Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Inżynieria bioprocesowa
Sylabus przedmiotu Metody numeryczne i programowanie:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Metody numeryczne i programowanie | ||
| Specjalność | Informatyka procesowa | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Bogdan Ambrożek <Bogdan.Ambrozek@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka |
| W-2 | Informatyka i programowanie |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Ukształtowanie umiejętności programowania w językach FORTRAN 77 i Fortran 95 |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności stosowania metod numerycznych do rozwiazywania problemów inżynierii chemicznej i procesowej |
| C-3 | Ukształtowanie umiejetności stosowania bibliotek NAG, IMSL i CXML do opracowania programów w języku FORTRAN 77 i Fortran 90 |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Opracowanie programów w języku Fortran 95, realizujących wybrane metody numeryczne | 18 |
| T-L-2 | Wykonywanie obliczeń numerycznych z użyciem bibliotek NAG, IMSL, CXML | 6 |
| T-L-3 | Rozwiązywanie wybranych problemów obliczeniowych inżynierii chemicznej | 6 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Programowanie wjęzyku FORTRAN 77 oraz Fortran 90 i 95 | 8 |
| T-W-2 | Biblioteki NAG, IMSL, CXML | 2 |
| T-W-3 | Błędy obliczeń numerycznych, uwarunkowanie zadania i stabilność algorytmów | 2 |
| T-W-4 | Równania i układy równań nieliniowych | 2 |
| T-W-5 | Układy równań liniowych | 2 |
| T-W-6 | Metody różnicowe, interpolocja i ekstrapolacja | 2 |
| T-W-7 | Całkowanie i różniczkowanie numeryczne | 2 |
| T-W-8 | Wartości własne i wektory własne macierzy | 2 |
| T-W-9 | Równania i układy równań różniczkowych zwyczajnych | 2 |
| T-W-10 | Równania i układy równań różniczkowych cząstkowych | 4 |
| T-W-11 | Zagadnienia regresji liniowej i nieliniowej | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Opracowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych | 15 |
| A-L-3 | Przygotowania do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych | 15 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Studiowanie zalecanej literatury | 12 |
| A-W-3 | Przygotowania do egzaminu | 10 |
| A-W-4 | Konsultacje | 4 |
| A-W-5 | Egzamin | 4 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające - wykład informacyjny |
| M-2 | Metody programowane - z użyciem komputera |
| M-3 | Metody praktyczne - ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Pisemne kolokwium przed ćwiczeniami laboratoryjnymi |
| S-2 | Ocena formująca: Identyfikacja braków w wiedzy i umiejętnościach na podstawie sprawozdań z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie wszystkich sprawozdań |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Egzamin ustny |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C01-04_W01 Student ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu procesów inżynierii chemicznej i procesowej z użyciem metod numerycznych. | ICHP_2A_W01 | T2A_W01 | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-11, T-W-10, T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-2, M-3, M-1 | S-1, S-2, S-3, S-5, S-4 |
| ICHP_2A_C01-04_W04 Student ma rozszerzoną, pogłębioną i szczegółową wiedzę z zakresu wszechstronnej analizy modeli matematycznych dotyczącą operacji i procesów inżynierii chemicznej przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań inżynierskich z użyciem metod numerycznych. | ICHP_2A_W04 | T2A_W01, T2A_W02 | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-11, T-W-10, T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-2, M-3, M-1 | S-1, S-2, S-3, S-5, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C01-04_U08 Student potrafi planować i przeprowadzać symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. | ICHP_2A_U08 | T2A_U08 | InzA2_U01 | C-2 | T-W-2, T-W-1, T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-2, M-3, M-1 | S-1, S-2, S-3, S-5, S-4 |
| ICHP_2A_C01-04_U09 Student potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody numeryczne. | ICHP_2A_U09 | T2A_U09 | InzA2_U02 | C-1, C-2 | T-W-1, T-L-2, T-L-3 | M-2, M-3, M-1 | S-2, S-5, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C01-04_K04 Student potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania związanego z zastosowanie metod numerycznych do rozwiązywania problemów inżynierii chemicznej. | ICHP_2A_K04 | T2A_K04 | — | C-2 | T-W-2, T-W-1, T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
| ICHP_2A_C01-04_K06 Student potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i innowacyjny przy rozwiązywaniu problemów obliczeniowych inżynierii chemicznej. | ICHP_2A_K06 | T2A_K06 | InzA2_K02 | C-1, C-2, C-3 | T-W-2, T-W-1, T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C01-04_W01 Student ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu procesów inżynierii chemicznej i procesowej z użyciem metod numerycznych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student ma podstawową wiedzę z zakresu zaawansowanych metod matematycznych i numerycznych przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu procesów inżynierii chemicznej i procesowej. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ICHP_2A_C01-04_W04 Student ma rozszerzoną, pogłębioną i szczegółową wiedzę z zakresu wszechstronnej analizy modeli matematycznych dotyczącą operacji i procesów inżynierii chemicznej przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań inżynierskich z użyciem metod numerycznych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student ma podstawową wiedzę z zakresu wszechstronnej analizy modeli matematycznych dotyczącą operacji i procesów inżynierii chemicznej przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań inżynierskich z użyciem metod numerycznych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C01-04_U08 Student potrafi planować i przeprowadzać symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. | 2,0 | |
| 3,0 | Student w podstawowym zakresie potrafi planować i przeprowadzać symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ICHP_2A_C01-04_U09 Student potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody numeryczne. | 2,0 | |
| 3,0 | Student w podstawowym zakresie potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody numeryczne. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C01-04_K04 Student potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania związanego z zastosowanie metod numerycznych do rozwiązywania problemów inżynierii chemicznej. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi w stopniu podstawowym określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania związanego z zastosowanie metod numerycznych do rozwiązywania problemów inżynierii chemicznej. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ICHP_2A_C01-04_K06 Student potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i innowacyjny przy rozwiązywaniu problemów obliczeniowych inżynierii chemicznej. | 2,0 | |
| 3,0 | Student w stopniu podstawowym potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i innowacyjny przy rozwiązywaniu problemów obliczeniowych inżynierii chemicznej. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Chapra S.C., Canale R.P., Numerical Methods for Engineers, McGraw-Hill, Boston, 1998
- Rao S.S., Applied Numerical Methods for Engineers and Scientists, Prentice Hall, New Jersey, 2002
- Cutlib M.B., Shacham M., Problem Solving in Chemical Engineering with Numerical Methods, Prentice Hall, New Jersey, 2009
- Nyhoff L., Leestma S., Introduction to FORTRAN 90, Prentice Hall, New Jersey, 1999
- Piechna J.R., Programowanie w języku Fortran 90 i 95, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000
Literatura dodatkowa
- Hanna O.T., Sandall O.C., Computational Methods In Chemical Engineering, Prentice Hall, New Jersey, 1995
- Constantinides A., Mostoufi N., Numerical Methods for Chemical Engineers with Matlab Applications, Prentice Hall, New Jersey, 1999