенциала.
3. Это школа, ориентированная на изучение истории естествознания и роли личной, общественной инициативы, меценатства в развитии отечественной науки и производства.
4. Это школа, моделирующая социальную практику менеджмента инноваций в науке и образовании, а также популяризацию достижений и перспектив в сфере нанотехнологий.
5. Это школа реального социального партнерства с учреждениями и представителями науки и бизнеса («нанобизнеса») в России и за рубежом, предполагающего пусть и ограниченное, но непосредственное знакомство с практикой исследовательских разработок и организацией производства.
6. Это общеобразовательная школа для всех, использующая в своей практике метод проектов, погружения, междисциплинарные, межпредметные, надпредметные программы, уделяющая много внимания исследованиям, экспериментам, лабораторной работе, практической деятельности учащихся на базе современного производства.
7. Это школа, принципиально по-разному выстраивающая образование в различных возрастных группах: 7-10 лет, 11-13 лет, 14-15, 16-18 лет.
8. Для такой школы принципиальной является идея моделирования, пронизывающая всю ее образовательную программу - от содержания таких предметов, как математика,
биология, физика, до лабораторных работ и практик; в ней используются ролевые, деловые игры в среднем звене, а в старших классах ученики участвуют в конкретном производственном процессе.
Возможные преимущества школы, выбирающей для себя направления изучения нанотехнологий:
1. Она создает модель практического взаимодействия науки, бизнеса и педагогики в сфере школьного образования.
2. Такая школа создает качественный прецедент ранней, опережающей подготовки российских специалистов в сфере современного производства и бизнеса, а также рабочих и инженеров среднего звена в хай-тек.
Все это позволяет, не увеличивая социальные разрывы в современном российском обществе, вместе воспитывать молодых людей, склонных к научным исследованиям, и тех, кто будет готов заниматься внедрением результатов этих исследований в производство на разных его этапах, будет грамотным пользователем создаваемых продуктов.
Чтобы появились такие школы, нужно пройти немалый путь - поисков, открытий, разрешив по ходу множество существенных содержательных, организационных и прочих проблем. Многое здесь еще непонятно, нет однозначных ответов на большинство вопросов. Но одно ясно точно - пройти этот путь можно лишь объединив ресурсы, идеи, стремления ученых-естественников и учителей школ, предпринимателей и педагогов-исследователей, преподавателей вузов и методистов.
Литература
1. Ташпулатова М.Н. Нанотехнологии - новое направление развития в промышленности Узбекистана // Молодой ученый. 2016. №8.6, с. 18-20.
2. Анциферов Л.И., Пищиков И.М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента. - М.: Просвещение, 1984.
3. В.С. Шарощенко. Проектная и исследовательская деятельность будущих учителей физики в области нанотехнологий // Наноиндустрия. №2, 2018. с. 53.
