СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ Система качества АлтГТУ Образовательный стандарт

СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт
высшего профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Введение в нанотехнологию»
Направление подготовки – 240100 «Химическая технология»
Код дисциплины
– Б.7.1
(по РУП 2010 г.)
ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова»
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Предисловие
1)РАЗРАБОТАН кафедрой химии и химической технологии
2) Стандарт дисциплины разработан на основании ФГОС ВПО направления
подготовки Химическая технология, утверждённого 22.12.2009 г. № 807
3) Стандарт дисциплины «Введение в нанотехнологию»
по своему назначению, структуре и содержанию полностью соответствует
требованиям УМКД.
4) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
II
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения ……………………………………………………………........
2 Нормативные ссылки …………………………………………………………….........
3 Термины, определения, обозначения и сокращения …………………………...
4 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины ………………………...
4.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП……………………………………..
4.2 Цели и задачи освоения дисциплины. ………………………………………….
4.3 Место дисциплины в структуре ООП направления (специальности) ………
4.4 Требования к результатам освоения дисциплины …………………………..
4.5 Объем и виды занятий по дисциплине………………………………………..
5 Рабочая программа дисциплины……………………………………………………
5.1 Содержание дисциплины………………………………………………………….
5.1.1 Тематический план дисциплины………………………………………………
5.1.2 Самостоятельная работа студентов………………………………………….
5.1.3 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины…
5.1.4 Формы и содержание текущей и промежуточной аттестации по дисциплине ………………………………………………………………………………………..
5.1.5 Учебно-методическая карта дисциплины…………………………………..
5.2 Условия освоения и реализации дисциплины……………………………….
5.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины ….
5.2.2 Организация самостоятельной работы студентов……………… ………..
5.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины….. ………...
5.2.4 Образовательные технологии…………………………………………………
5.2.5 Особенности преподавания дисциплины……………………………………
5.2.6 Материально-техническое обеспечение дисциплины…………………….
6 Лист согласования рабочей программы дисциплины…………………………
7 Изменения к стандарту дисциплины…………………………………………. …...
Приложение А (информационное) Выписка из рабочего учебного плана…….
Приложение Б (обязательное) Комплект оценочных средств по дисциплине…
Приложение В (обязательное) Силлабус (памятка) по учебной дисциплине…
1
1
2
2
2
2
3
3
6
6
6
6
11
12
14
14
15
15
15
15
16
16
16
16
17
18
19
27
III
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
IV
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт высшего
профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Введение в нанотехнологию»
Введён впервые
УТВЕРЖДАЮ
Начальник УМУ
_________________
Щербаков Н.П
(подпись)
Дата__________________
(число, месяц, год)
1 Область применения
1.1Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию,
структуре, объему дисциплины «Введение в нанотехнологию» и условиям ее реализации в АлтГТУ.
1.2 Действие стандарта распространяется:
а) на студентов, обучающихся по направлению 240100 «Химическая технология» (по РУП 2010 года);
б) на преподавателей и сотрудников кафедры химии и химической технологии, задействованных в образовательном процессе по дисциплине.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные
документы:
ГОСТ Р 1.5-2004 Стандартизация в РФ. Стандарты национальные РФ. Правила разработки, утверждения, обновления и отмены
Федеральный закон Российской Федерации «Об образовании» от
10.07.1992 № 3266-1 с изменениями и дополнениями
Федеральный закон Российской Федерации «О высшем и послевузовском
профессиональном образовании» от 22.08.1996 г. № 125-ФЗ с изменениями и дополнениями
1
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Типовое положение об образовательном учреждении ВПО (высшем учебном заведении), утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 14.02. 2008 г. № 71
ФГОС ВПО направления подготовки 240100 «Химическая технология»,
утвержденного приказом Минобрнауки Российской Федерации от 22.12.2009 №
807
СТО АлтГТУ 12.310-2011 Система качества. Образовательный стандарт
ВПО АлтГТУ. Образовательный стандарт учебной дисциплины. Общие требования к структуре, содержанию и оформлению.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины и определения в соответствии
с законами (и изменениями) Российской Федерации «Об образовании», «О высшем и послевузовском профессиональном образовании». Применяемые в стандарте термины и определения соответствуют терминам и определениям, приведенным в образовательном стандарте СТО АлтГТУ 12.310-2011 (раздел 3 «Термины и определения).
4 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины
4.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП
Таблица 1- Выписка из РУП направления 240100 «Химическая технология»
Расчетные
задания
ФГОС
РУП
Б.7.1
Курсовые
проекты
(работы)
Введение в
нанотехнологию
Зачеты
Наименование
дисциплины
№ п.п.
Трудоёмкость
Экзамены
Распределение по семестрам
-
5,6
-
-
-
3
Продолжение таблицы 1
Часы учебных занятий
Лекции
Лабораторные
занятия
Практические
В семестре
108
34
34
0
0
74
0
4.2 Цели и задачи освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины:
2
Кафедра
Аудиторные
занятия
108
В период
сессий
Всего без СРС в
период сессий
СРС
Всего
Из них
Перечень
реализуемых
компетенций
ХиХТ
ПК-1-ПК-3, ПК-7,
ПК-8
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
 ознакомить студентов с новой отраслью знания – нанотехнологией и, в
частности, нанохимией;
 дать представление о важности фундаментальных естественных наук, их
взаимосвязи между собой и практическом использовании полученных знаний.
Задачи дисциплины:
 расширение традиционных представлений о физической картине мира на
примере нанообъектов;
 изучение современных и планируемых областей применения наноматериалов;
 формирование представления о принципиальном отличие наноструктур и
наноматериалов от их макроскопических аналогов;
 знакомство с общими принципами построения наноматериалов; с конкретными примерами наноматериалов и нанообъектов, которые находят практическое применение;
 расширение и углубление знаний, полученных при изучении курсов химии
и физики.
4.3 Место дисциплины в структуре ООП направления
Дисциплина Б.7.1 «Введение в нанотехнологию» является факультативной
дисциплиной в профессиональном цикле дисциплин. Она изучается в 5 и 6 семестрах.
Дисциплина базируется на знаниях, полученных в процессе изучения курсов: введение в химию, экология, а также на знаниях, полученных учащимися при
изучении химии, физики и математики в цикле естественнонаучных дисциплин.
«Входными» знаниями обучающихся по дисциплине являются наиболее
значимые элементы программы по химии и физике: представления об атоме и его
строении, видах химической связи и особенностях межмолекулярного взаимодействия, закономерностях протекания химических реакций, соединениях подгруппы
углерода, природных и синтетических полимерах.
Знания и навыки, полученные студентами в результате изучения дисциплины «Введение в нанотехнологию», необходимы для успешного изучения дисциплин профессионального цикла. Содержание данного курса соответствует приоритетным задачам современного образования, предполагающим формирование
таких качеств выпускника, как способность к творческому мышлению, самостоятельность в принятии решений, инициативность.
4.4 Требования к результатам освоения дисциплины
В результате изучения данной дисциплины студенты должны прибрести
знания, умения и определенный опыт, необходимые для будущей инженерной деятельности. Студенты должны:
иметь представление:
 о фундаментальном единстве естественных наук, незавершенности
естествознания и возможности его дальнейшего развития;
 о соотношениях порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения объектов, переходах в неупорядоченное состояние и наоборот;
 об основных нанохимических системах и нанопроцессах;
 о возможности использования основных достижений нанохимии для реализации потребностей человечества;
 о способах получения и синтезе нанопорошковых материалов;
3
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
знать:
 терминологию, основные понятия и определения;
 основные виды нанотехнологий;
 основы нанотехнологии и нанохимии, основные принципы нанохимии и
методы ее исследования;
 основные достижения нанохимии, уникальные свойства наноматериалов,
их применение и перспективы развития этой отрасли науки;
 физические основы перспективных нанотехнологий;
 структуру и свойства нанотрубок и фуллеренов;
 строение, свойства и технологии перспективных керамических наноматериалов;
 о роли нанохимии в решении общечеловеческих проблем (экологических,
медицинских, технологических и др.);
 методы анализа и исследования наноструктур;
уметь:
 выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний;
 принимать участие в дискуссиях и отстаивать свою точку зрения;
иметь опыт (владеть):
 владения нанотехнологиями;
 самостоятельной работы с учебной, научной, справочной литературой и
интернет-ресурсами;
 вести поиск и делать обобщающие выводы.
Компетенции, которые приобретет студент в результате изучения данной
дисциплины:
 способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности (ПК-1);
 способность и готовность использовать знания о современной картине
мира, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы
(ПК-2);
 способность и готовность использовать знания о строении вещества,
природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в
окружающем мире (ПК-3);
 способность осуществлять технологический процесс в соответствии регламентом (часть ПК-7);
 способность интерпретировать физический смысл математических моделей типовых профессиональных задач (часть ПК-8).
Для каждого результата освоения дисциплины (на уровне знать, уметь,
владеть) соответствие с конкретной компетенцией (или её частью) представлено
в виде таблицы 2.
Таблица 2
Код
компетенции
по
ФГОС
ВПО
Содержание
компетенции
(или ее части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
Способность
ис- терминологию,
пользовать
основ- основные поня-
ПК-1
4
уметь
владеть
выполнять твор- методами саческие
задания мостоятельной
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
ные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности
ПК-2
Способность и готовность использовать знания о современной картине
мира, строении вещества для понимания
окружающего
мира и явлений природы
ПК-3
Способность и готовность использовать знания о строении вещества, природе
химической
связи в различных
классах химических
соединений для понимания свойств материалов и механизма
химических
процессов, протекающих в окружающем
мире
тия и определения; роль
нанохимии в
решении общечеловеческих
проблем (экологических,
технологических и др.);
методы анализа и исследования наноструктур
основные достижения
нанохимии,
уникальные
свойства
наноматериалов, их применение и перспективы развития этой отрасли науки;
физические
основы
перспективных
нанотехнологий;
структуру
и
свойства нанотрубок и фуллеренов;
методы анализа и исследования
наноструктур
для
самостоятельного получения и применения
знаний;
принимать
участие в дискуссиях
и отстаивать свою
точку зрения;
работы с учебной, научной и
справочной литературой;
вести поиск и
делать
обобщающие выводы;
принимать
участие в дискуссиях вести поиск и
и отстаивать свою делать обобточку зрения;
щающие выводы
выполнять творческие
задания
для
самостоятельного получения и применения то же
знаний,
писать
рефераты;
ПК-7
Способность
осуществлять технологический процесс в
соответствии регламентом
основные
свойства
веществ и зависимость их от
дисперсного
состояния
использовать основные свойства
веществ при составлении технологических
процессов
ПК-8
Способность интерпретировать физический смысл математических моделей
способы решения математических
моделей
типовых
использовать математические модели при интерпретации физиче-
методами самостоятельной
работы с учебной, научной и
справочной литературой;
вести поиск и
делать
обобщающие выводы;
методами самостоятельной
работы с учебной, научной и
5
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
типовых профессио- задач
нальных задач
ского смысла тех- справочной линологических про- тературой.
цессов
4.5 Объем и виды занятий по дисциплине
Объем и виды занятий по дисциплине представлены в Паспорте дисциплины
Паспорт дисциплины
Кафедра: Химии и химической технологии
Дисциплина: Б.7.1 «Введение в нанотехнологию»
Статус дисциплины: факультативная
Направление: 240100 «Химическая технология»
Профили: 1) Химическая технология неорганических веществ
2) Технология переработки пластмасс и эластомеров
Форма обучения: очная
Объем дисциплины: 108 ч
Общая трудоёмкость дисциплины 3 зачётные единицы
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
Учебные занятия (часы)
Аудиторные занятия
Семестр Всего
57
51
5
6
всего
практические
аудилаборат.
лекц.
занятия (сеторных
работы
минары)
занятий
17
17
17
17
0
0
0
0
Наличие
курсовых
проектов (КП),
курсовых
СРС
работ (КР),
расчетных
заданий (РЗ)
40
НЕТ
34
НЕТ
Форма
промежуточной аттестации
по
дисциплине
(зачёт,
экзамен)
ЗАЧЁТ
ЗАЧЁТ
5 Рабочая программа дисциплины
5.1 Содержание дисциплины
5.1.1 Тематический план дисциплины
Введение История становления и развития нанотехнологии - – 2 ч
Тема 1 Общие представления о нанохимии и нанотехнологии.
Основные объекты и понятия нанотехнологии – 2 ч
История становления и развития нанотехнологии. Нанохимия. Понятия:
«нанотехнология», «нанохимия», объекты нанометровых размеров, шкала размеров объектов наномира, наносистемы, кластеры, наноматериалы, наночастицы,
6
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
характеристика нанообъектов по размерному признаку. Классификация нанообъектов.
Тема 2 Методы синтеза и исследования наночастиц – 4 ч
Классификация методов синтеза наночастиц. Химические методы синтеза
(«снизу вверх»). Диспергационные и конденсационные методы. Электровзрывной
метод получения наночастиц. Консервация наночастиц. Химический синтез наносистем. Особенности химических свойств наночастиц и нанокластеров. Химическое восстановление для получения наночастиц металлов в жидкой фазе. Реакции в дендримерах. Радиационно-химическое восстановление. Фотохимический
синтез. «Золь-гель» метод. Методы получения наночастиц металла.
Методы визуализации и исследования наночастиц. Примеры уникальных
свойств некоторых наночастиц: серебро, оксид цинка, диоксид кремния.
Тема 3 Нанотехнология – 4 ч
Фундаментальные и прикладные исследования: связь нанонауки и нанотехнологии. Механические наноустройства. Магнитные наноматериалы.Нанотехнологии
в медицине. Развитие нанотехнологий.
Тема 4 Углеродные наноматериалы- 4 ч
Особая роль углерода в наномире. Аллотропные формы углерода- «нано» и
«не нано». Наноалмазы.Фуллерены и их производные: молекулы фуллеренов С60
и С70. Галогенирование фуллеренов. Свойства хлорпроизводных фуллерена. Оксиды фуллерена. Фуллерены с внедренными частицами металлов. Фуллериты и
их свойства. Углеродные нанотрубки, графен, получение углеродных наноструктур, электродуговое распыление графита, лазерное испарение графита, метод
химического осаждения из пара (каталитическое разложение углеводородов), радиочастотное плазмохимическое осаждение из газовой фазы и рост при высоком
давлении и температуре. Общие свойства наноформ углерода.
Тема 5 Наноматериалы для энергетики – 4 ч
Традиционные и альтернативные источники энергии. Наноматериалы в
топливных элементах. Наноматериалы для хранения водорода.
Тема 6 Нанокатализ – 4 ч
Общие свойства катализаторов. Классификация каталитических реакций.
Принципы структурного и энергетического соответствия. Катализ на наночастицах
и цеолитах.
Тема 7 Перспективы использования нанотехнологий-4 ч
Факторы, определяющие уникальные свойства наноматериалов. Уникальные свойства наноматериалов. Нанопорошки. Аморфное состояние. Аморфнонанокри-сталлическое состояние. Нанопористый углерод. Полимерные нанокомпозиты. Нанокомпозиты с сетчатой структурой. Слоистые нанокомпозиты. Нанокомпозиты, содержащие металл или полупроводник. Молекулярные нанокомпозиты. «Умные» наноматериалы. Биомимитические наноматериалы (биомиметики).
Ферромагнитная жидкость.
Тема 8 Примеры использования нанотехнологии и наноматериалов в
отдельных областях экономики- 6ч
Применение нанотехнологии и наноматериалов:
- в двигателестроении и автомобильной промышленности - за счет применения наноматериалов, более точной обработки и восстановления поверхностей (можно добиться значительного увеличения ресурса работы автотранспорта
-до 1,5-4 раз);
- в электронике и оптоэлектронике - расширение возможностей радиолокационных систем за счет применения фазированных антенных решеток с малошумящими СВЧ-транзисторами на основе наноструктур и волоконно-оптических
линий связи с повышенной пропускной способностью;
7
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
- в информатике - многократное повышение производительности систем
передачи, обработки и хранения информации, а также создание новых архитектур
высокопроизводительных устройств с приближением возможностей вычислительных систем к свойствам объектов живой природы с элементами интеллекта;
- в энергетике (в том числе атомной) – использование наноматериалов для
совершенствования технологии создания топливных и конструкционных элементов, повышения эффективности существующего оборудования и развития альтернативной энергетики (адсорбция и хранение водорода на основе углеродных
наноструктур, увеличение в несколько раз эффективности солнечных батарей;
- в здравоохранении – с помощью нанотехнологии ускорение разработки
новых лекарств, создание высокоэффективных нанопрепаративных форм и способов доставки лекарственных средств к очагу заболевания. Широкая перспектива в области медицинской техники (разработка средств диагностики, проведение
нетравматических операций, создание искусственных органов);
- в сельском хозяйстве - применение нанопрепаратов стероидного ряда,
совмещенных с бактериородопсином, существенное (в среднем в 1,5-2 раза) увеличение урожайности практически всех продовольственных и технических культур;
- в экологии – использование фильтров и мембран на основе наноматериалов для очистки воды и воздуха, опреснения морской воды.
Лекционные занятия
Лекционный курс дисциплины предусматривает изучение основных её разделов в соответствии с требованиями ФГОС ВПО.
Содержание и объём лекционных занятий представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Содержание и объем лекционных занятий по дисциплине
в 5 семестре
Номер
лекции
Номер и наименование
модуля
Номер и
наименование темы
(номер вопроса)
Объем,
ч
Литература
1
Введение.
История История становления
становления и разви- и развития нанотехнотия нанотехнологии
логии
2
[КЛ,
1,7,8,10]
2
Тема 1 Общие пред- История становления
ставления о нанохимии и развития нанотехнои нанотехнологии
логии. Нанохимия. Понятия: «нанотехнология»,
«нанохимия»,
объекты
нанометровых размеров, шкала
размеров
объектов
наномира, наносистемы, кластеры, наноматериалы, наночастицы,
характеристика
нанообъектов по размерному
признаку.
Классификация
нано-
2
[КЛ, 1,2,3]
8
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
объектов.
3
4
5
6
7
8
9
Тема 2 Методы синте- Классификация метоза и исследования на- дов синтеза наночаночастиц
стиц. Химические методы синтеза («снизу
вверх»). Диспергационные и конденсационные
методы. Электровзрывной метод получения наночастиц. Консервация наночастиц.
Продолжение темы 2 Химический
синтез
Методы синтеза и ис- наносистем.
Химичеследования
наноча- ское
восстановление
стиц
для получения наночастиц металлов в жидкой фазе. Реакции в
дендримерах. Радиационно-химическое
восстановление. Фотохимический
синтез.
«Золь-гель»
метод.
Методы получения наночастиц металла.
2
[КЛ,
7,10]
1-4,
2
[КЛ,
7,10]
1-4,
Тема 3 Нанотехноло- Фундаментальные и
гии
прикладные исследования: связь нанонауки и
нанотехнологии. Механические наноустройства.
Продолжение темы 3
Магнитные наноматериалы.
Нанотехнологии в медицине. Развитие нанотехнологий.
2
[КЛ, 1,3]
2
[КЛ, 1-3]
Тема 4 Углеродные Особая роль углерода в
наноматериалы
наномире. Аллотропные формы углерода«нано» и «не нано».
Наноалмазы.Фуллерены
и их производные: молекулы фуллеренов С60
и С70.
Продолжение темы 4
Углеродные нанотрубки, графен, получение
углеродных наноструктур.
Тема 5 Наноматериа- Традиционные и альлы для энергетики
тернативные
источники энергии.
2
[КЛ, 1-3]
2
[КЛ, 1-3]
1
[КЛ, 1-3]
9
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Таблица 4 – Содержание и объем лекционных занятий по дисциплине
в 6 семестре
Номер
лекции
Номер и наименование
модуля
Номер и
наименование темы
(номер вопроса)
Объем,
ч
Литература
1
Тема 5 Наноматериалы Наноматериалы в
для энергетики
топливных элементах.
2
[КЛ, 1-3]
2
Продолжение темы 5
Наноматериалы
для
хранения водорода.
2
[КЛ, 1-3]
3
Тема 6 Нанокатализ
Общие свойства катализаторов. Классификация каталитических реакций. Принципы структурного и
энергетического
соответствия.
Катализ на наночастицах и цеолитах.
2
[КЛ, 1-3]
2
[КЛ, 1-3]
Тема 7 Перспективы Уникальные свойства
использования
нано- наноматериалов.
технологий
Нанопорошки. Аморфное состояние.
Аморфнонанокристаллическое
состояние. Нанопористый углерод. Полимерные нанокомпозиты. Нанокомпозиты с
сетчатой структурой.
Слоистые нанокомпозиты. Нанокомпозиты,
содержащие металл
или полупроводник.
Продолжение темы 7
Молекулярные
нанокомпозиты. «Умные»
наноматериалы. Биомимитические
наноматериалы (биомиметики). Ферромагнитная жидкость.
Тема 8 Примеры ис- Применение нанотехпользования нанотех- нологии и наномате-
2
[КЛ, 1-3,
интернетресурсы]
2
[КЛ, 1-3,
интернетресурсы]
2
[КЛ, 1-3,
интернетресурсы]
Продолжение темы 6
10
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
нологии и наноматери- риалов:
алов в отдельных об- - в двигателестроении
ластях экономики
и автомобильной промышленности;
- в электронике и
оптоэлектронике;
- в информатике.
Продолжение темы 8
Применение нанотехнологии и наноматериалов:
- в энергетике (в том
числе атомной);
- в здравоохранении;
- в сельском хозяйстве
- применение нанопрепаратов стероидного
ряда, совмещенных с
бактериородопсином.
2
[КЛ, 1-3,
интернетресурсы]
Продолжение темы 8
Применение нанотехнологии и наноматериалов:
- в экологии – использование фильтров и
мембран на основе
наноматериалов
для
очистки воды и воздуха, опреснения морской
воды.
1
[КЛ, 1-3,
интернетресурсы]
5.1.2 Самостоятельная работа студентов
Цели, поставленные при изучении дисциплины, достигаются за счет комплексного подхода к обучению студентов, основанного на сочетании теоретического курса и самостоятельной познавательной деятельности студентов.
Задачей СРС является овладение навыками самостоятельной работы с литературой по разделам дисциплины и её изучении. При этом предусмотрены индивидуальные и групповые консультации.
В программу самостоятельной работы студентов входит проработка теоретического материала и подготовка к контрольным опросам и зачёту.
Студентам могут выдаваться индивидуальные задания для углубленного изучения отдельных разделов курса. В этом случае выполнение индивидуального
задания предполагает написание и защиту рефератов по заданным темам.
За выполнение индивидуального задания (реферата) студент получает дополнительно до 10-15 баллов.
СРС составляет 74 ч и включает следующие пункты (см.таблицу 3)
Таблица 3 – Самостоятельная работа студентов в 5 семестре
Вид самостоятельной работы студентов
Объем, Литература
11
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
1 Текущая проработка лекционного материала
2 Подбор и проработка дополнительного теоретического материала. Подготовка реферата
4 Подготовка к 2-м контрольным опросам (КО)
5 Подготовка к зачёту
Итого СРС
ч
16
18
4
2
40 ч
[КЛ, 1-3]
Интернетресурсы
[КЛ,1-10]
Таблица 4 – Самостоятельная работа студентов в 6 семестре
Вид самостоятельной работы студентов
Объем, Литература
ч
1 Текущая проработка лекционного материала
16
[КЛ, 1-3]
2 Подбор и проработка дополнительного теоретичеИнтернетского материала. Подготовка и защита реферата
12
ресурсы
4 Подготовка к 2-м контрольным опросам (КО)
4
[КЛ,1-10]
5 Подготовка к зачёту
2
Итого СРС
34 ч
Примерные (рекомендуемые) темы рефератов:
1 Ричард Фейнман - пророк нанотехнологической революции
2 Машины созидания Эрика Дрекслера
3 Как войти в наномир
4 Углеродные нанотрубки
5 Квантовые точки – рукотворные атомы
6 Нанокапсулы из дендримеров
7 Нанотрубки делают полимеры более прочными
8 Наночастицы внутри нанотрубок – подарок химикам
9 Химические методы синтеза наночастиц
10 Механические наноустройства
11 Нанотехнологии в медицине
12 Наноалмазы
13 Фуллерены и их производные
14 Углеродные нанотрубки
15 Общие свойства наноформ углерода
16 Катализ на наночастицах
17 Полимерные нанокомпозиты
18 Молекулярные нанокомпозиты
19 Применение нанотехнологии и наноматериалов в электронике
20 Применение нанотехнологии и наноматериалов в информатике
21 Применение нанотехнологии и наноматериалов в здравоохранении
22 Применение нанотехнологии и наноматериалов в сельском хозяйстве
23 Применение нанотехнологии и наноматериалов в экологии
При подготовке рефератов рекомендуется использовать, кроме основной и дополнительной литературы [1-10], интернет-ресурсы (п.5.1.2.2, [1- 4]).
По всем перечисленным темам много полезных ссылок можно найти на сайте:
Богданов К.Ю. Что могут нанотехнологии? – научно-популярный аналитический
Интернет-сайт http://kbogdanov1.narod.ru/index.html
5.1.3 Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
12
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Перечень рекомендуемой литературы
Основная литература
1 Сергеев Г.Б. Нанохимия.- М.: Книжный дом, 2006.- 333 с. 2 экз.
2 Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы.Учебное пособие для вузов – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 192 с. 12 экз.
3 Пул, Ф. Оуэнс Нанотехнологии (перевод с англ.). М.: Техносфера, 2005. –
336 с. 2 экз.
Дополнительная литература
4 Генералов М.Б. Криохимическая нанотехнология: уч. пособие для вузов.
СПб.: Профессия, 2010.- 348 с. 3 экз.
5 Рамбиди Н.Г. Полимеры- молекулы и наноструктуры: уч. пособие. Долгопрудный: Интеллект, 2011.- 375 с. 10 экз.
6 Кабаяси Н. Введение в нанотехнологию. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 134 с. 2 экз.
7 Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология Простое объяснение очередной гениальной идеи: Пер. с англ. Изд. Дом Вильямс,2004.–240 с.2 экз.
8 Фейнман Р.Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики, самая первая лекция о нанотехнологиях, краткий перевод с английского, в
«Российском химическом журнале» («Журнал Российского химического общества
им. Д.И. Менделеева»), 2002 год, том XLVI, № 5.
9 Фейнман Р.Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики, самая первая лекция о нанотехнологиях, полный перевод с английского, вебпубликация http://www.zyvex.com/nanotech/feynman/html
10 Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной
гениальной идеи. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. Избранные главы на
сайте издательства: http://www.williampublishing
Программное обеспечение и интернет – ресурсы
Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать интернет-ресурсы (базы данных, информационно-справочные и поисковые системы,
сайты):
1 Нанометр. Нанотехнологическое сообщество. Специальный информационно-аналитический Интернет-сайт: http://www.nanometer.ru.
2
Нанотехнологии.
Информационно-аналитический
сайт
http://www.nanotech.info/
со
страницами:
«Что
такое
наномир?»
http://www.nanotech.info/nanomir; «Что такое нанотехнология?»
http://www.nanotech.info/nanotech; «История развития нонотехнологий»,
http://www.nanotech.info/histiry
3 Нанотехнологии и наноматериалы. Национальный информационноаналитический центр. Адрес сайта: http://www.iacnano.ru
4 Сайт о нанотехнологиях №1 в России, http://www.nanonewsnet.ru, раздел
«Что такое нанотехнологии?», страницы: «Исследовательский инструментарий
нанотехнологов», «Нанобиология», «Наноматериаловедение», «Нанотрубки»,
«Физика наноструктур», «Микроскопия нанообъектов (наноскопия)», «ДНКнаноструктуры», «Графеновые материалы», «Фуллерены», «Углеродные нанотрубки «Наноэлектроника», «Методы нанотехнологического производства».
Учебно-методические материалы и пособия для студентов,
используемые при изучении дисциплины
13
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
1) Свит Т.Ф. Введение в нанотехнологию. Электронный конспект лекций.2012 г. В электронном виде – на кафедре ХиХТ.
5.1.3 Формы и содержание текущей и промежуточной аттестации по
дисциплине
Текущая аттестация по дисциплине осуществляется в форме проведения
контрольных опросов (2 в 5 семестре и 2 – в 6) и написания реферата в 6 семестре. Удельный вес каждого контрольного испытания (в долях единицы) приведен в
Учебно-методической карте дисциплины (п. 6.1.4).
Изучение дисциплины завершается зачётами в 5 и 6 семестрах. На зачёте студенты отвечают письменно на тесты, которые включают в себя основные
вопросы предмета. Обязательным условием допуска студента к зачёту является
удовлетворительное выполнение всех контрольных мероприятий. Важным фактором в процессе зачёта является умение студента показать свою эрудицию и сознательное владение материалом дисциплины.
Содержание текущей и промежуточной аттестации по дисциплине раскрывается в комплекте оценочных средств (контролирующих материалов), предназначенных для проверки соответствия уровня подготовки по дисциплине требованиям ФГОС ВПО.
Оценочные средства по дисциплине содержат:
- тесты текущего контроля успеваемости по дисциплине;
- тесты промежуточной аттестации (зачёта) по дисциплине.
Комплект оценочных средств по дисциплине приводится в приложении к
стандарту дисциплины.
5.1.4 Учебно-методическая карта дисциплины
Направление 240100 «Химическая технология»
График аудиторных занятий, СРС, текущих и промежуточной аттестаций
5 семестр
Наименование вида
работ
Лекции
2.1 Подготовка к лекционным занятиям
2.2 Подготовка к КО
2.3 Подбор литературы
и написание реферата
Номер недели
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
1 Аудиторные занятия - 17 ч
1
2
3
4
5
6
2 Самостоятельная работа студентов - 40 ч
2
2
2
2
2
2
13
14
2
2
2
16 17
7
8
2
2
2
2
15
2
2
2
2
2
2
3 Формы текущей аттестации
КО
0,25
КО
КО
0,25
4 Формы промежуточной аттестации
На 17 неделе; вес 0,5
Зачет
6 семестр
Наименование вида
работ
Лекции
2.1 Подготовка к лекционным занятиям
2.2 Подготовка к КО
14
1
Номер недели
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
1 Аудиторные занятия - 17 ч
1
2
3
4
5
6
2 Самостоятельная работа студентов - 34 ч
2
2
2
2
2
2
2
2
13
14
15
16 17
7
8
2
2
2
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
2.3 Написание и защита реферата
2
2
2
2
2
ЗР
0,2
2
3 Формы текущей аттестации
КО
Зачет
КО
0,15
КО
0,15
4 Формы промежуточной аттестации
На 17 неделе; вес 0,5
Примечания
1 В п.2 (семестр 6) «Самостоятельная работа студентов» ЗР означает защиту реферата.
2 В п.3 «Формы текущей аттестации» на соответствующей неделе проставлено
условное обозначение контрольного опроса (КО) и через дробь - удельный вес контроля в
общей оценке по дисциплине, которая принимается за единицу.
5.2 Условия освоения и реализации дисциплины
5.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
1) Дисциплина «Введение в нанотехнологию» введена в учебный план
направления 240100 «Химическая технология» как факультативная по решению
вуза. Специального учебного пособия или учебника для вузов по этому направлению в настоящее время нет. Однако различными издательствами России опубликовано большое число источников литературы, как учебной, так и научной, посвященной нанохимии и нанотехнологиям, наноматериалам, их применению и перспективам развития этой области знания. Некоторые из них имеются в библиотеке
АлтГТУ и рекомендуются студентам для использования, перечень их приведен в
подразделе 5.1.2. Вместе с тем, многие вопросы, составляющие содержание данной дисциплины, можно найти в периодических изданиях научных журналов и
сборниках научных трудов, на сайтах, посвященных тематике рассматриваемых
вопросов. В связи с этим в рабочей программе предусматривается время на поиск
необходимой информации в Интернете, реферативных журналах и научных химических журналах, имеющихся в библиотеке АлтГТУ (см. подраздел 5.1.2), особенно в работе над рефератами.
2) Работа по подготовке реферата предполагает углубленное изучение,
анализ и систематическое изложение избранной проблематики, разностороннюю
оценку ее содержания и значения. Реферат должен содержать введение, основную часть, заключение (выводы), список использованной литературы. Во введении формулируется суть исследуемой проблемы, определяется ее значимость и
актуальность. В основной части реферата должна быть раскрыта поставленная
проблема. Даются все определения понятий, теоретические рассуждения, исследования автора или его изучение проблемы. В заключении подводятся итоги или
даётся обобщенный вывод по теме реферата, предлагаются рекомендации. Реферат должен быть написан четким, ясным, литературно грамотным языком, изложение должно удовлетворять основным логическим требованиям определенности, последовательности, доказательности. Ключевые понятия и термины, обсуждаемые и используемые в реферате, должны быть точно определены, законы –
точно сформулированы, быть обоснованными, опираться на факты и логически
связанно вести к определенным идеям и гипотезам, результатам и выводам. Список цитируемой литературы должен быть оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ. Реферат должен иметь титульный лист и содержание. Общий объем
реферата - в пределах одного печатного листа (т.е. до 20 с машинописного текста
через 1,5 интервала).
15
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
5.2.2 Организация самостоятельной работы студента по дисциплине
На кафедре ХиХТ имеется класс (аудитория №309), оборудованный современными компьютерами, доступ к которым студентам обеспечен в свободное от
занятий в классе время. Раздаточный материал (электронные конспекты лекций и
слайды), темы рефератов, списки рекомендуемой литературы, образцы рефератов, справочную литературу и другие источники учебно-методической информации студенты могут получить в любое время работы инженеров кафедры.
5.2.3 Методические рекомендации преподавателю
Чтение лекций по дисциплине рекомендуется проводить с использованием
мультимедийных презентаций, выполненных средствами программы Microsoft
Power Point, которые позволяют преподавателю четко структурировать материал
лекции, экономить время, затрачиваемое на изображение с использованием мела
и доски схем, написание формул и других сложных объектов, дают возможность
увеличить объем излагаемого материала. Кроме того, презентация позволяет
очень хорошо иллюстрировать лекцию не только схемами и рисунками, но и цветными фотографиями, портретами ученых и т.д. Использование презентаций позволяет отобразить физические и химические процессы в динамике, что значительно улучшает восприятие материала студентами.
Студентам предоставляется возможность копирования презентаций для
выполнения самостоятельной работы, подготовки к текущему и промежуточному
(итоговому) контролю по дисциплине.
Целесообразно использовать диалоговую форму проведения лекционных
занятий, с использованием элементов практических занятий, постановкой и решением проблемных и ситуационных заданий и т.д.
Рекомендуется в процессе обучения дисциплине вводить в качестве обязательного элемента подготовку и написание студентами научного реферата по тематике дисциплины, тем более, что нанохимия и нанотехнологии являются совершенно новой областью знания и постоянно развиваются. Защиту реферата рекомендуется проводить в форме устного доклада в присутствии студенческой
группы, в формате мини-конференции, что позволяет реализовать интерактивную
форму проведения занятия.
5.2.4 Образовательные технологии
Изучение теоретического курса проводится в специализированных лекционных аудиториях с использованием видеотехники, позволяющей транслировать
через монитор рисунки, схемы, модели, которые в значительной степени облегчают понимание курса. Объем занятий в интерактивной форме составляют составляет 27 часов.
5.2.5 Особенности преподавания дисциплины
Дисциплина «Введение в нанотехнологию» в практику преподавания для
студентов химического профиля вводится впервые. Она не прошла апробации в
учебном процессе, поэтому требуется ежегодный пересмотр её содержания, тем
более что научные знания в этой области постоянно обновляются, совершенствуются и развиваются очень быстрыми темпами.
5.2.6 Материально-техническое обеспечение дисциплины
16
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Лекции по дисциплине и практические занятия проводятся в аудитории,
оснащенной мультимедийным проектором и экраном, с использованием слайдов
и наглядных пособий.
6 Лист согласования рабочей программы дисциплины
Наименование
Кафедрадисциплин, изуче- разработ- Предложения по корректировке
Подпись
ние которых опира- чик дис- рабочей программы, вносимые заведующего
ется на данную дис- циплины
согласующей кафедрой
согласующей
циплину
кафедры
Теоретические
осХиХТ
нет
новы
химической
технологии неорганических веществ
7 Лист изменений к стандарту дисциплины
ИЗМЕНЕНИЕ (ДОПОЛНЕНИЕ) № _____
Утверждено и введено в действие
__________________________________________________________________
от ________________________________
(наименование документа)
№ ___________
(дата (цифрой), месяц (прописью), год)
Дата введения
<*>
17
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Приложение А
(информационное)
Выписка из рабочего учебного плана
В период
В
13
14
15
16
34
0
0
Б.7
Факультативные дисциплины
Б.7.1
Введение
в
нанотехнологию
-
5,6
-
-
-
3
108
108
34
74
0
Продолжение таблицы
17
III курс
2
3
4
5
17
Недель в семестре
17
17
17
18
18
19
20
25
26
27
ХиХТ
ПК1-3,
7, 8
IV курс
6
7
8
17
15
11
Часов в неделю (лекции/лаб. зан./ практ. зан) / Часов СРС в семестре
17
В интерактивной
форме
1
II курс
Перечень реализуемых
компетенций
I курс
Кафедра
Распределение по курсам
21
22
100-40
100-34
23
24
В
В семестре
12
сессий
Практические
11
тия
10
Лабораторные
занятия
9
СРС
Из них
Лекции
8
Аудиторные заня-
7
Всего без СРС в период сессий
6
Часы учебных занятий
Всего
5
РУП
4
Трудоёмкость
ФГОС
Курсовые
проекты
(работы)
3
2
Расчетные задания
зачеты
циклов и дисциплин
Наименование
1
экзамены
Распределение по
семестрам
№
п.п.
СТО АлтГТУ 10.62.1.1901-2012
Разработчик:_профессор кафедры ХиХТ _____________Т.Ф. Свит__
подпись
Заведующий кафедрой ХиХТ ___________________А.С.Потапов
подпись
Декан
ФПиХП ______________________________ А.И. Хлебников
подпись
Начальник ОМКО АлтГТУ
_____________________ С.А. Фёдоровых
подпись
19