Методические рекомендации для учителей физики «Организация внеурочной исследовательской деятельности по направлению "Основы нанотехнологий"»

Методические рекомендации 2021 физика, нанотехнологии
PDF / 1.64 Мб

Пояснительная записка

Программа внеурочной деятельности для учащихся 8-11 классов по направлению «Основы нанотехнологий» с элементами лабораторного практикума «Исследование физико-механических свойств вещества». Данные методические рекомендации разработаны для учителей физики. При организации внеурочной деятельности надо учитывать разно-уровневую начальную подготовку учащихся по направлению нанотехнологии, Особенность программы в том, что учитель погружает не только в наномир на занятиях, но и дает возможность ученику углубить знания по предмету физика в 8-11 классах. После изучения теории учащиеся обязательно выполняют лабораторный практикум, как наиболее эффективный способ закрепления теоретических знаний в области нанотехнологий.

Лабораторный практикум содержит три работы по изучению физико-механических свойств различных материалов с помощью NANOEDUCATOR II . Работы рассчитаны на выполнение в течение двухчасового занятия. В описании каждой лабораторной работы содержатся, цель эксперимента, рекомендуемая литература, теоретическое введение, обоснование используемых методик, приборы и принадлежности, порядок выполнения работ, получение и обработка экспериментальных данных. В заключение предложены контрольные вопросы для самоподготовки обучающегося.. В лабораторной работе ученик должен получить результаты заполнить необходимые таблицы экспериментальных данных, результаты вычислений и оценки погрешностей измерений и расчетов. В конце лабораторной работы обучающийся проводит сравнительную характеристику полученных экспериментальных данных с ожидаемыми теоретическими результатами.

В условиях пандемии учитель должен соблюдать основные санитарно-эпидемиологические требования при проведении занятий:

1. Занятия онлайн (дистанционно) с использованием видеоконференции. Наполняемость онлайн- класса не более 30 человек одновременно. Длительность занятий 30 мин.

2. Занятия офлайн должны быть учащиеся одного класса и занятие не более 45 минут.

3. В режиме офлайн все оборудование проходит обработку антисептическими средствами с целью устранения инфекции.

Программа внеурочной деятельности «Основы нанотехнологий» рассчитана на 34 часа в учебном году. Форма обучения очно-заочная с применением дистанционных технологий. В заочной форме (дистанционно) проходят занятия с № 1 по № 12 – 18  5 часов в режиме видеоконференций и тема №13 «Лабораторный практикум» – 16 часов, который требует непосредственного присутствия учащихся в физической лаборатории для проведения исследований. Выполнение индивидуальных исследований (лаборатрного практикума) проходит по определенному графику для учащихся, который формируется исходя из правил утвержденных Роспотребнадзором для образовательных организаций.

Цель программы: Получение знаний о фундаментальных основах нанотехнологий, развитие навыков исследовательской работы и умения находить творческий подход к решению нестандартных технологических задач достаточно широкого спектра.

Задачи: 

1.Показать междисциплинарный характер нанотехнологии – нового направления науки, его возможности и перспективы для реализации потребностей человека.

2.Познакомить с основными понятиями, направлениями нанотехнологий, наноинструментами, достижениями отечественных и зарубежных ученых.

3.Способствовать развитию творческих способностей, интеллектуальной компетенции, формированию познавательного интереса к естественнонаучным дисциплинам (химия, физика, биология), и, как следствие, профессиональному самоопределению.

4.Совершенствовать навыки работы с инструментарием, с различными источниками информации, в том числе в сети Интернет, умения представлять результат

Планируемые результаты

Личностные результаты - готовность и способность обучающихся к саморазвитию и личностному самоопределению, сформированность их мотивации к обучению и целенаправленной познавательной деятельности, системы значимых социальных и межличностных отношений, ценностносмысловых установок, отражающих личностные позиции в деятельности, социальные компетенции, способность ставить цели и строить планы.

Предметные результаты - включающим освоенные обучающимися в ходе изучения учебного предмета умения, специфические для данной предметной области, виды деятельности по получению нового знания в рамках учебного предмета, его преобразованию и применению в учебных, учебно-проектных и социально-проектных ситуациях, формирование научного типа мышления, научных представлений о ключевых теориях, типах и видах отношений, владение научной терминологией, ключевыми понятиями, методами и приемами.

Метапредметные результаты - включающим освоенные обучающимися межпредметные понятия и универсальные учебные действия (регулятивные, познавательные, коммуникативные), способность их использования в учебной, познавательной и социальной практике, самостоятельность в планировании и осуществлении учебной деятельности и организации учебного сотрудничества с педагогами и сверстниками, способность к построению индивидуальной образовательной траектории, владение навыками исследовательской, проектной и социальной деятельности;

В результате освоения программы обучающиеся должны знать: - основные понятия и определения, основные объекты нанотехнологии; - физические свойства наносистем и связанные с ними эффекты; базовые теоретические модели; - уникальные свойства наночастиц; - особую роль углерода в наномире; - основные этапы развития и становления нанотехнологии, основные направления современного развития и применения нанотехнологий, основные методы и инструментарий, используемые для получения, наблюдения и исследования нанообъектов; - классификацию, возможности и назначение основных методов получения наноматериалов, технологическое оборудование для получения наноматериалов; - основные методы исследования наноматериалов способы получения наносистем.

Уметь: - описывать и объяснять физические явления; - ориентироваться в современных направлениях нанотехнологий; - работать с лабораторным оборудованием; - формулировать цели и задачи исследований, собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования.

Владеть: - умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели.

Материально-техническая база

Наглядные пособия, учебно методический комплект по нанотехнологиям, исследовательское оборудование – оптический, сканирующий зондовый микроскопы НАНОЭДЮКАТОР II. 

Подробнее в приложенном документе.