Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный педагогический университет»

Институт физики и технологии

Кафедра теории и методики обучения физике, технологии и МД

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «История технических инноваций»

для специальности «050203.65 Физика с дополнительной специальностью «Информатика»»

по циклу ОПД.В.2(2) - общепрофессиональные дисциплины (дисциплины и курсы по выбору студента) Очная форма обучения Курс – 1 Семестр – 2 Объем в часах всего – 20 в т.ч.: лекции –2 практические занятия – лабораторные работы - самостоятельная работа – контрольная работа – 2 семестр Экзамен – 2 семестр Екатеринбург Рабочая учебная программа по дисциплине «История технических инноваций»

ГОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет», Екатеринбург, 2010. – 14 с.

Составитель: Усольцев Александр Петрович, профессор, доктор педагогических наук, профессор кафедры ТиМОФТФ и МД Рабочая учебная программа обсуждена на заседании кафедры теории и методики обучения физике, технологии и мультимедийной дидактики УрГПУ Протокол от 26.08.2010 г. № 1.

Зав. кафедрой _Т.Н. Шамало Директор ИФИТ_П.В. Зуев РазработчикА.П. Усольцев

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1. Основная цель – подготовка учителя, понимающего значимость технических инноваций для развития страны, имеющего представление об основных закономерностях научно-технического прогресса, развития технических инноваций, способного использовать эти знания в профессиональной деятельности для формирования готовности школьников к внедрению и использованию технических инноваций, развития их инновационного мышления.

Курс направлен на подготовку специалиста к культурно-просветительской деятельности в соответствии с задачами государства на модернизацию экономики:

изучение и формирование культурных потребностей и повышение культурнообразовательного уровня различных групп населения, разработка стратегии просветительской деятельности;

создание просветительских программ и их реализация в целях популяризации научных знаний и культурных традиций;

использование современных информационно-коммуникационных технологий и средств массовой информации (СМИ) для решения культурно-просветительских задач;

формирование художественно-культурной среды, способствующей удовлетворению культурных потребностей и художественно-культурному развитию отдельных групп населения.

Задачи:

формирование понятия «техническая инновация»;

формирование представлений о основных закономерностях научнотехнического прогресса и технических инноваций;

ознакомление с историей основных технических инноваций;

формирование значимости технических инноваций для развития страны;

подготовка к ведению в школе элективного курса «История технических инноваций».

2. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

Учебно-тематический план очной формы обучения № Наименование раздела, темы Всего Аудиторные Сам.

п/п тру- занятия рабодо- Пр. Лаб. та Всего (в Лекем- интеракт. ции кость ф.) 1 Технические инновации 4 2 2 2 Технологические уклады и энер- 4 2 2 гетические эпохи 3 Техническая эволюция 4 2 2 4 Энергосбережение и концепция 4 2 2 устойчивого развития Основные технические инновации в истории человечества:

5 древние инновации, тепловые 4 2 2 двигатели, электричество Инновации, связанные с освоением окружающего пространства:

Технические инновации в различных сферах человеческой деятельности:

Учебно-тематический план заочной формы обучения ческие эпохи тойчивого развития истории человечества:

тели, электричество окружающего пространства:

11 подземного пространства сферах человеческой деятельности:

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

В содержании теоретической части курса рассматриваются следую-щие вопросы:

Технические инновации.

S-образная кривая. Участок обучения. Участок повышенной отдачи. Участок насыщения. Технологический разрыв. Теория длинных волн Кондратьева. Технологические уклады. История как смена технологических укладов. Макропроизводственный цикл.

Характеристики основных технологических укладов:

1 технологический уклад. 1770 - 1830 годы.

2 технологический уклад. 1830 - 1880 годы.

3 технологический уклад. 1880-1930 годы.

4 технологический уклад. 1930-1970 годы.

5 технологический уклад.1970-2010 годы.

6 технологический уклад. С 2010 года.

Технологическая модернизация как основное условие сохранения национальной независимости и безопасности.

Техническая эволюция.

Техногеноз. Сравнение эволюционных процессов в живой природе и технике.

Этапы внедрения технической инновации:

I – этап мысленного конструирования;

II – этап практического создания;

III – этап массового копирования и производства;

IV – этап коммерческой реализации.

Энергетические эпохи:

эпоха мускульной энергетики;

эпоха механоэнергетики;

эпоха химической теплоэнергетики.

Энергосбережение и концепция устойчивого развития. Экологический кризис и значение технических инноваций в его устранении.

Региональный аспект устойчивого развития.

Основные технические инновации в истории человечества:

древние инновации, тепловые двигатели, электричество, радио, радиовещание, телевидение, освещение, полупроводники;

инновации, связанные с освоением окружающего пространства:

земли, океана, воздуха, космоса;

технические инновации в различных сферах человеческой деятельности: в строительстве, в бытовой технике, в медицине и спорте, в образовании, в искусстве.

Перечень тем лекционных занятий 1. Технические инновации.

2. Технологические уклады и энергетические эпохи.

3. Техническая эволюция.

4. Энергосбережение и концепция устойчивого развития.

5. Основные технические инновации в истории человечества.

Перечень тем практических занятий В практической вариативной части программы предусмотрено самостоятельное изучение следующих тем с обсуждением на практических занятиях:

Инновации, связанные с освоением окружающего пространства:

Земли, воздуха, воды, космоса, подземного пространства.

Технические инновации в различных сферах человеческой деятельности:

в строительстве и бытовой технике;

в образовании и искусстве.

1. Что называется технической инновацией?

2. Назовите стадии развития технической инновации и дайте краткое описание каждой из них.

3. Что называется технологическим укладом?

4. Укажите основные технологические уклады и их ключевые факторы.

5. В чем проявляется техническая эволюция?

6. Охарактеризуйте процессы, схожие при технической и биологической эволюциях.

7. Что называется техноценозом? Приведите примеры техноценоза.

8. Назовите основные этапы эволюционного отбора технического изделия, объясните, каким образом на каждом из этих этапов происходит естественный отбор.

9. Перечислите и кратко охарактеризуйте энергетические эпохи.

10. Что называется энергосбережением?

11. В чем основная идея концепции устойчивого развития?

12. Какие технические инновации Древности оказали огромное влияние на ход истории.

13. Дайте принципиальное описание устройства Древних метательных машин.

14. Перечислите основные изобретения в области использования электрической энергии. Каким образом эти изобретения повлияли на развитие промышленности?

15. На примере развития техники для воспроизведения звука покажите закономерности технической эволюции: конкурентную борьбу, естественный отбор, стадии развития технической инновации.

16. Докажите, что прокладка железной дороги в 19 веке через населенный пункт приводит к изменению жизненного уклада его населения.

17. Каким образом изобретение рентгеновского аппарата повлияло на развитие медицины, биологии, физики, астрономии?

18. Каким образом развитие полупроводниковой техники повлияло на развитие искусства?

19. Перечислите сферы современной экономики, в которых используется космическая техника.

4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И ОРГАНИЗАЦИЯ

КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Каждый студент готовит сообщения по одной или нескольким темам:

1. Инноватика – новая сфера профессиональной деятельности.

2. Технические инновации – необходимое условие экономического развития корпораций.

3. Мелкий и средний бизнес – полигон технических инноваций.

4. Значение изобретения парового двигателя для экономического развития Англии.

5. Пути изменения технологического уклада в современной России.

6. Сколково – пилотный проект инновационного пути развития России.

7. История развития отдельных транснациональных корпораций.

8. Влияние различных технологических укладов на стратегию и тактику военных действий.

9. Влияние генной инженерии на развитие сельского хозяйства.

10. Техноценозы и закономерности их появления и развития.

11. Техноценоз металлургического завода.

12. Техноценоз атомного авианосца.

13. История развития средств связи (до изобретения радио).

14. Возможности энергосбережения в жилых помещениях.

15. Международное сотрудничество в решении проблемы глобального потепления.

16. Использование энергосберегающих технологий в промышленности.

17. Современные простые механизмы в арсенале альпиниста.

18. Влияние паровых двигателей на экономическое развитие стран Европы.

19. История отечественного автомобилестроения.

20. Двигатель Стирлинга – двигатель будущего.

21. Потребление электроэнергии на душу населения как один из главных факторов качества жизни.

22. План ГОЭЛРО – залог становления СССР.

23. Современная высоковольтная линия электропередач – сложное техническое устройство.

24. Принцип действия и производство светодиодных ламп.

25. Сравнительные характеристики различных электрических ламп.

26. Перспективные направления развития средств сотовой связи.

27. Влияние телевидения на общественное сознание.

28. Жизнь и изобретения Олега Владимировича Лосева.

29. Экономические и социальные последствия полупроводниковой «революции».

30. Нанотранзисторы будущего.

31. Влияние автомобильной промышленности на национальную и мировую экономику.

32. Атомная подводная лодка – вершина современного технического прогресса.

33. Экранопланы – забытый транспорт будущего.

34. Физика сверхзвукового полета.

35. Биологические исследования в космосе.

36. Исследования Солнечной системы космическими аппаратами.

37. Проект полета человека на Марс.

38. Устройство подземного хранилища для ядерных отходов.

39. Дерево – строительный материал будущего.

40. Небоскребы – воплощение современных технологий, науки и техники.

41. Устройство и принцип действия современного прибора компьютерной рентгеновской томографии.

42. Устройство и принцип действия магнитно-резонансного томографа.

43. Формула будущей школы: «1+1 (ученик-ноутбук)».

44. «Умное» здание современной школы.

45. Как получали фотографии наши папы и деды.

46. Использование фотографии со сверхмалой выдержкой в науке.

47. Современные формы искусства.

48. Будущее кино.

49. Научная фантастика – прогноз будущих инноваций и их социальных последствий.

50. Физические принципы промышленной очистки воздуха.

51. Устройство и принцип действия очистителей воды.

52. Мусороперерабатывающий завод – воплощение передовой технической мысли.

53. Устройство городских очистных сооружений.

54. Проект «Биосфера».

На практических занятиях планируется проведение дискуссий (трех, по выбору студентов) из следующего перечня:

1. Авторское право – стимул или тормоз технического прогресса?

2. Что нужно предпринять, чтобы Россия стала лидером нового технологического уклада?

3. Искусственный разум – конкурент или помощник Человека?

4. Развитие техники – фактор деградации или развития человека?

5. Источники энергии будущего.

6. Устойчивое развитие – единственно возможный путь развития цивилизации?

7. Сотовая энергетика – энергетика будущего?

8. Телевидение – благо или зло?

9. Как обеспечить развитие технических инноваций в России?

10. Каким будет пассажирский транспорт будущего?

11. А нужен ли большой Космос человеку?

12. Дом будущего.

13. Как в будущем будут строить дома?

14. Современная бытовая техника – эффективная помощь или новые проблемы?

a. Больница будущего.

15. Обезьяна – Homo sapiens – киборг?

16. Какой будет школа будущего?

17. Виртуальный мир – убежище «страусов» ?

18. Гонка вооружений – благо или зло для Человечества?

19. Несет ли ученый ответственность за использование своих изобретений?

20. А нужен ли большой адронный коллайдер?

5. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения программы специалист должен знать:

основные закономерности научно-технического прогресса, технических инноваций, технологические уклады, закономерности технической эволюции, энергетические эпохи, энергосбережение и устойчивое развитие; историю основных технических инноваций; значение, задачи, формы организации занятий в школе элективного курса «История технических инноваций».

планировать и осуществлять учебно-воспитательный процесс при организации в школе элективного курса «История технических инноваций»;

осуществлять межпредметные связи элективного курса «История технических инноваций» с курсом физики и технологии средней школы;

организовывать самостоятельную деятельность учащихся при изучении элективного курса «История технических инноваций» и курса технологии средней школы;

владеть:

проектированием содержания, форм и методов элективного курса «История технических инноваций» в школе.

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. www.uspu.ru/ - Усольцев, А.П. История технических инноваций.

2. Данилов, Н.И. Использование ресурсов и энергии: учебное пособие для элективного курса «Энергосбережение» в старших классах / Н.И. Данилов, Ю.Н. Тимофеева, А.П. Усольцев, Я.М. Щелоков, В.Ю. Балдин. – Екатеринбург, 2010. (20 экз.) 3. Игошев, Б.М. История технических инноваций : учеб. пособие / Б.М. Игошев, А.П. Усольцев. – М.: ФЛИНТА : Наука, 2013. – 352 с.

Дополнительная:

Электронные ресурсы:

1. http://avtohis – tory.by.ru/ - История автомобилестроения.

2. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/3952/ 3. http://electric-avto.ru/history.php 4. http://epizodsspace.no-ip.org/ 5. http://first-ever.ru/tech -Сайт обо всем самом первом в мире.

6. http://inventors.about.com// 7. http://spkurdyumov.narod.ru/ 8. http://www. book.uraic.ru/elib/ 9. http://www.374.ru/ 10. http://www.about-aviation.ru/ 11. http://www.auto-road.ru/ 12. http://www.autoweek.ru/ -История автомобилестроения в «Крокус-Экспо».

13. http://www.avtobeton.ru/ 14. http://www.bibliotekar.ru/ 15. http://www.bioinformatix.ru/nanotehnologii/nanorobotyi-v-meditsine.html.

16. http://www.blurtit.com/ 17. http://www.chipinfo.ru/ Системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. Часть 1. Е. Поваляев, С. Хуторной.

18. http://www.education-world.com/a_issues/chat/ 19. http://www.fictionbook.ru/author/stanislav_nikolaevich_zigunenko/100_veliki h_zagadok_istorii_flota/ - С.Н. Зигуненко. 100 великих загадок истории флота.

20. http://www.free-lance.ru/users/cooperilla/portfolio/Грушевский С. История автомобилестроения 21. http://www.futura.ru/index.php3?idart= 22. http://www.infuture.ru/article/77.

23. http://www.integro.ru/ 24. http://www.kocmoc.info/lit.htm - Космос. Техника и наука.

25. http://www.mostv.su 26. http://www.nanoindex.ru/stati/61-nanoroboty-v-medicine.html.

27. http://www.nkj.ru/ - Официальный сайт журнала «Наука и жизнь».

28. http://www.olpcnews.com/people/negroponte/ 29. http://www.peoplecar.ru/ - Люди и автомобили.

30. http://www.perpetuum.ru/history.htm 31. http://www.potomy.ru Изобретатели подводной лодки.

32. http://www.reflist.ru 33. http://www.saintflo-chambres-d-hotes.com/ 34. http://www.warbirds.ru/literatura.html -Военная авиация.

35. http://www.xlegio.ru/

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

Для лекций используется аудитория I, оборудованная стационарным мультимедийным проектором, экраном, маркерной доской. Все лекции сопровождаются презентациями в пакете MS POWER POINT.

Для лабораторных занятий используется аудитория 33 (кабинет физики школьного типа, оборудованный интерактивной доской).

Студенты имеют доступ к электронной версии программы, электронному курсу лекций и их презентаций.

7. СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ ПРОГРАММЫ

Усольцев Александр Петрович доктор педагогических наук профессор профессор кафедры теории и методики обучения физике, технологии и мультимедийной дидактики.

тел. 371-03-

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «История технических инноваций»

для специальности «050203.65 Физика с дополнительной специальностью «Информатика»»

по циклу ОПД.В.2(2) - общепрофессиональные дисциплины (дисциплины и курсы по выбору студента) Подписано в печать Формат 60х84/ Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л..

Уральский государственный педагогический университет.

620017 Екатеринбург, пр. Космонавтов, 26.