Курс

І

Топ

Сабақ саны

Мамандық біліктілік:

06120100-Есептеу техникасы және ақпараттық желілер(түрлері бойынша)

3W06120101-Компьютерлік ақпараттық қамтаммассыз ету операторы

Модульдің атауы:

Модульдің атауы: «Жалпы білім беретін пәндер»

Пәннің индексі:

ЖБП 10

Сабақтың тақырыбы:

Нанотехнология. Нанообъектілер.

Мерзімі:

Ұзақтығы:

45 минут

Өткізу орны:

№ кабинет оқу шеберханасы

Сабақтың мақсаттары:

• Білімділік: Нанотехнология ұғымымен танысу , нанообъектілердің физикалық қасиеттерін, олардың өлшемдері мен (0D, 1D, 2D, 3D) жіктелуін түсіндіру..

• -дамыту: : Нанотехнологияның даму тарихын (Р. Фейнман, Н. Танигучи, Э. Дрекслер еңбектері) зерделеу және оның медицина, энергетика, электроника сияқты түрлі салаларда қолданылу мүмкіндіктерін талқылау.

-тәрбиелік: Нанотехнологияның адам өмірі мен қоршаған ортаға тигізетін маңызын тұжырымдау , оның пайдасы мен ықтимал қауіптеріне (SWOT-талдау) баға беру

Күтілетін нәтижелер:

Білім мен түсінік (Knowledge & Understanding)

1. Терминологияны меңгеру: «Нанотехнология» ұғымының гректің «nanos» (ергежейлі) сөзінен шыққанын және оның 1-ден 100 нанометрге дейінгі (метрдің миллиардтан бір бөлігі) өлшемдегі нысандарды зерттейтінін біледі.

2. Ғылыми негіздерді тану: Нанотехнологияның негізін қалаушы Ричард Фейнманның «Төменде көп орын бар» атты идеясын және Норио Танигучи енгізген терминдік маңызды ажыратады.

3. Жіктемелерді білу: Нанообъектілерді өлшемдеріне қарай 0D (кванттық нүктелер, нанокластер), 1D (нанотүтікшелер, наножіптер), 2D (наноқабыршықтар, графен) және 3D (көлемдік құрылымдар) топтарына жіктей алады .

4.Талдау және қолдану (Analysis & Application)

Қасиеттердің өзгеруін түсіндіру: Зат наноөлшемге өткенде оның беткі ауданының ұлғаятынын, химиялық белсенділігі мен реакция жылдамдығының артатынын мысалдармен дәлелдейді .

Салалық маңыздылықты айқындау: Нанотехнологияның медицинада (дәріні ауру жасушаларға нысаналы жеткізу), электроникада (құрылғыларды кішірейту) және энергетикада (күн батареяларының тиімділігі) қолданылу аясын сипаттайды .

Дәлелді сөйлеу: «ПОПС» формуласын қолдана отырып, нанотехнологияның адам өміріндегі маңызы туралы жеке көзқарасын тұжырымдайды .

Бағалау және саралау (Evaluation & Synthesis)

SWOT-талдау жасау: Нанотехнологияның күшті жақтары (жасушаларды жөндеу) мен қауіптерін (ағзаға теріс әсері, экологиялық токсиндік) салыстыра отырып, сыни баға береді .

Болашақты болжау: Наноматериалдардың (жеңіл, берік, коррозияға төзімді) авиация мен құрылыс саласындағы төңкеріс жасау мүмкіндігіне болжам жасайды .

Есептеу дағдысы: Нанобөлшектердің (мысалы, наноалмаз) құрамындағы атомдар санын математикалық формулалар арқылы есептей алады

Сабақтың түрі:

Жаңа білімді меңгерту сабағы (аралас сабақ)

Пәнаралық байланыс:

Пәнаралық байланыс

Нанотехнология — бұл бірнеше ғылымның түйіскен жеріндегі кешенді сала болғандықтан, сабақ барысында келесі пәндермен байланыс орнатылады:

Химия: Атомдар мен молекулалардың құрылысын зерттеу , аспиринді синтездеу жолдары және көміртектің аллотропиялық түрлері (графен, фуллерен, нанотүтікшелер) арқылы заттардың химиялық белсенділігін талдау

Физика: Нанометрлік өлшем бірліктерімен жұмыс істеу , туннельдік микроскоптың жұмыс принципі , заттардың электр өткізгіштік және оптикалық (кванттық нүктелердің жарық шығаруы) қасиеттерін қарастыру.

Биология және Медицина: Нанобөлшектердің адам ағзасына әсері , қатерлі ісік жасушаларын ерте анықтау және дәрі-дәрмектерді нысаналы түрде жеткізу әдістерін зерттеу.

Математика: Наноөлшемді нысандардың көлемін есептеу, наноалмаз құрамындағы көміртек атомдарының санын және олардың пайыздық үлесін анықтауға арналған формулалармен жұмыс істеу.

Экология: Наноматериалдардың қоршаған ортаға тигізетін ықтимал зиянын, улы қалдықтардың табиғи экожүйеге әсерін SWOT-талдау арқылы бағалау

Информатика және Электроника: Наноэлектроника арқылы смартфондар мен компьютерлердің қуаттылығын арттыру және құрылғыларды миниатюризациялау мәселелерін талқылау.

Оқу әдістемесі,әдістемелік, педагогикалық әдістер, педагогикалық техналогиылар

Репродуктивтік

Студенттердің өзіндік жұмыстары:

өз ойларымен, пікірлерімен бөлісу, сызбалармен, «Socrative. Com», «spinner wheel», «sabak.stem» ойынымен тест тапсырмаларын орындаут.б

Оқыту әдістері, пед.технологиялары:

Оқыту мен оқудағы жаңа әдістер

Коучинг, АКТ, жеке жұмыс, топтық жұмыс, жұптық жұмыс, диалог,

талдау, сұрақ-жауап, сандық жүйемен жұмыс

Қажетті құрал-жабдықтар:

Шар-өзекшелі модельдер жиынтығы: Нанообъектілердің (фуллерен, нанотүтікшелер, графен торлары) кеңістіктік құрылымын құрастырып, атом деңгейіндегі байланыстарды зерттеу үшін.

Заттардың үлгілері: Нанотехнология негізінде жасалған өнімдер (мысалы, су өткізбейтін мата, смартфон экранының үлгісі, күннен қорғайтын крем немесе арнайы жабындар) .

Ноутбук, интерактивті тақта/проектор, студенттердің смартфондары (АКТ қолдану үшін), жоғары жылдамдықты интернет.

Ресурстар ЖИ

ClassroomScreen, sabak.kz, Socrative, SpinTheWheel, Mentimeter, Google Forms, Gemini АI

Пайдаланған әдебиет (қосымша мағлұмат):

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Академиялық және оқулық әдебиеттер

Н.Н. Нұрахметов, «Химия»: Мектеп бағдарламасы мен колледждердің базалық курстарына арналған негізгі оқулықтардың бірі.

Р. Гринвуд, А. Ерншо, «Элементтер химиясы»: Бейорганикалық химияны тереңдетіп оқығысы келетіндер үшін классикалық еңбек.

Д. Слонимский, «Қызықты химия»: Теориялық білімді практикалық, қызықты тәжірибелермен ұштастыруға арналған көмекші құрал.

2. Цифрлық платформалар мен интерактивті ресурстар

Сабақты визуализациялау үшін келесі ресурстар таптырмас құрал болып табылады:

Phet Interactive Simulations (Colorado.edu): Химиялық реакцияларды, молекулалардың құрылымын және атом моделін виртуалды түрде зерттеуге мүмкіндік береді.

Mel Science: Химиялық эксперименттерді 3D және VR (виртуалды шындық) форматында көрсететін үздік платформалардың бірі.

Periodic Stats / Ptable.com: Менделеев кестесінің интерактивті нұсқасы. Мұнда әр элементтің физикалық-химиялық қасиеттері мен қолданылу аясы туралы толық мәлімет берілген.

3. Нанотехнология және заманауи химия

Химияның жаңа бағыттарын зерттеу үшін:

«Нанотехнология негіздері» (Материалтану): Нанобөлшектердің медицина мен энергетикадағы рөлі туралы мағлұматтар.

ScienceDaily (Chemistry Section): Химия саласындағы соңғы әлемдік жаңалықтар мен ғылыми мақалалар жинағы.

Оқытушы туралы мәлімет:

Т.А.Ә.

Байділдаева А.М

Қолы:

Тел:

87471695829

Эл.пошта:

Aika.baidildaeva@bk.ru

Сабақ барысы:

Сабақтың кезеңдері:

Оқытушының әрекеттері:

Студенттердің әрекеттері:

Оқу қоры мен материал

Ұйымдастыру кезеңі

(3 минут):

Кабинет жабдықталған

1. Студенттермен сәлемдесу.

2. ЖИ-ді қолданып, «sabak.stem» платформасында студенттерді топқа бөлу (киіз үйлерде жасырынсандар арқылы)

3. Топта жұмыс істеу үшін белгілі бір ережеге сәйкес жұмыс істеу керектігін түсіндіру.

4. Студенттердің назарын сабаққа аудару.

5. Сабақтың тақырыбы мен мақсаттарын баяндау.

1. Оқытушы суреттеге бейнеге қарап өзіне жақын амандасу тәсілін таңдайды

2. Сабақтың тақырыбы мен мақсаттарымен танысады.

3. Топтың әрбір мүшесі өз көңіл-күйін смайлик арқылы бейнелейді.

Бірлесе отырып, топ ережесін құрады және ережемен таныстырады.

Психологиялық жағынан табысты жұмыс жасауға іштей дайындалады.

1. Тест тапсырмасын орындау

2.Диалог

3. Жеке жұмыс

4. Топтық жұмыс

5. Рөлдік ойындар

«sabak.stem» платформасы

Үй тапсырмасын тест арқылы барлығы бір уақытта орындау

(6-7 минут):

Үй тапсырмасы

«Socrative. Com» платформасында орындау

Студенттерді қосу

Ойынды бастағанда экранда QR-код немесе Socrative. Com платформасына кіріп тест тапсырмасын орындайдыСтуденттерге осы кодты беріңіз.

• Барлығы қосылған соң "Start" батырмасын басып, ойынды бастайсыз.

4. Нәтижелерді тексеру

Ойын аяқталған соң, платформа сізге әр студенттің қай сұрақтан қателескенін және жалпы сыныптың деңгейін көрсететін есеп (отчет) береді.

Socrative.com — бұл оқытушылар мен студенттер арасында нақты уақыт режимінде (online) кері байланыс орнатуға арналған интерактивті білім беру платформасы.

Интерактивті тақта

Ұялы телефон арқылы да жауап береді

Немесе кюар ақылы кіру

https://b.socrative.com/teacher/#import-quiz/UYN498BJ

Жаңа тақырыпты түсіндіру

(10 минут):

Жаңа сабақты слайд,АКТ, Видео қолдана отырып түсіндіру. ЖИ қолдана отырып түсіндіру

ClassroomScreen.com — бұл сабақ кезінде проектор немесе интерактивті тақта арқылы экранды тиімді басқаруға арналған «виртуалды тақта». Жаңа сабақты түсіндіруде бұл құрал мұғалімге уақытты үнемдеуге және оқушылардың назарын ұстап тұруға көмектеседі

https://gemini.google.com/share/2bc9ad8e10bb

https://youtu.be/0IlJ0xXrgZI?si=UpoRmSaFjCSgrIWc

https://app.slidespeak.co/presentation/cmnn9t377003a08mljg5aiucu/share?openPanel=ASSISTANT

Жаңа білімді игереді

Дәнекерлеу ісі сияқты практикалық сабақтарда оны қалай қолдануға болатыны бойынша нұсқаулық:Көрнекілік пен медиа (Media виджеті)Жаңа тақырыпты түсіндіргенде мәтіннен гөрі сурет пен видео тиімдірек.

YouTube видео: Экранға дәнекерлеу процесінің (мысалы, TIG немесе MIG/MAG) бейнежазбасын шығарып қойып, маңызды жерлерінде тоқтатып түсіндіру

Суреттер: Дәнекерлеу аппараттарының схемасын немесе жік түрлерін экранның бір шетіне тұрақты шығарып қою. Сызбалар мен жазбалар (Draw және Text виджеттері)

Draw (Сурет салу): Бұл виджетті ашып, дәнекерлеу доғасының бағытын, электродтың көлбеу бұрышын (45°, 90°) тақтада көрсеткендей сызып көрсете аласыз.

Text (Мәтін): Сабақтың жоспарын немесе жаңа терминдерді (мысалы: кристаллизация, легирлеу, вольтамперлік сипаттама) жазып қою. Студенттер оны сабақ бойы көріп, жадында сақтайды.

Презентациялық слайдтар, бейнероликтер,

ClassroomScreen.com,

https://classroomscreen.com/helpcenter

Gemini АI

https://gemini.google.com/share/2bc9ad8e10bb

интернет желісі, е-үкімет сайты, мобильді қосымша макеттер, пошта пакеттері

Кесте арқылы түсіндіру

https://app.slidespeak.co/presentation/cmnn9t377003a08mljg5aiucu/share?openPanel=ASSISTANT

https://youtu.be/0IlJ0xXrgZI?si=UpoRmSaFjCSgrIWc

Жаңа тақырыпты бекіту

(кері байланыс)

Зерттелген материалды түсінуді бастапқы тексеру

(15 минут):

Wordwall платформасында нанотехнология бойынша жақсы тапсырма https://wordwall.net/ru/resource/54478724

https://wordwall.net/ru/resource/84770311

https://wordwall.net/ru/resource/91926325

https://wordwall.net/ru/resource/73794220

Мұғалім ретінде тексеруге немесе дұрыс нұсқасы:

Нанокластер: Кластерлерден тұратын, арнайы құрылымға ие қатты дене.

Фуллерендер: Көміртекті кластерлердің бір түрі, сфералық немесе эллипсоидты құрылымы бар нанобөлшектер.

Вандерваальс кластерлері: Вандерваальс күштерімен бірігетін нанокластерлер.

Матрицалық нанокластерлер: Белгілі бір ортада орналасқан және тұрақтандырылған нанобөлшектер.

Нанотүтікшелер: Жоғары беріктікке ие көміртекті наноқұрылымдар, цилиндр пішінді құрылым.

Наноматериалдар: Нанобөлшектерден тұратын және ерекше физикалық-химиялық қасиеттерге ие материалдар.

Нанокомпозиттер: Нанобөлшектер қосылған материалдар, олардың механикалық, электрлік және оптикалық қасиеттерін жақсартады.

Молекулалық кластерлер: Өлшемі 1 нм – 100 нм аралығында болатын, молекулалық деңгейде құрылымдалған түзілім.

Кластерлік кристалдар: Оқшауланған және әлсіз өзара әрекеттесетін нанокластерлердің бір түрі, молекулалардан тұрады.

Коллоидтық кластерлер: Коллоидтық ерітінділерде кездесетін наноқұрылымдар.

2. Сәйкестендірудің дұрыс нұсқасы:

Ноосфера терминін енгізді — Эдуард Леруа

Ноосфера мағынасы — Сана, рух және шар

"Ноосфера жайлы бірнеше сөз" мақаласын жазған — В. Вернадский

2017 Экспо көрмесінің мақсаты — Жасыл экономиканы өмірге енгізу

Нанотехнологиялар — ергежей (грек тілінен аударғанда "nanos" – ергежейлі дегенді білдіреді)

1991 ж тамызда ҚР — (Бұл сұрақтың жалғасы суретте толық көрінбей тұр, бірақ тарихи тұрғыдан Семей полигонының жабылуы немесе Тәуелсіздікке байланысты оқиғалармен сәйкес келуі мүмкін).

Оң жақтағы анықтамаға апару: Терминді соған сәйкес келетін сипаттаманың қасындағы бос ұяшыққа (бесбұрышты терезеге) апарып қою қажет.

· · Тексеру: Барлық терминдерді орналастырып болған соң, төмендегі "Отправить ответы" (Жауаптарды жіберу) батырмасын басу керек.

·

Wordwall платформасында

https://wordwall.net/ru/resource/54478724

https://wordwall.net/ru/resource/84770311

https://wordwall.net/ru/resource/73794220

Сергіту сәті

(Әр сергітуді бір тапсырмадан сон жасауға болады)

1-жұмбақ: «Көрінбейтін қорған»

"Менің қалыңдығым өте жұқа, бірақ мен телефон экранын сызылудан, ал киімді судан қорғаймын. Мен кіммін?"

Жауабы: Наноқабат.

2-жұмбақ: «Түсті нүктелер»

"Біз өте кішкентаймыз, бірақ біріксек, теледидар экранынан ең қанық әрі әдемі түстерді шығарамыз. Біз кімбіз?"

Жауабы: Кванттық нүктелер.

3-жұмбақ: «Мықты цилиндр»

"Мен көміртектен тұрамын. Болаттан жүз есе мықтымын, бірақ мамықтай жеңілмін. Болашақта менімен ғарышқа лифт жасауға болады. Мен кіммін?"

Жауабы: Нанотүтікшелер.

?‍♂️ Физикалық жаттығу: «Масштабты көрсет»

Студенттерді орындарынан тұрғызып, қолдарымен масштабты көрсетуді сұраңыз:

1. «Макро» десе — қолдарын кең жайып, үлкен кубты көрсетеді.

2. «Микро» десе — қолдарын жақындатып, кішкентай допты көрсетеді.

3. «Нано» десе — саусақтарының ұшын бір-біріне тигізіп, «көрінбейтін» бөлшекті ұстағандай болады.

Дәптермен жұмыс

Негізгі терминдермен жұмыс (Глоссарий)

Мәтін бойынша келесі анықтамаларды қысқаша жазып алу:

Нанотехнология — өлшемі 1-ден 100 нанометрге дейінгі материалдарды зерттейтін ғылым.

Наноөлшем — 1 нанометр дегеніміз метрдің миллиардтан бір бөлігі ($10^{-9}$ м).

Нанообъектілер — нанобөлшектер, нанотүтікшелер, наноқабаттар және кванттық нүктелер.

3. Салыстырмалы есептеу (Дәптерге орындау)

Студенттерге мына есептің шығарылу жолын жазғызу:

Есеп: Адам шашының қалыңдығы (80 000 нм) мен вирустың (100 нм) өлшемін салыстырыңыз.

Шешуі:

$K = 80\,000 / 100 = 800$ есе.

Жауабы: Вирус адам шашынан 800 есе кіші.

4. Химиялық логикалық сызба (Конспект)

Зат кішірейген сайын оның қасиеті қалай өзгеретінін сызба түрінде көрсету:

Бөлшек өлшемі ↓ (азаяды)

Беткі аудан ↑ (ұлғаяды)

Химиялық белсенділік ↑ (артады)

Реакция жылдамдығы ↑ (тездейді)

5. Кестені толтыру

Білім мен білім беру әдістерін қолдану

1-кезең: Теориялық дайындық

Төмендегі кестені мәтін бойынша толтырыңыз:

Тапсырма №1. «Наноөлшемді сезіну»

Сұрақ: Адам шашының қалыңдығы 80 000 нм болса, вирус одан неше есе кіші? (Вирус өлшемі — 100 нм) .

Шешуі:

Берілген формула бойынша есептейміз:

Жауабы: Вирус адам шашынан 800 есе кіші. Бұл нанодүниенің көзбен көруге келмейтін өте кішкентай әлем екенін дәлелдейді.

Тапсырма №2. «Беттік аудан мен реакция жылдамдығы»

Эксперименталды сұрақ: Неліктен қант ұнтағы кесек қантқа қарағанда тез ериді?

Жауабы: Себебі қант ұнтақталған сайын оның еріткішпен (сумен) жанасу бетінің ауданы артады. Бұл молекулалардың тезірек әрекеттесуіне мүмкіндік береді.

Есеп: Егер затты нанобөлшектерге дейін ұсақтасақ, оның химиялық белсенділігімен не болады? Жауабын негіздеңіз.

Жауабы: Заттың химиялық белсенділігі күрт артады.

Негіздеме: Зат нанодеңгейге дейін кішірейген сайын оның жалпы беттік ауданы ұлғаяды. Нәтижесінде химиялық реакциялар әлдеқайда жылдам жүре бастайды. Мысалы, кәдімгі күйде инертті (белсенді емес) болатын кейбір металдар наноұнтақ күйінде ауада өздігінен тұтанып кетуі мүмкін

Топтық жұмыс ережесі:

Уақыт: 7-10 минут.

Бағалау: Әр топ басқа топтың жауабын тыңдап, арнайы критерийлер бойынша баға береді.

Сыйақы: Әрбір дұрыс әрі толық жауап үшін топқа 1 «Бонус карта» беріледі.

1-топ: «Химик-зерттеушілер»

Тақырып: Нанобөлшектердің өлшемі мен қасиеті.

Есеп: Егер вирус өлшемі 100 нм болса, ал адамның қанындағы эритроцит жасушасының өлшемі 7000 нм болса, эритроцит вирустан неше есе үлкен?

Химиялық сұрақ: Нанотехнология дегеніміз не? Неліктен заттар наноөлшемге (1-100 нм) өткенде олардың түсі немесе реакцияға түсу қабілеті өзгереді?

Тапсырма: Күнделікті өмірден нанотехнология қолданылатын 3 мысал келтіріңіз.

2-топ: «Нано-инженерлер»

Тақырып: Нанотүтікшелер және материалдар.

Есеп: Нанотүтікшелер көміртек атомдарынан тұрады. Олар болаттан 100 есе берік, бірақ 6 есе жеңіл. Егер болат арқан 600 кг тартса, дәл сондай салмақтағы нанотүтікшелерден жасалған арқан қандай жеңілдік беретінін сипаттаңыз.

Химиялық сұрақ: Нанотүтікшелердің негізгі үш қасиетін атаңыз (электр өткізгіштік, беріктік, т.б.). Олар техникада қайда қолданылады?

Тапсырма: Көміртек нанотүтікшелерінің құрылымын сипаттап, олардың химиялық байланысының беріктігін түсіндіріңіз.

3-топ: «Био-технологтар»

Тақырып: Медицина және қоршаған орта.

Есеп: Нанобөлшектер медицинада дәріні нақты ауру жасушасына жеткізеді. Егер дәрілік нанобөлшек сау жасушаға тимей, тек қатерлі ісік жасушасына әсер етсе, бұл химиялық тұрғыдан емдеудің тиімділігін қалай арттырады?

Химиялық сұрақ: Наноқабаттар деген не? Олардың су өткізбейтін киімдерде немесе смартфон экрандарында қолданылу принципін түсіндіріңіз.

Тапсырма: Нанотехнологияның адам ағзасына немесе экологияға тигізуі мүмкін қауіптерін атаңыз.

Қорытынды нұсқаулық

Білім мен білім беру әдістерін түзету

Іс –әрекеттің индикативтік негізін түсінуде кемшіліктерді анықтау және қателедрді түзету

Рефлексия.

Сабақты қорытынды

лау.

(5 минут)

1. Сабақтың мақсаты мен оқу міндеттері орындалды ма?

2. Бүгін студенттер не үйренді?

3. Сабақ қандай деңгейде өтті?

4. Жоспарланған саралау жақсы іске асты ма? (тапсырмалар сәйкес болды ма?)

5. Оқу уақыты тиімді пайдаланылды ма?

Студенттерге дәптердің шетіне немесе ауызша тез арада мына сұрақтарға жауап беруді тапсырыңыз:

3 жаңа мәлімет: Бүгінгі сабақтан білген 3 маңызды фактіңіз.

2 қызықты сәт: Сізді таң қалдырған 2 нәрсе (мысалы, шаш пен вирустың салыстырмасы немесе алтынның түсінің өзгеруі).

1 сұрақ: Әлі де болса түсініксіз немесе толығырақ білгіңіз келетін 1 сұрақ.

.

QR (кьюар код)

Жауп беру

Оқушыларды бағалау:

(3 минут)

Белсене қатысқан әр студенттердің бонус карталарына қарай баға беру және смайликтер арқылы бағалау

Үй тапсырмасын беру

«Менің өмірімдегі нанотехнология (2050 жыл)» атты шағын эссе немесе болашақ нано-құрылғының суретін салу.

Сабақты Ричард Фейнманның идеясымен аяқтау: «Төменде әлі орын көп», яғни атомдар әлемінде ашылмаған құпиялар әлі де жетерлік. Сіздер — болашақ инженерлер мен химиктерсіздер!