Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy chemii komputerowej:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy chemii komputerowej | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Elżbieta Gabruś <Elzbieta.Gabrus@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Dorota Downarowicz <Dorota.Downarowicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawy wiedzy z zakresu chemii, termodynamiki procesowej i inzynierii chemicznej oraz technik komputerowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie podstaw wiedzy na temat chemii komputerowej i jej zastosowań w inżynierii chemicznej i procesowej |
| C-2 | Rozwijanie umiejętności posługiwania się specjalistycznym oprogramowaniem z zakresu chemii komputerowej do rozwiązywania problemów inżynierii chemicznej i procesowej |
| C-3 | Pobudzenie kreatywności przy poszukiwaniu rozwiązań problemów inżynierii chemicznej i procesowej |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Bazy danych do obliczeń chemii komputerowej; Edytory molekularne do wizualizacji struktury cząsteczek; Metody optymalizacji geometrii cząsteczek; Metody przewidywania właściwości cząsteczek oraz układów wielocząsteczkowych; Modele półempiryczne; Symulacje mechaniki i dynamiki molekularnej. | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do chemii komputerowej. Cechy charakterystyczne cząsteczek. Hiperpowierzchnia energii molekuły. Empiryczne pola siłowe. Podstawy chemii kwantowej. Metody ab initio. Metody półempiryczne. Metody oparte o teorię funkcjonału gęstości DFT. Elementy mechaniki molekularnej i dynamiki molekularnej. Metody Monte Carlo. Zastosowanie chemii komputerowej w inżynierii chemicznej i procesowej – studium przypadków. | 15 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie sprawozdań | 7 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 6 |
| A-L-4 | Konsultacje | 1 |
| A-L-5 | Zaliczenie ustne | 1 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-W-3 | Konsultacje | 3 |
| A-W-4 | Przeprowadzenie zaliczenia | 2 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca: wykład informacyjny |
| M-2 | Metoda programowana: z użyciem komputera |
| M-3 | Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładu |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena poprawności wykonania sprawozdań laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych |
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_1A_B08_W01 Student zdobywa wiedzę na temat metod chemii komputerowej przydatnych do opisu procesów inżynierii chemicznej. | ICHP_1A_W09, ICHP_1A_W10 | T1A_W03, T1A_W04 | — | C-1 | T-W-1 | M-1 | S-1 |
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_1A_B08_U01 Student potrafi dobrać odpowiednie metody chemii komputerowej do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej. | ICHP_1A_U05, ICHP_1A_U10, ICHP_1A_U16 | T1A_U01, T1A_U05, T1A_U09, T1A_U15 | InzA_U07 | C-3, C-2 | T-W-1 | M-1, M-3 | S-1 |
| ICHP_1A_B08_U02 Student potrafi posługiwać się specjalistycznymi programami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | ICHP_1A_U07, ICHP_1A_U08, ICHP_1A_U09 | T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09 | InzA_U01, InzA_U02 | C-2 | T-L-1 | M-2, M-3 | S-3, S-2 |
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_1A_B08_K01 Student staje się otwarty na zastosowanie nowoczesnych technik i narzędzi obliczeniowych do realizacji zadań z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej | ICHP_1A_K04, ICHP_1A_K06 | T1A_K04, T1A_K06 | — | C-3 | T-L-1 | M-3, M-2 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08_W01 Student zdobywa wiedzę na temat metod chemii komputerowej przydatnych do opisu procesów inżynierii chemicznej. | 2,0 | Student nie opanował wiedzy podanej na wykładzie |
| 3,0 | Student opanował podstawy wiedzy podanej na wykładzie | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, ale nie potrafi jej zinterpretować | |
| 4,0 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować | |
| 4,5 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi ją właściwie zinterpretować i znaleźć zastosowanie poznanych metod chemii komputerowej do zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 5,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi analizować przydatność poznanych metod chemii komputerowej do zagadnień inżynierii chemicznej i potrafi przeprowadzić dyskusję |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08_U01 Student potrafi dobrać odpowiednie metody chemii komputerowej do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej. | 2,0 | Student nie potrafi dobrać standardowych metod chemii komputerowej do opisu i analizy najprostszych zagadnień inżynierii chemicznej |
| 3,0 | Student potrafi dobrać standardowe metody chemii komputerowej do opisu i analizy prostych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 3,5 | Student potrafi dobrać standardowe metody chemii komputerowej do opisu i analizy bardziej złożonych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 4,0 | Student potrafi dobrać odpowiednie metody chemii komputerowej do opisu i analizy wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz potrafi uzasadnić celowość ich stosowania | |
| 4,5 | Student potrafi przedstawić koncepcje alternatywnych rozwiązań wybranych zagadnień inżynierii chemicznej opartych na różnych metodach chemii komputerowej oraz dokonać krytycznej analizy przydatności tych metod | |
| 5,0 | Student potrafi przedstawić koncepcje alternatywnych rozwiązań wybranych zagadnień inżynierii chemicznej opartych na różnych metodach chemii komputerowej oraz dokonać krytycznej analizy przydatności tych metod i ocenić ich efektywność | |
| ICHP_1A_B08_U02 Student potrafi posługiwać się specjalistycznymi programami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | 2,0 | nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0 |
| 3,0 | Student potrafi posługiwać się prostymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 3,5 | Student potrafi posługiwać się bardziej złożonymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 4,0 | Student potrafi posługiwać się złożonymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz uzasadnić celowość ich stosowania | |
| 4,5 | Student potrafi zamiennie posługiwać się różnymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz porównywać ich efektywność | |
| 5,0 | Student potrafi zamiennie posługiwać się różnymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz porównywać ich efektywność i interpretować uzyskane wyniki obliczeń |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08_K01 Student staje się otwarty na zastosowanie nowoczesnych technik i narzędzi obliczeniowych do realizacji zadań z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej | 2,0 | Student nie poszukuje rozwiązań zadanego problemu |
| 3,0 | Student wykazuje ograniczoną samodzielność przy poszukiwaniu rozwiązań zadanego problemu | |
| 3,5 | Student jest otwarty na poszukiwanie narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym znacznej pomocy | |
| 4,0 | Student jest otwarty na poszukiwanie efektywnych narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym odpowiedniego ukierunkowania | |
| 4,5 | Student jest kreatywny w poszukiwaniu właściwych narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu i wymaga przy tym tylko nieznacznej pomocy | |
| 5,0 | Student jest w pełni samodzielny i kreatywny w doborze właściwych narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu |
Literatura podstawowa
- K.Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, t.2 Fizykochemia molekularna, PWN, Warszawa, 2005
- Jensen F., Introduction to Computational Chemistry, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, England, 2007
- Rogers D. W., Computational Chemistry Using the PC, John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2003
- W. Kołos, J. Sadlej, Atom i cząsteczka, WNT, Warszawa, 1988
- A. Gołębiewski, Elementy mechaniki i chemii kwantowej, PWN, Warszawa, 1982
Literatura dodatkowa
- David C. Young, Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems., John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2001
- Leszczynski J. Shukla M.K., Practical Aspects of Computational Chemistry. Methods, Concepts and Applications, Springer Science+Business Media B.V., Heidelberg, 2009