ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2020/2021 / Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej / Nanotechnologia (S2) / Nanonauki i nanotechnologie / Sylabus przedmiotu - Modelowanie procesów nanotechnologicznych

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Nanotechnologia (S2)
specjalność: Nanonauki i nanotechnologie

Sylabus przedmiotu Modelowanie procesów nanotechnologicznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Nanotechnologia
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Modelowanie procesów nanotechnologicznych
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Fizykochemii Nanomateriałów
Nauczyciel odpowiedzialny	Beata Zielinska <Beata.Zielinska@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Karolina Wenelska <Karolina.Wilgosz@zut.edu.pl>, Beata Zielinska <Beata.Zielinska@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	2,0	ECTS (formy)	2,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	2	15	1,0	0,59	zaliczenie
projekty	P	2	15	1,0	0,41	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Fizyka
W-2	Chemia fizyczna
W-3	Materiały i nanomateriały polimerowe
W-4	Materiały i nanomateriały polimerowe
W-5	Fizykochemia roztworów polimerowych

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów nanotechnologicznych.
C-2	Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów nanotechnologicznych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
projekty
T-P-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.	2
T-P-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.	4
T-P-3	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie	9
		15
wykłady
T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.	2
T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.	5
T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.	2
T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.	2
T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.	4
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
projekty
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
A-P-2	Przygotowanie do zajęć na podstawie wykładów i dostepnej literatury	5
A-P-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	6
A-P-4	Konsultacje u prowadzącego zajęcia	4
		30
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Zapoznanie się z dostępną literaturą	4
A-W-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	8
A-W-4	Konsultacje u prowadzącego zajecia	3
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
M-2	Ćwiczenia przedmiotowe.

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
S-2	Ocena podsumowująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań.
S-3	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów.

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_2A_C04_W01 Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów nanotechnologicznych.	Nano_2A_W01	—	—	C-1	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5	M-1	S-3

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_2A_C04_U01 Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, ocenić przydatność i możliwość wykorzystania modeli dla procesów nanotechnologicznych.	Nano_2A_U09	—	—	C-2	T-P-1, T-P-2, T-P-3	M-2	S-1, S-2

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_2A_C04_K01 Student wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływ wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.	Nano_2A_K02, Nano_2A_K03	—	—	C-1, C-2	T-P-1, T-P-2, T-P-3, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5	M-2, M-1	S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
Nano_2A_C04_W01 Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów nanotechnologicznych.	2,0
	3,0	Student opanował w stopniu dostatecznym wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów nanotechnologicznych. Wiedza Studenta w odniesieniu do materiału objętego programem przedmiotu wynosi 60 %.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
Nano_2A_C04_U01 Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, ocenić przydatność i możliwość wykorzystania modeli dla procesów nanotechnologicznych.	2,0
	3,0	Student w stopniu dostatecznym potrafi wykorzystać wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu do oceny przydatności i możliwość wykorzystania modeli dla procesów nanotechnologicznych. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
Nano_2A_C04_K01 Student wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływ wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.	2,0	Student nie wykazuje lub wykazuje w stopniu niewystarczającym aktywnej postawy przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz nie potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	3,0	Student w stopniu dostatecznym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	3,5	Student w stopniu większym, niż dostateczny wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	4,0	Student w stopniu dobrym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	4,5	Student w stopniu większym, niż dobry wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	5,0	Student w pełni wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.

Literatura podstawowa

R.C., Reid, J.M., Prausnitz, B.E., Poling, The Properties of Gases and Liquids, McGraw-Hill, 4th ed., 1987
Z. Pakowski, M. Głębowski, Symulacja procesów inżynierii chemicznej, Wyd. PŁ, 2001, ISBN 83-7283-034-7
S. Wroński, R. Pohorecki, J. Siwiński, Przykłady obliczeń z termodynamiki i kinetyki procesów inżynierii chemicznej, WNT, Warszawa, 1979

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.	2
T-P-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.	4
T-P-3	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie	9
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.	2
T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.	5
T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.	2
T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.	2
T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.	4
		15

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
A-P-2	Przygotowanie do zajęć na podstawie wykładów i dostepnej literatury	5
A-P-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	6
A-P-4	Konsultacje u prowadzącego zajęcia	4
		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	4
A-W-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	8
A-W-4	Konsultacje u prowadzącego zajecia	3
		30

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

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	Nano_2A_C04_W01	Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów nanotechnologicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_2A_W01	ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki z matematycznymi metodami modelowania komputerowego, chemii, technologii chemicznej do rozwiązywania złożonych zadań z zakresu ukończonej specjalności
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów nanotechnologicznych.
Treści programowe	T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.
	T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.
	T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.
	T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.
	T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.
Metody nauczania	M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
Sposób oceny	S-3	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student opanował w stopniu dostatecznym wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów nanotechnologicznych. Wiedza Studenta w odniesieniu do materiału objętego programem przedmiotu wynosi 60 %.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	Nano_2A_C04_U01	Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, ocenić przydatność i możliwość wykorzystania modeli dla procesów nanotechnologicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_2A_U09	potrafi ocenić przydatność, możliwość wykorzystania i obsłużyć złożone, nowoczesne układy pomiarowe z wykorzystaniem elektronicznych systemów pomiarowych oraz zaawansowanych narzędzi informatycznych
Cel przedmiotu	C-2	Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów nanotechnologicznych.
Treści programowe	T-P-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.
	T-P-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.
	T-P-3	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia przedmiotowe.
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student w stopniu dostatecznym potrafi wykorzystać wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu do oceny przydatności i możliwość wykorzystania modeli dla procesów nanotechnologicznych. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	Nano_2A_C04_K01	Student wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływ wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_2A_K02	zna wpływ wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych oraz konsekwencje prawne tego wpływu, potrafi stosować w praktyce idee zrównoważonego rozwoju
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Nano_2A_K03	potrafi pracować w zespołach badawczych i produkcyjnych, a w razie potrzeby przyjmować pozycję lidera, umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; potrafi opracować i zrealizować harmonogram prac zapewniający dotrzymanie terminów
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów nanotechnologicznych.
Cel przedmiotu	C-2	Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów nanotechnologicznych.
Treści programowe	T-P-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.
	T-P-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.
	T-P-3	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie
	T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.
	T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.
	T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.
	T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.
	T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia przedmiotowe.
Metody nauczania	M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
	S-2	Ocena podsumowująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań.
	S-3	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie wykazuje lub wykazuje w stopniu niewystarczającym aktywnej postawy przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz nie potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	3,0	Student w stopniu dostatecznym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	3,5	Student w stopniu większym, niż dostateczny wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	4,0	Student w stopniu dobrym wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	4,5	Student w stopniu większym, niż dobry wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.
	5,0	Student w pełni wykazuje aktywną postawę przy realizacji określonego zadania w sytuacjach priorytetowych i problemowych oraz potrafi poprawnie oceniać wpływu wdrażania poznanych technik i technologii na środowisko naturalne, zdrowie pracowników, użytkowników i osób postronnych.