Научная статья на тему 'О ПЕРСПЕКТИВАХ НАПОЛНЕНИЯ РАЗДЕЛА МЕХАНИКА ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ СВЕДЕНИЯМИ О НАНОТЕХНОЛОГИЯХ'

О ПЕРСПЕКТИВАХ НАПОЛНЕНИЯ РАЗДЕЛА МЕХАНИКА ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ СВЕДЕНИЯМИ О НАНОТЕХНОЛОГИЯХ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
физика / механика / нанотехнологии / средняя школа / урок / physics / mechanics / nanotechnology / secondary school / lesson

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Милинский Алексей Юрьевич

Статья рассматривает важное направление в современном образовании интеграцию нанотехнологий в учебный процесс Нанотехнологии, объединяющие физику, химию, математику и информатику, представляют собой многогранную и перспективную область, способную обогатить образовательную практику и стимулировать интерес студентов к науке и инновациям. В статье анализируется потенциал нанотехнологий в обучении разделу «Механика» курса физики в средней школе. В статье также обсуждаются ограничения преподавания нанотехнологий, включая сложность понимания и нехватку учебных ресурсов. Тем не менее, она подчеркивает, что правильное внедрение нанотехнологий в учебный процесс может значительно обогатить знания студентов и стимулировать их научное мышление и творчество.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The article considers an important direction in modern education the integration of nanotechnology into the educational process Nanotechnology, combining physics, chemistry, mathematics and computer science, is a multifaceted and promising field that can enrich educational practice and stimulate students' interest in science and innovation. The article analyzes the potential of nanotechnology in teaching the Mechanics section of the physics course in high school. The article also discusses the limitations of teaching nanotechnology, including the difficulty of understanding and the lack of educational resources. Nevertheless, she emphasizes that the correct introduction of nanotechnology into the educational process can significantly enrich students' knowledge and stimulate their scientific thinking and creativity.

Текст научной работы на тему «О ПЕРСПЕКТИВАХ НАПОЛНЕНИЯ РАЗДЕЛА МЕХАНИКА ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ СВЕДЕНИЯМИ О НАНОТЕХНОЛОГИЯХ»

условия формирования учебной рефлексии младших школьников следует понимать, как характеристику педагогической системы, отражающую совокупность потенциальных возможностей пространственно-образовательной среды для обеспечения упорядоченного и эффективного функционирования школы.

Литература:

1. Беликов, В.А. Философия образования личности: деятельностный аспект: монография / В.А. Беликов. - М.: Владос, 2004. - 357 с.

2. Давыдов, В.В. Об основных путях рефлексии младших школьников / В.В. Давыдов. - Тбилиси, 2008. - 234 с.

3. Енжевская, М.В. Рефлексия как основа формирования контрольно- оценочных умений учащихся 1-5-х классов при обучении русскому языку / М.В. Енжевская // Вестник Тверского Государственного Университета. Серия: Педагогика и психология. - 2008. - № 4. - С. 129-135

4. Приказ от 6 октября 2009. № 373 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования» (Министерство образования и науки Российской Федерации, зарегистрировано в Минюст РФ 22 декабря 2009 г. № 15785)

5. Степанов, С.Ю. Психология думающего учителя. Рефлексия / С.Ю. Степанов. - М.: Эксмо-Сидиком, 2008. - 148 с.

6. Шаров, A.C. Ограниченный человек: значимость, активность, рефлексия: Монография / A.C. Шаров; М-во образования Рос. Федерации. Ом. гос. пед. ун-т. - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2000. - 356 с.

Педагогика

УДК 372.853

доктор физико-математических наук, профессор Милинский Алексей Юрьевич

Благовещенский государственный педагогический университет (г. Благовещенск)

О ПЕРСПЕКТИВАХ НАПОЛНЕНИЯ РАЗДЕЛА МЕХАНИКА ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ СВЕДЕНИЯМИ О

НАНОТЕХНОЛОГИЯХ

Аннотация. Статья рассматривает важное направление в современном образовании - интеграцию нанотехнологий в учебный процесс Нанотехнологии, объединяющие физику, химию, математику и информатику, представляют собой многогранную и перспективную область, способную обогатить образовательную практику и стимулировать интерес студентов к науке и инновациям. В статье анализируется потенциал нанотехнологий в обучении разделу «Механика» курса физики в средней школе. В статье также обсуждаются ограничения преподавания нанотехнологий, включая сложность понимания и нехватку учебных ресурсов. Тем не менее, она подчеркивает, что правильное внедрение нанотехнологий в учебный процесс может значительно обогатить знания студентов и стимулировать их научное мышление и творчество.

Ключевые слова: физика, механика, нанотехнологии, средняя школа, урок.

Annotation. The article considers an important direction in modern education - the integration of nanotechnology into the educational process Nanotechnology, combining physics, chemistry, mathematics and computer science, is a multifaceted and promising field that can enrich educational practice and stimulate students' interest in science and innovation. The article analyzes the potential of nanotechnology in teaching the Mechanics section of the physics course in high school. The article also discusses the limitations of teaching nanotechnology, including the difficulty of understanding and the lack of educational resources. Nevertheless, she emphasizes that the correct introduction of nanotechnology into the educational process can significantly enrich students' knowledge and stimulate their scientific thinking and creativity.

Key words: physics, mechanics, nanotechnology, secondary school, lesson.

Введение. Преподавание нанотехнологий в школе представляет собой интересную и многогранную область образования, которая объединяет различные дисциплины и ступени образования [1-3]. Нанотехнологии являются современной научно-технической дисциплиной, изучающей управление и создание структур и устройств на наномасштабе, что позволяет разрабатывать материалы, устройства и системы с уникальными свойствами и функциональностью.

Введение нанотехнологий в школьное образование обогащает учебный процесс и расширяет понимание учащихся о современных научных и инженерных достижениях. Основной целью преподавания нанотехнологий в школе является побуждение у учащихся интереса к науке и технологиям, стимулирование их творческого мышления и развитие критического аналитического мышления. Для достижения этой цели не маловажным является преподавание основ нанотехнологий студентам - будущим учителям [4].

Одной из ключевых тем, которая может быть включена в образовательную программу по нанотехнологиям, является изучение основных принципов и явлений, лежащих в основе наномасштабных структур. В рамках этой темы учащиеся могут изучить особенности квантовой механики и свойства наноматериалов, которые существенно отличаются от свойств макроскопических материалов. Это может включать изучение квантовых явлений, таких как квантовые точки или ямы, а также поведение электронов на наномасштабах.

Другой важной темой является роль нанотехнологий в различных областях применения, таких как медицина, энергетика и электроника. Учащиеся могут изучить примеры применения нанотехнологий в создании новых материалов с уникальными свойствами, разработке медицинских нанодатчиков и систем таргетированной доставки лекарств, а также использование нанотехнологий в солнечных батареях и эффективных энергосберегающих устройствах.

Кроме того, преподавание нанотехнологий может включать в себя изучение этических и безопасностных аспектов использования наноматериалов и устройств. Важно обсуждать потенциальные риски и проблемы, связанные с применением нанотехнологий, а также способы минимизации негативных последствий.

Согласно имеющемуся на сегодняшний день опыту, преподавание основ нанотехнологий в школе имеет свои минусы и ограничения, которые следует учитывать [5]:

• Сложность понимания: нанотехнологии основаны на принципах и явлениях, которые являются сложными для понимания и требуют хорошего уровня знаний в физике, химии и математике. Для некоторых учащихся это может быть слишком сложным на данном этапе обучения.

• Ограниченность учебных ресурсов: нанотехнологии являются относительно новой и быстро развивающейся областью науки, и учебные ресурсы в этой области могут быть ограниченными и не всегда доступны для использования в школах.

• Недостаточное оборудование: для проведения практических занятий по нанотехнологиям требуется специализированное оборудование, которое не всегда доступно в школах из-за его высокой стоимости и сложности в эксплуатации.

• Этические вопросы: Некоторые аспекты нанотехнологий, такие как возможные риски и этические вопросы, могут быть сложными для обсуждения с учащимися.

• Ограниченное применение: нанотехнологии пока не так широко применяются в повседневной жизни, и учащимся может быть сложно увидеть их практическую значимость и влияние на окружающий мир.

• Отсутствие учебных программ: во многих школах отсутствуют специальные учебные программы или курсы по нанотехнологиям, что делает преподавание сложнее.

• Временные ограничения: преподавание основ нанотехнологий может потребовать больше времени, чем другие темы, что может создать проблемы в укладке учебного материала в ограниченное время занятий.

• Отсутствие опыта преподавателей: некоторые преподаватели могут не иметь достаточного опыта и подготовки для эффективного преподавания нанотехнологий, что может снизить качество обучения.

Учитывая эти минусы, преподавание основ нанотехнологий в школе требует внимательного планирования и подхода, который учитывает специфику учащихся и ресурсы школы. При этом, правильное внедрение нанотехнологий в образовательный процесс может стимулировать интерес учащихся к науке и технологиям и развить их научно-техническую грамотность.

Цель данной работы - рассмотреть возможности включения элементов нанотехнологий в раздел "Механика" школьного курса физики. Основная задача заключается в выявлении тем и концепций, где интеграция нанотехнологий может углубить понимание механики и применение её принципов.

Изложение основного материала статьи. При реализации образовательного процесса в рамках раздела «Механика» школьного курса физики обоснованно представляется возможным внедрить элементы нанотехнологий с учетом контекста следующих тематических единиц.

Наноматериалы и механические свойства.

Использование нанотехнологий открывает перед нами захватывающие перспективы в области создания материалов с уникальными механическими свойствами. Преподавание нанотехнологий в контексте курса Механика физики в школе предоставляет прекрасную возможность рассмотреть примеры наноматериалов, которые обладают выдающимися механическими характеристиками.

Одним из наиболее захватывающих примеров является материал графен - одноатомный слой углерода, обладающий удивительной прочностью и упругостью. Этот материал имеет уникальную структуру, состоящую из атомов углерода, расположенных в решетке в виде шестиугольников, которая придает ему его невероятные свойства. Графен обладает высочайшей прочностью, превосходящей сталь в несколько раз, при этом оставаясь легким и гибким. Такие свойства делают его потенциально применимым в различных областях, от электроники до строительства и медицины.

Еще одним захватывающим примером являются углеродные нанотрубки - цилиндрические структуры, состоящие из углеродных атомов. Углеродные нанотрубки обладают выдающимися механическими свойствами, такими как высокая прочность и жесткость, при этом они также обладают отличными электропроводными характеристиками. Это делает их потенциально ценными материалами для применения в электронике, например, в создании тонких и прочных электродов или транзисторов.

В рамках уроков и внеурочной деятельности при изучении механики преподаватель может познакомить учащихся с принципами создания таких наноматериалов и рассмотреть, как их уникальные механические свойства связаны с их наноструктурой. Учащиеся могут также обсудить возможности и потенциальные применения этих материалов в различных отраслях науки и промышленности.

Нанотехнологии в изготовлении механических устройств.

Внедрение нанотехнологий в производство механических устройств и инструментов представляет собой значимую и перспективную область научно-технического прогресса. Нанотехнологии представляют собой комплекс методов и процессов, позволяющих работать на уровне атомов и молекул, что открывает новые возможности для создания материалов и компонентов с уникальными свойствами.

Одним из заметных примеров применения нанотехнологий в области механических устройств является разработка и производство нанороботов. Нанороботы - это миниатюрные механические устройства, спроектированные с использованием наномасштабных технологий, которые могут функционировать на уровне микрометров или даже нанометров. Эти устройства представляют собой микроскопические роботы, способные выполнять сложные задачи, такие как доставка лекарств в организме, диагностика и лечение заболеваний на клеточном уровне и микрохирургические процедуры. Нанороботы обладают уникальными механическими свойствами и маневренностью, что делает их невероятно полезными для медицинских и биологических приложений.

Другим примером применения нанотехнологий в механических устройствах являются микроэлектромеханические системы (МЭМС). МЭМС - это микромасштабные устройства, состоящие из механических компонентов, таких как датчики, актуаторы и микромеханические реле, интегрированных на кремниевой подоожке с использованием нанотехнологий. Эти устройства находят применение в различных областях, включая электронику, телекоммуникации, медицинскую диагностику и промышленность. Например, МЭМС-гироскопы используются в смартфонах для определения ориентации устройства, а микромеханические датчики применяются для измерения физических величин в микро- и наносистемах.

Развитие нанотехнологий в производстве механических устройств и инструментов существенно повлияло на современные технологические достижения и инновации. Использование наномасштабных технологий позволяет создавать материалы и компоненты с выдающимися свойствами, такими как высокая прочность, жесткость и маневренность. Это открывает новые перспективы для разработки и применения уникальных механических устройств на микро- и наномасштабе, что является важным вкладом в развитие современных технологий и научно-технического прогресса.

Нанотехнологии в биомеханике.

Обсуждение применения нанотехнологий в биомеханике и механике биологических систем представляет собой интересный и перспективный аспект научных исследований, объединяющий области биологии, механики и нанотехнологий. Этот симбиоз дисциплин дает возможность разрабатывать новые материалы и технологии с уникальными свойствами, которые могут находить применение в медицинских и биологических приложениях.

Одной из ключевых областей применения нанотехнологий в биомеханике является создание биосенсоров. Наноматериалы могут быть интегрированы в биосенсоры для обнаружения биологических молекул, таких как белки, ДНК или молекулы лекарств. Наночастицы и наноструктуры обладают большой поверхностной площадью, что позволяет эффективно связываться с молекулами-мишенями и обеспечивать чувствительное обнаружение. Такие биосенсоры могут использоваться для диагностики различных заболеваний, мониторинга состояния организма и контроля за процессами в биологических системах.

Важной областью применения нанотехнологий в механике биологических систем является создание биомеханических устройств и имплантатов. Наноматериалы позволяют разрабатывать инновационные материалы для искусственных суставов, костных имплантатов и тканей. Например, наноструктурированные поверхности имплантатов могут способствовать более эффективному интегрированию с окружающей тканью, уменьшая риск отторжения и обеспечивая более долгосрочное функционирование. Кроме того, нанотехнологии позволяют создавать биосовместимые материалы с контролируемой микроструктурой, что может иметь важное значение для регенеративной медицины и лечения тканевых дефектов.

Следует отметить, что применение нанотехнологий в биомеханике и механике биологических систем также вызывает важные вопросы, связанные с безопасностью и влиянием на организм. Необходимо учитывать потенциальные риски и этические аспекты при разработке и использовании наноматериалов в медицинских и биологических приложениях.

В целом, интеграция нанотехнологий в биомеханику и механику биологических систем представляет собой многообещающее направление исследований, способствующее развитию новых методов диагностики, лечения и восстановления тканей. Это позволяет создавать инновационные биосенсоры, биомеханические устройства и имплантаты, обеспечивая прорывные решения в медицине и биологии.

Выводы. В заключение, статья представляет обзор потенциала интеграции нанотехнологий в учебный процесс по курсу «Механика» в средней школе. Статья подчеркивает, что преподавание нанотехнологий в школе имеет несомненное значение для стимулирования интереса студентов к науке и технологиям. Рассмотрение ключевых принципов наномасштабных структур, освоение основ квантовой механики и изучение уникальных механических свойств наноматериалов могут помочь обучающимся развить критическое аналитическое мышление.

Однако статья также выделяет некоторые ограничения преподавания нанотехнологий в школе, такие как сложность понимания наномасштабных принципов, ограниченность учебных ресурсов и нехватка специализированного оборудования. Несмотря на это, правильное внедрение нанотехнологий в учебный процесс может помочь развить у студентов научно-техническую грамотность и вдохновить их на дальнейшие исследования и инновации.

Литература:

1. Шарощенко, B.C. Подготовка обучающихся в области нанотехнологии: содержание и перспективы развития / B.C. Шарощенко, И.В. Разумовская, Н.В. Шаронова // Школа будущего. - 2019. - № 5. - С. 66-75

2. Изучение основ нанотехнологии в начальной школе / B.C. Шарощенко, Н.В. Шаронова, И.В. Разумовская, A.A. Шубина // Начальная школа. -2021. - № 6. - С. 32-36

3. Павлова, Е.С. Место нанотехнологий в школьном курсе химии / Е.С. Павлова, Г.И. Якушева // Современная высшая школа: инновационный аспект. - 2016. - Т. 8, № 3(33). - С. 102-110

4. Шарощенко, B.C. Проектная и исследовательская деятельность будущих учителей физики в области нанотехнологий / B.C. Шарощенко // Наноиндустрия. - 2018. - №2 - С. 53-56

5. Stavrou, D. Teaching high-school students nanoscience and nanotechnology / D. Stavrou, E. Michailidi, G. Sgouros, & K. Dimitriadi //LUMAT: International Journal on Math, Science and Technology Education. - 2015. - V. 3(4). -P. 501-511

Педагогика

УДК 811.161

кандидат педагогических наук, доцент кафедры русского языка Милованова Ольга Викторовна

Михайловская военная артиллерийская академия (г. Санкт-Петербург)

ЗНАЧЕНИЕ ЛИНГВОСТРАНОВЕДЧЕСКОГО АСПЕКТА В ПРЕПОДАВАНИИ ВОЕННОЙ ИСТОРИИ И

КУЛЬТУРЫ РОССИИ НА ЗАНЯТИЯХ ПО РКИ

Аннотация. В статье рассматриваются проблемы, связанные с лингвострановедческим аспектом в преподавании РКИ. Особое внимание уделяется вопросам обучения лексики в аспекте лингвострановедения. Обучение русскому языку как иностранному в контексте культуры и истории является одной из проблем лингвострановедения, которое разработано как раздел методики преподавания РКИ благодаря методическим работам Е. Верещагина и В. Костомарова. Данная методика анализируется на материалах, связанных с военной историей и культурой России. Работа в контексте лингвострановедения предполагает создание более эффективной «атмосферы» для работы учащихся с русской лексикой.Наибольшие затруднения у иностранцев вызывает безэквивалентная и фоновая лексика. Фоновые слова и безэквивалентная лексика требуют разъяснения значения слов с помощью лингвокультурологического комментария, создания лексического фона. Лексический фон является сложным и многоаспектным компонентом семантики слова.В методике обучения русскому языку как иностранному также применяются такие приемы семантизации новой лексики, как использование наглядности, перечисления, синонимов, антонимов, контекста, перевода. Лингвострановедческие приемы работы с лексикой можно отрабатывать в работе с материалами, связанными с военной культурой и историей Санкт-Петербурга.

Ключевые слова: лингвострановедческий аспект, лингвокультуроведческий комментарий, приемы семантизации слова, использование наглядного материала, «погружение» в русскую культуру, военная культура Санкт-Петербурга.

Annotation. The article deals with the problems associated with the linguistic and cultural aspect in the teaching of the RFL. Special attention is paid to the issues of teaching vocabulary in the aspect of linguistics. Teaching Russian as a foreign language in the context of culture and history is one of the problems of linguistics, which was developed as a section of the teaching methodology of the Russian Language thanks to the methodological works of E. Vereshchagin and V. Kostomarov. This technique is analyzed on materials related to the military history and culture of Russia. Working in the context of linguistic and cultural studies involves creating a more effective "atmosphere" for students to work with Russian vocabulary. The greatest difficulties for foreigners are caused by non-equivalent and background vocabulary. Background words and non-equivalent vocabulary require clarification of the meaning of words with the help of linguistic and cultural commentary, the creation of a lexical background. The lexical background is a complex and multidimensional component of the semantics of a word. The methodology of teaching Russian as a foreign language also uses such techniques of semanticizing new vocabulary as the use of clarity, enumeration, synonyms, antonyms, context, translation. Linguistic and cultural methods of working with vocabulary can be practiced in working with materials related to military culture and the history of St. Petersburg.

Key words: linguistic and cultural aspect, linguistic and cultural commentary, methods of word semantics, use of visual material, "immersion" in Russian culture, military culture of St. Petersburg.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.