CC BY
27
УДК 372.853 ББК 74.262.22
ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ УЧАЩИХСЯ В НАНОТЕХНОЛОГИИ
И.В. Гребенев, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, (8312)65-90-15 С.А. Чупрунова, МОУ СШ № 46 г. Н. Новгород (8312 65-90-15
В статье описана практика реального знакомства учащихся с теоретическими основами и практическими применениями нанотехнологий.
Ключевые слова: нанотехнологии, элективные курсы.
PRACTICAL INTRODUCTION OF PUPLIS IN NANOTECHNOLOGY
Grebenev I.V., Chuprunova S.A.
In the article the practice of actual familiarity learning with the theoretical bases (fundamentals) and practical applications of na-notechnology is circumscribed.
Keywords: nanotechnology, educational courses on selection.
Развитие нанотехнологий в России требует целенаправленной подготовки научных и технических кадров, включая среднее и даже базовое образование. Работа в школах уже началась, разработаны программы [1], известны учебные пособия [2], ведутся элективные, кружковые формы учебных занятий. Вместе с тем желание многих авторов рассматривать чрезвычайно сложные теоретические и прикладные аспекты нанотехнологий в обзорном, ознакомительном порядке способствует формированию поверхностных и упрощённых представлений учащихся, не основанных на изученном физическом материале. При всей популярности нано-технологий в обществе и образовании, сегодня остро встает вопрос как это донести до школьников. Если мы возьмем существующую элективную программу для школ по нанотех-нологии и те пособия, по которым учителя пытаются работать, вести кружки, то увидим такое большое количество информации, что даже профессиональным физикам нелегко будет в ней разобраться. У школьников зачастую создается впечатление, что все это придумано, все это далеко и не связано, в частности, со школьным предметом «Физика».
Университет совместно со школой ставит задачу создания курса практического введения в нанотехнологии. Целью этого курса является формирование понятийного, операционного уровней деятельности учащихся, связанных с учебным предметом «Физика», чтобы учащиеся могли принять посильное участие в изучении этого процесса. И если они решат стать студентами физического факультета ННГУ, то будут знать, что такое нанотехнологии, и с какой специальностью они связывают свою профессиональную карьеру.
Практическому знакомству школьников с физическими основами нанотехнологий препятствует тот очевидный факт, что далеко не все школы и даже вузы имеют доступ к реальным учебным и научным центрам, в которых ведётся исследовательская деятельность и подготовка кадров в этой области. В то же время современные телекоммуникационные сети позволяют осуществлять удалённый доступ с ученических мест в школе к соответствующим лабораториям, учебному и научному оборудованию в реально работающих нанотехно-логических центрах. Это позволяет, как минимум, сделать наглядными и достоверными для учащихся многие чрезвычайно важные понятия и термины элективных курсов. При наличии развитых сетей учащиеся могут осуществлять со своих рабочих мест в школе простейшие манипуляции с учебным оборудованием нанотехнологических лабораторий, доступным в обычных условиях лишь некоторым студентам старших курсов соответствующих специальностей. В рамках реализации приоритетного национального проекта в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского действует программа практического знакомства учащихся с нанотех-нологиями с применением телекоммуникационных технологий.
В чем методическая идея телемоста? В первую очередь,
введение понимания предмета, потому что если вещь знакома и реально увидена, то это не страшно. Ведь для большинства школьников сейчас понятие «нанотехнологии» так же пугающе, как, например, инопланетяне, - оно совершенно выходит за грани разумного. Телемосты позволяют пройтись по лабораториям, посмотреть на людей, которые там работают. В ходе этих экскурсий происходит дистанционное посещение школьниками лабораторий, которые работают с нанотехноло-гаями, чтобы детям показать, например, тонкопленочный лазер, какие операции он выполняет. После таких занятий мы сможем предметно общаться со школьниками, подготовить для них вопросы, задания, т. е. это будет живая нанотехноло-гая.
Следующим важным этапом в практическом знакомстве учащихся с нанотехнологиями является систематически организуемые посещения научных и учебных лабораторий, в ходе которых они не только увидят соответствующее оборудование, но и поучаствуют в постановке небольших фрагментов научных экспериментов, получат изготовленные своими руками изделия в соответствии с изучаемым ими теоретическим курсом «Нанотехнологии».
Описанный выше подход реализован нами в совместной работе физического факультета Нижегородского государственного университета, ведущего подготовку по специальности «Нанотехнология», Нижегородского исследовательского физико-технического института, в составе которых функционирует Научно-образовательный центр «Физика твердотельных наноструктур» (НОЦ), и МОУ СШ № 46 г. Н. Новгорода, на базе которой организован первый в городе разновозрастный элективный курс «Практическое введение в нанотехно-логию».
После изучения теоретического введения в нанотехноло-гию разработанная программа предусматривает несколько телекоммуникационных мостов, в которых показываются «в железе» те устройства и технологические процедуры, которые были изучены в классе. Чрезвычайно важным является этап подготовки учащихся к следующему за этим посещению лабораторий НОЦ. Они готовят вопросы по изученному в теории и увиденному в ходе «мостов», которые будут заданы ими научным сотрудникам НОЦ в ходе посещения лабораторий. Ответы на эти вопросы не всегда просты, но всегда интересны. Например, школьник спросил учёных: «Можете ли Вы увидеть электрон?» Ответом была целая лекция о принципах работы СЗМ и АСМ. Учебный процесс по физике в школе получает мощнейший стимул и область практического применения изученного материала.
В дальнейшем учебном процессе чередуются описанные выше формы - изучение теории в школе, наблюдение за работой исследователей через «мосты», посещение и элементарная учебная деятельность в лабораториях НОЦ. Ближайшая задача - разработать рабочую тетрадь для школьников по изучению нанотехнологии, сборник вопросов, т. е. деятель-
ностную основу реального элективного обучающего курса, который можно было бы назвать «Практическое введение в нанотехнологии».
Таким образом, изучение основ нанотехнологий в школе перестаёт быть абстрактным обзором и переходит в практическое введение в эту чрезвычайно перспективную и нужную область современной науки. Университет при реализации таких форм ранней профессиональной ориентации целенаправ-
ленно готовит абитуриентов, что весьма актуально в ситуации падения престижа естественнонаучных специальностей.
Литература
1. Разумовская И.В. Программа элективного курса «На-нотехнология». Программы элективных курсов: Физика. Профильное обучение. - М.: Дрофа, 2006.
2. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию / Пер. с японск. - М.: БИНОМ, 2008.
УДК 372 ББК 74.00
ПОДГОТОВКА УЧИТЕЛЯ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ В ШКОЛЕ ЭЛЕКТИВНЫХ КУРСОВ
(НА ПРИМЕРЕ КУРСА «ГИДРАВЛИКА И НАСОСЫ»)
А.А. Калекин, профессор, заведующий кафедрой технологии и предпринимательства Орловского государственного университета, (4862) 77-73-18, [email protected]
Профильное обучение в школе требует по-новому готовить в вузе учителей технологии. На примере возможного элективного курса «Гидравлика и насосы» автор обосновывает необходимость общеинженерной подготовки учителя, используя которую, будущий учитель сможет помочь профессиональному самоопределению школьников в сфере современного материального производства.
Ключевые слова: учитель технологии, общеинженерная подготовка, элективный курс «Гидравлика и насосы».
TECHNOLOGY TEACHER TRAINING IN THE HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS FOR GIVING OF ELECTIVE COURSE AT SCHOOL (CASE STUDY "HYDRAULICS AND PUMPS")
Kalekin A.A.
Specialized education proposes a new method of training of technology teachers. As exemplified by the elective course "Hydraulics and Pumps", the author proves the necessity of general engineering training of teachers, in order to help pupils to self-determinate in the sphere of material production.
Keywords: technology teacher, general engineering training, elective course "Hydraulics and Pumps".
П ^ рофильное обучение в общем образовании определяется школы.
как средство дифференциации и индивидуализации обучения, позволяющее за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования. Поэтому учитель профильной школы обязан быть специалистом высокого уровня, соответствующим профилю и специализации своей деятельности.
Требования, предъявляемые к учителю технологии в условиях перехода к профильному обучению, обусловливают необходимость совершенствования педагогического образования в вузе, а именно: расширения спектра специализаций; модернизации содержания и форм организации учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы.
В Орловском государственном университете у специальности 050502 «Технология и предпринимательство» имеются две специализации - «Строительство и ремонт индивидуального жилья» и «Крестьянская усадьба и семья (крестьянское хозяйство)», - в учебный план которых введен блок гидравлических дисциплин: «Гидравлика», «Гидравлические машины» и «Гидравлический привод машин».
Современная гидравлика представляет собой органический сплав науки и практики, опирающийся на такие науки, как высшая математика, физика, теоретическая механика, сопротивление материалов. В свою очередь гидравлика служит базой для проектирования насосов, турбин и в целом гидравлических систем, а также оборудования для водоснабжения, водоотведения и отопления различных объектов, включая
Следует заметить, что для учителей технологии овладение законами и методами преподавания гидравлики имеют большое практическое значение не только с узкоспециальной точки зрения, но и для формирования их общеинженерной компетентности, так как гидравлика является важнейшей общеинженерной дисциплиной в системе образования.
Законы гидравлики объясняют физическую картину подъема воды в инженерных сетях (в водопроводе, водоотве-дении и отоплении), эксплуатационные возможности индивидуальных водозаборов (скважин и шахтных колодцев), сведения о мелиоративных работах и т. д. Наконец, во всех сельскохозяйственных машинах (включая трактора и автомобили), без которых немыслимо крестьянское хозяйство, имеются гидравлические приводы.
Интерес к изучению гидравлики при подготовке учителей технологии вызван особенностями размещения школ в нашей стране. Как известно, в Российской Федерации из большого числа школ более 70% сельских, причем малокомплектных, а в Орловской области - более 80%, и вопросы эксплуатации гидравлических систем водоснабжения, водоотведения и отопления занимают большое место в жизнеобеспеченности объектов образования, то есть школ. Учитель технологии в ряде случаев является практически единственным специалистом в той местности, где размещена школа.
Для изучения гидравлических дисциплин на кафедре технологии и предпринимательства Орловского государственного университета подготовлены соответствующие учебные пособия [1, 2, 3]; студентами-дипломниками сконструированы и изготовлены настольные лабораторные установки (рис. 1).
