Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Inżynieria bioprocesowa

Sylabus przedmiotu Zaawansowane metody matematyczne w modelowaniu procesowym:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria chemiczna i procesowa
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Zaawansowane metody matematyczne w modelowaniu procesowym
Specjalność Procesy i urządzenia w ochronie środowiska
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Nauczyciel odpowiedzialny Konrad Witkiewicz <Konrad.Witkiewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Bogdan Ambrożek <Bogdan.Ambrozek@zut.edu.pl>, Konrad Witkiewicz <Konrad.Witkiewicz@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 1 Grupa obieralna 2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL1 45 2,50,41zaliczenie
wykładyW1 15 1,50,59egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość matematyki na poziomie średnio zaawansowanym.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami modelowania procesowego.
C-2Ukształtowanie umiejętności rozwiązywania podstawowych zagadnień z dziedziny modelowania procesowego.
C-3Uświadomienie konieczności ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wykonywanie analiz statystycznych za pomocą wybranych programów (Mathcad, Matlab, Polymath).9
T-L-2Zaawansowane problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami liniowymi lub nieliniowymi - parametryzacja rozwiązania.9
T-L-3Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi zwyczajnymi - metody rozwiązywania.9
T-L-4Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych - problemy wartości początkowej i brzegowej.9
T-L-5Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi cząstkowymi - metody rozwiązywania.9
45
wykłady
T-W-1Metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego i drugiego rzędu (problemy wartości brzegowej i początkowej). Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych.5
T-W-2Metody rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Zastosowanie szeregu Fouriera do rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych cząstkowych.5
T-W-3Zastosowanie techniki analizy wymiarowej i skalowania w modelowaniu procesów inżynierii chemicznej.2
T-W-4Wybrane metody numeryczne rozwiązywania problemów matematycznych w modelowaniu procesowym.3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach45
A-L-2Przygotowanie sprawozdania pisemnego.30
75
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Konsultacje2
A-W-3Przygotowanie do egzaminu26
A-W-4Egzamin2
45

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny i ustny
S-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_2A_C07-02_W01
Student definiuje podstawowe zasady modelowania procesowego.
ICHP_2A_W01C-1T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-3M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_2A_C07-02_U01
Student potrafi rozwiązywać podstawowe zagadnienia z dziedziny modelowania procesowego.
ICHP_2A_U07, ICHP_2A_U09C-2T-L-4, T-L-3, T-L-1, T-L-5, T-L-2M-2S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_2A_C07-02_K01
Student ma świadomość ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
ICHP_2A_K01C-3T-L-4, T-L-3, T-L-1, T-L-5, T-L-2, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-3M-1, M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C07-02_W01
Student definiuje podstawowe zasady modelowania procesowego.
2,0nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0
3,0Student zna podstawowe zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
3,5Student potrafi scharakteryzować większość zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,0Student potrafi scharakteryzować i poprawnie zastosować większość omawianych na zajęciach zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,5Student potrafi poprawnie zastosować wszystkie omawiane na zajęciach zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
5,0Student potrafi poprawnie zastosować najbardziej zaawansowane zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C07-02_U01
Student potrafi rozwiązywać podstawowe zagadnienia z dziedziny modelowania procesowego.
2,0nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0
3,0Student umie formułować podstawowe zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
3,5Student umie interpretować większość zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,0Student umie interpretować i poprawnie zastosować większość omawianych na zajęciach zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,5Student umie poprawnie zastosować wszystkie omawiane na zajęciach zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
5,0Student umie poprawnie zastosować najbardziej zaawansowane zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C07-02_K01
Student ma świadomość ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
2,0nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0
3,0Student nabywa aktywną postawę w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
3,5Student jest chętny do stosowania modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,0Student jest kreatywny w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,5Student nabywa twórczej postawy w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
5,0Student jest twórczy i innowacyjny w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.

Literatura podstawowa

  1. Loney N.W., Applied Mathematical Methods for Chemical Engineers, CRC Press, New York, 2001
  2. Rice R.G., Applied Mathematics and Modeling for Chemical Engineers, John Wiley & Sons, New York, 1995

Literatura dodatkowa

  1. Varma A., Morbidelli M., Mathematical Methods in Chemical Engineering, Oxford University Press, , New York, 1997

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wykonywanie analiz statystycznych za pomocą wybranych programów (Mathcad, Matlab, Polymath).9
T-L-2Zaawansowane problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami liniowymi lub nieliniowymi - parametryzacja rozwiązania.9
T-L-3Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi zwyczajnymi - metody rozwiązywania.9
T-L-4Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych - problemy wartości początkowej i brzegowej.9
T-L-5Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi cząstkowymi - metody rozwiązywania.9
45

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego i drugiego rzędu (problemy wartości brzegowej i początkowej). Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych.5
T-W-2Metody rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Zastosowanie szeregu Fouriera do rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych cząstkowych.5
T-W-3Zastosowanie techniki analizy wymiarowej i skalowania w modelowaniu procesów inżynierii chemicznej.2
T-W-4Wybrane metody numeryczne rozwiązywania problemów matematycznych w modelowaniu procesowym.3
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach45
A-L-2Przygotowanie sprawozdania pisemnego.30
75
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Konsultacje2
A-W-3Przygotowanie do egzaminu26
A-W-4Egzamin2
45
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_2A_C07-02_W01Student definiuje podstawowe zasady modelowania procesowego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu procesów inżynierii chemicznej i procesowej
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami modelowania procesowego.
Treści programoweT-W-2Metody rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Zastosowanie szeregu Fouriera do rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych cząstkowych.
T-W-4Wybrane metody numeryczne rozwiązywania problemów matematycznych w modelowaniu procesowym.
T-W-1Metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego i drugiego rzędu (problemy wartości brzegowej i początkowej). Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych.
T-W-3Zastosowanie techniki analizy wymiarowej i skalowania w modelowaniu procesów inżynierii chemicznej.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny i ustny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0
3,0Student zna podstawowe zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
3,5Student potrafi scharakteryzować większość zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,0Student potrafi scharakteryzować i poprawnie zastosować większość omawianych na zajęciach zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,5Student potrafi poprawnie zastosować wszystkie omawiane na zajęciach zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
5,0Student potrafi poprawnie zastosować najbardziej zaawansowane zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_2A_C07-02_U01Student potrafi rozwiązywać podstawowe zagadnienia z dziedziny modelowania procesowego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_2A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
ICHP_2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
Cel przedmiotuC-2Ukształtowanie umiejętności rozwiązywania podstawowych zagadnień z dziedziny modelowania procesowego.
Treści programoweT-L-4Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych - problemy wartości początkowej i brzegowej.
T-L-3Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi zwyczajnymi - metody rozwiązywania.
T-L-1Wykonywanie analiz statystycznych za pomocą wybranych programów (Mathcad, Matlab, Polymath).
T-L-5Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi cząstkowymi - metody rozwiązywania.
T-L-2Zaawansowane problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami liniowymi lub nieliniowymi - parametryzacja rozwiązania.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0
3,0Student umie formułować podstawowe zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
3,5Student umie interpretować większość zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,0Student umie interpretować i poprawnie zastosować większość omawianych na zajęciach zasad modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,5Student umie poprawnie zastosować wszystkie omawiane na zajęciach zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
5,0Student umie poprawnie zastosować najbardziej zaawansowane zasady modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_2A_C07-02_K01Student ma świadomość ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_2A_K01posiada świadomość potrzeby ciągłego kształcenia i doskonalenia zawodowego, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
Cel przedmiotuC-3Uświadomienie konieczności ciągłego doskonalenia nowoczesnych metod modelowania procesów.
Treści programoweT-L-4Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych - problemy wartości początkowej i brzegowej.
T-L-3Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi zwyczajnymi - metody rozwiązywania.
T-L-1Wykonywanie analiz statystycznych za pomocą wybranych programów (Mathcad, Matlab, Polymath).
T-L-5Problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami różniczkowymi cząstkowymi - metody rozwiązywania.
T-L-2Zaawansowane problemy inżynierii procesowej opisywane równaniami liniowymi lub nieliniowymi - parametryzacja rozwiązania.
T-W-2Metody rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Zastosowanie szeregu Fouriera do rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych cząstkowych.
T-W-4Wybrane metody numeryczne rozwiązywania problemów matematycznych w modelowaniu procesowym.
T-W-1Metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego i drugiego rzędu (problemy wartości brzegowej i początkowej). Formułowanie modeli wybranych procesów inżynierii chemicznej w postaci układów równań różniczkowych zwyczajnych.
T-W-3Zastosowanie techniki analizy wymiarowej i skalowania w modelowaniu procesów inżynierii chemicznej.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: komputerowe ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny i ustny
S-2Ocena podsumowująca: Sprawozdanie pisemne z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0
3,0Student nabywa aktywną postawę w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
3,5Student jest chętny do stosowania modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,0Student jest kreatywny w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
4,5Student nabywa twórczej postawy w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.
5,0Student jest twórczy i innowacyjny w podejściu do modelowania matematycznego w inżynierii procesowej.