Материаловедение и нанотехнологии (Наноквантум)

  • (2)

Программа имеет естественнонаучную направленность и предполагает дополнительное образование детей в области химии и физики в рамках опытно-экспериментальной, исследовательской и проектной деятельности. В ходе реализации программы учащимся предлагается на основе проведенных исследований создавать собственные исследовательские работы и проекты, что является в итоге дополнительным стимулом для дальнейшего развития и научно-исследовательской деятельности в востребованном обществом биологическом и экологическом направлении.

Обучение начинается с освоения вводного модуля, включающего теоретическую и практическую части. Кроме того, в программу занятий входит обучение работы на современном оборудовании, освоение методик анализа и синтеза с целью применения их в дальнейших собственных исследованиях и проектах.

В теоретической части курса даются основные концепции и понятия, которые очерчивают предметную область деятельности с точки зрения фундаментальной физики, химии, биологии. Дается начальное представление о материалах и их свойствах, иерархии взаимодействий в мире материи, нанотехнологиях и перспективах их развития.

Практическая часть посвящена формированию опыта проектной деятельности, практическому изучению методологии проведения исследований и выполнению учебно-исследовательского проекта с возможностью выполнения научно-исследовательского.

После изучения вводного модуля возможно расширенное обучение по углубленному базовому модулю. Здесь  предусмотрено время для индивидуальной работы, командной работы, оформление, обсуждение и представление результатов своих учебных проектов.

Педагоги

Степанов Леонид Анатольевич

Цели программы

Формировании у учащихся научного мировоззрения, пробуждения интереса к инновационной, аналитической, творческой и интеллектуальной деятельности, закрепление теоретических знаний (полученных при изучении базовых модулей), формирование конкретных прикладных навыков и умений, обучение работы в команде, в обучение основам современного материаловедения и нанотехнологий через проектно-исследовательскую деятельность учащихся.

Особые условия проведения

Подготовка ведется по широкому кругу направлений, и будет полезна не только будущим физикам, химикам, биологам и математикам, но и будущим управленцам, экономистам, инженерам. Учащиеся в ходе выполнения программы осваивают все этапы проведения научного исследования: постановку задачи, формулировку гипотезы, методики измерений, формулировки и подтверждение выводов, верификацию результатов, основы статистической обработки результатов. Качество подготовки обеспечивает многоуровневая система работ и проектная работа:

· Предпроектная деятельность. Знакомство с задачами современного естествознания и богатством применений материалов в современных технологиях теоретически. Знакомство с работой в научно-исследовательской лаборатории, выполнение экспериментальных заданий методических работ, обучение работе с синтетическими и аналитическими приборами, выполнение основных стадий синтеза по регламенту. В целом предназначена для углубления знаний, понимания междисциплинарности в современных научных задачах, формирования устойчивого интереса и расширения образовательных возможностей учащихся. Обучение проводят для групп 10-12 человек, в которых задания выполняют в микрогруппах по 2-4 человека.

· Учебно-исследовательские проекты. Выполняются в микрогруппах по 2-3 человека. Учащиеся получают опыт самостоятельных экспериментальных и теоретических изысканий: осваивают навыки химического синтеза и работы со сложным оборудованием; формируют навыки постановки, проведения, обработки и анализа эксперимента. По итогам курса обучения учащиеся выбирают тему учебно-исследовательского проекта, углубляя изученные задачи либо новую, проводят поиск и анализ информации из литературных источников; учатся эффективно презентовать и защищать собственный проект. Хорошо выполненный учебно-исследовательский проект может быть представлен на различных конкурсах. После выполнения проектов этого уровня учащиеся подготовлены к выполнению более сложных научно-исследовательских проектов при большем самостоятельном участии. Учебно-исследовательские проекты могут также стать основой будущего научно-исследовательского проекта или инженерного проекта следующего года (третьего и четвертого семестра).

· Научно-исследовательские проекты выполняются в индивидуальном порядке или в микрогруппах под руководством научного руководителя. Темой проекта могут стать избранные вопросы отдельных тематик Практикумов, имеющих актуальное прикладное или теоретическое значение.

Материально-техническая база

Учебный класс, оборудованный всем необходимым презентационным оборудованием. Одновременно в лаборатории занимаются 8-12 учащихся (одна группа или подгруппа). В помещениях размещены: вытяжные шкафы −2 шт, один для общих работ, второй для муфельной печи и установки для пиролитического синтеза, шкафы для хранения химической посуды, шкафы для реактивов, весовые столики, стол для установки оптического микроскопа и компьютера к нему, стол для установки компьютера для СЗМ, лабораторные островные столы с химически стойким покрытием, лабораторные пристенные столы для приборов, шкаф для хранения кислот, тележка для зарядки и хранения ноутбуков.

Необходимые материалы и оборудование: интерактивная доска, ПО SMART Notebook, компьютеры (ноутбуки) с доступом в интернет, специальное программное обеспечение, устройства для презентации: проектор, экран.