Жоғары технологиялар және наноматериалдар

Сипаттама: Курс наноөлшемде және жоғары технологиялық секторларда материалдарды құруға және қолдануға бағытталған материалдар мен технологиялар саласындағы заманауи ғылыми және инженерлік әзірлемелерді қамтиды. Жоғары технологиялар және наноматериалдар курсы қазіргі заманғы материалтану және инженерлік технологиялар саласындағы студенттер мен мамандарды, соның ішінде әртүрлі өндірістік және ғылыми қолданбаларда наноматериалдарды қолданумен байланысты өзекті тақырыптар мен міндеттерді қоса алғанда, оқытуға бағытталған.

Кредиттер саны: 5

Пререквизиты:

• Конденсирленген күй физикасы
• Конденсирленген күй физикасы

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат

• "Наноматериалдар және нанотехнологиялар" пәнін оқытудың мақсаты фотоника және оптоинформатика құрылғыларын дайындау және тәртіптік құзыреттілікті игеру кезінде қолданылатын наноматериалдар мен нанотехнологиялардың негізгі сыныптарын зерттеу болып табылады.

Міндет

• - студенттерге наноматериалдардың түрлері туралы, наноматериалдардың құрылымы мен қасиеттері туралы заманауи түсінік беру, наноқұрылымды материалдар мен жабындарды қалыптастыру, алу және зерттеудің негізгі сәттері туралы, құрылымның наноқұрылымды материалдар мен жабындардың физикалық-механикалық қасиеттеріне әсері туралы түсінік беру; - техникада наноқұрылымды материалдарды, жабындарды қолдану мүмкіндіктерін көрсету; - студенттерді наноматериалдардың сипаттамаларын анықтау бойынша мәселелерді шешуге үйрету, наноматериалдардың морфологиясын, құрылымын заманауи аспаптардың көмегімен зерттеу.

Оқыту нәтижесі: білу және түсіну

• - наноматериалдар түрлері туралы түсінік; - наноматериалдардың құрылымы мен қасиеттері туралы түсінік; - нанокристалды, нанокомпозициялық материалдар мен жабындарды алу әдістері; - наноматериалдарды зерттеу әдістері; - наноқұрылымды материалдар мен жабындардың физика-механикалық қасиеттеріне құрылымның әсері туралы түсінік.

Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану

• - заманауи нанотехнологиялар туралы мәліметтерді талдау; - нақты міндеттердің мазмұнын наноғылымның жалпы мәселелерімен дұрыс байланыстыру, наноғылымның жалпы заңдарын қолдану; - негізгі физикалық аспаптарды пайдалануға, алынған нәтижелерді өңдеуге, талдауға және бағалауға; - жұмыс кезінде анықтамалық және оқу әдебиеттерін пайдалану, басқа да қажетті ақпарат көздерін табу және олармен жұмыс істеу.

Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру

• ойлау мәдениеті, ақпаратты жалпылау, талдау, қабылдау, мақсат қою және оған жету жолдарын таңдау қабілеті; ауызша және жазбаша сөйлеуді логикалық тұрғыдан дұрыс, дәлелді және нақты құра білу.

Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер

• ақпараттық технологиялар көмегімен жаңа білім мен дағдыларды, оның ішінде білімнің жаңа салаларында практикалық іс-әрекетте пайдалану.

Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі

• әр түрлі білім беру мекемелерінде білім беру процесін ұйымдастыру мен жүзеге асырудың қазіргі заманғы әдістері мен технологияларын қолдану қабілеті.

Оқыту әдістері

Оқу сабақтарын өткізу кезінде мынадай білім беру технологияларын пайдалану көзделеді: - интерактивті дәріс (оқытудың келесі белсенді түрлерін қолдану: атқарушы (басқарылатын) пікірталас немесе әңгімелесу; модерация; слайдтарды немесе оқу фильмдерін көрсету; ми шабуылы; мотивациялық сөйлеу); - берілген шарттар негізінде әртүрлі жағдайлардың даму сценарийлерін құру; - ақпараттық-коммуникациялық (мысалы, қолданбалы бағдарламалардың кәсіби пакеттерін пайдалана отырып, компьютерлік сыныптағы сабақтар); - іздеу-зерттеулік (оқу үрдісінде студенттердің өзіндік зерттеу қызметі); - оқу есептерін шешу.

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты

Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

• Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
• Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Дәріс сабақтарының тақырыптары

• Нанокластерлер және олардың жіктелуі
• Көміртекті нанокластерлер, наноқұрылымдар және наноматериалдар
• Көлемді наноқұрылымды материалдар
• Наносистемалар мен наноматериалдардың электрлік және магниттік қасиеттері
• Биологиялық наноқұрылымдар
• Нанотехнология
• Наноқұрылымдарды өлшеу, зерттеу және қалыптастыру әдістері
• Зонд технологиясы
• Нанотехнологияда АСМ қолдану
• Наноқұрылымдарды зерттеу және өлшеу әдістері
• Наноматериалдар мен нанотехнологияларды қолдану
• Фотонды-кристалды құрылымы бар оптикалық талшықтар
• Ферроэлектрлік кристалдардағы мерзімді домендік құрылымдар (PDS)
• Наномашиналар мен наноприборлар
• Болашақтың материалдары мен технологиялары: "ақылды" материалдар, бионикалық және өздігінен құрастырылатын материалдар, "Ақылды" материалдар

Негізгі әдебиет

• 1. Нанотехнологии в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований / под. ред. Роко М.К., Вильямса Р.С., Аливисатоса П.; пер. с англ. под ред. Андриевского Р.А .-М.:Мир, 2002. – 292 с. 2. Азаренков Н.А., Береснев В.М., Погребняк А.Д. Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехнологии /Учебное пособие.-Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2008. 3. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы.-М.: Асаdema-2005. - 164 c. 4. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. – М.: Физматлит, 2005. - 416 с. 5. Практические вопросы испытания металлов перевод с немецкого под редакцией О.П. Елютина // М.: Металлургия, 1979. – 280 с. 6. Утяшев Ф.З. Современные методы интенсивной пластической деформации. Уфа: УГАТУ, 2008. - 313 с.

Қосымша әдебиеттер

• 1. Пул-мл Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии изд. 5-е, М.:Техносфера,2010.-336 с. 2. Суздалев И.П. Нанотехнология: Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов Изд2-е –М.: «Либроком» 2009.-592 с. 3. Игнатов А.Н.Оптоэлектроника и нанофотоника. СПб.:Из-во «Лань»,2011.- 544с. 4. Мартинес-Дуарт Дж. М. и др нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники М.:Техносфера, 2009.-368с. 5. Рыжонков Д.И.,.Лёвина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы. М.: БИНОМ. Лаборатор. знаний.2010.-365 с. 6. Лозовский В.Н., Константинова Г.С., Лозовский С.В., Нанотехнология в электронике, 2-е изд.. СПб.: Лань, 2008.-336 с. 7. Нанотехнологии в электронике, под редакцией Ю.А. Чаплыгина .М.: Москва Техносфера. 2005.-448.с.; Гл. 8. Фотоника волноводных наноразмерных структур. Ю.Н. Кортишко, В.А.Федоров, С.М. Кострицкий. 8. Болл Ф. «Материалы будущего» в книге «Нанонаука и нанотехнологии» Энциклопедия систем и жизнеобеспечения, Сборник, М.: Техносфера. 2009-991с. М. 2009-1000с.