«Экспертиза соответствия состояния ресурсного обеспечения реализации основной профессиональной образовательной программы Требованиям стандарта среднего профессионального образования»

Вид материалаАнкета

Содержание


Приложение б
I. Пояснительная записка
Цель дисциплины
Задачами дисциплины
Знания, умения и профессиональные компетенции, получаемые после освоения дисциплины
II. Тематический план
III. Содержание дисциплины
IV. Практические занятия
Практические занятия
Методические указания по изучению дисциплины.
Министерство образования и науки российской федерации
I. Пояснительная записка
Целью курса
Список сокращений
Ii. тематический план
Iii. содержание курса
Особенности свойств наноструктур
Применение наноструктур для созданияэлементов приборных устройств
Основные теоретические положения о методах микроскопии
Сканирующая туннельная микроскопия
...
Полное содержание
Подобный материал:
  1   2   3   4   5

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Анкета

«Экспертиза соответствия состояния ресурсного обеспечения реализации основной профессиональной образовательной программы Требованиям стандарта среднего профессионального образования»


Уважаемый коллега! В настоящее время идет процесс апробации разработанных сетевых образовательных программ в рамках межрегионального отраслевого ресурсного центра. Большое значение для его успешной апробации имеют Требования к условиям и ресурсному обеспечению реализации основной профессиональной образовательной программы как интегральное описание совокупности условий, необходимых и рекомендуемых для обеспечения образовательного процесса, направленного на достижение планируемых результатов образования.

Вам, как опытному специалисту, посредством данной анкеты, предлагается дать оценку соответствия состояния ресурсного обеспечения. Для этого необходимо обвести кружком соответствующую цифру по каждому ресурсу и по каждому учебному заведению.

Оценка соответствия осуществляется на основе разработанной авторами процедуры оценки на уровне ОУ по шкале: 5 баллов – наиболее полное соответствие, 4 – достаточно полное, 3 – неполное (в основном), 2 – неудовлетворительное (соответствие отсутствует). Заранее спасибо!


Перечень колледжей, отобранных с целью оценки их

ресурсного обеспечения

Кадровые ресурсы

Материально-технические

ресурсы

Информационно-методические

ресурсы

1. …

5 4 3 2

5 4 3 2

5 4 3 2

2. … (и т.д.)

5 4 3 2

5 4 3 2

5 4 3 2

10. …

5 4 3 2

5 4 3 2

5 4 3 2

Итого (среднее значение по каждому виду ресурсов)












ПРИЛОЖЕНИЕ Б


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Красногорский государственный колледж











Государственный контракт от 29.08. 2011 г. № 12.Р20.11.0006


ПРОГРАММА



по направлению

«Системы автоматизированного проектирования»


для подготовки специалистов технической направленности в рамках стратегических и приоритетных отраслей развития промышленности, использующих ресурсы сети образовательных учреждений на базе ресурсного центра


В рамках Федеральной целевой программы развития образования на 2011-2015 годы

по открытому конкурсу №04.01-002-П-Ф-33

на выполнение работ по проекту


«Модернизация системы начального профессионального и среднего профессионального образования для подготовки специалистов в области наноиндустрии на базе отраслевого межрегионального ресурсного центра»


Москва 2011


СОГЛАСОВАНО

Заместитель начальника отдела по работе с персоналом – директор международного центра «ЗЕНИТ-РЕСУРС»

_____________М.В.Лукьянцева




УТВЕРЖДАЮ

Директор

ФГОУ СПО «Красногорский государственный колледж»

доктор педагогических наук, кандидат экономических наук, профессор

Заслуженный учитель РФ

___________________ В.М. Демин

«____» _________________ 2011 г.



СОГЛАСОВАНО

Заведующий кафедрой проектирования и технологии производства электронной аппаратуры

Член-корр. РАН, профессор, доктор технических наук

______________ Шахнов В.А.








Разработчики:

Заведующая учебной частью ФГОУ СПО «Красногорский государственный колледж» Попович Е.М.

Заведующая отделением программирования ФГОУ СПО «Красногорский государственный колледж», кандидат педагогических наук Трегубова Е.С.

Рецензенты:

Начальник отдела оптическо-технологического – главный оптик, доктор технических наук, Сенник Б.Н.

Начальник отдела систем автоматизированного проектирования технологической подготовки производства, Бирюков Ф.А.


Введение

Дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности» охватывает основные вопросы систем автоматизированного проектирования (САПР) современных микроэлектромеханических систем (МЭМС) и наноэлектромеханических систем (НЭМС).

Методы проектирования систем, базирующихся на использовании электрических и механических компонентов, изготовленных по технологиям, совместимым с технологией производства интегральных схем, существенно отличаются от ранее применявшихся методов проектирования электромеханических систем. В основе рассматриваемых в данном методическом пособии маршрутов проектирования МЭМС и НЭМС лежит междисциплинарный подход, позволяющий учесть разнообразные физические взаимодействия между разными областями системы: электрической, механической, тепловой и др. В связи со сложностью междисциплинарного моделирования проектирование МЭМС и НЭМС невозможно без использования мощных вычислительных комплексов и сложнейших систем автоматизации проектирования (САПР). Усложнение разрабатываемых устройств приводит к тому, что подготовка специалистов по наноинженерии должна включать такую важную составляющую формирования базового набора компетенций специалиста, предусмотренных программами подготовки и переподготовки специалистов для нужд наноинженерии, как широкая теоретическая база и наличие практических навыков использования современных средств автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Методологически дисциплина строится на основе оптимального соотношения теоретических и прикладных вопросов с обязательным участием студентов в самостоятельном исследовании оригинальных частных задач проектирования МЭМС и НЭМС.

Важной проблемой в наноинженерии является выбор моделей, адекватно отражающих поведение микро- и наноразмерных элементов на различных уровнях проектирования наносистем. При выборе проектного решения необходимо также учитывать влияние технологического процесса и различных дестабилизирующих факторов. В связи с этим для реализации сложных маршрутов проектирования МЭМС и НЭМС применяются интегрированные САПР, позволяющие выполнить моделирование и оценку различных проектных решений на различных уровнях проектирования.

При подготовке материалов была использована литература, перечисленная в списке использованных источников [1–23], проанализированы разнообразные источники в сети Интернет. Полученная информация была систематизирована и обобщена для решения указанного выше комплекса задач. Все копирайты, торговые марки и логотипы, приведенные в методических указаниях, принадлежат их собственникам.

Дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности» разработана на уровне мировых стандартов с учетом аналогичных курсов, читаемых в университетах США и Европы. При разработке курсов использованы материалы, предоставленные НИИСИ РАН, ИРЭ РАН, РНЦ «Курчатовский институт», ФТИАН РАН и другими предприятиями ННС.

I. Пояснительная записка


Программа для подготовки специалистов технической направленности в рамках стратегических и приоритетных отраслей развития промышленности, использующих ресурсы сети образовательных учреждений на базе ресурсного центра по направлению «Система автоматизированного проектирования наносистем» предназначена для реализации требований к минимуму содержания и уровню подготовки специалистов, имеющих среднее профессиональное образование. Программа подготовки предусматривает модульную систему обучения и, в зависимости от начальных знаний и поставленных перед специалистом задач, можно выбрать наиболее оптимальные – базовое (nanoCad механика), расширенное (nanoCad СПДС, ОПС) и узкоспециализированное (nanoCad стройплощадка) направление обучения.

Цель дисциплины: получение студентами знаний о методах автоматизированного проектирования микроэлектромеханических систем (МЭМС) и наноэлектромеханических систем (НЭМС) различного уровня иерархии.

Задачами дисциплины является изучение:

- моделирования элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода;

- моделирования МЭМС и НЭМС на компонентном
уровне;

- автоматизированного проектирования элементов МЭМС
и НЭМС на основе междисциплинарного подхода;

- автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентом уровне;

- программного обеспечения автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Знания, умения и профессиональные компетенции, получаемые после освоения дисциплины

- знание теоретических основ методов и средств формализованного описания МЭМС и НЭМС для автоматизированного проектирования;

- теоретических основ автоматизации проектирования МЭМС и НЭМС;

- особенности применения метода конечных элементов для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС;

- теоретических основ проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне.

- умение разрабатывать формальные процедуры решения задач автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС;

- способность моделировать элементы МЭМС и НЭМС адекватно протекающим в них тепловым, механическим, электромагнитным и другим физическим процессам;

- умение разрабатывать: а) схемы алгоритмов и б) программы решения на ЭВМ частных задач проектирования элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода и проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне;

- применение программного обеспечения систем автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС при решении задач проектирования МЭМС и НЭМС.

- готовность использования современных методов и средств автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС;

- стремление к разработке математических моделей элементов МЭМС
и НЭМС с использованием средств ВТ;

- умение решать на ЭВМ частных задач проектирования элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода и проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне;

- самостоятельно применять интегрированные маршруты автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.


II. Тематический план




Раздел

Лекции

Практические занятия

Литература

1

Методология проектирования МЭМС
и НЭМС

1

2

[1, 2, 5, 8, 11]

2

Общие сведения об автоматизированном проектировании МЭМС и НЭМС

2

2

[1, 2, 7]

3

Автоматизированное проектирование элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода

14

21

[1, 2, 4, 6, 9]

4

Автоматизированное проектирование МЭМС и НЭМС на компонентном
и системном уровнях

6

6

[1–3, 9]

5

Интегрированные пакеты автоматизированного проектирования МЭМС
и НЭМС

11

5

[1, 2, 9, 10]

6

Особенности маршрутов проектирования для повышения надежности МЭМС и НЭМС

2



[1, 2]




Итого

36

36





III. Содержание дисциплины

1.Методология проектирования МЭМС и НЭМС.

Особенности проектирования МЭМС и НЭМС. Состояние проблемы. Терминология, понятия и определения. Методология разработки МЭМС и НЭМС. Основные этапы разработки МЭМС и НЭМС. Роль методов автоматизированного проектирования в совершенствовании конструкций и технологии производства МЭМС и НЭМС.

2. Общие сведения об автоматизированном проектировании МЭМС и НЭМС.

Особенности автоматизированного проектирования МЭМС
и НЭМС, маршруты проектирования МЭМС и НЭМС, принципы их построения. Уровни абстрагирования и аспекты описания проектируемых объектов МЭМС и НЭМС. Операции, процедуры и этапы проектирования МЭМС и НЭМС. Классификация параметров проектируемых объектов МЭМС и НЭМС. Классификация проектных процедур МЭМС и НЭМС. Формализация процедуры синтеза МЭМС и НЭМС. Формализация процедуры анализа МЭМС и НЭМС. Одновариантный и многовариантный анализ МЭМС и НЭМС.

3. Автоматизированное проектирование элементов МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода.

3.1. Общие сведения об автоматизированном проектировании МЭМС и НЭМС на основе междисциплинарного подхода.

Основные принципы междисциплинарного расчета элементов МЭМС и НЭМС.

Численное решение математических моделей элементов МЭМС и НЭМС. Дискретизация уравнений и граничных условий. Особенности МКЭ, МКР, МГЭ для моделирования МЭМС и НЭМС, явные и неявные формулы разностного дифференцирования математических моделей МЭМС и НЭМС.

3.2. Общие сведения о возможностях программного комплекса ANSYS для моделирования элементов МЭМС и НЭМС.

Общие сведения о программном комплексе ANSYS. Возможности пакета ANSYS/ED для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС. Виды анализа элементов МЭМС и НЭМС в программном комплексе ANSYS/ED. Виды конечных элементов в библиотеке конечных элементов в ANSYS.

3.3. Обзор алгоритмов решения уравнений в частных производных, используемые в программном комплексе ANSYS. Алгоритмы решения уравнений в частных производных, используемые в программном комплексе ANSYS. Сравнительная характеристика алгоритмов решения уравнений в частных производных, используемые в программном комплексе ANSYS.

3.4. Применение программного комплекса ANSYS для анализа отдельных подсистем МЭМС и НЭМС.

Применение программного комплекса ANSYS для статического, гармонического и модального анализа элементов МЭМС и НЭМС. Применение программного комплекса ANSYS для теплового анализа элементов. Применение программного комплекса ANSYS для электромагнитного анализа элементов МЭМС и НЭМС.

3.5. Применение программного комплекса ANSYS для междисциплинарного анализа МЭМС и НЭМС.

Основные принципы междисциплинарного расчета элементов МЭМС и НЭМС в программном комплексе ANSYS. Прямой метод междисциплинарного анализа в программном комплексе ANSYS. Последовательный метод междисциплинарного анализа в программном комплексе ANSYS. Метод макромоделей для междисциплинарного анализа в программном комплексе ANSYS. Метод электромеханических аналогий для междисциплинарного анализа в программном комплексе ANSYS.

3.6. Общие сведения о программном комплексе COMSOL для моделирования элементов МЭМС и НЭМС. Общие сведения о пакете COMSOL. Возможности пакета COMSOL для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС. Виды анализа элементов МЭМС и НЭМС в программном комплексе COMSOL. Основные принципы междисциплинарного расчета элементов МЭМС и НЭМС в программном комплексе COMSOL.

4. Автоматизированное проектирование МЭМС и НЭМС на компонентном и системном уровнях. Два основных подхода к проектированию МЭМС и НЭМС на компонентном уровне: проектирование «сверху–вниз» и проектирование «снизу–вверх», преимущества и недостатки каждого из подходов. Поведенческие модели МЭМС и НЭМС. Дифференциальные модели МЭМС и НЭМС. Пакет программ MatLab/Simulink и его применения для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне. Модуль SUGAR как среда проектирования МЭМС и НЭМС на основе дифференциальных моделей.

5. Интегрированные пакеты автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

5.1. Интегрированный пакет автоматизированного проектирования CoventorWare. Интегрированный пакет программ CoventorWare. Основные
и дополнительные программы пакета.

5.2. Интегрированный пакет автоматизированного проектирования MEMSPro. Интегрированный пакет программ MEMSPro. Возможности пакета MEMSPro для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

5.3. Интегрированный пакет автоматизированного проектирования IntelliSense. Интегрированный пакет программ IntelliSense. Основные и дополнительные программы пакета.

5.4. Специальные маршруты проектирования МЭМС
и НЭМС. Возможности интеграции различных пакетов автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС в одном маршруте проектирования.

6. Особенности маршрутов проектирования для повышения надежности МЭМС и НЭМС. Модифицированные циклы проектирования для повышения надежности МЭМС и НЭМС. Влияние дестабилизирующих факторов на надежность МЭМС и НЭМС. Статистический анализ надежности МЭМС и НЭМС.


IV. Практические занятия

№ п/п

Тема

Объем, ч

Литература

1

Общие сведения о проектировании МЭМС
и НЭМС

2

[1, 2, 5, 8, 11]

2

Общие сведения об автоматизированном
проектировании МЭМС и НЭМС

2

[1, 2, 7, 12]

3

Практическое применение метода конечных элементов в программном комплексе ANSYS

7

[3, 6, 9]

4

Применение программного комплекса ANSYS для гармонического и теплового анализа элементов МЭМС и НЭМС. Применение программного комплекса ANSYS для электромагнитного анализа элементов МЭМС и НЭМС

6

[3, 6, 9]


Продолжение таблицы


5

Применение программного комплекса ANSYS для моделирования элементов МЭМС и НЭМС

8




6

Применение пакета Matlab/Simulink для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне

2

[3, 9]

7

Изучение применения модуля SUGAR для автоматизированного проектирования МЭМС
и НЭМС

4

[3, 9]

8

Применение интегрированных пакетов автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС

5

[9, 10]




Итого

36





Практические занятия

1. Общие сведения о проектировании МЭМС и НЭМС.

Особенности проектирования МЭМС и НЭМС. Сравнительная характеристика материалов, используемых в МЭМС и НЭМС, их свойства. Краткая характеристика технологий производства МЭМС.

2. Общие сведения об автоматизированном проектировании МЭМС и НЭМС.

Особенности автоматизированного проектирования МЭМС
и НЭМС. Связь подсистем различной физической природы.

3. Практическое применение метода конечных элементов в программном комплексе ANSYS.

Получение первоначальных навыков работы с программным комплексом ANSYS. Решение частных задач выбора конечного элемента в библиотеке конечных элементов в пакете ANSYS. Решение частных задач создания геометрических моделей в пакете ANSYS. Решение частных задач построения конечно-элементных моделей. Решение частных задач статического и модального анализа элементов МЭМС и НЭМС.

4. Применение программного комплекса ANSYS для гармонического и теплового анализа элементов МЭМС и НЭМС. Применение программного комплекса ANSYS для электромагнитного анализа элементов МЭМС и НЭМС.

Решение частных задач гармонического и теплового анализа элементов МЭМС и НЭМС. Решение частных задач электромагнитного анализа элементов МЭМС и НЭМС.

5. Применение программного комплекса ANSYS для моделирования элементов МЭМС и НЭМС.

Решение частных задач связанного анализа элементов МЭМС
и НЭМС на основе последовательного метода. Особенности метода электромеханических аналогий. Решение частных задач связанного анализа элементов МЭМС и НЭМС на основе прямого метода. Особенности метода макромоделей.

6. Применение пакета Matlab/Simulink для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне.

Решение частных задач автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне с использованием пакета Matlab/Simulink.

7. Изучение применения модуля SUGAR для автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Решение частных задач автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС на компонентном уровне с использованием модуля SUGAR.

8. Применение интегрированных пакетов автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Особенности автоматизированного проектирования МЭМС
и НЭМС с использованием интегрированных пакетов автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Список используемых источников

1. Варадан В., Виной К., Джозе К. ВЧ МЭМС и их применение / Пер. с англ. под ред. Ю. А. Заболотной. – М. : Техносфера, 2004. – 525 с.

2. Дьяконов В. П. Mаtlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. – М. : СОЛОН-Пресс, 2005. – 575 с.

3. Каплун А. Б., Морозов Е. М., Олферьева М. А. ANSYS в руках инженера. – М. : Едиториал УРСС, 2003. – 269 с.

4. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника : сборник статей / Под ред. П. П. Мальцева. – М. : Техносфера, 2006.

5. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования : учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. – 446 с.

6. Потапов Ю. Программное обеспечение Coventor // Chip News. – 2002. – № 2. – С. 62–67.

7. Фрайден Дж. Современные датчики : справочник / Пер.
с англ. Ю. А. Заболотной; ред. пер. Е. Л. Свинцов. – М. : Техносфера, 2006. – 588 с.

8. Чигарев А. В., Кравчук А. С., Смалюк А. Ф. ANSYS для инженеров : справочное пособие. – М. : Машиностроение, 2004. –511 с.

9. Шахнов В. А., Панфилов Ю. В., Власов А. И. и др. Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. – М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. – 100 с.

10. Яшин К. Д., Лацапнёв Е. В., Осипович В. С. Системы автоматизированного проектирования МЭМС // Информационные технологии. – 2007. – № 11. – C. 22–28.

11. Яшин К. Д., Осипович В. С., Божко Т. Г. Разработка МЭМС // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 1. – С. 28–34.

12. Яшин К. Д., Осипович В. С., Божко Т. Г. Современные разработки МЭМС // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 5. – С. 57–64.


Наглядные материалы и пособия

Плакаты с изображением алгоритмов решения частных задач автоматизированного проектирования МЭМС и НЭМС.

Демонстрационные версии программного обеспечения, программное обеспечение по академической лицензии и свободно распространяемое программное обеспечение. Использование ТСО (плакаты, персональные ЭВМ).

Методические указания по изучению дисциплины.

1. Учитывая общую тенденцию современного научного познания к формализации, изучение дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности» должно организовываться как изучение системной, многовариантной проблемы, исследуемым объектам которой свойственны: а) многообразие связей элементов, отражающих объективную реальность; б) специфическая методология моделирования и проектирования; в) особый научный и практический аппарат.

2. Методологически дисциплина должна строиться на основе оптимального соотношения теоретических и прикладных вопросов с обязательным участием студентов в самостоятельном исследовании оригинальных частных задач проектирования МЭМС и НЭМС.

3. Теоретические основы должны излагаться в такой мере, чтобы показать общие принципы применения современных методов и алгоритмов проектирования МЭМС и НЭМС к решению конкретных задач профессиональной деятельности. Содержание соответствующих тем разделов должно быть направлено на усиление роли фундаментальных знаний в теоретической и практической подготовке специалистов, способствовать формированию у них фундаментальных системных знаний, развивать творческие способности.

4. Прикладные вопросы должны ориентировать студентов на решение типовых задач моделирования и проектирования МЭМС и НЭМС, выбор адекватных физическим процессам в МЭМС и НЭМС моделей, методов, алгоритмов, прикладных пакетов и технических средств, обладающих максимальной эффективностью. Поэтому во всех разделах предусмотрены темы, содержание которых связано с формированием и развитием у будущих специалистов практических навыков решения задач проектирования МЭМС и НЭМС с использованием систем автоматизированного проектирования. Прикладные вопросы дисциплины рассмотрены в каждой лекции либо в виде аналитических примеров, либо на примерах использования пакетов прикладных программ.

5. Темы дисциплины, по которым имеются доступные учебно-методические документы и учебная литература, студенты изучают самостоятельно под контролем преподавателя. Такими темами являются: 1) особенности применения метода конечных элементов для моделирования МЭМС и НЭМС; 2) технологии изготовления МЭМС.

6. В лекционной аудитории желательно использовать кинофильмы, видеофильмы и плакаты с целью формирования у студентов зрительного образа, изучаемых в курсе методов, алгоритмов и технических средств. Важно применять наглядные пособия в виде образцов объектов проектирования, технических заданий на их проектирование и схем алгоритмов проектирования МЭМС и НЭМС.

7. Кроме лекционных курсов программой предусматриваются практические занятия по основным разделам курса, которые проводятся в компьютерном классе с использованием ПЭВМ с комплектом специализированного программного обеспечения и рубежный контроль знаний студентов.


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Красногорский государственный колледж


Государственный контракт от 29.08. 2011 г. № 12.Р20.11.0006



>