Аннотация рабочей программы дисциплины м ф. 1 "Философские проблемы науки и техники" Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 час)

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.Ф.1 "Философские проблемы науки и техники"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 час).

Цели и задачи дисциплины

Курс призван сформировать систему философских представлений о науке и технике. Предполагается, что освоение курса позволит выявить основные проблемы, сближающие науку, философию и технику.

Целью преподавания курса является формирование целостного представления о развитии науки и техники как историко-культурного феномена, взаимосвязи и взаимообусловленности научных и технических проблем и задач с целями развития человека, общества, культуры, цивилизации, о современной научной картине мира, сформировать умения и навыки научно-исследовательской работы и научно-педагогической деятельности.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:

общекультурных

- способности совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень и профессионализм, устранять пробелы в знаниях и обучаться на протяжении всей жизни (ОК-1);

- навыками развития научного знания и приобретения нового знания путем исследований, оценки, интерпретации и интегрирования знаний, проведения критического анализа новых идей (ОК-2);

- умений и навыков в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом, работе в междисциплинарной команде (ОК-4);

профессиональных:

- владения базовыми знаниями теоретических и прикладных наук и развития их самостоятельно с использованием в профессиональной деятельности при анализе и моделировании, теоретическом и экспериментальном исследовании материалов и процессов (ПК-1);

- владения основными положениями и методами социальных, гуманитарных и экономических наук и применения их при решении профессиональных задач с учетом последствий для общества, экономики и экологии (ПК-2);

- умения использовать на практике интегрированные знания естественнонаучных, общих профессионально-ориентирующих и специальных дисциплин для понимания проблем направления «Материаловедение и технологии материалов», умения выдвигать и применять идеи, вносить оригинальный вклад в данную область науки, техники и технологии (ПК-3);

- способности к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного, научно-педагогического и производственного профиля своей профессиональной деятельности (ПК-4);

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы):
практические занятия – 36 ч, самостоятельная работа – 90 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Предмет и основные концепции современной философии науки. Наука в культуре современной цивилизации. Возникновение науки и основные стадии ее исторической эволюции. Особенности научного знания. Структура научного знания. Динамика науки как процесс порождения нового знания. Язык науки: определение, доказательство, объяснение, понимание, предсказание. Научная истина. Научные традиции и научные революции. Типы научной рациональности. Модели развития науки. Особенности современного этапа развития науки. Перспективы научно-технического прогресса.

Философские проблемы технических наук. Объект, предмет и субъект технического познания. Ценности и их роль в техническом познании. Проблема истинности и рациональности в технических науках. Философские проблемы наук о материалах. Особенности неклассических научно-технических дисциплин. Социальная оценка техники как прикладная философия техники.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- философские вопросы развития науки и техники;

- историю, методологию современные проблемы наук о материалах и процессах;

- трудности и парадоксы науки;

- формы научных дискуссий;

- понятийный аппарат, принципы и методы философско-методологического подхода к анализу науки техники;

- социально-культурные и экологические последствия техники и технологий, принципы экологической философии;

- принципы творчества в науке и технике.

уметь:

- с позиций философии находить и обобщать аналогии в развитии материалов, техники и технологий;

- комплексно оценивать и прогнозировать тенденции и последствия развития материаловедения и технологий материалов

- решать задачи по разработке наукоемкой техники и инновационных технологий в области профессиональной деятельности;

- грамотно комментировать содержание основополагающих концепций науки и техники;

- аналитически представлять важнейшие события в истории науки и техники, роль и значение ученых и инженеров;

- самостоятельно ставить проблемные вопросы по курсу, вести аналитическое исследование методологических и социально-гуманитарных проблем науки и техники, аргументировано представлять и защищать свою точку зрения.

владеть:

- философской и методологической основой исследований и разработок в области материаловедения и технологий материалов для решения поставленных задач;

- навыками самостоятельно исследовать факты и события, выявлять тенденции и закономерности развития материаловедения и технологий материалов;

- навыками аргументации результатов научного исследования;

- навыками работы с научными материалами на предмет выявления в них структур категориальной природы (категориальных схем, систем категорий), которые доступны для реконструкции в ранге методов исследования материаловедения и технологии материалов ;

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: практические занятия, промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, реферат, задания.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.Ф.2 "Математическое моделирование и современные проблемы наук о материалах и процессах"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: ознакомление с современными проблемами наук о материалах, принципами и методами математического моделирования структуры материалов и протекающих в них процессов, и процессов их производства.

Задачей изучения дисциплины является:

- получение базовых знаний о современных проблемах наук о материалах и методах математического моделирования, и развитие комплексных практических навыков, необходимых для последующего изучения и прогнозирования методами математического моделирования структуры, свойств и эксплуатационных характеристик материалов и технологических процессов их производства;

- формирование компетенций:

общекультурных: ОК-1, ОК-6;

профессиональных: ПК-1, ПК-6.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): практические занятия – 36 ч, самостоятельная работа – 72 ч.

Основные дидактические единицы (разделы): Cистематика материалов, тенденции развития и проблемы современного материаловедения. Классификация математических моделей и современных методов моделирования. Принципы и методы моделирования структуры и свойств материалов, и протекающих в них процессов. Изучение некоторых математических моделей материалов и процессов их производства.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- основные понятия методов математического моделирования, используемых при изучении материалов и процессов;

- принципы и методы моделирования структуры материалов и протекающих в них процессов;

- методологию и современные проблемы физики, химии, механики материалов и процессов их получения, переработки, обработки и модификации;

- новые теоретические подходы в описании состояния и свойств материалов, явлений и процессов в них.

уметь:

- комплексно оценивать и прогнозировать тенденции и последствия развития материаловедения и технологий материалов, решать задачи по разработке наукоемкой техники и инновационных технологий в области профессиональной деятельности;

- использовать новые научные подходы и методы математического моделирования при решении проблем разработки и использования материалов с заданными технологическими и функциональными свойствами, процессов их производства, обработки и модификации.

владеть:

- методологической основой исследований и разработок в области материаловедения и технологий материалов для решения поставленных задач;

- современными подходами и методами математического моделирования при разработке новых материалов и процессов.

Виды учебной работы:

лекции, практические занятия, лабораторные практикумы, семинары, самостоятельная работа.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.В.1 "Логика и методология научных исследований"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 часов).

Цели и задачи дисциплины

Дисциплина знакомит студентов с логико-методологическими проблемами современных научных исследований науки, естествознания, техники и социально-гуманитарного знания и способствует приближению к практике реального научного исследования, раскрытию его системных характеристик, предметных и междисциплинарных связей, обеспечивает фундаментальную подготовку в области научного поиска

Целью преподавания курса является изучение основ методологии и ознакомление со структурой научного знания, с методами научного исследования, с функциями научных теорий и законов; расширение мировоззренческого кругозора; выработка представлений о критериях научности и о требованиях, которым должно отвечать научное исследование и его результаты.

В результате изучения курса у слушателей должны сформироваться навыки методологически грамотного осмысления конкретно-научных проблем с видением их в мировоззренческом контексте логики науки.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:

общекультурных

- способности совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень и профессионализм, устранять пробелы в знаниях и обучаться на протяжении всей жизни (ОК-1);

- навыками развития научного знания и приобретения нового знания путем исследований, оценки, интерпретации и интегрирования знаний, проведения критического анализа новых идей (ОК-2);

- умений и навыков в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом, работе в междисциплинарной команде (ОК-4);

профессиональных:

- владения базовыми знаниями теоретических и прикладных наук и развития их самостоятельно с использованием в профессиональной деятельности при анализе и моделировании, теоретическом и экспериментальном исследовании материалов и процессов (ПК-1);

- владения основными положениями и методами социальных, гуманитарных и экономических наук и применения их при решении профессиональных задач с учетом последствий для общества, экономики и экологии (ПК-2);

- умения использовать на практике интегрированные знания естественнонаучных, общих профессионально-ориентирующих и специальных дисциплин для понимания проблем направления «Материаловедение и технологии материалов», умения выдвигать и применять идеи, вносить оригинальный вклад в данную область науки, техники и технологии (ПК-3);

- способности к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного, научно-педагогического и производственного профиля своей профессиональной деятельности (ПК-4);

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы):
практические занятия – 36 ч, самостоятельная работа – 144 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

История, наука, логика, методология: аспекты взаимодействия. Основная проблема логики и методологии научного познания. Цель науки. Структура научного знания. Эмпирическое и теоретическое знание.

Метод, методология, характеристика основных методов. Эмпирические методы научного познания. Наблюдения. Измерения. Эксперимент. Структура и этапы проведения эксперимента. Общие требования к результатам эмпирических методов познания.

Структура научной теории. Характеристика теории как основной единицы научного знания. Классификация теорий. Функции научной теории: объяснение и предсказание. Сущность дедуктивно-номологического объяснения. Структура дедуктивно-номологического объяснения: эксплананс, экспланандум, логический вывод. Требования к дедуктивно-номологическому объяснению. Логическая структура предсказания. Роль предсказаний в развитии научного знания.

Проверка: подтверждение и опровержение научных теорий. Логическая схема подтверждения. Логическая схема опровержения. Асимметрия между подтверждением и опровержением. Относительный характер подтверждения и опровержения.

Развитие научного знания. Этапы научного творчества. Содержание эволюционного этапа в развитии научной дисциплины. Аномальный факт. Характерные черты научного кризиса. Научная революция как смена фундаментальных теорий. Мировоззренческие, методологические, фактологические следствия научной революции. Проблема преемственности между старой и новой теориями. Прогресс в развитии науки.

Методология естественно-научного и технического познания. Периодизация истории науки. Становление естествознания и технических наук. История науки о материалах. Методология, структура и логика познания в материаловедении. Особенности и тенденции развития методологии современного материаловедения.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- предмет логики и методологии научного познания, ее мировоззренческое значение, роль в самостоятельной научной деятельности;

- специфику науки, требования, предъявляемые к научному исследованию, отличие научного знания от псевдонаучных построений;

- основное содержание современных онтологических и гносеологических концепций развития науки;

- способы и формы эволюционного и революционного развития науки, факторы, влияющие на постановку новых научных проблем и выбор направлений их решения;

- структуру научного знания: специфику эмпирического и теоретического уровней, структуру научной теории;

- понятийный аппарат, отражающий структуру и закономерности научного исследования;

- историю, методологию современные проблемы наук о материалах и процессах;

- специфику проблемно-ориентированных методов исследования материаловедения и технологии материалов;

- различные стратегии и технологии организации научной деятельности.

уметь:

- отличать подлинно научное исследование и его результаты от идеологических, политических, псевдонаучных, религиозных построений;

- исследовать междисциплинарные приоритеты современного синергетического и экологического знания;

- применять полученные знания для научной исследовательской работы в своей специальной области;

- находить оптимальные решения многокритериальных задач материаловедения и технологии материалов;

-ориентироваться в научной, научно-популярной псевдонаучной литературе.

владеть:

- умением применять полученные знания о структуре и функциях научного знания, о методах науки в области материаловедения и технологии материалов;

- отличать идеологические, политические, религиозные построения от научных концепций.

- навыками концептуальной систематизации материала по конкретной научной проблеме;

- навыками участия в проведении научных исследований;

- навыками оценки научно-технической литературы, достижений отечественной и зарубежной науки и техники в области материаловедения и технологии материалов;

- навыками разработки планов, программ и методик проведения исследований, связанных с повышением эффективности и надежности материалов и технологии материалов;

- умением подготовки информационных обзоров, рецензий, отзывов и заключений на техническую документацию;

- умением разработки новых методов и технических средств исследования в материаловедении и технологии материалов.

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: практические занятия, промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, реферат, задания.

Изучение дисциплины заканчивается зачет.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.В.2 "Дополнительные главы аналитической химии"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: приобретение углубленных знаний по методам разделения и концентрирования и их использования в комбинированных и гибридных методах определения элементов и химических соединений.

Задачей изучения дисциплины является: - определение роли и места методов разделения и концентрирования среди методов аналитической химии, их взаимосвязь с классическими методами аналитической химии и современными физико-химическими методами анализа; - развитие навыков правильного выбора метода концентрирования и его сочетания с физико-химическими методами определения, исходя из природы объекта анализа, перечня определяемых компонентов.

- формирование следующих компетенций:

общекультурных: ОК-1, ОК-2 , ОК-4;

профессиональных: ПК-3, ПК-7.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 12 ч, практические занятия – 24 ч, лабораторные занятия – 24 ч, самостоятельная работа – 120 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Роль и значение методов разделения и концентрирования в аналитической химии. Процессы и реакции, лежащие в основе методов. Термодинамические и кинетические характеристики разделения и концентрирования. Классификация методов по природе процессов, числу и природе фаз, природе матрицы и концентрата. Сочетание разделения и концентрирования с методами определения. Принципы выбора метода концентрирования.

Экстракция. Теория экстракционных процессов. Основные законы процесса. Основные количественные характеристики. Классификация экстракционных методов. Типы экстракционных систем. Приборы для экстракции. Сочетание экстракции с современными физико-химическими методами анализа.

Сорбция. Теоретические основы сорбционного метода выделения, концентрирования и разделения элементов. Основные законы и количественные характеристики метода. Классификация методов. Типы используемых сорбентов. Использование сорбционных методов в комбинированных методах определения.

Осаждение и соосаждение. Осадки и их свойства. Схема образования осадка. Классификация различных видов соосаждения: адсорбция, окклюзия и изоморфизм. Концентрирование микроэлементов соосаждением с неорганическими и органическими соосадителями. Применение соосаждения в анализе и его сочетание со спектроскопическими методами определения.

Физические методы концентрирования. Направленная кристаллизация, зонная плавка, флотация, вымораживание, испарение и родственные методы. Химические транспортные реакции. Сочетание физических методов концентрирования со спектроскопическими методами определения элементов.

Хроматографические методы. Основные понятия. Теория равновесной хроматографии. Граничные условия применимости. Размывание хроматографических пиков и их разрешение. Уравнение Ван-Деемтера. Общие подходы к оптимизации процесса хроматографического разделения веществ. Классификация хроматографических методов по способу их осуществления и по механизму. Ионообменная, распределительная и осадочная хроматография. Газовая, высокоэффективная жидкостная, ионная, ионообменная, ион-парная, тонкослойная хроматография. Принципы устройства и оборудование для хроматографии.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные методы разделения и концентрирования элементов и химических соединений и принципы, положенные в их основу.

уметь: правильно выбрать метод разделения и концентрирования элементов и химических соединений для его последующего сочетания с спектроскопическими методами определения.

владеть: приемами разделения и концентрирования элементов и химических соединений их последующего спектроскопического определения.

Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия, коллоквиумы, самостоятельная работа студентов, в том числе, изучение теоретического материала, подготовка к практическим и лабораторным занятиям, подготовка к промежуточному контролю знаний.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.В.3 "Хемометрика и качество аналитического контроля"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: сформировать у студентов систему знаний и навыков, необходимых для решения задач измерений и метрологического обеспечения при проведении анализа химического состава различных объектов, исследовании строения и свойств веществ и материалов, контроле технологических процессов.

Задачей изучения дисциплины является:

получение базовых знаний и навыков самостоятельной работы, необходимых для использования математических и статистических методов для построения или отбора оптимальных методов измерения, планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных с целью извлечения наиболее важной химической информации, также формирование у студентов следующих компетенций:

- общекультурные ОК 7;

- профессиональные ПК 1, ПК 4, ПК 7, ПК 8, ПК 12, ПК 14.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): практические занятия – 36 ч., самостоятельная работа – 108 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

основные метрологические понятия и их характеристики;
статистические методы, дисперсионный и регрессионный анализ, градуировка;
математические методы, метод главных компонент, методы планирования эксперимента;
Нормативная база метрологического обеспечения количественного химического анализа.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

основные метрологические понятия количественного химического анализа;
основы дисперсионного и регрессионного анализа, факторного эксперимента, методов оптимизации эксперимента;
основные положения учета погрешностей на всех стадиях выполнения анализа и расчета результатов анализа с учетом метрологических характеристик.

уметь:

планировать эксперимент для более быстрого и экономного достижения необходимых результатов;
применять математический аппарат в решении конкретных задач в области аналитической химии и метрологии;
оформлять результаты анализа с учетом метрологических требований.

владеть:

компьютерными программами для обработки и анализа исследовательских данных;
нормативной базой метрологического обеспечения количественного химического анализа.

Виды учебной работы:

практические занятия; самостоятельная работа.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.ДВ.1 1 "Физика твердого тела"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является овладение современными методами и подходами физики твердого тела, основанными на представлениях об электронной структуре веществ, в исследованиях неорганических материалов; формирование умения использовать взаимосвязь состава, свойств веществ и электронной структуры для формирования эксплутационных характеристик современных материалов, удовлетворяющих заданному комплексу требований.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:

профессиональных:

- ПК – 1,3,10;

- умеет проводить анализ взаимосвязи между составом, электронной структурой и физическими свойствами основных групп веществ (ПКФ-1)

- выполняет теоретический анализ электронной зонной структуры твердых тел для разработки материалов и повышения их качества (ПКФ-2);

- использует принципы статистики носителей заряда для расчета электронных состояний, моделирования и прогнозирования систем и процессов (ПКФ-3);

- владеет способами регулирования электронного переноса в металлах, полупроводниках и диэлектриках (ПКФ-4).

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 18 ч, практические занятия – 18 ч, лабораторные занятия –18 ч, самостоятельная работа – 90 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Модель атома Бора. Уравнение Шредингера. Приложения квантовой механики. Квантовая теория атома водорода. Многоэлектронные атомы. Атомные спектры. Химическая связь. Структура молекул. Молекулярные спектры.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- основные понятия, законы и модели строения атома и молекул;

-основные понятия и закономерности электронной структуры атома и его спектра;

- закономерности влияния состава молекулы и ее электронной структуры на молекулярные спектры.

уметь:

- проводить расчет электронных состояний и спектра для простых моделей на основе квантовой механики.

- объяснить качественные закономерности спектров многоэлектронных атомов и молекул.

- оперировать физической терминологией, точно выражать научным языком постановку задачи и результаты теоретического анализа спектров атомов и молекул.

владеть практическими навыками:

- оценки основных параметров атомов и молекул с использованием физических моделей;

- использования взаимосвязи физических свойств атомов и молекул с их электронной структурой для качественного анализа спектров.

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: лекции, практические занятия, лабораторные работы промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, курсовая работа, задачи, задания.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1. ДВ.1 2 "Физика конденсированного состояния"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является овладение современными методами и подходами физики конденсированного состояния, основанными на представлениях о реальной структуре и электронной структуре веществ, в исследованиях неорганических материалов; формирование умения использовать взаимосвязь состава, строения и свойств веществ для формирования эксплуатационных характеристик современных материалов, удовлетворяющих заданному комплексу требований.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:

профессиональных:

- ПК – 1,3,10;

- умеет проводить анализ взаимосвязи между составом, структурой и физическими свойствами основных групп веществ (ПКФК-1)

- выполняет теоретический анализ структуры твердых тел для разработки материалов и повышения их качества (ПКФК-2);

- использует принципы статистики носителей заряда для расчета электронных состояний, моделирования и прогнозирования систем и процессов (ПКФК-3);

- владеет способами регулирования электронного переноса в металлах, полупроводниках и диэлектриках (ПКФК-4).

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 18 ч, практические занятия – 18 ч, лабораторные занятия – 18 ч, самостоятельная работа – 90 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Кристаллическая структура и форма твердых тел. Структуры реальных кристаллов. Структурные фазовые переходы. Дефекты кристаллической решетки. Динамика решетки. Напряженное и деформированное состояния твердых тел. Упругие волны. Статистика фононов и теплоемкость решетки. Теплопроводность. Электроны в металлах. Классическая теория свободных электронов. Процессы переноса в металлах. Квантовая теория свободных электронов. Зонная теория твердых тел. Сверхпроводимость. Полупроводники. Особенности жидкого состояния вещества.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

- основные понятия, законы и модели строения вещества;

- основные понятия и закономерности электронного переноса;

- закономерности влияния электронной структуры на физические свойства твердых тел.

уметь:

- описывать физические явления и процессы в конденсированных средах, используя физическую научную терминологию;

- опознавать в природных явлениях известные физические модели;

- применять для описания физических явлений известные физические модели;

- оперировать физической терминологией, точно выражать научным языком постановку задачи и результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований;

владеть практическими навыками:

- оценки основных параметров веществ с использованием физических моделей;

- использования взаимосвязи физических свойств веществ с их структурой для формирования заданных эксплуатационных характеристик современных материалов;

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: лекции, практические занятия, лабораторные работы, промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, курсовая работа, задачи, задания.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1. ДВ.2.1 "Дополнительные главы физической химии"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является расширение спектра знаний в области современных физико-химических методов исследования.

Задачей изучения дисциплины является:

- умение использовать на практике современные представления физикохимии о влиянии микро- и нано- масштаба на свойства материалов (ПКФХ–1);

- владение современными методами и подходами физической химии, основанными на представлениях о реальной структуре твердых тел, в исследованиях неорганических материалов (ПКФХ–2);

- владение способами анализа дефектных состояний и создания на этой основе физико-химических моделей систем и процессов (ПКФХ–3);

- владение способами регулирования реакционной способности веществ и процессов массопереноса в твердом теле (ПКФХ–4);

- владение способами формирования физико-химических свойств твердых тел, основанными на знаниях о дефектах кристаллического строения и механизмах протекания твердофазных превращений (ПКФХ–5).

- умение использовать взаимосвязь свойств веществ и структуры для формирования эксплуатационных характеристик современных материалов, удовлетворяющих заданному комплексу требований, и оптимизации режимов тех или иных операций, направленных на повышение качества и экономических параметров изделий (ПКФХ–6);

- умение работать с установками и приборами физико-химического эксперимента, использовать методы и аппаратуру для анализа физико-химических характеристик гомогенных и гетерогенных систем (ПКФХ–7).

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 12 ч., практические занятия – 24 ч., лабораторные работы – 12 ч., самостоятельная работа – 96 ч.

Основные дидактические единицы (разделы): Классификация и основные физико-химические свойства твердых тел. Теория растворов. Теория кристаллов с дефектами. Законы и механизмы диффузии. Термодинамика и кинетика взаимодействий и физико-химические модели систем и процессов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- основные классы современных материалов, их свойства и области применения, принципы выбора материалов, основные технологические процессы производства и обработки материалов;

- закономерности структурообразования, фазовые превращения в материалах, влияние структурных характеристик на свойства материалов;

- структурные особенности твердых тел, связанные с наличием дефектных состояний;

- закономерности протекания твердофазных химических процессов и явлений переноса с участием дефектов;

- характер влияния дефектности на реакционную способность и физико-химические свойства твердых тел.

уметь:

- выбирать материалы для заданных условий эксплуатации с учетом требований технологичности, экономичности, надежности и долговечности изделий;

- проводить физико-химический анализ процессов и материалов;

- использовать взаимосвязь свойств веществ и структуры для формирования эксплуатационных характеристик материалов;

- работать с установками и приборами физико-химического эксперимента, использовать методы и аппаратуру для анализа физико-химических характеристик.

владеть практическими навыками:

- использования методов структурного анализа и определения физических и физико-механических свойств материалов, техники проведения экспериментов и статистической обработки экспериментальных данных ;

- оценки основных параметров веществ с использованием физико-химических моделей;

- использования взаимосвязи физических свойств веществ с дефектной структурой для формирования заданных эксплуатационных характеристик современных материалов).

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: лекции, практические занятия, лабораторные работы, промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, задачи, задания.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.1.ДВ.2. 2 "Физикохимия наноструктурированных материалов"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является овладение теоретическими основами и практическими навыками термодинамического описания состояний объектов наноразмерного масштаба в бинарных и многокомпонентных системах различной природы, их структурных и технологических особенностей, перспектив применения наноматериалов и нанокомпозитов для решения научных и технологических проблем.

Задачей изучения дисциплины является формирование профессиональных компетенций:

профессиональных:

ПК-1,3,10.

- умеет проводить анализ взаимосвязи между составом, структурой и физическими свойствами основных групп веществ (ПКФК-1);

- выполняет теоретический анализ структуры твердых тел для разработки материалов и повышения их качества (ПКФК-2).

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 12 ч, практические занятия – 24 ч, лабораторные занятия – 12 ч, самостоятельная работа – 96 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Кристаллы и кристаллиты, кластеры. Объекты нанометрового масштаба и пониженной размерности. Размерные эффекты. Термодинамика поверхности. Неравновесная термодинамика. Процессы на поверхности. Поверхностная энергия и ее анизотропия. Термодинамическая и квантово-статистическая модели кластеров. Оболочечная и структурная модели. Поверхностные фазы в субмонослойных системах адсорбат-подложка. Состав поверхностных фаз. Адсорбция. Поверхностная диффузия. Механизмы роста на поверхности. Сурфактанты и интерфактанты. Термодинамика наноматериалов. Основные структурные параметры наночастиц и их физико-химические свойства и характеристики. Их классификация по размерам и мерности. Теплоемкость и др. термодинамические характеристики наночастиц; изменение их химических свойств. Структурные особенности твердотельных наноструктур. Пути стабилизации их физико-химических характеристик. Технологические особенности получения наночастиц различных размеров и формы: нанокластеры и наноструктуры. Области применения наноматериалов и нанокомпозитов.

В результате изучения дисциплины магистрант должен:

знать:

- фундаментальные разделы физической химии, химии высокомолекулярных веществ, супрамолекулярной химии, их законы и методы;

- термодинамику поверхности и границ раздела;

- физическую сущность процессов, протекающих при нанесении, удалении и модифицировании вещества на микро- и наноуровне;

- основные классы современных наноматериалов, их свойства и области применения;

- принципы выбора наноматериалов, основные технологические процессы производства и обработки, особенности этапов жизненного цикла материалов и изделий из них;

- фундаментальные основы процессов синтеза, анализа и функционирования наноматериалов и наносистем;

- технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок в области микро и нанотехнологии;

- основное используемое оборудование, принципы его работы и особенности эксплуатации.

уметь:

- осуществлять постановку целей и задач работы при выполнении научных исследований и организации опытно-промышленного производствах наноматериалов и наносистем, а также изделий на их основе;

- выбирать наноматериалы и для заданных условий эксплуатации с учетом требований технологичности, экономичности, надежности и долговечности изделий;

- прогнозировать на основе информационного поиска конкурентную способность материалов и технологий;

- применять справочный аппарат по выбору требуемых наноматериалов, наносистем, технологий получения наноматериалов, наносистем изделий на их основе, методов нанодиагностики для решения конкретных задач;

владеть:

- математическим аппаратом и навыками использования современных подходов и методов физикиохимии к описанию, анализу, теоретическому и экспериментальному исследованию и моделированию наносистем;

- методами планирования и проведения экспериментального исследования параметров и характеристик нанообъектов, наноматериалов и наносистем и изделий на их основе;

- владеть практическими навыками работы на оборудовании, используемом в микроэлектронном производстве.

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: лекции, практические занятия, лабораторные работы, промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, подготовка к практическим и лабораторным занятиям.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.Ф.1 "Компьютерные и информационные технологии в науке и образовании"

Общая180 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: является подготовить выпускника-магистра, способного осуществлять деятельность, требующую углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе преподавательскую работу в высшей школе, обладающего глубокими теоретическими знаниями и практическими навыками, касающимися современных компьютерных технологий, используемых в научной и педагогической деятельности, способного применять эти знания и навыки в рамках дальнейшей практической деятельности.

Задачей изучения дисциплины является: формирование у студентов следующих профессиональные компетенций ОК 1, ОК 11, ПК 4, ПК 5, ПК 8.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 34, практические занятия – 34, самостоятельное изучение теоретичесого курса – 179.

Основные дидактические единицы (разделы):

Введение в курс «Компьютерные технологии в науке и образовании». Основы пользования всемирной сетью Интернет. Компьютерные технологии на этапе моделирования объектов и процессов. Компьютерные технологии на этапе обработки данных и подготовки документов. Использование мультимедийных средств в обучении.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

-основные принципы работы компьютеров и их сетей.

-основные приемы использования баз данных литературы и химической информации.

-основные приемы использования систем подготовки электронных документов, в т.ч. к публикации научных результатов в рецензируемых изданиях.

-виды мультимедийных средств обучения и основные приѐмы их использования; понятие, виды и принципы функционирования систем электронного образования.

уметь:

-осуществлять поиск необходимой информации в сети Интернет, в т.ч. с использованием справочных и иных баз данных, электронных энциклопедий.

-проводить моделирование структуры и физических свойств соединений с помощью компьютерных программ расчетов электронной структуры.

-готовить к публикации тексты научных документах в различных системах подготовки документов.

-определять необходимость применения мультимедийных средств обучения, создавать мультимедийный контент для использования в образовательной деятельности.

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, самостоятельное изучение теоретического курса.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.Ф.2 "Материаловедение и технологии современных и перспективных материалов"

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.Ф.3 "Деловой иностранный язык"

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.В.1 "Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ поликристаллов"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 зачетных единиц (216 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: изучение физических основ, современного программного обеспечения и приложений методов рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа поликристаллов и нанокристаллов.

Задачей изучения дисциплины является:

- выработка навыков правильного выбора методов исследования фазового состава и кристаллической структуры поликристаллических и нанокристаллических объектов и решения прикладных задач с использованием компьютерных программ и баз дифракционных и структурных данных;

- формирование компетенций:

общекультурных: ОК-1, ОК-4.

профессиональных: ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-8.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 18 ч, практические занятия – 18 ч, лабораторные занятия – 18 ч, самостоятельная работа – 126 ч.

Основные дидактические единицы (разделы): Теоретические основы кристаллографии и дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Методы рентгенофазового анализа многофазных поликристаллических материалов. Методы рентгеноструктурного анализа поликристаллов. Рентгеновские методы анализа нанокристаллов.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

- основные закономерности строения и симметрии кристаллов;

- физическую природу рентгеновских лучей и основы кинематической теории дифракции;

- основные методы качественного и количественного рентгенофазового анализа;

- основные методы рентгеноструктурного анализа поликристаллов: индицирования, поиска структурной модели в прямом пространстве, уточнения структуры по методу Ритвельда;

- классификацию и основные методы рентгеноструктурного анализа нанокристаллов.

уметь:

- регистрировать и обрабатывать полнопрофильные дифракционные спектры, измеренные на порошковых рентгеновских дифрактометрах;

- правильно выбирать и использовать методы анализа фазового состава и кристаллической структуры для исследования поликристаллических и нанокристаллических объектов;

- применять методы рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа для решения прикладных задач материаловедения и материального производства.

владеть:

- комплексом современных компьютерных программ основных методов рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа;

- методами поиска информации в базах дифракционных и структурных данных.

Виды учебной работы:

лекции, лабораторные практикумы, самостоятельная работа.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.В.2 "Спектроскопические методы анализа"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 10 зачетных единиц (360 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: подготовка студентов со специализированными знаниями в области современных спектроскопических методов анализа, владеющими общими вопросами аналитической химии, включая пробоподготовку, выполнение определения и способы извлечения информации из аналитического сигнала.

Задачей изучения дисциплины является: - определение роли и места спектроскопических методов в общем арсенале методов аналитической химии; - развитие навыков правильного выбора конкретного спектроскопического метода для решения поставленной задачи, исходя из природы объекта анализа, перечня определяемых компонентов; - развитие представления о современном состоянии и тенденциях развития спектроскопических методов.

- формирование следующих компетенций:

общекультурных: ОК-1, ОК-2 , ОК-4;

профессиональных: ПК-3, ПК-7.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 18 ч, лабораторные занятия – 36 ч, практические занятия – 36 ч, самостоятельная работа 234 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Основные понятия. Электромагнитный спектр. Энергетическая характеристика участков электромагнитного спектра, используемых в методах анализа. Параметры, характеризующие электромагнитное излучение: длина волны, частота, волновое число. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Происхождение спектров излучения и поглощения. Факторы, влияющие на форму и положение спектров поглощения и излучения. Факторы, влияющие на атомные спектральные линии. Температура. Давление. Электрические и магнитные поля (эффекты Штарка и Зеемана) и их использование в анализе.

Атомно-эмиссионный анализ. Сущность метода и его аналитические характеристики. Пламя как источник возбуждения. Структура, состав, температура пламен различных типов. Способ введения анализируемых проб в пламя. Горелки и распылители. Процессы и реакции, протекающие в пламени при введении исследуемого вещества. Дуговой и искровой разряды как источники атомизации и возбуждения. Температура образующейся плазмы. Состояние веществ и химические реакции в источниках атомизации. Способы введения анализируемых проб, находящихся в различных агрегатных состояниях. Применение лазеров и индуктивно-связанной плазмы. Лазерный микрозонд. Факторы, влияющие на степень атомизации и интенсивность излучения атомов. Связь между интенсивностью излучения и концентрацией элементов в растворе.

Атомно-абсорбционный анализ. Источники излучения: лампы с полым катодом, источники сплошного спектра. Способы получения поглощающего слоя атомов: пламена, непламенные атомизаторы. Аппаратура и техника атомно-абсорбционных измерений.

Атомно-флуоресцентный анализ. Сущность метода. Атомизаторы: пламена, печи. Источники возбуждения: источники линейчатого спектра, источники сплошного спектра. Импульсные лазеры на красителях с перестраиваемой частотой. Аппаратура для атомно-флуоресцентной спектроскопии.

Фотометрический анализ. Связь между строением соединения и его спектром поглощения. Типы фотометрируемых систем. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Коэффициент молярного поглощения. Отклонения от закона БЛБ и их причины. Понятие об истинном и кажущемся молярном коэффициенте поглощения.

Люминесцентный анализ. Различные виды люминесценции и их классификации. Основные закономерности молекулярной люминесценции: закон Стокса-Ломмеля, правило зеркальной симметрии (правило Левшина), закон Вавилова. Выход люминесценции. Различные виды тушения люминесценции. Аппаратура и ее устройство. Спектрофлуориметры и спектрофосфориметры.

Аппаратура, используемая в молекулярно-спектроскопических методах анализа. Источники света. Типы монохроматоров и их характеристики. Приемники излучения. Кюветные отделения. Сравнительная характеристика используемой аппаратуры для определения следов элементов с точки зрения достигаемой чувствительности.

Сравнительные характеристики спектроскопических методов определения следов элементов. Общие принципы и различия методов в природе определяемых элементов, используемом аппаратурном оформлении, достигаемым метрологическим характеристикам.

Современное развитие спектроскопических методов анализа. Атомно-ионизационная спектроскопия, фотоакустическая спектроскопия, калориметрические спектроскопические методы (термолинзовая спектроскопия и др.)

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: роль и место спектроскопических методов в арсенале всех методов аналитической химии, физические принципы, положенные в основу каждого спектроскопического метода, принципы устройства и функционирования современных спектроскопических приборов, влияние аппаратурной функции прибора на получаемые метрологические характеристики.

уметь: правильно выбрать конкретный спектроскопический метод для решения поставленной задачи, включая использование методов пробоподготовки.

владеть: навыками работы на приборах, включая способы подготовки проб для проведения определений, современными тенденциями развития спектроскопических методов, направленными на снижение пределов обнаружения элементов, селективности и экспрессности их определения.

Виды учебной работы: лекционные занятия, практические занятия, лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов, в том числе, изучение теоретического материала, подготовка к практическим и лабораторным занятиям, подготовка к промежуточному контролю знаний.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.ДВ.1. 1 "Электронная микроскопия"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: изучение физических основ, современного программного обеспечения и приложений методов электронной микроскопии.

Задачей изучения дисциплины является:

выработка навыков выбора и использования методов электронной микроскопии для исследования материалов, а также формирование у студентов следующих компетенций:

- общекультурных: ОК 7;

- профессиональных: ПК 1, ПК 4, ПК 7, ПК 8, ПК 12, ПК 14.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции – 18 ч, практические занятия – 18 ч, лабораторные практикумы – 18 ч, самостоятельное изучение теоретического курса – 54 ч.

Основные дидактические единицы (разделы): Растровая электронная микроскопия. Микрорентгеноспектральный анализ. Просвечивающая электронная микроскопия. Электронография и дифракционная электронная микроскопия.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

основы физики процессов, протекающих в твердом теле при взаимодействии электронов с веществом;
устройство и режимы работы электронного микроскопа;
физические основы методов электронной микроскопии;
законы формирования контраста в электронных микроскопах;
принципы микрорентгеноспектрального анализа состава материалов;
особенности метода дифракции электронов, его отличия от других

дифракционных методов физики твердого тела;

основные типы современного электронно-микроскопического оборудования.

уметь:

анализировать стандартные электронно-микроскопические изображения объектов;
идентифицировать на изображениях основные виды нарушений кристаллического строения кристаллов;
расшифровывать точечные электронограммы наиболее симметричных кристаллов.

владеть:

основными методами исследований и программным обеспечением, используемыми в электронной микроскопии, для решения несложных задач;
приемами приготовления образцов для растрового и просвечивающего электронного микроскопа;

Виды учебной работы:

Аудиторные занятия: лекции, практические занятия, лабораторные работы, промежуточный контроль. Самостоятельная работа: изучение теоретического курса, подготовка к практическим занятиям, решение учебных задач, подготовка к выполнению и защите лабораторных работ.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.ДВ.1. 2 "Термические методы анализа"

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.ДВ.2. 1 "Хроматографические методы анализа"

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 часов).

Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания курса является приобретение углубленных знаний по методам разделения и концентрирования и их использования в хроматографии.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:

общекультурных: ОК-1, ОК-2 , ОК-4;

профессиональных: ПК-3, ПК-7.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 18 ч., практика 18 ч., самостоятельная работа – 72 ч.

Основные дидактические единицы (разделы):

Основные понятия. Теория равновесной хроматографии. Граничные условия применимости. Размывание хроматографических пиков и их разрешение. Уравнение Ван-Деемтера. Общие подходы к оптимизации процесса хроматографического разделения веществ. Классификация хроматографических методов по способу их осуществления и по механизму. Ионообменная хроматография. Сущность метода. Иониты. Ионообменное равновесие. Применение ионообменной хроматографии. Абсорбционная хроматография. Тонкослойная хроматография. Сущность метода ТСХ. Распределительная хроматография. Бумажная хроматография. Ситовая и гель-хроматография. Газовая хроматография. Сущность метода. Понятие о теории метода. Параметры удерживания, параметры разделения. Практика метода, особенности проведения хроматографирования. Методы количественной обработки хроматограмм. Жидкостная хроматография: высокоэффективная жидкостная хроматография. Сущность метода. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии в материаловедении. Принципы устройства и оборудование для хроматографии.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- основные методы разделения сложных по составу многокомпонентных смесей;

- роль и место хроматографии в арсенале всех методов аналитической химии;

- основные теоретические аспекты хроматографии, устанавливающие закономерности движения и размытия хроматографических зон;

- конструктивные особенности хроматографических приборов для аналитических и препаративных целей;

- лабораторные, промышленные, целевые и универсальные хроматографы. Основные характеристики некоторых зарубежных и отечественных хроматографов. Системы автоматизации анализа.

уметь:

- проводить аналитический эксперимент на современных хроматографах;

- оценивать влияние аппаратурной функции прибора на получаемые метрологические характеристики;

- примененять микроЭВМ и компьютеры для управления работой хроматографической аппаратуры и обработки хроматографической информации.

владеть:

- навыками подготовки проб для проведения определений, современными тенденциями развития хроматографии, направленными на снижение пределов обнаружения элементов, селективности и экспрессности их определения

- приемами статистической обработки результатов анализа; их применения для анализа конкретных практических объектов.

- навыками очистки технических продуктов, доведения этих продуктов до заданной степени химической чистоты, получения чистых химических реактивов;

- приемами проверки веществ на однородность, на чистоту, т.е. идентификации вещества, доказательства того, что оно соответствует данной химической формуле;

- методами контроля различных производств методами хроматографии.

Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия, коллоквиумы, самостоятельная работа студентов, в том числе, изучение теоретического материала, подготовка к практическим занятиям, подготовка к промежуточному контролю знаний.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация рабочей программы дисциплины

М.2.ДВ.2. 2 "Современные методы физико-химического анализа"

Blog

Аннотация рабочей программы дисциплины м ф. 1 "Философские проблемы науки и техники" Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 час)

Содержание