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.1.2 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-3 | способностью демонстрировать системное понимание в области изучения физической химии наносистем, коллоидов, твердого тела, мастерство в части умений и методов исследования, используемых в области компьютерного моделирования, структурно-фазового и элементного анализов, спектроскопии и рентгенографии |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | концептуальную основу понятий физикохимии наноструктурированных веществ основные компьютерные технологии при планировании исследований, получении и обработке результатов научных экспериментов, сборе, обработке, хранении, представлении и передаче научной информации в области исследований по физической химии наноструктурированных материалов |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Решать задачи физикохимии наноструктурированных веществ использовать компьютерные методы получения, хранения, представления и передачи научной информации при изучении физической химии наноструктурированного вещества |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | формами и методами научного познания при формулировании и решении профессиональных задач в области физикохимии наноструктурированных веществ навыками проведения компьютерного эксперимента в области физической химии наноструктурированного вещества |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Физико-химическиие аспекты строения наноструктурированных веществ | ||||||
| 1.1. | Подготовка к практическому занятию Физические и нефизические процессы. Макро- и микромир | Сам. работа | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.2. | 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 | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.3. | 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. | Сам. работа | 4 | 5 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.4. | Подготовка к практическому занятию Энтропия. Фазовые переходы. | Сам. работа | 4 | 6 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.5. | Энтропия. Фазовые переходы. | Практические | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.6. | Колебания атомов в кристаллической решетке. Закон дисперсии. Одномерные колебания струны. Колебания цепочки атомов. Колебания одномерной решетки с базисом. Колебания трехмерной решетки. | Лекции | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.7. | Колебания атомов в кристаллической решетке. Закон дисперсии. Одномерные колебания струны. Колебания цепочки атомов. Колебания одномерной решетки с базисом. Колебания трехмерной решетки. | Сам. работа | 4 | 6 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.8. | Подготовка к практическому заняитию Фононные спектры. | Сам. работа | 4 | 6 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.9. | Фононные спектры. | Практические | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.10. | Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Теория теплоемкости Эйнштейна. Теория теплоемкости Дебая. Теория теплоемкости и представление о фононах. | Лекции | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.11. | Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Теория теплоемкости Эйнштейна. Теория теплоемкости Дебая. Теория теплоемкости и представление о фононах. | Сам. работа | 4 | 6 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.12. | Подготовка к практическому заняитию Теплоемкость твердых тел | Сам. работа | 4 | 6 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 1.13. | Теплоемкость твердых тел | Практические | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| Раздел 2. Квантово-статистическая теория наноструктур вещества | ||||||
| 2.1. | Свободный электронный газ Ферми. Температурная зависимость функции распределения Ферми-Дирака. | Лекции | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.2. | Свободный электронный газ Ферми. Температурная зависимость функции распределения Ферми-Дирака. | Сам. работа | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.3. | Подготовка к практическому заняитию Расчет термодинамических величин методами статистической физики. | Сам. работа | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.4. | Расчет термодинамических величин методами статистической физики. | Практические | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.5. | Подготовка к практическому заняитию Термодинамической описание модели «желе». | Сам. работа | 4 | 6 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.6. | Термодинамической описание модели «желе». | Практические | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.7. | Подготовка к практическому заняитию Анализ статистики Ферми-Дирака и Больцмана. | Сам. работа | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
| 2.8. | Анализ статистики Ферми-Дирака и Больцмана. | Практические | 4 | 2 | ПК-3 | Л2.3, Л2.1, Л2.2, Л1.1 |
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-3: способностью демонстрировать системное понимание в области изучения физической химии наносистем, коллоидов, твердого тела, мастерство в части умений и методов исследования, используемых в области компьютерного моделирования, структурно-фазового и элементного анализов, спектроскопии и рентгенографии 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. |
| 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. 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» 21. Описание электронных свойств компактного атома водорода 22. Каталитические реакции в нанокластере двух атомов водорода и двух атомов никеля 23. Расчет энергетической поверхности нанокластеров с помощью вычислительного модуля «Компьютерная нанотехнология» 24. Ридберговская материя 25. Анализ статистики Ферми-Дирака и Больцмана 26. Задание на классификацию наноструктур. 27. Задание на знание экспериментальных методов нанонаук 28. Задание на физические и нефизические процессы. 29. Задание на нахождение энтропии. 30. Задание на фазовые переходы. 31. Задание на фононные спектры. 32. Задание на нахождение теплоемкости твердых тел 33. Задание на расчет термодинамических величин методами статистической физики. 34. Задание на изучение термодинамического описания модели «желе». 35. Задание на изучение ридберговской материи. 36. Задание на анализ статистики Ферми-Дирака и Больцмана. 37. Задание на метод нелокального функционала плотности 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 | Д.И. Рыжонков, В.В. Лёвина, Э.Л. Дзидзигури | Наноматериалы: Учебное пособие | М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017 | biblioclub.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | П.А. Витязь, Н.А. Свидунович | Основы нанотехнологий и наноматериалов : учеб. пособие | Минск: Выш. шк., 2010 | biblioclub.ru |
| Л2.2 | 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 |
| Л2.3 | 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; |
| 517К | учебно-исследовательская лаборатория физико-химии и электрохимии материалов - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; столы ученический - 4 шт.; стол преподавателя - 2 шт.; шкаф книжный - 1 шт.; стол лабораторный - 6 шт.; вытяжной шкаф - 1 шт.; стол весовой - 1 шт.; экран рулонный; дистиллятор; ДмЭ-1\БрН-метр 150; весы ВЛКТ-500; мешалка магнитная ММ-5; генератор Г4-102А; ампервольтметр Ц4311; микроскоп Метавал; микроскоп МИИ-4 |
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. |