Нанотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности. Пояснительная записка Лекция нанотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности
 Скачать 20.32 Kb.
|
|
Ключевые технологии и материалы всегда играли большую роль в истории цивилизации, выполняя не только узко производственные функции, но и социальные. Достаточно вспомнить, как сильно отличались каменный и бронзовый века, век пара и век электричества, атомной энергии и компьютеров. По мнению многих экспертов, XXI в. будет веком нанонауки и нанотехнологий, которые и определят его лицо. Воздействие нанотехнологий на жизнь обещает иметь всеобщий характер, изменить экономику и затронуть все стороны быта, работы, социальных отношений. С помощью нанотехнологий мы сможем экономить время, получать больше благ за меньшую цену, постоянно повышать уровень и качество жизни. Развитие нанотехнологий обещает большие возможности для применения в разработке новых материалов, связи, биотехнологии, микроэлектроники и энергетики. Среди наиболее вероятных научных прорывов эксперты называют увеличение производительности компьютеров, восстановление человеческих органов c использованием вновь воссозданной ткани, получение новых материалов, созданных напрямую из заданных атомов и молекул и появление новых открытий в химии и физике. Пояснительная записка Лекция «нанотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности» изучается для расширения научного мировоззрения. Данный материал очень эффективно будет преподнести вместе с видеофрагментами. Факты действительности, которые упоминаются в этой лекции, становятся фактами науки как основы научного мировоззрения. Отражая общие и наиболее существенные стороны множества явлений, обобщения служат средством их объяснения и предвидения, дают принципы решения не только тех задач, на основе которых они были выведены, но и всех других, относящихся к данной целостности. На протяжении формирования научного мировоззрения у школьников необходимо вырабатывать именно мировоззренческие обобщения. Научное мировоззрение во всей полноте его структуры выполняет ряд важных функций: - просветительная функция состоит в том, что научное мировоззрение делает для человека понятным мир природы и общества, формирует просвещенное сознание, избавляет от социальных, политических, религиозных предрассудков и пережитков, обогащает человека системой духовно-ценностных ориентаций; - воспитательная функция мировоззрения реализуется в результате того, что принятые на основе познанного взгляды и убеждения требуют от человека формирования у себя определенных морально-волевых качеств и эстетического отношения к действительности (воспитывается воля, твердость характера, гуманизм, чувства ответственности и долга, формируются эстетические идеалы общественной и личной жизни); - развивающая функция заключается в том, что работа по усвоению мировоззрения включает в активную деятельность мышление, делает его гибким, творческим, изучающим явления в движении, взаимосвязи. Развивается способность к новым обобщениям, к творческому осмыслению явлений природы и общества; - организационная функция мировоззрения проявляется в том, что оно является исходной позицией в практической деятельности людей. Научное мировоззрение является активным организующим началом в жизни человеческого общества, в эволюционном преобразовании экономики, образа жизни; - прогностическая функция научного мировоззрения, основывающегося на знании законов природного и общественного развития, проявляется в научно-теоретическом и практическом осмыслении направлений, тенденций общественного бытия, в выдвижении идей по созиданию будущего в настоящем. На уроке – лекции «Нанотехнологии в медицине» научное мировоззрение выполняет все функции Тема: Нанотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности Цель: Познакомить учащихся с нанотехнологиями и как их используют в сельском хозяйстве и промышленности. Задачи: 1.Образовательные: изучить понятие нанотехнологии; познакомиться с их значением. Дать понятие о новых достижениях в промышленности и как они работают. 2.Развивающие: развитие понятий «нанотехнологии», умение работать с уинформацией; развитие мышления. 3.Воспитательные: формирование научного мировоззрения, на примере открытия новых достижений; гигиеническое воспитание, на примере знакомства с факторами положительно или отрицательно влияющих на здоровье; экологическое воспитание. Образовательные результаты: Личностные: формирование познавательного интереса, формирование эстетического отношения к живым объектам, формирование навыков поведения в природе, осознания ценности живых объектов; осознание ценности здорового и безопасного образа жизни. Метапредметные: умение делать выводы, структурировать материал, усвоение системы научных знаний о живой природе и закономерностях её развития для формирования естественнонаучной картины мира; объяснение роли биологии в практической деятельности людей, места и роли человека в природе. Предметные: понимать значение слова нанотехнологии, понимание значения нанотехнологии в современной медицине, знание новых веществ. Основные понятия: нанотехнологии, наноеда, наносенсоры, нанокапсулы. Методы: словесные (рассказ, объяснение), наглядные (демонстрация изобразительных пособий). Оборудование: презентация к уроку, монитор, проектор, интерактивная доска. Урок лекция ХОД УРОКА Организационный момент (1-2 мин) Актуализация. 1982 год. Германские физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали специальный микроскоп для изучения объектов наномира. Ему дали обозначение СЗМ (Сканирующий зондовый микроскоп). Это открытие имело огромное значение для развития нанотехнологий, так как это был первый микроскоп, способный показывать отдельные атомы (СЗМ). 1985 год. Американский физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр. 1986 год. Нанотехнология стала известна широкой публике. Американский футуролог Эрк Дрекслер, пионер молекулярной нанотехнологии, опубликовал книгу «Двигатели созидания», в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться, постулировал возможность использовать наноразмерные молекулы для синтеза больших молекул, но при этом глубоко отразил все технические проблемы, стоящие сейчас перед нанотехнологией. Чтение этой работы необходимо для ясного понимания того, что могут делать наномашины, как они будут работать и как их построить. Основная часть. Термин нанонаука используется в настоящее время для обозначения исследований явлений на атомном и молекулярном уровне и научного обоснования процессов нанотехнологии, конечной целью которой является получение нанопродуктов. Нанонаука, таким образом, может рассматриваться как начальная стадия нанотехнологии, когда до продукции еще достаточно далеко. В отличие от традиционных технологий нанотехнологии характеризуются повышенной наукоёмкостью и затратностью, а также междисциплинарностью и неэффективностью решения задач методом “проб и ошибок”. Так нанотехнологии используются и для производства. Тому пример наноеда! Нанотехнологии способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы смогут производить пищу, «освободив» от этого растения и животных. С этой целью они будут использовать любое «подножное сырье»: воду и воздух, где есть главные нужные элементы – углерод, кислород, азот, водород, алюминий и кремний, а остальные, как и для «обычных» живых организмов, потребуются в микроколичествах. К примеру, теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено – корову. Человеку не придется убивать животных, чтобы полакомиться жареной курочкой или кусочком копченого сала. Предметы потребления будут производиться «прямо на дому» Наноеда (nanofood) – термин новый, малопонятный и неказистый. Еда для нанолюдей? Очень маленькие порции? Еда, сработанная на нанофабриках? Нет, конечно. Но всё же это — любопытное направление в пищевой отрасли. Оказывается, наноеда – это целый набор научных идей, которые уже находятся на пути к реализации и применению в промышленности. Что получается? Нанотехнологии могут предоставить пищевикам уникальные возможности по тотальному мониторингу в реальном времени качества и безопасности продуктов непосредственно в процессе производства. Речь идёт о диагностических машинах с применением различных наносенсоров или так называемых квантовых точек, способных быстро и надёжно выявлять в продуктах мельчайшие химические загрязнения или опасные биологические агенты. И производство пищи, и её транспортировка, и методы хранения могут получить свою порцию полезных инноваций от нанотехнологической отрасли. По оценке учёных, первые серийные машины такого рода появятся на массовых пищевых производствах в ближайшие четыре года. Но на повестке дня и более радикальные идеи. Вы готовы проглотить наночастицы, которые невозможно увидеть? А что, если наночастицы будут целенаправленно использоваться для доставки к точно выбранным частям организма полезных веществ и лекарств? Что если такие нанокапсулы можно будет внедрять в пищевые продукты? Пока ещё никто не употреблял наноеду, но предварительные разработки уже идут. Специалисты говорят, что съедобные наночастицы могут быть сделаны из кремния, керамики или полимеров. И разумеется — органических веществ. И если в отношении безопасности так называемых "мягких" частиц, сходных по строению и составу с биологическими материалами – всё ясно, то "твёрдые" частицы, составленные из неорганических веществ – это большое белое пятно на пересечении двух территорий — нанотехнологии и биологии. Учёные ещё не могут сказать, по каким маршрутам подобные частицы будут путешествовать в теле, и где в результате остановятся. Это ещё предстоит выяснить. Зато некоторые специалисты уже рисуют футуристические картины преимуществ наноеды. Помимо доставки ценных питательных веществ к нужным клеткам. Идея заключается в следующем: каждый покупает один и тот же напиток, но затем потребитель сможет сам управлять наночастицами так, что на его глазах будут меняться вкус, цвет, аромат и концентрация напитка. В этой сфере нанонауки еще много вопросов, ответы на которые мы узнаем спустя годы. Домашнее задание: ЭССЕ «Как Вы думаете, какие последствия могут быть при поедании наноеды?» ©Селезнева Марина Александровна СГСПУ Самара, 2018 |