Цель урока: формирование знаний учащихся о нанообъектах, нанохимии и нанотехнологиях.
Развивающие задачи урока: формирование компетеции интеграции: продолжить совершенствование умений анализировать, проектировать, делать выводы;
Воспитательные задачи урока: формирование социальной компетенции учащихся; совершенствование умений работать в группах
Оборудование: компьютер, проектор, экран, магнитная жидкость, магнит.
На столах учащихся:
- карточки с текстом;
- карточка – схема “Перспективы развития нанотехнологий” (приложение 1, приложение 2, приложение 3);
- карточка – текст задания маркеры, чистый лист бумаги.
План урока:
I. Ориентационно-мотивированный этап – 7 мин.
1. Орг.момент – 1 мин.
2. Постановка проблемы (тема, цель урока) – 6 мин.
II. Ориентационно-исполнительный этап – 32 мин.
3. Изучение новых терминов – 10 мин.
4. Сообщение ученицы – 3 мин.
5. Работа со схемой “Перспективы развития нанотехнологий” – 5 мин.
6. Физкультминутка – 3 мин.
7. Работа над мини-проектом.
8. Выступление учащихся у доски – 10 мин.
III. Рефлексивно-оценочный этап – 5 мин.
8. Подведение итогов: цепочка вопросов – 3-4 мин.
9. Домашнее задание (вариативное) – 1-2 мин.
Здравствуйте.
Сегодня я предлагаю вам самим открыть тему нашего урока.
Для этого необходимо прочитать текст на карточке №1 (приложение 2) и ответить на вопрос: “Какие незнакомые слова встретились вам при чтении?”
Пожалуйста, чья группа готова отвечать?
- Мы остановимся на тех, которые вы чаще всего называли. (Слайды презентации, приложение 1)
Что общего между этими словами.
- Нано.
В последнее время в заголовках газет и журнальных статьях всё чаще встречаются слова, начинающиеся с этой приставки. (“Нано”) По радио и телевиденью ежедневно сообщают о перспективе развития нанотехнологий, первых полученных результатах.
Какой вопрос напрашивается, когда вы слышите НАНО…?
Нано…А что это значит?
Это и есть тема нашего урока.
Откройте тетради, запишите тему урока. Обратите внимание, что после “Нано” многоточие, т.е сегодня на уроке мы должны не только усвоить значение этого слова-приставки, но и понять суть терминов которые начинаются c “Нано ”.
Мы остановимся лишь на трёх: Каких?
Нанообъекты, нанохимия, нанотехнология.
Начнем же мы со значения “Нано”.
При ваших ответах на анкету некоторые из вас отвечали, что это слово означает маленький. Действительно, если обратится к этимологии т.е. происхождению этого слова, узнаем, что в переводе с латыни означает маленький, а с греческого “ nanos”- гном (карлик). В настоящее время “нано” используется как приставка, обозначающая размерность 10-9 метра. Это одна миллиардная часть! Для того чтобы вы лучше представили себе эту величину, послушаем сообщение:
Нанометр это очень маленькая величина, увидеть невооруженным глазом объекты такого размера невозможно. Для сравнения, заметим, что волосы человека растут со скоростью 10 нм/с, а толщина 1 волоса составляет огромную величину- почти 100 тысяч нанометров. 10-9 метра. Как это представить? Проще это сделать с помощью денег. Нанометр и метр соотносятся по масштабу как копеечная монета и земной шар. Если уменьшить слона до размера микроба (5000нм) то блоха у него на спине станет величиной с 1 нм. Если бы рост человека вдруг уменьшился до нанометра, мы могли бы играть в футбол отдельными атомами. А толщина бумажного листа казалась бы нам тогда равной 170 километров (расстояние до Наро-Фоминска).
Спасибо за рассказ. Ребята если вы были внимательны, то сможете привести примеры объектов с размерностью нано!
Итак сейчас мы привели примеры нанообьектов. Что это?
Запишем в тетради: нанообьекты – обьекты с размерностью 1 нм = 10-9 метра.
Мир нанообьектов (наночастиц) чрезвычайно интересен, ведь они имеют свойства отличные от свойств объемных материалов, известных нам. Пример, который известен многим: наночастицы серебра защищают людей от инфекций, нанозолото имеющее красноватый оттенок использовалось в стекольном деле для предания стекла ” рубинового” оттенка. А какая наука изучает свойства веществ и их превращения – Молодцы! как тогда будет называться наука изучающая свойства и превращения нанообьектов –
Да это так нанохимия – это новая область науки, которая занимается изучением химических свойств нанообъектов (что и подразумевает их превращения). Запишем это в тетрадь..
Именно достижения нанохимии служат основой для развития нанотехнологии – технологических процессов производства и применения нанообъектов.
Запишем это в тетрадь: Нанотехнологии – технологические процессы производства и применения нанобъектов.
(Записывают в тетради, ученица читает записанное).
На сегоднешний день нанообъекты (в виде наноматериала) применяются в различных сферах жизни (об этом порой и не подозреваем).
- Например, алюминиевые (болты) изготовленные с добавлением наноматериалов по своей прочности не уступают стальным (широко используемый сплав).
Сегодня нанотехнологии применяются в изготовлении мячей для тенниса велосипедных рам, спортивной одежды, лыж, многого другого. Так в 2004 году были созданы мячи с применением нанотехнологий. Из курса физики вам известно, что при ударе по мячу большая часть энергии уходит на деформацию и лишь часть ее обеспечивает …… Разработчики придумали мячи – внешняя часть которых изготовлена из материала, содержащего нанообъекты. Такие мячи деформируются гораздо меньше и потому могут быть точнее направлены к цели. Материалы, содержащие углеродные нанотрубки уже используются в деталях велосипедов, лыжах, лыжных палках – для придания им легкости и прочности.
Одежда, изготовленная при помощи нанотехнологий, поддерживает ощущение прохлады в течении всего дня.
Хлопковые ткани со специально организованным нановолокнами выводят пот на наружную часть майки, где он быстро высыхает, а внутренняя поверхность остается сухой. Идут испытания пуленепробиваемого пластика, обработанного наноматериалом.
Человек пробует использовать природное свойство лотоса (самоочищение поверхности). Это лишь малая доля примеров использования наноматериалов.
Рассмотрим схему (приложение 3) ,на которой представлены перспективы развития нанотехнологий: в некоторых из указанных сферах использование нанотехнологий уже реализовано.
Задают вопросы по схеме
LED – освещение – светодиодная подсветка.
УНТ – углеродные нанотрубки.
OLED дисплеи – дисплеи или мониторы на основе
органических светодиодов. Толщина таких
мониторов по размерам сравнима с толщиной
человеческого волоса.
Оглянитесь вокруг себя, найдите в кабинете изображения телевизоров с такими мониторами. Теперь сядьте ровно, выпрямите спину, вытяните руки перед собой – посмотрите на ногти, не отрывая взгляд поднимите, опустите руки. Сели ровно, спина прямая. Повернули голову влево, посмотрели на плечо, то же самое вправо. Сели ровно. Сильно зажмурились, открыли глаза. Продолжим. Чтобы достижения нанотехнологий не казались вам столь фантастичными и далекими, предлагаю вашему вниманию …
магнитную жидкость, которую вы можете получить сами в школьной лаборатории, желающие могут подойти после уроков. На магнитную жидкость ученые возлагают большие надежды, т.к. с ее помощью возможно преобразование механической энергии и , даже, энергии магнитного поля Земли в электрическую. А где можно применить данное свойство магнитной жидкости и свойства нанообъектов в жизни. Предлагаю вам побыть в роли авторов таких проектов.
Вам необходимо в своих группах подумать, где предложенное свойство может быть использовано и для чего. Таким образом, вам необходимо представить продукт с использованием свойств нанообъектов, которые улучшат его характеристики. (Приложение 4)
Учащиеся работают в группах, представляют свои работы, отвечают на вопросы , заданные другими
После презентаций учащихся цепочка вопросов (по материалу урока):
Что обозначает приставка НАНО?
Что представляет собой наночастица? Приведите
примеры.
Что изучает нанохимия?...
Молодцы все усвоили. А сколько замечательных идей вы предложили, и все они направлены улучшить жизнь человека. Действительно ,применение нанотехнологий в больших масштабах позволит сэкономить на сырье и потреблении энергии, сократить выбросы в атмосферу и будет тем самым
способствовать устойчивому развитию экономики. В будущем значение нанотехнологий будет только расти. И это будущее- ваше, именно вам предстоит жить в мире с применением нанотехнологий.
И от вас зависит, в каком направлении будут использованы достижения в этой сфере знаний.
Ваше будущее в ваших руках.
В качестве домашнего задания, предлагаю вам решить нановорд (приложение 5) или небольшую задачу. Подумайте, на какие вопросы по нанотехнологиям вы хотели бы получить ответ.
Спасибо. Все свободны.
(Если остается время закончить урок можно стихотворением “Красота наномира”).