Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (N1)
Sylabus przedmiotu Podstawy modelowania molekularnego:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy modelowania molekularnego | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Dorota Downarowicz <Dorota.Downarowicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Elżbieta Gabruś <Elzbieta.Gabrus@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 2 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawy wiedzy z zakresu chemii, termodynamiki procesowej i inzynierii chemicznej oraz technik komputerowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie wiedzy na temat podstaw modelowania molekularnego i jego zastosowaniu w inżynierii chemicznej i procesowej |
| C-2 | Rozwijanie umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów inżynierii chemicznej i procesowej |
| C-3 | Kształtowanie umiejętności posługiwania się specjalistycznym oprogramowaniem z zakresu modelowania molekularnego |
| C-4 | Pobudzenie kreatywności przy poszukiwaniu rozwiązań problemów inżynierii chemicznej i procesowej |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Bazy danych do modelowania molekularnego; Metody pól siłowych; Metody struktur elektronowych; Techniki optymalizacji geometrii cząsteczek; Techniki modelowania i przewidywania właściwosci cząsteczek oraz układów wielocząsteczkowych; Obliczenia dynamiki molekularnej. | 9 |
| 9 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do modelowania molekularnego; Optymalizacja geometrii cząsteczek i układów molekularnych; Analiza konformacyjna; Analiza porównawcza metod obliczeniowych opartych na mechanice molekularnej i chemii kwantowej; Metoda ab initio i jej przybliżenia – przybliżenie walencyjne, metody półempiryczne; Metody parametryzacji funkcji energii potencjalnej (pola siłowe); Algorytmy dynamiki molekularnej; Przykłady zastosowania modelowania molekularnego w inżynierii chemicznej. | 18 |
| 18 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 9 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajęć | 5 |
| A-L-3 | przygotowanie sprawozdań | 15 |
| A-L-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-L-5 | zaliczenie ustne | 1 |
| 40 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 18 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-W-3 | Studiowanie literatury z zakresu modelowania molekularnego | 18 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| A-W-5 | Przeprowadzenie zaliczenia | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca: wykład informacyjny |
| M-2 | Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne |
| M-3 | Metoda programowana: z użyciem komputera |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena poprawności wykonania sprawozdań laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_B08b_W01 Student zdobywa wiedzę na temat modelowania molekularnego przydatną do opisu procesów inżynierii chemicznej | ICHP_1A_W09, ICHP_1A_W10 | — | — | C-1 | T-W-1 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_B08b_U01 Student potrafi dobrać odpowiednie metody modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | ICHP_1A_U05, ICHP_1A_U10, ICHP_1A_U16 | — | — | C-2 | T-L-1 | M-2, M-3 | S-3, S-2 |
| ICHP_1A_B08b_U02 Student potrafi posługiwać się nowoczesnymi narzędziami modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | ICHP_1A_U07, ICHP_1A_U08, ICHP_1A_U09 | — | — | C-3 | T-L-1 | M-2, M-3 | S-3, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_B08b_K01 Student staje się otwarty na stosowanie nowoczesnych technik obliczeniowych do realizacji zadań z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej | ICHP_1A_K04, ICHP_1A_K06 | — | — | C-4 | T-L-1 | M-2, M-3 | S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08b_W01 Student zdobywa wiedzę na temat modelowania molekularnego przydatną do opisu procesów inżynierii chemicznej | 2,0 | Student nie opanował wiedzy podanej na wykładzie |
| 3,0 | Student opanował podstawy wiedzy podanej na wykładzie | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, ale nie potrafi jej zinterpretować | |
| 4,0 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować | |
| 4,5 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi ją właściwie zinterpretować i znaleźć zastosowanie poznanych metod modelowania molekularnego do opisu wybranych procesów inżynierii chemicznej | |
| 5,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi analizować przydatność poznanych metod modelowania molekularnego do opisu wybranych procesów inżynierii chemicznej oraz potrafi przeprowadzić dyskusję |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08b_U01 Student potrafi dobrać odpowiednie metody modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | 2,0 | Student nie potrafi dobrać standardowych metod modelowania molekularnego do opisu i analizy nawet najprostszych zagadnień inżynierii chemicznej |
| 3,0 | Student potrafi dobrać standardowe metody modelowania molekularnego do opisu i analizy najprostszych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 3,5 | Student potrafi dobrać standardowe metody modelowania molekularnego do opisu i analizy bardziej złożonych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 4,0 | Student potrafi dobrać odpowiednie metody modelowania molekularnego do opisu i analizy wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz potrafi uzasadnić celowość ich zastosowania | |
| 4,5 | Student potrafi przedstawić koncepcje alternatywnych rozwiązań wybranych zagadnień inżynierii chemicznej z zastosowaniem metod modelowania molekularnego oraz dokonać krytycznej analizy przydatności tych metod | |
| 5,0 | Student potrafi przedstawić koncepcje alternatywnych rozwiązań wybranych zagadnień inżynierii chemicznej z zastosowaniem metod modelowania molekularnego oraz dokonać krytycznej analizy przydatności tych metod i ocenić ich efektywność | |
| ICHP_1A_B08b_U02 Student potrafi posługiwać się nowoczesnymi narzędziami modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | 2,0 | nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0 |
| 3,0 | Student potrafi posługiwać się prostymi narzędziami modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych problemów inżynierii chemicznej | |
| 3,5 | Student potrafi posługiwać się bardziej złożonymi narzędziami modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych problemów inżynierii chemicznej | |
| 4,0 | Student potrafi posługiwać się złożonymi narzędziami modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych problemów inżynierii chemicznej oraz uzasadnić celowość ich stosowania | |
| 4,5 | Student potrafi stosować alternatywne narzędzia modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych problemów inżynierii chemicznej oraz porównywać ich efektywność | |
| 5,0 | Student potrafi stosować alternatywne narzędzia modelowania molekularnego do rozwiązywania wybranych problemów inżynierii chemicznej oraz porównywać ich efektywność i interpretować uzyskane wyniki obliczeń |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08b_K01 Student staje się otwarty na stosowanie nowoczesnych technik obliczeniowych do realizacji zadań z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej | 2,0 | Student nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0 |
| 3,0 | Student wykazuje ograniczoną samodzielność przy poszukiwaniu rozwiązań zadanego problemu | |
| 3,5 | Student jest otwarty na poszukiwanie odpowiednich narzędzi modelowania molekularnego do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym znacznej pomocy | |
| 4,0 | Student jest zdeterminowany do samodzielnego poszukiwania efektynych narzędzi modelowania molekularnego do rozwiązania zadanego problemu ale wymaga przy tym odpowiedniego ukierunkowania | |
| 4,5 | Student jest kreatywny w poszukiwaniu właściwych narzędzi modelowania molekularnego do rozwiązywania zadanego problemu i wymaga przy tym tylko nieznacznej pomocy | |
| 5,0 | Student jest w pełni samodzielny i kreatywny w doborze właściwych narzędzi modelowania molekularnego do rozwiązywania zadanego problemu |
Literatura podstawowa
- K.Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, t.2 Fizykochemia molekularna, PWN, Warszawa, 2005
- Hinchliffe A., Molecular Modelling for Beginners, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2003
- Ramachandran K. I., Deepa G., Namboori K., Computational Chemistry and Molecular Modeling. Principles and Applications, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008
Literatura dodatkowa
- David C. Young, Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems., John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2001
- Schlick T., Molecular Modeling and Simulation. An Interdisciplinary Guide, Springer Science + Business Media, New York, 2010