1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | формирование современных физико-химических представлений у химиков-исследователей и химиков-преподавателей о быстро развивающейся области нанотехнологий. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.03 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-1.03 | Способен проводить лабораторно-аналитическое сопровождение разработки технологий получения наноструктурированных композиционных материалов |
| ПК-1.03.1 | Планирует отдельные стадии исследования при наличии общего плана решения технологической задачи в области производства наноструктурированных композиционных материалов с заданными свойствами |
| ПК-1.03.2 | Выбирает технические средства и методы исследования (из набора имеющихся) для решения поставленных технологических задач в области производства наноструктурированных композиционных материалов с заданными свойствами |
| ПК-2.03 | Способен определять на основе анализа учебной деятельности обучающегося, оптимальные способы его обучения и развития |
| ПК-2.03.1 | |
| ПК-2.03.2 | |
| ПК-6 | Способен оказывать информационную поддержку специалистам, осуществляющим научно-исследовательские работы |
| ПК-6.1 | Проводит первичный поиск информации по заданной тематике (в т.ч., с использованием патентных баз данных) |
| ПК-7 | Способен выбирать и использовать технические средства и методы исследования для решения исследовательских задач химической направленности, поставленных специалистом более высокой квалификации |
| ПК-7.1 | Планирует отдельные стадии исследования при наличии общего плана НИР |
| ПК-7.2 | Выбирает технические средства и методы исследования (из набора имеющихся) для решения поставленных задач НИР |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | теоретические основы правил и методик выполнения стандартных операций в физической химии наноструктурированного вещества фундаментальные основы теории квантовых наноструктур вещества в свете развития химической науки основу физической химии наноструктурированных веществ в свете естественнонаучных законов и закономерностей развития химической науки |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | выполнять стандартные операции по предлагаемым методикам физической химии наноструктурированного вещества выполнять теоретические оценки свойств наносистем, используя фундаментальные понятия химической науки выполнять теоретические расчёты свойств физической химии наноструктурированных веществ наносистем, используя естественнонаучные законы химической науки |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | способностью выполнять стандартные операции по предлагаемым методикам физической химии наноструктурированного вещества навыками использования химических понятий в анализе физико-химических свойств наносистем навыками использования естественнонаучных законов химической науки в вопросах физической химии наноструктурированных веществ |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Введение | ||||||
| 1.1. | Предмет нанонаук. Основные этапы развития нанонаук и нанотехнологий | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.2. | Предмет нанонаук. Основные этапы развития нанонаук и нанотехнологий | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.3. | Классификация наноструктур | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.4. | Классификация наноструктур | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.5. | Подготовка к практическому занятию Основные этапы развития нанотехнологий. Классификация наноструктур. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.6. | Основные этапы развития нанотехнологий. Классификация наноструктур. | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| Раздел 2. Экспериментальные и теоретические основы физической химии наноструктур | ||||||
| 2.1. | Экспериментальные и теоретические методы наноструктурной химии. Изучение наноструктурных процессов в экспериментах атомно-силовой и туннельной микроскопии. | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 2.2. | Экспериментальные и теоретические методы наноструктурной химии. Изучение наноструктурных процессов в экспериментах атомно-силовой и туннельной микроскопии. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 2.3. | Подготовка к практическому занятию Экспериментальные методы нанонаук | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 2.4. | Экспериментальные методы нанонаук | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| Раздел 3. Физико-химическиие аспекты строения наноструктурированных веществ | ||||||
| 3.1. | Подготовка к практическому занятию Физические и нефизические процессы. Макро- и микромир | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.2. | Физические и нефизические процессы. Макро- и микромир | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.3. | Атомная топология Бейдера. Атомы и топология электронной плотности. Критические точки и их классификация. Фазовые портреты векторного поля градиента. Молекулярные структуры. Химические связи и молекулярные графы. Структура в химии. | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.4. | Атомная топология Бейдера. Атомы и топология электронной плотности. Критические точки и их классификация. Фазовые портреты векторного поля градиента. Молекулярные структуры. Химические связи и молекулярные графы. Структура в химии. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.5. | Подготовка к практическому занятию Энтропия. Фазовые переходы. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.6. | Энтропия. Фазовые переходы. | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.7. | Колебания атомов в кристаллической решетке. Закон дисперсии. Одномерные колебания струны. Колебания цепочки атомов. Колебания одномерной решетки с базисом. Колебания трехмерной решетки. | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.8. | Колебания атомов в кристаллической решетке. Закон дисперсии. Одномерные колебания струны. Колебания цепочки атомов. Колебания одномерной решетки с базисом. Колебания трехмерной решетки. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.9. | Подготовка к практическому занятию Фононные спектры. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.10. | Фононные спектры. | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.11. | Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Теория теплоемкости Эйнштейна. Теория теплоемкости Дебая. Теория теплоемкости и представление о фононах. | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.12. | Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Теория теплоемкости Эйнштейна. Теория теплоемкости Дебая. Теория теплоемкости и представление о фононах. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.13. | Подготовка к практическому занятию Теплоемкость твердых тел | Сам. работа | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 3.14. | Теплоемкость твердых тел | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| Раздел 4. Квантово-статистическая теория наноструктур вещества | ||||||
| 4.1. | Свободный электронный газ Ферми. Температурная зависимость функции распределения Ферми-Дирака. | Лекции | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.2. | Свободный электронный газ Ферми. Температурная зависимость функции распределения Ферми-Дирака. | Сам. работа | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.3. | Подготовка к практическому занятию "Анализ статистики Ферми-Дирака и Больцмана" | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.4. | Анализ статистики Ферми-Дирака и Больцмана | Практические | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.5. | Подготовка к практическому занятию "Расчет термодинамических величин методами статистической физики" | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.6. | Расчет термодинамических величин методами статистической физики | Практические | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.7. | Подготовка к практическому занятию "Термодинамической описание модели «желе». | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.8. | Термодинамической описание модели «желе». | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.9. | Подготовка к практическому занятию "Ридберговская материя" | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 4.10. | Ридберговская материя. | Практические | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| Раздел 5. Методы моделирования и компьютерного расчета физико-химических свойств наноструктур вещества | ||||||
| 5.1. | Подготовка к практическому занятию "Квантовая теория Бейдера атомов в молекулах" | Сам. работа | 8 | 3 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.2. | Квантовая теория Бейдера атомов в молекулах | Практические | 8 | 4 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.3. | Подготовка к лабораторной работе Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 1. Нахождение вариационных параметров атомов элементов. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.4. | Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 1. Нахождение вариационных параметров атомов элементов. | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.5. | Подготовка к лабораторной работе Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 2. Нахождение радиусов взаимодействия. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.6. | Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 2. Нахождение радиусов взаимодействия. | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.7. | Подготовка к лабораторной работе Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 3. Расчет кулоновского взаимодействия. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.8. | Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 3. Расчет кулоновского взаимодействия. | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.9. | Подготовка к лабораторной работе Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 4. Расчет электростатического взаимодействия. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.10. | Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 4. Расчет электростатического взаимодействия. | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.11. | Подготовка к лабораторной работе Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 5. Нахождение параметров связи. | Сам. работа | 8 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.12. | Использование метода нелокального функционала плотности для расчета параметров связи пар атомов. Часть 5. Нахождение параметров связи. | Лабораторные | 8 | 6 | Л2.1, Л1.1 | |
| 5.13. | Консультация по выполнению лабораторных работ | Консультации | 8 | 52 | ||
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по разделам и темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн-курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ": https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=845 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-1.03: Способен проводить лабораторно-аналитическое сопровождение разработки технологий получения наноструктурированных композиционных материалов ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. Число степеней свободы (вариантность состояния) системы, состоящей из К компонентов и Ф фаз, на которую из внешних условий влияют только давление и температура A) К-Ф+2 B) К+Ф+2 C) К+Ф-2 D) Ф-К+2 E) Ф-К-2 Ответ: A. 2. Число степеней свободы (вариантность состояния) системы, состоящей из К компонентов и Ф фаз, на которую из внешних условий влияет только температура (давление постоянно) A) К-Ф+1 B) К+Ф+1 C) К+Ф-1 D) Ф-К+1 E) Ф-К-1 Ответ: A. 3. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса описывает зависимость равновесного давления от температуры для A) однокомпонентной двухфазной системы B) однокомпонентной однофазной системы C) двухкомпонентной однофазной системы D) двухкомпонентной двухфазной системы E) двухкомпонентной трехфазной системы Ответ: A. 4. Фундаментальность квантовой топологии атомов и среды заключается в их универсальном динамическом свойстве: A) квантово-механические законы движения электронной плазмы и системы ядер могут быть сведены к физико-химическим законами движения мультиструктуры системы топологических атомов и электронной среды B) квантовое действие молекулы (вещества) стационарно, если стационарно квантовое действие каждого из ее топологических фрагментов – атомов Ответ: A. 5. Что определяет примыкающая к финитной границе атома система пересекающих ее эквиплотностных поверхностей? A) финитная граница атома B) область остовных электронных оболочек C) область внешних валентных оболочек атома D) нет правильного варианта Ответ: C. 6. Что задает система замкнутых эквиплотностных поверхностей, охватывающая касповую точку плотности на ядре? A) финитная граница атома B) область остовных электронных оболочек C) область внешних валентных оболочек атома D) нет правильного варианта Ответ: B. 7. Частным случаем ядерно-электронной наночастицы в веществе является: A) ядро B) электрон C) молекула D) вещество Ответ: C. 8. Чем описывается внутреннее строение финитной химической наночастицы на основе обобщения теории квантовой топологии плотности на случай финитных наночастиц? A) графом топологической структуры α-связей B) спектром энергии финитного атома C) графом топологической структуры β-связей Ответ: A. 9. Что является характерной чертой схематического спектра энергии финитного атома водорода в основном и возбужденных состояниях? A) энергетическая полоса механических волн плотности электронной роевой пары B) энергетическая полоса динамических волн плотности электронной пары C) энергетическая полоса кинематических волн плотности электронной роевой пары Ответ: C. 10. Межчастичные силы, возникающие за счет электродинамических полей, а также поляризации электронно-плазменной среды имеют необменую природу. A) физические адгезионные γ-связи B) физические адгезионные α-связи C) физические адгезионные β-связи D) физические адгезионные σ-связи Ответ: A. Критерии оценивания: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ в целом: 85 % - отлично 70 % - хорошо 50 % - удовлетворительно Менее 50 % - неудовлетворительно ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА 1. В супрамолекулярной химии супрамолекулярными связями между молекулами называются: Ответ: адгезионные β-связи. 2. Между финитными открытыми мультичастицами действуют два рода межчастичных сил: Ответ: химические адгезионные β-связи и физические адгезионные γ-связи. 3. Автономный рой пары электронов определяет границы _________. Ответ: наночастицы. 4. Фундаментальность квантовой топологии атомов и среды заключается Ответ: в их универсальном динамическом свойстве. 5. Условие нулевого электростатического потенциала внутри газа имеет вид Ответ: Q(rs)=0. 6. Мультичастичные системы связанны в веществе с Ответ: протяженными фрагментами. 7. Основное состояние атома водорода имеет ограниченный объем Ответ: 17*10^-3 нм. 8. Энергия устойчивого состояния атома водорода равна Ответ: -1,34 кДж/моль. 9. Двухкомпонентная электронная плазма финитного мультиатома водорода в основном состоянии включает в себя ______ и ________. Ответ: электронный рой и газ. 10. Электронно-плазменная среда и финитные частицы открыты для обмена электронными ролями, поэтому ... Ответ: они находятся в состояниях с переменным числом электронов. 11. α – связи когезии атомов внутри мультичастицы называются: Ответ: графом Бейдера. 12. Что является 2-мерным аналогом фуллеренов? Ответ: Графен. 13. Что такое «вигнеровский кристалл»? Ответ: Особый вид низкоразмерных электронных состояний. 14. Адгезионные γ – связи возникают за счет: Ответ: поляризации электронно-плазменной среды. 15. Молекула с точки зрения квантовой химии Ответ: частный случай ядерно-электронной наночастицы. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ. «Отлично»: Ответ полный, развернутый. Студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы. «Хорошо»: Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы «Удовлетворительно»: Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Задание понято правильно, в логических рассуждениях нет существенных ошибок, но допущены существенные ошибки в выборе формул. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно»: Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Не верно написаны уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны не все необходимые пояснения и ответы на вопросы. ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-2.03: Способен определять на основе анализа учебной деятельности обучающегося, оптимальные способы его обучения и развития ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. В математической модели волновая функция эволюционирует во времени, тем самым подчиняясь: A) стационарному уравнению Шредингера B) временному уравнению Шредингера Ответ: B. 2. Второе кинематическое условие ограничивает свойства электронной плазмы требованием ... A) Адиабатического приближения B) Инвариантности уравнения C) Полевых операторов Ответ: B. 3. Динамические уравнения стационарности действия являются A) Интегральным B) Локальным C) Дифференциальным Ответ: A. 4. Предметом изучения в квантовой теории поля являются A) Законы формирования в электронной плазме вещества составных, протяженных финитных электронных частиц B) Квантовые поля C) Способность квантового поля порождать новые свойства Ответ: A. 5. Распределение концентрации системы N электронов в пространстве определяется при A) При фиксированной конфигурации ядерной подсистемы B) При не фиксированной конфигурации ядерной подсистемы C) Независимо от конфигурации ядерной подсистемы Ответ: A. 6. Множество критических точек плотности в пространстве задается уравнением для градиента вида A) ∇n(r|X,t)=0 B) ∇n(x,X,t)=1 C) ∇n(r|X,t)=1 Ответ: A. 7. Квантовая топология газовой компоненты электронной плазмы определяет A) Состояние плазмы B) Структурный уровень погруженных атомов C) Возможность перехода состояний. Ответ: B. 8. Эволюционные роевые компактоны подразделяются на A) Диссипативные и динамические B) Стационарные и подвижные C) Интегральные и дифференциальные Ответ: A. 9. В математической модели волновая функция квантово-механической пары электронов эволюционирует в A) Во времени B) В пространстве C) В своем состоянии Ответ: A. 10. В квантовой электродинамике пространственные масштабы явлений задает A) Постоянная планка B) Постоянная тонкой структуры C) Константа не влияет Ответ: B. Критерии оценивания: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ в целом: 85 % - отлично 70 % - хорошо 50 % - удовлетворительно Менее 50 % - неудовлетворительно ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА 1.Чем задаются связи мульчастиц? Ответ: Квантовым топологическим графом Бейдера. 2. Что определяет автономный рой пары электронов согласно квантово-полевой химии? Ответ: Границы наночастицы в электронной среде вещества. 3. Что задает система замкнутых эквиплотностных поверхностей, охватывающая касповую точку плотности на ядре? Ответ: области внешних валентных оболочек атома и основных электронных оболочек. 4. В общем случае конденсированного состояния электронная среда содержит… Ответ: как изолированные критические точки с их бассейнами, так и области вырожденных критических точек. 5. Внутреннее строение финитной химической наночастицы описывается графом топологической структуры …-связей. Ответ: α-связей. 6. В случае триплетной электронной пары в отсутствие кубической решетки доменов кинетическая энергия пары … Ответ: возрастает. 7. Условие нулевого электростатического потенциала внутри газа, соответствует модели «желе», в которой … Ответ: электронный газ имеет только кинетический и обменно-кореляционный вклад. 8. Какую квантовую модель, известную в теории однородного электронного газа можно применить для однородного распределения плотности? Ответ: "Желе". 9. Что происходит при поджатии электронного газа к ядрам в соответствии с теоремой вириала? Ответ: стабилизация мультичастицы. 10. Для набора кинк-касповых распределений плотности численная вариация энергии основного состояния атома водорода обнаруживает… Ответ: два устойчивых основных состояния. 11. От чего зависит энергия электронной плазмы в нанотрубе? Ответ: от электронной плотности. 12. В настоящее время нанотехнологиями «снизу вверх» синтезированы протяженные в несколько сотен нанометров нанотрубы с диаметром от ... до ... нм. Ответ: от 1 до 5 нм. 13. Для случая триплетной электронной пары в отсутствие кубической решетки доменов кинетическая энергия пары Ответ: возрастает. 14. Для графитовых слоев расстояние между плоскостями углерода составляет Ответ: около 7*a0. Это примерно 3,6 ангстрем. 15. Согласно вариационному принципу, стабильное основное состояние системы электронов должно соответствовать Ответ: минимуму энергии, приходящейся на один электрон системы. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ. «Отлично»: Ответ полный, развернутый. Студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы. «Хорошо»: Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы «Удовлетворительно»: Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Задание понято правильно, в логических рассуждениях нет существенных ошибок, но допущены существенные ошибки в выборе формул. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно»: Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Не верно написаны уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны не все необходимые пояснения и ответы на вопросы. ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-6: Способен оказывать информационную поддержку специалистам, осуществляющим научно-исследовательские работы ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. Выберете верное утверждение A) При понижении эффективной размерности среды, занятой роевыми электронными парами, устойчивость их решетки по сравнению с состоянием электронного газа еще более возрастает и сдвигается в сторону больших электронных концентраций. B) При понижении эффективной размерности среды, занятой роевыми электронными парами, устойчивость их решетки по сравнению с состоянием электронного газа еще уменьшается и сдвигается в сторону больших электронных концентраций C) При понижении эффективной размерности среды, занятой роевыми электронными парами, устойчивость их решетки по сравнению с состоянием электронного газа еще более возрастает и сдвигается в сторону меньших электронных концентраций Ответ: A. 2. Межчастичные силы, возникающие за счет электродинамических полей , а также поляризации электроннно-плазменной среды имеют необменную природу, называются A) физические адгезионные γ-связи B) химические адгезионные β-связи C) физические когезионные α-связи Ответ: A. 3. Электронно – плазменная среда и финитные частицы открыты для обмена электронными роями, поэтому они находятся в состояниях A) с точным числом электронов B) с числом электронов равному n+1 C) с переменным числом электронов Ответ: B. 4. Выберете верное утверждение A) В результате конденсирования пар на объединенном носителе химические частицы приобретают индивидуальность и должны рассматриваться как индивидуальные химические частицы B) В результате конденсирования пар на объединенном носителе химические частицы теряют индивидуальность и должны рассматриваться как одна объединенная химическая частица. C) оба утверждения не верны Ответ: B. 5. Микроскопические протяженные объекты в веществе образуются A) из квантово -полевых систем благодаря некоторым коллективным бозонным модам при конденсации из них большого числа бозе – квантов B) из квантовых систем благодаря некоторым коллективным бозонным модам при конденсации из них большого числа бозе – квантов C) из квантово -полевых систем благодаря некоторым коллективным бозонным модам при конденсации из них небольшого числа бозе – квантов Ответ: A. 6. Верно ли утверждение: Гейзенберговские поля Y(c) не являются наблюдаемыми физическими величинами A) верно B) неверно Ответ: A. 7. В теории ФП волновая функция состояния любой химической частицы является функцией A) электронных и ядерных координат Y(c,X) B) электронных и ядерных координат и времени Y(c,X,t) C) электронных и ядерных координат и плотности Y(c,X,r) Ответ: B. 8. Топологические атомы в веществе также называют: A) мультичастицами B) вириальными частицами C) инфинитными частицами D) переходными частицами Ответ: B. 9. Устойчивые химические связи между атомами, существенные для целостности вещества и тождественности с самим собой при определенных внешних силовых и тепловых воздействиях – это: A) структура вещества B) строение вещества C) водородные связи Ответ: A. 10. Какое из высказываний относится к концепции строения вещества в теории термополевой динамики? A) в этой концепции построение исходит только из существования квантовых частиц, а макроскопические объекты возникают как результат спонтанного нарушения динамической симметрии и конденсации голдстоуновских бозонов B) в этой концепции главную роль играет топологическая карта, описывающая распределение плотности заряда в пространстве C) в этой концепции используют наиболее общую модель многокомпонентной электронной плазмы D) в этой концепции волновая функция состояния любой химической частицы является функцией электронных и ядерных координат и времени Ответ: A. Критерии оценивания: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ в целом: 85 % - отлично 70 % - хорошо 50 % - удовлетворительно Менее 50 % - неудовлетворительно ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА 1. Дайте определение: Структура вещества – это … Ответ: устойчивые химические связи между атомами, существенные для целостности вещества и тождественности с самим собой при определенных внешних силовых и тепловых воздействиях. 2. Когда наука о строении вещества переживает новый этап развития? Ответ: С начала 80-х гг. XX в. 3. Когда были начаты теоретические исследования, целью которых была разработка единой концепции квантово-полевой химии? Ответ: В конце 70-х гг. XX в. 4. Перед вами фундаментальное утверждение квантовой теории неоднородного электронного газа: «квантовое действие молекулы (вещества) стационарно, если стационарно квантовое действие каждого из ее топологических фрагментов – атомов». В основе какой концепции лежит это утверждение? Ответ: Квантовой топологии плотности. 5. Чему равен заряд вириального атома? Ответ: дробному числу. 6. Какая компонента называется роевой? Ответ: Бозонная. 7. Какие переменные являются основными переменными эволюции мультиструктур? Ответ: Внутренняя энергия (U), энтропия (S), информация (J). 8. К какой концепции относится высказывание: «…квантовое действие молекулы, стационарно, если стационарно квантовое действие каждого из ее топологических фрагментов...»? Ответ: Концепция атомного строения вещества в теории квантовой топологии плотности. 9. К какой концепции относится высказывание: «…в квантовом поле электронной плазмы конденсированного состояния вещества возможны спонтанные нарушения динамической симметрии…»? Ответ: Квантово-полевая концепция плазменного строения вещества. 10. В монографиях какого автора были представлены результаты разработки квантовой теории поля? Ответ: З.М. Мулдахметов. 11. В общем случае конденсированного состояния электронная среда содержит… Ответ: как изолированные критические точки с их бассейнами, так и области вырожденных критических точек. 12. Внутреннее строение финитной химической наночастицы описывается графом топологической структуры …-связей. Ответ: α-связей. 13. В случае триплетной электронной пары в отсутствие кубической решетки доменов кинетическая энергия пары … Ответ: возрастает. 14. Условие нулевого электростатического потенциала внутри газа, соответствует модели «желе», в которой … Ответ: электронный газ имеет только кинетический и обменно-кореляционный вклад. 15. Адгезионные γ – связи возникают за счет: Ответ: поляризации электронно-плазменной среды. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ. «Отлично»: Ответ полный, развернутый. Студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы. «Хорошо»: Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы «Удовлетворительно»: Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Задание понято правильно, в логических рассуждениях нет существенных ошибок, но допущены существенные ошибки в выборе формул. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно»: Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Не верно написаны уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны не все необходимые пояснения и ответы на вопросы. ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-7: Способен выбирать и использовать технические средства и методы исследования для решения исследовательских задач химической направленности, поставленных специалистом более высокой квалификации ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. Во сколько раз комптоновская длина меньше радиуса основной орбиты в атоме водорода? A) 137 B) 37 C) 237 D) 337 Ответ: A. 2. Как найти постоянную тонкой структуры? A) α=е2/(сћ) B) α=е/(сћ) C) α= ½ есћ D) α= ½ е/(сћ) Ответ: A. 3. Каким соотношением связаны заряд поля составных бозонов Qw со сдвигом калибровочного электромагнитного поля χw? A) χw* Qw≥ћ/2 B) χw* Qw≥ћ C) χw* Qw≥2/ћ D) χw+ Qw≥ћ/2 Ответ: A. 4. Какая величина задает иерархию структурных уровней в веществе относительно базового уровня атомов? A) постоянная тонкой структуры α B) физический объем системы Ω C) параметр Месси ξ D) электронная плотность ρ Ответ: A. 5. Квантовая топология газовой компоненты электронной плазмы определяет A) Состояние плазмы B) Структурный уровень погруженных атомов C) Возможность перехода состояний. Ответ: B. 6. Квантовая электродинамика изучает движение полевых мод заряженной плазмы вещества и ее электромагнитного излучения в … векторном континууме. A) 4-х мерном B) 1-мерном C) 2-х мерном D) 3-х мерном Ответ: A. 7. Какой порядок существует в электронной плазме кристаллических фаз твердого тел A) дальний и ближний порядок B) ближний порядок C) дальний порядок Ответ: A. 8. Какие связи называются супрамолекулярными? A) β-связи B) α-связи C) γ-связи Ответ: A. 9. Каким соотношением связаны ридберг-потенциал ионизации с Хартри? A) 1 Hartree = 2 Ry B) 2 Hartree = 1 Ry C) 1/3 Hartree = Ry Ответ: A. 10. Чему равен 1 Ry? A) 1 Ry = e2/2a0 B) 1 Ry =2e2/a0 C) 1 Ry =e/2a0 Ответ: A. Критерии оценивания: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ в целом: 85 % - отлично 70 % - хорошо 50 % - удовлетворительно Менее 50 % - неудовлетворительно ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА 1. Какова протяженность роевого компактона? Ответ: Может меняться от тысячных долей нанометра до сотни нанометров. 2. Чем описывается внутреннее строение финитной химической наночастицы? Ответ: графом топологической структуры α-связей. 3. Почему происходит поджатие к ядрам электронного газа в случае возникновения энергии конфайнмента? Ответ: влияния роевой компоненты. 4. Как называется кристаллически упорядоченная совокупность «погруженных» атомов замкнутых кинг-границей роевой электронной пары в электронной среде материала? Ответ: Нанокристалл. 5. В основе идеи введения пространственных решеток узлов лежит представление … Ответ: об адиабатическом фиксировании ядер атомов, задающих в объеме твердого тела геометрическое место точек центров атомов. 6. Какова в настоящее время основная проблема разработки технологий получения наноматериалов? Ответ: отсутствие теории их электронного строения. 7. С помощью, какой модели проводят более точное описание строения наноматериалов? Ответ: Двухкомпонентная модель, включающая компоненту неоднородного электронного газа и компоненту электронных роев. 8. Актуальной задачей электронной теории строения вещества становится: Ответ: исследование механизмов формирования финитных химических наночастиц в конденсированных состояниях, ведущих к мультиструктурной организации наноматериалов. 9. Наиболее общие законы движения симметрии теорий формулируются на языке ... Ответ: квантовых гейзенберговских полевых операторов плазмы вещества и излучения. 10. Согласно, какому закону функционал действия устойчиво квантовой электродинамической моды в заданной связями области событий стационарен? Ответ: основному закону движения. 11. Предметом изучения в квантово-полевой химии являются Ответ: законы формирования в электронной плазмы вещества составных, протяженных, финитных электронных частиц, их взаимодействие с неоднородным электронным ферми-газом и подсистемой ядер вещества, а также с внешними силовыми и тепловыми полями окружающей среды. 12. Что такое структурный уровень «погруженных» атомов? Ответ: Наиболее фундаментальный физико-химической уровень строения вещества. 13. Актуальная задача электронной теории строения вещества Ответ: исследование механизмов формирования финитных химических наночастиц в конденсированных состояниях, ведущих к мультиструктурной организации наноматериалов. 14. Какие динамические величины имеет коллективная мода роев? Ответ: энергию, импульс, спин, орбитальный угловой. 15. Для модели "желе" все физическое пространство электронного газа заполняется критическими точками, их множество ...мерно. Ответ: трехмерно. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ. «Отлично»: Ответ полный, развернутый. Студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы. «Хорошо»: Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы «Удовлетворительно»: Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Задание понято правильно, в логических рассуждениях нет существенных ошибок, но допущены существенные ошибки в выборе формул. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно»: Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Не верно написаны уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны не все необходимые пояснения и ответы на вопросы. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрены. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Оценочные материалы для проведения промежуточной аттестации размещены в онлайн-курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ": https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=845 Пример оценочного средства 1. Пример оценочного средства: Основные этапы развития нанонаук и нанотехнологий 2. Экспериментальные и теоретические методы наноструктурной химии 3. Изучение наноструктурных процессов в экспериментах атомно-силовой и туннельной микроскопии 4. Классификация наноструктур 5. Вывод из постулатов квантовой механики правила запрета для строения компактной квантово-размерной химической частицы 6. Описание строения и механизмов устойчивости компактной химической частицы в рамках квантово-полевой химии вещества 7. Физические и нефизические процессы. Макро- и микромир 8. Энтропия 9. Фазовые переходы 10. Описание наносистем в теории квантовой топологии электронной плотности. 11. Вырождение электронных степеней свободы химических частиц и три типа электронных взаимодействий в наносистемах. 12. Описание иерархии трех уровней самоорганизация физико-химических процессов в веществе на языке химических частиц, их кластеров и агрегатов. 13. Соотношения температурных неопределенностей для термостатистических процессов и флуктуации энергии, ограничивающие сверху размер наноструктурных частиц 14. Квантово статистические процессы самоорганизации кластеров химических частиц 15. Фононные спектры 16. Два типа химических взаимодействий и их роль в наноструктурной самоорганизация систем химических частиц 17. Кинематические и информационные структуры нанокластеров химических частиц. Принцип минимакса классической информации нанокластера химических частиц 18. Описание наноструктурных процессов на языке статистических операторов и матриц плотности. Процессинг квантовой информации в наносистемах химических частиц. 19. Расчет термодинамических величин методами статфизики 20. Термодинамическое описание модели «желе» КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ «Отлично»: Ответ полный, развернутый. Студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы. «Хорошо»: Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. При этом правильно написаны все уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны все необходимые пояснения и ответы на вопросы «Удовлетворительно»: Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Задание понято правильно, в логических рассуждениях нет существенных ошибок, но допущены существенные ошибки в выборе формул. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно»: Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Не верно написаны уравнения реакций, расставлены коэффициенты, даны не все необходимые пояснения и ответы на вопросы. |
| Приложения |
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Л. В. Фомина [и др.] | Физическая химия наноструктурных материалов электроники и спинтроники на основе полупроводниковых соединений A[[p]] III [[/p]] B [[p]] V [[/p]]: монография | Изд-во АлтГУ, 2013 | elibrary.asu.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | С. А. Безносюк [и др.] | Многоуровневое строение, физико-химические и информационные свойства вещества: учеб. пособие для вузов | Томск : Изд-во НТЛ, 2005 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Электронный ресурс научной школы «Фундаментальные основы нанонаук и прорывные нанотехнологии конденсированного состояния» [точка доступа http://compnano.1gb.ru/ | compnano.1gb.ru | ||
| Э2 | Курс в Moodle «Физическая химия наноструктурированных веществ» | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно) Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно) Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно) 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно) Adobe Reader (http://wwwimages.adode.com/content/dam/Adode/en/legan/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно) ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (http://astalinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно) Libre Office (http://ru.libreoffice.org/), (бессрочно) Веб-браузер Сhromium (http://www.chromium.org/Home), (бессрочно) Антивирус Касперский (http://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024) Архиватор ARK (http://apps.kde.org/ark/), (бессрочно) Okular (http://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно) Редактор изображений Gimp(http://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| http://www.lib.asu.ru - электронные ресурсы научной библиотеке АлтГУ http://www.rsl.ru - РГБ Российская государственная библиотека http://ben.irex.ru - БЕН Библиотека естественных наук http://www.gpntb.ru - ГПНТБ Государственная публичная научно-техническая библиотека http://ban.pu.ru - БАН Библиотека Академии наук http://www.nlr.ru - РНБ Российская национальная библиотека http://www.elibrary.ru - Научная электронная библиотека РФФИ | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 504К | учебно-исследовательская лаборатория компьютерного нанобиодизайна - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Доска маркерная; столы учебные на 10 посадочных мест; проектор короткофокусный мультимедийный ЕВ-420 1 ед.; экран; компьютеры: марка RAMEC модель G161 10G\03Y4 - 8 единиц; проектор: марка BENQ - 1 единица; |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Как работать над конспектом после лекции Какими бы замечательными качествами в области методики ни обладал лектор, какое бы большое значение на занятиях ни уделял лекции слушатель, глубокое понимание материала достигается только путем самостоятельной работы над ним. Самостоятельную работу следует начинать с доработки конспекта, желательно в тот же день, пока полученная информация еще хранится в памяти. Как правило, через 10 ч после лекции в памяти остается не более 30-40 % материала. С целью доработки необходимо, в первую очередь, прочитать записи, восстановить текст в памяти, а также исправить описки, расшифровать не понятные сокращения, заполнить пропущенные места, понять текст, вникнуть в его смысл. Далее прочитать материал по рекомендуемой литературе, разрешая в ходе чтения, возникшие ранее затруднения, вопросы, а также дополнения и исправляя свои записи. Записи должны быть наглядными, для чего следует применять различные способы выделений. В ходе доработки конспекта углубляются, расширяются и закрепляются знания, а также дополняется, исправляется и совершенствуется конспект. Подготовленный конспект и рекомендуемая литература используется при подготовке к практическому занятию. Подготовка сводится к внимательному прочтению учебного материала, к выводу с карандашом в руках всех утверждений и формул, к решению примеров, задач, к ответам на вопросы, предложенные в конце лекции преподавателем или помещенные в рекомендуемой литературе. Примеры, задачи, вопросы по теме являются средством самоконтроля. Непременным условием глубокого усвоения учебного материала является знание основ, на которых строится изложение материала. Обычно преподаватель напоминает, какой ранее изученный материал и в какой степени требуется подготовить к очередному занятию. Эта рекомендация, как и требование систематической и серьезной работы над всем лекционным курсом, подлежит безусловному выполнению. Потери логической связи как внутри темы, так и между ними приводит к негативным последствиям: материал учебной дисциплины перестает основательно восприниматься, а творческий труд подменяется утомленным переписыванием. Обращение к ранее изученному материалу не только помогает восстановить в памяти известные положения, выводы, но и приводит разрозненные знания в систему, углубляет и расширяет их. Каждый возврат к старому материалу позволяет найти в нем что-то новое, переосмыслить его с иных позиций, определить для него наиболее подходящее место в уже имеющейся системе знаний. Неоднократное обращение к пройденному материалу является наиболее рациональной формой приобретения и закрепления знаний. Очень полезным в практике самостоятельной работы, является предварительное ознакомление с учебным материалом. Даже краткое, беглое знакомство с материалом очередной лекции дает многое. Студенты получают общее представление о ее содержании и структуре, о главных и второстепенных вопросах, о терминах и определениях. Все это облегчает работу на лекции и делает ее целеустремленной. Подготовка к практическому занятию Студент должен четко уяснить, что именно с лекции начинается его подготовка к практическому занятию. Вместе с тем, лекция лишь организует мыслительную деятельность, но не обеспечивает глубину усвоения программного материала. При подготовке к семинару можно выделить 2 этапа: 1-й – организационный, 2-й – закрепление и углубление теоретических знаний. На первом этапе студент планирует свою самостоятельную работу, которая включает: – уяснение задания на самостоятельную работу; – подбор рекомендованной литературы; – составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки. Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе. Второй этап включает непосредственную подготовку студента к занятию. Начинать надо с изучения рекомендованной литературы. Необходимо помнить, что на лекции обычно рассматривается не весь материал, а только его часть. Остальная его часть восполняется в процессе самостоятельной работы. В связи с этим работа с рекомендованной литературой обязательна. Особое внимание при этом необходимо обратить на содержание основных положений и выводов, объяснение явлений и фактов, уяснение практического приложения рассматриваемых теоретических вопросов. В процессе этой работы студент должен стремиться понять и запомнить основные положения рассматриваемого материала, примеры, поясняющие его, а также разобраться в иллюстративном материале. Заканчивать подготовку следует составлением плана (перечня основных пунктов) по изучаемому материалу (вопросу). Такой план позволяет составить концентрированное, сжатое представление по изучаемым вопросам. В процессе подготовки к семинару рекомендуется взаимное обсуждение материала, во время которого закрепляются знания, а также приобретается практика в изложении и разъяснении полученных знаний, развивается речь. При необходимости следует обращаться за консультацией к преподавателю. Идя на консультацию, необходимо хорошо продумать вопросы, которые требуют разъяснения. В начале семинара студенты под руководством преподавателя более глубоко осмысливают теоретические положения по теме занятия, раскрывают и объясняют основные явления и факты. В процессе творческого обсуждения и дискуссии вырабатываются умения и навыки использовать приобретенные знания для решения практических задач. Подготовка к лабораторной работе Теоретическая подготовка Теоретическая подготовка необходима для проведения компьютерного эксперимента, должна проводиться обучающимися в порядке самостоятельной работы. Ее следует начинать внимательным разбором руководства к данной лабораторной работе. Особое внимание в ходе теоретической подготовки должно быть обращено на понимание сущности процесса. Для самоконтроля в каждой работе приведены контрольные вопросы, на которые обучающийся обязан дать четкие, правильные ответы. Теоретическая подготовка завершается предварительным составлением отчета со следующим порядком записей: 1. Название работы. 2. Цель работы. 3. Теоретическое введение. 4. Ход работы (включает рисунки, схемы, таблицы, основные формулы для определения величин). 5. Расчеты – окончательная запись результатов работы. 6. Вывод. При выполнении лабораторных работ измерение физических величин необходимо проводить в строгой, заранее предусмотренной последовательности. Особо следует обратить внимание на точность и своевременность отсчетов при измерении нужных физических величин. Например, точность измерения времени с помощью секундомера зависит не только от четкого определения положения стрелки, но и в значительной степени – от своевременности включения и выключения часового механизма. Лабораторные работы выполняются по письменным инструкциям. Каждая инструкция содержит краткие теоретические сведения, относящиеся к данной работе, перечень необходимого оборудования, посуды, реактивов, порядок выполнения работы, контрольные вопросы. Внимательное изучение методических указаний поможет выполнить работу. Небрежное оформление отчета, исправление уже написанного недопустимо. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов 1. К выполнению лабораторных работ необходимо приготовиться до начала занятия в лаборатории. Кроме описания работы, используйте рекомендованную литературу и конспект лекций. К выполнению работы допускаются только подготовленные студенты. 2. При проведении эксперимента результаты измерений и расчетов записывайте четко и кратко в заранее подготовленные таблицы. 3. При обработке результатов измерений: А) помните, что точность расчетов не может превышать точности прямых измерений; Б) результаты измерений лучше записывать в виде доверительного интервала. 4. Отчеты по лабораторным работам должны включать в себя следующие пункты: • название лабораторной работы и ее цель; • краткое теоретическое обоснование; • порядок выполнения лабораторной работы; • далее пишется «Ход работы» и выполняются этапы лабораторной работы, согласно выше приведенному порядку записываются требуемые теоретические положения, результаты измерений, обработка результатов измерений, заполнение требуемых таблиц и графиков, по завершении работы делается вывод. 5. При подготовке к сдаче лабораторной работы, необходимо ответить на предложенные контрольные вопросы. Как работать с рекомендованной литературой Успех в процессе самостоятельной работы, самостоятельного чтения литературы во многом зависит от умения правильно работать с книгой, работать над текстом. Опыт показывает, что при работе с текстом целесообразно придерживаться такой последовательности. Сначала прочитать весь заданный текст в быстром темпе. Цель такого чтения заключается в том, чтобы создать общее представление об изучаемом (не запоминать, а понять общий смысл прочитанного) материале. Затем прочитать вторично, более медленно, чтобы в ходе чтения понять и запомнить смысл каждой фразы, каждого положения и вопроса в целом. Чтение приносит пользу и становится продуктивным, когда сопровождается записями. Это может быть составление плана прочитанного текста, тезисы или выписки, конспектирование и др. Выбор вида записи зависит от характера изучаемого материала и целей работы с ним. Если содержание материала несложное, легко усваиваемое, можно ограничиться составлением плана. Если материал содержит новую и трудно усваиваемую информацию, целесообразно его законспектировать. План – это схема прочитанного материала, краткий (или подробный) перечень вопросов, отражающих структуру и последовательность материала. Подробно составленный план вполне заменяет конспект. Конспект – это систематизированное, логичное изложение материала источника. Различаются четыре типа конспектов. План-конспект – это развернутый детализированный план, в котором достаточно подробные записи приводятся по тем пунктам плана, которые нуждаются в пояснении. Текстуальный конспект – это воспроизведение наиболее важных положений и фактов источника. Свободный конспект – это четко и кратко сформулированные (изложенные) основные положения в результате глубокого осмысливания материала. В нем могут присутствовать выписки, цитаты, тезисы; часть материала может быть представлена планом. Тематический конспект – составляется на основе изучения ряда источников и дает более или менее исчерпывающий ответ по какой-то схеме (вопросу). В процессе изучения материала источника, составления конспекта нужно обязательно применять различные выделения, подзаголовки, создавая блочную структуру конспекта. Это делает конспект легко воспринимаемым, удобным для работы. Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов Самостоятельная работа студентов (СРС) под руководством преподавателя является составной частью «самостоятельная работа студентов», принятого в высшей школе. СРС под руководством преподавателя представляет собой вид занятий, в ходе которых студент, руководствуясь методической и специальной литературой, а также указаниями преподавателя, самостоятельно выполняет учебное задание, приобретая и совершенствуя при этом знания, умения и навыки практической деятельности. При этом взаимодействие студента и преподавателя приобретает вид сотрудничества: студент получает непосредственные указания преподавателя об организации своей самостоятельной деятельности, а преподаватель выполняет функцию руководства через консультации и контроль. Познавательная деятельность студентов при выполнении самостоятельных работ данного вида заключается в накоплении нового для них опыта деятельности на базе усвоенного ранее формализованного опыта (опыта действий по известному алгоритму) путем осуществления переноса знаний, умений и навыков. Суть заданий работ этого вида сводится к поиску, формулированию и реализации идей решения. Это выходит за пределы прошлого формализованного опыта и в реальном процессе мышления требует от обучаемых варьирования условий задания и усвоенной ранее учебной информации, рассмотрения ее под новым углом зрения. В связи с этим самостоятельная работа данного вида должна выдвигать требования анализа незнакомых студентом ситуаций и генерирования новой информации для выполнения задания. Методические указания для подготовки к экзамену Подготовка к экзамену способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, получаемых, в процессе обучения, а также применению их к решению практических задач. Готовясь к экзамену, студент ликвидирует имеющиеся пробелы в знаниях, углубляет, систематизирует и упорядочивает свои знания. На экзамене студент демонстрирует то, что он приобрел в процессе обучения по конкретной учебной дисциплине. Требования к организации подготовки к экзаменам те же, что и при занятиях в течение семестра, но соблюдаться они должны более строго. Вначале следует просмотреть весь материал по сдаваемой дисциплине, отметить для себя трудные вопросы. Обязательно в них разобраться. В заключение еще раз целесообразно повторить основные положения, используя при этом листы опорных сигналов. Систематическая подготовка к занятиям в течение семестра позволит использовать время экзаменационной сессии для систематизации знаний. В период подготовки к экзамену студенты могут получить у экзаменатора - преподавателя, проводивший лекционный курс индивидуальные и групповые консультации. Подготовка к экзамену – это завершающий, наиболее активный этап самостоятельной работы студента над учебным курсом. |