Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Chemia (S1)
Sylabus przedmiotu Matematyka stosowana I:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Chemia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Matematyka stosowana I | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Konrad Witkiewicz <Konrad.Witkiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Małgorzata Latzke <malgorzata.latzke@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka I |
| W-2 | Matematyka II |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z metodami matematycznymi stosowanymi do opisu procesów chemicznych. |
| C-2 | Zapoznanie studentów z podstawami metod numerycznych stosowanych do rozwiązywania problemów występujących w chemii. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Rozwiązywanie układów równań liniowych | 1 |
| T-A-2 | Obliczenia macierzowe | 1 |
| T-A-3 | Rozwiązywanie wybranych równań różniczkowych zwyczajnych występujących w problemach chemicznych. | 3 |
| T-A-4 | Rozwiązywanie wybranych równań różniczkowych cząstkowych występujących w problemach chemicznych | 3 |
| T-A-5 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań liniowych. | 1 |
| T-A-6 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań nieliniowych. | 1 |
| T-A-7 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych | 2 |
| T-A-8 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań różniczkowych cząstkowych. | 2 |
| T-A-9 | Kolokwium | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawy algebry liniowej. | 1 |
| T-W-2 | Wektory i macierze | 1 |
| T-W-3 | Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego i wyższych rzędów. | 1 |
| T-W-4 | Rozwiązania wybranych równań różniczkowych występujących w problemach chemicznych. | 1 |
| T-W-5 | Funkcje ortogonalne. Problem Sturma-Liouville'a. | 1 |
| T-W-6 | Równania różniczkowe cząstkowe. Metoda charakterystyk. Metoda przekształceń Laplace’a. | 1 |
| T-W-7 | Funkcje Greena. Transformaty Fouriera. | 1 |
| T-W-8 | Wprowadzenie do analizy numerycznej z użyciem programu MATLAB | 1 |
| T-W-9 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań liniowych. | 1 |
| T-W-10 | Numeryczne rozwiązywanie układów równań nieliniowych. | 1 |
| T-W-11 | Rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych. Metodyjednokrokowe: Eulera, Runge-Kutty. Metody wielokrokowe: Adamsa-Bashfortha-Moultona. | 1 |
| T-W-12 | Układy równań sztywnych. | 1 |
| T-W-13 | Problemy wartości początkowych i brzegowych. | 1 |
| T-W-14 | Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych. | 2 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-A-2 | Samodzielne rozwiązywanie zadań | 5 |
| A-A-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 5 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie literatury | 10 |
| A-W-3 | Samodzielne rozwiazywanie zadań | 13 |
| A-W-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 12 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca - wyklad informacyjny |
| M-2 | Metoda praktyczna - ćwiczenia audytoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Pisemne kolokwium z wykładów |
| S-2 | Ocena formująca: Pisemne kolokwium z ćwiczeń audytoryjnych |
| S-3 | Ocena formująca: Ocena aktywności studentów podczas ćwiczeń audytoryjnych |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_C03a_W01 Zna zaawansowane techniki matematyki wyższej niezbędne dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania podstawowych zjawisk i procesów chemicznych. | KCh_1A_W02 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| KCh_1A_C03a_W02 Zna metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania typowych problemów z zakresu chemii i wie jak zastosować odpowiednie metody obliczeniowe i programy komputerowe do ich rozwiązania. | KCh_1A_W04 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12 | M-1, M-2 | S-1, S-2, 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_C03a_U01 Potrafi wykorzystać metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. | KCh_1A_U04 | — | — | C-1, C-2 | T-A-3, T-A-1, T-A-5, T-A-6, T-A-4, T-A-7, T-A-8, T-W-13, T-W-14 | M-1, M-2 | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_C03a_K01 Rozumie potrzebę ciągłego uczenia się przez całe życie w celu podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie stosowania metod matematycznych do opisu zjawisk chemicznych. | KCh_1A_K01 | — | — | C-1, C-2 | T-W-4, T-W-8 | M-1, M-2 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_C03a_W01 Zna zaawansowane techniki matematyki wyższej niezbędne dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania podstawowych zjawisk i procesów chemicznych. | 2,0 | Nie zna prostych technik matematyki wyższej niezbędnych dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania prostych zjawisk i procesów chemicznych. |
| 3,0 | Zna proste techniki matematyki wyższej niezbędne dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania prostych zjawisk i procesów chemicznych. | |
| 3,5 | Zna podstawowe techniki matematyki wyższej niezbędne dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania podstawowych zjawisk i procesów chemicznych. | |
| 4,0 | Zna rozszerzone techniki matematyki wyższej niezbędne dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania podstawowych zjawisk i procesów chemicznych. | |
| 4,5 | Zna złożone techniki matematyki wyższej niezbędne dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania złożonych zjawisk i procesów chemicznych. | |
| 5,0 | Zna i proponuje adaptację złożonych technik matematyki wyższej niezbędnych dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania złożonych zjawisk i procesów chemicznych. | |
| KCh_1A_C03a_W02 Zna metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania typowych problemów z zakresu chemii i wie jak zastosować odpowiednie metody obliczeniowe i programy komputerowe do ich rozwiązania. | 2,0 | Nie zna prostych metod obliczeniowych stosowanych do rozwiązywania prostych problemów z zakresu chemii i wie jak je zastosować za pomocą programów komputerowych. |
| 3,0 | Zna proste metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania prostych problemów z zakresu chemii i wie jak je zastosować za pomocą programów komputerowych. | |
| 3,5 | Zna podstawowe metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania prostych problemów z zakresu chemii i wie jak je zastosować za pomocą programów komputerowych. | |
| 4,0 | Zna podstawowe metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania podstawowych problemów z zakresu chemii i wie jak je zastosować za pomocą programów komputerowych. | |
| 4,5 | Zna złożne metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania złożonych problemów z zakresu chemii i wie jak je zastosować za pomocą programów komputerowych. | |
| 5,0 | Zna i proponuje adaptację złożonych metod obliczeniowych stosowanych do rozwiązywania złożonych problemów z zakresu chemii i wie jak je zastosować za pomocą programów komputerowych. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_C03a_U01 Potrafi wykorzystać metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. | 2,0 | Nie wykorzystuje prostych metod numerycznych i analitycznych do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. |
| 3,0 | Wykorzystuje proste metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. | |
| 3,5 | Wykorzystuje podstawowe metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. | |
| 4,0 | Wykorzystuje rozszerzone metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. | |
| 4,5 | Wykorzystuje i modyfikuje rozszerzone metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. | |
| 5,0 | Wykorzystuje i modyfikuje zaawansowane metody numeryczne i analityczne do formułowania zadań, rozwiązania problemów matematycznych i inżynierskich oraz analizy uzyskanych danych pomiarowych. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_C03a_K01 Rozumie potrzebę ciągłego uczenia się przez całe życie w celu podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie stosowania metod matematycznych do opisu zjawisk chemicznych. | 2,0 | Nie umie uczyć się w celu podnoszenia swoich podstawowych kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie podstawowych metod matematycznych stosowanych do opisu zjawisk chemicznych. |
| 3,0 | Umie uczyć się w celu podnoszenia swoich podstawowych kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie podstawowych metod matematycznych stosowanych do opisu zjawisk chemicznych. | |
| 3,5 | Umie w sposób ciągły uczyć się w celu podnoszenia swoich podstawowych kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie podstawowych metod matematycznych stosowanych do opisu zjawisk chemicznych. | |
| 4,0 | Umie w sposób ciągły uczyć się w celu podnoszenia swoich podstawowych kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie zaawansowanych metod matematycznych stosowanych do opisu zjawisk chemicznych. | |
| 4,5 | Umie w sposób ciągły i samodzielny uczyć się w celu podnoszenia swoich podstawowych kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie zaawansowanych metod matematycznych stosowanych do opisu zjawisk chemicznych. | |
| 5,0 | Umie w sposób ciągły i samodzielny uczyć się w celu podnoszenia swoich ponadprzeciętnych kompetencji zawodowych i osobistych w zakresie zaawansowanych metod matematycznych stosowanych do opisu zjawisk chemicznych. |
Literatura podstawowa
- Traczyk T., Mączyński M, Matematyka stosowana w inżynierii chemicznej, WNT, Warszawa, 1970
- Steiner E., Matematyka dla chemików, PWN, Warszawa, 2001
- Fichtenholz G.M., Rachunek różniczkowy i całkowy, T. I-III, PWN, Warszawa, 1999
- Szucs E., Modelowanie matematyczne w fizyce i technice, WNT, Warszawa, 1977
- Rice R.G., Do D.D., Applied mathematics and modeling for chemical engineers, Wiley, New Jersey, 2012
- Barrante J.R., Applied Mathematics for Physical Chemistry, Prentice-Hall, New Jersey, 1998
- Watts R.G., Essentials of Applied Mathematics for Scientists and Engineers, Morgan & Claypool Publishers, New Jersey, 2007
- Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J., Metody numeryczne, WNT, Warszawa, 2005
- Press W.H., et al., Numerical recipes, Cambridge University Press, Cambridge 1986, 1986
Literatura dodatkowa
- Pota G., Mathematical problems for chemistry students, Elsevier, Amsterdam, 2006