ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА «ВВЕДЕНИЕ В НАНОТЕХНОЛОГИИ» ПО ХИМИИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10-11 КЛАССОВ СРЕДНЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ (32 часа)
Пояснительная записка
Практически все разделы курса «Химия» профильного уровня для учащихся 10-11 классов средней общеобразовательной школы, такие как «Основы теоретической химии», «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Экспериментальные основы химии», «Химия и жизнь», предполагают изложение материала, который может послужить основой для успешного освоения курса «Введение в нанотехнологии». Наиболее значимыми элементами школьной программы по химии в этом аспекте являются сформированные у школьников представления об атоме и его строении, видах химической связи и особенностях межмолекулярного взаимодействия, закономерностях протекания химической реакции, благородных газах и металлах, соединениях подгруппы углерода, природных и синтетических полимерах. Вместе с тем приходится констатировать, что как в образовательном стандарте, так в и действующих программах по химии нет ни одного раздела, посвященного ознакомлению с нанотехнологиями. Термин «нанотехнологии» не употребляется и в созданных на данный момент учебниках по химии для общеобразовательных школ, следовательно, не раскрывается и его сущность. Представленная программа призвана восполнить образовавшуюся брешь между реальными потребностями времени, продиктованными самой жизнью и содержанием учебной дисциплины «Химия».
Программа предназначена для учащихся 10-11 классов средних общеобразовательных учебных заведений естественно-научного, физико-математического и других профилей. Курс базируется на знаниях, полученных учащимися при изучении химии, физики, биологии, математики в основной и старшей общеобразовательной школе.
Содержание элективного курса «Введение в нанотехнологии» носит, в том числе, общеобразовательный и развивающий характер. Элективный курс «Введение в нанотехнологии» позволяет продемонстрировать ряд методологических идей, способствующих активизации, структурированию и развитию мыслительной деятельности учащихся. Эти методологические идеи обладают возможностью переноса из одной области знания в другую, что позволяет сделать вывод об их общем характере, способствует формированию общих учебных умений и способов действий. К выделенным методологическим идеям относятся идеи о:
- уровневой организации материи. К традиционным уровням организации материи (микроуровню – уровню атомов и молекул и макроуровню - уровню вещества) добавляется новый наноуровень, занимающий граничное положение и обеспечивающий уникальные свойства наночастиц и нанокластеров;
- эффектах пограничного состояния. Расположение уровня наночастиц и нанокластеров на границе между макро- и микромиром позволяет достичь уникальных пограничных физических, химических, биологических свойств;
- переходе количественных изменений в качественные. Демонстрация существенного изменения свойств нанокластеров и наночастиц при незначительном изменении числа атомов, входящих в их состав;
- возможности самоорганизации открытых систем. Открытые системы, к которым относятся и биологические объекты, имеющие возможность обмениваться с окружающей средой веществом, энергией, знанием, получают возможности для самоорганизации и упорядочения;
- возможностях решения одной задачи множеством различных способов (задача одна – стратегий множество);
- возможностях получения огромного количества материалов с разнообразными свойствами, исходя из многообразия структурных материалов и способов их укладки;
- различии свойств структурных элементов, связанных с их разной локализацией: на поверхности материала или в его более глубоких слоях (разная локализация – различные свойства);
- опасности новых технологий (новые технологии – новые опасности). Любая новая технология наряду с несомненным позитивным компонентом несет и негатив, опасности, связанные с травматизмом, заболеваниями, ущербом окружающей среде и т. д.
Элективный курс состоит из 8 достаточно независимых тем и рассчитан на обучение в объеме от 16 до 32 учебных часов. Согласно представленному тематическому планированию он включает инвариантную и вариативные части. Содержание данного курса соответствует приоритетным задачам современного образования, предполагающим формирование таких качеств выпускника, как способность к творческому мышлению, самостоятельность в принятии решений, инициативность. Поставленные задачи требуют корректировки не только содержания образования, но и совершенствования технологии обучения, внедрения передовых методических приемов.
Содержание данного курса соответствует приоритетным задачам современного образования, предполагающим формирование таких качеств выпускника как способность к творческому мышлению, самостоятельность в принятии решений, инициативность. Поставленные задачи требуют корректировки не только содержания образования, но и совершенствования технологии обучении. В пособии даны методические рекомендации по преподаванию 8 тем программы. Эти рекомендации имеют единую структуру и включают описание:
- темы;
- цели;
- задач;
- программных вопросов;
- ведущего метода обучения;
- материалов и оборудования;
- базовых (опорных) понятий;
- формируемых (основных) понятий;
- содержательного плана урока;
- словаря используемых терминов;
- контрольных вопросов;
- заданий для закрепления знаний;
- творческих заданий;
- списка литературы по модулю.
Цели и задачи изучения дисциплины
Цели:
- дать ученику возможность ознакомиться с новой отраслью знаний – нанотехнологией и, в частности, нанохимией, оценить свои склонности и интересы к данной области знания, а также прийти к мысли о важности фундаментальных естественных наук, их взаимосвязи между собой и практическом использовании полученных знаний;
- помочь учащемуся в выборе будущего профиля обучения для реализации своих интеллектуальных и творческих способностей.
Задачи:
- сформировать понятия «нанотехнология» и «нанохимия». Показать междисциплинарный характер нанохимии, ее перспективы для реализации потребностей человечества;
- обосновать фундаментальные принципы, лежащие в основе нанохимии;
- познакомить учащихся с основными методами исследования в нанохимии;
- познакомить учащихся с применением основных достижений нанохимии;
- познакомить учащихся с различными направлениями наноматериаловедения: нанопорошками, полупроводниковыми устройствами, углеродными материалами (нанотрубками, кольцами, фуллеренами), высокопрочными нанокристаллическими и аморфными материалами, негорючими нанокомпозитами на полимерной основе, материалами для изготовления устройств сверхплотной записи информации, нанопористыми материалами для химической и нефтехимической промышленностей, топливными элементами, электрическими аккумуляторами и другими преобразователями энергии, устройствами для хранения энергии, полимерными материалами;
- показать возможность распространения методов нанотехнологии в область живой материи (фармацевтика, целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов, регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов, биосовместимые ткани для трансплантации, лекарственные препараты);
- продемонстрировать взаимосвязанность и взаимообусловленность естественных и технических наук, синергетику их интеграции в нанотехнологиях.
Требования к уровню освоения дисциплины
Ученик должен:
иметь представление:
- о фундаментальном единстве естественных наук, незавершенности естествознания и возможности его дальнейшего развития;
- о соотношениях порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения объектов, переходах в неупорядоченное состояние и наоборот;
- об основных нанохимических системах и нанопроцессах;
- о возможности использования основных достижений нанохимии для реализации потребностей человечества.
знать:
- основы нанотехнологии и нанохимии, основные принципы нанохимии и методы ее исследования;
- основные достижения нанохимии, уникальные свойства наноматериалов, их применение и перспективы развития этой отрасли науки;
- о роли нанохимии в решении общечеловеческих проблем (экологических, медицинских, технологических и др.).
уметь:
- выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний, писать рефераты;
- принимать участие в дискуссиях и отстаивать свою точку зрения.
приобрести навыки:
- самостоятельной работы с учебной, научной и справочной литературой;
- вести поиск и делать обобщающие выводы.
Объем дисциплины
Объем дисциплины и виды учебной работы
Курс включает обязательные и вариативные темы.
Распределение часов по темам и видам учебной работы
Форма обучения: лекционные и семинарские занятия, деловые игры, защиты проектов.
| № | Название тем | Всего | Виды учебных занятий | |
| лекции | семинары | |||
| Инвариантная часть (обязательная) | ||||
| 1 | Основные объекты и понятия нанотехнологии. Нанохимия | 2 | 1 | 1 |
| 2 | Объекты нанохимии и уникальные свойства наночастиц | 4 | 2 | 1 |
| Вариативная часть (темы по выбору) | ||||
| 3 | Химическая связь. Квантово-размерные эффекты наночастиц | 4 | 2 | 2 |
| 4 | Получение наночастиц | 3 | 2 | 1 |
| 5 | Наноматериалы и перспективы их применения | 3 | 2 | 1 |
| 6 | Особая роль углерода в наномире | 3 | 2 | 1 |
| 7 | Медицинская и экологическая нанохимия | 3 | 2 | 1 |
| 8 | Нанохимия и нанобиотехнология | 3 | 2 | 1 |
| 9 | Защита проектов | 7 | ||
| Всего по плану | 32 | 15 | 10 | |
Содержание курса
Основные объекты и понятия нанотехнологии.
Нанохимия. «Нанотехнология», «нанохимия», объекты нанометровых размеров, законы квантовой механики и классической физики, шкала размеров объектов наномира, наносистемы, кластеры, наноматериалы, наночастицы, характеристика нанообъектов по размерному признаку. Прикладная нанохимия, теоретическая нанохимия, экспериментальная нанохимия, перспективы развития нанотехнологии и нанонауки: задачи крактосрочных, среднесрочных и долгосрочных проектов.
Объекты нанохимии и уникальные свойства наночастиц.
Наносистемы. Классификация объектов нанохимии: наночастицы из атомов инертных газов, наночастицы металлов, нанотрубки, фуллерены, ионные кластеры, фрактальные кластеры, молекулярные кластеры. Примеры уникальных свойств некоторых наночастиц: серебро, оксид цинка, диоксид кремния. Химические нанореакторы: щелочные и щелочноземельные металлы, переходные элементы, элементы 8-й группы, подгруппа меди и цинка, подгруппа бора.
Химическая связь и квантоворазмерные эффекты наночастиц.
Виды химической связи, действующей в наносистемах: ионная связь, ковалентная связь, металлическая связь, водородная связь, Ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Валентность. Кристаллическая решетка, диполь-дипольное взаимодействие. Магнитные характеристики наночастиц, ферритин.
Получение наночастиц.
Диспергационные и конденсационные методы. Стабилизатор наночастиц. Магические числа. Электровзрывной метод получения наночастиц. Консервация наночастиц. Химический синтез наносистем. Особенности химических свойств наночастиц и нанокластеров. Химическое восстановление для получения наночастиц металлов в жидкой фазе. Реакции в дендримерах. Радиационно-химическое восстановление. Фотохимический синтез. «Золь-гель» метод. Методы получения наночастиц металла.
Наноматериалы и перспективы их применения.
Факторы, определяющие уникальные свойства наноматериалов. Уникальные свойства наноматериалов. Нанопорошки. Аморфное состояние. Аморфно-нанокри-сталлическое состояние. Нанопористый углерод. Полимерные нанокомпозиты. Нанокомпозиты с сетчатой структурой. Слоистые нанокомпозиты. Нанокомпозиты, содержащие металл или полупроводник. Молекулярные нанокомпозиты. «Умные» наноматериалы. Биомимитические наноматериалы (биомиметики). Ферромагнитная жидкость.
Особая роль углерода в наномире.
Фуллерены. Молекулы фуллеренов С60 и С70. Галогенирование фуллеренов. Свойства хлорпроизводных фуллерена. Оксиды фуллерена. Фуллерены с внедренными частицами металлов. Фуллериты и их свойства. Углеродные нанотрубки, графен, получение углеродных наноструктур, электродуговое распыление графита, лазерное испарение графита, метод химического осаждения из пара (каталитическое разложение углеводородов), радиочастотное плазмохимическое осаждение из газовой фазы и рост при высоком давлении и температуре.
Медицинская и экологическая нанохимия.
Квантовые точки и их роль в диагностике. Сенсоры пероксида водорода. Сенсоры pH. Экспресс-анализаторы. Роль нанокапсул и наносфер в терапии рака, гепатита, ВИЧ. Биологическая усвояемость. Криохимические технологии в наномедицине. Наночастицы благородных металлов. Нанокристаллические оксиды. Нанотехнологии в борьбе с онкологическими заболеваниями. Фильтрующие мембраны, нанополотенца и др. Создание наночастиц в биологических тканях, однослойные углеродные нанотрубки с адсорбированными антителами. Иммунонаносферы для избирательной фототермической терапии и наносферы для комбинированной терапии рака и обнаружения опухолей. Лечение рака груди с помощью комбинации люлиберина, цитотоксического белка и наночастиц оксида железа. Опухоль-ориентированные системы доставки. Лечение раковых метастазов, фуллерерновые наношарики в терапии рака. Нанохимические технологии и охрана окружающей среды.
Нанохимия и нанобиотехнология.
Направления развития нанобиотехнологии. «Сухие» и «мокрые» нанотехнологии. Получение искусственных наноструктур на основе биомолекул. Наномотор с небиологическими элементами. Генная инженерия. Рекомбинантная ДНК. Метод введения биоматериалов в живые клетки. Моделирование наноструктур с использованием молекул нуклеиновых кислот.
Ресурсное обеспечение дисциплины
Основная учебно-методическая литература (рекомендуемая как обязательная)
- Введение в нанотехнологии. УлГУ, 2008.
- Сергеев, Г. Б. Нанохимия / Г. Б. Сергеев. – М. : Изд-во МГУ, 2007. – 336 с.
Дополнительная литература
- Андриевский, Р.А. Рагуля, А.В. Наноструктурные материалы. – М.: Академия, 2005.
- Баженов, С.Л., Берлин, А.А., Кульков, А.А. Полимерные композиционные материалы. - ИД «Интеллект», 2-3 квартал, 2008.
- Генералов, М.Б. Криохимическая нанотехнология: учеб. пособие для вузов по спец. "Машины и аппараты хим. пр-в" и "Автоматизир. пр-во хим. предприятий" - М.: Академкнига, 2006. - 325 с.
- Губин, С.П. Химия кластеров. Основы классификации и строения. – М.: Наука, 1987. – 262 с.
- Гусев, А.И., Ремпель, А.А. Нанокристаллические материалы. /А.И. Гусев, А.А. Ремпель – М.: Физматлит. – 2000. – 224 с.
- Мелихов, И.В. Физико-химическая эволюция твердого вещества. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 -309 с.
- Нанотехнология в ближайшем десятилетии / Под ред. М.К. Роко. – М.: 2002.
- Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы. – М.: Наука. – 1986.
- Помогайло, А.Д., Розенберг, А.С., Уфлянд, И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. – М.: Химия. 2000. – 627 с.
- Пул, Ч., Оуэнс, Ф. Нанотехнологии. – М.: Техносфера, 2004.
- Раков, Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: Учебное пособие. - М.: ИД Интеллект, 2008.
- Рамбиди, Н.Г. Полимеры – молекулы и наноструктуры. - М.: ИД Интеллект, 2-3 квартал, 2008.
- Рыбалкина, М. Нанотехнологии для всех – М.: Nanotechnology News Network, 2005. - 444 с.
- Суздалев, И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов - М.: КомКнига, 2006. - 590 c.
- Суздалев, И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов - М.: КомКнига, 2006. - 590 c.
- Фахльман, Б. Химия новых материалов и нанотехнологии - М.: ИД Интеллект, 2-3 квартал, 2008.
- Харрис, П. Углеродные нанотрубки и родственные структуры. Новые материалы XXI века. – М.: Техносфера, 2005.
- Шабанова, Н.А. Химия и технология нанодисперсных оксидов: учеб. пособие для вузов / Н.А. Шабанова, В.В. Попов, П.Д. Саркисов - М.: #Академкнига, 2006. - 309 с.
Интернет ресурсы
- http://www.nanoindustries.com
- http://www.nanometer.ru
- http://www.nanotechweb.org
- http://www.nature.com
- http://www.newchemistry.ru
- http://www.polit.ru
- http://www.sciam.ru
- http://www.vjnano.org
Перечень основных профессиональных и реферативных журналов по профилю дисциплины:
- «Успехи химии».
- «Прикладная химия».
- «Российский химический журнал» (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева).
- «Неорганические материалы».
- J. Am. Chem. Soc.
- J. Phys. Chem.
- J. Nature
Тематическое планирование изучения учебного материала
| № | Тема | Цель | Основное содержание | Планирование изучения блока | Форма | Домашнее задание | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Основные объекты и понятия нанотех-нологии. Нанохи-мия (2 ч.) | Создать условия для формирования интереса к новой области знания «Нанотехнологии» | «Нанотехнология», «нанохимия», объекты нанометровых размеров, законы квантовой механики и классической физики, шкала размеров объектов наномира, наносистемы, кластеры, наноматериалы, наночастицы, характеристика нанообъектов по размерному признаку. Прикладная нанохимия, теоретическая нанохимия, экспериментальная нанохимия, перспективы развития нанотехнологии и нанонауки: задачи краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных проектов | Урок 1. Основные объекты и понятия нанотехнологии. Нанохимия | Лекция | Глава 1 учебного пособия, п. 1.1 | Для обязательного изучения |
| Урок 2. Основные объекты и понятия нанотехнологии. Нанохимия | Семинар | Глава 1 учебного пособия, пп. 1.2–1.3 | Для обязательного изучения | ||||
| 2 | Объекты нанохи-мии и уникаль-ные свойства нано-частиц (4 ч.) | Познакомить учащихся с объектами нанохимии и уникальными свойствами наночастиц | Наносистемы. Классификация объектов нанохимии: наночастицы из атомов инертных газов, наночастицы металлов, нанотрубки, фуллерены, ионные кластеры, фрактальные кластеры, молекулярные кластеры. Примеры уникальных свойств некоторых наночастиц: серебро, оксид цинка, диоксид кремния. Химические нанореакторы: щелочные и щелочноземельные металлы, переходные элементы, элементы 8-й группы, подгруппа меди и цинка, подгруппа бора | Урок 1. Основные объекты нанохимии, их строение и методы исследования | Лекция | Глава 2 учебного пособия, п. 2.1 | Для обязательного изучения |
| Урок 2. Уникальные физические и химические свойства наночастиц | Лекция | Глава 2 учебного пособия, п. 2.2 | Для обязательного изучения | ||||
| Урок 3. Основные объекты нанохимии и их уникальные свойства | Семинар | Глава 2 учебного пособия, п. 2.3 | Для обязательного изучения | ||||
| Урок 4. Основные объекты нанохимии и их уникальные свойства (семинар-практикум по решению задач) | Семинар-практикум | Глава 2 учебного пособия, п. 2.4 | Для обязательного изучения | ||||
| 3 | Химическая связь. Квантово-размерные эффекты наночастиц (4 ч.) | Познакомить учащихся с квантово-размерными эффектами наночастиц | Виды химической связи, действующей в наносистемах: ионная связь, ковалентная связь, металлическая связь, водородная связь, Ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Валентность. Кристаллическая решетка, диполь-дипольное взаимодействие. Магнитные характеристики наночастиц, ферритин | Урок 1. Виды химической связи, реализуемые в наночастицах и кластерах. Устойчивость кластеров | Лекция | Глава 3 учебного пособия, п. 3.1 | Для дополнительного изучения |
| Урок 2. Виды химической связи, реализуемые в наночастицах и кластерах. Устойчивость кластеров | Семинар | Глава 3 учебного пособия, п. 3.2 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 3. Сущность квантово-размерных эффектов наночастиц. Магнитные характеристики наночастиц | Лекция | Глава 3 учебного пособия, п. 3.3 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 4. Сущность квантово-размерных эффектов наночастиц. Магнитные характеристики наночастиц | Семинар | Глава 3 учебного пособия, п. 3.4 | Для дополнительного изучения | ||||
| 4 | Получение наночастиц (3 ч.) | Познакомить учащихся с основными методами получения и стабилизации наночастиц | Диспергационные и конденсационные методы. Стабилизатор наночастиц. Магические числа. Электровзрывной метод получения наночастиц. Консервация наночастиц. Химический синтез наносистем. Особенности химических свойств наночастиц и нанокластеров. Химическое восстановление для получения наночастиц металлов в жидкой фазе. Реакции в дендримерах. Радиационно-химическое восстановление. Фотохимический синтез. «Золь-гель» метод. Методы получения наночастиц металла | Урок 1. Диспергационные и конденсационные методы получения наночастиц. Химический синтез наносистем | Лекция | Глава 4 учебного пособия, п. 4.1 | Для дополнительного изучения |
| Урок 2. Основные методы стабилизации наносистем | Лекция | лава 4 учебного пособия, п. 4.2 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 3. Методы получения и стабилизации наночастиц | Семинар | Глава 4 учебного пособия, п. 4.3 | Для дополнительного изучения | ||||
| 5 | Наноматериалы и перспективы их применения (3 ч.)) | Обобщить знания учащихся о наноразмерных материалах, познакомить учащихся с конкретными представителями и возможностями применения наноматериалов | Факторы, определяющие уникальные свойства наноматериалов. Уникальные свойства наноматериалов. Нанопорошки. Аморфное состояние. Аморфно-нанокристаллическое состояние. Нанопористый углерод. Полимерные нанокомпозиты. Нанокомпозиты с сетчатой структурой. Слоистые нанокомпозиты. Нанокомпозиты, содержащие металл или полупроводник. Молекулярные нанокомпозиты. «Умные» наноматериалы. Биомимитические наноматериалы (биомиметики). Ферромагнитная жидкость | Урок 1. Факторы, определяющие уникальные свойства наноматериалов. Нанопорошки, нанопористый углерод, нанокомпозиты | Лекция | Глава 5 учебного пособия, пп. 5.1–5.2 | Для дополнительного изучения |
| Урок 2. «Умные» наноматериалы и принципы их действия. Биомиметики | Лекция | Глава 5 учебного пособия, пп. 5.3–5.4 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 3. Наноматериалы и перспективы их применения | Семинар | Глава 5 учебного пособия, п. 5.5 | Для дополнительного изучения | ||||
| 6 | Особая роль углерода в наномире (3 ч.) | Познакомить учащихся с новыми формами (аллотропными модификациями) существования углерода и их особой ролью в наномире | Фуллерены. Молекулы фуллеренов С60 и С70. Галогенирование фуллеренов. Свойства хлорпроизводных фуллерена. Оксиды фуллерена. Фуллерены с внедренными частицами металлов. Фуллериты и их свойства. Углеродные нанотрубки, графен, получение углеродных наноструктур, электродуговое распыление графита, лазерное испарение графита, метод химического осаждения из пара (каталитическое разложение углеводородов), радиочастотное плазмохимическое осаждение из газовой фазы и рост при высоком давлении и температуре | Урок 1. Фуллерен, графен, углеродные нанотрубки | Лекция | Глава 6 учебного пособия, п. 6.1 | Для дополнительного изучения |
| Урок 2. Получение углеродных наноструктур и их химические свойства | Лекция | Глава 6 учебного пособия, п. 6.2 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 3. Основные представители, методы получения и химические свойства углеродных нано-структур | Семинар | Глава 6 учебного пособия, п. 6.3 | Для дополнительного изучения | ||||
| 7 | Медицинская и экологическая нанохимия (3 ч.) | Познакомить учащихся с достижениями и перспективами развития нанохимии в медицине, фармацевтике, экологии | Квантовые точки и их роль в диагностике. Сенсоры пероксида водорода. Сенсоры pH. Экспресс-анализаторы. Роль нанокапсул и наносфер в терапии рака, гепатита, ВИЧ. Биологическая усвояемость. Криохимические технологии в наномедицине. Наночастицы благородных металлов. Нанокристаллические оксиды. Нанотехнологии в борьбе с онкологическими заболеваниями. Фильтрующие мембраны, нанополотенца и др. Создание наночастиц в биологических тканях, однослойные углеродные нанотрубки с адсорбированными антителами. Иммунонаносферы для избирательной фототермической терапии и наносферы для комбинированной терапии рака и обнаружения опухолей. Лечение рака груди с помощью комбинации люлиберина, цитотоксического белка и наночастиц оксида железа. Опухоль-ориентированные системы доставки. Лечение раковых метастазов, фуллереновые наношарики в терапии рака. Нанохимические технологии и охрана окружающей среды | Урок 1. Роль нанохимии в ранней диагностике и лечении заболеваний | Лекция | Глава 7 учебного пособия, п. 7.1 | Для дополнительного изучения |
| Урок 2. Нанотехнологии и лечение онкологических заболеваний. Экологическая нанохимия | Лекция | Глава 7 учебного пособия, пп. 7.2–7.3 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 3. Нанотехнологии в борьбе за здоровье человека | Семинар | Глава 7 учебного пособия, п. 7.4 | Для дополнительного изучения | ||||
| 8 | Нанохимия и нанобиотехнологии (3 ч.) | Познакомить учащихся с новой отраслью науки – нанобиотехнологией | Направления развития нанобиотехнологии. «Сухие» и «мокрые» нанотехнологии. Получение искусственных наноструктур на основе биомолекул. Наномотор с небиологическими элементами. Генная инженерия. Рекомбинантная ДНК. Метод введения биоматериалов в живые клетки. Моделирование наноструктур с использованием молекул нуклеиновых кислот | Урок 1. Основные понятия, методы и достижения нанобиотехнологии | Лекция | Глава 8 учебного пособия, пп. 8.1–8.2 | Для дополнительного изучения |
| Урок 2. Методы нанохимии в генной инженерии | Лекция | Глава 8 учебного пособия, пп. 8.3–8.4 | Для дополнительного изучения | ||||
| Урок 3. Роль нанобиотехнологий в жизни человека | Семинар | Глава 8 учебного пособия, п. 8.5 | Для дополнительного изучения | ||||
| 9 | Защита проектов (от 2 до 7 ч.) | Закрепить и углубить полученные знания. Повысить личностную заинтересованность в проблеме нанотехнологий и нанохимии. Способствовать развитию умений поиска и обработки информации, представления полученных результатов, творческих способностей учащихся | Примерные темы рефератов, мультимедийных презентаций, стендов:
|
В качестве проектов могут быть представлены:
Примерные темы литературных работ:
будущего.
|
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Обучение дисциплине подразумевает использование стандартного лабораторного оборудования и оснащенного мультимедийным оборудованием учебного класса.
