Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (N1)
Sylabus przedmiotu Podstawy chemii komputerowej:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy chemii komputerowej | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Elżbieta Gabruś <Elzbieta.Gabrus@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Dorota Downarowicz <Dorota.Downarowicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 2 | Grupa obieralna | 1 |
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 podstaw wiedzy na temat chemii komputerowej i jej zastosowaniu w inżynierii chemicznej i procesowej |
| C-2 | Rozwijanie umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów inżynierii chemicznej i procesowej z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania z zakresu chemii komputerowej |
| C-3 | 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 obliczeń chemii komputerowej; Edytory molekularne do wizualizacji struktury cząsteczek; Metody optymalizacji geometrii cząsteczek; Metody przewidywania właściwości cząsteczek oraz układów wielocząsteczkowych; Modele półempiryczne; Symulacje mechaniki i dynamiki molekularnej. | 9 |
| 9 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do chemii komputerowej. Cechy charakterystyczne cząsteczek. Hiperpowierzchnia energii molekuły. Empiryczne pola siłowe. Podstawy chemii kwantowej. Metody ab initio. Metody półempiryczne. Metody oparte o teorię funkcjonału gęstości DFT. Elementy mechaniki molekularnej i dynamiki molekularnej. Metody Monte Carlo. Zastosowanie chemii komputerowej w inżynierii chemicznej i procesowej – studium przypadków. | 18 |
| 18 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 9 |
| A-L-2 | konsultacje | 6 |
| A-L-3 | przygotowanie do zaliczenia | 6 |
| A-L-4 | przygotowanie sprawozdań | 9 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 17 |
| A-W-2 | Czytanie wskazanej literatury | 19 |
| A-W-3 | Konsultacje | 5 |
| A-W-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 18 |
| A-W-5 | Zaliczenie pisemne | 1 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca: wykład informacyjny |
| M-2 | Metoda programowana: z użyciem komputera |
| M-3 | Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładu |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena poprawności wykonania sprawozdań laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_B08a_W02 Student potrafi opisywać wybrane zagadnienia inżynierii chemicznej za pomocą metod chemii komputerowej | ICHP_1A_W09, ICHP_1A_W10 | — | — | C-1 | T-W-1 | M-1 | S-1 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_B08a_U03 Student potrafi dobrać odpowiednie metody chemii komputerowej do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej. | ICHP_1A_U05, ICHP_1A_U10, ICHP_1A_U16 | — | — | C-2 | T-L-1, T-W-1 | M-1, M-3 | S-2, S-3 |
| ICHP_1A_B08a_U04 Student potrafi posługiwać się specjalistycznymi programami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | ICHP_1A_U07, ICHP_1A_U08, ICHP_1A_U09 | — | — | C-2 | T-L-1 | M-2, M-3 | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_B08a_K02 Student staje się otwarty na stosowanie nowoczesnych technik i narzędzi obliczeniowych do realizacji zadań z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej | ICHP_1A_K04, ICHP_1A_K06 | — | — | C-3 | T-L-1 | M-2, M-3 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08a_W02 Student potrafi opisywać wybrane zagadnienia inżynierii chemicznej za pomocą metod chemii komputerowej | 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 chemii komputerowej do zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 5,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi analizować przydatność poznanych metod chemii komputerowej do zagadnień inżynierii chemicznej i potrafi przeprowadzić dyskusję |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08a_U03 Student potrafi dobrać odpowiednie metody chemii komputerowej do rozwiązywania wybranych zagadnień inżynierii chemicznej. | 2,0 | Student nie potrafi dobrać standardowych metod chemii komputerowej do opisu i analizy najprostszych zagadnień inżynierii chemicznej |
| 3,0 | Student potrafi dobrać standardowe metody chemii komputerowej do opisu i analizy prostych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 3,5 | Student potrafi dobrać standardowe metody chemii komputerowej do opisu i analizy bardziej złożonych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 4,0 | Student potrafi dobrać odpowiednie metody chemii komputerowej 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 opartych na różnych metodach chemii komputerowej oraz dokonać krytycznej analizy przydatności tych metod | |
| 5,0 | Student potrafi przedstawić koncepcje alternatywnych rozwiązań wybranych zagadnień inżynierii chemicznej opartych na różnych metodach chemii komputerowej oraz dokonać krytycznej analizy przydatności tych metod i ocenić ich efektywność | |
| ICHP_1A_B08a_U04 Student potrafi posługiwać się specjalistycznymi programami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | 2,0 | nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0 |
| 3,0 | Student potrafi posługiwać się prostymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 3,5 | Student potrafi posługiwać się bardziej złożonymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej | |
| 4,0 | Student potrafi posługiwać się złożonymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz uzasadnić celowość ich stosowania | |
| 4,5 | Student potrafi zamiennie posługiwać się różnymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz porównywać ich efektywność | |
| 5,0 | Student potrafi zamiennie posługiwać się różnymi narzędziami chemii komputerowej do symulacji wybranych zagadnień inżynierii chemicznej oraz porównywać ich efektywność i interpretować uzyskane wyniki obliczeń |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B08a_K02 Student staje się otwarty na stosowanie nowoczesnych technik i narzędzi 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 stosowanie narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym znacznej pomocy | |
| 4,0 | Student jest otwarty na stosowanie efektywnych narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym odpowiedniego ukierunkowania | |
| 4,5 | Student jest kreatywny w poszukiwaniu właściwych narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu i wymaga przy tym tylko nieznacznej pomocy | |
| 5,0 | Student jest w pełni samodzielny i kreatywny w doborze właściwych narzędzi chemii komputerowej do rozwiązywania zadanego problemu |
Literatura podstawowa
- Jensen F., Introduction to Computational Chemistry, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, England, 2007
- Rogers D. W., Computational Chemistry Using the PC, John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2003
Literatura dodatkowa
- Leszczynski J. Shukla M.K., Practical Aspects of Computational Chemistry. Methods, Concepts and Applications, Springer Science+Business Media B.V., 2009
- Field M.J., A Practical Introduction to the Simulation of Molecular Systems, Cambridge University Press, New York, 2007
- David C. Young, Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems., John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2001