Разработка рабочей программы элективного курса "Основы нанотехнологии" 10-11 класс
рабочая программа по физике (10 класс) по теме

№п.п.

Наименование темы

Количество часов

1.

Введение

1

2.

Сканирующий туннельный и атомно-силовой микроскопы “глаза и пальцы” нанотехнологии.

3

3.

Нанокластеры, квантовые точки.

3

4.

Магнитные кластеры и нанослои.

3

5.

Фуллерены и нанотрубки.

3

6.

Фотонные кристаллы - оптические сверхрешетки.

3

7.

Наноэлектроника.

3

8.

Наноматериалы.

3

9.

Ассемблер. МЭМС и НЭМС. Наномоторы.

3

10.

Нанотехология и медицина.

2

11.

Наотехология в быту. “Умная” обувь и одежда.

2

12.

Нанотехнология в военном деле.

2

13.

Перспективы и проблемы нанотехнологии.

2

Итоговое занятие.

1

Защита проектов.

1

Итого:

34

Название тем и уроков

Кол-во часов

Форма организация урока (занятия)

Характеристика основных видов деятельности учащихся

1.Введение

1

1.1Научно-технические революции. Природные и искусственные наночастицы. Свойства наночастиц. Общие принципы получения наночастиц. История возникновения нанотехнологии. Ближайшие перспективы нанотехнологии.

1

Собеседование.

Развивают монологическую речь,учатся вести диалог и учитывать мнение окружающих, работать в команде.Выбирают темы для сообщений и зачетных докладов, определяются с темой курсовой работы.

2.Сканирующий  туннельный и атомно-силовой микроскопы - “глаза и пальцы” нанотехнологии.

3

2.2 Сканирующие микроскопы.Туннельный эффект. Зонная теория и гетероструктуры.

1

Урок изучения нового - исследователь-ская работа.

Работают с различными видами  ЭОР информации, конкретизируют, систематизируют, анализируют полученные знания. Делают опорные конспекты.

2.3 Основные принципы СТ микроскопии.

1

Урок закрепления и применения знаний - экскурсия в ЦМИТ физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Участвуют в учебном практикуме , работают со сканирующим микроскопом. Выполняют  практические задания, ликвидируют неверные представления и типичные ошибки, корректируют пробелы.

2.4 АСМ и его возможости. Технологические применения зондовой микроскопии.

1

Урок обобщения и систематизации знаний - круглый стол.

 Делают презентации своих сообщений. Развивают монологическую речь,учатся вести диалог и учитывать мнение окружающих, работать в команде.

3. Нанокластеры, квантовые точки.

3

3.5 Кластеры и особенности их свойств.Методы получения кластеров.

1

Урок изучения нового - исследователь-ская работа.

Работают с различными видами  ЭОР информации, конкретизируют, систематизируют, анализируют полученные знания. Делают опорные конспекты.

3.6 Магические точки. Квантовые точки. Роль процессов самоорганизации.

1

Урок закрепления и применения знаний - консультация.

Самостоятельное выполнение заданий учащимися, требующих применения знаний в знакомой и измененной ситуации.

3.7 Методы модификации свойств кластеров. Области применения кластеров.

1

Урок обобщения и систематизации знаний - дискуссия.

 Выявляют внутрипредметные и межкурсовые связи, включают части в целое, проверяют достоверность полученной в самостоятельном поиске информации. Развивают монологическую речь,учатся вести диалог и учитывать мнение окружающих, работать в команде.

4. Магнитные кластеры и нанослои.

3

4.8 Природа магнетизма. Магнитные свойства кластеров.

1

Урок изучения нового - учебный практикум.

Получение достоверной информации при работе с различными видами ЭОР информации, конкретизируют, систематизируют, анализируют. Работают с интерактивными пособиями.

4.9 Методы получения магнитных кластеров. Область применения магнитных кластеров.

1

Урок  комплексного применения знаний - трудовой практикум .

Самостоятельно выполняют задания , позволяющие сформировать целостную систему знаний по данной теме.

4.10 Суперпарамагнитизм. Магнитные нанослои, гигантское магнитосопротивление. Магнитная память.

1

Урок контроля, оценки и коррекции знаний - коллоквиум.

Анализируют  и оценивают свою успешность, производят самооценку своей деятельности и оценки учителя. Делают презентации своих сообщений.Развивают монологическую речь,учатся вести диалог и учитывать мнение окружающих, работать в команде.

5. Фуллерены и нанотрубки.

3

5.11 Аллотропные соединения углерода. История открытия фуллеренов и их структура. Соединения фуллеренов и их свойства. Методы получения фуллеренов.

1

Урок изучения нового - экскурсия в ЦМИТ физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Усваивают новые знания, получают достоверную информацию, готовятся к самостоятельной работе.

5.12 Углеродные нанотрубки - история открытия, структура. Использование фуллеренов и углеродных трубок.Электрические и механические свойства углеродных нанотрубок.Углеродные наноконтейнеры.

1

Урок закрепления знаний -  консультация.

Работают с различными видами ЭОР информации, выполняют самостоятельные задания с целью установления правильности усвоения учебного материала, выявляют пробелы и неверные представления, корректируют знания. Делают презентации своих сообщений.

5.13 Наноэлектромеханические системы НЭМС. Углеродные наноструктуры в природе и в изделиях ремесленников. Перспективы применения фуллеренов и нанотрубок.

1

Урок контроля и оценки знаний - зачет.

Ликвидируют типичные ошибки и неверные представления по данной теме, учатся отстаивать свою точку зрения, давать себе самооценку.

6. Фотонные кристаллы - оптические сверхрешетки.

3

6.14 Сверхрешетки. Дифракция на одно-, двух-, трехмерной сверхрешетке.

1

Урок изучения нового -лекция

 Слушают и  самостоятельно составляют карту памяти по полученной информации, систематизируют, классифицируют и отбирают нужную информацию  для работы.

6.15 Зонная теория фотонных кристаллов. Оптоэлектроника. Возможности оптического компьютера.

1

Урок обобщения и закрепления знаний - диспут.

Делают доклады по данной теме, учатся вести прения и выделять мировоззренческие идеи, осмысливают и запоминают полученную информацию.

6.16 Получение  и применение фотонных кристаллов. Фотонные кристаллы в природе.

1

Урок контроля, оценки и коррекции знаний - контрольная работа.

Выполняют письменное задание, применяют знания в знакомой и измененной ситуации.

7. Наноэлектроника.

3

7.17 Микро- и наноэлектроника. Одноэлектронный транзистор. Новая логика. Физические основы памяти.

1

Урок изучения нового - исследовательская работа.

Получение достоверной информации при работе с различными видами ЭОР информации, конкретизируют, систематизируют, анализируют. Работают с мультимедийными материалами.

7.18 Полупроводниковые гетероструктуры и сверхрешетки. Основные материальные элементы современной электроники.

1

Урок закрепления знаний - консультация.

Делают сравнительный анализ и  изучают основные материалы и элементы микроэлектроники, находят достоинства и недостатки по заданным признакам, используя мультимедийные презентации.

7.19 Новые материалы и технологии. Роль процессов самоорганизации. Электроника + фотоника + спинтроника. Использование нейронов. Дисплеи. Перспективы.

1

Урок контроля, оценки и коррекции знаний - смотр знаний.

Выполняют  предложенные задания, применяют знания в знакомой и измененной ситуации.

8. Наноматериалы

3

8.20 Определение понятия “наноматериалы”. Нанокристаллические материалы.

1

Урок изучения нового - исследовательская работа.

Выполняют учебный практикум, осуществляют поиск информации по заданному алгоритму, используют предложенные ЭОР.

8.21 Композиты и нанокомпозиты. Нанопористые материалы. Нанопленки и покрытия.

1

 Урок закрепления знаний - экскурсия в ЦМИТ физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Составляют отзыв о посещении, по заданному плану, отвечают на поставленные вопросы после поведенного трудового практикума.

8.22 Методы получения наноматериалов. Гибридные наноматериалы. “Умные материалы”

1

Урок контроля и оценки знаний - семинар.

 Делают презентации своих сообщений, пишут рецензии на выступление своих оппонентов, отвечают на контрольные вопросы учителя. Развивают монологическую речь,учатся вести диалог и учитывать мнение окружающих, работать в команде.

9. Ассемблер.МЭМС и НЭМС. Наномоторы.

3

9.23 Основные составляющие наноробота. Ассемблер Э.Дрекслера.

1

Урок изучения нового - учебный практикум.

 Самостоятельно отбирают нужную информацию из множества вариантов предложенной, используя ЭОР, знакомятся с молекулярным ассемблером.

9.24 МЭМС - микроэлектромеханические системы.

1

Урок закрепления знаний - лабораторная работа.

Классифицируют электромеханические системы по видам, области применения, сложности изготовления, себестоимости и стране производителю.

9.25 “Умная пыль”. Наномоторы. Нанопереключатели. Угроза “серой слизи”. Идея нанофабрик.

1

Урок обобщения и систематизации знаний - конференция.

 Презентуют свои доклады и сообщения для обсуждения.Развивают монологическую речь,учатся вести диалог и учитывать мнение окружающих, работать в команде.

10. Нанотехнология и медицина.

2

10.26 Нано- и биотехнология. Основные области применения нанотехнологии и производство имплантаты. Доставка лекарства “по адресу”.

1

Урок изучения нового - исследовательская работа.

Работают с различными видами ЭОР информации,определяют стратегии  и перспективы развития данного направления науки.

10.27 Наноматериалы в медицине. Перспективы медицинской диагностики. Нанотехнологии - “путь к бессмертию и свободе”. Дистанционная хирургия.

1

Урок закрепления знаний - круглый стол.

 Выступают с презентацией своих сообщений, мотивируют окружающих к сотрудничеству, намечают перспективу дальнейшей работы, учатся ставить цели и задачи развития нанотехнологии, учатся выстраивать диалог, работать в качестве менеджера компании, учатся создавать рекламу продукции.

11. Нанотехнология в быту. “Умная” одежда и обувь.

2

11.28 Нанотехнология в производстве средств гигиены. Нанопокрытия.

1

Урок изучения нового - учебный практикум.

Изучают мультимедийные источники информации по расширенному плану, составляют опорный конспект.

11.29 Внедрение нанотехнологии в производство парфюмерии и пищевую промышленность. Новые спортивные товары. “Умная” одежда и обувь.

1

Урок комплексного применения знаний - лабораторная работа.

Выполняют интерактивные задания, моделируют дизайн “Умной одежды” и обуви, развивают логическое и аналитическое мышление, проявляют творческие способности.

12. Нанотехнологии в военном деле.

2

12.30 Влияние нанотехнологии на военные доктрины. Костюм солдата будущего.Использование новых материалов в “костюме скорпиона”.  МЭМС и НЭМС - системы. Экзоскелет.

1

Урок изучения нового - собеседование.

Отвечают на проблемные вопросы, выделяют мировоззренческие и гуманистические идеи, прогнозируют будущее планеты в целом.

12.31 Биодатчики в костюме солдата будущего. Связь. Наносредства для защиты от химического и биологического оружия. Проблемы, связанные с применением нанотехнологии в военном деле.

1

Урок контроля, оценки  и коррекции знаний - коллоквиум.

 Производят осмысление своих действий, учатся адекватно оценивать реальные свои результаты, ликвидируют пробелы и типичные ошибки.

13.  Перспективы и проблемы нанотехнологии.

1

13.32 Проблемы и перспективы нанотехнологии.

1

Урок контроля, оценки и коррекции знаний - зачет.

Подводят итоги обучения, отвечают на проблемные вопросы.

14. (14.33) Итоговое занятие.

1

Консультация перед защитой проектов.

15. (15.34) Защита проектов.

1

Защита проектов.

ИТОГО:

34