ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2020/2021 / Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej / Nanotechnologia (S1) / Polimerowe bio- i nanomateriały / Sylabus przedmiotu - Zasady projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Nanotechnologia (S1)
specjalność: Polimerowe bio- i nanomateriały

Sylabus przedmiotu Zasady projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Nanotechnologia
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Zasady projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych
Specjalność	Nanomateriały funkcjonalne
Jednostka prowadząca	Katedra Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska
Nauczyciel odpowiedzialny	Rafal Pelka <Rafal.Pelka@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	5	15	1,0	0,46	zaliczenie
laboratoria	L	5	15	1,0	0,27	zaliczenie
projekty	P	5	15	1,0	0,27	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych i wykładów

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem przedmiotu jest zapoznanie Studentów z zagadnieniami dotyczącymi projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych.
C-2	Celem przedmiotu jest zdobycie umiejętności posługiwania się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Opanowanie prostych symulacji komputerowych na wybranych przykładach nanomateriałów.	15
		15
projekty
T-P-1	Wykonanie samodzielnego projektu z zakresu projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych	15
		15
wykłady
T-W-1	Symulacje komputerowe zmian ciecz-ciało stałe nanocząstek metali alkalicznych	2
T-W-2	Modelowanie syntezy nanokropek kwantowych	2
T-W-3	Symulacja molekularna-strukturalna charakterystyka materiałow nano- i mezoporowatych	2
T-W-4	Teoretyczne aspekty strukturalne, energetyczne i reaktywności jednościennych nanorurek węglowych	3
T-W-5	Molekularno-dynamiczne symulacje termicznej stabilności nanomateriałów węglowych	2
T-W-6	Modelowanie i symulacja nanorurek węglowych	2
T-W-7	Ab initio symulacja fotoindukowanego transferu elektronów w układzie molekuła-półprzewodnik	2
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-L-2	Przygotowanie do laboratoriów na podstawie wykładów i dostępnej literatury	5
A-L-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	6
A-L-4	Konsultacje u prowadzącego zajęcia	4
		30
projekty
A-P-1	Ucestnictwo w zajeciach	15
A-P-2	Zebranie literatury z zakresu tematyki prokektu	5
A-P-3	wykonanie indywidualnego projektu	10
		30
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Zapoznanie się z dostępną literaturą	5
A-W-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	8
A-W-4	Konsultacje u prowadzącego zajecia	2
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
M-2	Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
M-3	Przygotowanie projektu

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Ocena aktywności na zajeciach laboratoryjnych.
S-2	Ocena podsumowująca: Zaliczenie zajeć laboratoryjnych.
S-3	Ocena podsumowująca: Ocena wykonanego projektu.
S-4	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykladu

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
Nano_1A_D1-06_W01 Student ma podstawowa wiedzę na temat metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.	Nano_1A_W06, Nano_1A_W11	—	—	C-1	T-W-5, T-W-2, T-W-3, T-W-1, T-W-7, T-W-6, T-W-4	M-1	S-4

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
Nano_1A_D1-06_U01 Student potrafi posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.	Nano_1A_U07, Nano_1A_U11	—	—	C-2	T-L-1, T-P-1	M-2, M-3	S-1, S-2, S-3

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
Nano_1A_D1-06_K01 Student wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespół do skutecznego realizowania zamierzonych celów.	Nano_1A_K03, Nano_1A_K04	—	—	C-2	T-L-1, T-P-1	M-2, M-3	S-1, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
Nano_1A_D1-06_W01 Student ma podstawowa wiedzę na temat metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.	2,0	Student nie opanował lub opanował w stopniu niewystarczającym podstawowej wiedzy z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	3,0	Student opanował w 60% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	3,5	Student opanował w 70% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	4,0	Student opanował w 80% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	4,5	Student opanował w 90% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	5,0	Student w pełni opanował podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
Nano_1A_D1-06_U01 Student potrafi posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.	2,0	Student nie potrafi lub potrafi w stopniu niewystarczającym posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych
	3,0	Student potrafi w stopniu dostatecznym posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	3,5	Student potrafi w stopniu większym, niż dostateczny, posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 70 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,0	Student potrafi w stopniu dobrym posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 80 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,5	Student potrafi, w stopniu większym, niż dobry posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 90 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	5,0	Student w pełni potrafi posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
Nano_1A_D1-06_K01 Student wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespół do skutecznego realizowania zamierzonych celów.	2,0	Student nie wykazuje aktywnej postawy przy realizacji określonych zadań i nie potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	3,0	Student w stopniu dostatecznym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	3,5	Student w stopniu większym, niż dostateczny wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	4,0	Student w stopniu dobrym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	4,5	Student w stopniu większym, niż dobrym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	5,0	Student w pełni wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.

Literatura podstawowa

Balbuena Perla, Nanomaterials: Design and Simulations, Springer, 2006

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Opanowanie prostych symulacji komputerowych na wybranych przykładach nanomateriałów.	15
		15

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Wykonanie samodzielnego projektu z zakresu projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych	15
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Symulacje komputerowe zmian ciecz-ciało stałe nanocząstek metali alkalicznych	2
T-W-2	Modelowanie syntezy nanokropek kwantowych	2
T-W-3	Symulacja molekularna-strukturalna charakterystyka materiałow nano- i mezoporowatych	2
T-W-4	Teoretyczne aspekty strukturalne, energetyczne i reaktywności jednościennych nanorurek węglowych	3
T-W-5	Molekularno-dynamiczne symulacje termicznej stabilności nanomateriałów węglowych	2
T-W-6	Modelowanie i symulacja nanorurek węglowych	2
T-W-7	Ab initio symulacja fotoindukowanego transferu elektronów w układzie molekuła-półprzewodnik	2
		15

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-L-2	Przygotowanie do laboratoriów na podstawie wykładów i dostępnej literatury	5
A-L-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	6
A-L-4	Konsultacje u prowadzącego zajęcia	4
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	Ucestnictwo w zajeciach	15
A-P-2	Zebranie literatury z zakresu tematyki prokektu	5
A-P-3	wykonanie indywidualnego projektu	10
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Zapoznanie się z dostępną literaturą	5
A-W-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	8
A-W-4	Konsultacje u prowadzącego zajecia	2
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	Nano_1A_D1-06_W01	Student ma podstawowa wiedzę na temat metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_1A_W06	ma podstawową wiedzę w zakresie technik komputerowych, w tym metodyki i technik programowania, grafiki komputerowej oraz obsługi i utrzymania narzędzi informatycznych niezbędnych w nanotechnologii
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_1A_W11	zna podstawowe metody, techniki, narzędzia, materiały i nanomateriały do projektowania, modelowania, symulacji i wytwarzania przyrządów i urządzeń technicznych oraz rozwiązywania za ich pomocą prostych zagadnień technicznych i badawczych
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest zapoznanie Studentów z zagadnieniami dotyczącymi projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych.
Treści programowe	T-W-5	Molekularno-dynamiczne symulacje termicznej stabilności nanomateriałów węglowych
	T-W-2	Modelowanie syntezy nanokropek kwantowych
	T-W-3	Symulacja molekularna-strukturalna charakterystyka materiałow nano- i mezoporowatych
	T-W-1	Symulacje komputerowe zmian ciecz-ciało stałe nanocząstek metali alkalicznych
	T-W-7	Ab initio symulacja fotoindukowanego transferu elektronów w układzie molekuła-półprzewodnik
	T-W-6	Modelowanie i symulacja nanorurek węglowych
	T-W-4	Teoretyczne aspekty strukturalne, energetyczne i reaktywności jednościennych nanorurek węglowych
Metody nauczania	M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
Sposób oceny	S-4	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykladu
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie opanował lub opanował w stopniu niewystarczającym podstawowej wiedzy z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	3,0	Student opanował w 60% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	3,5	Student opanował w 70% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	4,0	Student opanował w 80% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	4,5	Student opanował w 90% podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
	5,0	Student w pełni opanował podstawową wiedzę z zakresu metod, technik oraz narzędzi wykorzystywanych do projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	Nano_1A_D1-06_U01	Student potrafi posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_1A_U07	potrafi posługiwać się typowymi narzędziami informatycznymi do projektowania, modelowania i symulacji komputerowych wybranych zagadnień chemicznych, fizycznych i technicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_1A_U11	potrafi wykorzystać poznane metody eksperymentalne, symulacje komputerowe i modele teoretyczne do analizy i rozwiązywania problemów inżynierskich
Cel przedmiotu	C-2	Celem przedmiotu jest zdobycie umiejętności posługiwania się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych
Treści programowe	T-L-1	Opanowanie prostych symulacji komputerowych na wybranych przykładach nanomateriałów.
Treści programowe	T-P-1	Wykonanie samodzielnego projektu z zakresu projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Metody nauczania	M-3	Przygotowanie projektu
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena aktywności na zajeciach laboratoryjnych.
	S-2	Ocena podsumowująca: Zaliczenie zajeć laboratoryjnych.
	S-3	Ocena podsumowująca: Ocena wykonanego projektu.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie potrafi lub potrafi w stopniu niewystarczającym posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych
	3,0	Student potrafi w stopniu dostatecznym posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	3,5	Student potrafi w stopniu większym, niż dostateczny, posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 70 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,0	Student potrafi w stopniu dobrym posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 80 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,5	Student potrafi, w stopniu większym, niż dobry posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 90 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	5,0	Student w pełni potrafi posługiwać się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	Nano_1A_D1-06_K01	Student wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespół do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_1A_K03	potrafi pracować zespołowo; rozumie odpowiedzialność za działania własne i innych osób
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_1A_K04	potrafi odpowiednio określić zadania priorytetowe służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania i dążyć do ich wykonania, potrafi dostosowywać działania do pojawiających się niespodziewanych problemów
Cel przedmiotu	C-2	Celem przedmiotu jest zdobycie umiejętności posługiwania się odpowiednimi metodami, technikami oraz narzędziami do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich w zakresie projektowania, modelowania i symulacji materiałów nanostrukturalnych
Treści programowe	T-L-1	Opanowanie prostych symulacji komputerowych na wybranych przykładach nanomateriałów.
Treści programowe	T-P-1	Wykonanie samodzielnego projektu z zakresu projektowania i modelowania materiałów nanostrukturalnych
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Metody nauczania	M-3	Przygotowanie projektu
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena aktywności na zajeciach laboratoryjnych.
Sposób oceny	S-3	Ocena podsumowująca: Ocena wykonanego projektu.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie wykazuje aktywnej postawy przy realizacji określonych zadań i nie potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	3,0	Student w stopniu dostatecznym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	3,5	Student w stopniu większym, niż dostateczny wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	4,0	Student w stopniu dobrym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	4,5	Student w stopniu większym, niż dobrym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.
	5,0	Student w pełni wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonych zadań i potrafi zmotywować zespołu do skutecznego realizowania zamierzonych celów.