Хабаршы жаратылыстану-география

Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж. 
 
99
 
УДК 66.01 
 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДУЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В КУРСЕ: 
«СОВРЕМЕННАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ» 
 
А.А.Мейрманова – к.х.н, доцент,, КазНПУ им. Абая. aigul_meir@mail.ru
 
Токтобакиева З.Я. – магистрант 2-го курса КазНПУ им. Абая  
zamirka_29@mail.ru
 
 
Аннотация.  В  статье  рассматривается  возможность  использования  современных  образовательных 
технологий  при  изучении  дисциплины:  «Современная  химическая  технология»  магистрантами  2-го  курса 
специальности  6М011200  «Химия».  Нами  представлена    модульная  технология  лекции:  «Нанохимия  и 
наноматериалы».  Модуль  лекции  разделен  на  шесть    учебных  элементов  (УЭ)  логически  связанных  между 
собой.В  каждом  УЭ  определены  цель,  задачи,  последовательность  изложения  материала,  начиная  с  входного 
контроля (УЭ-1), основной целью которого является определение первоначальных знаний о нанохимии. Далее 
излагается  новый  материал  УЭ  (1-5)  в  следующей  последовательности:  виды  нанохимии  (теоретическая, 
экспериментальная,  прикладная),  типы  наноматериалов,  основные  способы  их  получения  и  практического 
использования  в  различных  областях  техники  и  промышленности,  особое  внимание  уделяется  перспективам 
развития  наноматериалов  и  нанотехнологий  в  мировой  практике  и  будущее  нанотехнологий  в  Казахстане. 
После  каждого  УЭ  определяется  эффективность  процесса  обучения,  контролируется  полнота    восприятия, 
осознания,  осмысления  и  запоминания  теоретических  основ  и  прикладного  использования.  Заканчивается 
лекция  –  выходным  контролем  (УЭ-5)  –  оценкой  степени  усвоения  новых  знаний.  Считаем,  что  применение 
модульной  технологии  на  лекционно-семинарских  занятиях  по  данной  дисциплине  позволит  увеличить  его 
информационную  емкость,  глубину  подачи  материала  за  счет  роста  индивидуально-мотивационной 
деятельности. Кроме того, данная методика достаточна проста для понимания и глубокого усвоения материала, 
дает  возможность  индивидуального  подхода  к  каждому,  ее  эффективность  доказана  результатами  текущего  и 
промежуточного контроля знаний. 
Ключевые  слова:    модульная    образовательная  технология  ,  нанонаука,  нанохимия,  наноматериалы, 
современная химическая технология, нанотехнология. 
 
Современная  концепция  высшего  образования  Республики  Казахстан  базируется  на  принципе 
мобильности, который дает возможность педагогическим коллективам учебных заведений выбирать 
и конструировать педагогический процесс по любой модели, включая авторские. В этом направлении 
идет  и  прогресс  образования:  разработка  различных  вариантов  его  содержания,  использование 
возможностей  современной  дидактики  в  повышении  эффективности  образовательных  структур, 
научная разработка и практическое обоснование новых идей и технологий [1,2].  
Современные  проблемы  химической  технологии  –  элективный  курс,  изучаемый  магистрантами 
химических факультетов педагогических университетов РК. 
 
Критический  анализ  современных  образовательных  технологий  позволил  нам  применить 
модульную технологию для лекционного курса по теме: «Нанохимия и наноматериалы» в связи с ее 
преимуществами:         
  делением темы лекции на законченные части (учебные  элементы УЭ); 
  формулированием конкретной цели и задач каждого УЭ;  
  оценкой уровня усвоения после каждого УЭ (текущий и промежуточный контроль); 
  максимальной индивидуализации обучения 
В  таблице  1  представлена  методическая  разработка  лекции  по  теме:  «Нанохимия  и 
наноматериалы» с использованием модульной технологии. 
 
Таблица 1– Модульная карта по теме «Нанохимия и наноматериалы» 
 
Номер 
учебного 
элемента 
 
Учебный материал с указанием заданий 
Указания  
к выполнению 
работы 
УЭ-0 
5 мин 
Цель: 
определить 
входной 
уровень 
знаний 
о 
нанохимии, 
наноматериалах и нанотехнологии  
Вопросы для самопроверки: 
1. Что означает приставка нано? 
2. Какие объекты изучает нанохимия?  
3. Какие наноматериалы вам известны? 
4. Области применения наноматериалов?  
5. Состояние развития нанохимии и нанотехнологий в Казахстане?  
6. Ваше  мнение  о  воздействии  нанотехнологий  на  жизнедеятельность 
человека? 
Групповая 
работа 

ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г. 
 
100
 
УЭ-1 
8 мин 
Нанохимия и его разделы 
Цель: Дать понятие о нанохимия 
Установлением  связи  между  размером  наночастицы, 
изучением 
химических  свойств  нанообъектов,  а  также  разработкой  способов 
получения наноматериалов занимается нанохимия. 
Нанохимию 
условно 
можно 
разделить 
на 
теоретическую, 
экспериментальную и прикладную. 
Исследования в  области  экспериментальной нанохимии  проводятся   с 
целью: 
 
 разработки  и  использования  сверхчувствительных  спектральных 
методов,  дающих возможность судить о структуре молекул, включающих 
десятки и сотни атомов; 
изучения явлений при локальных (местных) электрических, магнитных 
или 
механических 
определения 
макрокинетически 
характеристик 
коллективов  нанотел  и  функций  их  распределения  по  воздействиях  на 
нанотела,  реализуемых 
с  помощью  нанозондов 
и  специальных 
манипуляторов  (характер  взаимодействия  отдельных  молекул  газа  с 
нанотелами  и  нанотел  друг  с  другом,  выявление  возможности 
внутримолекулярных  перегруппировок  без  разрушения  молекул  и  с  их 
распадом); параметрам состояния. 
Теоретическая  нанохимия  ориентирована  на  разработку  методов 
расчета  поведения  нанотел,  учитывая  такие  параметры  состояния  частиц, 
как  пространственные  координаты  и  скорости,  масса,  характеристики 
состава, формы и структуры каждой наночастицы. 
Прикладная нанохимия включает в себя: 
разработку  теоретических  основ  применения  наносистем  в  технике  и 
нанотехнологии, методов предсказания развития конкретных наносистем в 
условиях  их  использования,  а  также  поиск  оптимальных  способов 
эксплуатации (техническая нанохимия); 
 создание  теоретических  моделей  поведения  наносистем  при  синтезе 
наноматериалов 
и 
поиске 
оптимальных 
условий 
их 
получения 
(синтетическая нанохимия); 
  изучение  биологических  наносистем  и  создание  методов  их 
использования в лечебных целях (медицинская нанохимия);  
  разработку  теоретических  моделей  образования  и  миграции 
наночастиц  в  окружающей  среде  и  методов  очистки  природных  вод  или 
воздуха от наночастиц (экологическая нанохимия). 
Тема СРМ: 
Современные 
наноматериалы в 
науке и технике 
(ввиде тренинга 
использовать 
модульную 
технологию) 
 
УЭ-2 
10 мин 
Области применения наноматериалов в технике и промышленности 
Цель: ознакомить магистрантов с различными областями использование 
наноматериалов 
В  настоящее  время  наноматериалы  используются  практически  во  всех 
сферах  деятельности  человека.  В  некоторых  изданиях  в  качестве 
первоочередных 
приводятся 
следующие 
области 
применения: 
токсикология  и  экология;  очистка  продуктов  потребления,  и  в  первую 
очередь  получение  сорбентов;  доставка  препаратов  к  месту  потребления 
(медицина,  биология)  при  помощи  наносистем  и  первую  очередь 
мицеллами, способными прикрепляться к нужному объекту;  производство 
необходимых  препаратов  медицинского  и  косметического  назначения; 
наночастицы  для  материалов  общего  потребления  и  производственного 
назначения.  
Нановещества также используются в качестве пористых материалов для 
химической 
и 
нефтехимической 
промышленности 
(катализаторы, 
адсорбенты,  молекулярныефильтры  и  сепараторы),  их  используют  для 
производства микроэлектромеханических устройств, топливных элементов, 
электрических  аккумуляторов  и  других  преобразователей  энергии,  они 
способны придавать новые свойства (например, негорючие нанокомпозиты 
на  полимерной  основе  или  биосовместимые  ткани  для  трансплантации), 
они служат транспортным средством лекарственных препаратов и др. Рента 
бельность 
производства 
определяется 
как 
предъявлением 
новых 
требований  к  материалам,  так  и  необходимостью  снижениязатрат  в 
производстве. 
Это 
влияет 
на 
определение 
ориентации 
научно-
исследовательских и опытно-конструкторских работ.- 
 
Тема СРМП: 
Что ждет в 
будущим 
занимающихся 
стран 
нанонаукой. 
 (ввиде кейс-
стади) 

Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж. 
 
101
 
УЭ-3 
8 мин 
 
История развития нанотехнологии 
Цель: дать понятие о нанотехнологии 
В настоящее время немногие знают, что такое нанотехнология, хотя за 
этой наукой стоит будущее.  
Нанотехнология  –  одно  из  наиболее  активно  обсуждаемых 
направлений  научных  и  технологических  исследований,  которое 
приобрело в последние годы грандиозный размах и с которым связаны 
надежды  широкого  круга  ученых,  технологов.  Это  направление  рас-
сматривается  как  основа  новой  промышленной  революции,  которая 
должна  привести  к  изобилию  принципиально  новых  по  своим 
возможностям изделий. 
Область  науки  и  техники,  именуемая  нанотехнологией,  появилась 
сравнительно недавно. Перспективы этой науки грандиозны. Сама частица 
«нано» означает одну миллиардную долю какой-либо величины. Например, 
нанометр - одна миллиардная доля метра. Эти размеры схожи с размерами 
молекул  и  атомов.  Точное  определение  нанотехнологий  звучит  так: 
нанотехнологии – это технологии, манипулирующие веществом на  уровне 
атомов и молекул (поэтому нанотехнологии называют также молекулярной 
технологией).  Толчком  к  развитию  нанотехнологий  послужила  лекция 
Ричарда  Фейнмана,  в  которой  он  научно  доказывает,  что  с  точки  зрения 
физики  нет  никаких  препятствий  к  тому,  чтобы  создавать  вещи  прямо  из 
атомов.  Для  обозначения  средства  эффективного  манипулирования 
атомами  было  введено  понятие  ассемблера  –  молекулярной  наномашины, 
которая  может  построить  любую  молекулярную  структуру.  Пример 
природного  ассемблера  –  рибосома,  синтезирующая  белок  в  живых 
организмах.  Очевидно,  нанотехнологии  -  это  не  просто  отдельная  часть 
знаний,  это  масштабная,  всесторонняя  область  исследований,  связанных  с 
фундаментальными  науками.  Можно  сказать,  что  практически  любой 
предмет,  из  тех,  что  изучаются  в  школе,  так  или  иначе  будет  связан  с 
технологиями  будущего.  Самой  очевидной  представляется  связь  “нано”  с 
физикой,  химией  и  биологией.  По-видимому,  именно  эти  науки  получат 
наибольший 
толчок 
к 
развитию 
в 
связи 
с 
приближающейся 
нанотехнической революцией. 
Тема семинара: 
Современные 
наноматериалы и  
нанопокрытия. 
Высокие 
технологии 
УЭ-4 
10 мин 
 
Проблемы и будущее нанонауки в Казахстане 
Цель: Обсудить проблемы и будущее нанотехнологии в Казахстане 
Свою  роль  в  развитие  нанотехнологии  вносит  и  Казахстан,  где  с  2003 
года  исследования  в  области  нанотехнологии  являются  одними  из 
приоритетных  направлений  программы  фундаментальных  исследований.    
В  стране  имеются  научные  коллективы,  выполняющие  подобные 
исследования иимеющие разработки в данной области. 
С  1987  г.  нами  используется  термин  "сверхизмельчение",  что 
подразумевает 
сверхкритическое 
микро- 
или 
наноизмельчение, 
механоактивацию,  механосинтез  материалов,  их  сочетание  в  зависимости 
от постановки задачи. Основы нанотехнологии сверхизмельчения материа-
лов были созданы А.А. Башкирцевым в 1986 г., а в 1995 г. нанотехнология 
сверхизмельчения,  уникальные мельницы, механоактиваторы и продукция 
в виде нанодисперсных  и  наноструктурных  порошков  были представлены 
Президенту  РК  Н.А.Назарбаеву,  который  проявил  большой  интерес, 
одобрил  результаты  многолетней  работы  и  дал  соответствующие 
поручения по развитию инновационной нанотехнологии сверхизмельчения 
материалов, 
как 
соответствующей 
высшему 
мировому 
уровню. 
Дальнейшая  деятельность  к.т.н.  Башкирцева  и  его  лаборатории  NSB 
прослеживается  по  выполнению  спецзаказа  для  Казатомпрома  по  помолу 
кремния  технического  (2004  г.).  В  2005  г.  впервые  в  мире  получена 
ультракристаллическая целлюлоза (УКЦ) с длиной волокон менее 2 мкм, в 
2007 г. впервые в СНГ освоен выпуск инновационных наноструктурирован-
ных  продуктов  "НаноТалкан"  -  "живые"  продукты-синергетики.  В  2007  г. 
впервые  в  СНГ  освоен  выпуск  инновационных  наноструктурных 
строительных материалов "Цемянка". После ознакомления с достигнутыми 
результатами Президент Н.А.Назарбаев дал поручение продолжить работу. 
В  2008  г.  по  итогам  ежегодного  Республиканского  конкурса  "Шапагат" 
 

ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г. 
 
102
 
Патент РК №18836 (NSB: Нанотехнология сверхизмельчения Башкирцева) 
победил в номинации "Изобретение года". 
На сегодняшний день это позволило Казахстану занять достойное место 
среди  индустриально  развитых  стран  по  производству  инновационной 
продукции, и это не только нанопорошки и пасты оксидов металлов, полу-
проводниковая  керамика,  танталовые  и  ниобиевые  конденсаторные 
порошки  высокой  удельной  емкости,  магнитные  порошки,  порошки 
тугоплавких 
металлов 
и 
керамики 
для 
повышения 
качества 
металлургического  литья,  но  и  наноструктурированная  мука  из  злаковых 
культур  с  антиоксидантными  и  лечебно-профилактическими  свойствами, 
мощные БАДы на основе нанобиоматериалов 
УЭ-5 
(4 мин) 
Цель:  Определить  уровень  усвоения  знаний  по  теме«Нанохимия  и 
наноматериалы» 
1) Нанохимию условно можно разделить на какие группы? 
А) теоретическая, экспериментальная и прикладная + 
В) теоретическая, экспериментальная и групповая 
С) теоретическая, групповаяицельная 
Д) экспериментальная, групповая и прикладная. 
2) Казахстан с какого года занимается с нанотехнологией? 
А) 2002 В) 2005 С) 2008 Д) 2003 + 
3) Нанохимия это – 
А)  исследующий  свойства,  строение  и  особенности  химических 
превращений наночастиц+ 
В)  одно  из  наиболее  активно  обсуждаемых  направлений  научных  и 
технологических исследований 
С)  объект,  характеристические  размеры  которого  находятся  в нано-
диапазоне (~1-100 нм) 
Д)  одна  из  важнейших  и  обширных  областей   естествознания, 
 наука о веществах,их составе и строении,свойствах,  зависящих  от  состава 
и строения, и превращениях 
4)  ...  это  технология  изучения  нанометровых  обьектов,  и  работы  с 
обьектами порядка нанометра (миллионная доля миллиметра) что сравнима 
с размерами отдельных молекул, и атомов. 
А) нанотехнология + В) нанонаука С) нанохимия Д) нанометр 
5) В первые термин «нанотехнология» употребил кто и в каком году? 
А) 1974 Нарио Танигути + В) 1959 Эрик Дрекслер 
С) 1979 Англия физик Р.Фейнман Д) 1986 Герд Бинниг 
Выполнить 
тестовые 
задания 
выходного 
контроля 
УЭ-6 
(2 мин)
 
Цель: Подвести итоги лекции, оценить степень усвоения знаний.
 
Подведение 
итогов. 
 
 
1.  Концепция академической мобильности обучающихся высших учебных заведений  РК. - Астана, 2011. 
2. 
Джуринский  A.H.  История  зарубежной  педагогики  /  Учебное  пособие  для  вузов.  –М.:  Издательская 
группа «ФОРУМ» - «ИНФРА - М», 2008. - 272 с.
 
3. 
Г.Б.Сергеев Нанохимия/ М.: Изд-во МГУ, 2007. - 288 с.
 
4. 
Алфимов  М.В.  Нанотехнологии:  определения    и    классификация      /  Российские  нанотехнологии.    / 
Алфимов М.В.,  Гохберг Л.М., Фурсов К.С., 2010. том 5.  № 7 - 8. 8 - 15 с.
 
5. 
Жоаким К. Нанонауки. Невидимая революция/ Жоаким К.Плевер Л. –Колибри. 2009. – 240с. 
 
6. 
Б.Н.  Мукашев  Нанотехнологии  и  наноматериалы/  Научно-биографические  этюды.-М.:  Алматы,  2012.- 
215 с.
 
7. 
Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии/-М.: Бином, 2011. – 96с.
 
8. 
http://www.nanonewsnet.ru/help/nanotree
 
9.  Y. Lee Self-assambly and nanotechnology a forse balance approach. -2008. - 2228 kb  
 
 
Түйін 
«Заманауи химиялық технология» курсын оқытуда  модульдік технологияны қолдану 
 
Мақалада  6М011200  «Химия»  мамандығының  2-курс  магистранттарына  «Заманауи  химиялық  технология» 
курсында жаңа технологияларды қолданып оқыту қарастырылған. 
Біз  модульдік  технологияны  «Заманауи  химиялық  технология»  курсындағы  негізгі  тақырыптарының  бірі: 
«Нанохимия  және  наноматериалдар»  дәрісінде  қолдану  ұсынып  отырмыз.Осы  дәріс  тақырыбы  жеті  оқу 
элементтеріне  (ОҚ)  бөлінді  және  олар  ой  тұрғысынан  бір-бірімен  байланысты.  Әрбір  оқу  элементі  бойынша  

Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж. 
 
103
 
тақырыпшаларға  мақсат,  міндет  қойылған  және  оқу  элементтері  бойынша  бастапқыда  өзін-өзі  бақылау 
тапсырмалары  (ОЭ-1),  мұндағы  негізгі  мақсатымыз  білім  алушылардың  нанохимия  туралы  бастапқы  білімдерін 
тексеру. Әрі қарай жаңа материалдың ОЭ (2-5) мынандай: нанохимия түрлері (теориялық, тәжірибелік, қолданбалы), 
наноматериалдар типтері, оларды әр түрлі техника саласында және өндірісте алудың негізгі әдістері, сондай-ақ әлем 
тәжірибесіндегі наноматериалдар және нанотехнологияның даму бағыттары мен  Қазақстандағы нанотехнологияның 
дамуы  қарастырылған.  Әр  ОЭ  кейін  оқу  үдерісінің  тиімділігі,    қабылдаудың  толықтығы,  ұғынуы,  теориялық 
негіздердің есте сақталуы және қолданбалы орындалуы анықталады. Дәрістің соғында – шығу тарсырмалары (ОЭ-6) 
– алған білімдерінің меңгерілуі дәрежесінің бағалануы.  
Модульдік  технологияны  осы  курстың  семинар  және  дәрістерде  қолдану  ақпараттық  сыйымдылықты 
жоғарлатуды,  материалдың  толықтай  меңгерілуін  қамтамасыз  етеді.  Бұдан  басқа  бұл  әдістеме  жаңа  материалды 
толықтай түсінуге және игеруге жеңіл әрі оңай, әр білім алушымен жеке жұмыс жасаудың бір тәсілі, оның тиімділігі 
аралық және ағымдағы бақылаулар нәтижесінде дәлелденген. 
Тірек  сөздер:  модульдік  оқыту  технологиясы,  наноғылым,  нанохимия,  наноматериадар,  заманауи  химиялық 
технология, нанотехнология. 
 
Summary 
Use of module technology in a course:  «modern chemical technology» 
In the article examined possibility of the application of modern educational technologies at the study of discipline : 
"Modern  chemical  technology"  by  undergraduates  of  2th  course  of  speciality  6М011200  "Chemistry".  We  are 
presenting  module technology  of lecture : "Nanochemistry and nanomaterials". The module of lecture  is divided into 
six  educational elements (EE) logically connected between components. In every EE is certain an aim, tasks, sequence 
of  exposition  of  material,  from  entrance  control  (EE-  1),  the  primary  purpose  of  that  is  determination  of  primary 
knowledge  about  nanochemistry.  New  material  of  EE  (1-5)  is  further  expounded  in  a  next  sequence:  types  of 
nanochemistry (theoretical, experimental, applied), types of nanomaterials, basic methods of their receipt and practical 
use in the different areas of technique and industry, the special attention is spared to the prospects of development of 
nanomaterials  and nanotechnologies  in  world  practice  and  the  future  of  nanotechnologies  in  Kazakhstan.  After  every 
EE  efficiency  of  process  of  educating  is  determined,  plenitude  of  perception,  realization,  comprehension  and 
memorizing of theoretical bases and applied use is controlled. A lecture closes - by output control (EE- 5) - estimation 
of  degree  of  mastering  of  new  knowledge.We  consider,  that  application  of  module  technology  on  lecture-seminar 
employments on this discipline, will allow to increase his informative  capacity, depth of serve of material due to the 
height of individually-motivational activity. In addition, this methodology suffices simple for understanding and deep 
mastering  of  material,  gives  an  opportunity  of  the  individual  going  near  each,  her  efficiency  is  well-proven  by  the 
results of current and intermediate control of knowledge. 

жүктеу/скачать 5,92 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: