Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Орлова С. А. УПРАВЛЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ (лекция) доц. Осипов А. Э. 15.55-17.15 БИЗНЕС-ПРОГНОЗИРОВАНИЕ (лекция) доц....полностью>>
'Литература'
Показатели качества. Классификация руд по оценкам качества. Попутные полезные компоненты и вредные примеси. Основные ГОСТы, ОСТы и ТУ на минеральное ...полностью>>
'Документ'
Проведение обследования: взрослый даёт ребёнку четырехместную (пятиместную) матрёшку и просит её раскрыть, рассмотреть другие матрёшки. Затем предлаг...полностью>>
'Закон'
Відповідно до п.2.1. рішення протоколу №2 від 27.04.2010 року засідання робочої групи «Регіональний економічний розвиток, бізнес-клімат, інвестиції т...полностью>>

Департамент образования города Москвы (2)

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Департамент образования города Москвы

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный институт электронной техники (технический университет)

Научно-информационный материал

«Квантовая механика и квантовая информатика. В поисках основных кирпичиков мироздания»

Москва, 2010

Курс научно-популярных лекций «Квантовая информатика. Инженерия гармонии» разрабатывался для повышения заинтересованности наиболее способных выпускников школ г.Зеленограда в продолжении обучения в МИЭТе. Основу курса составляет актуальный обзор теории и практики квантовых вычислений. При изложении материала применён скорее физический, чем строго формальный подход к рассматриваемым явлениям. Лекции построены таким образом, чтобы выработать у слушателей качественное понимание сути представленных теорий и фактов. Строгая математическая теория дана лишь для объяснения базовых научных положений.

Лекционный курс разбит на пять лекций, продолжительностью 2 академических часа. Первая лекция посвящена раскрытию математических и физических основ квантовой информатики, сформулированных, для лучшего восприятия целевой аудиторией, в форме коротких постулатов. Вторая и последующая лекции организуются в виде научных семинаров, включая в себе как прослушивание теоретического материала, так и решение тематических задач с последующим обсуждением результатов. Чтобы избежать перегрузки текста формулами, многие стандартные выкладки предлагаются слушателям в виде задач для самостоятельной работы. В ходе второй лекции рассматривается единица квантовой информации – квантовый бит (кубит). Обсуждаются элементарные логические операции над кубитами, методы создания и управления системами кубитов. Третья лекция является прямым логическим продолжением предыдущей и посвящена простейшим квантовым логическим операциям: контролируемое НЕ, преобразование Уолша-Адамара и др. В пятой заключительной лекции представлены некоторые фундаментальные квантовые алгоритмы, призванные продемонстрировать радикальное преимущество квантовой информатики над классической (сверхплотное кодирование, телепортация).

Представленный лекционный материал ориентирован на школьников старших классов с углублённым изучением физико-математических дисциплин – потенциальных абитуриентов технических ВУЗов. Особое внимание уделяется повышению мотивации молодежи к выбору инженерных специальностей при поступлении в ВУЗ. Основную роль в повышении эффективности восприятия курса будут играть большой педагогический опыт и активная научная деятельность исполнителей, а также наличие качественного демонстрационного материала.

Современные требования в области образования предполагают приоритетное развитие у обучаемых таких личностных качеств, как: самостоятельность, инициатива, готовность к саморазвитию, осознанному выбору направлений и способов социально и индивидуально значимой деятельности, стремление к самореализации в сочетании с высоким уровнем их образованности и воспитанности. Общие тенденции в развитии системы образования на международном, общероссийском уровнях направлены на подготовку специалистов для основных сфер человеческой деятельности в современной социокультурной ситуации. В новой концепции высшего профессионального образования России акценты переносятся с узкопрофессионального подхода к подготовке специалистов на многостороннее интеллектуально-духовное развитие личности обучающегося с учетом его индивидуальных особенностей.

Новая структура стандарта образования призвана обеспечить внедрение компетентностного подхода. Развитие этого подхода связано с коррекцией целей образования. В настоящее время у школьников существует проблема формирования следующих ключевых компетенций: информационной (умение искать, анализировать, преобразовывать, применять информацию для решения проблем); коммуникативной (умение эффективно сотрудничать с другими людьми); самоорганизации (умение ставить цели, планировать, ответственно относиться к здоровью, полноценно использовать личностные ресурсы); самообразования (готовность конструировать и осуществлять собственную образовательную траекторию на протяжении всей жизни, обеспечивая успешность и конкурентоспособность).

Изучение результатов международных исследований PISA, которые также называются тестами компетентности, показало, что наибольшие трудности вызывают задания по переводу информации из одних знаковых форм в другие (например, из графической и табличной в словесную), а также задания, содержащие противоречия, задания определяющие умение учиться. Констатирующий этап педагогического эксперимента показал, что учителя на уроках физики пока еще слабо готовят учащихся к преодолению этих трудностей. Так в основной школе редко используются обучающие и контролирующие задания, связанные с анализом графиков, содержащих недостающую/избыточную или противоречивую информацию. В качестве основных причин учителя указали на отсутствие готового методического материала и сокращение часов, отводимых на изучение физики.

Разрабатываемый в рамках выполняемого проекта курс научно-популярных лекций «Квантовая информатика. Инженерия гармонии» преследует своей целью устранить указанные недостатки традиционного школьного образования. Чтобы сформировать ключевые компетенции, необходимые учащимся для жизни в современном информационном обществе, мы поставили перед собой цель найти такие жизненные задачи, решение которых позволит создать условия приобретения учащимися опыта добывания знаний и умений решения практических задач, но чтобы при этом не страдало освоение содержания предмета физики. Анализ содержания курса физики показал, что ключевые компетенции − учебно-познавательные, информационные, коммуникативные могут быть сформированы у учащихся при выполнении разных видов учебной деятельности. Обучение работе с текстами, решению физических задач повышает уровень вышеперечисленных ключевых компетенций, но в наиболее полном объеме они формируются при проведении дискуссий со школьниками по одной из актуальных и разрекламированных в СМИ тем.

В связи с тем, что в современной жизни возросла роль информации, приоритетными компетенциями в данный период и в ближайшей перспективе являются информационные, они влияют на формирование учебно-познавательных и коммуникативных, поэтому является актуальным вопрос поиска таких способов организации учебного физического эксперимента, которые обеспечат формирование информационных компетенций. Выдвижение информационных компетенций на первый план в современном постиндустриальном обществе приводит к необходимости установления взаимосвязей курса физики с предметом «Информатика и ИТ». Анализ примерных программ по этим предметам показал определенное сходство целей и требований к результатам обучения. Связь в едином курсе лекций двух таких различных дисциплин как «Квантовая механика» и «Информатика» позволит организовать учебный процесс на качественно новом уровне и повысить мотивацию потенциальных абитуриентов к выбору инженерных специальностей при поступлении в ВУЗ.

Ценность создаваемого курса лекций заключается в предлагаемых методах решения проблемы формирования у учащихся методов научного познания при изучении физики, остающейся актуальной на протяжении нескольких десятилетий. Во всех нормативных документах, начиная с 1968 года, ставилась задача ознакомления школьников с методами физической науки, развития способностей к анализу ситуации, пониманию проблемы, построению выводов и умозаключений. Современные социально-экономические условия диктуют новый заказ школе: обучение должно быть направлено на формирование активной личности, способной самостоятельно ставить задачи и находить пути их решения. Одной из главных целей школьного физического образования на данном этапе становится овладение методами научного познания. Задача обучения этим методам зафиксирована в Федеральном компоненте государственного стандарта общего образования и Требованиях к уровню подготовки выпускников как основной, так и средней (полной) школы. В «Концепции физического образования» подчеркивается, что «… ядро содержания физического образования должно включать не только необходимый комплекс знаний,…но и универсальные способы познания…, столь характерные для физики как науки».

При публичном чтении лекций и их последующем основной акцент будет сделан на выявление лиц склонных к исследовательской деятельности, способных к физике учащихся, создающих на уроке особого рода «физическую атмосферу». Образование от «справочного» знания должно перейти к образованию «научному». В соответствии с одним из основных принципов дидактики — принципом развивающего обучения, а также в соответствии с целями физического образования, одной из которых является — формирование научного мышления и мировоззрения учащихся, овладение ими методами научного познания природы, на данном этапе перехода к образованию научному, решению ряда исследовательских задач, необходимо вести речь о развитии физического мышления обучаемых. Физическое мышление является специфическим в том плане, что оно проявляется в исследовании (изучении) содержания физики с помощью физических методов с использованием всех структурных элементов знаний.

Оригинальной чертой предлагаемого курса лекций является методика стимулирования и развития творческого нестандартного мышления. Умение мыслить нестандартно и находить новые оригинальные решения — характерная черта современного научного познания мира. Понятие творческого мышления весьма многогранно. Одной из его основных характеристик, является способность увидеть различные варианты трактовки полученного результата, а также связь между различными, на первый взгляд, не связанными между собой явлениями и описывающими их понятиями.

Развитие творческого характера мышления обучаемых, не отменяет все остальные цели обучения физике, начиная от усвоения определенной совокупности конкретных физических знаний, овладения основными методологическими принципами физики и ее математическим аппаратом, развития высшей степени физического понимания и т.д. Напротив, в ходе публичных слушаний созданного курса происходит выработка творческого характера мышления и овладение соответствующими компетенциями производится именно на основе этих фундаментальных моментов физического образования, и параллельно с ними представляя собой, восхождение на вершину, которая включает в себя все эти моменты. Фактически это последний штрих в полноценном физическом образовании, знаменующий становление компетентности ученого как исследователя природы.

Выработка творческой черты физического мышления будет начата буквально с первых слов лектора, четко определяя при этом педагогическую задачу — какую именно черту следует подчеркивать, разбирая тот или иной конкретный вопрос. По мнению авторов, созданный курс лекций должен обеспечивать условия для формирования в каждом ученике свободной критически мыслящей творческой личности, способной осознать и развивать свои задатки и склонности, найти свое место в жизни. В процессе создания условий для самообразования учащихся, учитель должен готовить их к оценке парадоксальности физических теорий систематическим включением физических парадоксов в практику преподавания.

Обнаружение необычного в обычном, раскрытие назначения парадокса, как источника новых приобретений в знаниях, его роли в достижении плодотворных идей — является важным этапом освоения методологии физики и одним из важнейших компонентов обучения физике. Чтение междисциплинарных лекций повышает эффективность обучения физике в высшей и средней школе, что ведет к развитию физического мышления, а, следовательно, повышению качества физического образования.

Чтение научно-образовательных лекций для школьников, это большой комплекс взаимосвязанных мероприятий, рассчитанный на весь цикл мотивации, обучения и совершенствования профессиональных навыков школьников, включая как разработку учебно-методического материала, так и профориентацию. Разрабатываемый курс лекций преследует цель охватить существенную часть аспектов данной задачи. Так в рамках данного проекта предполагается сделать один из первых шагов в области популяризации инженерных специальностей в условиях, когда в этом уже возникла насущная общественная необходимость. Актуальность образовательного подхода не вызывает сомнений в силу его запрограммированной эффективности и создания предпосылок для устойчивого, поступательного внедрения в общественное сознание положительного имиджа инженерных профессий на уровне понимания и полной осознанности выбора заинтересованной молодежью своей будущей карьеры. Таким образом, целью проекта является создание и апробация цикла научно – популярных лекций, разъясняющих основные понятия и термины, раскрывающих наиболее перспективные области использования и направления развития науки и её современные достижения для мотивации молодежи к выбору карьеры в области основных научных направлений МИЭТа.

Основной стратегией проекта является комплексный и системный подход к распространению и популяризации научно-технических знаний и достижений современной науки, что должно обеспечить долговременный эффект от реализации проекта в целом. Тактикой реализации проекта является использование потенциала ученых и преподавателей МИЭТа для создания инструментария (информационной структуры и методической основы) и полная открытость проекта, ставящая своей задачей максимальное эффективное распространение курса среди потенциальных слушателей.

К основным оригинальным подходам, обеспечивающим конкурентные преимущества данного проекта, можно отнести следующее:

  • высокое качество и большой опыт профессорско-преподавательского состава, привлекаемого к созданию курса,

  • комплексный подход к реализации проекта,

  • использование современных экспериментально-практических результатов в рамках разработки курса,

  • привлечение методистов по всем дисциплинам естественнонаучного школьного курса,

  • апробация в рамках работы со школьниками,

  • закрепление результатов реализации проекта в виде современного мультимедийного материала.

Гарантии высокого качества и эффективности выполнения проекта обеспечиваются следующими основными факторами:

  • опыт в разработке и чтении аналогичного курса лекций для студентов и научных работников,

  • профессиональная деятельность разработчиков курса в области экспериментальных исследований функциональных материалов и в области нанотехнологий,

  • многолетний опыт работы в РФ, а также международное сотрудничество коллектива, привлекаемого к разработке, в области нанотехнологий и квантового компьютинга, в том числе и в реализации научно-исследовательских проектов федерального уровня,

  • сотрудничество с ведущими академическими институтами РФ,

  • опыт создания учебно-методических материалов в рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование»,

  • использование полученных материалов в научно-образовательных целях,

  • участие высококвалифицированных преподавателей МИЭТа.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Департамент образования города Москвы (3)

    Реферат
    Каждый человек и все предприятия должны выполнять перед государством свои обязательства по уплате налогов. При этом они могут использовать все имеющиеся возможности для снижения суммы налогов, которые разрешены законодательством.
  2. Департамент образования города москвы (9)

    Документ
    Средняя общеобразовательная школа № 617 имени генерала Д.Ф. Алексеева реализовывала программу «Воспитание личности школьника – важнейшее условие оптимизации образовательного процесса».
  3. Департамент образования города Москвы (13)

    Документ
    1.Костриков Константин Николаевич (Советник ректора по вопросам культуры, декан факультета искусств и социокультурной деятельности, заведующий кафедрой искусств и художественного творчества, доктор философских наук, профессор, руководитель проекта).
  4. Департамент образования города Москвы (4)

    Документ
    по мероприятию «Проведение цикла занятий по математике для учащихся средних школ г. Москвы направленных на повышение качества подготовки с учетом требований образовательных стандартов».
  5. Департамент образования города Москвы (5)

    Документ
    Курс научно-популярных лекций "Квантовая механика. Гармония, на которой держится мир" разрабатывался для повышения заинтересованности наиболее способных выпускников школ г.
  6. Департамент образования города Москвы (6)

    Программа
    Программа повышения квалификации «Моделирование технологических процессов наноэлектроники» имеет своей целью формирование знаний в области математического моделирования технологических процессов наноэлектроники, позволяющих глубже

Другие похожие документы..